(57)【要約】【課題】透過光を利用してガラス基板の表面状態を検査できるガラス基板の表面状態検査装置及びガラス基板の表面状態検査方法を提供すること。【解決手段】本発明に係るガラス基板の表面状態検査装置は、第１，第２の主面を有するガラス基板と、第１の主面に設けられ、透光部及び遮光部により構成されるパターンと、パターンを介してガラス基板へ光を照射する光源と、ガラス基板からの透過光を受光する撮像素子と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2014160026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１，第２の主面を有するガラス基板と、
前記第１の主面に設けられ、透光部及び遮光部により構成されるパターンと、
前記パターンを介して前記ガラス基板へ光を照射する光源と、
前記ガラス基板からの透過光を受光する撮像素子と、
を備えることを特徴とするガラス基板の表面状態検査装置。
【請求項２】
前記撮像素子での受光画像から明暗のパターンを認識し、前記認識したパターンの形状から前記ガラス基板の表面状態を判定する解析装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の表面状態検査装置。
【請求項３】
前記解析装置は、
予め記憶されている前記第１の主面に設けられた前記パターンの形状と、前記認識したパターンの形状とを比較して、前記ガラス基板の表面状態を判定することを特徴とする請求項２に記載のガラス基板の表面状態検査装置。
【請求項４】
前記解析装置は、
認識したパターンの幅を所定の間隔で計測し、該測定した値に基づいて、前記ガラス基板の表面状態を判定することを特徴とする請求項２に記載のガラス基板の表面状態検査装置。
【請求項５】
第１，第２の主面を有するガラス基板の前記第１の主面に設けられた透光部及び遮光部により構成されるパターンを介して前記ガラス基板へ光を照射する工程と、
前記ガラス基板からの透過光を受光する工程と、
を有することを特徴とするガラス基板の表面状態検査方法。
【請求項６】
前記受光した光から明暗のパターンを認識する工程と、
前記認識したパターンの形状から前記ガラス基板の表面状態を判定する工程と、
を有することを特徴とする請求項５に記載のガラス基板の表面状態検査方法。
【請求項７】
予め記憶されている前記第１の主面に設けられた前記パターンの形状と、前記認識したパターンの形状とを比較して、前記ガラス基板の表面状態を判定することを特徴とする請求項６に記載のガラス基板の表面状態検査方法。
【請求項８】
前記認識したパターンの幅を所定の間隔で計測し、該測定した値に基づいて、前記ガラス基板の表面状態を判定することを特徴とする請求項６に記載のガラス基板の表面状態検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板の表面を検査するガラス基板の表面状態検査装置及びガラス基板の表面状態検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスは、従来から種々の用途、例えば、液晶パネル、カメラのレンズフィルタ、窓ガラス等に利用されている。これらガラスは、種々の検査、例えば、寸法、光学特性、内部欠陥、組成等の検査が実施され、基準（スペック）を満たしたものだけが製品として出荷される。ここで、前記検査項目のうち内部欠陥（例えば、気泡、異物（未溶融異物、結晶性異物）の存在）の検査は非常に重要である。内部欠陥が存在するとガラスの強度や外観の品質が低下するためである。
【０００３】
内部欠陥を検査する場合、ガラス基板に光を透過させ、この透過光を解析して気泡や異物の存在を検出する方法が一般的である。しかし、ガラス基板の表面に凹凸が存在すると、この凹凸によりガラス基板への入射光が散乱される。このため、内部欠陥を精度よく検出することができず、内部欠陥が存在するにもかかわらず、内部欠陥を検査で検出できない虞が生じる。この結果、ガラス基板の品質を保証することが難しくなる。
【０００４】
そこで、内部欠陥の検査を行う前には、ガラス基板の表面状態が内部欠陥の検査に適した状態であることを確認する必要がある。ここで、ガラス基板の表面状態を検査する方法として、ガラス基板の表面及び裏面に形成されているテクスチャに対して、レーザー光をガラス基板に照射し、ガラス基板の表面及び裏面で反射した光束によって発生する散乱光を集光して光電変換し、表面粗さに変換する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３８７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、内部欠陥の検査では透過光を利用するため、内部欠陥の検査前に行うガラス基板の表面検査においても透過光を利用することが好ましい。特許文献１に提案される方法では、透過光を用いてガラス基板の表面状態を検査していないので、表面状態に問題がないとされたガラス基板において内部欠陥の検査をできない虞がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、透過光を利用してガラス基板の表面状態を検査できるガラス基板の表面状態検査装置及びガラス基板の表面状態検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るガラス基板の表面状態検査装置は、第１，第２の主面を有するガラス基板と、第１の主面に設けられ、透光部及び遮光部により構成されるパターンと、パターンを介してガラス基板へ光を照射する光源と、ガラス基板からの透過光を受光する撮像素子と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１，第２の主面を有するガラス基板と、第１の主面に設けられ、透光部及び遮光部により構成されるパターンと、パターンを介してガラス基板へ光を照射する光源と、ガラス基板からの透過光を受光する撮像素子と、を備えるので、透過光を利用してガラス基板の表面状態を検査できるガラス基板の表面状態検査装置及びガラス基板の表面状態検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るガラス基板の表面状態検査装置の構成図である。
【図２】実施形態に係るガラス基板の表面状態検査装置で使用するパターンの一例である。
【図３】実施形態に係るガラス基板の表面状態検査装置で使用するパターンの他の例である。
【図４】実施例に係るパターンの画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、実施形態に係る光学ガラスについて説明する。
【００１２】
（実施形態）
図１は、実施形態に係るガラス基板の表面状態の検査装置１００（以下、表面状態検査装置１００と記載する）の構成図である。表面状態検査装置１００は、載置台１１０、光源１２０、パターンシート１３０、撮像装置１４０、解析装置１５０、表示装置１６０、入力装置１７０を備える。
【００１３】
載置台１１０は、検査対象であるガラス基板Ｇを載置するための台である。光源１２０は、ガラス基板Ｇを透過する波長の光を発光する。パターンシート１３０は、ガラス基板Ｇの第１，第２の主面Ｓ１，Ｓ２のうち光源１２０側の主面（図１では、第１の主面Ｓ１側）に設けられる。
【００１４】
図２は、パターンシート１３０のパターンの形状を示す図である。図２に示すように、パターンシート１３０は、光源１２０からの光を透過する第１の領域Ｒ１（透光部）と、光源１２０からの光を遮蔽する第２の領域Ｒ２（遮光部）とを有する。なお、図２に示すパターンの形状（ストライプ形状）は、一例であり、他の形状であってもよい。他の形状としては、例えば、図３に示すように、光源１２０からの光を遮蔽する第２の領域Ｒ２が矩形状（図３（ａ））もしくは円形状（図３（ｂ））となるようパターンを形成してもよい。
【００１５】
なお、ガラス基板Ｇの検査時には、パターンシート１３０とガラス基板Ｇとが密接した状態（貼り付けられた）であることが好ましい。パターンシート１３０とガラス基板Ｇとの間に隙間がある（離れている）と、ガラス基板Ｇの表面状態が良好であったとしてもガラス基板Ｇの表面に投影されるパターンシート１３０のパターン像がぼけてしまい、ガラス基板Ｇの表面状態を観察することが困難となるからである（ぼやけた像では、解像度が低下してしまう）。なお、直進性の強い光（例えば、レーザー光）を照射できる光源１２０を使用する場合は、この限りではない。
【００１６】
なお、上記パターンシート１３０は、貼り付けによりガラス基板Ｇの第１の主面Ｓ１に設けるようにしているが、ガラス基板Ｇの第１の主面Ｓ１に、印刷等により第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２を直接設ける（印刷する）ようにしてもよい。
【００１７】
撮像装置１４０は、固体撮像素子（例えば、Charge Coupled Device（以下、ＣＣＤ）やComplementary Metal Oxide Semiconductor（ＣＭＯＳ））を備える。撮像装置１４０は、光源１２０からの光をパターンシート１３０及びガラス基板Ｇを介して受光し、受光した光を光電変換して画像信号として解析装置１５０へ出力する。
【００１８】
撮像装置１４０は、パターンシート１３０に焦点が合うようにする必要がある。撮像装置１４０の焦点が第２の主面Ｓ２に合った状態で撮像すると、パターンシートの検査結果がガラス基板Ｇの表面状態に起因するのか、パターンシート１４０に焦点が合っていないことに起因するのかの判別が難しいからである。
【００１９】
解析装置１５０は、例えば、コンピュータであり、受光した光から生成される画像信号の明暗のパターンを認識し、認識したパターンの形状からガラス基板Ｇの表面状態を判定する。なお、解析装置１５０による表面状態の判定には、種々の手法を用いることができる。
【００２０】
例えば、パターンシート１３０の領域Ｒ１と領域Ｒ２との面積比（Ｒ２／Ｒ１）の値を予め解析装置１５０に記憶させておき、撮像装置１４０の撮像されたパターンの明部（領域Ｒ１に対応）と暗部（領域Ｒ２に対応）の面積比の値を、この予め記憶させた面積比（Ｒ２／Ｒ１）の値と比較するようにしてもよい。この場合、撮像装置１４０の撮像されたパターンの明部と暗部の面積比の値が、この予め記憶させた面積比の値から所定の範囲内（例えば、９０％〜１１０％）であれば、検査結果を「合格（良）」とし、前記範囲内でなければ、検査結果を「不合格（不良）」とする。
【００２１】
また、他には、撮像装置１４０の撮像画像からパターンシート１３０の領域Ｒ２の幅（画素数）を所定の距離ごとに測定し、その平均値、最大値、最小値、標準偏差などが所定の範囲内で（例えば、９０％〜１１０％）であれば、検査結果を「合格（良）」とし、前記範囲内でなければ、検査結果を「不合格（不良）」とする。なお、平均値、最大値、最小値、標準偏差は、いずれか一つだけを用いて検査結果を判定してもよいし、複数を組み合せて検査結果を判定してもよい。その他、後述する表示装置１６０に撮像画像を表示し、それを検査員が目視にて確認して検査結果を判定してもよい。
【００２２】
表示装置１６０は、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）やＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等のディスプレイであり、撮像装置１４０の撮像画像や検査結果等が表示される。入力装置１７０は、例えば、マウスやキーボードである。ユーザは、入力装置１７０を操作することにより、解析装置１５０に対して所望の処理（例えば、撮像画像や検査結果の表示、検査パラメータ（光の強度、閾値）の変更等）を実行することができる。
【００２３】
以上のように、実施形態に係るガラス基板の表面状態検査装置１００は、第１，第２の主面Ｓ１，Ｓ２を有するガラス基板Ｇの第１の主面Ｓ１に光源１２０からの光を透過する第１の領域Ｒ１及び光を遮蔽する第２の領域Ｒ２を有するパターンシート１３０を設け、パターンシート１３０及びガラス基板Ｇを介して光源１２０からの光を受光しているので、ガラス基板Ｇの表面状態を検査することができる。  
【００２４】
このため、内部欠陥の検査に不適な表面状態のガラス基板Ｇを予め除去し、表面状態の良い内部欠陥を精度よく検出できるガラス基板Ｇだけ内部欠陥の検査を行うことができる。この結果、ガラス基板Ｇの内部欠陥を精度よく検出することができ、ガラス基板Ｇの品質を担保するのが難しくなることを抑制できる。
【００２５】
ガラス基板Ｇは、以下に述べる工程を備える製造方法によって製造されることが好ましい。
溶融ガラスから板状にガラスを成形する工程と、前記成形されたガラス基板の表面状態を前述した表面状態検査方法にて検査する工程と、前記表面状態を検査したガラス基板の内部欠陥を、透過光を用いて検査する工程とを備えるガラス基板の製造方法である。
【００２６】
ガラス基板Ｇをこのような方法で製造することにより、ガラス基板Ｇの内部欠陥の検査工程において、ガラス基板Ｇの表面状態に起因する誤検査を抑制し、精度よく内部欠陥を検出することが可能となる。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明の実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【００２８】
実施例のガラス基板として、以下の組成のガラス（板厚０．３ｍｍ、寸法１００ｍｍ×１００ｍｍ）を用意した。
実施例のガラス基板は、質量百分率（ｗｔ％）表示で、
ＳｉＯ２  ６９％、
Ａｌ２Ｏ３  ２％、
Ｎａ２Ｏ  １７％、
Ｋ２Ｏ  ２％、
ＣａＯ  ６％、
ＭｇＯ  ４％、
を含有する。
【００２９】
図４に、図１を参照して説明したガラス基板の表面状態検査装置１００を用いて撮像した上記実施例のガラス基板を画像を示す。図４（ａ）は、ガラス基板の表面凹凸が比較的軽微な場合（比較的小さい場合）の撮像画像、図４（ｂ）は、ガラス基板の表面凹凸が比較的強い場合（比較的大きい場合）の撮像画像である。なお、パターンシート１３０のパターン形状は、図２に示したものを使用した。
【００３０】
図４（ａ）からは、ガラス基板の表面凹凸が比較的軽微な場合、パターンシート１３０の領域Ｒ１に対応する明部又は領域Ｒ２に対応する暗部の形状が、ほぼ真っ直ぐになっていることがわかる。
【００３１】
また、図４（ｂ）からは、ガラス基板の表面凹凸が比較的強い場合、パターンシート１３０の領域Ｒ１に対応する明部又は領域Ｒ２に対応する暗部の形状が、真っ直ぐではなく、ガラス基板の表面凹凸により歪んでいることがわかる。この歪みの度合いは、ガラス基板の表面凹凸の度合いに比例するため、明部又は暗部の歪みを検査することにより、ガラス基板の表面凹凸がどの程度かを判断することができる。
【００３２】
以上のように、本実施例の結果からは、図１を参照して説明したガラス基板の表面状態検査装置を用いて、透過光によりガラス基板の表面凹凸を検査できることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のガラス基板の表面状態検査装置及び表面状態検査方法は、光を透過することにより内部欠陥を検査する工程を有するガラス基板の表面状態の検査に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１００…表面状態検査装置、１１０…載置台、１２０…光源、１３０…パターンシート、１４０…撮像装置、１５０…解析装置、１６０…表示装置、１７０…入力装置。
【図１】
2014160026.tif 000003
【図２】
2014160026.tif 000004
【図３】
2014160026.tif 000005
【図４】
2014160026.tif 000006