JP2000205836A - 周期性開口パタ―ンの検査方法及び装置 - Google Patents
周期性開口パタ―ンの検査方法及び装置Info
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Abstract
に基づいて、該試料に貫通形成されている周期性開口の
パターンを検査する際、検査精度を向上する。 【解決手段】 試料の裏面を照射した際の透過光を撮像
して得られる透過光画像から周期性開口のパターンを検
査する際、正常な試料の基準透過光画像を撮像し、反射
光に起因して基準透過光画像に形成されている反射光領
域を特定し、その画像データに基づいて反射光画像Bを
予め作成し、検査時に撮像した対象透過光画像Dから反
射光画像Bを減算して補正透過光画像Eを作成し、該画
像Eから作成した透過率画像Fを基に検査する。
Description
ク等の周期性開口パターンが形成されている製品につい
て、開口面積のムラを正確に検査する際に適用して好適
な、周期性開口パターンの検査方法及び装置に関する。
料)としては、例えばカラーテレビ用のシャドウマスク
やアパーチャグリル等がある。以下、シャドウマスクを
例に具体的に説明する。
体に亘って、電子線を通過させるための微細な開口(貫
通孔)が縦横に周期的に形成されている。このように、
周期性開口が形成されているシャドウマスクでは、開口
の大きさ(開口面積)が等しく形成されていることが良
品の条件となるため、この裏面側より照明した際の透過
光の明るさの局所的な不均一性(ムラ)を観察し、その
程度が大きいシャドウマスクを不良品として分類する検
査が行われている。
一な理想的な面光源により、シャドウマスクWを裏面側
より照射して、表面側から透過光を目視により観察する
と、図7(A)のように、開口面積が等しい孔が規則的
に並んでいる場合には、シャドウマスクWの全体につい
て観察される透過光のイメージは、同図(B)に示すよ
うに、全体的に明るさが均一になる。
場合には、透過光の量が開口面積に従って変化すること
から、明るさにムラが生じることになる。例えば、同図
(C)に示すように、等しい開口面積を持つ孔が規則的
に並んでいる領域の一部に、周囲より開口面積が大きい
孔(斜線部)がいくつか密集している場合には、透過光
のイメージは同図(D)に破線で示すように、その対応
部分が局所的に明るくなるために白いシミとして観察さ
れる。又、逆に、同図(E)に示すように、面積の小さ
い開口が密集している場合には、同図(F)に斜線部で
示すように、対応部分が黒いシミとして観察される。
は、図8に要部構成を概念的に示したように、複数の高
周波又は直流点灯の蛍光灯(白熱灯等であってもよい)
からなる光源10と、該光源10の上方に配設され、そ
の光を拡散して均一にするための光拡散板(シート)1
2とを有する面光源14と、該面光源14の上方に配設
されたステージ16と、該ステージ16の上に、その開
口部16Aに検査領域が一致するように載置されたシャ
ドウマスクWの上方に配置されたCCDカメラ18と、
該CCDカメラ18から入力される画像データを処理す
る画像処理装置20と、ここでの処理結果を表示するモ
ニタ22とを備えた検査装置が用いられている。
に光源10からの光が拡散板12を通してシャドウマス
クWの裏面全体に照射されるため、そのときの透過光を
CCDカメラ18で撮像し、入力される画像データに対
して所定の画像処理を施して検査することができる。
合には、照明光自体の明るさに不均一性がある場合に、
その明るさの違いが影響して精度良く透過光量を測定す
ることができないという問題がある。即ち、図9(A)
に面光源14からの照明光の明るさ(拡散板12の明る
さに相当する)のイメージを概念的に示したように、蛍
光灯等の経時的な劣化に伴って周辺ほど暗くなるシェー
ディングが、面光源14に生じている場合には、観察さ
れる透過光のイメージは、同様に周辺部が暗い同図
(B)のようになる。
に、面光源14からの照明光の明るさが部分的に暗く
(又は、明るく)なっている場合には、同図(D)に示
すように、対応する透過光の位置が暗く(又は、明る
く)なる。このような面光源の不均一性は、前記図7に
示した開口面積のばらつきによるムラと混ざり合って、
開口面積に起因する本来のムラを検出され難くすると共
に、見掛け上のムラとして認識されて誤検出の原因とも
なる。
ば特開平6−229736号公報等に、前記図8に示し
た検査装置と実質的に同一の装置を用い、同様にシャド
ウマスクWの透過光IをCCDカメラ18で撮像して検
査画像データを入力すると共に、シャドウマスクWをス
テージ16から取り除いて試料用開口部16Aに何もな
い状態で面光源の照明光I1 そのものを撮像して光源画
像データを入力し、両画像データからシャドーマスクS
Mの各位置における透過率I/I1 を計算し、その計算
結果に基づいて検査することにより、光源のシェーディ
ングや時間的な変動の影響を除去することができる技術
が開示されている。
ずれの検査技術を採用する場合でも、試料であるシャド
ウマスクの裏面反射に起因して透過光にムラが生じると
いう、新たな問題があることが明らかになった。以下、
この問題点について詳述する。
において、図10(A)に示したような照明光のイメー
ジを有する全体的に均一な面光源14を用いて、孔の開
口面積が均一なシャドウマスクを検査したところ、本来
全体的に均一な透過光からなる画像データが得られる筈
であるが、実際には同図(B)に示したように、中心付
近が周囲より明るい画像データが検出された。
討した結果、以下に詳述するように、シャドウマスクの
裏面反射に起因することが明らかになった。
6上にシャドウマスク(試料)がない状態から、同図
(B)に示したように、ステージ16上にシャドウマス
クWを載置した状態にすると、面光源14からの照明光
は一部が開口部からCCDカメラ18方向に透過する
が、残りはシャドウマスクの裏面で反射され、裏面反射
光BRとなる。
2で再び反射されてシャドウマスクWの裏面を照射する
ことになるため、同図(D)に示したように、面光源1
4の中心付近における照明光が見掛け上強くなり、その
分だけ透過光量が実際より多くなるため、全体として不
均一な照明光を使用しているのと同じことになる。その
結果、精度良く透過光量を測定することができないこと
になる。
報等に開示されている、シャドウマスクがない場合の照
射光Iの画像データに対する、それがある場合の透過光
I1の画像データの比として、シャドウマスクの各位置
における透過率を算出する検査方法でも、同様に裏面反
射の影響が大きいことが明らかになった。
置における照明光(量)I1 ′と、シャドウマスクの対
応する位置における透過光(量)Iの関係を概念的に示
したように、一般に同位置における透過率はI/I1 ′
として求められる。
I1 ′は、本来シャドウマスクがステージ16上にある
状態で測定されるべきものであるが、実際には測定でき
ないため、シャドウマスクがない状態で測定される照明
光(量)I1 を用いてI/I1 として求められている。
ところが、前記図11で説明したように、シャドウマ
スクの裏面反射により、I1 ′≠I1 で、中心付近ほど
I1 ′>I1 となるため、求められる透過率には誤差が
含まれ、中心付近ほどその値が大きくなる。従って、こ
のような透過率計算を利用した検査方法によっても、同
様に精度良くシャドーマスク全体の透過光を測定するこ
とができない。
に対応する図14を用いて具体的に説明すると、ステッ
プ1で、前記図8に示した装置のステージ16に試料
(シャドウマスク)が無い状態で面光源14のみをカメ
ラ18で撮像すると共に、ステップ2で、図8に示した
ように、試料Wをセットした状態で撮像することによ
り、図14にそれぞれイメージを示したような光源画像
aと、対象透過光画像bを得る。
の光源10からの光のムラは十分に拡散されているた
め、全体にほぼ均一な明るさで得られる。ところが、上
述した如く、試料裏面の孔(開口部)以外の部分で照明
光が反射し、その反射光が光源側の拡散板12で再び反
射して試料裏面を照射することになるため、対象透過光
画像bでは光源を撮像したときに比べて裏面反射光の分
だけ透過光量が多くなるため、中央部付近b′の矩形範
囲が明るくなっている。
り対象透過光画像bを除算して透過率画像を作成する
と、図14(C)にイメージを示すように、対象透過光
画像bの影響を補正できないため、同様に中央部付近
c′の透過率が高くなってしまう。従って、上記透過率
画像cをモニタに表示して目視検査したり、画像処理に
より自動検査したりしたとしても正確な検査を行うこと
ができないことになる。
なる開口面積のばらつきは非常に微小なので、照明光の
不均一性の影響を受けて正しく測定することができな
い。
い拡散板や拡散シート等を使用して、試料裏面で反射し
た光を更に拡散させたとしても、その影響を完全に無く
すことができず、やはり中心付近の透過率が実際より高
くなってしまう。
くなされたもので、面光源から試料の裏面を照明した際
の透過光に基づいて、該試料に貫通形成されている周期
性開口のパターンを検査する際、裏面反射の影響を防止
し、検査精度を向上することができる、周期性開口パタ
ーンの検査方法及び装置を提供することを課題とする。
からの照射光を拡散する拡散板とを有する面光源により
試料の裏面を照射した際の透過光を、その表面側に配置
された撮像手段により撮像して得られる透過光画像に基
づいて、該試料に貫通形成されている周期性開口のパタ
ーンを検査する周期性開口パターンの検査方法におい
て、基準となる正常な試料について基準透過光画像を撮
像し、前記面光源からの照射光が試料の裏面で反射され
た後、前記拡散板で再反射された反射光に起因して、前
記基準透過光画像に形成されている反射光領域を特定
し、該反射光領域の画像データに基づいて反射光画像を
予め作成しておくと共に、検査時には、対象の試料を撮
像して得られる対象透過光画像から前記反射光画像を減
算して補正透過光画像を作成し、該補正透過光画像を用
いて前記周期性開口のパターンを検査することにより、
前記課題を解決したものである。
拡散する拡散板とを有する面光源により試料の裏面を照
射した際の透過光を、その表面側に配置された撮像手段
により撮像して得られる透過光画像を画像処理して、該
試料に貫通形成されている周期性開口のパターンを検査
する画像処理部を備えた周期性開口パターンの検査装置
において、前記画像処理部が、基準となる正常な試料を
予め撮像して得られた基準透過光画像について、前記面
光源からの照射光が試料の裏面で反射された後、前記拡
散板で再反射された反射光に起因して形成されている反
射光領域を特定する手段と、特定された反射光領域の画
像データに基づいて作成される反射光画像を保存する手
段と、検査対象の試料を撮像して得られる対象透過光画
像から、前記反射光画像を減算して補正透過光画像を作
成する手段と、作成された補正透過光画像を用いて前記
周期性開口のパターンを検査する手段とを備えたことに
より、同様に前記課題を解決したものである。
実施の形態について詳細に説明する。
置全体の概略構成を示すブロック図である。
料)を撮像して画像データを得るための画像入力部3
0、該画像入力部30により入力された画像を処理す
る、前記画像処理装置20を含む画像処理部32と、該
画像処理部32により処理された結果等を表示する、前
記モニタ22を含む情報表示部34と、オペレータとの
情報のやり取りを行う対人操作部36と、試料を搬送す
るコンベア等の外部機構との情報のやり取りを行う機械
連動部38と、これら検査装置各部30〜38の動作全
体を管理する装置制御部40とで構成されている。
部30は、前記図8に二点鎖線で囲んで示した、光源1
0と拡散板12とを有する面光源14と、試料Wを載置
するステージ16と、その上方に配置されたCCDカメ
ラ18とを含んで構成されている。このCCDカメラと
しては、エリアセンサカメラやラインセンサカメラを利
用することができる。
理装置やパーソナルコンピュータ等が利用できる。又、
情報表示部34は、オペレータに対して検査進行状況、
検査結果、集計結果、過去の検査結果の履歴等を提示し
たり、撮像した画像や処理途中の画像あるいは処理後の
画像を表示する機能を有し、これにはCRTモニタ、液
晶モニタ、LEDアレイ等が利用できる。
からの検査に必要な入力操作を受け付ける、(2)被検
査物の特徴(サイズ等)を設定する、(3)画像処理部
32の調整値(フィルタサイズ等)を設定する、(4)
画像入力部30の調整値(シャッタースピード等)を設
定する等の機能を有し、これには機械式ボタン、タッチ
パネル、キーボード、マウス等が利用できる。
機器との同期、例えば画像入力部30への検査対象の供
給終了タイミング等をとったり、検査結果によって検査
対象の物流装置へ命令(検査対象の選別振分け指示、検
査部への供給停止)等を発行する機能を有し、これには
RS−232C、RS−42、GPIB(General Purp
ose Interface Bus)、LAN(イーサーネット)、パ
ラレルI/O、リレー等が利用できる。そして、以上の
各部30〜38の動作を管理する装置制御部40として
は、専用装置、汎用シーケンサ、パーソナルコンピュー
タ等が利用できる。
照して説明すると、前記画像処理部32が、前記画像入
力部30により基準となる正常な試料を予め撮像して得
られた基準透過光画像について、前記面光源14から照
射光が試料(シャドウマスク)Wの裏面で反射された
後、前記拡散板12で再反射された反射光に起因して形
成されている反射光領域を特定する機能と、特定された
反射光領域の画像データに基づいて作成される反射光画
像を保存する機能と、検査対象の試料を撮像して得られ
る対象透過光画像から前記反射光画像を減算して補正透
過光画像を作成する機能と、作成された補正透過光画像
を用いて前記周期性開口のパターンを検査する機能とを
有している。
力部30において、更に、試料がない状態で別途撮像し
て得られる光源画像により、前記補正透過光画像を除算
して透過率画像を作成し、該透過率画像を用いて前記周
期性開口パターンを検査する機能をも有している。
源10自体の影響を除去できる程度の低い拡散効果を有
しており、後述するように、透過光画像上に反射光領域
が明瞭に形成されるようになっている。
チャートに従って説明する。なお、このフローチャート
で、細線の矢印は後述する図3(C)に示した補正関数
Fを得るための処理手順を、太線の矢印は検査開始以降
の処理手順を、それぞれ表わしている。
り基準となる正常なシャドウマスク(試料)Wについ
て、基準透過光画像を撮像し(ステップ1)、前記面光
源14からの照射光がシャドウマクスWの裏面で反射さ
れた後、前記拡散板12で再反射された反射光に起因し
て前記基準透過光画像に形成されている中央部付近の反
射光領域を特定し(ステップ2)、前記反射光領域の画
像データに基づいて反射光画像を予め作成する(ステッ
プ3)。
画像の特徴のイメージを図3に示した。同図(A)は、
カメラ18により直接撮像して得られた基準透過光画像
Aであり、中央部付近の破線部分が反射光領域A′であ
る。同図(B)は、上記基準透過光画像Aに基づいて作
成された反射光画像Bのイメージを示したものであり、
この画像Bについて直線L上の輝度のプロファイルを示
すと、同図(C)のようになっている。
ることができる。まず、透過光の補正領域である反射光
領域A′の範囲を特定する。この反射光領域A′は、前
記基準透過光画像Aを情報表示部34のモニタ上に表示
し、対人操作部36により手動でカーソルで指定する等
により特定することができる。又、図4に拡大して示し
たように、画像入力部30におけるカメラ18、拡散板
12、試料Wの位置関係から、光学的に範囲Rとして計
算することもできる。
できたら、図3(C)に示したように、モニタ上で反射
光領域の外側周囲の輝度値が零になるように、各画素値
のレベルを調整することにより、反射光の強度分布に相
当する輝度曲線として補正関数Fが得られ、これを画像
として表示すると同図(B)に示したように中央付近が
明るいイメージになる。
最初に以上のような操作を行って、予め反射光画像Bを
作成できたならば、他の製品の検査に移行する。検査時
には、まず試料が無い状態で面光源14のみを撮像し
(ステップ4)、次にステージ16に対象のシャドウマ
スクWを載置して撮像する(ステップ5)ことにより、
図5に示した光源画像Cと対象透過光画像Dをそれぞれ
入力する。
予め作成しておいて前記反射光画像Bを減算して補正透
過光画像Eを作成し(ステップ6)、その後、前記ステ
ップ4で入力した光源画像Cにより、上記補正透過光画
像Eを除算して透過率画像Fを作成する(ステップ
7)。この透過率画像Fを情報表示部34のモニタに表
示し、問題があれば前記ステップ2に戻って反射光画像
Bの再調整を行い、問題が無ければ該透過率画像Fをモ
ニタ上で目視検査したり、画像処理により自動検査した
りする(ステップ9)。但し、上記ステップ8の確認処
理は通常最初の一点について行なえばよい。
ウマスク(試料)裏面で反射した光の影響を低減し、精
度の高い測定を行うことができる。又、画像処理によ
り、透過光の補正を行うことができるため、特別なハー
ドウェアを追加する必要がない。又、透過光の補正量は
試料毎に予め決めておくことができるので、処理は画像
の減算処理の時間分しか遅くならないため、精度の高い
検査を迅速に行うことができる。
撮影されない程度に拡散効果の低い拡散板12を使用し
て、敢えて照射光を拡散させないようにしたので、反射
光の影響の範囲(反射光領域)を明確にすることができ
る。その結果、反射光の影響が明瞭に反映された反射光
画像Bを容易に作成することもできる。
が、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるも
のでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
ある。
Dカメラで撮像する例を示したが、これに限らず、撮像
手段としては、撮像管等であってもよい。
面光源から試料の裏面を照明した際の透過光に基づい
て、該試料に貫通形成されている周期性開口のパターン
を検査する際、試料の裏面反射の影響を防止し、検査精
度を向上することができる。
構成を示すブロック図
図
ト
示す説明図
係を概念的に示す説明図
係を示す説明図
略断面図
図
と透過光の関係を示す説明図
図
Claims (10)
- 【請求項1】光源と該光源からの照射光を拡散する拡散
板とを有する面光源により試料の裏面を照射した際の透
過光を、その表面側に配置された撮像手段により撮像し
て得られる透過光画像に基づいて、該試料に貫通形成さ
れている周期性開口のパターンを検査する周期性開口パ
ターンの検査方法において、 基準となる正常な試料について基準透過光画像を撮像
し、 前記面光源からの照射光が試料の裏面で反射された後、
前記拡散板で再反射された反射光に起因して、前記基準
透過光画像に形成されている反射光領域を特定し、 該反射光領域の画像データに基づいて反射光画像を予め
作成しておくと共に、 検査時には、対象の試料を撮像して得られる対象透過光
画像から前記反射光画像を減算して補正透過光画像を作
成し、該補正透過光画像を用いて前記周期性開口のパタ
ーンを検査することを特徴とする周期性開口パターンの
検査方法。 - 【請求項2】請求項1において、 前記拡散板が、光源自体の影響を除去できる程度の低い
拡散効果を有していることを特徴とする周期性開口パタ
ーンの検査方法。 - 【請求項3】請求項1において、 前記反射光領域を、前記透過光画像を画面に表示し、該
画面上でその範囲を指示して特定することを特徴とする
周期性開口パターンの検査方法。 - 【請求項4】請求項1において、 前記反射光画像を、前記撮像手段、拡散板及び試料の位
置関係から、光学的計算により特定することを特徴とす
る周期性開口パターンの検査方法。 - 【請求項5】請求項1において、 更に、試料が無い状態で別途撮像して得られる光源画像
により、前記補正透過光画像を除算して透過率画像を作
成し、 該透過率画像を用いて前記周期性開口のパターンを検査
することを特徴とする周期性開口パターンの検査方法。 - 【請求項6】光源と該光源から照射光を拡散する拡散板
とを有する面光源により試料の裏面を照射した際の透過
光を、その表面側に配置された撮像手段により撮像して
得られる透過光画像を画像処理して、該試料に貫通形成
されている周期性開口のパターンを検査する画像処理部
を備えた周期性開口パターンの検査装置において、 前記画像処理部が、 基準となる正常な試料を予め撮像して得られた基準透過
光画像について、前記面光源からの照射光が試料の裏面
で反射された後、前記拡散板で再反射された反射光に起
因して形成されている反射光領域を特定する手段と、 特定された反射光領域の画像データに基づいて作成され
る反射光画像を保存する手段と、 検査対象の試料を撮像して得られる対象透過光画像か
ら、前記反射光画像を減算して補正透過光画像を作成す
る手段と、 作成された補正透過光画像を用いて前記周期性開口のパ
ターンを検査する手段とを備えていることを特徴とする
周期性開口パターンの検査装置。 - 【請求項7】請求項6において、 前記拡散板が、光源自体の影響を除去できる程度の低い
拡散効果を有していることを特徴とする周期性開口パタ
ーンの検査装置。 - 【請求項8】請求項6において、 前記反射光領域を、前記透過光画像を画面に表示し、該
画面上でその範囲を指示して特定する手段を備えている
ことを特徴とする周期性開口パターンの検査装置。 - 【請求項9】請求項6において、 前記反射光画像を、前記撮像手段、拡散板及び試料の位
置関係から、光学的計算により特定することを特徴とす
る周期性開口パターンの検査装置。 - 【請求項10】請求項6において、 更に、試料が無い状態で別途撮像して得られる光源画像
により、前記補正透過光画像を除算して透過率画像を作
成する手段と、 作成された透過率画像を用いて前記周期性開口のパター
ンを検査する手段とを備えていることを特徴とする周期
性開口パターンの検査装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00594299A JP4030670B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 周期性開口パターンの検査方法及び装置 |
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JP00594299A JP4030670B2 (ja) | 1999-01-13 | 1999-01-13 | 周期性開口パターンの検査方法及び装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2000205836A true JP2000205836A (ja) | 2000-07-28 |
JP4030670B2 JP4030670B2 (ja) | 2008-01-09 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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