(57)【要約】【課題】被検査対象物（ワーク）が大きい、重い、または薄いなどの原因で検査者が両手で保持できない場合でも、ワークの揺動による目視検査を可能とする。【解決手段】ワーク１を固定する対象物固定枠１１と、ワーク面を像として形成し、この像をワーク面に平行方向に揺動させて検査者に残像を認識させる光学系構成体３０とを装置として備え、光学系構成体は、ワーク面に垂直方向に設けてワーク面を反射するミラー３１Ｍと、ミラーをワーク面と平行方向に揺動させることによりワークの表面画面を左右に揺動させる揺動駆動機構３２とを備え、ワーク面を、対象物固定枠により鉛直面をなすように広げて固定すると、ワーク面を反射するミラーにより、検査者は立った姿勢で表面画面を像として見ると共に、揺動範囲を残像で重ね合わせて見ることができる。ミラーの代わりにワークの表面画面を透過視できるレンズを用いた構成でもよい。【選択図】図３
2005069881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象物の面のムラを目視で検査する方法であって、前記被検査対象物を固定し、前記被検査対象物面の全部または一部分の像を目視対象とし、当該像を光学的手段により検査者の視線を横切る平面上で揺動させて検査者に残像を認識させることを特徴とする面のムラ目視検査方法。
【請求項２】
被検査対象物の面のムラを目視で検査するものであって、前記被検査対象物を固定する対象物固定枠と、前記被検査対象物面の全部または一部分の像を目視対象に形成し、当該像を前記被検査対象物面と平行方向に揺動させて検査者に残像を認識させる光学系構成体と、を備えることを特徴とする面のムラ目視検査支援装置。
【請求項３】
請求項２に記載の面のムラ目視検査支援装置において、前記光学系構成体は、前記被検査対象物面に垂直方向に平面を有し、斜め前方から検査者が前記被検査対象物面を注視できるミラーと、当該ミラーを前記被検査対象物面に平行に所定の振幅および所定の周期により振動させる揺動駆動機構とを備えることを特徴とする面のムラ目視検査支援装置。
【請求項４】
請求項２に記載の面のムラ目視検査支援装置において、前記光学系構成体は、前記被検査対象物面に平行に所定の間隔をもって設けられ、正面から検査者が前記被検査対象物面を注視できるレンズと、当該レンズを前記被検査対象物面に平行に所定の振幅および所定の周期により振動させる揺動駆動機構とを備えることを特徴とする面のムラ目視検査支援装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の面のムラ目視検査支援装置において、前記揺動駆動機構は、振幅を駆動桿のリンク位置、および周期をモータの回転数、それぞれの制御により可変とすることを特徴とする面のムラ目視検査支援装置。
【請求項６】
請求項２から請求項５までのうちの一つに記載の面のムラ目視検査支援装置において、更に、前記対象物固定枠に固定され、前記被検査対象物面の上下左右のいずれか一方に移動可能な第１の案内レールと、当該第１の案内レールと嵌合し、前記被検査対象物面から等間隔をもって当該面の上下左右のうち上記方向とは別の方向に前記光学系構成体を移動可能な第２の案内レールを有する光学系運搬枠とを備えることを特徴とする面のムラ目視検査支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査対象物（ワークピース、以後、単にワークと略称する）の面（以後、ワーク面と呼称する）のムラ（斑）を、ワークを揺動させて目視で検査する方法およびその支援装置に関し、例えば、ワークが薄手または大型等で手持ちによる揺動が困難な場合に、ワーク面ムラの確認が容易となる「面のムラ」目視検査方法およびその支援装置に関するものである。
【０００２】
ここでいう「ムラ」とは、斑のことであり、色、濃度、濃淡、着色、塗布、現像、塗膜外観、点状などのムラ、および汚れなどが含まれる。このようなムラを生じる「面」は、ワークの表面のみではなく、透明なワークでは裏面、更にラミネートされていればワークの内部面なども対象とされる。
【背景技術】
【０００３】
従来、ワーク面のムラ目視検査に関しては、照明装置から固定されたワークの表面を照明して表面の状況を目視により外観検査を行なうことを対象に、大型表面の外観検査を効率よく行なう外観検査用投光装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、被検査対象物表面の全体を偏光された照明によりむらなく照射して、目視効果の高い観察を行なうことを目的として、ワークを観察者に対して前後方向に回転揺動させる外観検査装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００５】
しかしながら、これらの装置またはこのような方法では、検出対象となる上述した「ムラ」などが微小な場合、その検出が困難であるという問題がある。
【０００６】
その対策として、例えば、ワーク面を左右に揺動しつつ目視することが実行されている。
【０００７】
すなわち、ワーク面のムラ目視検査に際して、ガラス基板、塗装板など、均一に色付けされたワーク面を両手で目前に保持し、所定の速度で左右に揺動することにより、面上の微小なムラが左右の色の残像に重なり合って広がり、その確認が容易に行なえるようになるからである。
【０００８】
例えば図１を参照すれば、ワーク１が検査者の両手で保持され揺動範囲ｄで左右Ｌ−Ｒに揺動される場合、検査者の眼３による視線４のワーク１上の視点Ｃで揺動範囲Ｌ−Ｒの画像が残像となり重なり合う。従って、微小な濃い点がある場合、横長な中間色のムラに形成されて現れる。
【０００９】
このようなワーク面のムラ目視検査方法は、検査者が両手に保持できかつ揺動できる範囲の大きさ、広さ、厚さおよび重さの場合には実用上十分であった。
【００１０】
しかし、最近では、検査対象である液晶用またはプラズマ用のガラス基板も２ｍｘ２ｍといった広さとなってきている一方、薄手の厚さが要求されている。このような大きいか、広いか、若しくは広くて薄っぺらか、または重いかのため、両手での揺動が困難な場合にはワークを揺動する特別な手段を講じる必要がある。
【特許文献１】特開平５-２３２０４０号公報
【特許文献２】特開平６-３２７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
解決しようとする課題は、ワークと略称した被検査対象物の面のムラを揺動による目視で検査する際に、被検査対象物が検査者の両手で保持できない大きさ、広さ、薄さ、または重さなどを有している場合では、目視検査ができないことである。
【００１２】
また、このために装置を大型化した場合、ワークの揺動により生じる振動が検査または測定に影響しないような特殊な手段を更に講じる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による方法は、被検査対象物が大きい、重い、または薄いなどの原因で検査者が両手で保持できない場合でも、揺動による目視検査を可能とするため、前記被検査対象物を固定し、前記被検査対象物面の全部または一部分の像を目視対象とし、当該像を光学的手段により検査者の視線を横切る平面上で揺動させて検査者に残像を認識させることを主要な特徴とする。
【００１４】
本発明による支援装置は、前記被検査対象物を固定する対象物固定枠と、前記被検査対象物面の全部または一部分の像を形成し、当該像を前記被検査対象物面と平行方向に揺動させて検査者に残像を認識させる光学系構成体とを備えることを主要な特徴とする。
【００１５】
一つの光学系構成体は、前記被検査対象物面に垂直方向に平面を有し、斜め前方から検査者が面を注視できるミラーと、当該ミラーを前記被検査対象物面に平行に所定の振幅および所定の周期により振動させる揺動駆動機構とを備えることで実現できる。
【００１６】
他の一つの光学系構成体は、前記被検査対象物面に平行に所定の間隔をもって設けられ、正面から検査者が面を注視できるレンズと、当該レンズを前記被検査対象物面に平行に所定の振幅および所定の周期により振動させる揺動駆動機構とを備えることでも実現できる。
【００１７】
また、この揺動駆動機構は、振幅をアームのリンク位置、および周期をモータの回転数、それぞれの制御により可変とすることが望ましい。
【００１８】
更に、面が広く大きな被検査対象物に対しては、前記対象物固定枠に固定される前記被検査対象物面から等間隔をもって面の上下左右に前記光学系構成体を移動可能な案内レールを有する光学系運搬枠を備えることが望ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるワーク面のムラ目視検査に際しては、ワークと略称する被検査対象物を対象物固定枠に固定し、被検査対象物面の全部または一部分を像に形成し、この像を光学系構成体により前記被検査対象物面と平行方向、すなわち検査者の視線を横切る平面上で揺動させて検査者に残像を認識させているため、ワーク面を、対象物固定枠により例えば鉛直面をなすように広げて固定すると、面を画面として反射するミラーまたは面画面を透過するレンズにより、検査者は立った姿勢で面画面を像として見ることができるので、ミラーを被検査対象物面に例えば垂直方向に設けて平行方向に、またはレンズを被検査対象物面に平行方向に配して垂直方向にそれぞれ揺動させて、検査者の視線を横切る平面上で被検査対象物の面画面を揺動させることにより、ワーク面のムラを見つけることができるという利点が生じる。
【００２０】
また、揺動駆動機構は、所定の振幅および所定の周期により振動させる機構を有するため、ミラーまたはレンズの手ぶれを避けることができると共に振幅または周期の値を検査者の個人差に合せた検査し易い値に設定できるので、ムラを正確にかつ容易に発見できるという利点がある。更に、光学系運搬枠が対象物固定枠を用いてワーク面に沿ってミラーまたはレンズを移動させることにより被検査対象物の全体または分割した一部分の安定した揺動像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
ワークと略称した被検査対象物の面のムラを目視で検査する際、被検査対象物が検査者の両手で保持できない大きさ、広さ、薄さ、または重さの場合であっても目視検査ができるという目的を、下記構成により、対象物固定枠に固定できる範囲の被検査対象物に対して検査者の過大な労力を必要とすることなしに実現した。
【００２２】
すなわち、ワーク（被検査対象物）を対象物固定枠に固定してワーク面の全部または一部分を検査者の目視対象とする像に形成し、この像を光学系構成体により前記被検査対象物面と平行方向、すなわち検査者の視線を横切る平面上で揺動させて検査者に残像を認識させるという構成である。
【実施例１】
【００２３】
本発明における上記光学系構成体をミラーで実現する実施例1について図２から図４までを参照して説明する。ここでのワーク面はワーク１の表面であるものとする。
【００２４】
まず、図２を参照して、本発明による支援装置の実施例１に対する原理を説明する。図２は実施例１に対する原理を平面で示す図である。
【００２５】
図示されるワーク１はフイルム状をなし、その被検査面は平面をなすと共に紙面に垂直に固定され、ミラー２ａの鏡面は平面をなすと共にワーク１の表面および紙面それぞれに垂直をなすものとする。また、ミラー２ａは幅ｄの間隔でワーク１の面に平行な方向で、かつ紙面で左側のミラー２ａｌの位置まで移動するものとする。また、ワーク１の表面画面はミラー２ａの鏡面で反射し、検査者の眼３からの視線４はミラー２ａの鏡像としてワーク１の左右が反転したワーク像１ａを見る。
【００２６】
まず、固定した視線４がミラー２ａによりワーク１の点Ｒを見る場合、検査者の眼３は視線４上にあるワーク像１ａの視点５でワーク１の点Ｒを見ることになる。次いで、ミラー２ａを幅ｄだけ図面上で左に移動する。この場合、検査者の眼３の視線４はミラー２ａｌの鏡像としてワーク１の点Ｌをワーク像１ａｌで見る。ワーク像１ａｌは、ワーク１の左右反転鏡像のワーク像１ａを移動幅Ｒ−Ｌ分だけ左に移動するので、視点５ではワーク１の点Ｒ，Ｌの位置が一致する。すなわち、ミラー２ａがミラー２ａｌまでの間を移動することによりワーク１の点Ｒ，Ｌ間の画面が視点５で重なり合うことになる。したがって、ミラー２ａを振幅ｄで揺動することにより、ワーク１の表面において、揺動するミラー２ａの鏡面で見える範囲のムラを検査することができる。
【００２７】
次に、図３および図４を参照して図２の原理に基づく実施例１の全体の構成について説明する。図３，４は説明の便を図るための参考模式図であり、図示される構成要素の個々の寸法、および構成要素間の相対寸法、並びに組み立ての詳細は省略されている。
【００２８】
図示される実施例１は、床（図示されず）面上に垂直にワーク１が固定されるように設置される装置枠１０と、光学系構成体３０を面に搭載する光学系運搬枠２０とで構成される。装置枠１０はワーク１を固定する対象物固定枠１１と、この上下枠部分に光学系運搬枠２０をワーク１の面で左右に移動可能とする左右方向の案内レール１３とを備えている。
【００２９】
光学系運搬枠２０は、その上下部分で左右方向の案内レール１３に嵌合し、左右に移動可能であると共に、上下方向に光学系構成体３０を移動可能とする二列の上下方向の案内レール２１を備えている。
【００３０】
図４は、実施例１の光学系構成体３０の平面を模式で示す図である。
【００３１】
図示される光学系構成体３０は、鏡面３１ＭＳをワーク１の見える側に有するミラー３１Ｍ、光学系の揺動駆動機構３２、ミラー３１Ｍを揺動可能に保持する光学系保持機構３３、および上記左右方向の案内レール１３にはめ込まれる嵌合突起３４を備えている。
【００３２】
揺動駆動機構３２は回転モーター３５と回転モーター３５の回転をベルトで受けるプーリ３６とを有する。プーリ３６上のリンク位置３７は回転モーター３５の駆動によるプーリ３６の回転にしたがって円弧を描いて回転する。プーリ３６とミラー３１Ｍとは駆動桿３８により回動可能に連結されている。従って、プーリ３６の回転によりプーリ３６上のリンク位置３７が回転する際、描く円弧の直径分だけ、ミラー３１Ｍが光学系保持機構３３の揺動案内（矢印のみ、構造の図示は省略）に沿ってワーク１の面に平行方向に往復運動する。
【００３３】
この結果、視線４を有する検査者は、上記図２を参照して説明した原理によりワーク１表面のムラを見つけることができる。
【００３４】
光学系構成体３０は、図面からも理解されるように、案内レール１３、２１に沿って上下左右にワーク１の表面を移動できる。図示されていないが、この移動のため、光学系構成体３０には取っ手が設けられ、光学系運搬枠２０を利用して光学系構成体３０と同等の重さを有するカウンタウェイトが連結されている。更に、ミラー３１Ｍの揺動運動による振動を抑える手段が設けられている。
【００３５】
通常、揺動運動の周期は２Ｈｚに設定することとしているが、最適値には個人差があるので、回転モーター３５に例えばインバーターユニットを用いて回転数の変換、すなわち誘導運動の周期を１Ｈｚから５Ｈｚまでの間に調節可能としている。勿論、調節範囲は上記周期値に限定されるものではない。
【００３６】
また、検査する画面の移動幅ｄも最適値には個人差があるので、プーリ３６上のリンク位置３７を、プーリ３６の回転中心軸からの距離を変更して固定可能とする半固定機構を構成することにより、画面の移動幅ｄを調整可能としている。
【００３７】
このように、ワーク面に垂直な面をなすミラー面がワーク面と平行に所定幅だけ往復運動するような構成を採用したので、検査者は、ワークを保持して手動で揺動することなく、ワーク面のムラを検出することができる。従って、大きな、広い、薄い、または重いワークの面でも、そのムラの検出が容易になる。さらに、ミラーを見やすい大きさに形成することによりワーク面を分割して検査ができ、更に揺動の周波数および範囲を見やすく調整できるので、個人差のある検査者に対して最適な見易さに設定できる効果がある。
【００３８】
上記説明では、揺動駆動機構が回転モーターとプーリとをベルトで連結してリンク位置の変更で揺動幅を調節するとしたが、回転モーターの回転を中心軸に直結してもよく、また、揺動幅の調節は、プーリのリンク位置でなく、複数種の形状を有するカムを利用してカムの交換で対処するなど、他の手段を用いることもできる。
【実施例２】
【００３９】
本発明における上記光学系構成体をレンズで実現する実施例２について図５および図６を参照して説明する。
【００４０】
まず、図５を参照して本発明装置の実施例２に対する原理を説明する。図５は実施例２に対する原理を平面で示す図である。
【００４１】
図示されるワーク１はフイルム状をなし、その被検査面は、ワーク１の表面であり、紙面で上下方向に平面をなすと共に、紙面に垂直に固定されているものとする。レンズ２ｂは凸レンズであり、その中心面はワーク１の面に平行をなす一方、紙面に垂直をなすものとする。また、レンズ２ｂは、幅ｄの間隔でワーク１の面に平行な方向で、かつ紙面で下側のレンズ２ｂｌの位置まで移動するものとする。
【００４２】
この状態では、ワーク１の表面画面はレンズ２ｂで厚味のある中心部Ｃｂの方向に屈折し、検査者の眼３からはレンズ２ｂの虚像としてワーク１を下側に移動させたワーク像１ｂを見る。従って、その視線４は視点５でワーク１の点Ｒを見る。一方、レンズ２ｂを距離ｄだけ画面上で下に移動する。この場合、検査者の眼３からはレンズ２ｂｌの虚像としてワーク１を上側に移動させたワーク像１ｂｌを見る。従って、検査者は、レンズ２ｂｌにより視線４上にある視点５でワーク１の点Ｌをワーク像１ｂｌ上に見る。すなわち、視点５ではワーク１の点Ｒ，Ｌの位置が一致する。
【００４３】
このことは、ワーク像１ｂｌがワーク像１ｂを移動幅Ｒ−Ｌ分だけ移動したことになるので、視点５ではワーク１の点Ｒ，Ｌ間の画面が残像で重ね合わせられて見ることになる。したがって、レンズ２ｂを振幅ｄで揺動することにより、ワーク１の面において、揺動するレンズ２ｂで見える範囲のムラを検査することができる。
【００４４】
実施例２の全体の構成は、上記図３を参照して説明した実施例と同様である。その相違は、光学系構成体３０にある。すなわち、実施例２では、ミラー３１Ｍの代わりにレンズ３１Ｌが用いられている。従って、光学系構成体３０以外の構成は実施例１で既に説明されているのでここではその説明を省略する。以後の説明においても、実施例１と同一の構成要素には同一の番号符号を付与し、その詳細説明は省略する。
【００４５】
図６は、実施例２における光学系構成体３０の平面を、説明の便を図るための参考模式で示したものであり、図示される構成要素の個々の寸法、および構成要素間の相対寸法、並びに組み立ての詳細は省略されている。
【００４６】
図示される光学系構成体３０は、レンズ３１Ｌ、光学系の揺動駆動機構３２、レンズ３１Ｌを揺動する光学系保持機構３３、および左右方向の案内レール１３に勘合する嵌合突起３４を備え、更に光学系保持機構３３と揺動可能に結合すると共にレンズ３１Ｌを所定位置に固定保持するレンズ固定具３９を有している。
【００４７】
揺動駆動機構３２は回転モーター３５と回転モーター３５の回転をベルトで受けるプーリ３６とを有し、プーリ３６の回転にしたがってプーリ３６上のリンク位置３７から駆動桿３８により回動可能に連結されるレンズ固定具３９が光学系保持機構３３の揺動案内（矢印のみ、構造の図示は省略）に沿ってワーク１の表面に平行方向に往復運動する。従って、レンズ３１Ｌがワーク１の表面に平行方向に往復運動する。
【００４８】
この結果、視線４を有する検査者は、上記図５を参照して説明した原理によりワーク１の表面のムラを見つけることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
上記説明では、ミラーまたはレンズを介して検査者がワーク面のムラを目視により検査するとしたが、揺動するワーク面を照射し、その反射光を、光学系を介したカメラでの残像撮影を用いることができる。これにより例えば複数の検査者の同時判定による容易に、見落としの少ない、正確な判定ができ、更には反射光の光量の微少変化を電子的に取り出すことによって、ムラ以外でもワーク面の目視検査が必要かつ不可欠な用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】ワーク面のムラ目視検査の原理を示した説明図である。
【図２】ワーク面のムラ目視検査支援装置における一つの実施態様における原理を示した説明図である。（実施例１）
【図３】図２を実現する全体構成を斜視で示す説明図である。（実施例１）
【図４】図２を実現する図３の光学系構成体を平面で示す説明図である。（実施例１）
【図５】ワーク面のムラ目視検査支援装置における一つの実施態様における原理を示した説明図である。（実施例２）
【図６】図５を実現する光学系構成体を平面で示す説明図である。（実施例２）
【符号の説明】
【００５１】
１    ワーク（被検査対象物）
１ａ、１ｂ    ワーク像
２ａ、３１Ｍ    ミラー
２ｂ、３１Ｌ    レンズ
４    視線
５    視点
１０    装置枠
１１    対象物固定枠
１３、２１    案内レール
２０    光学系運搬枠
３０    光学系構成体
３２    揺動駆動機構
３３    光学系保持機構
３４    嵌合突起
３５    回転モーター
３６    プーリ
３７    リンク位置
３８    駆動桿
３９    レンズ固定具
【図１】
2005069881.tif 000003
【図２】
2005069881.tif 000004
【図３】
2005069881.tif 000005
【図４】
2005069881.tif 000006
【図５】
2005069881.tif 000007
【図６】
2005069881.tif 000008