WO2022009490A1

WO2022009490A1 - 検査装置

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Publication number: WO2022009490A1
Application number: PCT/JP2021/014771
Authority: WO
Inventors: 嘉人橋村; 正和阿部; 広貴工藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2022-01-13
Anticipated expiration: 2023-01-07

Abstract

検査装置は、板状部材の欠陥を検査する検査装置であって、板状部材を配置する台座部と、板状部材に欠陥部分が存在する場合、欠陥部分で拡散するように板状部材に光を照射する照明部と、を備える。

Description

検査装置

　本発明は、検査装置に関する。

　従来、フラットパネルディスプレイ等に用いられる板状部材（例えば、板厚０．３ｍｍ～１．０ｍｍ程度のガラス薄板）においては、端部における欠陥の検査が行われる。このような検査としては、例えばラインセンサーおよび照明部を用いて板状部材の端部を撮影し、撮影した画像から欠陥の有無を検査する。板状部材の端部に対してラインセンサーおよび照明部を移動させつつ検査用の画像が撮像され、撮像された画像に基づいて欠陥の有無の判定が行われる。多角形状の板状部材では、一辺の検査が完了した後、板状部材を移動させて別の辺の検査が行われる。

　例えば、特許文献１には、Ｃ字状のリング照明と２つの撮像部とを用いて板状部材の端面の欠陥を検査する構成が開示されている。この構成では、リング照明および撮像部を移動させることで、各検査箇所を撮影して欠陥の検査を行う。

　また、特許文献２には、板状部材に斜めに光を、屈折体を介して入射して、板状部材内を全反射して進行する光により照射された板状部材の端部を外側から観察することで欠陥を検査する構成が開示されている。この構成では、撮像部を用いる場合、板状部材のサイズに合わせて板状部材または撮像部を移動させて欠陥の検査を行う。

特開２００６－２２０５４０号公報特開２０１１－４３４５７号公報

　しかしながら、ラインセンサー等の撮像部は解像度および検出能力が高い反面、画角が狭く検査範囲が限られる。また、撮像の際、撮像部の焦点を合わせるために板状部材の端部との位置精度が要求される。そのため、当該撮像部の移動機構や焦点距離調整機構等が必要となり、検査装置の複雑化、大型化、高額化につながるおそれがある。

　本発明の目的は、簡素、かつ、安価な構成により板状部材の欠陥を検出することが可能な検査装置を提供することである。

　本発明に係る検査装置は、
　板状部材の欠陥を検査する検査装置であって、
　前記板状部材を配置する台座部と、
　前記板状部材に欠陥部分が存在する場合、前記欠陥部分で拡散するように前記板状部材に光を照射する照明部と、
　を備える。

　本発明によれば、簡素、かつ、安価な構成により板状部材の欠陥を検出することができる。

本発明の実施の形態に係る検査装置を示す図である。検査装置における位置決め部部分を示す図である。照明部における板状部材への光の入射の様子を上から見た図である。検査装置における板状部材の欠陥の検出を説明するための図である。遮蔽部材を有する検査装置を示す図である。検出部を有する検査装置を示す図である。判定部および表示部を有する検査装置のブロック図である。判定部における判定対象となる部分の特定について説明するための図である。表示部における判定部の判定結果の表示例を示す図である。規制部におけるケーブル部材の姿勢の規制について説明するための図である。規制部におけるケーブル部材の姿勢の規制について説明するための図である。複数の照明部を有する構成の一例を示す図である。変形例に係る位置決め部を示す図である。変形例に係る位置決め部を示す図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る検査装置１を示す図である。

　図１に示すように、検査装置１は、例えばレントゲン装置等に搭載されるフラットパネルディスプレイに用いられる薄板状のガラス部材で構成される板状部材２の端部の欠陥を検査する装置である。検査装置１は、台座部１０と、照明部２０とを有する。

　板状部材２の端部の欠陥は、例えば、各種製造方法により製造された帯状のガラス板から、板状部材２が長方形状等に切断された際において、切断時に切断面において発生する微細な欠陥、切断部分の研磨加工等に起因して発生する微細な欠陥（傾斜面や凹面等）である。また、板状部材２の端部の欠陥は、例えば、板状部材２を落下させたり、板状部材２を壁や他の部材にぶつけたりした際の衝撃に起因して発生する欠陥である。

　台座部１０は、板状部材２を配置する部分であり、底部１１と、複数の接触部１２と、位置決め部１３（図２参照）とを有する。底部１１は、台座部１０の底壁を構成する。

　複数の接触部１２は、底部１１から突出して板状部材２と接触する部分であり、底部１１における板状部材２の配置範囲にわたって設けられる。複数の接触部１２のそれぞれは、板状部材２が台座部１０に配置されると点接触により板状部材２と接触する。

　そのため、複数の接触部１２の各頂点は、略同一の高さ位置となる一直線（配置平面１０Ａ）上に並んでいる。配置平面１０Ａは、台座部１０における板状部材２を配置する位置である、複数の接触部１２の各頂点位置を通る平面である。つまり、配置平面１０Ａは、台座部１０における板状部材２を配置する位置と同じ高さ位置となる平面である。

　図２に示すように、位置決め部１３は、台座部１０に板状部材２を設置するための位置決めをする部分であり、底部１１における板状部材２の所定の端部に対応する位置に設けられている。位置決め部１３は、第１部１３Ａおよび第２部１３Ｂを有する。所定の端部は、例えば、長方形状の板状部材２の４辺のうちの１辺に対応する端部である。図２では、所定の端部は、板状部材２の、図２における下側の端部が例示されている。

　第１部１３Ａは、板状部材２の所定の端部における角部分に対応する位置に設けられ、略Ｌ字状に構成されている。板状部材２の当該角部分を第１部１３Ａに突き当てることで、板状部材２の台座部１０における位置決めがなされ、板状部材２における光Ｌ１の照射面が、光Ｌ１の進行方向と垂直になるように、板状部材２が設置される。

　なお、板状部材２における照射面が進行方向と垂直には、照射面と進行方向とのなす角度が９０度のものの他、９０度から微小角ずれたものも含まれる。

　第２部１３Ｂは、板状部材２の所定の端部における角部分以外に対応する位置に設けられる。図２では、第１部１３Ａは、板状部材２の下側の端部における、左側の角部に設けられ、第２部１３Ｂは、第１部１３Ａよりも右側の位置に設けられた例が示されている。

　第２部１３Ｂを設けることで、板状部材２が第１部１３Ａに対応する角部を支点として回転することを抑制することができる。

　図１および図３に示すように、照明部２０は、板状部材２に光を照射する照明装置であり、台座部１０に配置された板状部材２の側面（照射面）に対向して配置されている。照明部２０は、所定方向に延びており、台座部１０に配置可能な最大サイズの板状部材２の側面の長さよりも長く構成されている。これにより、照明部２０は、板状部材２における光Ｌ１の照射面（板状部材２との対向面）の全範囲に光Ｌ１を照射可能に構成されている。

　照明部２０は、台座部１０に配置された板状部材２の側面に対向して配置され、台座部１０における板状部材２の配置位置を示す配置平面１０Ａに対して平行な進行方向となるように、光を板状部材２に照射する。

　なお、配置平面１０Ａに対して平行な進行方向には、配置平面１０Ａと完全に平行なものの他、配置平面１０Ａに対して微小な角度傾斜したものも含む。

　また、照明部２０は、板状部材２の厚みに対応する範囲内に光Ｌ１を照射する。より詳細には、照明部２０は、板状部材２の欠陥部分が存在しない部分（平面形状の部分）の厚みに対応する範囲内に光Ｌ１を照射する。この理由は、照明部２０が板状部材２の上面および下面に平行に光Ｌ１を通すことにより、板状部材２に欠陥が存在しない場合に光Ｌ１がそのまま板状部材２から出射することを観察するためである。板状部材２の欠陥部分が存在しない部分の厚みは、その板状部材２の仕様等に基づいて設定される厚みである。

　照明部２０が板状部材２に配置平面１０Ａと平行な光Ｌ１を照射すると、光Ｌ１は、板状部材２に入射して、板状部材２内を進行する。ここで、板状部材２の端部に欠陥部分が存在しない場合、つまり、板状部材２の上面２Ａが全体的に平面形状を維持している場合、光Ｌ１は、板状部材２の入射側とは反対側の側面から出射する。

　そのため、例えば、板状部材２の上方から目視、または、撮像部等により、板状部材２の上面２Ａを観察しても、上面２Ａが光って見えない。つまり、光Ｌ１がそのまま板状部材２から出射すること（板状部材２に欠陥が存在しないこと）を観察することができる。

　しかし、図４に示すように、板状部材２の端部に欠陥部分がある場合、つまり、板状部材２の上面２Ａの端部が傾斜面や、凹面を含む場合、板状部材２に入射した光Ｌ１は、当該端部の部分で拡散する。図４に示す例では、板状部材の端部が光Ｌ１の進行方向における下流側に向かうにつれ、下に位置するように傾斜する傾斜面２Ｂが板状部材２の欠陥として示されている。

　すなわち、板状部材２に傾斜面２Ｂ（欠陥部分）が存在すると、傾斜面２Ｂの部分で光Ｌ１の進行方向が変わって、例えば、上側へ進行する拡散光Ｌ２となる。これにより、板状部材２の上方から目視、または、撮像部等により板状部材２の上面２Ａを観察すると、上面２Ａにおける欠陥の部分が光って見えることとなるので、欠陥が検出されることとなる。言い換えると、照明部２０は、板状部材２に欠陥部分が存在する場合、欠陥部分で拡散するように板状部材２に光Ｌ１を照射する。

　ところで、ラインセンサー等を用いて、板状部材の端部毎に欠陥を検査する構成の場合、撮像の際、焦点を合わせるためにラインセンサーの位置を調整する必要が生じる。そのため、ラインセンサーと板状部材の端部との位置関係を調整するための移動機構や調整機構等が必要となり、検査装置の複雑化、大型化、高額化につながるおそれがある。

　それに対し、本実施の形態では、板状部材２の上方から観察して、欠陥部分が光って見えることをもって板状部材２の欠陥を検出することができるので、目視や、カメラ等の簡易な撮像部によって板状部材２の欠陥の検査を容易に行うことができる。

　すなわち、本実施の形態では、撮像部の移動機構や焦点距離調整機構等の複雑な機構を必要としないので、簡素、かつ、安価な構成により板状部材の欠陥を検出することができる。

　また、板状部材２の欠陥の検査を容易に行うことができるので、サイズが異なる板状部材２の検査の際にも、撮像部の位置の設定をする必要がない。そのため、検査装置１における利便性を向上させることができる。

　また、台座部１０に位置決め部１３が設けられているので、所望の位置において板状部材２に光Ｌ１を入射させることができる。その結果、板状部材２に欠陥部分が存在する場合、確実に拡散光Ｌ２を発生させて、欠陥の検査を正確に行うことができる。

　また、照明部２０が板状部材２の照射面の全範囲に光Ｌ１を照射可能であるので、複数の照明部を並べて配置する必要がなくなる。つまり、照明部２０を一つとすることができるので、検査装置１の構造を簡素にすることができる。

　また、検査装置１が台座部１０および照明部２０で構成されているので、板状部材２が開放された状態で板状部材２の検査を行うことができる。つまり、台座部１０が、板状部材２の上面２Ａ（欠陥検査面）を、ユーザーに目視可能に開放されるように設置されているので、撮像部を必要とせずに簡易に板状部材２の欠陥の検査を行うことができる。

　また、複数の接触部１２に、板状部材２を配置するので、台座部１０に異物が付着したような場合でも、当該異物により板状部材２に傷がつくことを抑制することができる。

　また、照明部２０が板状部材２の欠陥部分が存在しない部分の厚みに対応する範囲内に光Ｌ１を照射するので、板状部材２の上方を光Ｌ１が通過することを抑制することができる。その結果、光Ｌ１が拡散光Ｌ２と誤検出されることを抑制することができるので、検査装置１の検査精度を向上させることができる。

　なお、上記実施の形態では、検査装置１が台座部１０および照明部２０を有していたが、本発明はこれに限定されず、図５に示すように、検査装置１が台座部１０および照明部２０の他、遮蔽部材３０を有していても良い。

　遮蔽部材３０は、例えば直方体状の箱型に構成されており、内部に台座部１０および照明部２０を収納する。つまり、遮蔽部材３０は、台座部１０および照明部２０を覆っている。

　遮蔽部材３０には、例えば、１つの側壁部に扉３１が設けられており、扉３１を開放することで、遮蔽部材３０内における台座部１０上に板状部材２を配置することが可能となる。

　また、扉３１を開放することで、板状部材２の上面をユーザーが目視可能な状態となる。すなわち、遮蔽部材３０には、扉３１を開放することで、台座部１０が、板状部材２の欠陥検査面を、ユーザーが目視可能に開放されるように設置されている。

　これにより、ユーザーが簡易に板状部材２の欠陥の検査を行うことができる。

　そして、遮蔽部材３０が台座部１０および照明部２０を覆っているので、検査装置１の設置室における照明の光の映り込みを防止して、検査装置１における欠陥の検出精度を向上させることができる。

　また、図６に示すように、遮蔽部材３０内には、板状部材２に係る画像を検出可能な検出部４０を設けても良い。検出部４０は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラである。検出部４０は、遮蔽部材３０における上壁３２に設けられており、上壁３２から、台座部１０に配置された板状部材２全体を撮像可能に配置されている。

　これにより、検出部４０によって板状部材２における欠陥検査面の様子を示す画像をデータとして残すことができるので、板状部材２の欠陥の検査の利便性を向上させることができる。

　また、検出部４０により、遮蔽部材３０を密閉した状態で、板状部材２の欠陥の検査を行うことができるので、検査装置１における検査精度をさらに向上させることができる。

　また、図７に示すように、検査装置１において、検出部４０に接続された表示部５０が設けられていても良い。表示部５０は、例えばパーソナルコンピューターや携帯端末等の表示装置である。

　これにより、表示部５０によって遮蔽部材３０内における欠陥の検査の様子を確認することができるので、検査装置１における欠陥の検査の利便性を向上させることができる。

　また、検出部４０で検出した画像に基づいて板状部材２の欠陥の有無を判定する判定部６０を有していても良い。

　判定部６０は、例えばパーソナルコンピューターや携帯端末等のコンピューター装置である。判定部６０は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力回路を備えている。判定部６０は、予め設定されたプログラムに基づいて板状部材２の欠陥の有無の判定制御を行う。

　判定部６０は、板状部材２の欠陥検査面の画像を取得して、判定対象となる板状部材２の端部を特定する。例えば、図８に示すように、判定部６０は、板状部材２の４辺のそれぞれを３つの範囲に分割する。つまり、判定部６０は、板状部材２の各端部を合計１２個の範囲に分割する。図８には、判定部６０により分割された範囲が破線で示されている。

　そして、判定部６０は、１２個の範囲毎において、拡散光Ｌ２が発生しているか否かについて判定する。判定部６０は、拡散光Ｌ２が発生している範囲については、板状部材２に欠陥部分が存在すると判定し、拡散光Ｌ２が発生していない範囲については、板状部材２に欠陥部分が存在しないと判定する。

　このようにすることで、板状部材２の欠陥の箇所を容易に特定することができる。また、板状部材２の欠陥の箇所を自動で判定することができるので、ユーザーの感覚の違いに起因する検査結果のバラツキを抑制することができ、ひいては検査装置１における欠陥の検査の利便性を向上させることができる。

　また、判定部６０は、表示部５０に判定結果を表示させるようにしても良い。例えば、図９に示すように、判定部６０は、板状部材２の端部を合計１２個の範囲に分割する場合、欠陥部分が存在する箇所と、欠陥部分が存在しない箇所とを色分けして表示部５０に表示する。つまり、表示部５０は、板状部材２の欠陥検査面において欠陥部分を特定する表示をする。図９には、欠陥部分が存在する箇所を色付きで表示し、欠陥部分が存在しない箇所を色なしで表示した例を示している。

　こうすることで、ユーザーが表示部５０を確認しながら、容易に板状部材２の欠陥の箇所を把握することができる。

　また、図６等に示す構成では、検出部４０の数については言及されていなかったが、２つ以上設けられていても良い。例えば、１つの検出部４０が設けられた構成の場合、検出部４０で、板状部材２全体の画像を検出する必要がある。

　それに対して、例えば、検出部４０を４つ設けて、板状部材２の、各検出部４０に対応する範囲を検出するようにする。こうすることで、各検出部４０を、画素数の少ない安価なものとすることができる。

　ところで、フラットパネルディスプレイに用いられる板状部材２においては、図１０Ａに示すように、ケーブル部材３が設けられる場合がある。ケーブル部材３が設けられると、ケーブル部材３が屈曲することにより、照明部２０における光Ｌ１の妨げになる可能性がある。光Ｌ１がケーブル部材３に干渉すると、光Ｌ１がケーブル部材３によって拡散されて、欠陥の誤検出につながるおそれがある。

　そのため、検査装置１にケーブル部材３の姿勢を規制する規制機構７０を設けても良い。規制機構７０は、移動部７１と、規制部７２とを有する。

　移動部７１は、上下方向に延びて構成されており、板状部材２の配置範囲の外側であり、かつ、板状部材２の光Ｌ１の進行方向の下流側の端部よりも下流側に設けられている。移動部７１は、検査装置１の台座部１０や遮蔽部材３０等の所定の部位に上下方向に移動可能に支持されて構成されており、公知の機構によって上下方向に移動する。

　規制部７２は、例えば、移動部７１の上端部および下端部に設けられており、移動部７１から、板状部材２の配置範囲に対応する位置まで延びている。

　例えば、ケーブル部材３が規制機構７０側になるように板状部材２を検査装置１に配置する。ケーブル部材３は、２つの規制部７２に挟まれるような位置に配置する。そして、図１０Ｂに示すように、移動部７１を下方に移動させると、上側の規制部７２によって、ケーブル部材３を押圧する。移動部７１は、上側の規制部７２が板状部材２より下の位置になる位置まで移動する。

　これにより、ケーブル部材３が確実に板状部材２に入射された光Ｌ１の進行方向から外れるので、ケーブル部材３に起因する欠陥の誤検出を抑制することができる。

　また、上記実施の形態では、１つの照明部２０が設けられていたが、本発明はこれに限定されず、照明部２０が複数設けられていても良い。例えば、図１１に示すように、照明部２０が、板状部材２を取り囲むように複数設けられていても良い。

　照明部２０は、板状部材２の４辺のそれぞれに対応して合計４つ設けられている。この構成では、各照明部２０によって、順番に板状部材２に光Ｌ１を照射する。

　こうすることで、板状部材２の各辺に係る端部を、板状部材２を動かさずに検査することができるので、検査装置１における欠陥の検査の利便性を向上させることができる。

　また、上記実施の形態では、位置決め部１３が、板状部材２の所定の端部が突き当てられる構成であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、台座部１０の底部１１において罫書線１４やレーザーマーカー１５を設けて位置決め部としても良い。これにより、罫書線１４やレーザーマーカー１５を見ながらユーザーが板状部材２を配置しやすくすることができる。

　また、上記実施の形態では、位置決め部が第１部および第２部を有していたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１部のみを有していれば良い。また、第１部の形状は、板状部材における光の照射面が光の進行方向と垂直になるように、板状部材を設置可能である限り、どのような形状であっても良い。

　また、上記実施の形態では、板状部材が長方形状に構成されていたが、本発明はこれに限定されず、台形状でも良いし、円形状でも良い。

　また、上記実施の形態では、照明部２０が所定方向に延びて構成されていたが、本発明はこれに限定されず、板状部材２における光の照射面にわたって光を垂直に入射可能である限り、例えば導光板を設けた構成等、どのような構成であっても良い。

　また、上記実施の形態では、台座部１０が複数の接触部１２を有していたが、本発明はこれに限定されず、複数の接触部を有していなくても良い。また、台座部の底部の面上に板状部材を配置する構成の場合、底部における配置面の位置が配置平面となる。

　また、上記実施の形態では、主に板状部材２の端部の欠陥を検査していたが、特に端部の欠陥に限定されず、板状部材２の表面全体の欠陥の検査を行っても良い。

　その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

　２０２０年７月７日出願の特願２０２０－１１６９９６の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

　１　検査装置
　２　板状部材
　３　ケーブル部材
　１０　台座部
　１０Ａ　配置平面
　１１　底部
　１２　接触部
　１３　位置決め部
　１３Ａ　第１部
　１３Ｂ　第２部
　１４　罫書線
　１５　レーザーマーカー
　２０　照明部
　３０　遮蔽部材
　３１　扉
　３２　上壁
　４０　検出部
　５０　表示部
　６０　判定部
　７０　規制機構
　７１　移動部
　７２　規制部
　Ｌ１　光
　Ｌ２　拡散光

Claims

　板状部材の欠陥を検査する検査装置であって、
　前記板状部材を配置する台座部と、
　前記板状部材に欠陥部分が存在する場合、前記欠陥部分で拡散するように前記板状部材に光を照射する照明部と、
　を備える検査装置。
　前記照明部は、前記台座部における前記板状部材の配置位置を示す配置平面に対して平行な進行方向となるように、前記光を前記板状部材に照射する、
　請求項１に記載の検査装置。
　前記板状部材における前記光の照射面が前記光の前記進行方向と垂直になるように、前記板状部材を設置するための位置決め部を備える、
　請求項２に記載の検査装置。
　前記板状部材に設けられるケーブル部材の姿勢を規制する規制部を備える、
　請求項１～３の何れか１項に記載の検査装置。
　前記照明部は、前記板状部材における前記光の照射面の全範囲に前記光を照射可能に構成されている、
　請求項１～４の何れか１項に記載の検査装置。
　前記照明部は、前記板状部材を囲むように複数設けられている、
　請求項１～５の何れか１項に記載の検査装置。
　前記台座部は、前記板状部材の欠陥検査面を、ユーザーが目視可能に開放されるように設置されている、
　請求項１～６の何れか１項に記載の検査装置。
　前記板状部材の欠陥検査面の画像を検出する検出部を備える、
　請求項１～７の何れか１項に記載の検査装置。
　前記検出部により検出された画像を表示する表示部を備える、
　請求項８に記載の検査装置。
　前記表示部は、前記欠陥検査面において前記欠陥部分を特定する表示をする、
　請求項９に記載の検査装置。
　前記検出部は、前記欠陥検査面全体を検出可能なように、１つ以上設けられている、
　請求項８～１０の何れか１項に記載の検査装置。
　前記画像に基づいて前記板状部材の欠陥の有無を判定する判定部を備える、
　請求項８～１１の何れか１項に記載の検査装置。
　前記台座部および前記照明部を覆う遮光部材を備える、
　請求項１～１２の何れか１項に記載の検査装置。
　前記照明部は、前記板状部材の前記欠陥部分が存在しない部分の厚みに対応する範囲内に前記光を照射する、
　請求項１～１３の何れか１項に記載の検査装置。