TW201736835A - 異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提高檢測附著於玻璃板之微小異物之精度。 本發明之異物檢測裝置具備：照明部，其係對使用浮式法形成之玻璃板之與熔融錫接觸之面照射具有紫外區域波長之紫外光；攝像部，其拍攝被照射紫外光之玻璃板之區域；及判定部，其基於藉由攝像部拍攝之圖像中有無成為暗點之像素或區域而判定玻璃板之表面有無異物。
Description
本發明係關於異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法。
於使用浮式法之玻璃板之成形中，有於微小之熔融錫附著於與熔融錫接觸之玻璃板之下表面之狀態下，玻璃板自熔融錫上被拉出之情形。附著於玻璃板下表面之熔融錫於玻璃板自熔融錫上被拉出後成為氧化錫(渣滓)，從而成為異物。於玻璃板之製造步驟中，使用檢測渣滓等異物之技術(專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利第5471157號公報
[發明所欲解決之問題] 然而，專利文獻1所記載之技術之目的在於檢測大小為50 μm左右之渣滓，於檢測大小為10 μm左右之渣滓時會受到芒硝膜等干擾之影響，而有檢測之精度降低，或無法檢測出之問題。 本發明係鑑於上述情況，提供一種可提高檢測附著於玻璃板之微小異物之精度的異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法。 [解決問題之技術手段] 本發明一態樣係異物檢測裝置，其具備：照明部，其係對使用浮式法形成之玻璃板之與熔融錫接觸之面照射具有紫外區域波長之紫外光；攝像部，其拍攝被照射上述紫外光之上述玻璃板之區域；及判定部，其基於藉由上述攝像部拍攝之圖像中有無成為暗點之像素或區域而判定上述玻璃板之表面有無異物。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，上述照明部將包含150 nm至300 nm的範圍內之波長之紫外光照射至上述玻璃板。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測裝置中，上述照明部具備LED照明、水銀燈、YAG雷射或準分子雷射作為光源。 又，本發明一態樣係異物檢測方法，其具有：照明步驟，其係對使用浮式法形成之玻璃板之與熔融錫接觸之面照射具有紫外區域波長之紫外光；攝像步驟，其拍攝藉由上述照明步驟而被照射紫外光之上述玻璃板之區域；及判定步驟，其基於藉由上述攝像步驟拍攝之圖像中有無成為暗點之像素或區域而判定上述玻璃板之表面有無異物。 又，本發明一態樣係於上述異物檢測方法中，於上述照明步驟中，將包含150 nm至300 nm的範圍內之波長之紫外光照射至上述玻璃板。 又，本發明一態樣係玻璃板之製造方法，其係具有以下步驟之玻璃板之製造方法：熔融步驟，其將玻璃之原材料熔融而獲得熔融玻璃；成形步驟，其將上述熔融玻璃成形為連續之板狀玻璃帶；緩冷步驟，其使上述玻璃帶一面移動一面逐漸冷卻；檢查步驟，其檢測上述玻璃帶表面之異物；及切斷步驟，其切斷上述玻璃帶；且上述檢查步驟係以上述玻璃帶為對象且藉由上述異物檢測方法進行。 [發明之效果] 根據本發明，可提高檢測附著於玻璃板之微小異物之精度。
以下，參照圖式，說明本發明實施形態之異物檢測裝置、異物檢測方法及玻璃板之製造方法。實施形態之異物檢測裝置檢測附著於使用浮式法成形之玻璃板之下表面或上表面之大於約10 μm之異物。玻璃板之下表面係鉛直方向下側之面，玻璃板之上表面係鉛直方向上側之面。以下將玻璃板之上表面與下表面統稱為表面。 [第1實施形態] 圖1係顯示第1實施形態之異物檢測裝置10之構成之模式圖。異物檢測裝置10檢測附著於在輥上搬送之玻璃板G之下表面之異物。檢測對象之異物例如為附著於與熔融錫接觸之玻璃板G之下表面之渣滓。異物檢測裝置10具備照明裝置11、攝像裝置12、及判定裝置13。於圖1中，將搬送玻璃板G之方向設為y軸方向，將沿著玻璃板G之表面之方向、即與y軸方向垂直之方向設為x軸方向(板寬方向)，將與玻璃板G之表面垂直之方向(板厚方向)設為z軸方向。 照明裝置11係自玻璃板之下表面方向朝向玻璃板之檢查區域照射具有紫外區域的波長之光(以下稱為「紫外光」)。照明裝置11於玻璃板G之下表面於x軸方向上整體照射紫外光。自照明裝置11照射之紫外光之波長係例如150 nm至300 nm範圍內之波長。紫外光之波長係將紫外光照射至使用浮式法形成之玻璃板G之下表面，即與熔融錫接觸之面(以下稱為「錫面」)時錫面發出白色螢光之波長。作為照明裝置11，使用例如LED(Light Emitting Diode：發光二極體)照明、水銀燈、及產生YAG(Yttrium Aluminium Garnet：釔鋁石榴石)雷射或準分子雷射之光源之任一者。於使用YAG雷射或準分子雷射之情形時，使用多面鏡於檢查區域之x軸方向上整體照射紫外光。 攝像裝置12係將藉由照明裝置11照射有紫外光之玻璃板G之檢查區域設為攝像對象。於攝像對象包含有玻璃板G之寬度方向之兩端。作為攝像裝置12之攝像感測器，使用可檢測將紫外光照射至錫面時有無白色螢光之單色或彩色之感測器。又，攝像裝置12之攝像感測器可為區域感測器或線感測器之任一者。為了不直接受到紫外光照射，攝像裝置12較佳不配置於照明裝置11照射紫外光之光軸上。於攝像裝置12配置於紫外光之光軸上之情形時，較佳於攝像裝置12設置使紫外光衰減之濾光片。 判定裝置13係基於藉由攝像裝置12拍攝之圖像，判定於玻璃板G之表面是否附著有異物。當對玻璃板G之錫面照射紫外光時錫面會發出白色螢光，相對於此，於在玻璃板G之錫面附著有異物之情形時，由於紫外光被異物遮擋而未到達錫面，故不會發出白色螢光。即，於在錫面附著有異物之情形時，不因紫外光而產生白色螢光，從而附著有異物之部位與未附著異物之部位相比變暗。判定裝置13於藉由攝像裝置12拍攝之圖像中檢測未產生白色螢光之暗點，藉此判定玻璃板G之錫面有無異物。 判定裝置13之暗點之檢測係藉由判定圖像中的像素之亮度值是否為臨限值以下而進行。臨限值可基於事前拍攝附著有異物之玻璃板所獲得之圖像之亮度而決定，亦可基於圖像中所有像素之亮度之平均值、眾數值或中央值之統計值而決定。 圖2係自玻璃板G之板寬方向觀察第1實施形態之異物檢測裝置10之圖。自照明裝置11照射之紫外光於異物未附著於玻璃板G之表面之情形時，到達玻璃板G之錫面，於錫面產生白色螢光。相對於此，於在玻璃板G之錫面附著有異物D之情形時，自照明裝置11照射之紫外光未到達玻璃板G之錫面，於錫面未產生白色螢光。即，附著有異物D之部位與其他部位相比變暗，於藉由攝像裝置12拍攝之圖像中成為暗點。判定裝置13基於圖像中有無暗點而判定有無異物。由於玻璃板G之錫面之作為緩衝膜之芒硝膜不會對紫外光到達錫面而產生白色螢光造成影響，故不論有無芒硝膜，異物檢測裝置10皆可檢測異物。雖例示由芒硝構成保護玻璃板G之緩衝膜，但緩衝膜亦可由選自鹼金屬或鹼土類金屬之硫酸鹽、鹼金屬或鹼土類金屬之鹽化物、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷及金屬硫化物之至少一種物質構成。 第1實施形態之異物檢測裝置10具備：照明裝置11，其係對使用浮式法形成之玻璃板G之與熔融錫接觸之錫面照射具有紫外區域波長之紫外光；攝像裝置12，其拍攝藉由照明裝置11而被照射紫外光之玻璃板G之區域；及判定裝置13，其基於藉由攝像裝置12拍攝之圖像中有無成為暗點之像素或區域而判定玻璃板G之表面有無異物，因此即便於以浮式法成形之玻璃板G(玻璃帶)之下表面存在表面保護用之芒硝膜，亦不會受芒硝膜之影響，而可檢測出附著於玻璃板G之表面之異物。 於第1實施形態中，以渣滓作為檢測之異物為例進行了說明。然而，只要為妨礙紫外光到達玻璃板G之錫面者，異物檢測裝置10即可將其作為異物而檢測出。又，由於在玻璃板G之上表面附著有異物之情形時亦由異物遮擋白色螢光之光，故與附著有異物之位置對應之像素之亮度降低而於圖像顯現暗點。即，異物檢測裝置10可檢測附著於玻璃板G之下表面及上表面之任一者之異物，而可提高檢測附著於玻璃板之微小異物之精度。 於以使用可見區域之光之暗視野進行異物之檢測之情形時，為了檢測如渣滓之具有透過率之異物，必須將解析度細化。即，由於在芒硝膜中產生了幾何光學性散射，故若不以清洗等去除玻璃板G之芒硝膜則難以檢測出約10 μm左右之微小異物。另一方面，於以使用可見區域之光之明視野進行異物之檢測之情形時，由於與暗視野之解析度相比明視野之解析度較低，故在芒硝膜之影響下對於約10 μm左右之微小異物之檢測必須使用高於10 μm之解像度之攝像裝置。相對於此，根據異物檢測裝置10，即便於去除玻璃板G之芒硝膜之前，使用較成為檢測對象之異物之最小尺寸(10 μm左右)更粗劣之解像度例如15 μm解像度之攝像裝置12，亦可檢測出約10 μm左右之微小異物。 另，於圖1，顯示異物檢測裝置10具備各一個照明裝置11與攝像裝置12之構成，但異物檢測裝置10亦可根據玻璃板G之檢查區域之大小，而具備複數個照明裝置11與攝像裝置12。又，於圖1，顯示將攝像裝置12設置於玻璃板G之上表面側之構成，但亦可將攝像裝置12設置於玻璃板G之下表面側(錫面側)。 又，說明異物檢測裝置10所具備之照明裝置11對玻璃板G之檢查區域整體照射紫外光之構成，但亦可為照明裝置11將具有紫外區域波長之雷射照射至玻璃板G之檢查區域之構成。於照射雷射之情形時，照明裝置11於板寬方向掃描具有紫外區域波長之雷射，並將雷射依序照射至搬送之玻璃板G之整面。又，攝像裝置12係以藉由照明裝置11照射有雷射之區域為攝像對象，而進行與照明裝置11之動作同步之攝像。 又，說明了照明裝置11照射之紫外光之波長為150 nm至300 nm範圍內之波長之情形。然而，紫外光之波長亦可為150 nm至300 nm範圍內之一部分波長。例如，可將玻璃板G之錫面之白色螢光之強度以強於300 nm之250 nm為上限之範圍設為紫外光之波長。又，作為照明裝置11照射之紫外光，可使用在213 nm具有強度峰值之紫外光。 [第2實施形態] 於第2實施形態中，說明玻璃板之製造線之異物檢測裝置10之應用例。圖3係第2實施形態之應用異物檢測裝置10之玻璃板之製造線之概略說明圖。圖3所示之製造線之玻璃板之製造方法係具有以下步驟之玻璃板之製造方法：熔融步驟，其將玻璃原材料熔融而獲得熔融玻璃；成形步驟，其將熔融玻璃成形為連續之板狀玻璃帶；緩冷步驟，其使玻璃帶一面移動一面逐漸冷卻；及切斷步驟，其切斷玻璃帶；且進而於緩冷步驟與切斷步驟之間具有以異物檢測裝置10檢測附著於玻璃帶下表面之異物(渣滓)之檢查步驟。圖4係顯示第2實施形態之玻璃板之製造方法之步驟之圖。圖4所示之成形步驟係使用浮式法之玻璃板之製造方法。 於熔融步驟(圖4之S1)中，將對照玻璃製品之組合而調配混合石英砂、石灰石、蘇打灰等原材料之批料投入熔融爐，根據玻璃之種類加熱至約1400℃以上之溫度熔融而獲得熔融玻璃。例如，自熔融爐之一端向熔融爐內投入批料，將燃燒重油獲得之火焰或將天然氣與空氣混合燃燒而獲得之火焰吹送至批料，加熱至約1550℃以上之溫度將批料熔化，藉此獲得熔融玻璃。又，亦可使用電熔融爐而獲得熔融玻璃。 於成形步驟(圖4之S2)中，將熔融步驟中獲得之熔融玻璃自熔融爐下游部201向熔融錫浴203導入，使熔融玻璃浮於熔融錫202上而向圖中之搬送方向行進，藉此形成連續之板狀玻璃帶204(相當於玻璃板G)。此時，為了成形特定板厚之玻璃帶204，將旋轉之輥(上輥205)按壓於玻璃帶204之兩側部分，將玻璃帶204朝寬度方向(垂直於搬送方向之方向)外側拉伸。 於緩冷步驟(圖4之S3)中，藉由提升輥208將上述成形之玻璃帶204自熔融錫浴203拉出，使用金屬輥209使玻璃帶204於緩冷爐210內向圖中之搬送方向移動。於通過提升輥208時，對玻璃帶204之下表面吹送包含硫磺成分之氣體，玻璃帶204表面之鈉成分與硫磺成分反應而析出硫酸鈉，而形成芒硝膜。於緩冷爐210中玻璃帶204逐漸冷卻，於自緩冷爐210移出至切斷步驟之期間進而冷卻至接近常溫。緩冷爐210於爐內之所需位置具備用以供給燃燒氣體或由電加熱器控制之熱量而進行緩冷之機構。自緩冷爐210移出之階段之玻璃帶204之溫度為玻璃帶204之玻璃之應變點以下之溫度，雖亦取決於玻璃之種類，但通常冷卻至150～250℃。緩冷步驟係以去除玻璃帶204內部之殘留應力、與降低玻璃帶204之溫度之目的而實施。於緩冷步驟中，玻璃帶204通過檢測部211(相當於異物檢測裝置10)進行附著於表面之異物之檢測(檢查步驟，圖4之S4)。進而其後，玻璃帶204被搬送至玻璃帶切斷部212。於玻璃帶切斷部212中切斷緩冷至接近常溫之玻璃帶204(切斷步驟，圖4之S5)。玻璃帶切斷部212之玻璃帶之溫度通常為該場所之環境溫度～50℃。 根據上述玻璃板之製造方法，可精度較佳地檢測附著於玻璃板之微小異物，可分選附著有異物之玻璃板與未附著異物之玻璃板。 另，亦可將用以實現圖1之判定裝置13之功能之程式記錄於電腦可讀取之記錄媒體，且使電腦系統讀入、執行記錄於記錄媒體之程式，藉此實現判定裝置13。此處所言之「電腦系統」包含OS(Operating System：作業系統)或周邊機器等硬體。又，所謂「電腦可讀取之記錄媒體」係指軟性磁碟、磁光碟、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory：唯讀光碟)等便攜式媒體、內置於電腦系統之硬碟等記憶裝置。再者，所謂「電腦可讀取之記錄媒體」亦包含以下者：如經由網際網路等網路或電話線路等通信線路發送程式之情形時之通信線般於短時間之期間動態保持程式者、及如該情形下之伺服器或用戶端之電腦系統內部之揮發性記憶體般將程式保持一定時間者。又，上述程式可為用以實現上述之功能之一部分者，進而亦可為能夠以與已經記錄於電腦系統之程式之組合而實現上述之功能者。 以上，對本發明之實施形態參照圖式進行詳細敘述，但具體之構成並非限定於上述實施形態者，亦包含不脫離本發明主旨之範圍之設計等。 詳細地且參照特定之實施態樣說明了本發明，但本領域技術人員當明瞭，可不脫離本發明之精神與範圍地施加各種變更或修正。 本申請案係基於2016年3月23日申請之日本專利申請案2016-058799者，其內容以引用之方式併入於此。
10‧‧‧異物檢測裝置
11‧‧‧照明裝置
12‧‧‧攝像裝置
13‧‧‧判定裝置
201‧‧‧熔融爐下游部
202‧‧‧熔融錫
203‧‧‧熔融錫浴
204‧‧‧玻璃帶
205‧‧‧上輥
208‧‧‧提升輥
209‧‧‧金屬輥
210‧‧‧緩冷爐
211‧‧‧檢測部
212‧‧‧玻璃帶切斷部
D‧‧‧異物
G‧‧‧玻璃板
S1～S5‧‧‧步驟
x‧‧‧方向
y‧‧‧方向
z‧‧‧方向
11‧‧‧照明裝置
12‧‧‧攝像裝置
13‧‧‧判定裝置
201‧‧‧熔融爐下游部
202‧‧‧熔融錫
203‧‧‧熔融錫浴
204‧‧‧玻璃帶
205‧‧‧上輥
208‧‧‧提升輥
209‧‧‧金屬輥
210‧‧‧緩冷爐
211‧‧‧檢測部
212‧‧‧玻璃帶切斷部
D‧‧‧異物
G‧‧‧玻璃板
S1～S5‧‧‧步驟
x‧‧‧方向
y‧‧‧方向
z‧‧‧方向
圖1係顯示第1實施形態之異物檢測裝置之構成之模式圖。 圖2係自玻璃板之板寬方向觀察第1實施形態之異物檢測裝置之圖。 圖3係第2實施形態之應用異物檢測裝置之玻璃板之製造線之概略說明圖。 圖4係顯示第2實施形態之玻璃板之製造方法之步驟之圖。
10‧‧‧異物檢測裝置
11‧‧‧照明裝置
12‧‧‧攝像裝置
13‧‧‧判定裝置
G‧‧‧玻璃板
x‧‧‧方向
y‧‧‧方向
z‧‧‧方向
Claims (6)
- 一種異物檢測裝置，其具備： 照明部，其係對使用浮式法形成之玻璃板之與熔融錫接觸之面照射具有紫外區域波長之紫外光； 攝像部，其拍攝被照射上述紫外光之上述玻璃板之區域；及 判定部，其基於藉由上述攝像部拍攝之圖像中有無成為暗點之像素或區域而判定上述玻璃板之表面有無異物。
- 如請求項1之異物檢測裝置，其中上述照明部將包含150 nm至300 nm的範圍內之波長之紫外光照射至上述玻璃板。
- 如請求項1或2之異物檢測裝置，其中上述照明部具備LED照明、水銀燈、YAG雷射或準分子雷射作為光源。
- 一種異物檢測方法，其具有： 照明步驟，其係對使用浮式法形成之玻璃板之與熔融錫接觸之面照射具有紫外區域波長之紫外光； 攝像步驟，其拍攝藉由上述照明步驟而被照射紫外光之上述玻璃板之區域；及 判定步驟，其基於藉由上述攝像步驟拍攝之圖像中有無成為暗點之像素或區域而判定上述玻璃板之表面有無異物。
- 如請求項4之異物檢測方法，其中於上述照明步驟中，將包含150 nm至300 nm的範圍內之波長之紫外光照射至上述玻璃板。
- 一種玻璃板之製造方法，其具有：熔融步驟，其將玻璃之原材料熔融而獲得熔融玻璃；成形步驟，其將上述熔融玻璃成形為連續之板狀玻璃帶；緩冷步驟，其使上述玻璃帶一面移動一面逐漸冷卻；檢查步驟，其檢測上述玻璃帶表面之異物；及切斷步驟，其切斷上述玻璃帶；且 上述檢查步驟係以上述玻璃帶為對象且藉由請求項4或5之異物檢測方法進行。
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