(57)【要約】規則ＥＣＥ Ｒ４３に従って実施したフラグメンテーション検査後に、単独の強化ガラスプライのフラグメンテーションパターンを精査する方法を開示する。この方法は、透明な支持手段の第１側面の側に位置する細条状光源を用いて、光透過中の強化ガラスプライの第１部分を照明して透過させるステップを有する。強化ガラスプライの第１部分の画像を、透明な支持手段の第２側面の側に位置し、細条状光源に整列しかつこの細条状光源対する相対的な位置に固定した撮像装置によって取得する。一連の強化ガラスの画像を収集および分析し、フラグメンテーションパターンの画像を生成する。このようなイメージングを行う装置についても開示する。
2010520845.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規則ＥＣＥ Ｒ４３に基づいて行うフラグメンテーション試験後に、単独の強化ガラスプライのフラグメンテーションパターンを検査する方法において、
平坦で透明な支持手段に接触するようガラスプライを位置決めするステップと、
前記透明な支持手段の第１側面の側に位置する細条状の光源を用いて、ガラスプライの第１部分を照明して透過させるステップと、
前記透明な支持手段の第２側面の側に配置し、前記細条状の光源に整列させ、かつこの細条状の光源に対する相対位置に固定した撮像装置を用いて、前記ガラスプライの第１部分の画像を取得するステップと、
前記ガラスプライの長さに沿って細条状の光源および撮像装置を一緒に移動させ、前記ガラスプライの少なくとも第２部分から画像を取得するステップと、および
フラグメンテーションパターンを決定するよう画像を処理するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記ガラスプライの全体に渡ってフラグメンテーションパターンを決定するために十分多くの画像を取得する、方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法において、前記画像取得装置をライン走査カメラとした、方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の方法において、前記細条状の光源は、蛍光管、またはＬＥＤもしくは白熱球の直線的アレイのうち一方とする、方法。
【請求項５】
請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の方法において、前記光源および前記撮像装置の前記移動を、縦列状態で行うものとした方法。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれか一項に記載の方法において、前記光源および前記撮像装置の移動は連続的に行い、前記ガラスプライの第１部分及び少なくとも第２部分の画像を順次に撮像する、方法。
【請求項７】
規則ＥＣＥ Ｒ４３に基づいて行われるフラグメンテーション試験後に、強化ガラスプライのフラグメンテーションパターンを検査するよう構成した光学的検査装置において、
ガラスプライを支持する平坦で透明な支持手段を有する支持フレームと、
前記透明な支持手段の第１側面の側に位置する細条状の光源と、
前記透明な支持手段の第２側面の側に位置し、前記細条状の光源に対して整列するとともに、この細条状の光源に対して相対位置に固定した撮像装置と、および
前記ガラスプライの長さに沿って前記細条状の光源および撮像装置を一緒に移動させるよう、前記支持フレームに取り付けた駆動手段と、
を備えた装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記撮像装置をライン走査カメラとした、装置。
【請求項９】
請求項７または８に記載の装置において、前記細条状の光源は、蛍光管、またはＬＥＤもしくは白熱球の直線的アレイのうち一方とした装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置において、厚さが３ｍｍ〜８ｍｍの厚さを有する、画像化されるガラスの光透過率を、ＣＩＥ標準イルミナントＡを用いた測定で、１０％〜９０％の範囲における光透過率とした、装置。
【請求項１１】
請求項７〜９のいずれか一項に記載の装置において、３ｍｍ〜８ｍｍの厚さを有する、画像化されるガラスの光透過率を、ＣＩＥ標準イルミナントＡを用いた測定で、１０％〜４０％の範囲における光透過率とした、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は板ガラスを検査するための装置、とくに板ガラスに光を透過させ、透過量変動を検出するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フロートガラスプロセスにより高品質な平坦ガラスを製造するが、その後の処理によりガラスに欠陥を生じることがある。これら欠陥は板ガラスの光学的品質に影響し、とくに自動車用板ガラスにおいて問題となるため、このような板ガラスを、完成した板ガラス製品の光学的品質に影響を与えうる様々な欠陥がないか製造中に検査する。例えば、ガラスには、不純物や欠陥点、例えば硫化ニッケル含有物または泡がある。あるいは、ガラスには、加工処理中に紛れ込む欠陥があり、例えば、ガラスをサイズに合わせて切断するために施される切断工程及び研磨工程に由来する端縁欠陥、ブリランタチュラ（brillantatura）およびシャイナ（shiners）、そしてガラスを整形するために施される焼成工程及び曲げ工程に由来する、歪み、厚さおよび湾曲の変動がある。
【０００３】
さらに、光学的検査方法を使用して、板ガラスが様々な安全基準を満たすどうかを決定することができる。フロントガラス（風防ガラス）およびバックライトを作るために用いるガラスの場合には、ガラスを通して物を見るときには二重像または二次像が見られる。この作用は、フロントガラスの形状および製造中に起こり得る整形エラーによる、ガラスにおける厚さ変動に起因する。規則ＥＣＥのＲ４３に基づいて、一次像と二次像の間における角度を所定限度以下に抑えられなければならず、板ガラスを様々な光学的検査方法により試験する。
【０００４】
板ガラスが光学的基準を満たすか否かを決定するために光学的検査方法を用いるのと同様に、このような方法を使用して板ガラスの衝撃耐性基準を満たすか否かを決定するのに役立てることもできる。
【０００５】
規則ＥＣＥのＲ４３（ヨーロッパにおける自動車用板ガラスの関連安全基準）の下では、この規則仕様の均一に強化したガラスペインに対して、フラグメンテーション試験に合格できる程度にまで強化しなければならず、あらゆる５ｃｍ×５ｃｍ四方におけるフラグメント（断片）の数が４０〜４００の範囲内でなければならない、とくに厚さ３．５ｍｍ以下の板ガラスの場合、多くとも４５０を越えてはならないとされている。試験領域のフラグメントの数、最大フラグメントの面積及び最長フラグメントの長さを測定するために、衝撃試験を実施する前に単独のガラスプライを感光紙シート上に配置する。ガラスが破壊した後、感光紙を露光し、生じたフラグメント（断片）の青焼き（ブループリント）画像を生ずる。つぎに、選択した領域におけるフラグメントの数、形状及び大きさを解明する。この試験は、オペレータが目視でフラグメントをカウントし、また測定する、またはフォード・モータ社が１９９７年９月１３〜１５日のＧｌａｓｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄａｙｓにおいて開示したような自動化システムを用いることによって、行うことができる。しかし、いずれのブループリント方法も時間がかかり、したがって、オフライン試験にしか実用性がない。
【０００６】
試験データを画像化しまた処理する他の方法としては、特許文献１（米国公開特許６,７６６,０４６号）に記載のものがある。光源は、透明なガイドシート上に保持した紙スクリーンに支持したガラスプライの上方に配置する。ラインセンサを有するカメラをスクリーンの下側に配置し、光源によりスクリーン上に投影されたフラグメントの画像を検出する。ガラスプライの全体領域を確実に走査するため、ガラスまたはカメラのいずれかを移動する。光源は、集光レンズに組み合わせた点光源、または光源アレイとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国公開特許６,７６６,０４６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
データ収集および画像処理の自動化は、ガラスプライがフラグメンテーション試験に合格したか否かを決定するのに必要な時間を短縮する。しかしながら、スクリーン使用（この場合、カメラがガラスからの直接画像よりも、スクリーン画像を記録する）は、低光透過率ガラスを試験するときに困難を生ずる。米国公開特許６,７６６,０４６号では、低光透過率ガラスの問題は、ガラスの光透過率を決定する光センサを使用して、スクリーン上の画像を記録するカメラに必要な露光時間を適宜調整できるようにすることによって克服する。しかし、このことは、低光透過率ガラスに対して、データ取得に必要な時間が増すことになる。自動化システムを製造現場に適合可能とするためには、画像取得を理想的には３分以内の時間で完了する必要がある。
【０００９】
したがって、高光透過率ガラスおよび低光透過率ガラスの双方に対して規則ＥＣＥのＲ４３に基づくフラグメンテーション試験の検査および測定を、短い時間枠で行うことを可能にする光学的検査システムが必要性とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、単独の強化ガラスプライの規則ＥＣＥＲ４３に基づくフラグメンテーション試験後に、フラグメンテーションパターンを検査する方法を提供することによってこれらの問題に対処することを意図し、本発明方法は、平坦で透明な支持手段に接触するようガラスプライを位置決めするステップと、透明な支持手段の第１側面の側に位置する細条状の光源を用いて、ガラスプライの第１部分を照明して透過させるステップと、透明な支持手段の第２側面の側に配置し、細条状の光源に整列させ、かつこの細条状の光源に対する相対位置に固定した撮像装置を用いて、前記ガラスプライの第１部分の画像を取得するステップと、ガラスプライの長さに沿って細条状の光源および撮像装置を一緒に移動させ、前記ガラスプライの少なくとも第２部分から画像を取得するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００１１】
撮像装置および光源を固定した相対位置関係に配置し、またスクリーンを使用することなくガラスを直接画像化することにより、低光透過性ガラスであってもフラグメンテーションパターンの高解像度の画像を得ることができる。
【００１２】
好適には、ガラスプライ全体に渡ってフラグメンテーションパターンを決定するために十分多くの画像を取得する。
好適には、撮像装置をライン走査カメラとする。
【００１３】
好適には、細条状の光源は、蛍光管、またはＬＥＤもしくは白熱球の直線的アレイのうち一方とする。
【００１４】
好適には、光源および撮像装置の移動を、縦列状態で行うものとする。
【００１５】
好適には、光源および撮像装置の移動を連続的に行い、ガラスプライの第１部分及び少なくとも第２部分の画像を順次に撮像する。
【００１６】
本発明は、規則ＥＣＥ Ｒ４３に基づいて行われるフラグメンテーション試験後に、強化ガラスプライのフラグメンテーションパターンを検査するよう構成した光学的検査装置をも提供し、本発明装置は、ガラスプライを支持する平坦な透明な支持手段を有する支持フレームと、透明な支持手段の第１側面の側に位置する細条状の光源と、透明な支持手段の第２側面の側に位置し、細条状の光源に対して整列するとともに、この細条状の光源に対して相対位置が固定した撮像装置と、およびガラスプライの長さに沿って細条状の光源および撮像装置を一緒に移動させるよう、支持フレームに取り付けた駆動手段と、を有する。
【００１７】
好適には、撮像装置をライン走査カメラとする。
【００１８】
好適には、細条状の光源は、蛍光管、またはＬＥＤもしくは白熱球の直線的アレイのうち一方とする。
【００１９】
好適には、３ｍｍ〜８ｍｍの厚さを有する、画像化されるガラスの光透過率を、ＣＩＥ標準イルミナントＡを用いた測定で、１０％〜９０％の範囲、より好適には１０％〜４０％の範囲における光透過率。
【００２０】
本発明を、以下に単に例示としてのみ実施形態を、添付図面につき説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】フラグメンテーションパターンの画像である。
【図２】本発明によるフラグメンテーションパターン画像化装置の線図的断面図である。
【図３】図２の装置の線図的正面図である。
【図４】図１の装置の線図的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
限られた時間的スケール内で低光透過性ガラスに対するフラグメンテーションパターンを画像化することに伴う困難を解決するために、本発明はブループリント画像またはスクリーンを介してではなく、フラグメンテーションパターンを直接画像化（撮像）する手法を採用する。
【００２３】
図１は単独の強化ガラスプライのフラグメンテーションパターンを示している。パターンを生成するため、一枚の湾曲した強化ガラスをまずテープ留めし（衝撃付与後に全てのフラグメント（断片）がまとまった状態に保持するため）、つぎに衝撃が加えた。規則ＥＣＥのＲ４３に基づき、ばね負荷センターポンチを使用して、ガラスの中心に衝撃を加えた。これにより、ガラスのフラグメント化を引き起こし、ガラスプライの湾曲状態が解消される。この試験は、生産ラインから抜き出した１枚のガラスプライに対して実施し、また以下に述べるように、フラグメンテーションパターンを本発明により画像化する。
【００２４】
図２は本発明によるこのようなフラグメンテーションパターンを画像化するための装置の線図的断面図である。画像化装置１は,４本の脚４に取り付けた長方形フレーム３からなる支持フレーム２を有する。長方形フレーム３は、可動の画像化装置５を担持し、この画像化装置５にライン走査型カメラ６および多色（白色）光の蛍光管光源７を取り付ける。画像化装置５は、互いに対向する１対のベース部分８ａ，８ｂを有し、これらベース部分８ａ，８ｂの一方の端部にそれぞれ垂直支持体９ａ，９ｂを設け、また、これら垂直支持体９ａ，９ｂを支柱１０ａ，１０ｂによってベース部分８ａ，８ｂから斜めに突っ張り補強する。水平支持体１１（図２には示されない）が２個の垂直支持体９ａ，９ｂの上方端部を隔てる。ライン走査カメラ６を水平支持体１１に、垂直支持体９ａ，９ｂ双方の上方端部から等距離の位置に固定する。蛍光管光源７は透明な支持手段３の下方に取り付け、垂直支持体９ａ，９ｂから離れる側のベース部分８ａ，８ｂの端部間に延在させる。ライン走査カメラ６は、視界中心で蛍光管光源を画像化するように、水平支持体１１に角度を付けて取り付ける。したがって、ライン走査カメラ６および蛍光灯光源７は固定の位置関係に取り付ける。
【００２５】
画像化装置５を移動させるため、長方形フレーム３の長側辺には駆動手段（図示せず）を設け、またフレームに取り付け、ベース部分８ａ，８ｂに係合させる。これら駆動手段によって、画像化装置５を長方形フレーム３の一方の短側辺における第１位置から、他方の短側辺における第２位置まで移動させることができる。駆動手段は、長方形フレーム３の長さに沿って張り渡した、１対の連続したモータ駆動ベルトを有する。長方形フレーム３には、さらに、画像化すべきガラスプライ１３を支持する透明な支持面１２を設ける。透明支持手段は、蛍光管光源がその支持表面の第１側面の側（下側）に位置し、ライン走査カメラが第２側面の側（上側）に位置するように配置する。
【００２６】
図３は画像装置１の正面図であり、水平支持体１１、ライン走査カメラ６および蛍光管光源７の位置関係をよりわかりやすく示す。図４は図２の画像装置の平面図であり、データ収集実行中における画像化すべきガラスプライの位置を示す。この図面では、画像化装置５はガラスプライ１３の長さにおける約２／３だけ移動している。
【００２７】
以下に、本発明画像装置の動作を説明する。規則ＥＣＥ Ｒ４３に基づいて行ったフラグメンテーション試験後に、ガラスプライ１３を透明な支持表面１２上に配置するとともに、画像化装置５を長方形フレーム３の一方の短側辺における第１位置に配置する。ガラスプライ１３を所定位置に配置した後、データ収集を開始する。駆動手段により、画像化装置５を長方形フレーム３の長さに沿って前進させるとともに、蛍光管装置７によりガラスプライ１３を照射する。同時に、ライン走査カメラ６は照明したガラスプライ１３を走査し、ライン毎にフラグメンテーションパターンの画像を構築する。蛍光管光源７はライン走査カメラと一緒に動く。この動作は縦列状態で行う。ライン走査カメラ６がガラスプライ１３全体を画像化した後、駆動手段、ひいては画像化装置を停止する。このとき、画像化装置５は、第２位置、つまりデータ収集を開始する長方形フレーム３の短側辺の側とは逆側の短側辺に存在する。データを収集した後、その後の処理ために保存する。代案として、データはデータ収集中に処理することもできる。データは、画像化された解像度においてフラグメントを解析できる画像解析ソフトを用いて処理する。
【００２８】
ライン走査カメラは、０．２ｍｍ／画素、または粒度サイズが２．０ｍｍ×２．０ｍｍの解像度を可能とするカメラ、例えばバスラー社（Basler AG）から市販されているＬ８００ｋシリーズのカメラが好ましい。レンズを１：１の解像度が確実になるようカメラに関連して使用し、これにより、カメラは、測定されているガラスの幅全体を画像化するために、ｓワイドの十分な広さの視界を有するようにする。他の適当な撮像装置、例えばＣＣＤカメラも使用可能である。光源は白色光を発する蛍光管が好ましいが、他の適当な光源としては、好ましくは単色可視光、例えば赤色光を発するようなＬＥＤの直線的アレイ、または白熱球もしくは他の電球の直線的アレイがある。透明な支持表面は、ガラス、または透明なプラスチック材料、例えば厚さ３〜８ｍｍのポリカーボネートのプライとすることができる。撮像プロセスにわたり、蛍光管光源７およびライン走査カメラ６の移動を連続的に行い、ガラスプライ１３の画像を順次に取得するのが好ましい。駆動手段は、０．０１ｍ／ｓの最小速度で画像化装置を移動させ、これにより、２．５ｍｍ×１．５ｍｍの大きさを有するガラスプライのフラグメンテーションパターンを３分で画像化することができるようにする。駆動手段は、０．５ｍ／ｓの速度で画像化装置を移動させ、約１分でガラスを画像化することができるようにするのが好ましい。このようにすることは、必要であれば、更なるデータ収集をその処理時間枠内で行うことができるという利点が得られる。カメラおよび光源の組み合わせによれば、その時間内に１３％程度（ＣＩＥ標準イルミナントＡによる）の低い光透過率を有するガラスのフラグメンテーションパターンを画像化することが可能になる。厚さが３ｍｍ〜８ｍｍの厚さを有するガラスに関して、画像化されるガラスの光透過率は、好適には１０％〜９０％の範囲、より好適には１０％〜４０％（いずれもＣＩＥ標準イルミナントＡによる）とする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2010520845.tif 000008
2010520845.tif 000009