(57)【要約】      （修正有）【課題】多重反射やガラス板厚に影響されずに、ガラス板内部の微小異物を安定的に検出する。【解決手段】第１の光ビーム２を所定角度でガラス板１内部に進入させ、光ビームＩと反射した光ビームIIとをガラス板内部に形成する。第２の光ビーム７を前記第１の光ビームの角度と同じ角度で反対方向からガラス板内部に進入させ、光ビームＩ’と反射した光ビームII’とをガラス板内部に形成する。光ビームがガラス板進入前に光路を交差させる条件で、光ビームを照射し、各光ビームの進入角度を変えることなく照射位置を移動させ、異物が前記光ビームＩとＩ’により照射されて生じた輝点と前記光ビームIIとII’により照射されて生じた輝点とをガラス板に対して垂直方向より撮像手段３により撮像し、前記第１の光ビームと第２の光ビームとによって生じた同一異物による輝点の画像の対称性によって前記微小異物のガラス板中における位置を判定する。【選択図】図４
2015135266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板の内部に存在する微小異物を照射した光ビームの散乱により生じる輝点の検知により検出する方法であって、
第１の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して所定の傾斜角度でガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩと該内部光ビームＩがガラス板表面で反射した内部光ビームIIとをガラス板内部に形成する第１の照射手段と、
第２の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して前記第１の光ビームの傾斜角度と同じ傾斜角度で反対方向からガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩ’と該内部光ビームＩ’がガラス板表面で反射した内部光ビームII’とをガラス板内部に形成する第２の照射手段と、
ガラス板表面から該表面に対して略垂直方向に出射された光を、ガラス板の光ビーム照射表面側または非照射表面側において撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像に基づいて、ガラス板内部の微小異物とガラス板表面の異物とを判別し、ガラス板内部の微小異物の位置を判定する画像処理手段と、を備えた検出装置を用い、
ガラス板内部に進入する前に、光ビームの光路が交差する条件で、前記第１と第２の光ビームを照射し、
前記第１と第２の光ビームの進入角度を変えることなくガラス板の光ビーム照射位置を移動させて、同一異物が前記内部光ビームＩとＩ’により照射されて生じた輝点と前記内部光ビームIIとII’により照射されて生じた輝点とを撮像手段で撮像し、
前記撮像手段で撮像された画像に基づいて画像処理手段により、前記第１の光ビームと第２の光ビームとによって生じた同一異物による輝点の画像の対称性によってガラス板表面の異物を判別し、前記微小異物のガラス板中における位置を判定する、
ことを特徴とするガラス板内部の微小異物を検出する方法。
【請求項２】
前記光ビームの進入角度を変えることなくガラス板の光ビーム照射位置を移動させる方法が、ガラス板と光ビーム照射手段とをガラス板表面に平行な方向に相対的に移動させる方法である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
光ビームが該光ビームの軸に対して垂直方向に延びた線状の照射域をガラス板表面に形成する光ビームであり、前記移動方向が、前記線状の照射域の該線の方向に対し略垂直方向である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ガラス板の板厚が１０ｍｍ以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記照射手段と前記撮像手段の位置が固定されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、さらに、画像処理手段により前記微小異物の種類を判定する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ガラス板内部の微小異物を検出する装置であって、
第１の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して所定の傾斜角度でガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩと該内部光ビームＩがガラス板表面で反射した内部光ビームIIとをガラス板内部に形成する第１の照射装置と、
第２の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して前記第１の光ビームの傾斜角度と同じ傾斜角度で反対方向からガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩ’と該内部光ビームＩ’がガラス板表面で反射した内部光ビームII’とをガラス板内部に形成する第２の照射装置と、
前記第１と第２の照射装置をガラス板に対してガラス板の平面に平行な方向に相対的に移動させる移動手段と、
ガラス板表面から該表面に対して略垂直方向に出射された光を、ガラス板の光ビーム照射表面側または非照射表面側において撮像する撮像装置であって、同一異物が前記内部光ビームＩとI’により照射されて生じた輝点と前記内部光ビームIIとII’により照射されて生じた輝点とを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置に接続され、撮像された画像に基づいて微小異物を判定する画像処理手段と、
を有し、ガラス板内部に進入する前に、光ビームの光路が交差する条件で、前記第１と第２の光ビームを照射する、装置。
【請求項８】
画像処理手段が、前記撮像装置で撮像された輝点の画像に基づいて、前記第１の光ビームと第２の光ビームとによって生じた同一異物による輝点の画像の対称性によってガラス板表面の異物を判別し、前記微小異物のガラス板中における位置を判定する画像処理手段である、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
照射装置が、光ビームの軸に対して垂直方向に延びかつ前記移動手段による移動方向に対し略垂直方向に延びた線状の照射域をガラス板表面に形成する照射装置である、請求項７または８に記載の装置。
【請求項１０】
前記照射装置と前記撮像装置の位置が固定されている、請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
画像処理手段が、前記撮像装置で撮像された輝点の画像に基づいて、さらに、前記微小異物の種類を判定する画像処理手段である、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス板内部の微小異物を検出する方法に基づく微小異物の検出工程と、該検出工程によって検出された微小異物を含むガラス板を除去すべきか否かを判別する判別工程と、該判別工程の判別結果に基づき微小異物を含むガラス板を除去する除去工程と、を含むガラス板の製造方法。
【請求項１３】
連続したガラス板を製造する工程と、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガラス板内部の微小異物を検出する方法に基づき連続したガラス板中の微小異物を検出する検出工程と、該検出工程によって検出された微小異物を含むガラス板を除去すべきか否かを判別する判別工程と、連続したガラス板を所定の大きさに切断する切断工程と、前記判別工程の判別結果に基づき除去すべきとされた微小異物を含む前記切断工程後のガラス板を除去する除去工程と、を含むガラス板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス板内部の微小異物を検出する方法及びその装置に関し、より詳細にはガラス板内部の硫化ニッケル等の微小異物を検出する方法及びその装置に関する。また、本発明は、ガラス板内部の微小異物を検出する方法に基づく工程を含むガラス板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス製品内部の微小異物は、主に光を透過する透光性の泡と光を遮光する色付きの泡、未溶解の原料やガラス中に混入した粒子等であり、ガラス製品の欠点となって歩留まりを低下させる。ガラスを加熱後に急令することによって表面に圧縮応力を導入する、いわゆる物理強化法による強化ガラス製品にあっては、ニッケルと硫黄が１：１で結合した硫化ニッケル（以下「ＮｉＳ」と呼ぶ）がある場合に、特に問題となる。
【０００３】
強化ガラス製品のＮｉＳの問題については、１９６０年代からの研究も散見され、例えば特許文献１に開示がある。ＮｉＳは、ガラス板中で受ける温度履歴によってα−ＮｉＳからβ−ＮｉＳに構造相転移する。しかしながら、物理強化の過程でガラスが急冷されることによって、安定なβ−ＮｉＳに転移せずα−ＮｉＳのまま製品に残ることがある。α−ＮｉＳは常温付近では不安定であるため時間経過や日射の影響でいつでもβ−ＮｉＳに相転移しうる状態にある。このときβ−ＮｉＳの体積がα−ＮｉＳよりも大きくなるため、ガラス板内部のようにＮｉＳ周辺が拘束されている場合に、その部分で引っ張り応力を発生する原因となる。他方、物理強化法による強化ガラス製品内部には、ガラス製品全体での残留応力が釣り合うために、表面に残留する圧縮応力に対して、内部では引っ張り応力が残留している。この内部の引っ張り応力層に、大きさが２０〜１０００μｍのＮｉＳが存在し、強化ガラス製品を建物等に設置後に比較的長い年月を経てα−ＮｉＳからβ−ＮｉＳに構造相転移して引っ張り性の内部応力が発生すると、そこから亀裂が進展して強化ガラス製品が突然破壊する。これがいわゆる自然破損と呼ばれる現象である。このことは逆に、自然破損は、ＮｉＳが引っ張り応力層ではなく表面の圧縮応力層にある場合には発生しないことを意味する。
【０００４】
この強化ガラス製品の自然破損を防止するために、強化ガラス製品をバッチ炉に入れてβ−ＮｉＳの安定領域の温度程度に加熱することによって、炉内でα−ＮｉＳからβ−ＮｉＳに強制的に構造相転移させてＮｉＳが混入したガラスを除く、いわゆるヒートソーク処理（Heat Soak Test、あるいはＨＳＴと呼ばれている）が採用されている。
【０００５】
しかしながら、このヒートソーク処理によると、強化ガラス製品製造後に再度ガラス製品を加熱する必要があり、製造コストが増加する問題がある。
【０００６】
このような状況において、本願出願人は、特許文献２に記載の透明板体内部の微小異物を検出する方法及びその装置を提供している。この方法及び装置によれば、ガラス板等の透明板体の内部の微小異物、特にガラス板内部のＮｉＳ等の微小異物、を検出し、透光性と遮光性の微小異物の識別およびその微小異物が存在する深さの情報を得ることが可能である。ここで、特許文献２の図１０に示すように、レーザービーム等の光ビームを二方向から対称にガラス板内部に進入させ、検出信号の対称性の欠如からガラス板表面の埃等の異物を誤検出として、微小異物の検出対象から除外できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭４７−００２１１３号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／０３１４２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２に記載の方法及び装置は、レーザービーム等の光ビームを、ガラス板等の透明板体の厚さ方向に対して所定の傾斜角度で二方向から対称にガラス板内部に進入させて、該透明板体表面から該表面に対して略垂直方向に出射された光を、透明板体の光ビーム照射表面側または非照射表面側において、カメラ等の撮像手段で撮像して、撮像した画像に基づいて、透明板体内部の微小異物の位置を判定するという原理上、透明板体の厚さが大きくなると、撮像視野を拡大する必要がある。また、一方の光ビームの多重反射光が他方の光ビームによる微小異物検知に影響しないよう光ビームの進入位置をある程度離す必要があり、これも撮像視野を拡大する要因となる。撮像視野が拡大すると、撮像した画像の分解能が低下する。これにより、透明板体内部の微小異物の位置や深さを検出する分解能が低下するため問題となる。
【０００９】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、ガラス板内部の微小異物を検出するにあたって、多重反射光の影響およびガラス板の板厚に左右されず安定的に遮光性と透光性の微小異物を識別することが可能な微小異物を検出する方法及びその装置の提供を目的とする。また、強化ガラス製品を製造するための物理強化処理前の素ガラス板として、ＮｉＳを含む遮光性の微小異物のないガラス板を製造する方法の提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明は、
ガラス板の内部に存在する微小異物を照射した光ビームの散乱により生じる輝点の検知により検出する方法であって、
第１の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して所定の傾斜角度でガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩと該内部光ビームＩがガラス板表面で反射した内部光ビームIIとをガラス板内部に形成する第１の照射手段と、
第２の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して前記第１の光ビームの傾斜角度と同じ傾斜角度で反対方向からガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩ’と該内部光ビームＩ’がガラス板表面で反射した内部光ビームII’とをガラス板内部に形成する第２の照射手段と、
ガラス板表面から該表面に対して略垂直方向に出射された光を、ガラス板の光ビーム照射表面側または非照射表面側において撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像した画像に基づいて、ガラス板内部の微小異物とガラス板表面の異物とを判別し、ガラス板内部の微小異物の位置を判定する画像処理手段と、を備えた検出装置を用い、
ガラス板内部に進入する前に、光ビームの光路が交差する条件で、前記第１と第２の光ビームを照射し、
前記第１と第２の光ビームの進入角度を変えることなくガラス板の光ビーム照射位置を移動させて、同一異物が前記内部光ビームＩとＩ’により照射されて生じた輝点と前記内部光ビームIIとII’により照射されて生じた輝点とを撮像手段で撮像し、
前記撮像手段で撮像された画像に基づいて画像処理手段により、前記第１の光ビームと第２の光ビームとによって生じた同一異物による輝点の画像の対称性によってガラス板表面の異物を判別し、前記微小異物のガラス板中における位置を判定する、
ことを特徴とするガラス板内部の微小異物を検出する方法を提供する。
【００１１】
本発明の方法の一態様では、前記光ビームの進入角度を変えることなくガラス板の光ビーム照射位置を移動させる方法が、ガラス板と光ビーム照射手段とをガラス板表面に平行な方向に相対的に移動させる方法である。
【００１２】
本発明の方法の別の一態様では、光ビームが該光ビームの軸に対して垂直方向に延びた線状の照射域をガラス板表面に形成する光ビームであり、前記移動方向が、前記線状の照射域の該線の方向に対し略垂直方向である。
【００１３】
本発明の方法において、前記ガラス板の板厚が１０ｍｍ以上であってもよい。
【００１４】
本発明の方法において、前記照射手段と前記撮像手段の位置が固定されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の方法において、前記撮像手段で撮像された画像に基づいて、さらに、画像処理手段により前記微小異物の種類を判定することが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、
ガラス板内部の微小異物を検出する装置であって、
第１の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して所定の傾斜角度でガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩと該内部光ビームＩがガラス板表面で反射した内部光ビームIIとをガラス板内部に形成する第１の照射装置と、
第２の光ビームをガラス板の厚さ方向に対して前記第１の光ビームの傾斜角度と同じ傾斜角度で反対方向からガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩ’と該内部光ビームＩ’がガラス板表面で反射した内部光ビームII’とをガラス板内部に形成する第２の照射装置と、
前記第１と第２の照射装置をガラス板に対してガラス板の平面に平行な方向に相対的に移動させる移動手段と、
ガラス板表面から該表面に対して略垂直方向に出射された光を、ガラス板の光ビーム照射表面側または非照射表面側において撮像する撮像装置であって、同一異物が前記内部光ビームＩとI’により照射されて生じた輝点と前記内部光ビームIIとII’により照射されて生じた輝点とを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置に接続され、撮像された画像に基づいて微小異物を判定する画像処理手段と、
を有し、ガラス板内部に進入する前に、光ビームの光路が交差する条件で、前記第１と第２の光ビームを照射する、装置を提供する。
【００１７】
本発明の装置において、画像処理手段が、前記撮像装置で撮像された輝点の画像に基づいて、前記第１の光ビームと第２の光ビームとによって生じた同一異物による輝点の画像の対称性によってガラス板表面の異物を判別し、前記微小異物のガラス板中における位置を判定する画像処理手段であることが好ましい。
【００１８】
本発明の装置において、照射装置が、光ビームの軸に対して垂直方向に延びかつ前記移動手段による移動方向に対し略垂直方向に延びた線状の照射域をガラス板表面に形成する照射装置であることが好ましい。
【００１９】
本発明の装置において、前記照射装置と前記撮像装置の位置が固定されていることが好ましい。
【００２０】
本発明の装置において、画像処理手段が、前記撮像装置で撮像された輝点の画像に基づいて、さらに、前記微小異物の種類を判定する画像処理手段であることが好ましい。
【００２１】
また、本発明は、本発明のガラス板内部の微小異物を検出する方法に基づく微小異物の検出工程と、該検出工程によって検出された微小異物を含むガラス板を除去すべきか否かを判別する判別工程と、該判別工程の判別結果に基づき微小異物を含むガラス板を除去する除去工程と、を含むガラス板の製造方法を提供する。
【００２２】
また、本発明は、連続したガラス板を製造する工程と、本発明のガラス板内部の微小異物を検出する方法に基づき連続したガラス板中の微小異物を検出する検出工程と、該検出工程によって検出された微小異物を含むガラス板を除去すべきか否かを判別する判別工程と、連続したガラス板を所定の大きさに切断する切断工程と、前記判別工程の判別結果に基づき除去すべきとされた微小異物を含む前記切断工程後のガラス板を除去する除去工程と、を含むガラス板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、ガラス板内部の微小異物の位置を、多重反射光の影響やガラス板の板厚に左右されず安定的に検出することができる。また、その微小異物が遮光性であっても透光性であっても検出でき、またそれらの種類の判定も可能である。これにより、ガラス板表面から問題を生じるおそれのある深さに存在するＮｉＳを含む微小異物を識別し、そのような微小異物を含むガラス板を強化ガラス板製造工程から除去して、将来自然破損が生じるおそれのある強化ガラス板の製造を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明に係るガラス板内部の微小異物を検出する方法の基本的な考え方を説明する図であり、[１−１]と[１−２]は、ガラス板の模式的な断面図であり、[１−１]は微小異物が内部光ビームＩに接した時点、[１−２]は微小異物が内部光ビームIIに接した時点の断面図。[１−３]と[１−４]は、ガラス板の模式的な平面図であり、[１−３]は[１−１]に示した時点、[１−４]は[１−２]に示した時点の平面図である。
【図２】図２は、微小異物が遮光性の球である場合の図１における輝点（Ｅ、Ｆ）の詳細を示す模式図である。
【図３】図３は、従来の手順で、２つの光ビームを互いに反対方向からガラス板内部に進入させてガラス板内部の微小異物を検出する手順を説明する図であり、[３−１]と[３−２]は、互いに板厚が異なるガラス板の模式的な断面図である。
【図４】図４は、本発明の方法で、２つの光ビームを互いに反対方向からガラス板内部に進入させてガラス板内部の微小異物を検出する手順を説明する図であり、[４−１]と[４−２]は、互いに板厚が異なるガラス板の模式的な断面図である。
【図５】図５は、本発明に係るガラス板の製造方法を説明する図である。
【図６】図６は、本発明に係る搬送中のガラス板内部の微小異物を検出する方法および装置を説明する図である。
【図７】図７は、本発明に係る搬送中のガラス板内部の微小異物を検出する別の方法および装置を説明する図である。但し、理解を容易にするため、２つの光ビームのうちの一方が省略されている。
【図８】図８は、本発明に係る搬送中のガラス板内部の微小異物を検出する別の方法および装置を説明する図である。但し、理解を容易にするため、２列の光ビームのうちの一方が省略されている。
【図９】図９は、本発明に係るガラス板の別の製造方法を説明する図である。
【図１０】図１０は、本発明に係るガラス板内部の微小異物を検出する別の装置の実施形態を説明する図である。
【図１１】図１１は、本発明に係るガラス板内部の微小異物を検出する方法によって撮像した画像（微小異物がＮｉＳで内部光ビームＩ上にある場合）である。
【図１２】図１２は、図１１のイメージ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明について説明する。
【００２６】
ガラス板内部の微小異物は遮光性固体物質や透明板体の材料とは屈折率の異なる透光性固体物質からなっていてもよく、気体状物質や液体状物質からなる透明板体の材料とは屈折率の異なる透光性物質からなっていてもよい。さらに、物質が存在しない部分であってもよい。要するに、微小異物はガラス板とは光学的に異質なものからなり、ガラス板内部で光を散乱、反射、屈折するものであればよい。微小異物の大きさは１ｍｍ以下、特に２０〜１０００μｍのものでも容易に検出できる。光学的に散乱光等によるその輝点を検出できる限りさらに微小なものであってもよい。また、１ｍｍを超える大きさのものは、明らかな外観不良であるため、検出対象とする必要はない。通常ガラス板内部の異物として検出対象となるものは通常１ｍｍ以下の大きさの異物である。
【００２７】
光ビームとしては、指向性の高い光のビーム（束）であればどのようなものであってもよいが、レーザー光のビーム（以下、レーザービームともいう）が好ましい。光としては可視光が好ましい。しかし、撮像手段等で検出しうる限り、可視光以外の光であってもよい。光ビームの断面形状は線状であっても点（スポット）状であってもよい。検出可能な深さを広げるためにはその線の幅は狭いことが好ましく、その点（スポット）の大きさは小さいほうが好ましい。線状のレーザービームは、たとえば、レーザー発振器先端にレンズを設けて線状のレーザービームを放出する、いわゆるラインレーザーにより得ることができる。点状光ビームの場合は、点状光ビームを高速に移動させて実質的に線状ビームと同じようなビームを形成することが好ましい。点状光ビームを実質的な線状ビームとする手段としては、たとえばポリゴンミラーを使用する手段がある。
【００２８】
ガラス板を照射する光ビームは、その軸に対して垂直方向に延びた線状の照射域をガラス板表面に形成することが好ましい。ラインレーザー等のレンズを用いた線状ビームの場合、これにより線状の照射域の幅を一定に保ち長さ方向の光強度の変化を少なくすることができる。線状の照射域の幅が一定でない場合は線方向の位置による輝点の光強度の変化が大きくなり、輝点間の光強度の対比による微小異物の種類の判定が困難となるおそれを生じる。
【００２９】
光ビーム照射手段は、上記のような光ビームを生成して所定の入射角でガラス板表面を照射する手段であり、レーザービームを発振し線状の光ビームまたは実質的な線状ビームとしてガラス板表面を照射するものが好ましい。光ビーム照射装置もまた同様である。光ビームを所定の入射角でガラス板表面を照射することにより、ガラス板内部に光ビームが進入し、後述の内部光ビームＩ、II、Ｉ’、II’が形成される。
【００３０】
ガラス板の表面の走査にあたっては、線状光ビームの場合はその線に略垂直な方向に線状光ビームを相対的に移動することが好ましい。線状光ビームで照射する長さが表面の幅に満たない場合は、複数の線状光ビームで走査するか、線状ビームを線状光ビームの長さ方向に高速に（すなわち、上記線状光ビームの相対的な移動速度に比較して高速に）移動させて走査を行うことが好ましい。点状光ビームの場合は、上記のように実質的に線状ビームと同じようなビームを形成し、その実質的な線状ビームを用いて上記線状ビームと同様にガラス板の表面の走査を行うことが好ましい。ガラス板と線状光ビームの相対的な移動方向は上記に限られるものではない。移動方向が上記略垂直方向以外であっても２つの輝点が１つの微小異物から形成されたものであるか否かの区別が可能であり、１つの微小異物から形成されたものである場合にはその光強度の対比によりその種類の判定が可能である（なお、微小異物の位置は１つの輝点から判定できる）。
【００３１】
以下、微小異物として上記通常の検出対象となる大きさの非透明性固体物質（ＮｉＳ微粒子等）と気体状物質（泡）を、光ビームとして線状レーザービームを、例にして、本発明を説明する。
【００３２】
図１は、ガラス板内部の微小異物を検出する本発明の方法の基本的な考え方を説明する模式図である。図１の[１−１]と[１−２]は、ガラス板（１）の模式的な断面図であり、[１−１]は微小異物（４）が内部光ビームＩ（Ｉ）に接した時点、[１−２]は微小異物（４）が内部光ビームII（II）に接した時点の断面図である。図１の[１−３]と[１−４]は、ガラス板（１）の模式的な平面図であり、[１−３]は[１−１]に示した時点、[１−４]は[１−２]に示した時点の平面図である。
なお、後述するように、本発明の方法では、ガラス板の同一平面上で、入射角度が２つの光ビーム（第１の光ビーム、第２の光ビーム）を互いに反対方向からガラス板内部に進入させるが、図１では、理解を容易するために、１つの光ビーム（第１の光ビーム）をガラス板内部に進入させた状態を示している。第２の光ビームについても、以下の記載を第２の光ビームに関する記載と読み替えることとし、内部光ビームＩ， IIはそれぞれ内部光ビームＩ’， II’と読み替えることとする。
【００３３】
図１において、直交する３方向の内、ガラス板の厚さ方向を以下ｚ方向という。ガラス板の表面に平行な面の２方向を以下ｘ方向とｙ方向という。矩形のガラス板の場合、直交する２辺のそれぞれに平行な方向をｘ方向とｙ方向とすることが好ましい。後述するガラスリボン（連続したガラス板）においては、ガラスリボンの長さ方向をｘ方向、幅方向をｙ方向とすることが好ましい。また、ガラス板（１）の２表面の内、線状レーザービーム（２）で照射される表面（１０）を照射表面といい、他方の表面（１１）を非照射表面という。線状レーザービーム（２）はｘ方向から照射表面（１０）を照射し、図１では微小異物を照射したビーム部分を１本の線で示す。図１において、線状レーザービーム（２）は、その軸に対して垂直方向に延びた線状の照射域を形成しているものとする。すなわち、図１の[１−３]と[１−４]に示すように線状レーザービーム（２）のｘ方向からの照射により照射表面（１０）に形成される線状の照射域は、その線の長さ方向がｙ方向である。
【００３４】
図１の[１−１]と[１−２]に示すように、ｚ方向に対して傾斜した方向からガラス板を照射する線状レーザービーム（２）は照射表面（１０）を照射し、そのレーザービームは反射、屈折、散乱する。散乱はガラス板表面の微細な凹凸や汚れ等により生じる。屈折したレーザービームはガラス板（１）の内部に進入し、この進入したレーザービームを内部光ビームＩという。内部光ビームＩ（Ｉ）は、次いで非照射表面（１１）の内部側に達して、そこで反射、屈折、散乱する（屈折光は図示省略）。この内部光ビームＩ（Ｉ）の非照射表面（１１）の内側における反射によりガラス板（１）の内部を進むレーザービームを内部光ビームIIという。したがって、内部光ビーム１（Ｉ）がガラス板表面で反射した内部光IIとは、この非照射表面の内側で反射した内部光IIをいう。内部光ビームII（II）は、次いで照射表面（１０）の内部側に達して、そこで反射、屈折、散乱する（反射光は図示省略）。
【００３５】
照射表面（１０）上に形成された照射域からの散乱光で、ｙ方向に延びた輝線が生成し、以下この輝線を輝線（Ａ）という。同様に、内部光ビームＩ（Ｉ）は非照射表面（１１）を内部側から照射して線状の照射域を形成し、以下この照射域からの散乱光で生成する輝線を輝線（Ｂ）という。さらに、内部ビームII（II）は照射表面（１０）を内部側から照射して線状の照射域を形成し、以下この照射域からの散乱光で生成する輝線を輝線（Ｃ）という。図１の[１−３]と[１−４]に表されるＡ、Ｂ、Ｃの各輝線は、各照射域からｚ方向に出射された光からなる。レーザービームは各表面における反射、屈折、散乱により、またガラス板内部の吸収により、減衰するため、各輝線の光強度は、輝線（Ａ）＞輝線（Ｂ）＞輝線（Ｃ）の順に低下する。
【００３６】
図１の[１−１]と[１−３]において、微小異物（４）が内部光ビームＩ（Ｉ）で照射されて生じる散乱光等による輝点を輝点（Ｅ）という。同様に、[１−２]と[１−４]において、微小異物（４）が内部光ビームII（II）で照射されて生じる散乱光等による輝点を輝点（Ｆ）という。[１−１]において輝点（Ｅ）のｚ方向の光が照射表面（１０）と交わる点をＥ’とし、[１−２]において輝点（Ｆ）のｚ方向の光が照射表面（１０）と交わる点をＦ’とする。[１−１]と[１−２]において輝線（Ｂ）のｚ方向の光が照射表面（１０）と交わる線をＢ’とする。微小異物（４）からｚ方向に出射された光は、微小異物（４）の散乱光から構成される。
【００３７】
本発明における検出は以下のようにして行う。ガラス板（１）をｘ方向に図右から左へ相対的に移動させ（図１の[１−１]のＧ方向）、ｚ方向から輝線や輝点をカメラ等の撮像手段で検出を行う。撮像手段において、微小異物（４）が内部光ビームＩ（Ｉ）に照射された時点の画像のみを利用する。図１の[１−３]は、その検出時点の画像の模式図である。微小異物（４）が内部光ビームＩ（Ｉ）に照射された時点前に撮像した画像では輝線（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は存在するが輝点（Ｅ）は存在しない。[１−３]の模式図の画像では輝線（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と輝点（Ｅ）が存在し、輝点（Ｅ）と輝線（Ａ）間の距離（輝点（Ｅ）と輝線（Ｂ）間の距離でもよい）を測定できる。なお、輝線（Ａ）、（Ｂ）間の距離は変化しないので、この時点またはそれ以外の時点で輝線（Ａ）、（Ｂ）間の距離を測定できる。また、輝線（Ａ）、（Ｃ）は、輝線（Ｂ）に対して対称の位置に存在する。後述のように、この時点で[１−３]の模式図で示した画像から輝点（Ｅ）と輝線（Ａ）間の距離と輝線（Ａ）、（Ｂ）間の距離とを測定すれば、ガラス板の厚さに対する微小異物（４）の深さ（照射表面（１０）からの距離）の比が判明し、ガラス板の厚さが既知である場合は深さの絶対距離が判明する。
【００３８】
次に、ガラス板がさらに移動して微小異物（４）が内部光ビームＩ（Ｉ）から外れると輝点（Ｅ）は消え、さらに微小異物（４）が内部光ビームII（II）に照射される位置に来ると、輝点（Ｆ）が生じる。図１の[１−４]は、その輝点（Ｆ）が生じた時点の画像の模式図である。[１−４]の模式図の画像では輝線（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と輝点（Ｆ）が存在し、輝点（Ｆ）と輝線（Ｃ）間の距離（輝点（Ｆ）と輝線（Ｂ）間の距離でもよい）を認識できる。輝線（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）間の各距離は[１−３]の模式図の画像と等しく、また、輝点（Ｆ）と輝線（Ｃ）間の距離は[１−３]の模式図の輝点（Ｅ）と輝線（Ａ）間の距離に等しい。すなわち、両模式図において輝点（Ｅ）、（Ｆ）は輝線（Ｂ）に対して対称の位置に存在する。
【００３９】
図１の[１−３]に示す画像から測定される輝線（Ａ）、（Ｂ）間の距離は、図１の[１−１]におけるＡ−Ｂ’間の距離ａ1であり、同様に輝線（Ａ）、輝点（Ｅ）間の距離は、Ａ−Ｅ’間の距離ａ2である。ガラス板の厚さをｄ1とし、微小異物（４）の照射表面（１０）からの距離をｄ2とすると、ａ2／ａ1＝ｄ2／ｄ1であることより、ｄ1が既知であれば図１の[１−３]に示す画像から測定されるａ1とａ2よりｄ2が求まる。同様に、図１の[１−４]に示す画像から測定されるＢ’−Ｃ間の距離ａ1と輝線（Ｃ）、輝点（Ｆ）間の距離Ｆ’−Ｃ間の距離ａ2よりｄ2が求まる。輝線（Ｃ）の光強度は輝線（Ａ）に比較して弱く輝線（Ｃ）の位置の測定が困難な場合があることより、また、輝点（Ｆ）の光強度は輝点（Ｅ）に比較して弱く輝点（Ｆ）の位置の測定が困難な場合があることより、微小異物（４）の深さは[１−３]に示した画像から求めることが好ましい。なお、ガラス板の厚さｄ1が未知であっても、内部光ビームＩ（Ｉ）の進入角度（線状レーザービーム（２）の照射表面（１０）に対する照射角度とガラスの屈折率から計算できる）が既知であれば、ａ1とこの進入角度からｄ1を計算できることより、ｄ2が求まる。
【００４０】
図２は、微小異物（４）が遮光性の球である場合の、図１における輝点（Ｅ）、（Ｆ）の詳細を示す模式図であり、図２の[２−１]の微小異物（４）は図１の[１−１]に対応し、図２の[２−２]の微小異物（４）は図１の[１−２]に対応し、図２の[２−３]の微小異物（４）は図１の[１−３]に対応し、図２の[２−４]の微小異物（４）は図１の[１−４]に対応する。これら図に示すように、内部光ビームＩ、IIがｚ方向に対し傾斜しかつ逆方向から微小異物（４）を照射することにより、ｘ方向の照射表面（１０）側に出射する光の発光面積は、輝点（Ｅ）で広く、輝点（Ｆ）で狭くなる。したがって、内部光ビームＩ、IIの光強度が異なることが加わって、輝点（Ｆ）の光強度は輝点（Ｅ）に比較して相当に弱くなる。なお、非照射表面（１１）側に垂直に出射する光の面積は上記と逆の関係になることより、微小異物（４）による２つの輝点の光強度の差は上記の場合よりも少なくなる。
【００４１】
微小異物（４）が泡等の透光性の球であるとすると、輝点（Ｅ）、（Ｆ）は微小異物表面からの散乱光以外に微小異物内部から出射した光が加わって形成されると考えられる。微小異物内部から出射した光とは、微小異物内部に進入した光やそれが微小異物内面で反射した光が微小異物内部表面から屈折や散乱で微小異物外に出た光をいう。このため、通常は透光性の微小異物（４）による輝点（Ｅ）、（Ｆ）は遮光性の微小異物によるものと比較して光強度が高くなる。特に、輝点（Ｆ）では、図２の[２−４]で示した微小異物（４）の影の部分からも光が出射することより遮光性の微小異物による輝点（Ｆ）に比較して光強度が高くなると考えられる。したがって、輝点（Ｅ）に対する輝点（Ｆ）の光強度の比（[輝点（Ｆ）の光強度]／[輝点（Ｅ）の光強度]）を測定すると、通常、透光性の微小異物では遮光性の微小異物に比較してその比が１に近くなり、また１を超える場合もある。よって、輝点（Ｅ）、（Ｆ）の光強度を対比することにより、微小異物が遮光性か透光性かの区別が可能となる。測定は、遮光性の微小異物の場合に輝点（Ｅ）、（Ｆ）の光強度差が大きいことより、照射表面（１０）側から行うことが通常好ましい。なお、場合によっては照射表面（１０）側と非照射表面（１１）側とから同時に測定を行い、輝点（Ｅ）、（Ｆ）の対比を両者で行って比較することもできる。
【００４２】
線状レーザービーム（２）の入射角は、微小異物の深さを検出する分解能、レーザービームの幅、及び微小異物の検出が必要な深さの範囲によって決定される。図１の[１−１]、[１−２]において、入射角をｚ方向に対する角度とすると、この入射角が大きいほど輝線（Ａ）と輝線（Ｂ）との距離とが大きくなるが、ガラス板表面に照射される輝線の線幅も大きくなり、微小異物の深さの情報の検出分解能が最適となる入射角が存在する。ただし、入射角は線状レーザービーム（２）の幅と微小異物の検出が必要な深さの範囲によって制限される。
【００４３】
輝線（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の幅は有限であるため、ｚ方向から撮像した場合に、微小異物（４）の位置（深さ）が照射表面（１０）に近いほど輝線（Ａ）と輝点（Ｅ）の距離が短くなり、画像の分解能以下に両者が近づくとその距離が測定できなくなる。微小異物（４）の位置（深さ）が非照射表面（１１）に近い場合も同様に輝線（Ｂ）と輝点（Ｅ）の距離の測定が困難になる。
【００４４】
線状レーザービーム（２）の幅をＷ、照射表面での照射域の幅をＷs、入射角をθとすると、ＷsはＷ／ｃｏｓθで表される。これより微小異物を検出できない深さＴは、照射表面での屈折により変化した入射角をθsとすると、０．５・Ｗs／ｔａｎθsで表される。微小異物（４）を検出できない深さＴは、ガラス板の板厚には依存しない。
【００４５】
一方で、前述のように強化ガラスにおいて、照射表面及び非照射表面付近の圧縮応力層が残留する領域のＮｉＳが自然破損に影響しないことから、検出対象深さをＸ、ガラス板の板厚をｔとすると、ＷとθがＴ＜（ｔ−Ｘ）／２を満足する必要がある。ガラス板の屈折率として一般的な値である１．５とした場合には、入射角が４９度でＷ／Ｔが最大となり、任意のＷに対して微小異物を検出できない深さＴが最小であることを意味する。仮にＷを無限に小さくできて入射角θを無限に大きくできたとしても、スネルの法則からθsの変化率が急激に小さくなるため微小異物の深さの検出分解能が劇的に向上することはない。
【００４６】
よって、入射角としては、４４度から５４度が好ましく、検出できないエリアの深さがより浅い４６度から５２度がよりこの好ましい。線状レーザービーム（２）の幅としては、ガラス板の板厚を４ｍｍとすると、０．２５ｍｍ以下でよい。ガラス板の厚さが大きくなると、検出しなくてよい領域が大きくなるため、線状レーザービーム（２）の幅は相対的に広くてもよい。
【００４７】
輝点や輝線の検出はカメラ等の撮像手段（撮像装置）で行うことが好ましい。２次元像を撮像し、その光学像を電気信号に変換して出力するエリアスキャンカメラ（ＣＣＤカメラ等）が好ましい。画素数の多いものほどより小さい微小異物の検出が可能である。本発明では、微小異物の形状や色の識別は必須ではない。また、暗室の設置等で外光を遮断することにより、レーザービームが透過する領域以外に光信号がなくなり、ガラス表面の埃等の外乱となるノイズの光信号を、全てガラス板の照射表面及び非照射表面上の光信号のみとすることが可能である。このため、微小異物が存在するガラス板内部の領域に対応する画像でのＳ／Ｎ比（有効な入力信号／ノイズ信号）が顕著に高くなる。
したがって、輝点や輝線の信号が十分であれば、微小異物による輝点の大きさが１画素未満でも微小異物の検出が可能になる。即ち、本発明では、従来技術に比べて微小異物からの情報が少なくてもよいので、検査エリアを広げても、あるいは低解像度のエリアスキャンカメラでも、検出ができることになる。
【００４８】
輝点や輝線の撮像は、撮像のタイミングを制御するよりも、短い間隔で連続的に撮像を行い、画像データを取り込むことが好ましい。取り込まれた画像データは画像処理手段に送られる。画像処理手段において、数値演算装置内のメモリーに貯蔵した画像データと取り込んだ画像データの対比に基づいて、各取込み画像における輝点のｚ方向の位置（深さ）、ｙ方向の位置（基準位置に対する平面方向の位置）、及び輝点が出現するタイミングの３つの情報のいずれかまたはいくつかを組み合わせることによって、同一微小異物による２種類の画像をセットにできる。輝線は常に検出しているので、ｚ方向の位置（深さ）の情報については比較的安定して得られる。ｙ方向の位置の情報については、前述のガラス板の相対的な移動方向や移動速度から得られる。この移動方向や移動速度のずれ等が予想される場合は、それを防ぐかずれ分を補正する対策を講じる。輝点が出現するタイミングの情報については、それだけで同一微小異物による２種類の画像をセットにすることは不十分であり、少なくとも輝点のｚ方向の位置（深さ）か、ｙ方向の位置の情報を組み合わせる必要がある。ガラス板の相対的な移動方向や移動速度が一定であれば、セットにすべき２つの画像を安定的に選択できる。しかし、そうでない場合にはｘ、ｙ、ｚ方向の位置の誤差も累積される。このため、エリアスキャンカメラから送られたガラス板の相対的な移動方向や移動速度のデータを考慮して、セットにすべき２つの画像を選択する等の対策を講じることが好ましい。
【００４９】
上記の撮像した画像のデータに基づき画像処理手段の後段で微小異物の位置や種類を判定する。画像データは、通常デジタルデータとして取り込まれるので、このデータを利用し、輝点や輝線の位置等の特徴を考慮した抽出ルーチンで検出対象の輝点や輝線を抽出し、微小異物の位置や種類を判定してその判定データを出力する。ｚ方向の位置（深さ）は前記のように輝線と輝点の距離とガラス板の厚さより計算される。ｘ、ｙ方向の位置はｘ、ｙ方向の基準位置からの輝点の距離より計算される。この際、２つの輝点間の距離（ガラス板の相対的な移動距離）、２つの輝点が出現する時間間隔、２つの輝点を結ぶ線と輝線のなす角度（ガラス板の相対的な移動方向）等が考慮される。微小異物の種類は、前記のように同一微小異物に由来する２つの輝点の光強度比から判定される。光強度を画像階調値で数値化する際にはノイズ処理等を行うことが好ましい。
【００５０】
画像処理手段は、数値演算装置、例えばパーソナルコンピュータと、メモリーと、前述のような画像の識別を行うための画像処理ソフトからなる。または、これらの機能を組み込んだ数値演算素子であってもよい。この画像処理手段によって、撮像した画像の記憶、取り出し、判定等を自動で連続的に行うことが可能となる。
【００５１】
本発明の方法において、ガラス板表面に付着した埃等の異物の誤検出を防止できることが好ましい。ガラス板表面の埃等の異物は、大半の場合にはレーザービームの幅内に入るため、ガラス板内部の微小異物との区別はつくが、少数の場合として以下のような場合に内部の微小異物とみなす誤検出を起こすおそれがある。例えば、比較的大きな糸くず等は、光ビームがガラス板表面から入射した際に、一部の光ビームが糸くず等の内部を通ってガラス板外部に出射して輝点（信号）となるおそれがある。また、埃等の高さが比較的高い場合は、光ビームの反射光の一部が埃等に当たり、そこで輝点（信号）となるおそれがある。さらに、大きな埃等の場合は、光ビームの入射光や反射光により２次散乱して輝点（信号）となるおそれがある。なお、ガラス板表面の埃等の異物は、検出前のガラス板に空気を吹き付けるなどによって簡単に取り除くことができるが、これが出来ない場合には、ガラス板内部の微小異物として誤検出するおそれがある。
【００５２】
ガラス板表面に付着した埃等の異物の誤検出を防止する手段としては、特許文献２に記載の方法及び装置は、同文献の図１０に示す実施形態のように、２つの光ビーム（線状レーザービーム）を互いに反対方向からガラス板内部に進入させ、２つの光ビーム（線状レーザービーム）によって生じた同一異物による輝点の画像のガラス板１の移動方向に直交する軸に対する対称性を利用して、ガラス板表面の埃等の異物を判別する手段がある。ガラス板表面の埃等の異物は、ガラス板の表面上で対称性を有しない形状である場合が多いため、照射方向が違う光ビームに対する輝点（信号）の画像は前記軸に対して非対称となることが多い。この埃等の異物の輝点（信号）の特長を考慮して、２つの光ビームによって信号を発生させ、それらの前記軸に対する対称性を判別することによって、ガラス板表面に付着する埃等の異物と、ガラス板内部の微小異物とを判別し、それらの信号に非対称性が認められた場合にガラス板表面に付着する埃等の異物を誤検出として、検出対象から除外することができる。
【００５３】
図３は、上記した従来の手順で、２つの光ビームを互いに反対方向からガラス板内部に進入させてガラス板内部の微小異物を検出する手順を説明する図であり、[３−１]と[３−２]は、互いに板厚がガラス板の模式的な断面図である。
図３では、照射手段５，８による線状レーザービーム（光ビーム）２，７を、ガラス板の同一面で入射角度が互いに反対方向になるように、同じ入射角度でガラス板１の内部に進入させ、光ビームの入射光や反射光による輝点をカメラ等の撮像手段３で撮像する。図１を用いて説明した微小異物が内部光ビームにより照射されて生じた輝点を検知する原理上、照射手段５，８、および、撮像手段３は、ガラス板１に対して同一面側に配置する。すなわち、ガラス板１の上方に照射手段５，８を配置する場合は、撮像手段３もガラス板１の上方に配置する。一方、ガラス板の下方に照射手段を配置する場合は、撮像手段もガラス板の下方に配置する。
[３−１]と[３−２]の比較から明らかなように、ガラス板１の板厚が大きくなると、それに応じて、図中破線で示した撮像手段３の撮像視野（カメラ視野）を広げる必要がある。
また、ガラス板１の板厚が大きくなると、図中破線で示した多重反射光の影響する範囲が広がる。一方の光ビームの多重反射光が他方の光ビームによる微小異物検知に影響しないようにするため、２つの照射手段５，８をさらに離す必要が生じる。これも撮像視野（カメラ視野）が広がる要因となる。撮像視野（カメラ視野）が広がると、撮像した画像の分解能が低下し、検査分解能が低下するので問題となる。
【００５４】
図４は、本発明の方法で、２つの光ビームを互いに反対方向からガラス板内部に進入させてガラス板内部の微小異物を検出する手順を説明する図であり、[４−１]と[４−２]は、互いに板厚が異なるガラス板の模式的な断面図である。
[４−１]と[４−２]の比較から明らかなように、線状レーザービーム（光ビーム）２，７の光路をガラス板１の内部に進入する前に交差させた場合、図中破線で示した撮像手段３の撮像視野（カメラ視野）は、所定の入射角で入射させた際に、ガラス板１の板厚に依らずほぼ固定値になる。また、図中破線で示した多重反射光は、撮像手段３の撮像視野（カメラ視野）外になるためその影響は無視できる。
したがって、撮像視野（カメラ視野）を必要最小限の広さにすることができ、検査分解能が向上する。
【００５５】
図３に示す従来の手段では、線状レーザービーム（光ビーム）２，７の光路をガラス板１の内部に進入する前に交差させなかったのは、以下の理由であると本願発明者は推測する。
たとえば、高温のガラスリボンにこの方法を適用した場合、高温雰囲気中に気化成分等が浮遊している可能性がある。このような状況で線状レーザービーム（光ビーム）の光路をガラス板の内部に進入する前に交差させた場合、気化成分等による光散乱により、検査精度が低下するおそれがあるからだと考えられる。
しかしながら、上述した撮像視野が広がることによる検査分解能の低下のほうがより問題となることが明らかになった。
【００５６】
本発明の方法では、[４−１]および[４−２]に示すように、線状レーザービーム（光ビーム）２，７の光路が交差する位置は、ガラス板１の内部に進入する前である限り特に限定されない。すなわち、図４に示す態様の場合、線状レーザービーム（光ビーム）２，７の光路が交差する位置（以下、本明細書において、「光ビームが交差する点」という。）は、ガラス板１の上方である限り特に限定されない。したがって、ガラス板１の直上に光ビームが交差する点があってもよい。但し、後述する実施形態のように、ガラス板をローラーの上に載せて移動させながら、本発明の方法を実施する場合、ガラス板が上下方向に振動する可能性があることを考慮すると、光ビームが交差する点とガラス板１との距離は、数ｍｍ以上離れている必要があり、製造時の変動要因を考慮して１０ｍｍ以上離れていることがより好ましい。一方、両者の距離の上限は特に限定されないが、撮像視野を無駄に広げないために離し過ぎないことが好ましい。
【００５７】
[４−１]および[４−２]では、光ビームが交差する点が撮像手段３の直下に位置しているが、水平方向における交差する位置はこれに限定されない。二つの光ビームにより発生する信号の対称性を評価するので、撮像中心辺りに交差するようにすることが好ましい。
【００５８】
本発明の方法において、２つの線状レーザービーム（光ビーム）２，７の種類は同一であってもよいし、異なっていてもよい。但し、ガラス板１への入射角度は略同一であることが好ましい。
【００５９】
本発明の方法によれば、ガラス板の製造において、微小異物の有無や微小異物の位置や種類に応じて、製品とすべきでない微小異物含有ガラス板を判別し、その結果に基づいて製品とすべきでない微小異物含有ガラス板を製造工程から除去することができる。製品とすべきか否かの判別は、予め判別手段に格納している判別データと前記画像処理手段において判定された微小異物の判定データとを対比して行うことができる。判別手段は画像処理手段に組み込み、判別結果を画像処理手段の出力データとすることもできる。判別するガラス板が所定の形状に切断された後のガラス板の場合、製品とすべきでないと判別したガラス板を製造工程から除去すればよい。
【００６０】
図５に、本発明に係るガラス板の製造方法の一つの実施形態を説明する図を示す。なお、この図において、連続したガラス板（以下、ガラスリボンという）を製造する工程と採板工程は、公知技術でも、その他どのような技術でもよい。フロート法等により溶融ガラスからガラスリボンを製造した後、所定の大きさに切断して製品とする場合には、微小異物をガラスリボンの段階で検出し、製品に含まれてはならない微小異物が検出された場合にはその微小異物を含む切断後のガラス板を製造工程から除去する。この際、製品に含まれてはならない微小異物を含む切断ガラス板の面積をできるだけ狭くするようにガラスリボンを切断して、廃棄されるガラス板の面積を少なくすることにより、歩留まりを上げることが好ましい。ガラスリボン中の微小異物を判別する場合、検出された微小異物が前記判別手段により製品に含まれてはならない微小異物か否かを判別し、製品に含まれてはならないと判別された微小異物のガラスリボンにおける位置（判別後は深さ方向の位置は無視できる）を前記画像処理手段の出力データから切断制御手段に取り込んで切断し、その微小異物を含む切断ガラス板を製造工程から除去する。微小異物を含む切断ガラス板の面積をできるだけ狭くするプログラムを切断制御手段に組み込むことにより、歩留まりを上げることができる。また、製造工程から除去したガラス板は、強化ガラスではない、未強化ガラスとして利用できる。
【００６１】
なお、ガラスリボン中の微小異物を検出する場合は、ガラスリボンがその長さ方向に連続して（通常は等速で）移動していることより、前記ガラス板と光ビーム（または照射域）との相対的な移動は光ビーム（または照射域）を固定して行うことができる。また、ガラスリボンの移動手段は、微小異物検出装置とは離れた、ガラスリボン本来の移動手段が使用される。
【００６２】
以下、本発明について実施形態の例を挙げて説明する。
図６は、照射手段及び撮像手段の移動速度をゼロとして、ガラス板のみをガラス板平面に水平にして移動させて、ガラス板内部の微小異物を検出する方法および装置の実施形態を説明する図を示す。この実施形態によって、前述したガラスリボンの微小異物の検出を連続的に実施してもよいし、強化工程前に貯蔵した切断後のガラス板製品の微小異物の検出を必要なときに実施してもよい。
【００６３】
ガラス板（１）は、公知である移動手段であるローラー（１２）の上に載せて搬送方向（Ｇ）に移動する。この移動により、照射手段（５，８）によるガラス板（１）の照射表面（図４の符号１０）からガラス板内部の想定した検出箇所に直接到達する内部光ビームＩ，Ｉ’（図４の符号Ｉ）と、同一の検出箇所にガラス板下面である非照射表面（図４の符号１１）での反射により到達する内部光ビームII，II’（図４の符号II）とが、ガラス板を走査する。これによって、ガラス板（１）の平面に渡って微小異物の検出ができる。
【００６４】
照射手段（５）からの線状レーザービーム（２）（第１の光ビーム）は、照射表面（図４の符号１０）で線状となりかつ照射方向が移動方向成分（Ｇ）を有するように照射する。一方、照射手段（８）は、線状レーザービーム（２）（第１の光ビーム）の進入角度とは反対方向から線状レーザービーム（７）（第２の光ビーム）照射する。線状レーザービーム（７）（第２の光ビーム）は、照射表面（図４の符号１０）で線状となりかつ照射方向が移動方向（Ｇ）とは逆方向の成分を有するように照射する。２つの線状レーザービーム（第１の光ビーム、第２の光ビーム）２，７の光路は、ガラス板１の内部に進入する前に交差する。撮像手段（３）は、各照射手段（５，７）による光をガラス板（１）の照射表面（図４の符号１０）から撮像するように設置されている。撮像手段（３）には画像処理手段（６）が接続されており、該撮像手段（３）で撮像された画像に基づいて微小異物を判定する。
【００６５】
図７、８は、照射手段及び撮像手段の移動速度をゼロとして、ガラス板のみをガラス板平面に水平にして移動させて、ガラス板内部の微小異物を検出する方法および装置の別の実施形態を説明する図を示す。但し、理解を容易にするため、２つの光ビームのうち、線状レーザービーム（第２の光ビーム）（７）とその照射手段（８）は、省略されている。
図６では、照射手段（５，８）からの線状の光ビーム（２，７）が、ガラス板１の照射表面（図４の符号１０）で移動方向（Ｇ）に垂直になっていた。これに対して、図７では、照射手段（５）からの線状の光ビーム（２）が、ガラス板１の照射表面（図４の符号１０）で移動方向（Ｇ）に対して角度を有している。即ち、光ビームの照射方向の照射表面（図４の符号１０）での成分が、移動方向（Ｇ）に対して垂直でなければよい。
また、図６では、移動方向成分（Ｇ）成分を有する線状レーザービーム（第１の光ビーム）（２）の照射手段（５）、移動方向（Ｇ）とは逆方向の成分を有する線状レーザービーム（第２の光ビーム）（７）の照射手段（８）、および、各照射手段（５，７）からの光をガラス板（１）の照射表面（図４の符号１０）から撮像する撮像手段（３）がそれぞれ１台ずつ設置されていた。これに対して、図８では、移動方向成分（Ｇ）成分を有する線状レーザービーム（第１の光ビーム）（２）の照射手段（５）が、ガラス板（１）の幅方向に複数台設置されており、各照射手段（５，７）からの光をガラス板（１）の照射表面（図４の符号１０）から撮像する撮像手段（３）が複数台設置されている。すなわち、線状の光ビームの照射手段および撮像手段、ガラス板の幅に応じて１台または複数台設置することができる。
【００６６】
また、本実施形態において撮像手段（３）を、ガラス板（１）の非照射表面（図４の符号１１）側に設置する場合も、本発明の実施の範囲である。さらに、ガラス板上面を非照射表面（図４の符号１１）とし、ガラス板下面を照射表面（１０）として、照射手段（５）及び撮像手段（３）をガラス板下面側に設ける場合も、本発明の実施の範囲である。この実施形態の場合には、光学系の固定フレームなどを簡単にできる。ただし、ガラス板（１）の搬送中の割れによって、照射手段（５）及び撮像手段（３）に支障がないように注意する。
【００６７】
以上の実施形態によって、ガラス板の移動に公知の搬送手段を利用し、照射手段及び撮像手段を固定して、内部光ビームＩ，Ｉ’及び内部光ビームII，II'を発生できるので、より簡単な方法で微小異物の検出ができる。また、本発明の方法によれば、ガラス板の上面または下面（照射表面、非照射表面）の光によりガラス表裏面の距離の情報を得ることができるため、ガラス板の高さが、搬送やそりによって変化しても内部の微小異物の深さ情報をガラス表面からの相対位置として変わらぬ精度で安定して得ることができる。また、微小異物の形状が認識できない程度の低い解像度の撮像手段での検出が可能なので、画像データの容量が小さくなり、照射手段の走査速度を早くでき、ガラス板が高速に搬送される場合にも対応できる。さらに、微小異物の形状が認識できない程度の低い解像度の撮像手段での検出が可能なので、焦点深度を大きく確保することができ、厚板検査に有利となる。
【００６８】
図９に、本発明に係るガラス板の製造方法の別の実施形態を説明する図を示す。なお、この図において、連続したガラス板（ガラスリボン）を製造する工程と採板工程は、公知技術でも、その他どのような技術でもよい。図１０に、この実施形態に対する装置の別の実施形態について説明する図を示す。但し、図１０では、２つの光ビームのうち、線状レーザービーム（第２の光ビーム）（７）とその照射手段（８）は、省略されている。
これらの実施形態は、図６から図８の実施形態に対して、ガラス板の製造工程での採板工程後にガラス板の微小異物の検出をすること等を想定した方法および装置である。このため、照射手段及び撮像手段の移動手段を有する。図１０には、この装置の構成要素のうち、線状レーザービーム（２）をガラス板（１）の厚さ方向に対して所定の傾斜角度でガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩ（図４の符号Ｉ）と該内部光ビームＩがガラス板表面で反射した内部光ビームII（図４の符号II）とをガラス板内部に形成する照射手段（５）と、照射手段（５）をガラス板に対してガラス板の平面に平行な方向に相対的に移動させる移動手段（１３）と、ガラス板表面から該表面に対して垂直方向に出射された光を、ガラス板の光ビーム照射表面（図４の符号１０）側または非照射表面（図４の符号１１）側において撮像する撮像装置であって、同一微小異物が前記内部光ビームＩ（図４の符号Ｉ）により照射されて生じた輝点と前記内部光ビームII（図４の符号II）により照射されて生じた輝点とを撮像する撮像装置（３）と、撮像装置（３）に接続され、撮像された画像に基づいて微小異物を判定する画像処理手段６と、が示されている。さらに図示していないが、線状レーザービーム（２）の進入角度とは反対方向から線状レーザービームを、ガラス板（１）の厚さ方向に対して所定の傾斜角度でガラス板内部に進入させて、進入した内部光ビームＩ’と該内部光ビームＩ’がガラス板表面で反射した内部光ビームII’とをガラス板内部に形成する照射手段、および、該照射手段をガラス板に対してガラス板の平面に平行な方向に相対的に移動させる移動手段を有している。ガラス板（１）は、テーブル（１４）上に支持すればよい。移動手段（１３）は、図示していないがテーブル（１４）等の構造体に固定され、照射手段（５）と撮像手段（３）とが移動可能に設置される。照射は、一方の線状レーザービームの照射方向が移動方向成分（Ｈ）有し、他方の線状レーザービームが移動方向（Ｈ）の逆方向の成分を有するようにすればよい。図１０では、１方向（Ｈ）の往復のみ可能な装置を示しているが、検出をしない際には、ガラス板（１）平面に対して平行等の方向にも移動できることが好ましい。また、照射手段（５）と撮像手段（３）は、ガラス板（１）の幅の大きさに応じて、幅方向に渡って一度に走査できるように、移動手段（１３）に複数台をガラス板（１）の幅方向に設けることが好ましい。
【００６９】
以上のように本発明に係る微小異物を検出する方法及びその装置並びにその方法に基づくガラス板の製造方法によって、遮光性と透光性の微小異物の区別が可能となる。さらに、遮光性のＮｉＳとそれ以外の遮光性の微小異物とを区別するには、次に示すように各微小異物から得られる光信号の特徴を利用することによって可能となる。ガラス内部のＮｉＳは滑らかな球形か球に近い楕円形で、しかも金属光沢が強い特徴を有している。この形状及び光沢の特徴によって各微小異物からの光信号の強度が異なるので、撮像した画像に基づいて識別すれば区別ができる。特に、本発明では、撮像手段による撮像を透明板体の板厚方向から行うので、前述したように光ビームの照射方向により微小異物に対する解像度が変化しないため有利である。また、本発明に係る装置でＮｉＳを含む遮光性の微小異物を検出後、検査員の目視による判断か、他の高い解像度の別の装置との併用により、ＮｉＳとその他の遮光性の微小異物との区別ができる。
【００７０】
なお、本発明の一連の実施形態では、照射手段と撮像手段とを遮光カーテンで覆って簡易な暗室をつくることが、より周辺の影響を受けにくくするので望ましい。
【実施例】
【００７１】
本発明に係る微小異物の検出方法及びその装置の有効性を確認するために、本発明に係る装置を製作し、ガラス板中のＮｉＳ及び泡の検出を行った。ただし、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。光ビームの照射手段としてのレーザーは、波長６６０ｎｍ、エネルギ３０ｍＷ、広がり角６０度、焦点及びレーザービームの線の幅の調整が可能なクラス２レーザーを用いた。撮像手段としてのエリアスキャンカメラはＣＭＯＳ、１２Ｍ（４０００×３０００画素）の画像出力を１０ｆｐｓ（frame per second）で可能な白黒カメラモジュールに、焦点距離５５ｍｍ、明るさを示すＦ値が４のレンズを付けた。レーザービームの入射方向とガラス板の法線との角度は５０度、レーザービームの線幅はピーク値に対する１／ｅ2で０．０６ｍｍ、レーザーからガラス上面までの照射距離は４００ｍｍ、ガラス上面からその板厚方向の上方に設置したエリアスキャンカメラまでの距離は７６０ｍｍとした。縦方向の画素数を６００に制限した条件でのエリアスキャンカメラの撮像視野は３１６ｍｍ×４６ｍｍとなる。本検出にあたっては、１画素７７μｍに設定した。この解像度では、今回対象とした微小異物は２画素×２画素程度の大きさであり形状自体の認識は難しい。従来の技術によって、同程度の大きさの微小異物の形状及び色を安定的に認識する場合には、１０画素×１０画素以上必要である。
【００７２】
内部光ビームＩと内部光ビームIIは、透明板体としてのガラス板をローラー搬送装置テーブル上に置いて動かすことによって、ガラス板とレーザービームとを相対的に移動させて形成した。撮像した画像に基づく画像処理手段としては、数値演算装置としてパーソナルコンピュータにメモリーを搭載したものを用いた。さらに、数値演算装置には、ギガネット・イーサーネット方式（ＧｉｇＥ方式）によって画像を取り込んだ。画像の解析は、数値演算装置にインストールした市販の画像処理ソフトにより画像の各部の階調値を求めて行った。
【００７３】
［例１］
ガラス板内部に進入する前に、光ビームの光路が交差する条件で、第１と第２の光ビームを照射して、ＮｉＳを内部光ビームＩと内部光ビームIIによって検出した例を示す。ガラス板は、横１５０インチ、縦１００インチ、板厚１２ミリで、遮光欠点がガラス板表面から板厚の１/４程度の深さに存在するものを用意した。
図１１は、第１と第２の光ビームによる輝点及び輝線を撮像した画像であり、図１２は図１１のイメージ図である。画像内には６本の輝線と１点の輝点が存在する。画像内の中心から上下にそれぞれ１本目に見られる輝線は第１と第２の光ビームの入射光による表面散乱信号であり、それらの上下外側にそれぞれ見られる比較的強い輝線は裏面散乱信号である。さらに、図１１では視認しにくいが上下外側に弱い輝線が存在し、それらは第１と第２の光ビームのガラス裏面での反射ビームによる表面散乱信号である。第２の光ビームの入射光による表面散乱信号と裏面散乱信号の間、すなわち画像内の下から２本目と３本目の輝線の間で左右の中心からやや左にある円で囲った中に内部欠点により生じた輝点が視認しにくいが存在する。このように、ガラス板内部に進入する前に、光ビームの光路が交差する条件において第１と第２の光ビームを照射しても、各輝線、輝点が検出できた。また、この画像から遮光欠点の深さがガラス板の表面から板厚の１/４程度の深さに存在することを検出できた。
【符号の説明】
【００７４】
１： ガラス板
２： 線状レーザービーム
３： 撮像手段
４： 微小異物
５： 照射手段
６： 画像処理手段
７： 第２の線状レーザービーム
８： 第２の照射手段
１０： 照射表面
１１： 非照射表面
１２：ガラス板の移動手段（ローラー）
１３： 移動手段
１４： テーブル
ａ1： 図１の[１−１]におけるＡ−Ｂ’間の距離、または[１−２]におけるＢ’−Ｃ間の距離
ａ2： 図１の[１−１]におけるＡ−Ｅ’間の距離、または[１−２]におけるＦ’−Ｃ間の距離
ｄ1： ガラス板の厚さ
ｄ2： 微小異物の照射表面からの距離
ｘ： ガラス板の表面に平行な面の２方向の内の一つ（矩形の場合には直交する２辺のそれぞれに平行な方向で、連続するガラス板では長さ方向）
ｙ： ガラス板の表面に平行な面の２方向の内の一つ（矩形の場合には直交する２辺のそれぞれに平行な方向で、連続するガラス板では幅方向）
ｚ： ガラス板の板厚方向
Ａ： 照射表面上に形成された照射域からの散乱光で、ｙ方向に延びた輝線
Ｂ： 非照射表面を内部側から照射して形成された照射域からの散乱光で、ｙ方向に延びた輝線
Ｂ’： 輝線（Ｂ）のｚ方向の光が照射表面と交わる線
Ｃ： 照射表面を内部側から照射して形成された照射域からの散乱光で、ｙ方向に延びた輝線
Ｅ： 微小異物が内部光ビームＩで照射されて生じる散乱光等による輝点
Ｅ’： 輝点（Ｅ）のｚ方向の光が照射表面と交わる点
Ｆ： 微小異物が内部光ビームIIで照射されて生じる散乱光等による輝点
Ｆ’： 輝点（Ｆ）のｚ方向の光が照射表面と交わる点
Ｇ：ガラス板の移動（搬送）方向
Ｈ： 移動手段による移動方向
Ｉ： 内部光ビームＩ
II： 内部光ビームII
【図１】
2015135266.tif 000003
【図２】
2015135266.tif 000004
【図３】
2015135266.tif 000005
【図４】
2015135266.tif 000006
【図５】
2015135266.tif 000007
【図６】
2015135266.tif 000008
【図７】
2015135266.tif 000009
【図８】
2015135266.tif 000010
【図９】
2015135266.tif 000011
【図１０】
2015135266.tif 000012
【図１１】
2015135266.tif 000013
【図１２】
2015135266.tif 000014