JP2002156309A - 光学システムの欠陥検査装置 - Google Patents

光学システムの欠陥検査装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ホログラムカラーフィルタの欠陥を迅速かつ
精度良く検査することができる光学システムの欠陥検査
装置を提供する。 【解決手段】 光学システムの欠陥検査装置は、スクリ
ーン4上に配置されホログラムカラーフィルタ1を経た
投影光を受光する受光装置5と、受光装置5に接続され
た画像処理装置8とを備えている。画像処理装置8は、
受光装置5からの信号に基づいてホログラムカラーフィ
ルタ1の欠陥をみつけ、ホログラムカラーフィルタ1の
合否を判定する。画像処理装置8による判定結果は、デ
ータ処理装置9内に保存される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はホログラムカラーフ
ィルタ等の被検査体に生じる欠陥を検査する光学システ
ムの欠陥検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より本件発明者は、ホログラムカラ
ーフィルタについて開発している。このホログラムカラ
ーフィルタは、斜めからの平行光線をホログラムで回折
し、液晶デバイスの特定のR、G、B各画素に所定の光
を導くことにより、高効率のプロジェクションシステム
を実現するものである。
【0003】ホログラムカラーフィルタは、作製時の問
題により様々な欠陥が発生する。例えば、通常の顔料や
染料で着色したタイプのカラーフィルタと異なり、ホロ
グラムカラーフィルタはフィルタに取込まれた異物に起
因する欠陥のほか、ホログラム形成時にできる干渉縞の
形成異常、ホログラムの局所的膜厚変化など、ホログラ
ムの光学的な特質に起因する欠陥が発生する。
【0004】これらの欠陥は、大部分がホログラムに生
じる欠陥であるため、着色タイプのカラーフィルタの様
な通常の白色透過光検査やハロゲンランプを使った反射
光検査ではほとんど見つけることが出来ない。また、ス
クリーンを用いたプロジェクションシステムに使う場
合、スクリーン上に画像が拡大されると同時に欠陥も拡
大されるため、実際の欠陥レベルは直視型の場合に比べ
て、極めて微小なものまで問題となる。そのため、ホロ
グラムカラーフィルタの検査では、実際に組み込まれる
プロジェクションシステムと同等の拡大光学系を用い、
スクリーン上にホログラムカラーフィルタの像を投影表
示させ、その像を見ながら検査を行なう。
【0005】図6に従来のホログラムカラーフィルタの
欠陥検査装置を示す。図6に示すように、ホログラムカ
ラーフィルタの欠陥検査装置では、所定の角度で光源2
から白色の平行光をホログラムカラーフィルタ1に照射
し、ホログラムカラーフィルタ1により得られた回折光
を投影レンズ3を用いてスクリーン4上に拡大投影す
る。次にそのスクリーン4上の画像を目視で確認しなが
ら、ホログラムカラーフィルタ1に関する異物欠陥やホ
ログラム干渉縞の異常による欠陥をチェックしている。
この場合、検査者は、スクリーン4上の像に存在する欠
陥について、その大きさ、色の変化、濃さを見て、検査
基準や限度見本を参考に、ホログラムカラーフィルタ
(被検体)1の合否を判断し検査票に記録している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホログ
ラム干渉縞の異常による欠陥は、輪郭のはっきりしない
ものが多く、中央が暗く周辺にいくにしたがって明るく
なっていく欠陥、中央部に暗い点が存在しその左右に着
色が発生する欠陥、左右にそれぞれ円状の赤・青の着色
があり、周辺にいくにしたがって薄くなっていく欠陥な
ど数多くの形態がある。このため欠陥の種類・大きさの
判断は難しく、また限度見本を用いた場合でも判断基準
が必ずしもはっきりしているとはいえない。特に欠陥の
濃さは判断が難しく、限度見本サンプルをもう一台の同
一の投影セットを用いてスクリーン上に投影表示し、限
度見本サンプルによる画像と、被検体による画像とを直
接比較する等の方法を用いないと正確な判断ができな
い。このように装置をもう一台設置するのは、場所・経
費の問題から考えて現実的ではない。
【0007】また、このようにして検査した欠陥部につ
いて、被検体のどの位置にどのような欠陥があったかと
いう記録を手書きにより、あるいはパーソナルコンピュ
ータを用いて入力する必要があり、時間がかかる上、正
確な位置記録にはならない。また、欠陥形状や色の画像
を記録として残す場合は、銀塩写真やデジタルカメラ等
の投影手段を用いて画像をとり込む必要があり、作業が
煩雑な上、投影の像に影を作らないように撮影しなけれ
ばならない。このため画像の正面からの撮影ができずそ
のため、画像を斜め方向からとり込むことになる。従っ
て、欠陥画像が歪みをもってしまったり、近接撮影であ
るため画像の全面にピントが得られないなど、記録とし
て大きな欠点を抱えてしまう。
【0008】本発明はこのような点を考慮してなされた
ものであり、ホログラムカラーフィルタ等の検査体に生
じる欠陥を精度良く検査することができる光学システム
の欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、光源から発光
し、被検体を経た光がスクリーン上に投影される光学シ
ステムの欠陥検査装置において、スクリーン上に配置さ
れ、投影光を受光する受光装置と、受光装置からの信号
に基づいて被検体の欠陥をみつけて合否判定を行なう画
像処理装置と、を備えたことを特徴とする光学システム
の欠陥検査装置である。
【0010】本発明によれば、被検査体を経た光がスク
リーン上に投影される。スクリーン上に受光装置を配置
することにより、スクリーン上の画像が受光装置に取込
まれる。画像処理装置は、スクリーン上の画像に基づい
て、被検査体に生じる欠陥をみつけて被検査体の合否判
定を行なう。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は、本発明による光学
システムの欠陥検査装置の一実施の形態を示す図であ
る。
【0012】図1において、光学システムは被検体とな
るホログラムカラーフィルタ1と、このホログラムカラ
ーフィルタ1に対して白色の平行光を照射する光源2
と、ホログラムカラーフィルタ1により得られた回折光
をスクリーン4に投影する投影レンズ3とを備えてい
る。
【0013】ここでホログラムカラーフィルタ1は、光
を回折するホログラムを有している。また、同時に、
R、G、Bの各画素を含む液晶デバイスとを有していて
もよい。
【0014】上述した光学システムにおいて、ホログラ
ムカラーフィルタ(被検体)1に生じる欠陥を検査する
本発明による欠陥検査装置は、スクリーン4上に配置さ
れ投影レンズ3からスクリーン4上に投影される投影光
を受光する受光装置5と、受光装置5からの信号に基づ
いてホログラムカラーフィルタ1に生じる欠陥をみつけ
てホログラムカラーフィルタ1の合否判定を行なう画像
処理装置8と、画像処理装置8からの判定結果を保存す
るデータ処理装置9とを備えている。
【0015】次に図2により、受光装置5について説明
する。受光装置5は、2次元画像センサ6と、取込ボタ
ン7とを有し、スクリーン4上に投影される画像のう
ち、欠陥部の画像を取りこむ。2次元画像センサ6はC
CDなどの薄型撮像素子を含んでおり、これにより投影
レンズ3の被写界深度内で投影画像をクリアーに歪み無
くとりこむことが出来る。検査者は、この2次元画像セ
ンサ6をスクリーン4上の投影画像の欠陥部に持って行
き、取込みボタン7を押して2次元画像センサ6への画
像の取込みを行なう。
【0016】2次元画像センサ6へ取込まれた画像は電
子データ(信号)として画像処理装置8へ送られる。画
像処理装置8では、画像の輝度分布を解析し、所定のス
ライスレベル以下の欠陥エリアの大きさや縦横のサイズ
を計算し、基準に合わせてホログラムカラーフィルタ1
に生じる欠陥をみつけて合否判断を行う。また、R、
G、Bの各々の画素の輝度分布を用い、予め決められた
欠陥形状基準とのパターンマッチングを行い、欠陥のモ
ードを決定する。これらのデータは、画像データ、検査
データとしてデータ処理装置9に保存される。
【0017】また、図3に示すように、スクリーン4上
に配置された受光装置5の位置を検出するため、スクリ
ーン4の周縁に位置検出器11が設けられている。位置
検出器11により検出された受光装置5の位置情報は、
位置検出器コントローラ10を介してデータ処理装置9
へ送られるようなっている。
【0018】このような位置検出器11としては、磁気
センサや赤外線センサ、超音波センサ、抵抗型センサ等
が用いられる。また図1に示すように、各ホログラムカ
ラーフィルタ1にはバーコード1aが付設され、このバ
ーコード1aはバーコード読取器13により読取られ
る。バーコード読取器13で読取られた情報は、バーコ
ード読取器コントローラ12を介してデータ処理装置9
へ送られる。
【0019】次にこのような構成からなる本実施の形態
の作用について説明する。
【0020】図1に示すように、被検体としてのホログ
ラムカラーフィルタ1は光学システム内にセットされ、
光源2から、所定の角度で白色平行光線がホログラムカ
ラーフィルタ1へ入射される。ホログラムカラーフィル
タ1により回折された光は、投影レンズ3を通り、スク
リーン4の上に結像される。検査員はこのスクリーン4
上の投影像を目視で検査する。欠陥を認めた場合、検査
員はその欠陥部に受光装置5を持って行き、スクリーン
4に接触させながら、受光装置5の2次元画像センサ6
の中に投影像の欠陥部が取りこまれるように受光装置5
をセットして、取込みボタン7を押す。これによって欠
陥の像が、2次元画像センサ6から画像情報として取り
込まれ、画像処理装置8でデータ処理を行って欠陥の大
きさや種類が判定される。この結果はデータ処理装置9
に送られて、検査結果データととして保存される。
【0021】たとえば、投影像の明るさが部分的に変化
している欠陥部の例を図4に示す。図4はCCDなどの
薄型撮像素子から取りこまれた欠陥部発生箇所付近の明
るさ変化を高さ方向のデータとして表示している。図4
において、周辺の平坦な部分が正常部で、この部分の明
るさに対してある一定の検査基準の割合以上に明るくな
っている部分を濃い色で示し、この部分を欠陥部として
判断する。この時、この欠陥部の大きさは、図5に示す
ように、欠陥部の占めるエリアの一番長手の方向を取る
ように定義しておく。画像処理装置8はこの長さを計算
して、所定の欠陥基準に照らして、検査のOK/NGを
判断する。
【0022】また取込ボタン7を押すと同時に、画像処
理装置8およびデータ処理装置9から位置検出器コント
ローラ10にもトリガー信号が送られ、位置検出器11
からの情報が位置検出器コントローラ10へ取り込まれ
る。この場合、受光装置5のセット位置が位置情報とし
て更に位置検出器コントローラ10からデータ処理装置
9に送られる。データ処理装置9では、画像処理装置8
からの判定結果と合わせて欠陥部の位置マッピングデー
タとしてホログラムカラーフィルタの欠陥位置が特定さ
れ、この欠陥位置がデータ処理装置9に保存される。
【0023】また、ホログラムカラーフィルタ1には、
それぞれの製品に製品番号がバーコード1aにより記録
されており、これをバーコード読取器13で読み取り、
バーコード読取器コントローラ12で検出する。すなわ
ち取込ボタン7からのトリガー信号がくると、バーコー
ド読取器13によりホログラムカラーフィルタ1のバー
コード1aの情報が読み取られる。バーコード読取器1
3からの読取情報は、バーコード読取器コントローラ1
2によって数値・記号情報に変換されたのち、データ処
理装置9に保存される。
【0024】このようにしてデータ処理装置9内におい
て、ホログラムカラーフィルタ1の欠陥位置が特定され
保存されるとともに、欠陥が生じたホログラムカラーフ
ィルタ1の番号が特定されて保存される。
【0025】以上のように本実施の形態によれば、ホロ
グラムカラーフィルタに生じる欠陥の形状およびその程
度を精度良く検査することができる。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被検査体
に生じる欠陥を画像処理装置によりみつけることがで
き、かつ被処理体の合否判定を行なうことができる。こ
のため被処理体の欠陥を迅速かつ精度良く検査すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光学システムの欠陥検査装置の一
実施の形態を示す概略図
【図2】受光装置を示す外観図
【図3】受光装置をスクリーン上に配置した状態を示す
【図4】画像処理装置における欠陥部輝度分布図
【図5】画像処理装置における欠陥部のサイズを示す図
【図6】従来の光学システムの欠陥検査装置を示す図
【符号の説明】
1 ホログラムカラーフィルタ 2 光源 3 投影レンズ 4 スクリーン 5 受光装置 8 画像処理装置 9 データ処理装置 10 位置検出器コントローラ 11 位置検出器 12 バーコード読取器コントローラ 13 バーコード読取器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源から発光し、被検体を経た光がスクリ
    ーン上に投影される光学システムの欠陥検査装置におい
    て、 スクリーン上に配置され、投影光を受光する受光装置
    と、 受光装置からの信号に基づいて被検体の欠陥をみつけて
    被検体の合否判定を行なう画像処理装置と、を備えたこ
    とを特徴とする光学システムの欠陥検査装置。
  2. 【請求項2】画像処理装置の判定結果を保存するデータ
    処理装置を更に備えたことを特徴とする請求項1記載の
    光学システムの欠陥検査装置。
  3. 【請求項3】受光装置は固体撮像素子を含むことを特徴
    とする請求項1記載の光学システムの欠陥検査装置。
  4. 【請求項4】スクリーン上の受光装置の位置を検出する
    位置検出器を更に備え、 位置検出器からの信号は位置検出器コントローラを介し
    てデータ処理装置へ送られ、データ処理装置は画像処理
    装置からの信号と位置検出器からの信号に基づいて被検
    体の欠陥位置を特定することを特徴とする請求項2記載
    の光学システムの欠陥検査装置。
  5. 【請求項5】被検体にはバーコードが付設されるととも
    に、バーコードを読み取るバーコード読取器が設けら
    れ、 バーコード読取器からの信号はバーコード読取器コント
    ローラを介してデータ処理装置へ送られることを特徴と
    する請求項2記載の光学システムの欠陥検査装置。
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