JP2004138828A - Telecentric optical system and inspecting device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば液晶パネルの画素欠陥を検出する場合に、液晶パネルを撮影するために用いられる光学系と、この光学系を用いた欠陥検査装置に関する。特定的には、本発明は、液晶パネル等の検査対象物が出射する光を十分に取り込むことが可能な明るさを有するテレセントリックな光学系と、この光学系を用いた欠陥検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置(以下、液晶パネルと呼ぶ)等の平面表示装置の画素欠陥を検査する検査装置として、たとえば、液晶パネルをスクリーンに投影し、投影した画像に基づいて欠陥検出する装置が知られている。
スクリーン投影型装置においては、拡大光学系を用いて液晶パネルの像をスクリーンに拡大投影する。この投影画像を検査者が目視して検査することにより、液晶パネルの画素欠陥を検出する。
【0003】
また、CCD(Charge Coupled Device)カメラ等の撮像装置によって液晶パネルを撮像し、入手した液晶パネルの画像に基づいて欠陥検出する装置も知られている。
CCDカメラによって、液晶パネルそのものではなく、上述のような液晶パネルの投影画像を撮影する、投影画像取込型の検査装置も知られている。投影画像取込型の検査装置においては、スクリーンへの投影画像と、CCDカメラが投影画像を取込むことによって得られた画像の両方を欠陥検出に利用することができる。
【0004】
CCDカメラ等の撮像装置によって液晶パネルを撮像する場合において、液晶パネルの像をCCD等の撮像素子の結像面に結像させるための撮像光学系には、一例として、特許文献1に開示されているようなテレセントリック光学系が用いられる。
テレセントリック光学系においては、すべての主光線が物空間または像空間において光軸に平行に進み、撮影または測定される像の大きさの誤差を小さくできる利点がある。そのため、物体の測定や欠陥検査に用いられる。
【0005】
【特許文献1】
特開平9−33804号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スクリーン投影型装置を用いた検査においては、発見できる欠陥の限度が、検査者によって異なる。また、同一検査者であっても、体調等の要因により、発見できる欠陥の限度や、欠陥判別の正誤等の検出精度が変動する。
さらに、人間が検査する限り、欠陥の見落としが発生する可能性がある。
【0007】
検査者の感覚に影響されない検査を実現させるために工夫された、撮像装置により液晶パネルを撮像する装置や、投影画像取込型の装置においては、従来はその撮像光学系のF値が大きく、撮像光学系が暗かった。そのため、解像度の限界が低い可能性があり、欠陥の見落としが発生する可能性があった。
また、F値が大きいため、液晶パネルからの光を全て取込むことができないことからも、欠陥の見落としが発生する可能性があった。
【0008】
従来、欠陥検出に用いられていたテレセントリック光学系はF値が大きく、暗かった。そのため、検査対象物である液晶パネルを交換した際に発生する位置誤差による倍率変化を極めて少なくし、高精度なムラ検査を実現するために光量均一性が高く、μm以下の微小な欠陥検出が可能なほど解像度が高いテレセントリック光学系は存在していなかった。
【0009】
したがって、検査対象物からの光を十分に取込める明るさを有し、検査精度を向上可能なテレセントリック光学系を提供することが、本発明の目的である。
また、テレセントリック光学系を備え、検査対象物からの光を十分に取込める明るさを有し、検査精度を向上可能な検査装置を提供することも本発明の目的である。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るテレセントリック光学系は、光軸が一致するように配置された複数のレンズ群を備え、対象物から所定の発散角で出射される出射光を、前記光軸上の所定の位置に結像させるテレセントリック光学系であって、前記発散角により規定される前記対象物の実効F値以下の実効F値を有するテレセントリック光学系である。
【0011】
また、本発明に係る検査装置は、光軸が一致するように配置された複数のレンズ群を備え、対象物から所定の発散角で出射される出射光を、前記光軸上の所定の位置に結像させる光学系と、前記光学系の結像位置に、撮像面を一致させて配置される撮像手段とを有し、前記光学系を介して前記撮像手段により前記対象物を撮像し、前記対象物からの前記出射光の均一性を検査する検査装置であって、前記光学系は、前記発散角により規定される前記対象物の実効F値以下の実効F値を有するテレセントリック光学系である、検査装置である。
【0012】
本発明においては、対象物から所定の発散角で出射光が出射される。この所定の発散角の出射光によって、対象物の実効F値が規定される。
光学系を形成する複数のレンズ群の構成レンズは、光学系の実効F値が対象物の実効F値よりも小さく、テレセントリックとなるように構成され、光軸を一致させて配置される。
このテレセントリック光学系により、対象物からの出射光が結像される。出射光が結像される結像位置には、結像した対象物を撮像する撮像手段が配置される。
撮像手段は、テレセントリック光学系によって結像された対象物の出射光を用いて、対象物を撮像する。
撮像手段によって得られた画像データに基づいて、対象物の出射光の均一性が検査され、対象物の欠陥の有無が判別される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について述べる。
図1は、本発明の一実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成図である。
図1に図解の欠陥検査装置1は、撮像カメラ5と、モニター11と、画像処理装置15とを有している。撮像カメラ5はさらに、光学系7と、撮像手段9とを有する。
【0014】
欠陥検査装置1は、検査対象物3を、撮像カメラ5の光学系7を介して撮像手段9によって撮像し、得られた画像に基づいて、対象物3の欠陥を検査する検査装置である。
本実施形態においては、対象物3の一例として液晶パネルを取り上げる。また、撮像手段9としては、一例としてCCDパネルを用いることができる。しかしながら、本発明はこれらの対象物ならびに撮像手段には限定されない。
【0015】
液晶パネル3と撮像カメラ5は、液晶パネル3の欠陥を検出可能なように、たとえば対向して配置される。
液晶パネル3は、図示しないステージに載置されて、検査位置に位置付けられる。
撮像カメラ5によって液晶パネル3の全面を一括して撮像できることが、欠陥検出処理の効率化のために好ましい。
液晶パネル3から出射された光は、撮像カメラ5の光学系7に入射する。光学系7に入射した液晶パネル3からの出射光が結像する位置に、CCDパネル9が配置される。
CCDパネル9には画像処理装置15が接続されている。CCDパネル9によって得られた画像を確認するために、CCDパネル9にモニター11を接続することもできる。
【0016】
液晶パネル3は、たとえばマトリクス状等の所定の形状に形成された電極を備える1対の基板を、電極の形成面を互いに対向配置させ、電極形成面の間に液晶を封入した、周知の構造を有する。
マトリクス状に配置された電極の1つ1つが、それぞれ画像を表示するための画素に相当する。各画素には、透明な電極を介して光が透過する透光部と、透明ではない電極やTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)等のスイッチング素子、ならびにカラーフィルターにおける異なる色のフィルターの混色を防止するためのブラックマトリクス等の要素が位置する遮光部が存在する。
【0017】
上記の透光部と遮光部の面積比や形状等の諸条件に起因して、液晶パネル3からの出射光Ltは、図1に示すように、液晶パネル3の光出射面の法線NLに対して所定の発散角θで出射する。
この発散角θによって、液晶パネル3のNA(Numerical Aperture:開口数)を、NA=sinθとして規定することができる。
また、液晶パネル3のNAを用いることによって、液晶パネル3の明るさを表わす実効F値を、Fp=1/(2NA)=1/(2sinθ)として規定することができる。
【0018】
液晶パネル3の実効F値Fpの値は、一例としてF1.7である。
なお、液晶パネル3には、光を収束させて出射させるためのマイクロレンズを設けることも可能である。このため、液晶パネル3の実効F値Fpは、F1.7よりも小さい場合はあっても、大きい場合はほとんどない。
後ほど詳述するが、本実施形態における光学系7は、液晶パネル3からの出射光Ltを十分に取込むために、液晶パネル3の実効F値Fpよりも小さい実効F値を有する。
光学系7は、出射光Ltを取込み、液晶パネル3の像を所定の位置に結像させる。
【0019】
CCDパネル9は、所定形状に配置された複数のCCDを有する。複数のCCDは、一例として2次元のマトリクス状に配置される。
2次元マトリクス状に配置された複数のCCDの受光部によって、CCDパネル9の撮像面が形成される。CCDパネル9は、光学系7による液晶パネル3の結像位置に撮像面を一致させて配置される。
CCDパネル9は、撮像面によって受光した液晶パネル3からの出射光Ltを、その強度に応じた電気信号に変換して出力する。
【0020】
CCDパネル9から出力された電気信号は、図示しない電子回路によって各種信号処理を施され、画像データとして画像処理装置15に送信される。
CCDパネル9から出力された電気信号をそのまま画像処理装置15に送信し、画像処理装置15において画像データに変換することも可能である。
【0021】
画像処理装置15は、入力された画像データまたはCCDパネル9からの電気信号に対して所定の信号処理を施し、撮像された液晶パネル3の画素の欠陥を検出してその位置を特定する。
一例として、駆動電圧を印加しないときに光が透過可能で白く表示されるノーマリーホワイトモードによって駆動される液晶パネル3を考える。この場合、液晶パネル3の画素に欠陥が存在すると、その欠陥画素は、液晶パネル3に駆動電圧を印加して黒く表示させる場合にも、白いまま表示され、これが輝点としてCCDパネル9によって撮像される。即ち、液晶パネル3に画素欠陥が存在すると、液晶パネル3からの出射光Ltは、液晶パネル3の全面において均一ではなくなる。
画像処理装置15は、入力された画像データまたはCCDパネル9からの電気信号に基づいて、出射光Ltの均一性を判定することによって画素欠陥を認識し、その液晶パネル3における位置を自動的に特定するようにプログラミングされている。
【0022】
本実施形態においては、CCDパネル9からの出力に基づいて、欠陥画素を自動的に検出するようにした。しかしながら、画像データをモニター11に送信し、液晶パネル3の画像を検査者が目視によって確認できるようにすることも可能である。これにより、検査者による検査結果と、画像処理装置15による検査結果を比較することも可能になる。
【0023】
撮像カメラ5に用いる光学系7は、液晶パネル3からの出射光Ltを十分に取込めるだけの明るさを有するとともに、微細な画素欠陥を高精度に検出するために、歪が極めて少なく、解像度が高いことが求められる。
本実施形態において用いる光学系7の詳細な構成の一例を、図2に示す。
【0024】
図2に示す光学系7は、被写体である液晶パネル3側から、結像側であるCCDパネル9側に向かって順に配置される10枚のレンズL1,L2,…,L10と、絞りSTOとを有している。
図2においては、液晶パネル3を、パネル本体3aと、パネル本体3aの表面に偏光膜を取付けるためのたとえばサファイアガラス製の偏光膜取付板とにわけて描いている。
また、最も結像側のレンズL10とCCDパネル9との間には、CCDパネル9を保護するための保護ガラスPTが設置されている。
【0025】
レンズL1〜L10が、本発明における各構成レンズの一実施態様に相当する。
レンズL1〜L10は、光軸7Aが一致するように配置されている。
レンズL5とレンズL6との間に、絞りSTOが配置される。絞りSTOとしては、たとえば周知の構造の開口絞りを用いる。以下、絞りSTOよりも被写体側のレンズL1〜L5を後群Gb、結像側のレンズL6〜L10を前群Gfと呼ぶ。
【0026】
前群Gfおよび後群Gbの各構成レンズは、歪曲収差を極めて少なくするために、絞りSTOを挟んで対称形に近い形状および配置としている。前群Gfおよび後群Gbの各構成レンズは、各々最適に色補正した後に組み合わせ、再度収差抑制のための形状最適化を行なって形状を決定した。
【0027】
また、後述するビームスプリッタBSの配置を可能にするために比較的大きなレンズバックを確保できるようなパワーを得ることと、各レンズの配置が絞りSTOを挟んで完全には対称ではないことを考慮して、各構成レンズの硝材を選定している。
【0028】
上記諸条件を考慮した結果、本実施形態においては、テレセントリック光学系の一例として、前群Gfおよび後群Gbにより両側テレセントリックな光学系を構成した。この両側テレセントリック光学系は、一例として、倍率約0.655倍の縮小光学系になっている。
上記構成により、図2に示す両側テレセントリック光学系の結像側において、一例として、実効F値F1.2を実現することができた。この両側テレセントリック光学系の実効F値Ftは、液晶パネル3の実効F値Fpよりも小さい。
【0029】
好適には、結像側に最も近い位置には、凹メニスカスレンズL10bが、その凹面R40を結像位置側に向けて配置される。
凹メニスカスレンズL10bは、単独で配置してもよいし、図2中のレンズL10のように、レンズL10aと一体化したダブレットとして配置してもよい。
【0030】
また、凹面R40の曲率半径rmは、前群Gfの絞りSTOからCCDパネル9の結像面までの焦点距離dfとの関係において、下記式を満たすように設計する。
【0031】
【数3】
0.3<rm/df<0.45・・・(1)
【0032】
F値Ftが1.2程度と明るいため、凹面R40の曲率半径rmと、焦点距離dfとの比が(1)式の範囲外である場合には、ペッツバール(Petzval)湾曲を十分に補正することができず、高い光学特性を達成することができなくなる。
(1)式の値の範囲内であれば、F値Ftの値がF値Fpの値よりも小さい場合であっても、ペッツバール湾曲を十分に補正し、後に述べるように高い光学特性を得ることができる。
【0033】
なお、凹面R40の曲率半径rmと、焦点距離dfとの比が(1)式の範囲内である場合にも、加工精度の観点から、曲率半径rmの値には上限および下限が存在する。
【0034】
図2に示すような両側テレセントリックな光学系7においては、被写体である液晶パネル3から光学系7までの距離や、液晶パネル3から結像位置に配置するCCDパネル9までの距離を変化させても、液晶パネル3の倍率はほとんど変化しない。したがって、検査の際に液晶パネル3が図示しないステージにより検査位置に配置されるときに生じる光軸7A方向の位置誤差を吸収し、常にほとんど同じ倍率で検査することができる。
【0035】
また、本実施形態に係る光学系7には、光学系7の所定のレンズを光軸7Aに沿って移動させることが可能な移動手段35を設けることもできる。移動手段35を用いて所定のレンズを移動させることによって、本来は倍率がほとんど変化しない光学系7の倍率を変化させることが可能である。
移動させるレンズは、そのレンズを移動させることによって倍率を変化させることが可能であり、かつ、移動させた場合に、光学系7によって結像されて得られた画像において、諸収差等の画質へ及ぼす影響が他のレンズよりも小さいレンズを選択する。たとえば、図2において、レンズL7を移動させる。ただし、移動させるレンズは、必ずしも1枚である必要はない。
【0036】
詳細には、移動手段35としては、一例として、レンズL7を保持する鏡筒と、他のレンズを保持する鏡筒とを、光軸7Aを一致させて2重に構成し、いずれか一方の鏡筒の光軸7Aまわりの回転運動を、レンズL7を保持する鏡筒の光軸7A方向の運動に変換する周知のカム機構を用いる。
【0037】
上記のカム機構により、液晶パネル3からCCDパネル9までの距離を一定に保ちながら光学系7の倍率を変化させることが可能になる。これにより、光学系7を作成する場合に加工誤差や製造誤差が発生し、それにより光学系7の倍率が規定値から変化した場合にも、その倍率変化を容易に修正することができる。その結果、欠陥検査レベルの変動の抑制も可能である。
また、倍率変動を補償する際に、諸収差等の画質への影響も、最小限に抑えることができる。
【0038】
本実施形態において、後群Gbと液晶パネル3との間には、ビームスプリッタBSを設置することもできる。ビームスプリッタBSが、本発明における光分岐手段の一実施態様に相当する。
ビームスプリッタBSは、液晶パネル3からの出射光を、光軸7Aに沿った方向と、それとは異なる方向に分岐させる。分岐方向は、たとえば、図2において矢印によって示す、光軸7Aに直交する方向SDである。
ビームスプリッタBSによって分岐方向SDへ出射された光を、たとえば別の光学系を用いてスクリーンに拡大投影することによって、液晶パネル3をCCDパネル9によって撮像するのと同時に、目視によっても液晶パネル3の検査が可能になる。
【0039】
液晶パネル3からの光量が多過ぎて、CCDパネル9の飽和光量以上の光がCCDパネル9に入射する場合には、光学系7にND(Neutral Density)フィルターを設けることも可能である。
図2においては、最も被写体側のレンズL1と、ビームスプリッタBSとの間に、NDフィルターN1〜N4の4枚のNDフィルターNFが配置されている。
NDフィルターNFを設けることにより、CCDパネル9の性能を十分に発揮させることが可能になる。
また、画素欠陥以外の、液晶パネル3の表面の傷等の、液晶パネル表面に強い光を照射した場合に判別可能な欠陥をCCDパネル9によって撮像することも可能になる。
【0040】
表1に、図2に示す両側テレセントリック光学系7のレンズ諸元の一例を示す。表1におけるレンズ面は、図2に示すように、後群GbにおいてレンズL1の被写体側のレンズ面R16からレンズL5の絞りSTO側のレンズ面R27まで順に規定したレンズ面R16〜R27と、前群GfにおいてレンズL6の絞りSTO側のレンズ面R29からレンズL10のCCDパネル9側のレンズ面R40まで順に規定したレンズ面R29〜R40をそれぞれ表わしている。
ただし、表1においては、レンズL5とレンズL6との間の絞りSTOの諸元も記載している。
曲率半径は、各レンズ面ならびに絞りSTOの曲率半径である。各曲率の中心が、結像側にある場合には正の値を、被写体側にある場合は負の値をとる。絞りSTOは平面的であるために、曲率半径は無限大としている。
また、レンズ面間距離は、そのレンズ面から次のレンズ面までの光軸7A上における距離である。
光学系においては、各緒元の比率が一定であれば光学的特性は変化しないため、単位は付記しない。
【0041】
【表1】
【0042】
上記の諸元により、F値Ftの値が1.2の両側テレセントリックな光学系を実現することができた。
表1に諸元を示した両側テレセントリック光学系7は、液晶パネル3のうちの画素が形成されている有効表示領域全面を一括して結像することができる。
図3は、液晶パネル3の表示領域を示す図である。図中、矩形の領域が表示領域30を表わしている。矩形の表示領域30の縦横比は一例として3:4である。光学系7は、一例として、表示領域30の重心CTを中心としたφ0.9インチ(約22.86mm)の範囲、即ち、対角線VAの長さが0.9インチの表示領域30を一括して撮像することができる。
以下に示す光学特性のグラフにおいて用いる物体高さとは、重心CTから表示領域30の角に向かう線dsの長さによって規定する。
【0043】
以下、表1に諸元を示した両側テレセントリック光学系7の光学特性について述べる。なお、以下では全て、カム機構によって光学系7の倍率を変化させない、規定倍率時の光学特性を調べている。
図4(a)〜(c)は、光学系7の諸収差の計測結果を示すグラフである。各グラフにおいて、液晶パネル3から出射される光の波長が580.0nmの場合を点線によって示し、550.0nmの場合を実線によって示し、520.0nmの場合を一点鎖線によって示している。
【0044】
図4(a)は、球面収差を表わすグラフである。図4(a)において、横軸が球面収差量(mm)である。また、縦軸が開口、即ち絞りSTOの相対的な大きさを表わしており、開口の最大の大きさを1としている。
図4(a)から、球面収差量は最大でも0.015mm程度であり、球面収差が非常に良好に補正されていることがわかる。開口の相対的な大きさが1のときにも、各波長の場合において、球面収差量の絶対値は0.01mm以下であり、非常に良好に球面収差が補正されている。
【0045】
図4(b)は、非点収差を表わすグラフである。図4(b)において、横軸が非点収差量(mm)を表わし、縦軸が物体高さ(mm)を表わしている。グラフT1は光学系7のメリジオナル面における非点収差を表わし、グラフS1はサジタル面における非点収差を表わしている。また、図4(b)においては、波長が550.0nmの場合の結果のみを示している。
図4(b)から、表示領域30の全面において非点収差の大きさが約0.006mm以下と、非常に良好に非点収差が補正されていることが分かる。
【0046】
図4(c)は、歪曲率を表わすグラフである。図4(c)において、横軸が歪曲率(%)を表わし、縦軸が物体高さ(mm)を表わしている。
図4(c)から、表示領域30の中心部においては、いずれの波長に対しても歪曲率がほぼ0%であることが分かる。また、表示領域30の最周辺部においても、いずれの波長の場合にも歪曲率の大きさが0.1%以下であり、非常に良好に補正されていることが分かる。
歪曲率が大きいと、CCDパネル9に欠陥の位置が誤って結像され、欠陥画素の位置を誤って特定する原因となり得る。したがって、歪曲率が非常に小さい本実施形態の光学系7によれば、非常に高精度な欠陥検出が可能になることが分かる。
【0047】
図5(a),(b)および図6(c),(d)は、諸条件における光学系7の横方向の収差の計測結果を示すグラフである。図5および図6におけるi)およびii)は、メリジオナル方向とサジタル方向における横収差をそれぞれ示している。各グラフにおいて、液晶パネル3から出射される光の波長が580.0nmの場合を点線によって示し、550.0nmの場合を実線によって示し、520.0nmの場合を一点鎖線によって示している。
各グラフにおいて、横軸は、焦点位置からの光軸7Aに直交する横方向への距離を表わしている。また、縦軸が横収差量(mm)を表わしている。
なお、サジタル方向においては、縦軸に対してグラフが対称となるため、縦軸に対して片側のグラフのみを描いている。
【0048】
図5および図6の(a)〜(d)は、図3において物体高さを表わす線dsの最大値dslの大きさを1としたときの、相対的な物体高さが1.00,0.75,0.50,0.00(即ち、重心CT)の場合の結果をそれぞれ表わしている。
図5(a),(b)および図6(c),(d)から、波長ごとの値にあまりばらつきがなく、横収差が良好に補正されていることが分かる。
また、横収差量の絶対値は最大でも0.0125mm以下であることも分かる。この値は、画素欠陥の検出に用いられる従来のテレセントリック光学系の横収差量の値よりも大幅に小さい。
以上から、本実施形態に係る両側テレセントリック光学系7においては、横収差が非常に良好に補正されていることが分かる。
【0049】
横収差、即ち色収差が存在すると、得られる像にボケやにじみが発生し、欠陥位置が誤って特定される可能性がある。しかしながら、本実施形態に係る光学系7においては色収差が非常に良好に補正されているため、非常に高精度な欠陥検出が可能であることが分かる。
【0050】
本実施形態に係る両側テレセントリック光学系7の総合的な光学特性を評価するために、MTF(Modulation Transfer Function:変調伝達関数)を調べた。その結果を図7に示す。
図7において、横軸は空間周波数(本/mm)を表わしており、縦軸は最大値を1とした場合の変調率を表わしている。
【0051】
図7における各グラフは、波長580.0nmの光と波長550.0nmの光と波長520.0nmの光を1:1:1に重み付けした光を、表1に諸元を示した光学系7に入射させたとした場合に、焦点位置における変調率を計算したシミュレーション結果である。
図中、グラフLmは理論上の回折限界を示しており、グラフA1は光軸7Aにおける結果をそれぞれ示している。グラフEは、前述の相対的な物体高さが1の場合の結果を示しており、グラフEのうち、グラフT2がメリジオナル面における結果を表わしており、グラフS2がサジタル面における結果を表わしている。
図示はしないが、相対的な物体高さが1から0までの間の場合の結果は、グラフA1とグラフT2の間にほぼおさまっている。
【0052】
一例として、投射型の液晶プロジェクターに用いられる投射光学系は、実効F値がF2.0程度であり、そのMTFは、空間周波数が40(本/mm)の場合に変調率0.6程度である。図7の結果から、本実施形態に係る光学系7によって得られたMTFは、基準的な液晶プロジェクターの投射光学系よりも小さい実効F値を有しながらも、大幅に良い値が得られていることが分かる。
【0053】
また、従来であれば空間周波数が200(本/mm)程度まで増えると変調率が0.1以下となった。しかし、本実施形態においては、空間周波数が280(本/mm)の場合にも、それ以上の300(本/mm)近い場合においても、変調率は0.1よりも大きい値が得られた。
【0054】
図7の結果から、本実施形態に係る両側テレセントリック光学系7は、非常に高い解像度を有し、高精度な欠陥検出を可能にすることが分かった。また、欠陥がさらに微小になる場合にも欠陥検出が可能である。
【0055】
図8は、本実施形態に係る両側テレセントリック光学系7を用いて、液晶パネル3の画素欠陥を結像させることにより、欠陥画素からの光量漏れを調べたシミュレーション結果である。
図8においても、図7の場合と同様に、波長580.0nmの光と波長550.0nmの光と波長520.0nmの光を1:1:1に重み付けした光を、表1に諸元を示した光学系7に入射させたとしている。
【0056】
図8の横軸が液晶パネル3における寸法(mm)を表わしている。シミュレーションにおいては、欠陥画素の透光部の大きさを一例として縦横15μmの正方形とした。ただし、欠陥画素が射出する光の強度は、透光部の全面において均一であると仮定し、シミュレーションにおいては、透光部の横方向の辺に沿った1次元シミュレーション結果を算出した。
前述のように、ノーマリーホワイトモードによって駆動される液晶パネル3においては、欠陥画素は光を透過し白く表示される。光の強度の最大値を1として、相対的に表わしたものが、図8のグラフにおける縦軸である。
したがって、図8における矩形Rの横線が、1つの欠陥画素の透光部の幅の、液晶パネル3における実際の位置を表わしている。
【0057】
図8におけるグラフA2が、光軸7A上に位置している欠陥画素を結像させた場合の、1次元の光の強度変化を示した結果である。
また、グラフT3およびグラフS3が、相対的な物体高さが1の位置の欠陥画素を結像させた場合の、光学系のタンジェンシャル方向とラジアル方向における1次元の光の強度変化の結果をそれぞれ示している。
各グラフは、横方向の寸法を、液晶パネル3における透光部の矩形Rの寸法に一致させて示している。
【0058】
各グラフA2,T3,S3の形が矩形Rの形状に近いほど、画素輝点を忠実に結像できていることになり、欠陥検出上は都合が良い。特に、グラフA2,T3,S3のうち矩形Rの外部に位置している領域は、隣接する画素への光量漏れを意味するため、小さいほど良い。隣接する画素間の間隔は、一例として3μmである。この場合には、図8の結果から、本実施形態においては光量漏れは実用上ほとんど問題ないレベルの値であるといえる。したがって、正確な欠陥検査が期待できる。
【0059】
以上の結果から、本実施形態においては、被検査対象物である液晶パネル3の全面において諸収差が良好に補正されていることが分かる。したがって、本実施形態によれば、欠陥検査時の光量均一性を従来よりも大幅に向上可能である。また、解像度が高いため、検出可能欠陥のサイズの低減化、および欠陥位置特定精度の向上が可能になる。それゆえ、欠陥を高精度に検出することができる。
その結果、検査もれを低減することができ、被検査対象物の品質向上、不良率低減を図ることができる。
【0060】
また、ある程度の大きさの被検査対象物を、ほとんど収差なく一括して撮像可能である。収差が少ないため、欠陥検出における画像処理の負担も軽減可能である。テレセントリックな光学系を採用しているため、検査時における被検査対象物の位置決めや温度変動等の検査条件誤差により生じる光軸方向の位置誤差を容易に吸収することができる。以上のことから、欠陥検査のタクトタイムを短縮することができる。
【0061】
さらに、本実施形態においては、CCDパネル9によって欠陥検出を行なう場合に、用いる光学系は両側テレセントリック光学系7のみである。したがって、CCDパネル9において得られる像の劣化が少なく、高精度な欠陥検査が可能である。
【0062】
両側テレセントリック光学系7において倍率調整を可能にした場合には、光学系7の加工誤差、製造誤差による倍率変化を吸収可能であり、高精度な欠陥検出が可能な光学系7を容易に確実に提供することが可能になる。倍率を調整する場合にも、収差変動は最小限に抑えられ、検査精度を確保することができる。
【0063】
さらに、ビームスプリッタBSを設けた場合には、CCDパネル9による検査と、目視による検査の同時検査が可能になる。これにより、欠陥検査装置1による欠陥の自動検出の結果と、目視による結果とを比較して検討することも可能になる。
【0064】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変更が可能である。
たとえば、被検査対象物は、液晶パネルに限らず、プラズマディスプレイパネルやフィールドエミッションディスプレイ等の他の表示パネルであってもよい。表示パネルに限らず、光学ディスクや半導体ウェハ等の対象物の検査に本発明を適用してもよい。なお、これらの対象物においても、発光や反射によって光を出射する場合には、実効F値を規定することができる。
また、欠陥検出に限らず、フォトマスクの転写等の用途に本発明を適用することも可能である。
撮像手段としても、CCDに限らず、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の他の撮像素子を用いることが可能である。
光学系の構成レンズについても、その枚数や形状、材料などの事項は、特許請求の範囲内において適宜変更可能である。
【0065】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、検査対象物からの光を十分に取込める明るさを有し、検査精度を向上可能なテレセントリック光学系を提供することができる。
また、テレセントリック光学系を備え、検査対象物からの光を十分に取込める明るさを有し、検査精度を向上可能な検査装置を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る欠陥検査装置の概略構成図である。
【図2】図2は、本発明の一実施形態に係る光学系のレンズ構成図である。
【図3】図3は、図1における検査対象物の一例としての液晶パネルの表示領域を表わす図である。
【図4】図4(a)〜(c)は、図2に図解の光学系の諸収差を表わすグラフである。
【図5】図5(a),(b)は、図2に図解の光学系の諸条件における横収差を表わすグラフである。
【図6】図6(c),(d)は、図5に続き、図2に図解の光学系の諸条件における横収差を表わすグラフである。
【図7】図7は、図2に図解の光学系のMTF(変調伝達関数)を示すグラフである。
【図8】図8は、図2に図解の光学系を用いて、液晶パネルの画素輝点を結像させた結果を示すグラフである。
【符号の説明】
1…欠陥検査装置、3…検査対象物(液晶パネル)、3a…パネル本体、3b…偏光膜取付板、5…撮像カメラ、7…光学系、7A…光軸、9…撮像手段(CCDパネル)、11…モニター、15…画像処理装置、30…表示領域、35…移動手段、L1〜L10…レンズ、R16〜R27,R29〜R40…レンズ面、BS…ビームスプリッタ、SD…分光方向、NF…NDフィルタ、STO…絞り、PT…保護ガラス、do…後群焦点距離、df…前群焦点距離[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical system used for photographing a liquid crystal panel when detecting a pixel defect of the liquid crystal panel, for example, and a defect inspection apparatus using the optical system. More specifically, the present invention relates to a telecentric optical system having a brightness capable of sufficiently capturing light emitted from an inspection object such as a liquid crystal panel, and a defect inspection apparatus using the optical system.
[0002]
[Prior art]
As an inspection device for inspecting pixel defects of a flat display device such as a liquid crystal display device (hereinafter, referred to as a liquid crystal panel), for example, a device that projects a liquid crystal panel on a screen and detects a defect based on the projected image is known. I have.
In a screen projection type apparatus, an image of a liquid crystal panel is enlarged and projected on a screen using an enlargement optical system. The inspector visually inspects the projected image to detect a pixel defect of the liquid crystal panel.
[0003]
In addition, there is also known an apparatus that captures an image of a liquid crystal panel with an imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) camera and detects a defect based on an image of the obtained liquid crystal panel.
There is also known a projection image capturing type inspection apparatus which captures not only the liquid crystal panel itself but also a projection image of the liquid crystal panel as described above using a CCD camera. In a projection image capturing type inspection apparatus, both a projection image on a screen and an image obtained by capturing a projection image by a CCD camera can be used for defect detection.
[0004]
An image pickup optical system for forming an image of a liquid crystal panel on an image forming surface of an image pickup device such as a CCD when an image of a liquid crystal panel is picked up by an image pickup device such as a CCD camera is disclosed in
The telecentric optical system has the advantage that all principal rays travel in the object space or the image space in parallel to the optical axis, and errors in the size of an image taken or measured can be reduced. Therefore, it is used for object measurement and defect inspection.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-33804
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the inspection using the screen projection type device, the limit of the defects that can be found differs depending on the inspector. In addition, even for the same inspector, the limit of discoverable defects and the accuracy of detection of correctness of defect determination vary depending on factors such as physical condition.
Furthermore, as long as a human inspects, defects may be overlooked.
[0007]
In an apparatus that captures a liquid crystal panel with an imaging device and a projection image capturing type device that have been devised to realize an inspection that is not affected by the senses of the inspector, the F value of the imaging optical system is conventionally large, The imaging optics was dark. For this reason, the resolution limit may be low, and the defect may be overlooked.
In addition, since the F value is large, it is not possible to take in all the light from the liquid crystal panel, so that a defect may be overlooked.
[0008]
Conventionally, the telecentric optical system used for defect detection has a large F value and is dark. As a result, the change in magnification due to a position error occurring when the liquid crystal panel to be inspected is replaced is extremely reduced, and the uniformity of the light amount is high in order to realize a highly accurate unevenness inspection. There were no telecentric optics with the highest possible resolution.
[0009]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a telecentric optical system having sufficient brightness to receive light from an inspection object and capable of improving inspection accuracy.
It is another object of the present invention to provide an inspection apparatus that includes a telecentric optical system, has sufficient brightness to capture light from an inspection object, and can improve inspection accuracy.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The telecentric optical system according to the present invention includes a plurality of lens groups arranged so that optical axes coincide with each other, and emits light emitted at a predetermined divergence angle from an object at a predetermined position on the optical axis. A telecentric optical system for forming an image, the telecentric optical system having an effective F value equal to or less than an effective F value of the object defined by the divergence angle.
[0011]
Further, the inspection apparatus according to the present invention includes a plurality of lens groups arranged so that optical axes coincide with each other, and emits light emitted from the object at a predetermined divergence angle at a predetermined position on the optical axis. An optical system that forms an image, and an imaging unit that is arranged at an imaging position of the optical system so that an imaging surface is coincident with the imaging system.The imaging unit captures an image of the object through the optical system, An inspection apparatus for inspecting uniformity of the emitted light from the object, wherein the optical system is a telecentric optical system having an effective F value equal to or less than an effective F value of the object defined by the divergence angle. There is an inspection device.
[0012]
In the present invention, outgoing light is emitted from the object at a predetermined divergence angle. The effective F value of the object is defined by the emitted light having the predetermined divergence angle.
The constituent lenses of the plurality of lens groups that form the optical system are configured so that the effective F value of the optical system is smaller than the effective F value of the object and are telecentric, and are arranged with the optical axes coincident.
With this telecentric optical system, light emitted from the object is imaged. At an image forming position where the emitted light is formed, an image pickup means for picking up an image of the formed object is arranged.
The imaging unit captures an image of the object using the emitted light of the object formed by the telecentric optical system.
Based on the image data obtained by the imaging means, the uniformity of the emitted light of the object is inspected, and the presence or absence of a defect of the object is determined.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
The
[0014]
The
In the present embodiment, a liquid crystal panel will be described as an example of the
[0015]
The
The
It is preferable that the entire surface of the
The light emitted from the
An
[0016]
The
Each of the electrodes arranged in a matrix corresponds to a pixel for displaying an image. Each pixel has a light-transmitting portion through which light passes through a transparent electrode, a non-transparent electrode, a switching element such as a TFT (Thin Film Transistor), and a color filter to prevent color mixing of different color filters. There is a light-shielding portion where elements such as a black matrix are located.
[0017]
Due to the above conditions such as the area ratio and the shape of the light-transmitting portion and the light-shielding portion, the emitted light Lt from the
With the divergence angle θ, the NA (Numerical Aperture: numerical aperture) of the
Further, by using the NA of the
[0018]
The value of the effective F value Fp of the
The
As will be described later in detail, the
The
[0019]
The
The imaging surface of the
The
[0020]
The electric signal output from the
The electric signal output from the
[0021]
The
As an example, consider a
The
[0022]
In the present embodiment, defective pixels are automatically detected based on the output from the
[0023]
The
FIG. 2 shows an example of a detailed configuration of the
[0024]
The
In FIG. 2, the
A protective glass PT for protecting the
[0025]
The lenses L1 to L10 correspond to one embodiment of each constituent lens in the present invention.
The lenses L1 to L10 are arranged such that the
The stop STO is arranged between the lens L5 and the lens L6. As the stop STO, for example, an aperture stop having a known structure is used. Hereinafter, the lenses L1 to L5 on the object side of the stop STO will be referred to as a rear group Gb, and the lenses L6 to L10 on the image forming side will be referred to as a front group Gf.
[0026]
The constituent lenses of the front group Gf and the rear group Gb have shapes and arrangements that are close to symmetrical with the stop STO interposed therebetween in order to minimize distortion. The constituent lenses of the front group Gf and the rear group Gb were combined after optimal color correction, and the shapes were determined by performing shape optimization again for suppressing aberration.
[0027]
In addition, it is necessary to obtain a power that can secure a relatively large lens back to enable the arrangement of the beam splitter BS described later, and that the arrangement of each lens is not completely symmetric with respect to the stop STO. Then, the glass material of each constituent lens is selected.
[0028]
As a result of taking the above conditions into consideration, in the present embodiment, as an example of a telecentric optical system, a front group Gf and a rear group Gb constitute a bilateral telecentric optical system. The double-sided telecentric optical system is, for example, a reduction optical system with a magnification of about 0.655.
With the above configuration, an effective F-number of F1.2 can be realized, for example, on the imaging side of the double-sided telecentric optical system shown in FIG. The effective F value Ft of the two-sided telecentric optical system is smaller than the effective F value Fp of the
[0029]
Preferably, a concave meniscus lens L10b is arranged at a position closest to the image forming side with its concave surface R40 facing the image forming position.
The concave meniscus lens L10b may be arranged independently, or may be arranged as a doublet integrated with the lens L10a, like the lens L10 in FIG.
[0030]
The curvature radius rm of the concave surface R40 is designed so as to satisfy the following expression in relation to the focal length df from the stop STO of the front group Gf to the imaging plane of the
[0031]
[Equation 3]
0.3 <rm / df <0.45 (1)
[0032]
Since the F value Ft is as bright as about 1.2, if the ratio of the radius of curvature rm of the concave surface R40 to the focal length df is out of the range of the expression (1), the Petzval curvature is sufficiently corrected. And high optical characteristics cannot be achieved.
Within the range of the value of the expression (1), even if the value of the F value Ft is smaller than the value of the F value Fp, the Petzval curvature is sufficiently corrected to obtain high optical characteristics as described later. be able to.
[0033]
In addition, even when the ratio between the radius of curvature rm of the concave surface R40 and the focal length df is within the range of the expression (1), there is an upper limit and a lower limit in the value of the radius of curvature rm from the viewpoint of processing accuracy.
[0034]
In the
[0035]
Further, the
The magnification of the lens to be moved can be changed by moving the lens, and when the lens is moved, the image formed by the
[0036]
More specifically, as an example, as the moving
[0037]
The above-mentioned cam mechanism makes it possible to change the magnification of the
In addition, when compensating for the magnification variation, it is possible to minimize the influence of various aberrations and the like on the image quality.
[0038]
In the present embodiment, a beam splitter BS can be provided between the rear group Gb and the
The beam splitter BS splits the light emitted from the
The light emitted in the branching direction SD by the beam splitter BS is enlarged and projected onto a screen using, for example, another optical system, so that the
[0039]
When the amount of light from the
In FIG. 2, four ND filters ND filters N1 to N4 are arranged between the lens L1 closest to the subject and the beam splitter BS.
By providing the ND filter NF, the performance of the
In addition, the
[0040]
Table 1 shows an example of lens specifications of the double-sided telecentric
However, in Table 1, the specifications of the stop STO between the lens L5 and the lens L6 are also described.
The radius of curvature is the radius of curvature of each lens surface and the stop STO. When the center of each curvature is on the image forming side, it takes a positive value, and when it is on the subject side, it takes a negative value. Since the stop STO is planar, the radius of curvature is infinite.
The distance between lens surfaces is a distance on the
In the optical system, if the ratio of each parameter is constant, the optical characteristics do not change, and hence no unit is added.
[0041]
[Table 1]
[0042]
With the above specifications, a bilateral telecentric optical system with an F-number Ft of 1.2 could be realized.
The double-sided telecentric
FIG. 3 is a diagram illustrating a display area of the
The object height used in the graph of optical characteristics described below is defined by the length of a line ds from the center of gravity CT to the corner of the
[0043]
Hereinafter, the optical characteristics of the double-sided telecentric
FIGS. 4A to 4C are graphs showing measurement results of various aberrations of the
[0044]
FIG. 4A is a graph showing spherical aberration. In FIG. 4A, the horizontal axis represents the amount of spherical aberration (mm). The vertical axis represents the relative size of the aperture, that is, the stop STO, and the maximum size of the aperture is 1.
FIG. 4A shows that the spherical aberration amount is about 0.015 mm at the maximum, and that the spherical aberration is corrected very well. Even when the relative size of the aperture is 1, the absolute value of the amount of spherical aberration is 0.01 mm or less at each wavelength, and the spherical aberration is corrected very well.
[0045]
FIG. 4B is a graph showing astigmatism. In FIG. 4B, the horizontal axis represents the amount of astigmatism (mm), and the vertical axis represents the object height (mm). Graph T1 represents astigmatism on the meridional surface of the
FIG. 4B shows that the magnitude of astigmatism is about 0.006 mm or less over the
[0046]
FIG. 4C is a graph showing the distortion rate. In FIG. 4C, the horizontal axis represents the distortion rate (%), and the vertical axis represents the object height (mm).
From FIG. 4C, it can be seen that the distortion rate is almost 0% for any wavelength at the center of the
If the distortion rate is large, the position of the defect is erroneously formed on the
[0047]
FIGS. 5A and 5B and FIGS. 6C and 6D are graphs showing the measurement results of the lateral aberration of the
In each graph, the horizontal axis represents the distance from the focal point in the horizontal direction orthogonal to the
In the sagittal direction, the graph is symmetrical with respect to the vertical axis, so that only one graph is drawn with respect to the vertical axis.
[0048]
FIGS. 5A to 6D show relative object heights of 1.00, 1 when the maximum value dsl of the line ds representing the object height in FIG. The results in the case of 0.75, 0.50, and 0.00 (that is, the center of gravity CT) are respectively shown.
5 (a) and 5 (b) and FIGS. 6 (c) and 6 (d) show that there is not much variation in the value for each wavelength, and that the lateral aberration is favorably corrected.
It can also be seen that the absolute value of the lateral aberration amount is at most 0.0125 mm. This value is significantly smaller than the value of the amount of lateral aberration of the conventional telecentric optical system used for detecting a pixel defect.
From the above, it can be seen that in the double-sided telecentric
[0049]
If lateral aberration, that is, chromatic aberration, is present, the resulting image will be blurred or blurred, and the defect position may be erroneously identified. However, in the
[0050]
In order to evaluate overall optical characteristics of the double-sided telecentric
In FIG. 7, the horizontal axis represents the spatial frequency (lines / mm), and the vertical axis represents the modulation rate when the maximum value is 1.
[0051]
Each graph in FIG. 7 shows the light obtained by weighting the light having a wavelength of 580.0 nm, the light having a wavelength of 550.0 nm, and the light having a wavelength of 520.0 nm in a ratio of 1: 1: 1. FIG. 9 is a simulation result of calculating a modulation factor at a focal position when it is assumed that light is incident on the focal point.
In the figure, a graph Lm shows a theoretical diffraction limit, and a graph A1 shows a result at the
Although not shown, the result in the case where the relative object height is between 1 and 0 substantially falls between the graph A1 and the graph T2.
[0052]
As an example, a projection optical system used in a projection-type liquid crystal projector has an effective F value of about F2.0, and its MTF has a modulation rate of about 0.6 when the spatial frequency is 40 (lines / mm). is there. From the results of FIG. 7, the MTF obtained by the
[0053]
Further, in the related art, when the spatial frequency is increased to about 200 (lines / mm), the modulation rate becomes 0.1 or less. However, in the present embodiment, the modulation rate is larger than 0.1 both when the spatial frequency is 280 (lines / mm) and when the spatial frequency is higher than 300 (lines / mm). .
[0054]
From the results of FIG. 7, it has been found that the double-sided telecentric
[0055]
FIG. 8 is a simulation result obtained by imaging a pixel defect of the
In FIG. 8 as well as in FIG. 7, the light obtained by weighting the light having a wavelength of 580.0 nm, the light having a wavelength of 550.0 nm, and the light having a wavelength of 520.0 nm to 1: 1: 1 is shown in Table 1. Is incident on the
[0056]
The horizontal axis in FIG. 8 represents the dimension (mm) of the
As described above, in the
Therefore, the horizontal line of the rectangle R in FIG. 8 indicates the actual position of the width of the light transmitting portion of one defective pixel in the
[0057]
A graph A2 in FIG. 8 is a result showing a one-dimensional light intensity change when a defective pixel located on the
The graphs T3 and S3 show the results of the one-dimensional light intensity change in the tangential direction and the radial direction of the optical system when a defective pixel at a relative object height of 1 is imaged. Each is shown.
In each graph, the horizontal dimension is shown so as to match the size of the rectangle R of the light transmitting portion in the
[0058]
The closer the shapes of the graphs A2, T3, and S3 are to the shape of the rectangle R, the more faithfully an image of a pixel luminescent spot is formed, which is convenient for defect detection. In particular, in the graphs A2, T3, and S3, a region located outside the rectangle R means that light amount leaks to an adjacent pixel, and therefore the smaller the better. The distance between adjacent pixels is 3 μm as an example. In this case, from the results in FIG. 8, it can be said that in this embodiment, the light amount leakage is a value at a level that causes almost no problem in practical use. Therefore, accurate defect inspection can be expected.
[0059]
From the above results, it can be seen that in the present embodiment, various aberrations are satisfactorily corrected on the entire surface of the
As a result, inspection leakage can be reduced, and the quality of the inspection object can be improved and the defect rate can be reduced.
[0060]
In addition, an object to be inspected having a certain size can be collectively imaged with almost no aberration. Since the aberration is small, the load of image processing in defect detection can be reduced. Since a telecentric optical system is employed, it is possible to easily absorb a position error in the optical axis direction caused by an error in an inspection condition such as a positioning of an object to be inspected or a temperature variation during an inspection. As described above, the takt time of the defect inspection can be reduced.
[0061]
Further, in the present embodiment, when a defect is detected by the
[0062]
When magnification adjustment is enabled in the double-sided telecentric
[0063]
Further, when the beam splitter BS is provided, simultaneous inspection of the inspection by the
[0064]
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
For example, the object to be inspected is not limited to a liquid crystal panel, but may be another display panel such as a plasma display panel or a field emission display. The present invention is not limited to the display panel, but may be applied to inspection of an object such as an optical disk and a semiconductor wafer. It should be noted that even in these objects, when light is emitted by light emission or reflection, the effective F value can be defined.
The present invention is not limited to defect detection, and can be applied to applications such as transfer of a photomask.
The imaging means is not limited to the CCD, but may be another imaging element such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
Matters such as the number, shape, and material of the constituent lenses of the optical system can be appropriately changed within the scope of the claims.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a telecentric optical system that has sufficient brightness to capture light from an inspection object and that can improve inspection accuracy.
In addition, it is possible to provide an inspection apparatus that includes a telecentric optical system, has sufficient brightness to take in light from an inspection object, and can improve inspection accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a lens configuration diagram of an optical system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a display area of a liquid crystal panel as an example of an inspection target in FIG. 1;
4 (a) to 4 (c) are graphs showing various aberrations of the optical system illustrated in FIG.
5 (a) and 5 (b) are graphs showing lateral aberrations under various conditions of the optical system illustrated in FIG.
6 (c) and 6 (d) are graphs showing lateral aberrations under various conditions of the optical system illustrated in FIG. 2, following FIG.
7 is a graph showing the MTF (modulation transfer function) of the optical system illustrated in FIG.
FIG. 8 is a graph showing a result of forming an image of a pixel bright point of a liquid crystal panel using the optical system illustrated in FIG. 2;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記発散角により規定される前記対象物の実効F値以下の実効F値を有する
テレセントリック光学系。A telecentric optical system comprising a plurality of lens groups arranged so that optical axes coincide with each other, and emitting light emitted at a predetermined divergence angle from an object to form an image at a predetermined position on the optical axis. ,
A telecentric optical system having an effective F value equal to or less than an effective F value of the object defined by the divergence angle.
少なくとも凹メニスカスレンズを含むレンズが、結像位置に最も近い位置に前記凹メニスカスレンズの凹面を位置させて配置されており、
前記凹メニスカスレンズは、前記凹面の曲率半径rmが、前記絞りから結像側の前記レンズ群の焦点距離dfに関して、下記式を満たす
請求項1に記載のテレセントリック光学系。
A lens including at least a concave meniscus lens is arranged by positioning the concave surface of the concave meniscus lens at a position closest to an image forming position,
2. The telecentric optical system according to claim 1, wherein the concave meniscus lens has a radius of curvature rm of the concave surface that satisfies the following expression with respect to a focal length df of the lens group on the image forming side from the stop. 3.
をさらに有する
請求項2に記載のテレセントリック光学系。Among the constituent lenses of the plurality of lens groups, when moving along the optical axis, the constituent lens that has a smaller effect on the image quality of an image obtained by imaging than the other constituent lenses 3. The telecentric optical system according to claim 2, further comprising a moving unit that moves along the axis.
をさらに有する
請求項3に記載のテレセントリック光学系。On the optical axis, the emitted light is arranged between the object and the constituent lens arranged at a position closest to the object, and the direction of the optical axis is different from the direction of the emitted light. 4. The telecentric optical system according to claim 3, further comprising a light branching unit that branches light.
前記光学系は、前記発散角により規定される前記対象物の実効F値以下の実効F値を有するテレセントリック光学系である
検査装置。An optical system comprising: a plurality of lens groups arranged so that optical axes coincide with each other; and an optical system that forms outgoing light emitted from an object at a predetermined divergence angle at a predetermined position on the optical axis; Imaging means arranged at an imaging position of the system and imaging the formed object, and inspecting uniformity of the emitted light from the object based on image data obtained by the imaging means. Inspection equipment,
The inspection device, wherein the optical system is a telecentric optical system having an effective F value equal to or less than an effective F value of the object defined by the divergence angle.
少なくとも凹メニスカスレンズを含むレンズが、前記結像位置に最も近い位置に前記凹メニスカスレンズの凹面を位置させて配置されており、
前記凹メニスカスレンズは、前記凹面の曲率半径rmが、絞りから結像側の前記レンズ群の焦点距離dfに関して、下記式を満たす
請求項5に記載の検査装置。
A lens including at least a concave meniscus lens is arranged with the concave surface of the concave meniscus lens located at a position closest to the imaging position,
The inspection device according to claim 5, wherein the concave meniscus lens has a curvature radius rm of the concave surface that satisfies the following expression with respect to a focal length df of the lens group on the image forming side from a stop.
をさらに有する
請求項6に記載の検査装置。Among the constituent lenses of the plurality of lens groups, when moving along the optical axis, the constituent lens that has a smaller effect on the image quality of an image obtained by imaging than the other constituent lenses The inspection device according to claim 6, further comprising a moving unit that moves along the axis.
をさらに有する
請求項7に記載の検査装置。On the optical axis, the emitted light is arranged between the object and the constituent lens arranged at a position closest to the object, and the direction of the optical axis is different from the direction of the emitted light. The inspection apparatus according to claim 7, further comprising a light branching unit that branches light.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002303558A JP2004138828A (en) | 2002-10-17 | 2002-10-17 | Telecentric optical system and inspecting device using the same |
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-
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