異物檢測裝置、異物檢測方法以及玻璃板的制造方法與流程

本發明涉及一種異物檢測裝置、異物檢測方法以及玻璃板的制造方法。

背景技術：

在利用浮法進行的玻璃板的成形中，存在如下的情況：在微小的熔融錫附著于已與熔融錫接觸過的玻璃板的下表面的狀態下將玻璃板從熔融錫上拉離。附著于玻璃板的下表面的熔融錫在玻璃板被從熔融錫上拉離之后成為氧化錫(浮渣)，從而成為異物。在玻璃板的制造工序中，利用了檢測浮渣等異物的技術(專利文獻1)。

專利文獻1：日本專利第5471157號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

但是，專利文獻1所記載的技術以檢測大小為50μm左右的浮渣為目的，在檢測大小為10μm左右的浮渣時，受到芒硝膜等的外部干擾的影響，而存在檢測的精度下降或無法檢測的問題。

鑒于所述情形，本發明提供一種能夠提高檢測附著于玻璃板的微小異物的精度的異物檢測裝置、異物檢測方法以及玻璃板的制造方法。

用于解決問題的方案

本發明的一個方式是一種異物檢測裝置，具備：照明部，其用于朝向玻璃板的表面照射紅外光；攝像部，其用于拍攝所述玻璃板的被照射所述紅外光的區域；以及判定部，其根據在由所述攝像部拍攝到的圖像中有無具有超過閾值的亮度的像素來判定所述玻璃板的表面有無異物，其中，成為所述紅外光的強度分布中強度最強的波長被包含在構成緩沖膜的粉末的粒徑的分布范圍內，該緩沖膜形成于所述玻璃板的表面。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測裝置中，所述攝像部被配置在不直接接收反射光的位置，該反射光是從所述照明部照射的所述紅外光在所述玻璃板的表面進行了鏡面反射所得到的反射光，所述具有超過閾值的亮度的像素是拍攝到所述紅外光在所述異物上發生散射所得到的散射光的像素。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測裝置中，所述紅外光的波長被包含在800nm至1400nm范圍內。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測裝置中，所要檢測的所述異物的大小不被包含在所述粉末的粒徑的分布范圍內。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測裝置中，所述粉末是芒硝。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測裝置中，在所述照明部中使用發光二極管照明、鹵素加熱器或激光器。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測裝置中，所述攝像部具備使由所述照明部照射的紅外線的波長透過的帶通濾波器。

另外，本發明的一個方式是一種異物檢測方法，包括以下工序：照射工序，朝向玻璃板的表面照射紅外光；攝像工序，拍攝所述玻璃板的被照射所述紅外光的區域；以及判定工序，根據在通過所述攝像工序拍攝的圖像中有無具有超過閾值的亮度的像素來判定所述玻璃板的表面有無異物，其中，成為所述紅外光的強度分布中強度最強的波長被包含在構成緩沖膜的粉末的粒徑的分布范圍內，該緩沖膜形成于所述玻璃板的表面。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測方法中，在所述攝像工序中，不直接拍攝所述紅外光在所述玻璃板的表面進行了鏡面反射的反射光，所述具有超過閾值的亮度的像素是拍攝到所述紅外光在所述異物上發生散射所得到的散射光的像素。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測方法中，所述紅外光的波長被包含在800nm至1400nm范圍內。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測方法中，所要檢測的所述異物的大小不被包含在所述粉末的粒徑的分布范圍內。

另外，本發明的一個方式為，在所述異物檢測方法中，所述粉末是芒硝。

另外，本發明的一個方式是一種玻璃板的制造方法，包括以下工序：熔融工序，將玻璃的原材料熔融而得到熔融玻璃；成形工序，將所述熔融玻璃成形為連續的板狀的玻璃帶；緩冷工序，使所述玻璃帶一邊移動一邊逐漸冷卻；檢查工序，檢測所述玻璃帶表面的異物；以及切斷工序，對所述玻璃帶進行切斷，在該玻璃板的制造方法中，利用所述異物檢測方法進行所述檢查工序。

發明的效果

根據本發明，能夠提高檢測附著于玻璃板的微小異物的精度。

附圖說明

圖1是示出第一實施方式中的異物檢測裝置的結構的示意圖。

圖2是從玻璃板的板寬方向觀察第一實施方式中的異物檢測裝置的圖。

圖3是第二實施方式中的應用了異物檢測裝置的玻璃板的生產線的概要說明圖。

圖4是示出第二實施方式中的玻璃板的制造方法的工序的圖。

附圖標記說明

10：異物檢測裝置；11：照明裝置；12：攝像裝置；13：判定裝置。

具體實施方式

以下，參照附圖說明本發明的實施方式中的異物檢測裝置、異物檢測方法以及玻璃板的制造方法。實施方式的異物檢測裝置檢測附著于利用浮法形成的玻璃板的下表面或上表面的大于約10μm的異物。玻璃板的下表面是指在鉛垂方向上位于下側的面，玻璃板的上表面是在鉛垂方向上位于上側的面。以下將玻璃板的上表面和下表面統稱為表面。

[第一實施方式]

圖1是示出第一實施方式中的異物檢測裝置10的結構的示意圖。異物檢測裝置10檢測附著于在輥上輸送的玻璃板g的表面的異物。作為檢測對象的異物例如是附著于與熔融錫接觸過的玻璃板g的下表面的浮渣。異物檢測裝置10具備照明裝置11、攝像裝置12以及判定裝置13。在圖1中，將輸送玻璃板g的方向設為y軸方向，將沿著玻璃板g的表面且與y軸方向垂直的方向設為x軸方向(板寬方向)，將與玻璃板g的表面垂直的方向(板厚方向)設為z軸方向。

照明裝置11朝向玻璃板g的檢查區域照射具有紅外區域的波長的光(以下稱為“紅外光”。)。照明裝置11向玻璃板g的表面在x軸方向上無遺漏地照射紅外光。從照明裝置11照射的紅外光的波長根據構成形成于玻璃板g的下表面的緩沖膜的粉末的粒徑來決定。在緩沖膜中使用從堿金屬或堿土金屬的硫酸鹽、堿金屬或堿土金屬的氯化物、氧化物陶瓷、氮化物陶瓷以及金屬硫化物中選擇出的至少一種。在緩沖膜中優選使用芒硝(硫酸鈉)或碳酸鈣。紅外光的波長是接近構成緩沖膜的粉末的粒徑(以下稱為“緩沖膜的粒徑”。)的波長，該緩沖膜形成于玻璃板g的下表面。

紅外光例如是在0.8μm至1.4μm范圍內具有強度的峰值的紅外區域的光。在緩沖膜的粒徑不均勻的情況下，根據測量得到的粒徑的平均值、中央值、最頻值等統計值來決定紅外光的波長的峰值。例如在緩沖膜的粒徑以1μm左右為峰值進行分布的情況下，在從照明裝置11照射的紅外光中選擇處于包括波長1μm的范圍內且1μm時的強度最強的紅外光。優選的是，紅外光的波長的分布范圍根據緩沖膜的粒徑的分布范圍來決定。另外，紅外光的強度分布中強度最強的波長被包含在緩沖膜的粒徑的分布范圍內。作為照明裝置11，例如使用led(lightemittingdiode：發光二極管)照明、鹵素加熱器、二氧化碳激光器或yag激光器。照明裝置11也可以具備棒透鏡以在玻璃板g的板寬方向上無遺漏地照射紅外光。在照明裝置11具備棒透鏡的情況下，優選使用由針對紅外區域的光具有高透過率的合成石英玻璃等形成的棒透鏡。另外，在使用激光器作為照明裝置11的情況下，照明裝置11也可以具備多面鏡以在玻璃板g的板寬方向上無遺漏地照射紅外光。

攝像裝置12將玻璃板g的被照明裝置11照射紅外光的檢查區域設為攝像對象。攝像對象包含玻璃板g的寬度方向的兩端。作為攝像裝置12的攝像傳感器，也可以使用針對照明裝置11所照射的紅外光的波長具有靈敏度的、區域傳感器和行傳感器中的任一個。攝像裝置12配置在不直接接收反射光的位置，該反射光是從照明裝置11照射的紅外光在玻璃板g的表面進行了鏡面反射所得到的反射光。即，將攝像裝置12和照明裝置11配置為避免直接對紅外光在玻璃板的表面進行了鏡面反射所得到的反射光進行攝像。攝像裝置12中使用的透鏡優選為針對從照明裝置11照射的紅外光的波長透過率高的透鏡。在攝像裝置12中使用例如透過率為80％以上的透鏡。攝像裝置12將拍攝攝像對象得到的圖像輸出到判定裝置13。

判定裝置13根據由攝像裝置12拍攝到的圖像來判定是否有異物附著于玻璃板g的表面。紅外光的波長是接近緩沖膜的粒徑的波長，因此根據米氏散射的波長特性，在緩沖膜上向紅外光的行進方向(照射方向)的散射強度較強，朝向玻璃板g的上側方向(z方向)和攝像裝置12的散射強度變弱。另一方面，如果是對于從照明裝置11照射的紅外光的波長而言足夠大的浮渣等異物，則紅外光以幾何光學的方式擴散，朝向攝像裝置12的紅外光的強度與沒有異物的情況下的強度相比變強。

即，當有異物附著于玻璃板g的表面時，在異物上發生散射后的紅外光朝向攝像裝置12，由此向攝像裝置12入射的紅外光的強度變強。在由攝像裝置12拍攝到的圖像中，與附著有異物的位置對應的位置的亮度由于紅外光的散射光而變高。判定裝置13通過判定在由攝像裝置12拍攝到的圖像中有無具有超過閾值的亮度的像素，來判定有無異物附著在玻璃板g的表面。在閾值中使用預先決定的值、圖像中的所有像素的亮度的平均值以及作為判定對象的像素附近的像素的亮度的平均值中的任一個。

異物檢測裝置10利用在作為檢測對象的異物的大小比緩沖膜的粒徑的分布范圍大的情況下在異物上發生散射的紅外光(散射光)的強度變強的情形，能夠檢測附著于玻璃板的表面的異物。

圖2是從玻璃板g的板寬方向觀察第一實施方式中的異物檢測裝置10的圖。在沒有異物附著于玻璃板g的表面的情況下，從照明裝置11照射的紅外光透過玻璃板g并在緩沖膜上向照射方向較強地發生散射，向朝向攝像裝置12的方向較弱地發生散射。另一方面，在有異物d附著于玻璃板g的表面的情況下，從照明裝置11照射的紅外光以幾何光學的方式進行反射和擴散，與沒有附著異物的情況相比，朝向攝像裝置12的紅外光的強度變強。判定裝置13根據朝向攝像裝置12的紅外光的強度來檢測有無異物。

第一實施方式中的異物檢測裝置10具備：照明裝置11，其用于朝向玻璃板照射紅外光，在該紅外光中成為最強的強度的波長是被包含在形成于玻璃板的表面的緩沖膜的粒徑的分布范圍內的長度；攝像裝置12，其用于拍攝玻璃板的被照明裝置11照射紅外光的區域；以及判定裝置13，其根據在由攝像裝置12拍攝的圖像中有無具有超過閾值的亮度的像素來判定玻璃板的表面有無異物，因此即使在利用浮法成形的玻璃板g(玻璃帶)的下表面存在緩沖膜，也能夠不受紅外光在緩沖膜上的散射的影響地在暗視場下檢測附著于玻璃板g的表面的異物。

由于可視區域的光在緩沖膜上產生了幾何光學方式的散射，因此如果不是通過清洗等去除了玻璃板g的緩沖膜之后則難以檢測約10μm左右的微小異物。但是，通過使用異物檢測裝置10，即使在去除玻璃板g的緩沖膜之前也能夠檢測約10μm左右的微小異物。

此外，攝像裝置12也可以具備帶通濾波器，該帶通濾波器用于使進入透鏡的光中的由照明裝置11照射的紅外光的波長透過。通過帶通濾波器來去除由照明裝置11照射的除紅外光的波長以外的波長，由此能夠抑制因在玻璃板的成形中產生的熱等引起的外部干擾的影響，從而使得異物的檢測精度提高。

另外，在圖1中示出了異物檢測裝置10具備照明裝置11和攝像裝置12各一個的結構，但是異物檢測裝置10也可以與玻璃板g的檢查區域的大小相應地具備多個照明裝置11和攝像裝置12。另外，在圖1中示出了照明裝置11和攝像裝置12設置于玻璃板g的上表面側的結構，但是也可以將照明裝置11和攝像裝置12中的任一方或兩方設置于玻璃板g的下表面側。在照明裝置11和攝像裝置12分別設置于玻璃板g的上表面側和下表面側的情況下，將照明裝置11和攝像裝置12設置于從照明裝置11照射的紅外線透過玻璃板g后不直接向攝像裝置12入射的位置。

另外，說明了異物檢測裝置10所具備的照明裝置11向玻璃板g的檢查區域照射紅外光的結構，但是也可以是照明裝置11向玻璃板g的檢查區域照射具有紅外區域的波長的激光的結構。在該情況下，照明裝置11使紅外線的激光在板寬方向上掃描，從而向被輸送的玻璃板g的整個面依次照射激光。另外，攝像裝置12將被照明裝置11照射激光的區域設為攝像對象來進行攝像。

另外，說明了照明裝置11所照射的紅外光是在0.8μm至1.4μm范圍內具有強度的峰值的紅外光的情況。但是，在緩沖膜的粒徑的峰值大于1.4μm的情況下，也可以將照明裝置11所照射的紅外光設為在包含粒徑的峰值的范圍內具有強度的峰值的紅外光。另外，說明了根據緩沖膜的粒徑來決定照明裝置11所照射的紅外光的波長的峰值的結構。但是，也可以使用波長的峰值不同的紅外光來多次進行異物的檢測，使用使圖像內的與異物存在的位置對應的像素的亮度變得最高的紅外光。

[第二實施方式]

在第二實施方式中，說明玻璃板的生產線中的異物檢測裝置10的應用例。圖3是第二實施方式中的應用了異物檢測裝置10的玻璃板的生產線的概要說明圖。圖3所示的生產線中的玻璃板的制造方法包括以下工序：熔融工序，將玻璃原材料熔融而得到熔融玻璃；成形工序，將熔融玻璃成形為連續的板狀的玻璃帶；緩冷工序，使玻璃帶一邊移動一邊逐漸冷卻；以及切斷工序，對玻璃帶進行切斷，在該玻璃板的制造方法中，在緩冷工序與切斷工序之間還包括由異物檢測裝置10檢測附著于玻璃帶的下表面的異物(浮渣)的檢查工序。圖4是示出第二實施方式中的玻璃板的制造方法的工序的圖。

在成形工序中，具有浮法、壓延法、下拉法、熔融法等各種方法，本發明能夠適當地利用這些方法中的任一個或者其它方法。在圖3的例子中，以利用浮法的情況為例進行說明。

在熔融工序(圖4的s1)中，向熔融爐投入與玻璃制品的組成相應地將硅砂、石灰石、堿灰等原材料進行調和并混合得到的配合料，與玻璃的種類相應地加熱到約1400℃以上的溫度進行熔融而得到熔融玻璃。例如，從熔融爐的一端向熔融爐內投入配合料，向配合料吹送燃燒重油而成的火焰或將天然氣與空氣混合燃燒而成的火焰，加熱到約1550℃以上的溫度來使配合料熔化，由此得到熔融玻璃。另外，也可以使用電熔融爐來得到熔融玻璃。

在成形工序(圖4的s2)中，從熔融爐下游部201向熔融錫浴203導入通過熔融工序得到的熔融玻璃，使熔融玻璃浮在熔融錫202上并向圖中的輸送方向行進，由此形成連續的板狀的玻璃帶204(相當于玻璃板g。)。此時，為了使規定板厚的玻璃帶204成形，而在玻璃帶204的兩側部分按壓旋轉的輥(頂輥205)，將玻璃帶204向寬度方向(與輸送方向垂直的方向)外側拉伸。

在緩冷工序(圖4的s3)中，利用提升輥208將所述成形的玻璃帶204從熔融錫浴203拉出，利用金屬輥209使玻璃帶204在緩冷爐210內向圖中的輸送方向移動。在通過提升輥208時，向玻璃帶204的下表面吹送包含硫磺成分的氣體，玻璃帶204表面的鈉成分與硫磺成分發生反應析出硫酸鈉而形成芒硝膜來作為緩沖膜。在緩冷爐210中使玻璃帶204逐漸冷卻，在玻璃帶204從緩冷爐210出來后到達切斷工序的期間進一步被冷卻到常溫附近。緩冷爐210在爐內的必要位置具備用于供給由燃燒氣體或電加熱器控制的熱量來進行緩冷的機構。從緩冷爐210出來的階段的玻璃帶204的溫度為玻璃帶204的玻璃的應變點以下的溫度，雖然也根據玻璃的種類而不同，但是通常被冷卻到150℃～250℃。緩冷工序是為了去除玻璃帶204內部的殘留應力以及降低玻璃帶204的溫度而實施的。在緩冷工序中，玻璃帶204通過檢測部211(相當于異物檢測裝置10。)進行附著于表面的異物的檢測(檢查工序、圖4的s4)。并且，之后，玻璃帶204被輸送到玻璃帶切斷部212。在玻璃帶切斷部212中對被緩冷到常溫附近的玻璃帶204進行切斷(切斷工序、圖4的s5)。玻璃帶切斷部212中的玻璃帶的溫度通常是該場所的環境溫度～50℃。

根據上述玻璃板的制造方法，能夠高精度地檢測附著于玻璃板的微小異物，能夠篩選出附著有異物的玻璃板和沒有附著異物的玻璃板。

此外，將用于實現圖1中的判定裝置13的功能的程序記錄到計算機可讀取的記錄介質中，使計算機系統讀入并執行記錄在記錄介質中的程序，由此也可以實現判定裝置13。此處所說的“計算機系統”設為包含os、周邊設備等硬件。另外，“計算機可讀取的記錄介質”是指軟盤、磁光盤、rom、cd-rom等便攜式介質、內置于計算機系統中的硬盤等存儲裝置。并且，“計算機可讀取的記錄介質”設為還包含如經由因特網等網絡、電話線路等通信線路發送程序的情況下的通信線那樣在短時間內動態地保持程序的介質、如該情況下的成為服務器、客戶端的計算機系統內部的易失性存儲器那樣在固定時間內保持程序的介質。另外，所述程序也可以用于實現前述功能的一部分，還可以將前述的功能與已經記錄在計算機系統中的程序組合來實現。

以上，參照附圖詳細記述了本發明的實施方式，但是具體的結構不限于所述的實施方式，還包含不脫離本發明的宗旨的范圍的設計等。

參照特定的實施方式詳細地說明了本發明，但是不脫離本發明的精神和范圍而能夠施加各種變更、修正，這對于本領域技術人員來說是顯而易見的。

本申請基于2016年3月23日申請的日本專利申請2016-058800，在此作為參照引入其內容。