平板ガラス表面の異物検出装置
【課題】Ａ面とＢ面とで構成された両面を有する平板ガラスの表面に付着した異物を検出する。
【解決手段】平板ガラス３０のＡ面に向かって、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度で、Ｓ偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置５１と、平板ガラスのＡ面に照射される箇所を撮影するＡ面撮影装置１１と、Ａ面の法線ベクトルを基準にして、第１の角度よりも小さな第２の角度で前記Ａ面に向かって照射し、照射されたレーザー光の大部分が平板ガラスの厚さ方向に透過する第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置５３と、平板ガラスのＢ面に照射される箇所を撮影するＢ面撮影装置１３と、ならびに、前記Ａ面撮影装置とＢ面撮影装置とから入力された映像イメージを分析して、異物がいずれの撮影装置でより鮮やかに出力されるのかを判別することにより、異物が付着された面を判別する検出信号処理部９０とを含む。
【解決手段】平板ガラス３０のＡ面に向かって、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度で、Ｓ偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置５１と、平板ガラスのＡ面に照射される箇所を撮影するＡ面撮影装置１１と、Ａ面の法線ベクトルを基準にして、第１の角度よりも小さな第２の角度で前記Ａ面に向かって照射し、照射されたレーザー光の大部分が平板ガラスの厚さ方向に透過する第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置５３と、平板ガラスのＢ面に照射される箇所を撮影するＢ面撮影装置１３と、ならびに、前記Ａ面撮影装置とＢ面撮影装置とから入力された映像イメージを分析して、異物がいずれの撮影装置でより鮮やかに出力されるのかを判別することにより、異物が付着された面を判別する検出信号処理部９０とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板ガラス表面の異物検出装置に関し、より具体的には、マイクロ回路のパターンが蒸着される面の異物を正確に検出することができる、平板ガラス表面の異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板ディスプレイに用いられる平板ガラスは、一方の面にだけマイクロ回路のパターンが蒸着され、ガラス業界では、当該面を‘Ａ面’と称しており、他方の面にはマイクロ回路のパターンが蒸着されないが、これを、ガラス業界では‘Ｂ面’と称する。
【０００３】
平板ガラスのＡ面の表面に異物がある場合、このような異物の上にマイクロ回路のパターンが蒸着されると、マイクロ回路のパターン不良が引き起こされ易くなる。したがって、マイクロ回路のパターンを蒸着する前に、ガラス基板(特に、回路が蒸着されるべきＡ面)の上に異物があるかどうかを正確に検査しなければならない。
【０００４】
図１は、従来の平板ガラス表面の異物検出装置の概略図である。従来の平板ガラス表面の異物検出装置は、レーザー光照射部２０を用いて、小さい厚さを有するレーザー光を、平板ガラスに斜めから入射させる。入射されたレーザー光３１の一部は、平板ガラスを通過した後、透過されて透過レーザー光３５を形成し、その残りは、平板ガラスで反射されて、反射レーザー光３３を形成する。
【０００５】
図１に示されているように、レーザー光を、平板ガラスの面と大きな角度を成すように斜めから入射すると、入射されたレーザー光３１が平板ガラスのＡ面に到達する箇所と、投射レーザー光３５が平板ガラスのＢ面に到達する箇所とは、δＬだけの水平距離の差を有するようになる。
【０００６】
Ａ面の上部においてＡ面撮影装置１１を用いて異物の撮影を行うと、平面ガラスのＡ面にのみ存在する異物を撮影することができる。この時の原理とは、Ａ面撮影装置１１が撮影する際に、平板ガラスのＡ面に到逹したレーザー光のみがＡ面の異物８１によって散乱されてレンズへ入射し、平板ガラスのＢ面に到逹したレーザー光は、δＬほど離れた位置で平板ガラスのＢ面に到達するため、Ａ面撮影装置１１のレンズには入射されない現象を利用したものである。しかしながら、図１の従来の平板ガラス表面の異物検出装置は、用いられるレーザー光の厚さが非常に薄くなければ、平板ガラスのＡ面の異物だけを検出することは不可能であるが、現実的に用いることのできるレーザー光の厚さによって、平板ガラスのＢ面にある一部の異物９１も一緒に検出されるという問題がある。
【０００７】
平板ガラスのＡ面と平板ガラスのＢ面に異物が付着するのは一般的なことであるため、図１に示されたような従来の異物検出装置では平板ガラスのＢ面にある一部の異物が検出されることから、当該検出結果を用いて、平板ガラスのＡ面上の異物に関する正確な情報を得ることはできなくなる。さらに、平板ガラスの厚さが薄くなるほど、入射レーザー光３１が平板ガラスのＡ面に到達する箇所と、投射レーザー光３５が平板ガラスのＢ面に到達する箇所との水平距離の差であるδＬが減少し、検出結果はさらに不正確になるのが現状である。
【０００８】
また別の問題として、平板ガラスの移送装置が上下に振動する場合、Ａ面の異物とＢ面の異物とを正確に見分けするのがより難しくなることがある。このような問題を解決するために、従来の平板ガラスの異物検出装置では、高価の精密搬送設備を使用しなければならない問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、上下に振動する比較的に低価の搬送装備を使用しても、マイクロ回路のパターンが蒸着される平板ガラスの表面のＡ面上に付着した異物を正確に検出することができる、平板ガラス表面の異物検出装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上述した目的は、Ａ面とＢ面とで構成された両面を有する平板ガラスの表面に付着した異物を検出する、平板ガラス表面の異物検出装置において、平板ガラスのＡ面の上部から前記Ａ面に向かって、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度で、Ｓ方向に偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置と、Ａ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、平板ガラスのＡ面に照射される箇所を撮影するＡ面撮影装置と、平板ガラスのＡ面の上部から、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度よりも小さな第２の角度で前記Ａ面に向かって照射し、照射されたレーザー光の大部分が平板ガラスの厚さ方向に透過する第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置と、Ｂ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、平板ガラスのＢ面に照射される箇所を撮影するＢ面撮影装置と、ならびに、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置から入力された映像イメージを分析して、異物がいずれの撮影装置でより鮮やかに出力されるのかを判別することで、異物が付着された面を判別する検出信号処理部と、を含むことを特徴とする、平板ガラス表面の異物検出装置によって達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置によると、上下の振動の発生する精度の低い平板ガラスの移送装置を使用するとしても、平板ガラス基板に存在する異物がＡ面とＢ面のうちいずれの面に付着されているのかを正確に検出できるようになるため、これを用いて、ＬＣＤ、有機ＥＬなどのような平板ディスプレイの生産の際に発生し得る、マイクロパターンの不良を低減することが可能となった。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置の好ましい実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図２は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置の好ましい実施形態を概略的に示した構成図であり、図３は、図２のＡ-Ａ'方向の一部断面図である。
【００１４】
説明に先立って、Ａ面レーザー光照射装置５１と、Ｂ面レーザー光照射装置５３とがそれぞれ設けられる一側面とは、長方形に形成された平板ガラス基板３０の４つの角部のうち、平板ガラス基板３０の移送方向と並んで位置する角部を意味するものと定義される。
【００１５】
図２及び図３を参照すると、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置は、平板ガラス基板３０の上部の一側面からＡ面に向かって、Ｓ方向に偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置５１と、Ａ面上に存在する異物によって散乱されたレーザー光を受光するＡ面撮影装置１１と、平板ガラス基板３０の側面からＢ面に第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置５３と、Ｂ面上に存在する異物によって散乱されたレーザー光を受光するＢ面撮影装置１３と、Ａ面撮影装置１１及びＢ面撮影装置１３から入力された映像信号に基づいて、当該異物が、Ａ面またはＢ面のうちいずれの面に付着されているのかを検出する検出信号処理部９０とを含む。
【００１６】
ガラス基板３０は、ＬＣＤのようなディスプレイ装置のパネルに用いられる、薄肉のガラス材質の基板であって、一般に、０.５乃至０.７ｍｍの厚さで構成されて、Ａ面は、マイクロ回路のパターンが蒸着形成される面を指称することとし、Ｂ面は、マイクロ回路のパターンが形成されない面を指称することとする。参照番号‘１００’は、ガラス基板３０の移送方向を示し、符号Ｓは、Ａ面のレーザー照射部５１と、Ｂ面のレーザー照射部５３とによって照射されたレーザー光が、平面ガラス３０のＡ面の上に照射される領域を示したものである。
【００１７】
レーザー光照射装置５１、５３によってガラス基板のＡ面及びＢ面に照射されるレーザー光は、ほぼ１００ｍｍの幅と、０.６５ｍｍ乃至０.９５ｍｍの厚さを有することが好ましい。このとき、レーザー光の幅（約１００ｍｍ）は、ほぼ１ｍの幅を有するガラス基板３０に好適な寸法であって、ガラス基板が大型化すると、それに伴い、レーザー光の幅もそれに応じて大きなものを使用しなければならない。例えば、工程中のガラス基板３０が１ｍ以上の幅を有したガラス基板３０であれば、レーザー光は、１００ｍｍ以上の幅を有するようにした方が好ましく、工程中のガラス基板３０が１ｍ以下の幅を有したものであれば、前記レーザー光は、１００ｍｍ以下の幅を有するように構成する方が好ましい。
【００１８】
Ａ面レーザー光照射装置５１は、ガラス基板３０のＡ面に付着された異物を検出するための装置であるため、Ａ面レーザー光照射装置５１から出力されるレーザー光は、できる限り平板ガラス基板３０を透過することなく、反射が生じるようにするのが好ましい。このような理由より、Ａ面レーザー光照射装置５１から照射されたレーザー光と、平板ガラス３０のＡ面の法線ベクトルＧとが成す角度を‘第１の角度’（図３のθ１）と定義する場合、第１の角度θ１は、できるだけ９０度に近く維持した方が好適である。
【００１９】
図４は、Ｓ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。図４に表されているように、Ａ面レーザー光照射装置５１から照射されたレーザー光が、Ａ面の法線ベクトルと７５度（すなわち、θ１＝７５度）を形成しながら入射すると、入射光の約４５％が反射されることが分かる。Ａ面レーザー光照射装置５１からＡ面に照射される光は、大気中においてＡ面に到達する境界面と、Ａ面を透過した光がＢ面に到達する境界面とを含む、２つの境界面で反射が生じる。したがって、理論的には、第１の角度θ１が７５度になると、入射光の約６５％程度の光が反射されることが分かり、本願の発明者は、この程度の反射率が達成できた場合、実際のＡ面の異物の検出に適用することが可能となることを発見した。より好ましくは、第１の角度θ１を８０度以上で、且つ９０度以下の間に維持すれば、反射率を８５％以上に維持することができるため、Ａ面の異物の検出をより効率良く行うことができる。
【００２０】
Ｂ面レーザー光照射装置５３は、ガラス基板３０のＢ面に付着した異物を検出するためにレーザー光を照射する装置である。図５に示されているように、Ｂ面レーザー光照射装置５３から照射されたレーザー光が、入射光５３ｉとしてθ２の角度で入射すると、入射光５３ｉのうちの一部はθ２ｔの角度で透過光５３ｔを形成し、その残りの一部はθ２ｒの角度で反射光５３ｒを形成する。より厳密に言うと、ガラス基板３０に吸収される光も存在するが、これはこく僅かな量であるため無視することとする。図２と同様に、Ａ面の上部の側面からＢ面レーザー光照射装置５３を用いて照射する場合は、Ｂ面レーザー光照射装置５３から出力されるレーザー光は、できる限り平板ガラス基板３０の厚さ方向に透過するようにされるのが好ましい。このような理由より、Ｂ面レーザー光照射装置５３から照射されたレーザー光と、平板ガラス３０のＡ面の法線ベクトルＧとの成す角度を‘第２の角度’（図３のθ２）と定義する場合、第２の角度θ２は、できるだけ０度に近く維持する方が好ましい。Ｂ面レーザー光として偏光された光を使用しない場合、実験によれば、第２の角度θ２は、できるだけ４０度以下となるのが好適であり、より好ましくは、１０度以下とされる。偏光されていないレーザー光をガラスに照射する場合、入射角に対する透過率及び反射率は図４と同様のグラフを示して、第２の角度θ２が４０度である場合は、入射光のうち８５％程度が透過され、第２の角度θ２が１０度である場合は、９７％程度が透過されると知られている。
【００２１】
図６は、Ｐ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。図６に示されているように、Ｂ面レーザー光照射装置５３から照射されたレーザー光としてＰ偏光波を用いる場合、Ａ面の法線ベクトルと７０度（すなわち、θ２＝７０度）を形成しながら入射すると、入射光の約９０％が透過されることが分かる。したがって、理論的には、Ｂ面レーザーとしてＰ偏光されたレーザー光を使用する場合、第２の角度θ２を７０度以下に維持すると、入射光の約９０％程度以上の光を透過させることができ、本願の発明者は、この程度の透過率が達成できた場合、実際のＢ面の異物の検出に適用することが可能となるのを発見した。
【００２２】
より好ましくは、Ｂ面レーザー光照射装置５３から出射されるレーザー光を、Ｐ方向に偏光させた第２波長のレーザー光として形成し、これをブルースター角（brewster angle）で入射させるのが好ましい。Ｐ方向に偏光された光が、ガラス基板３０にブルースター角を形成しながら入射すると、反射波が生じることなく、１００％透過されるようになるためであり、図６を参照すると、ブルースター角は、約５５度付近で成り立つことが分かる。
【００２３】
さらに、Ａ面撮影装置１１とＢ面撮影装置１３は、それぞれ、第１波長のみを通過させるフィルタ、及び第２波長のみを透過させるフィルタを具備することが好ましい。
【００２４】
尚、Ｐ偏光方向とＳ偏光方向について、以下のように説明する。進行される光は、進行方向と垂直方向に正弦波形状を有する電界及び磁界が形成されるが、一般に、電界が形成される方向を偏光方向と規定する。以下において、図７を参照して偏光方向について説明する。一定の幅及び厚さを有するレーザー光が、地面に向かって入る方向に進行しながら、地面と出会う面をＳ面とするとき、ｙ軸方向に電界が形成されると、これをＰ偏光といい、x軸方向に電界が形成されると、これをＳ偏光という。これを、図２を参照して説明すると、Ａ面レーザー光照射装置５１から照射されたレーザー光が、平板ガラス３０のＡ面に照射される領域Ｓに平行した面に電界が形成されると、これをＰ偏光といい、垂直な面に電界が形成されると、これをＳ偏光と言う。
【００２５】
図８は、Ａ面レーザー照射装置によって照射されたレーザー光が、ガラス基板に付着された異物によって散乱された後、Ａ面撮影装置で検出される過程を説明するための説明図であり、図９は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置を介してガラス基板に付着した異物を検出し、これを視覚的に表示することを示した実施形態である。説明する前に、ガラス基板３０には、Ａ面とＢ面にそれぞれＡ面異物８１とＢ面異物９１とが付着されていると仮定した上で、本発明の平板ガラス表面の異物検出装置の働きについて説明する。Ａ面レーザー光によってガラス基板３０のＡ面に照射される入射光５５は、Ａ面に到逹した後、大部分は反射されて反射光５７を形成し、少量のその残りは、ガラス基板３０を透過する透過光５９を形成する。
【００２６】
以下では、図８及び図９を参照して、ガラス基板に存在する異物の検出、及び、検出した異物がガラス基板のいずれの面に存在するかを把握するための具体的な方法について説明する。Ａ面レーザー光の照射装置によって照射されたレーザー光がＡ面異物８１に照射されると、Ａ面レーザー光の入射光５５又は反射光５７のうちの一部は、Ａ面異物８１によって任意の角度で散乱され、ガラス基板３０の上部に配設されたＡ面撮影装置１１で受光される。図９の‘１１-８１’は、前記ガラス基板３０のＡ面異物８１によって散乱され、反射されたＡ面レーザー光を、Ａ面撮影装置１１が感知して表示した異物検出イメージの画面を示したものである。図示されているように、散乱反射される光が多くなるほど、検出されるイメージはより鮮やかに表示され、ガラス基板３０のＡ面に異物８１が存在していることを、作業者に視覚的に表示してくれるようになる。
【００２７】
一部の透過されたＡ面レーザー光がＢ面異物９１に到逹するとしても、Ａ面レーザー光の大部分がＡ面で反射されることから、Ｂ面異物９１には相対的に少ない量のＡ面レーザー光が到逹するようになるため、これによる影響（すなわち、散乱及び反射）が少ない。このため、Ａ面撮影装置１１によって検出された映像信号に基づいて生成提供されるイメージの画面（図９の‘１１-９１’）は、全体的に暗い空白状態として表示されたり、あるいは検出された異物の映像の解像度が非常に低く、鮮かではないイメージ形態として表される。実質的には、Ａ面撮影装置１１は一枚の映像イメージを撮影するため、当該映像のイメージには、鮮やかに撮影されたＡ面異物と、比較的に少ない光量で撮影された、ぼやけて撮影されたＢ面異物が同時に表示されるようになる。
【００２８】
一方、ガラス基板３０のＢ面に付着したＢ面異物９１について、以下のように説明する。Ｂ面レーザー光照射装置５３によって照射されたＢ面レーザー光がＡ面異物８１に到逹すると、入射されたすべての光に対して散乱及び反射が生じるため、Ｂ面撮影装置１３によって撮影されたＡ面異物の撮影イメージ（図９の‘１３-８１’）は、鮮やかなイメージ形態として表される。一方、ガラス基板３０のＢ面に付着したＢ面異物９１に、Ｂ面レーザー光の照射装置５３によって照射されるレーザー光が照射されると、Ｂ面レーザー光の大部分は、Ｂ面異物９１によって任意の角度で散乱され、ガラス基板３０の上部に配設されたＢ面撮影装置１３で受光される。図９の‘１３-９１’は、ガラス基板３０のＢ面に付着した異物９１によって散乱反射されたＢ面レーザー光を、Ｂ面検出装置１３が感知して表示する、異物検出イメージの画面を示したものである。実質的には、Ｂ面撮影装置１３は、一枚の映像イメージを撮影するため、当該映像イメージには、鮮かに撮影されたＡ面異物と、鮮やかに撮影されたＢ面異物とが表示されるようになる。
【００２９】
本発明の検出信号処理部は、Ａ面撮影装置によって撮影された映像イメージ及びＢ面撮影装置によって撮影された映像イメージに示されたそれぞれの異物の鮮明度を用いて、当該異物がいずれの面に付着されたものであるかを検出することができるようになる。
【００３０】
以下において、Ａ面レーザー光照射装置５１により、Ｓ方向偏光された第１の周波数レーザー光を、Ａ面の法線ベクトルと８０度を維持しながら入射させて、Ｂ面レーザー光照射装置５３により、Ｐ方向偏光された第２の周波数レーザー光を、Ａ面の法線ベクトルとブルースター角を維持しながら入射させる場合を仮定して、本発明にかかる、Ａ面異物８１とＢ面異物９１の検出方法について定量的に説明する。このとき、Ａ面レーザー光及びＢ面レーザー光は、１００程度の入射量を有し、Ａ面レーザー光が大気中に反射される反射率は８５％であると仮定し、Ｂ面レーザー光は１００％透過されると仮定し、また、異物に当たった光は、１００％の散乱が生じるものと仮定することにする。
【００３１】
【表１】
【００３２】
この場合、表１に示されているように、Ａ面レーザー光照射装置によって照射されたＡ面レーザー光により、Ａ面異物は１００程度の散乱が生じるが、一方、Ｂ面異物に関しては、１５程度の散乱しか生じないようになる。これに比べて、Ｂ面撮影装置の焦点がＡ面とＢ面とで同等に認識されると仮定すれば、Ｂ面レーザー光照射装置によって照射されたＢ面レーザー光は、Ａ面に照射された後に１００％がＢ面に透過されるので、Ａ面異物とＢ面異物の両方に対して１００程度の散乱が発生する。したがって、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置によって検出された、Ａ面異物に対して散乱された光量はトータルで２００となるが、それに対し、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置によって検出された、Ｂ面異物に対して散乱された全体の光量は、１１５となる。検出信号処理部は、Ａ面撮影装置によって撮影された映像イメージと、Ｂ面撮影装置によって撮影された映像イメージとを比較すると、それぞれの異物がＡ面に存在する異物であるか、Ｂ面に存在するものであるかを検出することができる。
【００３３】
表１のような比較によっては異物の検出が困難である場合は、Ａ面レーザー光の強度をＢ面レーザー光の強度よりも２倍大きく設定すれば、より一層容易に検出することができる。Ａ面レーザー光は入射量２００を有して、Ｂ面レーザー光は入射量１００を有し、Ａ面レーザー光が大気中に反射される反射率は８５％であると仮定し、Ｂ面レーザー光は１００％が透過されると仮定し、さらに、異物に当たった光は、１００％の散乱が生じると仮定した場合、上記表１の数値は、表２のように変更される。
【００３４】
【表２】
【００３５】
上記表２に示されているように、Ａ面レーザー光照射装置とＢ面レーザー光照射装置との出力を相異なるようにした場合、異物の位置による光量の差がより確実に示されるため、検出信号処理部は、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置から受光される当該異物の散乱光量の合計を用いて、当該異物がいずれの面に付着しているのかをより容易に検出することができる。
【００３６】
図１０は、ガラス基板３０の移送装置が垂直に移動する場合でも、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置によって正確に異物の検出を行うことができることを説明する説明図である。図１０（ａ）は、移送中のガラス基板３０が、水平に正常な位置で移送中であることを示した図であり、図１０（ｂ）に示されたガラス基板３２は、移送装置の垂直偏差によってそのフラットネスが変わったガラス基板３２であって、正常の位置３０から上部側に‘Δ’ほどフラットネスが変わった状態で移送中であることを示す。図１０において、Ａ面撮影装置がガラス基板３０の上部に照射される領域を、参照番号‘５０’として示している。
【００３７】
従来、ガラス表面の異物検出装置は、上述したように、移送中に発生するガラス基板３０のフラットネス変化に適切に対応することができず、ガラス基板３０に付着した異物の検出精度が低下するという問題があった。しかし、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置は、ガラス基板３０のフラットネス変化が発生した場合であっても、ガラス基板３０の移送方向と垂直な方向から照射されるレーザー光によって、基板３０のフラットネス変化による影響を最小化することができる。
【００３８】
図１０（ａ）及び（ｂ）を参照し、Ａ面異物の検出過程についてよく検討すると、Ａ面レーザー光５９が照射されている領域に到逹したガラス基板３０が、完全な平面位置（すなわち、ガラス基板‘３０’の位置）から‘Δ’ほど上部方向に移動してより高い地点（すなわち、ガラス基板‘３２’の位置）に位置しても、ガラス基板３２の上面は、上部レーザー光５９の内部に依然として含まれている状態を維持するようになる。したがって、ガラス基板３０のＡ面に付着した異物による散乱反射が生じるため、異物の検出を的確に行うことができる。
【００３９】
これは、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置は、Ａ面レーザー光５９をガラス基板３０の移送方向に垂直な方向から照射するとともに、上部レーザー光５９が、ガラス基板３０の上面から、所定の傾斜角を形成しながら斜めから入射するように構成することで、移送中にあるガラス基板３０に‘Δ’ほどのフラットネスの変化が発生した場合でも、ガラス基板３２の上面は、常に上記レーザー光の幅方向の内面に含まれ得るからである。
【００４０】
図１１は、本発明において用いられるレーザー光の形状を説明するための図である。図１１（ａ）は、紙面の手前側に移送中のガラス基板３０のＡ面の側面からレーザー光５９が照射されていることを示した図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ−Ｂ'断面を示した図である。図１１（ｂ）に示されているように、レーザー光５９は、ガラス基板３０の幅方向ｗには小さな厚さＴを有し、ガラス基板３０の厚さｔ方向には広い幅Φを有する、楕円形状を有するようにした。このようなレーザー形状を用いることにより、フラットネスが一定ではない、比較的に低価の移送装置を用いた場合であっても、ガラス基板３０上の異物を正確に検出することが可能となった。
【００４１】
以上で本発明にかかる特定の実施形態が説明及び図示されたが、本発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内で、当業者であれば、多様に変形して実施することができるのが容易に理解できるだろう。このように変形した実施形態は、本発明の思想及び範囲から個別的に理解されてはならず、本発明に添付の特許請求の範囲内に属するとみなすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、従来の平板ガラス表面の異物検出装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置の好ましい実施形態を概略的に示した構成図である。
【図３】図３は、図２のＡ-Ａ'方向の一部断面図である。
【図４】図４は、Ｓ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。
【図５】図５は、レーザー光の入射角に対する反射角及び透過角を説明する波形図である。
【図６】図６は、Ｐ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。
【図７】図７は、Ｐ偏光及びＳ偏光を説明するための波形図である。
【図８】図８は、Ａ面レーザー照射装置によって照射されたレーザー光がガラス基板に付着された異物によって散乱された後、Ａ面撮影装置によって検出される過程を説明するための説明図である。
【図９】図９は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置を介してガラス基板に付着した異物を検出し、これを視覚的に表示することを示した実施形態である。
【図１０】図１０は、ガラス基板の移送装置が垂直に移動する場合であっても、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置によって正確に異物の検出を行うことができることを説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、本発明において用いられるレーザー光の形状を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ Ａ面撮影装置
１３ Ｂ面撮影装置
３０ 平板ガラス
５１ Ａ面レーザー光照射装置
５３ Ｂ面レーザー光照射装置
５５ 入射光
５７ 反射光
５９ 透過光
８１ Ａ面異物
９１ Ｂ面異物
８３ 散乱光
１００ 平板ガラス移送方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平板ガラス表面の異物検出装置に関し、より具体的には、マイクロ回路のパターンが蒸着される面の異物を正確に検出することができる、平板ガラス表面の異物検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
平板ディスプレイに用いられる平板ガラスは、一方の面にだけマイクロ回路のパターンが蒸着され、ガラス業界では、当該面を‘Ａ面’と称しており、他方の面にはマイクロ回路のパターンが蒸着されないが、これを、ガラス業界では‘Ｂ面’と称する。
【０００３】
平板ガラスのＡ面の表面に異物がある場合、このような異物の上にマイクロ回路のパターンが蒸着されると、マイクロ回路のパターン不良が引き起こされ易くなる。したがって、マイクロ回路のパターンを蒸着する前に、ガラス基板(特に、回路が蒸着されるべきＡ面)の上に異物があるかどうかを正確に検査しなければならない。
【０００４】
図１は、従来の平板ガラス表面の異物検出装置の概略図である。従来の平板ガラス表面の異物検出装置は、レーザー光照射部２０を用いて、小さい厚さを有するレーザー光を、平板ガラスに斜めから入射させる。入射されたレーザー光３１の一部は、平板ガラスを通過した後、透過されて透過レーザー光３５を形成し、その残りは、平板ガラスで反射されて、反射レーザー光３３を形成する。
【０００５】
図１に示されているように、レーザー光を、平板ガラスの面と大きな角度を成すように斜めから入射すると、入射されたレーザー光３１が平板ガラスのＡ面に到達する箇所と、投射レーザー光３５が平板ガラスのＢ面に到達する箇所とは、δＬだけの水平距離の差を有するようになる。
【０００６】
Ａ面の上部においてＡ面撮影装置１１を用いて異物の撮影を行うと、平面ガラスのＡ面にのみ存在する異物を撮影することができる。この時の原理とは、Ａ面撮影装置１１が撮影する際に、平板ガラスのＡ面に到逹したレーザー光のみがＡ面の異物８１によって散乱されてレンズへ入射し、平板ガラスのＢ面に到逹したレーザー光は、δＬほど離れた位置で平板ガラスのＢ面に到達するため、Ａ面撮影装置１１のレンズには入射されない現象を利用したものである。しかしながら、図１の従来の平板ガラス表面の異物検出装置は、用いられるレーザー光の厚さが非常に薄くなければ、平板ガラスのＡ面の異物だけを検出することは不可能であるが、現実的に用いることのできるレーザー光の厚さによって、平板ガラスのＢ面にある一部の異物９１も一緒に検出されるという問題がある。
【０００７】
平板ガラスのＡ面と平板ガラスのＢ面に異物が付着するのは一般的なことであるため、図１に示されたような従来の異物検出装置では平板ガラスのＢ面にある一部の異物が検出されることから、当該検出結果を用いて、平板ガラスのＡ面上の異物に関する正確な情報を得ることはできなくなる。さらに、平板ガラスの厚さが薄くなるほど、入射レーザー光３１が平板ガラスのＡ面に到達する箇所と、投射レーザー光３５が平板ガラスのＢ面に到達する箇所との水平距離の差であるδＬが減少し、検出結果はさらに不正確になるのが現状である。
【０００８】
また別の問題として、平板ガラスの移送装置が上下に振動する場合、Ａ面の異物とＢ面の異物とを正確に見分けするのがより難しくなることがある。このような問題を解決するために、従来の平板ガラスの異物検出装置では、高価の精密搬送設備を使用しなければならない問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであって、上下に振動する比較的に低価の搬送装備を使用しても、マイクロ回路のパターンが蒸着される平板ガラスの表面のＡ面上に付着した異物を正確に検出することができる、平板ガラス表面の異物検出装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の上述した目的は、Ａ面とＢ面とで構成された両面を有する平板ガラスの表面に付着した異物を検出する、平板ガラス表面の異物検出装置において、平板ガラスのＡ面の上部から前記Ａ面に向かって、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度で、Ｓ方向に偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置と、Ａ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、平板ガラスのＡ面に照射される箇所を撮影するＡ面撮影装置と、平板ガラスのＡ面の上部から、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度よりも小さな第２の角度で前記Ａ面に向かって照射し、照射されたレーザー光の大部分が平板ガラスの厚さ方向に透過する第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置と、Ｂ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、平板ガラスのＢ面に照射される箇所を撮影するＢ面撮影装置と、ならびに、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置から入力された映像イメージを分析して、異物がいずれの撮影装置でより鮮やかに出力されるのかを判別することで、異物が付着された面を判別する検出信号処理部と、を含むことを特徴とする、平板ガラス表面の異物検出装置によって達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置によると、上下の振動の発生する精度の低い平板ガラスの移送装置を使用するとしても、平板ガラス基板に存在する異物がＡ面とＢ面のうちいずれの面に付着されているのかを正確に検出できるようになるため、これを用いて、ＬＣＤ、有機ＥＬなどのような平板ディスプレイの生産の際に発生し得る、マイクロパターンの不良を低減することが可能となった。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置の好ましい実施形態を、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図２は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置の好ましい実施形態を概略的に示した構成図であり、図３は、図２のＡ-Ａ'方向の一部断面図である。
【００１４】
説明に先立って、Ａ面レーザー光照射装置５１と、Ｂ面レーザー光照射装置５３とがそれぞれ設けられる一側面とは、長方形に形成された平板ガラス基板３０の４つの角部のうち、平板ガラス基板３０の移送方向と並んで位置する角部を意味するものと定義される。
【００１５】
図２及び図３を参照すると、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置は、平板ガラス基板３０の上部の一側面からＡ面に向かって、Ｓ方向に偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置５１と、Ａ面上に存在する異物によって散乱されたレーザー光を受光するＡ面撮影装置１１と、平板ガラス基板３０の側面からＢ面に第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置５３と、Ｂ面上に存在する異物によって散乱されたレーザー光を受光するＢ面撮影装置１３と、Ａ面撮影装置１１及びＢ面撮影装置１３から入力された映像信号に基づいて、当該異物が、Ａ面またはＢ面のうちいずれの面に付着されているのかを検出する検出信号処理部９０とを含む。
【００１６】
ガラス基板３０は、ＬＣＤのようなディスプレイ装置のパネルに用いられる、薄肉のガラス材質の基板であって、一般に、０.５乃至０.７ｍｍの厚さで構成されて、Ａ面は、マイクロ回路のパターンが蒸着形成される面を指称することとし、Ｂ面は、マイクロ回路のパターンが形成されない面を指称することとする。参照番号‘１００’は、ガラス基板３０の移送方向を示し、符号Ｓは、Ａ面のレーザー照射部５１と、Ｂ面のレーザー照射部５３とによって照射されたレーザー光が、平面ガラス３０のＡ面の上に照射される領域を示したものである。
【００１７】
レーザー光照射装置５１、５３によってガラス基板のＡ面及びＢ面に照射されるレーザー光は、ほぼ１００ｍｍの幅と、０.６５ｍｍ乃至０.９５ｍｍの厚さを有することが好ましい。このとき、レーザー光の幅（約１００ｍｍ）は、ほぼ１ｍの幅を有するガラス基板３０に好適な寸法であって、ガラス基板が大型化すると、それに伴い、レーザー光の幅もそれに応じて大きなものを使用しなければならない。例えば、工程中のガラス基板３０が１ｍ以上の幅を有したガラス基板３０であれば、レーザー光は、１００ｍｍ以上の幅を有するようにした方が好ましく、工程中のガラス基板３０が１ｍ以下の幅を有したものであれば、前記レーザー光は、１００ｍｍ以下の幅を有するように構成する方が好ましい。
【００１８】
Ａ面レーザー光照射装置５１は、ガラス基板３０のＡ面に付着された異物を検出するための装置であるため、Ａ面レーザー光照射装置５１から出力されるレーザー光は、できる限り平板ガラス基板３０を透過することなく、反射が生じるようにするのが好ましい。このような理由より、Ａ面レーザー光照射装置５１から照射されたレーザー光と、平板ガラス３０のＡ面の法線ベクトルＧとが成す角度を‘第１の角度’（図３のθ１）と定義する場合、第１の角度θ１は、できるだけ９０度に近く維持した方が好適である。
【００１９】
図４は、Ｓ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。図４に表されているように、Ａ面レーザー光照射装置５１から照射されたレーザー光が、Ａ面の法線ベクトルと７５度（すなわち、θ１＝７５度）を形成しながら入射すると、入射光の約４５％が反射されることが分かる。Ａ面レーザー光照射装置５１からＡ面に照射される光は、大気中においてＡ面に到達する境界面と、Ａ面を透過した光がＢ面に到達する境界面とを含む、２つの境界面で反射が生じる。したがって、理論的には、第１の角度θ１が７５度になると、入射光の約６５％程度の光が反射されることが分かり、本願の発明者は、この程度の反射率が達成できた場合、実際のＡ面の異物の検出に適用することが可能となることを発見した。より好ましくは、第１の角度θ１を８０度以上で、且つ９０度以下の間に維持すれば、反射率を８５％以上に維持することができるため、Ａ面の異物の検出をより効率良く行うことができる。
【００２０】
Ｂ面レーザー光照射装置５３は、ガラス基板３０のＢ面に付着した異物を検出するためにレーザー光を照射する装置である。図５に示されているように、Ｂ面レーザー光照射装置５３から照射されたレーザー光が、入射光５３ｉとしてθ２の角度で入射すると、入射光５３ｉのうちの一部はθ２ｔの角度で透過光５３ｔを形成し、その残りの一部はθ２ｒの角度で反射光５３ｒを形成する。より厳密に言うと、ガラス基板３０に吸収される光も存在するが、これはこく僅かな量であるため無視することとする。図２と同様に、Ａ面の上部の側面からＢ面レーザー光照射装置５３を用いて照射する場合は、Ｂ面レーザー光照射装置５３から出力されるレーザー光は、できる限り平板ガラス基板３０の厚さ方向に透過するようにされるのが好ましい。このような理由より、Ｂ面レーザー光照射装置５３から照射されたレーザー光と、平板ガラス３０のＡ面の法線ベクトルＧとの成す角度を‘第２の角度’（図３のθ２）と定義する場合、第２の角度θ２は、できるだけ０度に近く維持する方が好ましい。Ｂ面レーザー光として偏光された光を使用しない場合、実験によれば、第２の角度θ２は、できるだけ４０度以下となるのが好適であり、より好ましくは、１０度以下とされる。偏光されていないレーザー光をガラスに照射する場合、入射角に対する透過率及び反射率は図４と同様のグラフを示して、第２の角度θ２が４０度である場合は、入射光のうち８５％程度が透過され、第２の角度θ２が１０度である場合は、９７％程度が透過されると知られている。
【００２１】
図６は、Ｐ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。図６に示されているように、Ｂ面レーザー光照射装置５３から照射されたレーザー光としてＰ偏光波を用いる場合、Ａ面の法線ベクトルと７０度（すなわち、θ２＝７０度）を形成しながら入射すると、入射光の約９０％が透過されることが分かる。したがって、理論的には、Ｂ面レーザーとしてＰ偏光されたレーザー光を使用する場合、第２の角度θ２を７０度以下に維持すると、入射光の約９０％程度以上の光を透過させることができ、本願の発明者は、この程度の透過率が達成できた場合、実際のＢ面の異物の検出に適用することが可能となるのを発見した。
【００２２】
より好ましくは、Ｂ面レーザー光照射装置５３から出射されるレーザー光を、Ｐ方向に偏光させた第２波長のレーザー光として形成し、これをブルースター角（brewster angle）で入射させるのが好ましい。Ｐ方向に偏光された光が、ガラス基板３０にブルースター角を形成しながら入射すると、反射波が生じることなく、１００％透過されるようになるためであり、図６を参照すると、ブルースター角は、約５５度付近で成り立つことが分かる。
【００２３】
さらに、Ａ面撮影装置１１とＢ面撮影装置１３は、それぞれ、第１波長のみを通過させるフィルタ、及び第２波長のみを透過させるフィルタを具備することが好ましい。
【００２４】
尚、Ｐ偏光方向とＳ偏光方向について、以下のように説明する。進行される光は、進行方向と垂直方向に正弦波形状を有する電界及び磁界が形成されるが、一般に、電界が形成される方向を偏光方向と規定する。以下において、図７を参照して偏光方向について説明する。一定の幅及び厚さを有するレーザー光が、地面に向かって入る方向に進行しながら、地面と出会う面をＳ面とするとき、ｙ軸方向に電界が形成されると、これをＰ偏光といい、x軸方向に電界が形成されると、これをＳ偏光という。これを、図２を参照して説明すると、Ａ面レーザー光照射装置５１から照射されたレーザー光が、平板ガラス３０のＡ面に照射される領域Ｓに平行した面に電界が形成されると、これをＰ偏光といい、垂直な面に電界が形成されると、これをＳ偏光と言う。
【００２５】
図８は、Ａ面レーザー照射装置によって照射されたレーザー光が、ガラス基板に付着された異物によって散乱された後、Ａ面撮影装置で検出される過程を説明するための説明図であり、図９は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置を介してガラス基板に付着した異物を検出し、これを視覚的に表示することを示した実施形態である。説明する前に、ガラス基板３０には、Ａ面とＢ面にそれぞれＡ面異物８１とＢ面異物９１とが付着されていると仮定した上で、本発明の平板ガラス表面の異物検出装置の働きについて説明する。Ａ面レーザー光によってガラス基板３０のＡ面に照射される入射光５５は、Ａ面に到逹した後、大部分は反射されて反射光５７を形成し、少量のその残りは、ガラス基板３０を透過する透過光５９を形成する。
【００２６】
以下では、図８及び図９を参照して、ガラス基板に存在する異物の検出、及び、検出した異物がガラス基板のいずれの面に存在するかを把握するための具体的な方法について説明する。Ａ面レーザー光の照射装置によって照射されたレーザー光がＡ面異物８１に照射されると、Ａ面レーザー光の入射光５５又は反射光５７のうちの一部は、Ａ面異物８１によって任意の角度で散乱され、ガラス基板３０の上部に配設されたＡ面撮影装置１１で受光される。図９の‘１１-８１’は、前記ガラス基板３０のＡ面異物８１によって散乱され、反射されたＡ面レーザー光を、Ａ面撮影装置１１が感知して表示した異物検出イメージの画面を示したものである。図示されているように、散乱反射される光が多くなるほど、検出されるイメージはより鮮やかに表示され、ガラス基板３０のＡ面に異物８１が存在していることを、作業者に視覚的に表示してくれるようになる。
【００２７】
一部の透過されたＡ面レーザー光がＢ面異物９１に到逹するとしても、Ａ面レーザー光の大部分がＡ面で反射されることから、Ｂ面異物９１には相対的に少ない量のＡ面レーザー光が到逹するようになるため、これによる影響（すなわち、散乱及び反射）が少ない。このため、Ａ面撮影装置１１によって検出された映像信号に基づいて生成提供されるイメージの画面（図９の‘１１-９１’）は、全体的に暗い空白状態として表示されたり、あるいは検出された異物の映像の解像度が非常に低く、鮮かではないイメージ形態として表される。実質的には、Ａ面撮影装置１１は一枚の映像イメージを撮影するため、当該映像のイメージには、鮮やかに撮影されたＡ面異物と、比較的に少ない光量で撮影された、ぼやけて撮影されたＢ面異物が同時に表示されるようになる。
【００２８】
一方、ガラス基板３０のＢ面に付着したＢ面異物９１について、以下のように説明する。Ｂ面レーザー光照射装置５３によって照射されたＢ面レーザー光がＡ面異物８１に到逹すると、入射されたすべての光に対して散乱及び反射が生じるため、Ｂ面撮影装置１３によって撮影されたＡ面異物の撮影イメージ（図９の‘１３-８１’）は、鮮やかなイメージ形態として表される。一方、ガラス基板３０のＢ面に付着したＢ面異物９１に、Ｂ面レーザー光の照射装置５３によって照射されるレーザー光が照射されると、Ｂ面レーザー光の大部分は、Ｂ面異物９１によって任意の角度で散乱され、ガラス基板３０の上部に配設されたＢ面撮影装置１３で受光される。図９の‘１３-９１’は、ガラス基板３０のＢ面に付着した異物９１によって散乱反射されたＢ面レーザー光を、Ｂ面検出装置１３が感知して表示する、異物検出イメージの画面を示したものである。実質的には、Ｂ面撮影装置１３は、一枚の映像イメージを撮影するため、当該映像イメージには、鮮かに撮影されたＡ面異物と、鮮やかに撮影されたＢ面異物とが表示されるようになる。
【００２９】
本発明の検出信号処理部は、Ａ面撮影装置によって撮影された映像イメージ及びＢ面撮影装置によって撮影された映像イメージに示されたそれぞれの異物の鮮明度を用いて、当該異物がいずれの面に付着されたものであるかを検出することができるようになる。
【００３０】
以下において、Ａ面レーザー光照射装置５１により、Ｓ方向偏光された第１の周波数レーザー光を、Ａ面の法線ベクトルと８０度を維持しながら入射させて、Ｂ面レーザー光照射装置５３により、Ｐ方向偏光された第２の周波数レーザー光を、Ａ面の法線ベクトルとブルースター角を維持しながら入射させる場合を仮定して、本発明にかかる、Ａ面異物８１とＢ面異物９１の検出方法について定量的に説明する。このとき、Ａ面レーザー光及びＢ面レーザー光は、１００程度の入射量を有し、Ａ面レーザー光が大気中に反射される反射率は８５％であると仮定し、Ｂ面レーザー光は１００％透過されると仮定し、また、異物に当たった光は、１００％の散乱が生じるものと仮定することにする。
【００３１】
【表１】
【００３２】
この場合、表１に示されているように、Ａ面レーザー光照射装置によって照射されたＡ面レーザー光により、Ａ面異物は１００程度の散乱が生じるが、一方、Ｂ面異物に関しては、１５程度の散乱しか生じないようになる。これに比べて、Ｂ面撮影装置の焦点がＡ面とＢ面とで同等に認識されると仮定すれば、Ｂ面レーザー光照射装置によって照射されたＢ面レーザー光は、Ａ面に照射された後に１００％がＢ面に透過されるので、Ａ面異物とＢ面異物の両方に対して１００程度の散乱が発生する。したがって、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置によって検出された、Ａ面異物に対して散乱された光量はトータルで２００となるが、それに対し、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置によって検出された、Ｂ面異物に対して散乱された全体の光量は、１１５となる。検出信号処理部は、Ａ面撮影装置によって撮影された映像イメージと、Ｂ面撮影装置によって撮影された映像イメージとを比較すると、それぞれの異物がＡ面に存在する異物であるか、Ｂ面に存在するものであるかを検出することができる。
【００３３】
表１のような比較によっては異物の検出が困難である場合は、Ａ面レーザー光の強度をＢ面レーザー光の強度よりも２倍大きく設定すれば、より一層容易に検出することができる。Ａ面レーザー光は入射量２００を有して、Ｂ面レーザー光は入射量１００を有し、Ａ面レーザー光が大気中に反射される反射率は８５％であると仮定し、Ｂ面レーザー光は１００％が透過されると仮定し、さらに、異物に当たった光は、１００％の散乱が生じると仮定した場合、上記表１の数値は、表２のように変更される。
【００３４】
【表２】
【００３５】
上記表２に示されているように、Ａ面レーザー光照射装置とＢ面レーザー光照射装置との出力を相異なるようにした場合、異物の位置による光量の差がより確実に示されるため、検出信号処理部は、Ａ面撮影装置及びＢ面撮影装置から受光される当該異物の散乱光量の合計を用いて、当該異物がいずれの面に付着しているのかをより容易に検出することができる。
【００３６】
図１０は、ガラス基板３０の移送装置が垂直に移動する場合でも、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置によって正確に異物の検出を行うことができることを説明する説明図である。図１０（ａ）は、移送中のガラス基板３０が、水平に正常な位置で移送中であることを示した図であり、図１０（ｂ）に示されたガラス基板３２は、移送装置の垂直偏差によってそのフラットネスが変わったガラス基板３２であって、正常の位置３０から上部側に‘Δ’ほどフラットネスが変わった状態で移送中であることを示す。図１０において、Ａ面撮影装置がガラス基板３０の上部に照射される領域を、参照番号‘５０’として示している。
【００３７】
従来、ガラス表面の異物検出装置は、上述したように、移送中に発生するガラス基板３０のフラットネス変化に適切に対応することができず、ガラス基板３０に付着した異物の検出精度が低下するという問題があった。しかし、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置は、ガラス基板３０のフラットネス変化が発生した場合であっても、ガラス基板３０の移送方向と垂直な方向から照射されるレーザー光によって、基板３０のフラットネス変化による影響を最小化することができる。
【００３８】
図１０（ａ）及び（ｂ）を参照し、Ａ面異物の検出過程についてよく検討すると、Ａ面レーザー光５９が照射されている領域に到逹したガラス基板３０が、完全な平面位置（すなわち、ガラス基板‘３０’の位置）から‘Δ’ほど上部方向に移動してより高い地点（すなわち、ガラス基板‘３２’の位置）に位置しても、ガラス基板３２の上面は、上部レーザー光５９の内部に依然として含まれている状態を維持するようになる。したがって、ガラス基板３０のＡ面に付着した異物による散乱反射が生じるため、異物の検出を的確に行うことができる。
【００３９】
これは、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置は、Ａ面レーザー光５９をガラス基板３０の移送方向に垂直な方向から照射するとともに、上部レーザー光５９が、ガラス基板３０の上面から、所定の傾斜角を形成しながら斜めから入射するように構成することで、移送中にあるガラス基板３０に‘Δ’ほどのフラットネスの変化が発生した場合でも、ガラス基板３２の上面は、常に上記レーザー光の幅方向の内面に含まれ得るからである。
【００４０】
図１１は、本発明において用いられるレーザー光の形状を説明するための図である。図１１（ａ）は、紙面の手前側に移送中のガラス基板３０のＡ面の側面からレーザー光５９が照射されていることを示した図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ−Ｂ'断面を示した図である。図１１（ｂ）に示されているように、レーザー光５９は、ガラス基板３０の幅方向ｗには小さな厚さＴを有し、ガラス基板３０の厚さｔ方向には広い幅Φを有する、楕円形状を有するようにした。このようなレーザー形状を用いることにより、フラットネスが一定ではない、比較的に低価の移送装置を用いた場合であっても、ガラス基板３０上の異物を正確に検出することが可能となった。
【００４１】
以上で本発明にかかる特定の実施形態が説明及び図示されたが、本発明の技術的な思想から逸脱しない範囲内で、当業者であれば、多様に変形して実施することができるのが容易に理解できるだろう。このように変形した実施形態は、本発明の思想及び範囲から個別的に理解されてはならず、本発明に添付の特許請求の範囲内に属するとみなすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、従来の平板ガラス表面の異物検出装置の概略図である。
【図２】図２は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置の好ましい実施形態を概略的に示した構成図である。
【図３】図３は、図２のＡ-Ａ'方向の一部断面図である。
【図４】図４は、Ｓ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。
【図５】図５は、レーザー光の入射角に対する反射角及び透過角を説明する波形図である。
【図６】図６は、Ｐ偏光波のガラスへの入射角に対する透過率及び反射率が示されたグラフである。
【図７】図７は、Ｐ偏光及びＳ偏光を説明するための波形図である。
【図８】図８は、Ａ面レーザー照射装置によって照射されたレーザー光がガラス基板に付着された異物によって散乱された後、Ａ面撮影装置によって検出される過程を説明するための説明図である。
【図９】図９は、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置を介してガラス基板に付着した異物を検出し、これを視覚的に表示することを示した実施形態である。
【図１０】図１０は、ガラス基板の移送装置が垂直に移動する場合であっても、本発明にかかる平板ガラス表面の異物検出装置によって正確に異物の検出を行うことができることを説明するための説明図である。
【図１１】図１１は、本発明において用いられるレーザー光の形状を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００４３】
１１ Ａ面撮影装置
１３ Ｂ面撮影装置
３０ 平板ガラス
５１ Ａ面レーザー光照射装置
５３ Ｂ面レーザー光照射装置
５５ 入射光
５７ 反射光
５９ 透過光
８１ Ａ面異物
９１ Ｂ面異物
８３ 散乱光
１００ 平板ガラス移送方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ面とＢ面とで構成された両面を有する平板ガラスの表面に付着した異物を検出する、平板ガラス表面の異物検出装置において、
前記平板ガラスのＡ面の上部から前記Ａ面に向かって、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度で、Ｓ方向に偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置と、
前記Ａ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、前記平板ガラスのＡ面に照射される箇所を撮影するＡ面撮影装置と、
前記平板ガラスのＡ面の上部から、Ａ面の法線ベクトルを基準にして前記第１の角度よりも小さな第２の角度で前記Ａ面に向かって照射し、照射されたレーザー光の大部分が平板ガラスの厚さ方向に透過する第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置と、
前記Ｂ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、前記平板ガラスのＢ面に照射される箇所を撮影するＢ面撮影装置と、
ならびに、
前記Ａ面撮影装置及び前記Ｂ面撮影装置から入力された映像イメージを分析して、前記異物が付着された面の判別を行う検出信号処理部と、
を含むことを特徴とする平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項２】
前記Ａ面撮影装置には、前記第１の波長を選択的に透過するフィルタが設けられて、前記Ｂ面撮影装置には、前記第２の波長を選択的に透過するフィルタが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項３】
前記第１の角度は、７５度以上であることを特徴とする、請求項１に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項４】
前記第１の角度は、８０度以上であることを特徴とする、請求項３に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項５】
前記Ｂ面レーザー光照射装置は、Ｐ偏光されたレーザー光を照射することを特徴とする、請求項１に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項６】
前記第２の角度は、前記Ｂ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が平板ガラスのＡ面によって反射される反射波と、前記平板ガラスの厚さ方向に屈折される屈折波とが成す角度が９０度に維持されるブルースター角であることを特徴とする、請求項５に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項７】
前記第２の角度は、前記Ａ面の法線ベクトルに対して７０度以下であることを特徴とする、請求項５に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項８】
前記Ａ面レーザー光照射装置及びＢ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光は、前記ガラス基板の厚さ方向に定義される幅φと、前記ガラス基板の幅方向に定義される厚さＴとを有し、前記レーザー光は、幅φが厚さＴよりも大きく形成される楕円形状であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のガラス表面の異物検出装置。
【請求項９】
前記第２の角度は、０度以上であり、且つ４０度以下の間の角度であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のガラス表面の異物検出装置。
【請求項１】
Ａ面とＢ面とで構成された両面を有する平板ガラスの表面に付着した異物を検出する、平板ガラス表面の異物検出装置において、
前記平板ガラスのＡ面の上部から前記Ａ面に向かって、Ａ面の法線ベクトルを基準にして第１の角度で、Ｓ方向に偏光された第１波長のレーザー光を照射するＡ面レーザー光照射装置と、
前記Ａ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、前記平板ガラスのＡ面に照射される箇所を撮影するＡ面撮影装置と、
前記平板ガラスのＡ面の上部から、Ａ面の法線ベクトルを基準にして前記第１の角度よりも小さな第２の角度で前記Ａ面に向かって照射し、照射されたレーザー光の大部分が平板ガラスの厚さ方向に透過する第２波長のレーザー光を照射するＢ面レーザー光照射装置と、
前記Ｂ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が、前記平板ガラスのＢ面に照射される箇所を撮影するＢ面撮影装置と、
ならびに、
前記Ａ面撮影装置及び前記Ｂ面撮影装置から入力された映像イメージを分析して、前記異物が付着された面の判別を行う検出信号処理部と、
を含むことを特徴とする平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項２】
前記Ａ面撮影装置には、前記第１の波長を選択的に透過するフィルタが設けられて、前記Ｂ面撮影装置には、前記第２の波長を選択的に透過するフィルタが設けられることを特徴とする、請求項１に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項３】
前記第１の角度は、７５度以上であることを特徴とする、請求項１に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項４】
前記第１の角度は、８０度以上であることを特徴とする、請求項３に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項５】
前記Ｂ面レーザー光照射装置は、Ｐ偏光されたレーザー光を照射することを特徴とする、請求項１に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項６】
前記第２の角度は、前記Ｂ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光が平板ガラスのＡ面によって反射される反射波と、前記平板ガラスの厚さ方向に屈折される屈折波とが成す角度が９０度に維持されるブルースター角であることを特徴とする、請求項５に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項７】
前記第２の角度は、前記Ａ面の法線ベクトルに対して７０度以下であることを特徴とする、請求項５に記載の平板ガラス表面の異物検出装置。
【請求項８】
前記Ａ面レーザー光照射装置及びＢ面レーザー光照射装置から照射されたレーザー光は、前記ガラス基板の厚さ方向に定義される幅φと、前記ガラス基板の幅方向に定義される厚さＴとを有し、前記レーザー光は、幅φが厚さＴよりも大きく形成される楕円形状であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかに記載のガラス表面の異物検出装置。
【請求項９】
前記第２の角度は、０度以上であり、且つ４０度以下の間の角度であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載のガラス表面の異物検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１５８４５３（Ｐ２０１１−１５８４５３Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２９３７５（Ｐ２０１０−２９３７５）
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（５０９２９６４３２）サムスン・コーニング・プレシジョン・グラス・カンパニー・リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【出願人】（５０９２９６４３２）サムスン・コーニング・プレシジョン・グラス・カンパニー・リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】Ｓａｍｓｕｎｇ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｇｌａｓｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．
【Ｆターム（参考）】
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