專利名稱：缺陷檢查系統(tǒng)及缺陷檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)具有透明性的玻璃板等板狀體中存在的缺陷進(jìn)行檢測(cè)的缺陷檢查 系統(tǒng)及缺陷檢查方法。
背景技術(shù)：
目前，由于玻璃板使用于平板顯示器等電子設(shè)備，因此強(qiáng)烈要求板厚薄、氣泡等缺 陷極少或完全不存在的玻璃板。玻璃板中含有的氣泡或表面的傷痕等缺陷能夠減少，但未必能夠完全除去，因此 在檢查工序中需要將存在氣泡等的玻璃板的部分除去之類的處理。因此，以往提出有各種 對(duì)制造的玻璃板等具有透明性的板狀體中存在的氣泡等缺陷進(jìn)行檢查的裝置。例如，如圖6所示，在輸送的玻璃板G的一側(cè)設(shè)置比玻璃板G的寬度長(zhǎng)的線狀光源 52而以規(guī)定的光強(qiáng)度對(duì)玻璃板G進(jìn)行照射，通過(guò)設(shè)置在另一側(cè)的線傳感器類型的攝像機(jī)54 拍攝透過(guò)玻璃板G的透射光的明場(chǎng)圖像，并將該圖像向處理單元56發(fā)送。通過(guò)處理單元56 提取明場(chǎng)圖像中包含的成為暗部的區(qū)域作為缺陷區(qū)域。此時(shí)，對(duì)玻璃基板G進(jìn)行照射的線 狀光源52為了通過(guò)線傳感器類型的攝像機(jī)54進(jìn)行拍攝，而使用沿玻璃板G的寬度方向延 伸的細(xì)長(zhǎng)的狹縫，形成大致平行光。由此，能夠檢測(cè)輸送的玻璃板G的缺陷。另一方面，在下述專利文獻(xiàn)1中提出有用于檢測(cè)透明板狀體中的缺陷的缺陷檢測(cè) 方法。在該檢測(cè)方法中，設(shè)置相對(duì)于板狀體的面以接近垂直的角度進(jìn)行照明的照明器和以 接近平行的角度進(jìn)行照明的照明器，通過(guò)進(jìn)行使用所述照明器得到的圖像的圖像處理，而 能夠檢測(cè)出在板狀體的表面及內(nèi)部存在的缺陷。專利文獻(xiàn)1 日本國(guó)特開2002-214158號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
在上述專利文獻(xiàn)1所記載的缺陷檢測(cè)方法或上述的圖6所示的方法中，無(wú)法區(qū)別 在玻璃板的面上存在的缺陷與在內(nèi)部存在的缺陷。此外，如專利文獻(xiàn)1所示，在進(jìn)行使用兩 個(gè)照明器而改變照明方法進(jìn)行拍攝時(shí)，無(wú)法在線上從以一定速度輸送的玻璃板檢測(cè)缺陷。 因此，有在玻璃板的制造生產(chǎn)線上無(wú)法實(shí)施上述缺陷檢測(cè)方法的問(wèn)題。因此，本發(fā)明目的在于為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)，提供一種能夠高效地判別并檢測(cè)在 板狀體是否存在缺陷的缺陷檢查系統(tǒng)及缺陷檢查方法，并提供一種使用了該檢查方法的板 狀體的制造方法，所述缺陷檢查系統(tǒng)、缺陷檢查方法能夠有效地使用于玻璃板等具有透明 性的板狀體的制造生產(chǎn)線等。為了解決上述課題，本發(fā)明提供一種缺陷檢查系統(tǒng)，檢測(cè)具有透明性的板狀體所 存在的缺陷，其特征在于，具備第一缺陷檢查裝置，具有第一線狀光源，向所述板狀體的 面投射光；第一攝像機(jī)，使通過(guò)所述板狀體的透射光會(huì)聚而拍攝明場(chǎng)圖像；及刀刃狀的光 路屏蔽部件，設(shè)置在所述第一攝像機(jī)的透射光的光路中的位于所述第一攝像機(jī)前方的位 置；及處理裝置，從通過(guò)所述第一攝像機(jī)拍攝到的明場(chǎng)圖像中，將比明場(chǎng)圖像的背景成分的信號(hào)值高的信號(hào)值作為閾值，從明場(chǎng)圖像中搜索明部的區(qū)域，作為搜索的結(jié)果提取出明部 的區(qū)域時(shí)，使用該明部的區(qū)域判別在所述板狀體是否存在缺陷區(qū)域。此時(shí)，優(yōu)選，所述第一光源為線狀光源，在所述第一攝像機(jī)的受光面的前表面設(shè)有 用于使板狀體的像成像的成像透鏡，以滿足第一條件和第二條件的方式設(shè)定所述第一光 源、所述成像透鏡及所述第一攝像機(jī)，所述第一條件為將從所述第一光源經(jīng)由所述成像透 鏡到達(dá)所述第一攝像機(jī)的受光面的所述第一光源的透射光光束的擴(kuò)展角的一半角度作為 照明發(fā)光有效角， 將從所述第一攝像機(jī)的受光面的位置經(jīng)由所述成像透鏡到達(dá)所述第一光 源的照射面的視場(chǎng)范圍的預(yù)估角的一半角度作為視場(chǎng)角，并設(shè)表達(dá)所述第一光源的發(fā)光方 向性的值為α?xí)r，所述視場(chǎng)角相對(duì)于所述照明發(fā)光有效角的比率乘以表達(dá)所述第一光源 的發(fā)光方向性的值α得到的值大于2，所述第二條件為確定了彌散圓時(shí)，所述彌散圓被所 述光路屏蔽部件遮擋的部分的面積為所述彌散圓的面積的43 57%，所述彌散圓為在所 述光路屏蔽部件的所述透射光的通過(guò)位置且在與所述成像透鏡的光軸正交的面上形成的、 從所述受光面觀察到的視場(chǎng)范圍。例如，以滿足所述第一條件及所述第二條件的方式確定 所述第一攝像機(jī)的光圈值、所述第一攝像機(jī)與板狀體之間的距離、板狀體與所述第一光源 之間的距離、所述第一光源的發(fā)光寬度。尤其是優(yōu)選，以使第一攝像機(jī)的受光元件隔著板狀體正對(duì)第一光源的方式配置第 一攝像機(jī)。在此，所謂以正對(duì)的方式配置是指將所述第一攝像機(jī)的受光元件配置成隔著玻 璃板G位于第一光源的最大光強(qiáng)度的方向。另外，優(yōu)選，除具有所述第一缺陷檢查裝置之外，還具有第二缺陷檢查裝置，該第 二缺陷檢查裝置對(duì)于成為所述第一缺陷檢查裝置的檢查對(duì)象的板狀體，接受從板狀體反射 的照明光而檢查缺陷，所述第二缺陷檢查裝置具有第二光源，向板狀體的面照射照明光； 及第二攝像機(jī)，使被照射并從板狀體的面出射的反射光會(huì)聚而拍攝明場(chǎng)反射圖像，并且設(shè) 置在從板狀體觀察時(shí)與所述第二光源相同的一側(cè)，所述處理裝置從通過(guò)所述第二攝像機(jī)拍 攝到的明場(chǎng)反射圖像提取在板狀體反射的圖像中的暗部的區(qū)域，在該暗部的區(qū)域接近并面 對(duì)所述明部的區(qū)域時(shí)，判別為在板狀體存在缺陷。此時(shí)，優(yōu)選，所述處理裝置基于由板狀體反射的圖像中的所述暗部的區(qū)域與由板 狀體的另一方的面反射的圖像中的暗部的錯(cuò)位，而求出板狀體的厚度方向的缺陷的位置信 肩、ο此外，優(yōu)選，所述板狀體被向一方向輸送而移動(dòng)，所述第一缺陷檢查裝置和所述第 二缺陷檢查裝置中，所述第一缺陷檢查裝置設(shè)置在所述第二缺陷檢查裝置的上游側(cè)。然而， 所述第一缺陷檢查裝置也可以設(shè)置在所述第二缺陷檢查裝置的下游側(cè)。在此，優(yōu)選，所述第一缺陷檢查裝置和所述第二缺陷檢查裝置在輸送方向上相鄰 設(shè)置。這是因?yàn)樗龅谝蝗毕輽z查裝置與所述第二缺陷檢查裝置之間的距離短的情況與長(zhǎng) 的情況相比，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)處理缺陷的檢測(cè)和確定。此外，本發(fā)明提供一種缺陷檢查方法，檢測(cè)具有透明性的板狀體所存在的缺陷，其 特征在于，從第一線狀光源向所述板狀體的面投射光，使通過(guò)所述板狀體的透射光會(huì)聚而 通過(guò)第一攝像機(jī)拍攝明場(chǎng)圖像時(shí)，在所述第一攝像機(jī)的透射光的光路中的位于所述第一攝 像機(jī)前方的位置設(shè)置刀刃狀的光路屏蔽部件而進(jìn)行拍攝，從通過(guò)所述第一攝像機(jī)拍攝到的 明場(chǎng)圖像中，將比明場(chǎng)圖像的背景成分的信號(hào)值高的信號(hào)值作為閾值，從明場(chǎng)圖像中搜索明部的區(qū)域，作為搜索的結(jié)果提取出明部的區(qū)域時(shí)，使用該造成折射異常的明部的區(qū)域判 別在所述板狀體是否存在缺陷區(qū)域。此外，本發(fā)明中，板狀體的厚度并未特別受到限制，例如，在平板顯示器(FPD)中， 能夠適用于包含薄板類型的液晶顯示器(IXD)用途且厚度為0. 1 0. 7mm的平板顯示器， 或在等離子顯示器面板(PDP)等中，能夠適用于厚度Imm以上的等離子顯示器面板，例如厚 度為1. 8mm的等離子顯示器面板或厚度為2. 8mm的等離子顯示器面板，而且還能夠適用于 建材用途的板玻璃及作為板狀體的中間形態(tài)的透明物品的制造。發(fā)明效果 在本發(fā)明的缺陷檢查系統(tǒng)及缺陷檢查方法中，在第一攝像機(jī)的透射光的光路中的 位于第一攝像機(jī)前方的位置上設(shè)置刀刃狀的光路屏蔽部件，從通過(guò)第一攝像機(jī)拍攝到的明 場(chǎng)圖像中，將比明場(chǎng)圖像的背景成分的信號(hào)值高的信號(hào)值作為閾值，從明場(chǎng)圖像中提取明 部的區(qū)域，并將該提取的明部的區(qū)域使用于板狀體中存在的缺陷區(qū)域的檢測(cè)，從而能夠高 效率地判別并檢測(cè)在板狀體是否存在缺陷。尤其是，通過(guò)以滿足第一條件和第二條件的方式設(shè)定第一攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，能 夠在明場(chǎng)圖像上有效地產(chǎn)生上述明部，該第一條件為將視場(chǎng)角相對(duì)于照明發(fā)光有效角的比 率乘以表達(dá)第一光源的發(fā)光方向性的值α (0以上1以下的數(shù)值)得到的值大于2，該第二 條件為所述彌散圓被光路屏蔽部件遮擋的的部分的面積設(shè)定為所述彌散圓的面積的43 57%。尤其是通過(guò)將用于計(jì)測(cè)的第一光源和第一攝像機(jī)設(shè)置成隔著玻璃板G而正對(duì)，而能 夠更有效地進(jìn)行缺陷檢查。另外，具有所述第二光源，其向板狀體的面照射照明光；所述第二攝像機(jī)，其使 被照射并在板狀體的面反射得到的反射光會(huì)聚而拍攝明場(chǎng)反射圖像，并且設(shè)置在從板狀體 觀察時(shí)與所述第二光源相同的一側(cè)，其中，所述處理裝置從通過(guò)所述第二攝像機(jī)拍攝到的 明場(chǎng)反射圖像提取在板狀體的面反射的圖像中的暗部的區(qū)域，在該暗部的區(qū)域接近并面對(duì) 所述明部的區(qū)域時(shí)，基于缺陷的實(shí)像與缺陷的鏡像的錯(cuò)位，而能夠求出位于板狀體的缺陷 的厚度方向的位置信息。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的缺陷檢查系統(tǒng)及缺陷檢查方法的一實(shí)施方式的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的 圖。圖2是說(shuō)明本發(fā)明的缺陷檢查系統(tǒng)中的照明發(fā)光有效角θ與視場(chǎng)角φ的圖。圖3是說(shuō)明本發(fā)明的缺陷檢查系統(tǒng)中使用的α的圖。圖4Α是示意性地示出通過(guò)本發(fā)明的第一缺陷檢查裝置得到的圖像的一例的圖。圖4Β是示意性地示出通過(guò)由通常的透射光產(chǎn)生的明場(chǎng)圖像得到的圖像的一例的 圖。圖5Α是說(shuō)明在圖1所示的缺陷系統(tǒng)的第一缺陷檢查裝置中用于生成明部的優(yōu)選 范圍的圖。圖5Β是說(shuō)明在圖1所示的缺陷系統(tǒng)的第一缺陷檢查裝置中用于生成明部的優(yōu)選 范圍的圖。圖6是說(shuō)明以往的缺陷檢查裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)的圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖所示的優(yōu)選實(shí)施例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的缺陷檢查系統(tǒng)及缺陷檢查 方法。圖1所示的缺陷檢查系統(tǒng)10具有第一缺陷檢查裝置12、第二缺陷檢查裝置14、處 理裝置16而構(gòu)成。第一缺陷檢查裝置12和第二缺陷檢查裝置14沿玻璃板G的輸送路徑從上游側(cè)以 該順序設(shè)置。處理裝置16是對(duì)通過(guò)第一缺陷檢查裝置12和第二缺陷檢查裝置14得到的 圖像進(jìn)行處理而進(jìn)行缺陷檢測(cè)的裝置。玻璃板G是從熔融爐取出并形成為規(guī)定的厚度的長(zhǎng)條狀的板材，在輸送路徑上設(shè) 置的多個(gè)驅(qū)動(dòng)輥18上輸送。第一缺陷檢查裝置12位于缺陷檢查系統(tǒng)10的輸送側(cè)最上游，是檢查玻璃板G的 缺陷的裝置。具體來(lái)說(shuō)，第一缺陷檢查裝置12具有從驅(qū)動(dòng)輥18 —側(cè)(下側(cè))對(duì)玻璃板G的面 進(jìn)行照射的第一線狀光源20 ；使通過(guò)玻璃板G的透射光會(huì)聚而拍攝明場(chǎng)圖像的第一攝像機(jī) 22 ；設(shè)置在第一線狀光源20的透射光的光路中的位于第一攝像機(jī)22前方的位置上的刀刃 狀的光路屏蔽部件24。第一線狀光源20是射出大致平行光的LED光源，第一線狀光源20的出射口沿玻 璃板G的寬度方向(圖1中的紙面垂直方向)呈線狀延伸。第一線狀光源20的出射口設(shè) 置在距玻璃板G的面例如100 900mm的位置，沿光源的輸送方向的寬度L (參照?qǐng)D2)例 如設(shè)定為1 20mm。此外，第一線狀光源20離開玻璃板G的面而設(shè)置，在不需要高的位置 精度的方面優(yōu)選。LED光源中的光的種類并未特別受限，優(yōu)選使用白色，但也可以為紅色、藍(lán) 色、綠色等。具體來(lái)說(shuō)，LED光源具有發(fā)光的發(fā)光源(未圖示)；將發(fā)出的光形成為大致平 行光的菲涅耳透鏡(未圖示)；使光強(qiáng)度大致均勻的擴(kuò)散板(未圖示)；使光的出射縮小的 狹縫板(未圖示)。由此，第一線狀光源20發(fā)出具有大致均勻的光強(qiáng)度的大致平行光。此 夕卜，即使如上所述使用菲涅耳透鏡、擴(kuò)散板及狹縫板，也未必能夠使光強(qiáng)度均勻并使光為平 行光，而是光強(qiáng)度具有方向特性，光發(fā)生擴(kuò)散?？紤]此時(shí)的光強(qiáng)度的方向特性，設(shè)表達(dá)方向 特性的值為α。第一攝像機(jī)22是與第一線狀光源20隔著玻璃板G設(shè)置在相對(duì)向的位置上，并通 過(guò)直接受光面讀取透過(guò)玻璃G的透射光的線傳感器型攝像機(jī)。第一攝像機(jī)22在與圖1中 的紙面垂直的方向上設(shè)置多臺(tái)，拍攝輸送方向的同一位置，而且多臺(tái)攝像機(jī)設(shè)定成玻璃板G 的寬度方向上的視場(chǎng)范圍相互部分地重疊，配置成在玻璃板G的檢查部分上不存在非檢查 區(qū)域。第一攝像機(jī)22設(shè)置成在從玻璃板G的面起第一攝像機(jī)22的成像透鏡23(參照?qǐng)D 2)的焦點(diǎn)對(duì)焦的位置，例如距玻璃板G的面200 400mm的位置上形成受光面。在第一攝 像機(jī)22中具有具備成像透鏡23的光學(xué)系統(tǒng)；及未圖示的對(duì)開口進(jìn)行調(diào)整的光圈。通過(guò)第 一攝像機(jī)22得到的圖像數(shù)據(jù)在每次以線狀讀取時(shí)依次向處理裝置16傳送。光路屏蔽部件24是在來(lái)自玻璃G的透射光的光路中的位于第一攝像機(jī)22前方的 位置上將光路的一部分遮擋的刀刃狀的部件。光路中的前端部分以形成刃的方式進(jìn)行尖銳化。光路屏蔽部件24設(shè)置在第一攝像機(jī)22的光學(xué)系統(tǒng)(成像透鏡23)前方的位置，例如 離開1 5mm的位置。保持光路屏蔽部件24的部分設(shè)有使光路屏蔽部件24能夠以橫切光 路中的方式沿X方向移動(dòng)的機(jī)構(gòu)。此時(shí)，確定了彌散圓時(shí)，所述彌散圓被光路屏蔽部件24 遮擋的部分的面積相當(dāng)于彌散圓的面積的43 57%，優(yōu)選大致相當(dāng)于50%，所述彌散圓表 示在光路屏蔽部件24的透射光的通過(guò)位置且在與第一攝像機(jī)22中的成像透鏡23的光軸 正交的面上形成的、從受光面觀察到的視場(chǎng)范圍。小于43%時(shí)，在明場(chǎng)圖像中難以產(chǎn)生后述 的明部，超過(guò)57%時(shí)，容易形成暗視場(chǎng)圖像。 此種遮擋光路的范圍例如能夠通過(guò)調(diào)整光屏蔽部件24與玻璃板G之間的距離和 第一攝像機(jī)22的光圈值來(lái)實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)?，通過(guò)將遮擋光路的范圍設(shè)定在該范圍，如后所 述，接近由明場(chǎng)圖像內(nèi)存在的氣泡等缺陷形成的暗部的區(qū)域而高效地形成明部的區(qū)域。此時(shí)，優(yōu)選，設(shè)表達(dá)第一線狀光源20的發(fā)光方向性的值為α?xí)r，圖2所示的視場(chǎng) 角φ相對(duì)于照明發(fā)光有效角θ的比率乘以值α得到的值大于2。照明發(fā)光有效角Θ是指 從第一線狀光源20經(jīng)由成像透鏡23到達(dá)第一攝像機(jī)22的受光元件的受光面的、第一線狀 光源20的透射光的光束的擴(kuò)展角的一半角度。視場(chǎng)角φ是指從第一攝像機(jī)22的受光元件 的受光面的位置經(jīng)由成像透鏡23(使用透鏡的有效口徑d)到達(dá)第一線狀光源20的照射面 的視場(chǎng)范圍的預(yù)估角的一半角度。在此，表達(dá)第一線狀光源20的發(fā)光方向性的值α是指，如圖3所示，沿橫軸將與 光源的照射面正交的方向作為方位角0度而取得方位角度、且沿縱軸設(shè)最大光強(qiáng)度的值為 1時(shí)的相對(duì)光強(qiáng)度的平均值。此外，如圖2所示，優(yōu)選以第一攝像機(jī)22的受光元件隔著玻璃板G與第一線狀光 源20正對(duì)的方式配置第一攝像機(jī)22。此外，圖2中的d是成像透鏡23的有效口徑，由f/ F(f是焦點(diǎn)距離，F(xiàn)是F值)表示。如此，如圖2所示，在本發(fā)明中使用的照明發(fā)光有效角θ 及視場(chǎng)角φ基于各裝置的設(shè)定或配置而由幾何學(xué)確定。通過(guò)此種第一缺陷檢查裝置12，能夠容易地檢測(cè)到在玻璃板G存在的微小的氣泡
等缺陷。第二缺陷檢查裝置14具有第二光源28和第二攝像機(jī)30。第二缺陷檢查裝置14 是相對(duì)于作為第一缺陷檢查裝置的檢查對(duì)象而進(jìn)行檢查的玻璃板G，從一側(cè)對(duì)玻璃板進(jìn)行 照明，此時(shí)通過(guò)第二攝像機(jī)30接受在玻璃板G的表面和背面反射的照明光而檢查缺陷的裝置。在基于上述的第一缺陷檢查裝置12的檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，將該第二缺陷檢查裝 置14的檢測(cè)結(jié)果組合，通過(guò)進(jìn)行綜合性的評(píng)價(jià)，而能夠更可靠地進(jìn)行在玻璃板G存在的缺 陷的確定。第二光源28是向玻璃板G的面射出大致平行光的LED光源，使光從相對(duì)于玻璃板 G的面傾斜的方向入射。第二光源28沿與圖1的紙面垂直的方向延伸。第二光源28所使 用的LED光源中的光的種類并未特別受限，優(yōu)選使用白色，但也可以為紅色、藍(lán)色、綠色等。 具體來(lái)說(shuō)，LED光源具有發(fā)光的發(fā)光源(未圖示)；將發(fā)出的光形成為大致平行光的菲涅 耳透鏡(未圖示)；使光強(qiáng)度大致均勻的擴(kuò)散板(未圖示)；使光的出射縮小的狹縫板(未 圖示)。由此，第二線狀光源28發(fā)出具有大致均勻的光強(qiáng)度的大致平行光。第二攝像機(jī)30是使從玻璃G的表面射出的反射光會(huì)聚并拍攝明場(chǎng)反射圖像的線傳感器型攝像機(jī)。第二攝像機(jī)30設(shè)置在從玻璃板G觀察時(shí)與第二光源28相同的一側(cè)。 通過(guò)第二攝像機(jī)30拍攝的圖像是通過(guò)第二光源28照明而在玻璃G的背面反射的 圖像，是在玻璃板G存在的缺陷的區(qū)域成為暗部的圖像。該圖像中包括從相對(duì)于玻璃板G 的面傾斜的方向入射到玻璃板G的表面，并在玻璃板G的背面反射后，缺陷的區(qū)域通過(guò)該反 射光的光路從而形成的缺陷的實(shí)像；從相對(duì)于玻璃板G的表面傾斜的方向入射到玻璃板G 的表面的入射光在通過(guò)處于玻璃板G內(nèi)的光路中的缺陷的區(qū)域后，在玻璃板G的背面反射 而形成的缺陷的鏡像。通過(guò)第二攝像機(jī)30得到的圖像數(shù)據(jù)在每次以線狀讀取時(shí)向處理裝 置16傳送。處理裝置16是使用從第一缺陷檢查裝置12及第二缺陷檢查裝置14傳送來(lái)的圖 像數(shù)據(jù)，檢測(cè)玻璃板G的缺陷，識(shí)別其種類，而且確定缺陷在玻璃板G的厚度方向上的位置 的裝置。處理裝置16上連接有顯示器32，在顯示器32中對(duì)通過(guò)第一缺陷檢查裝置12及第 二缺陷檢查裝置14得到的圖像、缺陷的檢測(cè)結(jié)果、識(shí)別結(jié)果或缺陷的位置確定結(jié)果進(jìn)行畫 面顯示。如上所述，通過(guò)第一缺陷檢查裝置12得到的圖像是明場(chǎng)圖像，玻璃板G的缺陷由 于缺陷區(qū)域的漫反射而在圖像中作為暗部出現(xiàn)。而且，如上所述，在第一攝像機(jī)22的光學(xué) 系統(tǒng)的正前方設(shè)置遮擋光路的一部分的刀刃狀的光路屏蔽部件24，由此，通過(guò)該光路屏蔽 部件24以接近而面對(duì)或相接而相對(duì)圖像中的暗部的區(qū)域的方式形成明部的區(qū)域。該明部 由于缺陷的部分的折射異常而產(chǎn)生，與明場(chǎng)圖像的背景部分相比，亮度高。圖4A是光路屏蔽部件24處于光路中時(shí)的缺陷圖像的一例的示意圖。如圖4A所 示，形成接近而面對(duì)暗部的區(qū)域的明部。相對(duì)于此，圖4B是光路屏蔽部件24不存在于光路 中(未遮擋光的)時(shí)的缺陷圖像的一例的示意圖。如圖4B所示，未形成接近而面對(duì)暗部的 區(qū)域的明部。在明場(chǎng)圖像中，如圖4A所示，明部形成為接近而面對(duì)暗部的區(qū)域，可認(rèn)為是由 于存在于玻璃板G的表面或內(nèi)部的氣泡或異物等而使玻璃板G的表面形成凹凸形狀，從而 使玻璃板G的折射異常出現(xiàn)略微變化的緣故。實(shí)際上，對(duì)于在玻璃板G的面上產(chǎn)生的傷痕 或附著的異物，未形成圖4A所示的明部。因此，處理裝置16中，在明場(chǎng)圖像中，設(shè)定比明場(chǎng)圖像中的背景部分的圖像數(shù)據(jù) 的值高的閾值，將該閾值以上的區(qū)域提取出作為明部的區(qū)域。此外，從第一攝像機(jī)22送出的圖像數(shù)據(jù)是通過(guò)檢查位置而由線傳感器型攝像機(jī) 讀取的一維的圖像數(shù)據(jù)，因此在處理裝置16中，蓄積多條線(例如500條線)的圖像數(shù)據(jù) 而得到一定的面區(qū)域的圖像后，開始上述明部的區(qū)域的提取。在檢測(cè)玻璃板G中存在的缺 陷區(qū)域時(shí)，該提取的明部的區(qū)域的位置信息如下所述被使用。由第二缺陷檢查裝置14得到并傳送給處理裝置16的圖像數(shù)據(jù)是明場(chǎng)反射圖像的 數(shù)據(jù)，是缺陷的部分成為暗部的區(qū)域的圖像。如上所述，缺陷的實(shí)像和鏡像作為暗部出現(xiàn)。 根據(jù)玻璃板G的缺陷所存在的玻璃板G的厚度方向的位置，缺陷的實(shí)像和鏡像產(chǎn)生錯(cuò)位。例 如，缺陷位于玻璃板G的背面附近時(shí)，實(shí)像與鏡像的錯(cuò)位量減小，缺陷位于表面附近時(shí)，實(shí) 像與鏡像的錯(cuò)位量增大。因此，處理裝置16使用上述提取的明部的區(qū)域的信息，確定缺陷在玻璃板G的寬 度方向的位置。此外，使用該寬度方向的位置，基于由第一缺陷檢查裝置12得到的圖像與 由第二缺陷檢查裝置14得到的圖像之間的、玻璃板G的同一部位的圖像出現(xiàn)的時(shí)間偏移量，而檢測(cè)由第二攝像機(jī)30得到的缺陷的實(shí)像及鏡像的暗部的區(qū)域。由于第一缺陷檢查裝 置12的計(jì)測(cè)位置與第二缺陷檢查裝置14的計(jì)測(cè)位置在輸送方向的離開距離和玻璃G的輸 送速度為已知，因此能夠通過(guò)這些信息求出上述時(shí)間偏移量。
暗部的區(qū)域的提取使用預(yù)先設(shè)定的閾值進(jìn)行。接下來(lái)，求出該實(shí)像的中心位置與鏡像的中心位置的錯(cuò)位量，基于該錯(cuò)位量算出 缺陷在玻璃板G的厚度方向的位置。另外，處理裝置16使用由第二攝像機(jī)30得到的缺陷的實(shí)像而求出暗部的區(qū)域的 大小，根據(jù)該區(qū)域的大小，推測(cè)缺陷的大小。此外，處理裝置16與基于上述明部的區(qū)域的信 息的處理獨(dú)立地，不使用上述明部的區(qū)域的信息，而使用預(yù)先設(shè)定的閾值提取暗部的區(qū)域。處理裝置16使用提取的暗部的區(qū)域和明部的區(qū)域的信息，使用明部的區(qū)域和暗 部的區(qū)域是否接近而面對(duì)、算出的玻璃板G中存在的缺陷在厚度方向的位置、根據(jù)提取的 暗部的區(qū)域求出的缺陷的大小及缺陷的特征量，而確定缺陷的種類。優(yōu)選，通過(guò)從明場(chǎng)透射 圖像中的明部及暗部的區(qū)域和明場(chǎng)反射圖像中的暗部的區(qū)域識(shí)別缺陷的形狀，而區(qū)分缺陷 的種類例如氣泡引起的缺陷、異物引起的缺陷或傷痕等而進(jìn)行推測(cè)。處于玻璃板G的面上的異物或傷痕等缺陷不在從第一缺陷檢查裝置12得到的明 場(chǎng)圖像中形成明部。此外，在第一缺陷檢查裝置12中，為了使明場(chǎng)圖像中的接近而面對(duì)缺陷的暗部區(qū) 域的明部有效出現(xiàn)，優(yōu)選滿足以下的條件。S卩，在圖2所示的各部分的配置中，以滿足第一條件的方式設(shè)定第一攝像機(jī)22與 玻璃板G之間的距離、玻璃板G與第一線狀光源20之間的距離、第一線狀光源的照射寬度 L，該第一條件為視場(chǎng)角φ相對(duì)于照明發(fā)光有效角θ的比率乘以值α得到的值大于2。另外，以滿足第二條件的方式設(shè)定第一攝像機(jī)22的光圈值及第一攝像機(jī)22與玻 璃板G之間的距離，該第二條件為確定了彌散圓時(shí)，彌散圓被光路屏蔽部件24遮擋的部分 的面積為彌散圓的面積的43 57%，所述彌散圓確定在光路屏蔽部件24的配置位置且在 與成像透鏡23的光軸正交的面上形成的、從受光面觀察到的視場(chǎng)范圍的邊緣。此外，以第一攝像機(jī)22的受光元件隔著玻璃板G位于第一線狀光源20的最大光 強(qiáng)度的方向的方式配置第一攝像機(jī)22。通過(guò)以滿足這三個(gè)條件的方式配置各裝置，而能夠在明場(chǎng)圖像中有效地產(chǎn)生上述 明部。另外，通過(guò)減小F值，拍攝中的被攝體焦點(diǎn)深度變淺，會(huì)產(chǎn)生圖像容易發(fā)生失焦的 不良情況。因此，為了高效地提取明部，優(yōu)選F5. 6 F11，在第一攝像機(jī)20的發(fā)光部分34 的寬度Ll 20mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選上述比率乘以值α得到的值大于2。在圖5Α及5Β所示的表中，示出第一攝像機(jī)20的發(fā)光部分34的寬度L由L = 1mm、 3mm、4mm、5mm、7mm決定的照明發(fā)光有效角θ的數(shù)值和由F值決定的視場(chǎng)角φ的值，在各表 的對(duì)應(yīng)的欄中，φ/θ表示包含第一光源20的α的值而進(jìn)行乘法運(yùn)算得到的值。在圖5Α及 5Β所示的表中的由粗框包圍的范圍中，值α大致為1時(shí)，在圖4Α所示的α · φ/θ的值大于 2的條件下，確認(rèn)了明部有效地出現(xiàn)的情況。由此，可以說(shuō)，第一線狀光源20的值α小于 1 (考慮了發(fā)光方向性)時(shí)，在α，/θ大于2的條件下，明部有效地出現(xiàn)。此外，設(shè)定玻璃板G與第一攝像機(jī)22的成像透鏡23的表面之間的距離為380mm。從第一線狀光源20的照射面到玻璃板G的計(jì)測(cè)位置的照明WD在圖5A中為200mm，在圖5B 中為400mm。設(shè)定此時(shí)的彌散圓被光路屏蔽部件24遮擋的部分的面積為彌散圓的面積的 50%。 在此種缺陷檢查系統(tǒng)10中，除了能夠高精度地提取在使平行光斜著照射向玻璃 板G而近似于條紋拍攝法的以往的自動(dòng)缺陷檢查中漏掉的缺陷之外，還能夠區(qū)別無(wú)法修復(fù) 的玻璃板G的缺陷，在這些方面是有效的。由此，能夠避開無(wú)法修復(fù)的缺陷部分而將玻璃板 G切出規(guī)定的尺寸。以上，詳細(xì)地說(shuō)明了本發(fā)明的缺陷檢查系統(tǒng)及缺陷檢查方法，但本發(fā)明并不局限 于上述實(shí)施方式或?qū)嵤├?，而在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，當(dāng)然也可以進(jìn)行各種改良 或變更。詳細(xì)地而且參照特定的實(shí)施方式說(shuō)明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可知不脫離本 發(fā)明的精神和范圍而能夠施加各種變更或修正。本申請(qǐng)基于2008年8月25日提出的日本 專利申請(qǐng)(日本特愿2008-215091)，并作為參照而將其內(nèi)容包括于此。標(biāo)號(hào)說(shuō)明10缺陷檢查系統(tǒng)12第一缺陷檢查裝置14第二缺陷檢查裝置16處理裝置18驅(qū)動(dòng)輥20第一線狀光源22第一攝像機(jī)23成像透鏡24光路屏蔽部件28第二光源30第二攝像機(jī)32顯示器34發(fā)光部分
權(quán)利要求
1.一種缺陷檢查系統(tǒng)，檢測(cè)具有透明性的板狀體所存在的缺陷，其特征在于，具備 第一缺陷檢查裝置，具有第一光源，向所述板狀體的面投射光；第一攝像機(jī)，使通過(guò)所述板狀體的透射光會(huì)聚而拍攝明場(chǎng)圖像；及 刀刃狀的光路屏蔽部件，設(shè)置在所述第一攝像機(jī)的透射光的光路中的位于所述第一攝 像機(jī)前方的位置；及處理裝置，從通過(guò)所述第一攝像機(jī)拍攝到的明場(chǎng)圖像中，將比明場(chǎng)圖像的背景成分的 信號(hào)值高的信號(hào)值作為閾值，從明場(chǎng)圖像中搜索明部的區(qū)域，作為搜索的結(jié)果提取出明部 的區(qū)域時(shí)，使用該明部的區(qū)域判別在所述板狀體是否存在缺陷區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷檢查系統(tǒng)，其中， 所述第一光源為線狀光源，在所述第一攝像機(jī)的受光面的前表面設(shè)有用于使板狀體的像成像的成像透鏡， 以滿足第一條件和第二條件的方式設(shè)定所述第一光源、所述成像透鏡及所述第一攝像機(jī)，所述第一條件為將從所述第一光源經(jīng)由所述成像透鏡到達(dá)所述第一攝像機(jī)的受光面 的所述第一光源的透射光光束的擴(kuò)展角的一半角度作為照明發(fā)光有效角，將從所述第一攝 像機(jī)的受光面的位置經(jīng)由所述成像透鏡到達(dá)所述第一光源的照射面的視場(chǎng)范圍的預(yù)估角 的一半角度作為視場(chǎng)角，并設(shè)表達(dá)所述第一光源的發(fā)光方向性的值為α?xí)r，所述視場(chǎng)角相 對(duì)于所述照明發(fā)光有效角的比率乘以表達(dá)所述第一光源的發(fā)光方向性的值α得到的值大 于2，所述第二條件為確定了彌散圓時(shí)，所述彌散圓被所述光路屏蔽部件遮擋的部分的面 積為所述彌散圓的面積的43 57%，所述彌散圓為在所述光路屏蔽部件的所述透射光的 通過(guò)位置且在與所述成像透鏡的光軸正交的面上形成的、從所述受光面觀察到的視場(chǎng)范圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷檢查系統(tǒng)，其中，除具有所述第一缺陷檢查裝置之外，還具有第二缺陷檢查裝置，該第二缺陷檢查裝置 對(duì)于成為所述第一缺陷檢查裝置的檢查對(duì)象的板狀體，接受從板狀體反射的照明光而檢查 缺陷，所述第二缺陷檢查裝置具有 第二光源，向板狀體的面照射照明光；及第二攝像機(jī)，使被照射并在板狀體的面反射得到的反射光會(huì)聚而拍攝明場(chǎng)反射圖像， 并且設(shè)置在從板狀體觀察時(shí)與所述第二光源相同的一側(cè)，所述處理裝置從通過(guò)所述第二攝像機(jī)拍攝到的明場(chǎng)反射圖像提取在板狀體反射的圖 像中的暗部的區(qū)域，在該暗部的區(qū)域接近并面對(duì)所述明部的區(qū)域時(shí)，判別為在板狀體存在 缺陷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的缺陷檢查系統(tǒng)，其中，所述處理裝置基于在所述明場(chǎng)反射圖像中作為缺陷的像形成的缺陷的實(shí)像和缺陷的 鏡像之間的錯(cuò)位，求出位于板狀體的缺陷的厚度方向的位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的缺陷檢查系統(tǒng)，其中，所述板狀體被向一方向輸送而移動(dòng)，所述第一缺陷檢查裝置和所述第二缺陷檢查裝置中，所述第一缺陷檢查裝置設(shè)置在所 述第二缺陷檢查裝置的上游側(cè)。
6. 一種缺陷檢查方法，檢測(cè)具有透明性的板狀體所存在的缺陷，其特征在于， 從第一線狀光源向所述板狀體的面投射光，使通過(guò)所述板狀體的透射光會(huì)聚而通過(guò)第 一攝像機(jī)拍攝明場(chǎng)圖像時(shí)，在所述第一攝像機(jī)的透射光的光路中的位于所述第一攝像機(jī)前方的位置設(shè)置刀刃狀 的光路屏蔽部件而進(jìn)行拍攝，從通過(guò)所述第一攝像機(jī)拍攝到的明場(chǎng)圖像中，將比明場(chǎng)圖像的背景成分的信號(hào)值高的 信號(hào)值作為閾值，從明場(chǎng)圖像中搜索明部的區(qū)域，作為搜索的結(jié)果提取出明部的區(qū)域時(shí)，使 用該明部的區(qū)域判別在所述板狀體是否存在缺陷區(qū)域。
全文摘要
對(duì)從第一線狀光源照射并通過(guò)板狀體的透射光利用第一攝像機(jī)拍攝明場(chǎng)圖像時(shí)，在第一攝像機(jī)的透射光的光路中的位于第一攝像機(jī)前方的位置上設(shè)置刀刃狀的光路屏蔽部件。從拍攝到的明場(chǎng)圖像中，將比明場(chǎng)圖像的背景成分的信號(hào)值高的信號(hào)值作為閾值，從明場(chǎng)圖像中搜索明部的區(qū)域，作為搜索的結(jié)果提取出明部的區(qū)域時(shí)，使用該明部的區(qū)域，判別在板狀體是否存在缺陷區(qū)域。
文檔編號(hào)G01N21/958GK102132148SQ20098013354
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者兒玉孝太郎, 夜久昌司, 金子靜則 申請(qǐng)人:旭硝子株式會(huì)社