(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームによる照射箇所を移動させながら板状体の少なくとも主面に光ビームを照射し、該照射した光ビームの該板状体を透過した光量の変化に基づいて傷を検出する傷検出方法であって、
光軸が上記板状体の主面に垂直でなくかつ該板状体の端面に平行でないように上記光ビームを照射する板状体の傷検出方法。
【請求項２】
上記板状体が板状母材を割って得られたものであり、
かつ上記照射箇所を該板状体の割って形成された端部の延在方向に移動させながら上記光ビームを該端部に照射する請求項１記載の板状体の傷検出方法。
【請求項３】
光ビームによる照射箇所を移動させながら板状体に光ビームを照射し、該照射した光ビームの該板状体で反射された光量の変化に基づいて傷を検出する傷検出方法であって、
２つの上記光ビームを上記板状体の上記照射箇所の移動させるべき方向に離れた２箇所に略同一の照射条件で照射し、該照射した２つの光ビームの該板状体で反射された各光量の差の変化に基づいて傷を検出する板状体の傷検出方法。
【請求項４】
上記板状体が板状母材を割って得られたものであり、
かつ上記照射箇所を該板状体の割って形成された端面の延在方向に移動させながら上記光ビームを該端面に照射する請求項３記載の板状体の傷検出方法。
【請求項５】
板状体の少なくとも主面に光ビームを照射する投光手段と、
上記板状体の光ビームによる照射箇所を移動させる照射箇所移動手段と、
上記照射された光ビームの上記板状体を透過した光量を検出する受光手段と、
上記検出した光量の変化に基づいて傷を検出する傷検出手段とを備えた傷検出装置であって、
光軸が上記板状体の主面に垂直でなくかつ該板状体の端面に平行でないように上記光ビームを照射可能である板状体の傷検出装置。
【請求項６】
板状体に光ビームを照射する投光手段と、
上記板状体の光ビームによる照射箇所を移動させる照射箇所移動手段と、
上記照射された光ビームの上記板状体で反射された光量を検出する受光手段と、
上記検出した光量の変化に基づいて傷を検出する傷検出手段とを備えた傷検出装置であって、
上記光ビームを上記板状体の上記照射箇所の移動させるべき方向に離れた２箇所に略同一の照射条件で照射可能な２つの上記投光手段を有し、
上記検出手段が、上記照射した２つの光ビームの上記板状体で反射された各受光量の差の変化により傷を検出するものである板状体の傷検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は板状体の傷検出方法及び装置に関し、特に、主面の状態（保護フィルム、汚れ等）の影響を受けることなく、破面が主面に垂直な傷を検出することが可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガラス板の製造工程においては、ガラス原板をけがいて傷を入れ、それを割って分断することにより製品サイズのガラス板が得られる。この分断の際、ガラス板の端部（以下、エッジ部という）にひび割れ、欠け等の傷が生じる場合があるため、そのような傷を検出して不良品を次工程に流さないようにする必要がある。
【０００３】
図２３は、このようなガラス板の傷検出方法の一例を示す斜視図、図２４は同じく側面図である。
【０００４】
図２３及び図２４において、このガラス板の傷検出方法は、ガラス板３の主面３ａのエッジ部に投光器４により上方からレーザビーム６を照射し、その照射したレーザビーム６のうちのガラス板３を透過してくるものをガラス板３の下方に設置した受光器５で受光する。そして、ガラス板３上のレーザビーム６による照射部分（以下、スポットという）７が該ガラス板３のエッジ３ｃに沿って移動するように、ガラス板３と投光器４及び受光器５を相対的に移動させ、その移動による受光器５の受光量の変化により傷を検出するものである。
【０００５】
次に、この傷検出方法の作用効果を説明する。図２５は、レーザビーム６の光路と検出可能なガラス板３の傷との関係を示す平面図である。
【０００６】
図２３〜図２５において、ガラス板３に、例えばひび割れ傷３０１が存在しており、かつレーザビーム６のスポット７が図２４に示す矢印２０１方向に移動すると仮定する。すると、レーザビーム６の光路５１は、ガラス板３のエッジ３ｃに沿って、図２５に符号ａ〜ｆで示す位置を辿るように移動する。この際、レーザビーム６の光路５１が符号ｄで示す位置にある場合には、レーザビーム６がひび割れ傷３０１の破面３０１ａで拡散反射されてその透過光量が減少する。その結果、受光器５の受光量が、レーザビーム６の光路５１が他の位置にある場合に較べて減少する。よって、この受光量の減少に対してしきい値を適宜設定しておくことにより、ひび割れ傷３０１の存在を検出することができる。これにより、ガラス板３のエッジ部の傷を非接触で自動的に検出することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記ガラス板の傷の検出方法では、図２４に示すように、レーザビーム６を、光軸１０１がガラス板３の主面３ａに垂直（換言すれば主面３ａの法線１０２に平行）になるようにして、該ガラス板３を透過させ、その透過光の光量変化により傷を検出するようにしている。そのため、図２５に示すひび割れ傷３０１のように破面３０１ａがガラス板３の主面３ａに垂直でない場合は、レーザビーム６を構成する光線が該破面３０１ａに非平行に入射することから該破面３０１ａで拡散反射されるため、傷３０１を検出することができる。これに対し、図２３、図２６に示す欠け傷３０２のように破面がガラス板３の主面３ａに略垂直な場合は、レーザビーム６を構成する光線が該破面に略平行に入射することから該破面で殆ど拡散反射されず、そのため、その透過光の光量が余り変化しない。例えば、図２６に示すように、レーザビーム６の光路５１が符号ａ〜ｆで示す位置を辿るように移動した場合、レーザビーム６の光路５１が符号ｃ，ｄで示す位置にあっても、受光器５の受光量は、レーザビーム６の光路５１が他の位置にある場合に較べてほとんど変化しない。従って、このような場合にはガラス板３の傷を検出することができない。
【０００８】
また、一般に、ガラス板３の主面３ａには透明な保穫フィルムが貼着されているが、そのような場合にはレーザビーム６が保護フィルムによって反射されてその透過光量が減少し、測定の外乱要因となるので傷を検出しにくくなる。
【０００９】
なお、この他の従来の板状体の傷検出方法として、例えば、特開昭５４−２４０８１号公報に記載されたガラス板の傷検出方法があるが、この傷検出方法は、傷検出用の光としてレーザビームではなく蛍光灯の光を用いている点を除き、上記ガラス板の検出方法と同様のものである。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、主面に垂直な破面を有する傷の検出が可能な板状体の傷検出方法及び装置を提供することを第１の目的としている。
【００１１】
また、本発明は、主面に貼着された保護フィルムの影響を受けることなく傷検出が可能な板状体の傷検出方法及び装置を提供することを第２の目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る板状体の傷検出方法及び装置は、光ビームによる照射箇所を移動させながら板状体の少なくとも主面に光ビームを照射し、該照射した光ビームの該板状体を透過した光量の変化に基づいて傷を検出する傷検出方法及び装置であって、光軸が上記板状体の主面に垂直でなくかつ該板状体の端面に平行でないように上記光ビームを照射するものである（請求項１、５）。かかる構成とすると、光ビームが板状体の主面に垂直でないように該板状体を透過するので、板状体の端部の欠け傷のように、その破面が板状体の主面に略垂直な傷であっても、光ビームを構成する光線が該破面に非平行に入射し、そのため、該破面で光ビームの拡散反射が生じてその透過光量が変化する。よって、そのような傷を検出することができる。また、破面が板状体の主面に略垂直な傷は、該破面に光ビームが端面側からも入射するようになる分、該破面の受光手段の視野内における占有割合が大きくなるため、その検出感度が向上する。その結果、板状体の主面に保護フィルムが貼着され、これが外乱要因となる場合でも、該外乱の影響を抑制して、傷を検出しやすくすることができる。
【００１４】
また、この場合、上記板状体の傷検出方法は、上記板状体が板状母材を割って得られたものであり、かつ上記照射箇所を該板状体の割って形成された端部の延在方向に移動させながら上記光ビームを該端部に照射するものとしてもよい（請求項２）。かかる構成とすると、板状母材を割って得られた板状体の端部には傷が多く存在するので、傷検出の効果がより顕著なものとなる。
【００１６】
また、本発明に係る板状体の傷検出方法及び装置は、光ビームによる照射箇所を移動させながら板状体に光ビームを照射し、該照射した光ビームの該板状体で反射された光量の変化に基づいて傷を検出する傷検出方法及び装置であって、２つの上記光ビームを上記板状体の上記照射箇所の移動させるべき方向に離れた２箇所に略同一の照射条件で照射し、該照射した２つの光ビームの該板状体で反射された各光量の差の変化に基づいて傷を検出するものである（請求項３、６）。かかる構成とすると、２つの光ビームの反射された光量の差を求めるので、その反射された光量の差に対してしきい値を設定することにより、検出対象と光ビームの投光及び受光手段との距離が変化する場合であっても、簡単な構成で確実に傷を検出することができる。
【００１７】
この場合、上記板状体の傷検出方法は、上記板状体が板状母材を割って得られたものであり、かつ上記照射箇所を該板状体の割って形成された端面の延在方向に移動させながら上記光ビームを該端面に照射するものとしてもよい（請求項４）。板状母材を割って得られた板状体の端部には傷が多く存在するので、傷検出の効果がより顕著なものとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１
本発明の実施の形態１は、板状体の傷検出に透過型の光センサを用いるものである。
【００２２】
図１は本実施の形態に係る板状体の傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す斜視図、図２は同じく側面図、図３は本実施の形態に係る板状体の傷検出装置の機能上の構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態においては、傷の検出対象たる板状体は、従来の技術で説明したガラス板である。
【００２３】
図１、図２において、板状体の傷検出装置（以下、単に傷検出装置という）１は、投光器（投光手段）４、受光器（受光手段）５、センサ移動機構（照射箇所移動手段：図示せず）、センサアンプ８、及びデータ処理装置（傷検出手段）９を主要な構成要素として構成されている。
【００２４】
ガラス板３は、透明な矩形の板状体であり、その端面３ｂはその主面３ａに垂直である。そして、ガラス板３は、図示されない保持部材によって水平に保持されている。投光器４は、扁平な矩形の断面を有する、光ビームとしてのレーザビーム６を出射するよう構成され、ガラス板３の上方に配置されている。受光器５は、投光器４から出射されたレーザビーム６を受光するものであり、ガラス板３の下方に投光器４と対向するように配置されている。従って、投光器４からレーザビーム６が出射されると投光器４と受光器５との間に薄板状に延びるようにレーザビーム６が形成される。これら投光器４及び受光器５は、保持体（図示せず）によって一体的に保持され、該保持体とともに光センサとしてのレーザセンサ１６を構成している。レーザセンサ１６は、３次元方向に移動可能なようにセンサ移動機構１８（図３参照）によって保持されている。また、レーザセンサ１６は、投光器４から出射されるレーザビーム６の光軸１０１の方向を変化可能でかつ該レーザビーム６をその光軸１０１の周りに回動可能なように該センサ移動機構１８によって保持されている。
【００２５】
レーザセンサ１６は、本実施の形態では、レーザビーム６の光軸１０１がガラス板３の主面３ａに垂直でない、すなわち該主面３ａの法線１０２に所定の角度θ１をなすように設定される。さらに、レーザビーム６の光軸１０１は、検査しようとしている端面（以下、単に端面という）３ｂに平行なように設定される。上記角度θ１は、ガラス板３の厚みとレーザビーム６の幅で定まる一定角度以上であればよい。そうであれば傷の検出感度は変わらないからである。但し、傷検出の安定性の観点からは、レーザセンサ１６がガラス板３に干渉しない範囲で、９０度に近い角度であるのが望ましい。また、レーザセンサ１６は、レーザビーム６の延在面がガラス板３の主面３ａに対し幅方向（光軸１０１に直角な方向）に傾斜しないように設定される。この際、レーザビーム６は、図１に示すように、その幅方向における一部分がガラス板３を通過し、他の部分はガラス板３の外部を通過するように設定される。本明細書において、ガラス板３、すなわち板状体にレーザビーム６を照射するとは、レーザビーム６の全部が板状体に照射される場合のみならず、このようにレーザビーム６の一部が板状体に照射される場合をもいう。そして、レーザセンサ１６は、ガラス板３のエッジ３ｃの延在方向（矢印２０１で示す）にセンサ移動機構１８によって走査せしめられる。これにより、レーザビーム６のスポット７がガラス板３のエッジ部をエッジ３ｃに沿って移動する。
【００２６】
図３において、レーザセンサ１６は、上記したように投光器４、受光器５、及び保持体（図示せず）を含んで構成されている。投光器４は、レーザ光発生器１１と光学系１２とを有している。レーザ光発生器１１は、例えば半導体レーザで構成され、本実施の形態では波長７８０  ｎｍのレーザ光からなるレーザビームを発生し出射する。光学系１２は、コリメータ及びアパーチャ等で構成され、レーザ光発生器１１から出射されたレーザビームを扁平な矩形の断面を有するレーザビーム６に変換して出射する。受光器５は、フォトダイオード等の光電変換素子で構成され、投光器４から出射されたレーザビーム６を受光し、その受光量を電気信号に変換して出力する。センサアンプ８は、受光器５から出力された受光量の電気信号を増幅する。データ処理装置９は、制御部１３、データ処理部１４、及びデータ出力部１５を有している。データ処理部１４は制御部１３とともにＣＰＵ等の演算器で構成され、センサアンプ８から出力された受光量の電気信号を微分して受光量の変化を求め、その求めた受光量の変化を予め設定されたしきい値と比較する。このしきい値は、実験等により次工程に流したくない傷を確実に検出できるような値に設定される。そして、受光量の変化がしきい値を超える場合には「傷」と判定する。この判定結果は受光量の変化とともにデータ出力部１５に出力される。データ出力部１５は、ディスプレイ、プリンタ等で構成され、データ処理部１４から出力される上記判定結果及び受光量の変化の表示、プリントアウト等を行う。制御部１３は、図示されない操作部に接続され、該操作部からの操作入力に応じて、投光器４のレーザ光発生器１１、データ処理部１４、及びデータ出力部１５のＯＮ／ＯＦＦ等の動作を制御する。
【００２７】
センサ移動機構１８は、レーザセンサ１６の位置及び姿勢を変化させる機構と、その機構を通じてレーザセンサ１６の位置及び姿勢を制御する制御部とを含んで構成され、該制御部はＣＰＵ等の演算器で構成されている。制御部は教示（ティーチング）、あるいは外部から入力されるプログラム等に従って、レーザセンサ１６の位置及び姿勢を制御する。
【００２８】
次に、以上のように構成された傷検出装置の動作（板状体の傷検出方法：以下、単に傷検出方法という）を図１〜図５を用いて説明する。
【００２９】
図４は図１のレーザビームの光軸方向から見た図、すなわちＡ矢視図であって、ガラス板のひび割れ傷存在部分を走査する場合を示す図、図５は同じくガラス板の欠け傷存在部分を走査する場合を示す図である。
【００３０】
図１〜図５において、ガラス板３を所定位置にセットし、レーザセンサ１６の姿勢及び移動方向を教示、プログラミング等により所定の条件にセットした後、センサ移動機構１８及びデータ処理装置９を起動する。すると、レーザセンサ１６がガラス板３のエッジ３ｃの延在方向２０１に移動しながら、投光器４からレーザビーム６を出射し、その出射されたレーザビーム６を受光器５で受光する。この受光した光量は、電気信号としてセンサアンプ８を介してデータ処理装置９のデータ処理部１４に入力され、該データ処理部１４でデータ処理されてその傷検出結果がデータ出力部１５から出力される。この状態で、レーザセンサ１６が図４に示すガラス板３のひび割れ傷３０１が存在する部分を走査すると、レーザビーム６の光路５１は、ガラス板３のエッジ３ｃに沿って、図４に符号ａ〜ｆで示す位置を辿るように移動する。この際、レーザビーム６の光路５１が符号ｄで示す位置にある場合には、レーザビーム６がひび割れ傷３０１の破面３０１ａで拡散反射されてその透過光量が大きく減少する。その結果、受光器５の受光量が、レーザビーム６の光路５１が他の位置にある場合に較べて大きく減少し、データ処理装置９のデータ処理部１４において受光量の変化がしきい値を超える。そのため、当該変化が「傷」と判定され、その判定結果がデータ処理装置９のデータ出力部１５から出力される。
【００３１】
また、レーザセンサ１６が図５に示すガラス板３の欠け傷３０２が存在する部分を走査すると、レーザビーム６の光路５１は、ガラス板３のエッジ３ｃに沿って、図５に符号ａ〜ｆで示す位置を辿るように移動する。この際、レーザビーム６の光路５１が符号ｃ，ｄで示す位置にある場合には、レーザビーム６を構成する光線が欠け傷３０２の破面３０２ａに非平行に入射し該破面３０２ａで拡散反射されてその透過光量が減少する。特に、レーザビーム６の光路５１が符号ｄで示す位置にある場合には大きく減少する。その結果、受光器５の受光量が、レーザビーム６の光路５１が欠け傷３０２の存在箇所に位置する場合には、該レーザビーム６の光路５１が他の位置にある場合に較べて大きく減少し、データ処理装置９のデータ処理部１４において受光量の変化がしきい値を超える。そのため、当該変化が「傷」と判定され、その判定結果がデータ処理装置９のデータ出力部１５から出力される。なお、本実施の形態のようにレーザビーム６をガラス板３の主面に斜めに照射すると、その照射されたレーザビーム６は該主面３ａにおいて一定の割合で正反射される。しかし、その反射率はレーザセンサ１６のガラス板上の走査位置には関係無く一定であるので、上記ガラス板３の主面における反射は、レーザセンサ１６のガラス板上の走査位置による受光量の相対的変化に基づいて行う傷の検出結果には影響を与えない。
【００３２】
図６はデータ処理装置９のデータ出力部１５から出力される、傷の検出結果の一例を示す図である。図６において、横軸は時間を縦軸は受光量の変化を表している。そして、符号３１１は受光量変化の経時変化を表す線であり、この受光量変化の変化線３１１において、小さく変化している部分３０４はガラス板３の保護フィルムによる外乱部分であり、大きく変化している部分３０３は傷検出部分である。そして、この傷検出部分３０３を指すように「傷」である旨を示す矢印のマーカ３０５が表示される。この傷の検出結果は、データ出力部１５において、図６に示すような画面でディスプレイに表示され、かつ操作者から制御部１３に入力される操作入力に応じてプリントアウトされる。
【００３３】
以上のように、本実施の形態では、レーザビーム６がガラス板３の主面３ａに垂直でないように該ガラス板３を透過せしめられるので、ガラス板３のエッジ部の欠け傷３０２のように、その破面がガラス板３の主面３ａに略垂直な傷であっても、レーザビーム６を構成する光線が該破面に非平行に入射し、そのため、該破面でレーザビーム６の拡散反射が生じてその透過光量が変化する。よって、そのような傷を検出することができる。
【００３４】
次に、レーザビームの照射態様の変形例を説明する。
【００３５】
図７は、レーザビームの他の照射態様を示す斜視図、図８は図７のＣ矢視図、図９は図７のＤ矢視図、図１０は図７のＢ矢視図である。
【００３６】
図７、図８において、本変形例では、レーザセンサ１６は、レーザビーム６の光軸１０１がガラス板３の主面３ａに垂直でないだけでなく、さらに、端面３ｂに平行でないように設定される。すなわち、レーザセンサ１６は、レーザビーム６の光軸１０１が側面視（図７のＤ矢視）においてガラス板３の主面３ａの法線１０２に所定の角度θ１をなすだけでなく、さらに正面視（図７のＣ矢視）においてもガラス板３の主面３ａの法線１０２に所定の角度θ２をなすように設定される。このような状態を得るには、例えば、レーザセンサ１６を、図１の状態からガラス板３のエッジ３ｃの延在方向に平行な軸１０３の周りに回転するように姿勢変化させるか、あるいは図１の状態からガラス板３の主面３ａの法線１０２の周りに回転するように姿勢変化させるかすればよい（但し図１のθ１の値は変化する）。本実施の形態では前者のようにしている。
【００３７】
このようにすると、図１０から明らかなように、ガラス板３のエッジ部の欠け傷３０２のように、その破面がガラス板３の主面３ａに略垂直な傷は、該破面にレーザビーム６が端面側からも入射するようになる分、該破面の受光器５の視野内における占有割合が図５に示す場合に比べて大きくなるため、その検出感度が向上する。ここで、ガラス板３の主面の表面には、通常、保護フィルムが貼着されており、それが外乱要因となって傷が検出しにくくなる場合がある。しかし、本変形例によれば、傷の検出感度が向上するので、そのような場合でも、上記外乱の影響を抑制して、傷を検出しやすくすることができる。
実施の形態２
本発明の実施の形態２は、板状体の傷検出に反射型の光センサを用いるものである。
【００３８】
図１１は本実施の形態に係る傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す斜視図、図１２は同じく平面図、図１３は本実施の形態に係る傷検出装置の機能上の構成を示す機能ブロック図である。
【００３９】
図１１〜図１３において、それぞれ、図１〜図３と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【００４０】
本実施の形態では、光センサとしてレーザセンサを用いている。
【００４１】
本実施の形態に係る傷検出装置２０は、光センサとしての第１，第２のレーザセンサ３１，３２、データ処理装置９、及びレーザビーム照射個所移動手段としてのベルトコンベア２を主要な構成要素として構成されている。
【００４２】
ベルトコンベア２は、その上にガラス板３が載置され、ここでは矢印２０２方向に移動する。ガラス板３は、その１つの端面３ｂがベルトコンベア２の移動方向２０２に平行になるように載置される。
【００４３】
第１，第２のレーザセンサ３１，３２は、共に、前部に投光器と受光器とが互いに近接して配置され、投光器からレーザビーム６を出射し対象物で反射されたレーザビーム６を受光器で受光するように構成されている。第１，第２のレーザセンサ３１，３２は、各々のレーザビーム６がガラス板３の端面３ｂに照射されるようにして、ベルトコンベア２の移動方向に近接して並ぶように配設されている。これにより、第１，第２のレーザセンサ３１，３２のスポット３３，３４はガラス板３の端面３ｂを矢印２０１方向に移動する。両レーザセンサ３１，３２のレーザ光の照射条件、すなわち、ガラス板３の端面３ｂまでの距離、レーザビーム６の出力、スポット径等は、後述するように互いの受光量をうまく相殺するために、略同じ条件とされる。
【００４４】
図１３に示すように、第１，第２のレーザセンサ３１，３２は、それぞれ、投光器４、受光器５、センサアンプ８を有している。これら投光器４、受光器５、及びセンサアンプ８は図３のものと同様である。但し、投光器４の光学系１２は、レーザ光発生器１１からのレーザビームを円形断面のレーザビーム６に変換して出射する。データ処理装置９は図３のものと同様に構成されている。但し、データ処理部１４は、演算器で構成された図３のものと異なり、共に電子回路で構成された減算回路５０と比較回路５２とで構成されている。つまり、実施の形態１では受光量から傷の有無を判定するためのデータ処理をソフトウエアで行うのに対し、本実施の形態ではそのデータ処理をハードウエアで行う。
【００４５】
次に、以上のように構成された傷検出装置２０の動作（傷検出方法）を説明する。  図１１〜図１３において、ベルトコンベア２及びデータ処理装置９を起動する。すると、第１，第２のレーザセンサ３１，３２の投光器４からガラス板３の端面３ｂにレーザビーム６がそれぞれ出射され、該端面３ｂで反射されたものがその受光器５でそれぞれ受光される。ここで、ガラス板３は、載置の際の誤差等により端面３ｂがベルトコンベア２の移動方向に対し後部程レーザセンサ３１，３２から遠ざかるように若干斜めになっているものとする。上記第１，第２のレーザセンサ３１，３２の各受光器５で受光された受光量はデータ処理装置９の減算回路５０で減算される。
【００４６】
この減算処理の過程を図１４を用いて説明する。図１４は減算回路５０における処理過程を示す図であって、（ａ）は２つのレーザセンサから入力される受光量の経時変化を示すグラフ、（ｂ）は２つの受光量の減算結果を示すグラフであり、縦軸に受光量の差、横軸に時間をとっている。図１４（ａ）において、符号３１２，３１３は、それぞれ、第１，第２のレーザセンサの各投光器から入力される受光量を示す。
【００４７】
図１１〜図１３、図１４（ａ）を参照して、第１，第２のレーザセンサ３１，３２の各投光器５から入力される受光量３１２，３１３は、ガラス板３の端面３ｂが時間の経過とともに遠ざかるので直線的に減少し、ガラス板３の欠け傷３０２に対応する部分３１２ａ，３１３ａでは、照射されたレーザビーム６が該欠け傷３０２の破面で拡散反射されるのでその値が大きく減少する。第２のレーザセンサ３２の投光器５からの受光量３１３は、第１のレーザセンサ３１の投光器５からの受光量３１２に対し、両レーザセンサ３１，３２のスポット３３，３４の間隔に対応する時間だけ遅れて変化する。この２つの受光量３１２，３１３が減算回路５０で減算されると、該２つの受光量３１２，３１３の差は、図１４（ｂ）に符号３１４で示すように、ガラス板３の欠け傷３０２に対応する部分３１４ａのみ大きく変化し、他の部分は略零に近い一定値となる。
【００４８】
この２つの受光量の差３１４がデータ処理装置９の比較回路５２に入力され、そこでしきい値と比較される。このしきい値は実施の形態１と同様に設定されているので、欠け傷３０２に対応する部分３１４ａが「傷」と判定される。これにより、傷が検出される。
【００４９】
以上のように、本実施の形態では、ガラス板３の端面３ｂにレーザビーム６を照射してその反射されたレーザビーム６を受光することにより、傷を検出するので、ガラス板３の主面に保護フィルムが貼着されていても、その影響を受けずに傷を検出することができる。また、照明等の外乱光の影響やガラス板の色、透過率等の影響を受けずに傷を検出することができ、かつ装置を安価に構成することができる。
【００５０】
さらに、例えば、図１５に示すように１台のレーザセンサ３０を用いると、上述のようにガラス板３の端面３ｂが徐々に該レーザセンサ３０から遠ざかるような場合には、図１６に示すように受光量３１２が直線的に減少するため、この受光量に対してしきい値を設定すると、傷による受光量の変化３１２ａのみならずガラス板３の端面３ｂとレーザセンサ３０との距離変化に起因する受光量の変化をも「傷」と判定して誤動作してしまう。従って、そのような誤動作を防止するためには受光量を微分等して受光量の変化を求め、その受光量の変化に対してしきい値を設定する必要があり、そのため、データ処理のための構成が複雑化する。しかし、本実施の形態によれば、２台のレーザセンサ３１，３２を用い、それらの受光量の差を求めるので、その受光量の差に対してしきい値を設定することにより、検出対象３ｂとレーザセンサ３１，３２との距離が変化する場合であっても、簡単な構成で確実に傷を検出することができる。
実施の形態３
本発明の実施の形態３は、板状体の傷検出に画像処理を用いるものである。
【００５１】
図１７は本実施の形態に係る傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す斜視図、図１８は本実施の形態に係る傷検出装置の機能上の構成を示す機能ブロック図である。
【００５２】
図１７、図１８において、それぞれ、図１〜図３と同一符号は同一又は相当する部分を示す。
【００５３】
本実施の形態に係る傷検出装置４０は、第１，第２の撮像素子４１，４２、データ処理装置（傷検出手段）４５、図示されない撮像素子移動機構（撮像箇所移動手段）、及び照明４３，４４を主要な構成要素として構成されている。
【００５４】
ガラス板３は図示されない保持部材によって水平に保持されている。第１，第２の撮像素子４１，４２は、本実施の形態ではＣＣＤカメラによって構成されている。第１，第２の撮像素子４１，４２はガラス板３の上方に配置され、撮像素子移動機構によって、各々独立してガラス板３の異なるエッジ部３ｄ，３ｅを走査せしめられながら該エッジ部３ｄ，３ｅをそれぞれ撮像する。照明４３，４４は、それぞれ、第１，第２の撮像素子４１，４２とともに移動しながらガラス板３のエッジ部３ｄ，３ｅを照らす。
【００５５】
第１，第２の撮像素子４１，４２は撮像した画像を画像信号として出力する。データ処理装置９は、制御部１３、画像処理部４６、及びデータ出力部１５を有している。画像処理部４６はＣＰＵ等の演算器で構成され、第１，第２の撮像素子４１，４２からそれぞれ入力される画像信号を別々に画像処理して、傷の有無を判定する。制御部１３は、図示されない操作部に接続され、該操作部からの操作入力に応じて、第１，第２の撮像素子４１，４２、画像処理部４６、及びデータ出力部１５のＯＮ／ＯＦＦ等の動作を制御する。データ出力部１５は図３のものと同様である。
【００５６】
次に、以上のように構成された傷検出装置４０の動作（傷検出方法）を図１７〜図２０を用いて説明する。図１９は図１８の画像処理部４６の動作プログラムの内容を示すフローチャート、図２０は図１８の画像処理部４６の画像処理の内容を模式的に示す図である。
【００５７】
図１７、図１８において、照明４３，４４を点灯し、データ処理装置４５及び撮像素子移動機構を起動する。すると、第１，第２の撮像素子４１，４２がそれぞれガラス板３の異なるエッジ部３ｄ，３ｅを走査しながら該エッジ部３ｄ，３ｅをそれぞれ撮像し、その画像信号を出力する。
【００５８】
データ処理装置４５の画像処理部４６は、第１，第２の撮像素子４１，４２から画像信号が入力されると、その各々について時分割で以下の処理を行う。
【００５９】
図１９、図２０において、まず、入力された画像信号の画像を取り込む（ステップＳ１）。ここで、この取り込んだ画像が図２０（ａ）に示すようなものであったと仮定する。
【００６０】
次いで、図２０（ｂ）に示すように、この取り込んだ画像を画像微分してガラス板３の輪郭線候補（実輪郭線情報）３１５を抽出する（ステップＳ２）。
【００６１】
次いで、図２０（ｃ）に示すように、この抽出した輪郭線候補からＨｏｕｇｈ変換を用いてガラス板３のエッジ３ｃの直線成分（単純化直線等情報）３１６を導出する（ステップＳ３）。なお、撮像素子の走査位置がガラス板のコーナ部である場合は、該コーナ部を挟む２つのエッジの直線成分を導出する（図２２（ｂ）参照）。
【００６２】
次いで、図２０（ｄ）に示すように、この導出した直線成分３１６と上記輪郭線候補３１５との距離３１７を導出し、この距離３１７に基づいて傷の有無を判定する（ステップＳ４）。この傷の有無の判定は、例えば、上記距離３１７を適宜設定したしきいと比較することにより行う。なお、撮像素子の走査位置がガラス板のコーナ部である場合は、該コーナ部を挟む２つのエッジの直線成分と上記輪郭線候補との距離を導出する。
【００６３】
次いで、上記判定結果を、上記取り込んだ画像とともにデータ出力部に出力する（ステップＳ５）。
【００６４】
データ出力部は、この入力された判定結果及び取り込み画像を、図２１及び図２２に示すような画面に合成してディスプレイに表示し、かつデータ処理装置４５への操作入力に応じてプリントアウトする。
【００６５】
図２１はガラス板のエッジ部の傷検出結果の一例を示す図、図２２はガラス板のコーナ部の傷検出結果の一例を示す図であって、（ａ）は取り込み画像を示す図、（ｂ）は判定結果を示す図である。
【００６６】
図２１において、この傷検出結果画面では、ガラス板３の取り込み画像とともにエッジ部の直線成分３１６及び傷である旨を示すマーカ３１８が表示されている。また、この傷検出結果画面では突起傷３０８を検出している。
【００６７】
また、図２２においては、傷検出結果画面に、ガラス板３の取り込み画像とともにコーナ部を挟む２つのエッジ部の直線成分３１６及び傷である旨を示す文字３１９が表示されている。また、この傷検出結果画面ではコーナ部の欠け傷３１０を検出している。
【００６８】
以上のように、本実施の形態においては、撮像したガラス板３の実際の輪郭線に基づいて傷を検出するので、ガラス板３の色や透過率の影響を受けずに傷を検出することができる。また、ガラス板３の実際の輪郭線を表す輪郭線候補と傷の無い状態におけるガラス板３の輪郭線を仮想してなるエッジの直線成分とを比較することにより傷を検出するので、エッジ部の欠け、突起等のガラス板３の輪郭線が変化するような傷を適切に検出することができる。また、撮像素子４１，４２子で撮像した画像情報から直接又は間接的に導出した情報同士を比較することにより傷を検出するので、簡単な構成で傷を検出することができる。
【００６９】
なお、上記実施の形態１〜３では、本発明をガラス板に適用する場合を説明したが、本発明は板状体であれば同様に適用することができる。
【００７０】
また、実施の形態１、２では、光ビーム及び光センサとして、レーザビーム及びレーザセンサを用いたが、例えばＬＥＤや蛍光灯の光等のレーザ光以外の光のビーム及びこれを投光及び受光する光センサを用いてもよい。
【００７１】
また、実施の形態１、３では、それぞれ、レーザセンサ、撮像素子を移動するようにしたが、ガラス板を移動するようにしてもよい。また、実施の形態２では、ガラス板を移動するようにしたが、レーザセンサを移動するようにしてもよい。
【００７２】
また、実施の形態１では、レーザセンサの光軸のガラス板に対する角度を可変できるようにしたが、これを固定しても構わない。
【００７３】
また、実施の形態１、２では、受光器にフォトダイオードを用いたが、この他、フォトトランジスタ、光導電セル、光電管、フォトマルチプライヤ等の光電変換素子を用いてもよい。
【００７４】
また、実施の形態１ではレーザセンサを１台用い、受光量から傷を検出するための処理をソフトウエアで行ったが、実施の形態２と同様に、レーザセンサを２台用い、受光量から傷を検出するための処理をハードウエアで行ってもよい。
【００７５】
また、実施の形態３では、輪郭線候補から直線成分を導出するのにＨｏｕｇｈ変換を用いたが、最小２乗法等の他の手法を用いてもよい。
【００７６】
また、実施の形態３では、矩形、すなわち直線で構成される外形を有するガラス板に本発明を適用する場合を説明したが、本発明は、曲線で構成される外形を有するガラス板にも適用することができる。この場合、例えば、ガラス板の傷のない外形（仮想輪郭線）を予め教示によって教示データ（仮想輪郭線情報）として入力しておき、その教示データと輪郭線候補とを比較することにより傷の有無を判定するようにすればよい。
【００７７】
また、実施の形態３では、撮像素子としてＣＣＤカメラを用いたが、ＭＯＳ型撮像素子等のＸ−Ｙアドレス方式個体撮像素子、撮像管、及びイメージ管等の他の撮像素子を用いてもよい。
【００７８】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下のような効果を奏する。
（１）破面が板状体の主面に略垂直な傷を検出することができる。
（２）光軸が板状体の端面に平行でないように光ビームを照射するものとすると、板状体の主面に保護フィルムが貼着されている場合でも、該保護フィルムによる外乱の影響を抑制して、傷を検出しやすくすることができる。
（３）板状体が板状母材を割って得られたものであり、かつ照射箇所を該板状体の割って形成された端部の延在方向に移動させながら光ビームを該端部に照射するものとすると、傷検出の効果がより顕著なものとなる。
（４）光ビームによる照射箇所を移動させながら板状体の端面に光ビームを照射し、該照射した光ビームの該板状体で反射された光量の変化に基づいて傷を検出するようにすると、板状体の主面に保護フィルムが貼着されていても、その影響を受けずに傷を検出することができる。また、照明等の外乱光の影響やガラス板の色、透過率等の影響を受けずに傷を検出することができ、かつ装置を安価に構成することができる。
（４）光ビームによる照射箇所を移動させながら板状体に光ビームを照射し、該照射した光ビームの該板状体で反射された光量の変化に基づいて傷を検出する傷検出方法及び装置であって、２つの上記光ビームを上記板状体の上記照射箇所の移動させるべき方向に離れた２箇所に略同一の照射条件で照射し、該照射した２つの光ビームの該板状体で反射された各光量の差の変化に基づいて傷を検出するようにすると、検出対象と光ビームの投光及び受光手段との距離が変化する場合であっても、簡単な構成で確実に傷を検出することができる。
（５）撮像個所を板状体の主面の端部の延在方向に移動させながら該端部を撮像素子を用いて撮像し、該撮像素子から出力される該端部の画像情報から該板状体の実際の輪郭線を表す実輪郭線情報を抽出し、該抽出した実輪郭線情報と該板状体の傷の無い状態における輪郭線を仮想してなる仮想輪郭線情報とを比較することにより傷を検出するようにすると、板状体の色や透過率の影響を受けずに傷を検出することができ、また、端部の欠け、突起等の板状体の輪郭線が変化するような傷を適切に検出することができる。
（６）仮想輪郭線情報として実輪郭線情報から実際の輪郭線を単純化してなる直線又は曲線を表す単純化直線等情報を導出し、該導出した単純化直線等情報と実輪郭線情報とを比較することにより傷を検出するものととすると、簡単な構成で傷を検出することができる。
（７）板状体が板状母材を割って得られたものであり、かつ撮像箇所を該板状体の割って形成された端部の延在方向に移動させながら該端部を撮像するものとすると、傷検出の効果がより顕著なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る板状体の傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る板状体の傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る板状体の傷検出装置の機能上の構成を示す機能ブロック図である。
【図４】図１のＡ矢視図であって、ガラス板のひび割れ傷存在部分を走査する場合を示す図である。
【図５】図１のＡ矢視図であって、ガラス板の欠け傷存在部分を走査する場合を示す図である。
【図６】図１のデータ処理装置のデータ出力部から出力される、傷の検出結果の一例を示す図である。
【図７】図１の傷検出装置のレーザビームの他の照射態様を示す斜視図である。
【図８】図７のＣ矢視図である。
【図９】図７のＤ矢視図である。
【図１０】図７のＢ矢視図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る板状体の傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る板状体の傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す平面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る板状体の傷検出装置の機能上の構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】図１３のデータ処理装置の減算回路における処理過程を示す図であって、（ａ）は２つのレーザセンサから入力される受光量の経時変化を示すグラフ、（ｂ）は２つの受光量の減算結果を示すグラフである。
【図１５】１台レーザセンサを用いた場合の傷検出装置の構成を示す平面図である。
【図１６】１台レーザセンサを用いた場合の受光器の受光量の経時変化を示すグラフである。
【図１７】本発明の実施の形態３に係る傷検出装置のハードウエア上の構成を模式的に示す斜視図である。
【図１８】本発明の実施の形態３に係る傷検出装置の機能上の構成を示す機能ブロック図である。
【図１９】図１８の画像処理部４６の動作プログラムの内容を示すフローチャートである。
【図２０】図１８の画像処理部の画像処理の内容を模式的に示す図である。
【図２１】ガラス板のエッジ部の傷検出結果の一例を示す図である。
【図２２】ガラス板のコーナ部の傷検出結果の一例を示す図であって、（ａ）は取り込み画像を示す図、（ｂ）は判定結果を示す図である。
【図２３】従来のガラス板の傷の検出方法の一例を示す斜視図である。
【図２４】従来のガラス板の傷の検出方法の一例を示す側面図である。
【図２５】従来のガラス板の傷の検出方法におけるレーザビームの光路と検出可能なガラス板の傷との関係を示す平面図である。
【図２６】従来のガラス板の傷の検出方法におけるレーザビームの光路とガラス板の欠け傷との関係を示す平面図である。
【符号の説明】
１，２０，４０  板状体の傷検出装置
２  ベルトコンベア
３  ガラス板
３ａ    主面
３ｂ    端面
３ｃ    エッジ
３ｄ，３ｅ    エッジ部
４  投光器
５  受光器
６  レーザビーム
７  スポット
８  センサアンプ
９  データ処置装置
１１  レーザ光発生器
１２  光学系
１３  制御部
１４  データ処理部
１５  データ出力部
１６  レーザセンサ
１８  センサ移動機構
３１  第１のレーザセンサ
３２  第２のレーザセンサ
３３，３４    スポット
４１  第１の撮像素子
４２  第２の撮像素子
４３，４４    照明
４５  データ処理装置
４６  画像処理部
５０  減算回路
５１  光路
５２  比較回路
１０１    レーザビームの光軸
１０２    ガラス板の主面の法線
１０３    エッジの延在方向に平行な軸
２０１    スポットの移動方向（走査方向）
２０２    ベルトコンベアの移動方向
２０５    走査方向
３０１    ひび割れ傷
３０１ａ  破面
３０２    欠け傷
３０２ａ  破面
３０３    傷検出部分
３０４    外乱部分
３０５    傷表示マーカ
３０８    突起傷
３１０    欠け傷
３１１    受光量変化の変化線
３１２    受光量の変化線
３１２ａ  傷対応部分
３１３    受光量の変化線
３１３ａ  傷対応部分
３１４    受光量の差の変化線
３１４ａ  傷対応部分
３１５    輪郭線候補
３１６    直線成分
３１７    輪郭線候補と直線成分との差
３１９    傷表示文字
θ１，θ２    所定角度
【図１】
0003568482.tif 000002
【図２】
0003568482.tif 000003
【図３】
0003568482.tif 000004
【図４】
0003568482.tif 000005
【図５】
0003568482.tif 000006
【図６】
0003568482.tif 000007
【図７】
0003568482.tif 000008
【図８】
0003568482.tif 000009
【図９】
0003568482.tif 000010
【図１０】
0003568482.tif 000011
【図１１】
0003568482.tif 000012
【図１２】
0003568482.tif 000013
【図１３】
0003568482.tif 000014
【図１４】
0003568482.tif 000015
【図１５】
0003568482.tif 000016
【図１６】
0003568482.tif 000017
【図１７】
0003568482.tif 000018
【図１８】
0003568482.tif 000019
【図１９】
0003568482.tif 000020
【図２０】
0003568482.tif 000021
【図２１】
0003568482.tif 000022
【図２２】
0003568482.tif 000023
【図２３】
0003568482.tif 000024
【図２４】
0003568482.tif 000025
【図２５】
0003568482.tif 000026
【図２６】
0003568482.tif 000027