(57)【要約】【課題】端面部分が研磨され円弧状の端面あるいはシーミング面を有するガラス板の端面部分の欠陥を検出する。【解決手段】ガラス板の端面より外側かつ表裏両面の斜め２方向からガラス板の端面部分を撮像する少なくとも２台のＣＣＤカメラからなる撮像手段と、中心軸方向に照明光を照射可能でスリット状の切欠部を有する略Ｃ字形状のリング照明を少なくとも有した照明手段と、前記ＣＣＤカメラで撮像した撮像信号を処理し該端面部の良否を判定する画像処理手段とからなり、前記端面部がリング照明の中心軸と一致するように前記開口スリット部内にガラス板の端面を遊挿させて端面に照射光を照射させ、該端面を前記撮像手段によって撮像して得られた画像信号を前記画像処理手段によって処理することにより端面の欠陥の有無を検出するようにする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面部分が面取りされ円弧状の端面あるいは滑らかな稜線部を有した端面を有するガラス板の該端面部分の欠陥を検出する装置において、ガラス板の端面より外側かつ表裏両面の斜め２方向からガラス板の端面部分を撮像する少なくとも２台のＣＣＤカメラからなる撮像手段と、中心軸方向に照明光を照射可能でスリット状の切欠部を有する略Ｃ字形状のリング照明を少なくとも有した照明手段と、前記ＣＣＤカメラで撮像した撮像信号を処理し該端面部の良否を判定する画像処理手段とからなり、前記端面部がリング照明の中心軸と一致するように前記開口スリット部内にガラス板の端面を遊挿させて端面に照射光を照射させ、該端面を前記撮像手段によって撮像して得られた画像信号を前記画像処理手段によって処理することにより端面の欠陥の有無を検出するようにしたことを特徴とするガラス板の端面の欠陥検出装置。
【請求項２】
前記照明手段のＣ字形状のリング照明を前記ガラス板の端面の欠陥検査対象部分の左右両側近傍位置に２個所遊挿させ、該各リング照明の照射光の照射位置が前記欠陥検査対象部分となるようにしたことを特徴とする請求項１記載のガラス板の端面の欠陥検出装置。
【請求項３】
前記リング照明に加えて、前記ガラス板の表裏両面の斜め２方向からガラス板の端面部分に照射光が照射されるように拡散透過光源を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のガラス板の端面の欠陥検出装置。
【請求項４】
前記リング照明が多数のＬＥＤ素子を同心円状に複数個配設した照明であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガラス板の端面の欠陥検出装置。
【請求項５】
前記請求項１乃至４のいずれかに記載された欠陥検出装置を用いてガラス板の端面の欠陥を検出する方法において、Ｃ字形状のリング照明の開口スリット部内に該ガラス板の前記端面部に遊挿させ、前記端面部の位置とリング照明の中心軸の位置とが重なる端面位置を検査対象部分としてリング照明の照射光を照射して該断面が円弧状の端面に照度ムラを発生させないようにし、該端面部分を、前記２台のＣＣＤカメラによって撮像し、前記画像処理手段によって撮像した画像信号の濃淡レベルを上限と下限の２つの設定レベルと比較し、上端レベル以上、あるいは下端レベル以下の画素信号の位置、大きさ、形状によって欠陥の有無種別を検出するようにしたことを特徴とするガラス板の端面の欠陥検出方法。
【請求項６】
前記ガラス板が矩形状であって、搬送手段によってガラス板の側辺が搬送方向に平行となるようにガラス板を搬送しながら、該ガラス板の両側辺の各端面近傍位置に少なくともＣ字形状のリング照明を有する照明手段と、照明手段によって照射される端面を撮像する撮像手段をそれぞれ配設し、撮像手段によって撮像した端面の画像を画像処理手段によって処理し、欠陥の有無を検出するようにしたことを特徴とする請求項５記載のガラス板の端面の欠陥検出方法。
【請求項７】
少なくともＣ字形状のリング照明を有する前記照明手段と、照明手段によって照射される端面を撮像する撮像手段とを多関節ロボットのハンドに取付け、該ハンドをガラス板の外周端面に沿って順次移動させ、ガラス板の端面部分を順次撮像し、撮像した画像信号を画像処理手段により順次処理し、欠陥の有無を検出するようにしたことを特徴とする請求項５記載のガラス板の端面の欠陥検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端面部分が円弧状に丸みを帯びて研磨された、あるいはシーミング部を有するガラス基板の端面、および研磨面とガラス面との境界線部分の各種の欠陥、特にキズ、蛤状の欠け（以下、ハマという）、カケ、研磨残り、未研磨、あるいはヤケと呼ばれる欠点の検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形されリボン状で搬送されるガラス板は、矩形状で所望のサイズに切断した状態で、パレット等の保管容器で保管される、あるいは出荷されるが、使用用途目的によっては切断後のガラス板の端面エッジ部をダイヤモンドホィールなどで面取り加工（シーミング）、あるいは端面の断面が円弧状となるように研磨加工し、半透明な擦りガラス状となるように端面を研磨して、ガラス板の取扱い作業時のケガの発生を防止して安全を確保すると共に、ガラス板の端面の強度低下による破損や、商品価値低下を防止するようにしていた。
【０００３】
このようなシーミング加工や端面加工を行う場合、加工枚数が増加すると共にガラス板のエッジ部分にはダイヤモンドホイールの磨耗による研磨不良や目詰まりによってキズや欠けが発生することがある。
【０００４】
特に、液晶ディスプレイ用ガラス基板やプラズマディスプレイ用ガラス基板、フィールドエミッションディスプレイ基板、有機ＥＬ等のフラットディスプレイパネル等の表示用基板等のガラス基板の製造工程においては、該ガラス基板を高温加熱処理する時にガラス板の端面シーミング部の微細なキズや欠けがあると、ガラス基板が割れるというトラブルが発生していた。
【０００５】
このようなガラス板の端面部の欠陥の検出方法としては、種々の方法が開示されている。例えば、特開２００１−１５３８１６号公報には、光源とカメラとの間に、切断後に研磨したガラス板のエッジを介在させ、このエッジへ光源から光を入射し、この入射光線でエッジに介在する欠陥を明るくし、これをカメラで撮影し、この画像を処理して欠陥の有無を調べるガラス板のエッジ欠陥検出方法であって、前記光源を、カメラの視野から外すためにカメラから見てガラス板の陰に配置するとともに、前記画像においてガラス板の表面並びにエッジの一般面が暗くなり、エッジに存在する欠けが明るくなるように、光源からカメラに至る光量を絞り調整することで、カケを光学的に検出するようにしたことを特徴とするガラス板のエッジ欠陥検出方法が開示されている（特許文献１）。
【０００６】
あるいは、本出願人による出願である特開平６−２５８２３１号公報には、エッジ部分が面取りされシーミング面を有するガラスを水平に裁置した状態で該エッジ部分の欠点を検出する装置において、該エッジ部分に板ガラスとは反対側の上下斜め方向の２方向から光を照射する光源と、ガラスエッジに照射される光路の延長領域の範囲外であって、板ガラス面とシーミング面の光源側のコーナー部分を光の照射方向とは反対側から板ガラス透明部分を介してエッジ部分を撮像する少なくとも２台のカメラとを設け、該カメラが撮像した画像信号の明信号の大きさにより識別するようにしたことを特徴とする板ガラスの欠点検出装置を開示
している（特許文献２）。
【０００７】
あるいはまた、特開２００３−２４７９５３号公報には、液晶パネルの外形より大きい口径のリング照明灯を該液晶パネルの外周に配置すると共に、該液晶パネルの真上に撮像手段を配置する工程と、点灯させたリング照明灯の照明光を液晶パネルの端面に向けて照射し、照明光により照射された液晶パネルの側面の反射光を撮像手段で撮像する工程と、画像処理装置が撮像手段で撮像された画像を取り込んで２値化し、画像中に現れた枠状の白画像から液晶パネルの外形形状を検出し、それ以外の白画像の有無から液晶パネル端面の欠け、割れを検出する工程と、を含むことを特徴とする液晶パネルの外観検査方法、および装置が開示されている（特許文献３）。
【特許文献１】特開２００１−１５３８１６号公報
【特許文献２】特開平６−２５８２３１号公報
【特許文献３】特開２００３−２４７９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記特許文献１に記載の発明は、ガラス板の丸みを帯びた端面に対して斜め下方からの照明でガラス板下面に照射し、ガラス板のエッジに出現するカケのみを光らせ、ガラス板の他の部分は全く暗くするので、各種欠陥のうち、光るカケについては検出することができるが、キズ、未研磨、およびヤケと呼ばれる他の欠陥については検出することができないという問題点があった。
【０００９】
また、前記特許文献２に記載の発明については、板ガラスの表裏両面のエッジの稜線部分を斜めに研削カットしたシーミング部に対して斜め上方、および斜め下方の２方向から照明光を照射するため、ガラス板のシーミング部のキズ、ヤケの検出が可能であるが、ガラス板の端面が丸みを帯びた液晶ディスプレイ用ガラス基板やプラズマディスプレイ用ガラス基板等のフラットディスプレイパネル等のガラス基板の製造工程において、該ガラス基板を高温加熱処理するためにガラス板の端面やシーミング部に微細なキズや欠けがあっても、ガラス基板の割れが発生する恐れが大であり、キズやヤケをはじめとしてカケ、未研磨等の欠陥を含めたより微細な欠陥の検出を高性能に行う要求が高まっていた。
【００１０】
さらに、前記特許文献３に記載の発明については、液晶パネルの外形より大きい口径のリング照明灯を該液晶パネルの外周に配置し、カメラを液晶パネルの中心部の上方のみに設けて、液晶パネル表面のキズ、割れ、カケと、端面の割れ、カケの両方を同時に検査するものであるため、液晶パネルのサイズの変化に対応してリング照明灯も変更しなければならない。
【００１１】
しかも液晶パネルは通常矩形状であり、その外周部にリング状の照明光を配置するため、液晶パネルとリング照明間の間隔が一定とならず、液晶パネルの端面に照射される照度が一定とならない。
【００１２】
また、液晶パネルの大型化に伴ってリング照明も大型化するので設備の大型化が避けられず、カメラも液晶パネルの中心部の上方のみに設けるだけなので、端面部を撮像する角度が変化し端面の微細なキズ、研磨残り、未研磨、ヤケ等の精度良い欠陥検出ができなくなる恐れがあるという問題点があった。
【００１３】
その他、ガラス基板の端面全周がラウンド形状で丸みを帯びた形状に研磨加工されている場合には、例えばリング照明をガラス基板の片面側に配置し、その中心から端面部の画像を撮像すると、端面表面が部分的に強く光ることになり、端面の照度をムラなく一定化させることは困難であり、また、端面の欠陥と、研磨面とガラス面との境界ライン部の欠陥を、同一の光学系で検出することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記問題点、すなわち、液晶ディスプレイ用ガラス基板やプラズマディスプレイ用ガラス基板、フィールドエミッションディスプレイ基板、有機ＥＬ等のフラットディスプレイパネル等の表示用ガラス基板の丸みを帯びた端面部について、キズ、カケ、研磨残り、未研磨、およびヤケ等の各種欠陥を、さらに前記研削または研磨によって丸みを帯びた端面とガラス板の上下両面との境界線部分のハマやカケを同時に確実に精度良く検出できるガラス板の欠陥の検出方法、および検出装置の提供を目的とする。
【００１５】
すなわち、本発明は、端面部分が面取りされ円弧状の端面あるいは滑らかな稜線部を有した端面を有するガラス板の該端面部分の欠陥を検出する装置において、ガラス板の端面より外側かつ上下斜め方向の２方向からガラス板の端面部分を撮像する少なくとも２台のＣＣＤカメラからなる撮像手段と、中心軸方向に照明光を照射可能でスリット状の切欠部を有する略Ｃ字形状のリング照明を少なくとも有した照明手段と、前記ＣＣＤカメラで撮像した撮像信号を処理し該端面部の良否を判定する画像処理手段とからなり、前記端面部がリング照明の中心軸と一致するように前記開口スリット部内にガラス板の端面を遊挿させて端面に照射光を照射させ、該端面を前記撮像手段によって撮像して得られた画像信号を前記画像処理手段によって処理することにより端面の欠陥の有無を検出するようにしたことを特徴とするガラス板の端面の欠陥検出装置である。
【００１６】
あるいはまた、本発明は、前記照明手段のＣ字形状のリング照明を前記ガラス板の端面の欠陥検査対象部分の左右両側近傍位置に２個所遊挿させ、該各リング照明の照射光の照射位置が前記欠陥検査対象部分となるようにしたことを特徴とする上述のガラス板の端面の欠陥検出装置である。
【００１７】
あるいはまた、本発明は、前記リング照明に加えて、前記ガラス板の表裏両面の斜め２方向からガラス板の端面部分に照射光が照射されるように拡散透過光源を設けたことを特徴とする上述のガラス板の端面の欠陥検出装置である。
【００１８】
あるいはまた、本発明は、前記リング照明が多数のＬＥＤ素子を同心円状に複数個配設した照明であることを特徴とする上述のいずれかに記載のガラス板の端面の欠陥検出装置である。
【００１９】
あるいはまた、本発明は、上述のいずれかに記載された欠陥検出装置を用いてガラス板の端面の欠陥を検出する方法において、Ｃ字形状のリング照明の開口スリット部内に該ガラス板の前記端面部に遊挿させ、前記端面部の位置とリング照明の中心軸の位置とが重なる端面位置を検査対象部分としてリング照明の照射光を照射して該断面が円弧状の端面に照度ムラを発生させないようにし、該端面部分を、前記２台のＣＣＤカメラによって撮像し、前記画像処理手段によって撮像した画像信号の濃淡レベルを上限と下限の２つの設定レベルと比較し、上端レベル以上、あるいは下端レベル以下の画素信号の位置、大きさ、形状によって欠陥の有無種別を検出するようにしたことを特徴とするガラス板の端面の欠陥検出方法である。
【００２０】
あるいはまた、本発明は、前記ガラス板が矩形状であって、搬送手段によってガラス板の側辺が搬送方向に平行となるようにガラス板を搬送しながら、該ガラス板の両側辺の各端面近傍位置に少なくともＣ字形状のリング照明を有する照明手段と、照明手段によって照射される端面を撮像する撮像手段をそれぞれ配設し、撮像手段によって撮像した端面の画像を画像処理手段によって処理し、欠陥の有無を検出するようにしたことを特徴とする上述のガラス板の端面の欠陥検出方法である。
【００２１】
あるいはまた、本発明は、少なくともＣ字形状のリング照明を有する前記照明手段と、照明手段によって照射される端面を撮像する撮像手段とを多関節ロボットのハンドに取付け、該ハンドをガラス板の外周端面に沿って順次移動させ、ガラス板の端面部分を順次撮像し、撮像した画像信号を画像処理手段により順次処理し、欠陥の有無を検出するようにしたことを特徴とする請求項５記載のガラス板の端面の欠陥検出方法である。
【発明の効果】
【００２２】
ガラス板の端部に照射する光源の配置として、従来のようにガラス端面の外周側方向、あるいは端面の斜め上方、または斜め下方の限定された角度より照射する光源を配置していたものに代えて、ガラス板の端部をＣ字形状のリング照明の開口スリット部内に直交するように遊挿して、ガラス板の端部が該リング照明の中心軸上となるように配置したので、ガラス板の端部の上面から下面にかけて断面が円弧状の端面に均等にムラなく光源を照射できるようなり、この照明配置にガラス板の斜め上方と斜め下方の２ヵ所からＣＣＤカメラで前記照明光がムラ無く照射された端部の画像を撮像するので、該端部のキズ、カケ、研磨残り、未研磨、ヤケ等の各欠陥の検出精度を向上させることができた。
【００２３】
また、さらに、透過照明をガラス板の上部および下部より前記端部に向けて各１セット配置し、当該透過照明の光学系と前記リング照明の光学系とが互いに影響を与えない配置としたので、研削や研磨によって断面が円弧状となった端面と、ガラス板の上面、下面との境界線部に発生するカケやハマについても、前記端面を検出するＣＣＤカメラで同時に検出できるので、検査装置の設置スペースも最小限でよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、ガラス板の端面部分を研削または研磨し、稜線部分を滑らかにしたガラス板２、あるいは端面部分の断面形状を円弧状としたガラス板２を水平姿勢の状態として、該端面部分の欠陥を検出する装置である。
【００２５】
特に、液晶ディスプレイ用ガラス基板やプラズマディスプレイ用ガラス基板等の表示用ガラス基板等は、その製造過程における加熱、冷却等の過酷な条件による自爆防止のためにガラス板の端面を通常の端面に比べて丸みを帯びた断面円弧状の端面とするケースが多く、端面の丸くなった断面形状に合わせた形状の照明光を照射して、丸みを帯びた端面部に均一に照明光を照射し、検出漏れのない欠陥の検出が必要である。
【００２６】
本発明の欠陥検査装置１による検出対象欠陥は、ガラス板の丸みを帯びた端面部に発生する「キズ」、「カケ」、「研磨残り」、「未研磨」、および「ヤケ」等の表面欠陥８であり、さらに前記研削または研磨によって丸みを帯びた端面とガラス板の上下両面との境界線部分近傍に発生する「ハマ」や「カケ」のエッジ欠陥９である。
【００２７】
該欠陥８、９のうち、「カケ」は、文字通りエッジ部２ｂが欠けた状態のエッジ欠陥９であり、エッジ部２ｂに発生して、形状を問わない。また、「ハマ」と呼ばれる欠陥は、同じくエッジ部２ｂに発生し、欠けた形状が蛤状の同心半円形の円弧状に欠けたエッジ欠陥９であり、照明手段１０により照明光を照射すると該部分全体に白く光る欠陥である（図１０参照）。
【００２８】
また、「キズ」は、擦り傷や細い線条のキズからなる表面欠陥８であり、「ヤケ」と呼ばれる欠陥は、ガラス板２の端面部分の不透明部分に、研磨時の研削具とガラス板との摩擦熱によってガラス板の研磨面が溶融して生ずる白っぽく見える表面欠陥８であり、これらの欠陥はガラス板２の端面２ａの表面に発生する。
【００２９】
さらに、「研磨残り」、「未研磨」の欠陥については、研磨不足、あるいは図示しない研磨装置等のトラブルにより研磨されなかった部分であり、照明光を照射しても白く光らず、逆にカメラ３で撮像した画像が黒く映る欠陥であり、端面部分のみに発生する表面欠陥８である（図１２参照）。
【００３０】
図１に示すように、ガラス板２の端面より外側方向で、かつガラス板２の上面、および下面の斜め方向の２方向にそれぞれ少なくとも１台のＣＣＤカメラ３からなる撮像手段を配設し、該上下両方向に設けた前記ＣＣＤカメラ３、３がガラス板２の端面部分の略同一部分を撮像するように配置する。
【００３１】
この図１に示すようにＣＣＤカメラを２台使用する場合においては、該ＣＣＤカメラ３の取付角度は、ガラス板面を外側に延長した方向を基準にして表裏両面側に３０〜４５度程度の角度に配置するのが望ましい。すなわち、ガラス板を水平に載置した場合は、水平面から上下両方向に３０〜４５度程度が望ましい角度となる。
【００３２】
また、図５に示すように、前記カメラ３が撮像するガラス板２の端部の丸みを帯びた端面２ａに照明光を照射可能にスリット状の切欠部を有する略Ｃ字形状のリング照明１１を配置し、前記ガラス板２の端面２ａを研削又は研磨によって円弧状とした端面２ａと、前記リング照明１１の中心軸とが略一致するように前記リング照明１１の開口スリット部１２内にガラス板２の端面２ａを遊挿させて、該端面２ａの断面円弧状部に対応したリング照明１１の各部分から照射光を照射させ、ガラス板２の端部において、ガラス板２の面とリング照明１１とは直交した状態である。
【００３３】
このようにリング照明１１とガラス板２を配置した状態で、ガラス板２の端面を前記少なくとも２台のＣＣＤカメラ３で撮像した画像信号を処理し該端面部２ａの欠陥の有無を検出し、良否を判定する画像処理手段４（図９参照）を設けた。
【００３４】
図３に示すように、前記略Ｃ字形状のリング照明１１を、ガラス板２の端面２ａに１箇所だけ配設し、リング照明１１の中心軸上で、リング照明１１から僅かにずれた位置にリング照明１１の照明光を照射し、該照明光で照射された端面部分をＣＣＤカメラ３で撮像するようにしたが、図２に示すように、前記ガラス板２の端面２ａの欠陥検査対象部分の左右両側近傍位置に２個所遊挿させ、該２個所のリング照明１１、１１による照射光の照射位置を略一致させて、ＣＣＤカメラ３による撮像対象部分となるように配置すると、ガラス板２の端面部２ａの照度ムラが無くなり、より好ましい。この場合、２個のリング照明の設置間隔は、カメラの視野角を確保する上から６０〜９０ｍｍ程度の範囲が望ましい。
【００３５】
このようにガラス板２の丸みを帯びた端面部２ａにＣ字形状のリング照明１１の開口スリット部１２に遊挿させ、端面部２ａの位置とリング照明１１の中心軸の位置とを略一致させたので、該端面２ａの断面形状が円弧状であっても、該端面２ａにムラ無く照明光が照射される（図１〜図６参照）。
【００３６】
このような状態において、前記水平姿勢のガラス板２の上下の面と、縦姿勢にしたリング照明１１の円形の仮想面、すなわちリング照明１１のＬＥＤ照明取付側の外径によって形成される面とは、直交する位置関係にあり、さらに、ガラス板２の端面部の接線とリング照明１１の円形の仮想面とも直交状態にある。
【００３７】
前記リング照明１１による照明系により、ガラス板２の端面２ａの円弧状面に発生する研磨による欠陥については、照明光がほぼ均等に充分照射されてキズ、カケ、研磨残り、未研磨、ヤケ等の欠陥の検出が可能であるが、研削や研磨によって断面が円弧状となった端面２ａと、ガラス板２の上面、下面との境界線である稜線部２ｂに発生するカケやハマ（蛤状のカケ）については、照明光が充分照射されず検出洩れが発生し得る。
【００３８】
このため、該稜線部２ｂの欠陥についても確実に検出する為に、図１、図２に示すように、上記リング照明に加えて前記ガラス板２の上方、下方位置にあって、かつ前記ガラス板２の端部位置からみて上下斜めの二方向位置に拡散透過照明１３、１３を設け、該拡散透過照明１３、１３の光軸を、前記ＣＣＤカメラ３の光軸と若干外れた角度位置とし、ガラス板の円弧状端面と上下両面の境界部分に拡散透過照明１３、１３からの光源が照射されるように配設した。
【００３９】
前記拡散透過照明１３は、図１〜図３に示したように、ガラス板２の表裏両面から離れた方向から斜め方向に、拡散透過照明１３の照明光を入射させ、ガラス板２の円弧状の端面２ａと、該端面２ａとガラス面との境界線部分（稜線部分）２ｂに照射されるようにし、拡散透過照明１３の発光面がそれぞれガラス板２の反対面側に配置されたカメラ３の視野内に１／５〜１／４程度の面積で占めるようにセッティングする。
【００４０】
この範囲とした理由は、前記拡散透過照明１３の発光面がカメラ３の視野に入る面積が１／４より大きいと、稜線部のハマやカケは拡散透過照明と同化して区別がつかなくなり、またガラス板を搬送させて欠陥の検出を行う場合にはガラス板が多少なりとも蛇行して搬送される可能性もあるためである。
【００４１】
また、前記拡散透過照明１３の発光面がカメラ３の視野に入る面積が１／５より少ないと、稜線部２ｂのハマやカケが光らなくなって、同じく欠陥の検出ができなくなるためである。
【００４２】
さらにガラス板２を水平姿勢とした場合で詳述すると、例えば、ガラス板２よりも上方に設けた拡散透過照明１３による照明光は、ガラス板２の端面２ａと、該端面２ａとガラス板２の下面２ｃとの境界線部分に主に照射されるようにし、ガラス板２よりも下方に設けた拡散透過照明１３による照明光は、ガラス板２の端面２ａと、該端面２ａとガラス板２の上面との境界線部分に主に照射されるようにした。
【００４３】
前記拡散透過照明１３は、ＬＥＤ素子（発光ダイオード素子）を複数個２次元的に縦横に配列したものを用いるが、拡散透過照明１３のカメラ側に面した幅、すなわち、端面に平行な辺は、カメラの視野の２倍以上の幅を有するのが望ましく、また、高さは、前記拡散透過照明１３からの発光面がそれぞれガラス板の反対面側に配置されたカメラ３の視野内に１／５〜１／４程度の面積で占めるような関係の大きさであれば良い。
【００４４】
尚、前記Ｃ字形状のリング照明１１は、光源部分が１８０度以上の角度に亘った半円以上の形状であれば良いが、好ましくは、ガラス板２の端部が遊挿できるスリット状部１２を除外した他の部分を光源とした広範囲のものとするのが好ましい。
【００４５】
また、前記リング照明１１は、高周波蛍光灯等をＣ字状にしたものでも良いが、製作の容易性、寿命、破損等を考慮すると、図５、図６に示すように、多数のＬＥＤ素子１１ａ、１１ａ・・を複数列同心円状に配列し、各ＬＥＤ素子１１ａ、１１ａ・・の照射方向がリング照明１１の中心軸上のほぼ同一部分に照射可能に配列したＣ字形状の照明とするのが良い。この場合、多数のＬＥＤ素子１１ａ、１１ａ・・の各光軸による形状が円錐形状となる。
【００４６】
該リング照明１１のＬＥＤ素子の取付角度は、２個のリング照明１１、１１を対向させた時に２個のリング照明１１、１１間の望ましい間隔６０〜９０ｍｍを考慮すれば、水平方向から１０〜４５度とするのが望ましい。
【００４７】
このように図１〜図３に示したように、ガラス板２の端面２ａに配置したリング照明１１による照明系と、ガラス面２ｃの上下斜め方向からの拡散透過照明１３による照明系の２系統の照明系によって、照射された丸みを帯びた端面部分２ａ、およびガラス板の上面、下面２ｃとの境界近傍部分とを同時に少なくとも２台のＣＣＤカメラ３、３で撮像し、得られたそれぞれの画像を画像処理手段４（図９参照）で処理し、欠陥の有無を判別する。
【００４８】
尚、前記ガラス板２の斜め上部側に設置したカメラ３は、ガラス板２の端部の研磨された丸みを帯びた端面部分２ａと、該端面部分２ａとガラス板２の上面との境界近傍部分との両部分を撮像対象とし、端面部分２ａとガラス板２の下面との境界近傍部分については、丸みを帯びた端面２ａの研磨部分によって視野が遮られているので撮像困難である。
【００４９】
また、上記と同様に、ガラス板２の斜め下部側に設置したカメラ３は、ガラス板２の端部の研磨された丸みを帯びた端面部分２ａと、該端面部分２ａとガラス板２の下面との境界近傍部分との両部分を撮像対象とし、端面部分２ａとガラス板２上面との境界近傍部分については、丸みを帯びた端面２ａの研磨部分によって視野が遮られているので撮像困難である。
【００５０】
前記ＣＣＤカメラ３によって撮像された画像は以下のように処理される。
【００５１】
ガラス板２ａの端部の研削や研磨によって丸みを帯びた端面２ａは、研磨材によって微小な擦りキズの集合体であり、擦りガラス状となっており、カメラ３で撮像した画像は灰色味を帯びて写し出される。該端面２ａをＣＣＤカメラ３で撮像した原画像を、例えば２５６階調の濃淡レベルで最も暗い濃淡レベルを０、最も明るい濃淡レベルを２５５とすると、「キズ」、「ハマ」、「カケ」、「ヤケ」等の欠陥については、図１０に示されるように濃淡レベルが「明」側であるレベルＡ以上の「明」信号となって白く写し出され、「未研磨」、および「研磨残り」の欠陥は図１２に示されるように濃淡レベルが「暗」側のレベルＢ以下の「暗」信号となって黒く写し出される。
【００５２】
このため、撮像した原画像（図１０参照）を設定した上限の濃淡レベルで２値化し、欠陥部分を「明」、正常部分を「暗」として、得られた二値化画像（図１１参照）に対しラベリングを行い、欠陥部分である「明」となる画素の位置、大きさによって、「キズ、ヤケ」の「表面欠陥」と、「ハマ、カケ」の「エッジ欠陥」の種類を判別する。
【００５３】
すなわち、ラベリング後の「明」信号の位置と端面加工部のエッジとの距離から、それぞれ欠陥の種類を判別できる。例えば、欠陥が、端面加工部に含まれる場合は、「キズ、ヤケ」である「表面欠陥８」と見做し、端面加工部のエッジを跨いでいる、またはエッジよりも外側にある場合は、「ハマ、カケ」である「エッジ欠陥９」と見做す。
【００５４】
同様に、撮像した原画像（図１２参照）を設定した下限の濃淡レベルで２値化後反転処理し、下限レベル以下の欠陥部分を「明」、正常部分を「暗」として得られた二値化画像（図１３参照）に対しラベリングを行い、欠陥部分である「明」となる画素の位置、大きさによって、「未研磨」、および「研磨残り」の欠陥と判別し、欠陥の有無および種類を判別した。
【００５５】
前記設定した上限レベル、下限レベルは、ガラス板２の品種毎に経験的に設定したものであり、必要に応じて自由に設定変更をすることができる。
【００５６】
また、前記「表面欠陥８」と「エッジ欠陥９」の判定基準以外に、各ＣＣＤカメラで撮像したガラス板の端面の画像の視野毎にガラス板の研磨面の粗さ等の面質の検査を行う。この場合、視野内の輝度の積算値を、視野内の画素（面積値）で除算して平均濃度を求め、該平均濃度と設定入力した基準値とを比較して基準以上を欠陥とする判定基準を合わせて行う。
【００５７】
この場合、研磨面のきめが粗くなって白っぽく写る場合は、面質が良くないので欠陥扱いとし、研磨面がきめ細かく黒く写る場合は、面質が基準値内であり、良品と判定する。
【００５８】
前記ＣＣＤカメラ３は、少なくとも２台設けたが、各ＣＣＤカメラ３毎に撮像した原画像を画像処理手段４に取り込み、該取り込まれた原画像について「明」側の上限レベルと、「暗」側の下限レベルの２つの設定レベルのそれぞれに対して別々に２値化処理して、欠陥の有無を判別する。
【００５９】
濃淡レベルが下限レベルから上限レベル内の中間にある画素は、欠陥のない正常範囲であると認識するが、上限レベルを超えた場合や、下限レベル以下となった場合においても、位置、大きさによっては正常範囲と見なすこともあり、品種毎に予め設定した上限レベル、下限レベル、およびその他の判定基準に基づいて良否を判別すれば良い。
【００６０】
前記ＣＣＤカメラ３は、２次元のエリアカメラとするが、ラインカメラを使用することもできる。この場合、必要があれば、ラインカメラによって走査した画像データを演算処理装置５（図９参照）に記憶させて２次元のエリアに組み立てて処理するようにしても良い。
【００６１】
前記対象となるガラス板２は、端縁部に面取り加工や端面研磨を施したガラス板全般を対象とするが、特に端面が丸みを帯びた断面形状とする液晶ディスプレイ用ガラス基板やプラズマディスプレイ用ガラス基板、フィールドエミッションディスプレイ基板、有機ＥＬ等のフラットディスプレイパネル等の矩形状の各種ディスプレイ基板に対して有効であり、さらには、車両用の窓ガラス板のような異形状のガラス板であっても良い。
【００６２】
尚、ガラス板２の端面２ａの欠陥検査を全周囲にわたって行う方法としては、図８に示されるように、搬送されるガラス板２の搬送方向と平行な二辺の各位置に、少なくとも前記リング照明１１と少なくとも２つのＣＣＤカメラ３、３からなる欠陥検出装置１をガラス板２を挟むように固設し、ガラス板２が該欠陥検出装置１を通過するときにガラス板２の二辺の端面２ａを順次検査した後に、ガラス板２の未検査の二辺が搬送方向と平行となるように搬送方向を９０度変換し、該未検査の二辺の各位置に前記と同様の照明系とカメラ３からなる欠陥検出装置１をそれぞれ配設し、ガラス板が該欠陥検出装置１を通過するときにガラス板の二辺の端面２ａを順次検査すれば良い。
【００６３】
あるいは、前記の少なくともリング照明１１を備えた照明手段１０とＣＣＤカメラ３から成る撮像手段を図示しない多関節ロボットの図示しないハンドに取付け、該ハンドをガラス板２の外周端面に沿って順次移動させ、ガラス板２の端面全周を順次撮像し、各撮像した画像信号を画像処理手段４により端面部２ａの欠陥の判別を行いようにしても良い。
【００６４】
前記ガラス板を搬送しながら欠陥の検出を行う場合は、搬送ライン上を水平姿勢で搬送するのが望ましいが、傾斜コンベア上を傾斜姿勢で搬送しながら欠陥の検出を行うこともできる。
【００６５】
尚、前記詳細な説明中において、ガラス板を水平姿勢で搬送する場合に、ガラス板の上下位置、上下方向と記載したものについて、傾斜姿勢で搬送する場合においては、ガラス板の表裏位置、表裏方向、あるいは前後位置、前後方向と読み替えるものとする。
【００６６】
また、撮像手段として、ＣＣＤカメラ３を３台配置する場合には、図４に示すようにガラス板を水平に載置した例で説明すると、１台のＣＣＤカメラ３はガラス板面を外側に延長した角度０の水平方向、かつガラス板２の検査対象辺と直交する方向に配置して端面の検査対象部分を撮像し、他の２台はガラス板面の該端部の真上方向、および真下方向に配置することもできる。
【００６７】
この場合は、水平方向に配置したＣＣＤカメラ３でガラス板の円弧状の端面の欠陥の検査を行い、上下に配置した２台ＣＣＤカメラ３、３でそれぞれ端面部２ａとガラス板面との境界線部２ｂの近傍の欠陥の検査を行えば良い。
【００６８】
以下、本発明の作用について説明する。
【００６９】
図５、図６に示したように、リング照明１１の一部をスリット状に切り欠いたＣ字状のリング照明１１とし、該てスリット状部１２内に前記ガラス板２の端面部２ａを遊挿するようにしたことで、断面形状を略円弧状とした端面形状の各部分に円弧状に配列した各ＬＥＤ素子１１ａからの照明光が比較的同一条件で均等に照射される。
【００７０】
すなわち、図６に示したように、前記リング照明１１は、円錐形状のようにリング照明１１の中心軸から少しずれた方向に向けてＬＥＤ素子１１ａによる照明光が集中して照射させるようにしているので、リング照明１１ａによって照射される端面部分２ａは照射ムラがなく、良好な照明条件下で該部分をＣＣＤカメラ３で撮像できるので欠陥の検出洩れの少ない検査が可能である。
【００７１】
尚、リング照明１１の照射位置方向は、リング照明１１の中心軸上にあって、リング照明１１の中心から若干ずらした位置に照射するのが良いが、リング照明１１の中心位置とすることも可能である。この場合は、カメラのリング照明を避けて、斜め横から覗くように端面を斜め方向から撮像すればよい。
【００７２】
また、この照明の照射位置がＣＣＤカメラ３の撮像する視野と一致する位置とすることが必要である。しかも該位置がガラス板２端部の断面が円弧状の端面２ａ位置となるので、ガラス板２の円弧状の端面２ａにはリング状照明１１によって均等に照明を照射することができる。
【００７３】
尚、図２、図３に示したように、リング照明１１の中心から若干ずらした前記端面２ａ位置に光源を照射すれば、カメラ３をガラス板の端面部２ａの接線方向に対して直角方向から撮像できるので、検出精度が高く、好ましい。
【００７４】
リング照明１１のほぼ中心となる前記端面２ａ位置に光源を照射した場合、ガラス板２の端面部２ａをリング照明１１の取付け部材によって遮るため、端面部２ａの接線方向に対して直角方向にカメラ３を配置できず、リング照明１１を避けて斜め横から覗くように端面を斜め方向から撮像しなければならなくなり、検出条件が低下するため好ましくない。
【００７５】
図３に示したように、ガラス板２の端面部２ａに前記リング照明１１を１ヶ所だけに配設した場合についても、端面２ａの欠陥を充分検出できるが、図２に示すように、前記ガラス板の端面の欠陥検査対象部分の左右両側近傍位置に２個所遊挿させ、該２個所の各リング照明の照射光の照射位置が前記欠陥検査対象部分と略一致するように照明光を照射させて、ＣＣＤカメラ３による撮像対象部分となるように配置すると、ガラス板２の端部への照度ムラがより無くなるので、より好ましい。
【００７６】
また、図１〜図３に示すように本発明の欠陥検出装置１において、少なくともＣ字形状のリング照明１１によって照射された板ガラス２の端面エッジ部と直交する方向よりＣＣＤカメラ３を向け、さらに前記端面エッジ部とガラス面２ｃとの境界線部に透過光による照明光を照射させて、前記ＣＣＤカメラ３で撮像するものであるが、撮像した画像中に欠陥がなければ、研磨部分が不透明部分であるために散乱され、カメラ３に入射する光量が低下し、灰色となるが、「カケ」等の欠陥があるとレンズ効果を示して明るく光るので明信号として捉えることができ、良否の判別をすることができる。
【実施例】
【００７７】
［実施例１］
検査対象のガラス板２は、小サイズのガラス板から大サイズのガラス板、例えば、一辺のサイズが３００ｍｍ程度から２０００ｍｍ程度の矩形状のガラス板であり、ガラス板２の端面部２ａは丸みを帯びた断面円弧形状に端面加工されている。
【００７８】
図８に示すように、ガラス板の搬送ライン２６の両サイドに、図７に示すようなガラス板の端面検査装置１を設置した。撮像手段であるカメラ３は、２次元のＣＣＤエリアカメラを２台使用し、各カメラ３の視野は、２０ｍｍｘ２０ｍｍ程度から５０ｍｍｘ５０ｍｍ程度の視野サイズを有するもの、カメラ３の取付け角度は、水平面から上下両方向に３０〜４５度、カメラ３は基板のエッジが視野のセンターにくるように縦フレーム２０に取付部材２１を介してセッティングしたが、取付角度は調整自在である。
【００７９】
図２に示したように、前記照明手段１０であるリング照明１１は、市販のリング照明１１の一部をスリット状に加工してＣ字形状としたものを用い、複数個のＬＥＤ素子１１ａ、１１ａ、・・を２〜３列で、同心円状に等ピッチで並べ、各ＬＥＤ素子の照射方向は中心軸に対して例えば１５度傾斜させており、各ＬＥＤ素子１１ａ、１１ａ、・・の光軸が円錐形状となっている。また、２個のリング照明１１、１１間の間隔を例えば８０ｍｍとした。
【００８０】
また、図７に示したように、前記縦フレーム２０と直交し、水平方向に延ばした２本の横フレーム２３、２３をガラス板の上下の２箇所に固定し、前記リング照明１１は取付部材２４を介して上方側の横フレーム２３に取付けた。
【００８１】
前記ガラス板２の端部の丸みを帯びた端面２ａには、リング照明１１による照明光を均一に照射可能にスリット状の切欠部を有する略Ｃ字形状のリング照明１１を配置し、前記ガラス板２の端面２ａを、前記リング照明１１のスリット状部１２内に遊挿して、端面部２ａがリング照明１１の中心軸上に配置されるようにした。
【００８２】
図８に示されるように、ガラス板２は、搬送ライン２６によって搬送されながら、搬送ライン２６の両側部に設けた前記リング照明１１の開口スリット部１２内を端面部が遊挿するように通過し、遊挿時にリング照明１１の各ＬＥＤ素子１１ａ、１１ａ・・によって照射されたガラス板２の端部を、ＣＣＤカメラ３で撮像して、カメラ１台毎に画像を処理し、濃淡レベルに基づいて欠陥の判別を行う。
【００８３】
さらに、拡散透過照明１３を、ガラス板２の上下両方向に、水平面から１５度の角度で、透過照明光の照明がガラス板の円弧状の端面と、該端面とガラス面との境界線部分に照射されるようにし、拡散透過照明１３の発光面がカメラ３の視野の１／５〜１／４程度を占めるようにセッティングした。
【００８４】
尚、図７に示したように、前記拡散透過照明１３、１３は、それぞれ取付部材２５、２５を介してガラス板２の端部の上下に設けた横フレーム２３、２３に取付けられている。
【００８５】
前記拡散透過照明１３は、ＬＥＤ素子を２次元的に縦横に複数個配列したものの上に、照明ムラを防止するために、さらに乳白色の拡散板を取り付けた。また、ＬＥＤ素子に限定されず、蛍光灯等の照明も可である。
【００８６】
また、該ガラス板２は、搬送ライン２６上を例えば一定速度で搬送され、ガラス板２の端部をカメラの視野幅に応じたピッチ単位で区切って、ＣＣＤカメラ３で撮像し、撮像した各画像毎に欠陥検査を行う。
【００８７】
尚、本実施例ではエリアカメラ３を用いたので、撮像する視野は前記区切られた領域であるピッチ幅毎に撮像するが、カメラ３が撮像する領域は、ピッチ幅よりも若干大きな領域として、得られた画像の境界近傍を重ね合わせ、検査漏れが起きないように連続した端面の検査を行う。
【００８８】
以下、ガラス板２の検査の流れについて具体的に説明する。
【００８９】
まず、図８に示したように、矩形状のガラス板２が搬送ライン２６によって搬送され、該欠陥検出装置１に接近すると、図示しない制御装置より照明手段１０のリング照明１１および拡散透過照明１３を点灯させる。ＣＣＤカメラ３が撮像した視野にガラス板２が搬入され、ガラス板２の端面２ａの先端コーナー部を検出すると、該コーナー部を端面２ａの検査エリアのスタート位置としてコーナー部の僅かにずらした位置から画像を画像処理手段４に取り込む。
【００９０】
図９に示すように、ＣＣＤカメラから画像処理手段４に取り込まれた画像に対し、予め設定登録したガラス板２の板厚情報と片方のカメラ３が撮像したエッジ２ｂの片側より、他方のエッジ２ｂを算出し、計測対象エリアを決定する。該計測対象エリアの原画像の濃淡２５６階調の画像に対し、予め設定入力された「明」側の上限レベル、例えば濃淡レベルの上限レベルで撮像した原画像を２値化した画像に対して、ラベリングを行い、写し出された「明」信号の位置と端面加工部２ａのエッジ２ｂとの距離から、欠陥種類を判別する。
【００９１】
例えば、欠陥が、端面加工部２ａに含まれる場合は、「キズ、ヤケ」である「表面欠陥８」と見做し、端面加工部２ａのエッジ２ｂを跨いでいる、またはエッジ２ｂよりも外側にある場合は、「ハマ、カケ」である「エッジ欠陥９」と見做し、演算処理装置（コンピュータ）５に記憶する。
【００９２】
同様に、設定した下限レベル、例えば濃淡レベルの下端レベルで撮像した原画像を２値化後反転処理し、下限レベル以下の欠陥部分を「明」、正常部分を「暗」として得られた二値化画像に対しラベリングを行い、欠陥部分である「明」となる画素の位置、大きさによって、「未研磨」、および「研磨残り」の欠陥と判別し、欠陥の有無および種類を判別した。
【００９３】
もう一方に設けたカメラ３についても、前記と同処理を行う。
【００９４】
尚、前記ガラス板２は、搬送ライン２６上を一定速度で搬送され、ガラス板２の端部をカメラの視野幅のピッチ単位で区切って、ＣＣＤカメラ３で撮像検査するが、撮像する各画像の前端、後端の境界近傍を僅かに重ね合わせて後端側の端面コーナーが検出されるまで検査を行う。
【００９５】
ガラス板２の二辺の端面の検査が終了すると、ガラス板２の未検査の二辺が搬送方向と平行となるように搬送方向を９０度変換し、該未検査の二辺の各位置に前記と同様の照明系とカメラ３からなる欠陥検出装置１をそれぞれ配設し、ガラス板２が該欠陥検出装置１を通過しながら、ガラス板２の二辺の端面２ａを順次検査すれば良い。
【００９６】
このようにして、ガラス板の４辺について欠陥の検出を行い、得られたデータを上位コンピュータに記憶させれば、管理が容易である。
［実施例２］
実施例２は、照明手段と撮像手段等の検査手段をガラス板の全周囲に沿って駆動させ、固定したガラス板２の外周端面の欠陥の検査を連続して行うようにした点が実施例１と異なっている。
【００９７】
ガラス板２に対する照明手段１０や撮像手段の方向角度等の配置条件等は実施例１と同条件となるようにし、得られた画像の処理手段等のその他について、実施例１と全く同一である。
【００９８】
ガラス板の全周囲に沿って駆動させる手段は、照明手段と撮像手段を図示しない多関節ロボットの図示しないハンドに取付け、該ハンドをガラス板の外周端面に沿って順次移動させ、ガラス板の端面部分を撮像し、撮像した画像信号を画像処理手段により判別処理し、欠陥の有無を検出する。
【００９９】
尚、搬送ラインの途中で、検査を行う場合、ガラス板を一旦静止させ、ガラス板の全周囲に前記照明手段と撮像手段等の検査手段を移動可能なスペースを確保する必要があるため、ガラス板の中心付近で支持して上昇させる等の機構を設ければ良い。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の照明手段と撮像手段の配置を示す概略側面図。
【図２】本発明の照明手段と撮像手段の配置を示し、リング照明を２個配設した概略平面図。
【図３】本発明の照明手段と撮像手段の配置を示し、リング照明を１個とした概略平面図。
【図４】本発明の撮像手段の配置を示し、ＣＣＤカメラを３個配設した概略側面図。
【図５】リング照明の平面図。
【図６】リング照明の縦断面図。
【図７】実施例１の欠陥検出装置の正面図。
【図８】実施例１の欠陥検出装置の概要を説明する全体図。
【図９】本発明の欠陥検出装置の全体構成を示す概要図。
【図１０】ＣＣＤカメラによって撮像された「カケ」欠陥の原画像。
【図１１】ＣＣＤカメラによって撮像された「カケ」欠陥の画像を「明」信号側の上限レベルで二値化した画像。
【図１２】ＣＣＤカメラによって撮像された「研磨残り」欠陥の原画像。
【図１３】ＣＣＤカメラによって撮像された「研磨残り」欠陥の画像を「暗」信号側の下限レベルで二値化した画像。
【符号の説明】
【０１０１】
１          欠陥検出装置
２          ガラス板
２ａ        端面部
２ｂ        稜線部（エッジ部）
２ｃ        ガラス面
３          ＣＣＤカメラ
４          画像処理手段
５          演算処理装置（コンピュータ）
６          上位コンピュータ
８          表面欠陥
９          エッジ欠陥
１０        照明手段
１１        リング照明
１１ａ      ＬＥＤ素子
１２        スリット部
１３        拡散透過照明
２０        縦フレーム
２１        取付部材
２２、２３  横フレーム
２４、２５  取付け部材
２６        搬送ライン
【図１】
2006220540.tif 000003
【図２】
2006220540.tif 000004
【図３】
2006220540.tif 000005
【図４】
2006220540.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006220540.tif 000008
【図７】
2006220540.tif 000009
【図８】
2006220540.tif 000010
【図９】
2006220540.tif 000011
【図１０】
2006220540.tif 000012
【図１１】
2006220540.tif 000013
【図１２】
2006220540.tif 000014
【図１３】
2006220540.tif 000015