JP2004309262A - シール材塗布検査装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】平板状被検査部材の下面側に透過照明装置を設置せずに、落射照明のみで平板状被検査部材のシール材塗布状態を正確に検査し、構造を簡単にする。
【解決手段】シール材塗布検査装置は、透明基板(平板状被検査部材)Wの上方に、受光部の光軸S1を透明基板の上面に垂直に向けて配置され、透明基板Wからの反射光を検出するCCDカメラ(光学センサ)5と、透明基板Wの上面側にあって、投光部の光軸S2がCCDカメラ5の受光部の光軸S1と透明基板Wの上面で交差するように配置された照明器6と、透明基板Wの下面側に近接して配置され、照明器6から投光された光のうち透明基板Wを透過した光をCCDカメラ5側へ反射する反射鏡19とを備え、反射鏡19を、CCDカメラ5の受光部の光軸S1と照明器6の投光部の光軸S2との交差部の直下において透明基板Wに平行に配置した構成となっている。
【選択図】 図2
【解決手段】シール材塗布検査装置は、透明基板(平板状被検査部材)Wの上方に、受光部の光軸S1を透明基板の上面に垂直に向けて配置され、透明基板Wからの反射光を検出するCCDカメラ(光学センサ)5と、透明基板Wの上面側にあって、投光部の光軸S2がCCDカメラ5の受光部の光軸S1と透明基板Wの上面で交差するように配置された照明器6と、透明基板Wの下面側に近接して配置され、照明器6から投光された光のうち透明基板Wを透過した光をCCDカメラ5側へ反射する反射鏡19とを備え、反射鏡19を、CCDカメラ5の受光部の光軸S1と照明器6の投光部の光軸S2との交差部の直下において透明基板Wに平行に配置した構成となっている。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶基板等の平板上に塗布したシール材の塗布状態や欠陥の検査を行うシール材塗布検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、電極や配向膜等を形成された2枚の透明基板間に液晶層を挟持し、その周囲をシール材でシール(封止)してなる液晶表示素子が用いられている。一般に、前記シール材は、マイクロディスペンサ等の塗布装置によって前記透明基板上に自動的に塗布されるが、その塗布位置のずれ、塗布幅(塗布径)の異常や塗布の途切れ等の塗布状態の欠陥を生じることがある。
このため、前記シール材の塗布状態の欠陥の有無等を検査する必要があると共に、その検査を自動化することにより、液晶表示素子の製造歩留まりを大きく向上させることが要求されている。
従来、前記液晶表示素子におけるシール材の塗布状態を検査するシール材塗布検査装置として、透明基板を照明する照明器による落射照明の反射光の光軸とCCDカメラ等の光学センサの光軸とが異なるように、前記照明器と光学センサとを配置して、透明基板上に塗布されたシール材を暗視野で前記光学センサによって検出するようにしたもの(例えば、特許文献1参照)や、前記落射照明と、該落射照明の透明基板下への透過光を反射してなる反射照明または透過照明とを組み合わせることにより、透明基板上のシール材部分から生じる散乱光を前記光学センサによって検出するようにしたもの(例えば、特許文献2参照)が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−170242号公報
【特許文献2】
特開平8−304296号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシール材塗布検査装置のうちの前者の装置では、前記透明基板上のシール材部分の照明が落射照明だけであるので、該シール材を通過してしまう照明光に起因してシール材部分で生じる散乱光が少なく、シール材の途切れの有無等を正確に検出できない問題がある。
また、後者の装置では、前記落射照明とは別に、反射照明または透過照明等の照明装置を透明基板の下面側に配置しなければならず、前記照明装置によって透明基板の下面側の空間に設備される他の機器の配置の自由度が制限されると共に、装置が複雑になって製作費が高くなる等の問題がある。そして、前記反射照明を行うもにあっては、透明基板の下面側に配置された反射鏡によって反射される反射光は、落射照明による落射光と平行に照明器(投光器)に向かって反射されるものであり、そのために、前記反射鏡が透明基板の下面から離れた位置に配置され、かつ前記反射鏡の反射面が前記照明器から透明基板を透過してきた透過光の光軸と直角になるように正確に設置されねばならず、その設置作業や装置が複雑化するという問題がある。
【0005】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、平板状被検査部材の下面側に透過照明装置を設置することなく、落射照明のみによって平板状被検査部材のシール材部分に充分な散乱光を発生させて、前記平板状被検査部材へのシール材の塗布状態を暗視野において正確に検査することができ、かつ構造が簡単なシール材塗布検査装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項1に係るシール材塗布検査装置は、光透過性を有する平板状被検査部材の上方に、受光部の光軸を前記平板状被検査部材の上面に垂直に向けて配置され、平板状被検査部材からの反射光を検出する光学センサと、前記平板状被検査部材の上面側にあって、投光部の光軸が前記光学センサの受光部の光軸と前記平板状被検査部材の上面で交差するように配置された照明器と、前記平板状被検査部材の下面側に近接して配置され、前記照明器から投光された光のうち前記平板状被検査部材を透過した光を前記光学センサ側へ反射する反射鏡とを備えていることを特徴としている。
【0007】
また、請求項2に係るシール材塗布検査装置は、請求項1に記載の装置において、前記反射鏡は、前記光学センサの受光部の光軸と前記照明器の投光部の光軸との交差部の直下において前記平板状被検査部材に平行に配置されていることを特徴としている。
【0008】
また、請求項3に係るシール材塗布検査装置は、請求項1または2に記載の装置において、前記光学センサと前記照明器がそれらの光軸をX軸方向に沿う平面上に整列するようにして複数個設けられると共に、前記反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、前記平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられていることを特徴としている。
【0009】
また、請求項4に係るシール材塗布検査装置は、請求項1または2に記載の装置において、前記光学センサと前記照明器が一緒にX軸方向に移動自在に設けられると共に、前記反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、前記平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられていることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置について図1〜図4を参照して説明する。
図1〜図4において、1は本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置である。該シール材塗布検査装置1は、基台2上にY軸方向yに水平に延長して設けられ、平板状の透明基板(光透過性を有する平板状被検査部材)Wを載置してY軸方向yへ移動させるためのワーク搬送装置(搬送装置)3と、前記基台2の両端部にボルトによって固定されてY軸に直角なZ軸方向zに立設された一対の支柱4a,4aの上端に、Y軸とZ軸に直角なX軸方向xに向けて水平に配設したX軸ビーム4bをボルト等で連結して門型に構成した支持フレーム4と、該支持フレーム4のX軸ビーム4bに支持されて前記ワーク搬送装置3に載置した透明基板Wの上方に配置され、該透明基板Wの上面を撮像するCCDカメラ(光学センサ)5と、前記X軸ビーム4bに支持されて前記透明基板Wの上面側に配置され該透明基板Wを上方から落射照明する照明器6とを備えている。
【0011】
前記ワーク搬送装置3は、前記支柱4a,4aの間において前記基台2の両端上部に固定して設けられた一対の搬送機構7,7と、該各搬送機構7,7の間において前記基台2に固定され、Y軸方向yの中央とその前後(図1,図2で左右)に、それぞれ、水平に配置された中央部支持案内機構8、前部支持案内機構9、後部支持案内機構10とを備えている。
前記各搬送機構7,7は、前記基台2の上部に固定されてY軸方向yに延長されたフレーム7aと、該フレーム7aの前、後端部に回転自在に支持されたローラ11,11と、該ローラ11,11に巻き掛けられた無端状のスチールベルト(ベルト)12と、該スチールベルト12の上方移動部に固定されて上方に突き出された支持部材13と、該支持部材13の上端に中間部を固定されてY軸方向yに水平に延長されたワーク支持板14とを備え、該ワーク支持板14の前後端部には、ワーク支持板14に載置された透明基板WのX軸方向xの端部の前後を把持するクランパ14a,14aが設けられている。
【0012】
そして、前記搬送機構7,7は、各フレーム7a,7aに設けた前方または後方のローラ(駆動ローラ)11,11が、サーボモータ(回転駆動手段)23(図3参照)によって同期して正転、逆転されると、前記スチールベルト12,12の上方移動部が前後に移動し、前記支持部材13を介して前記ワーク支持板14がY軸方向yに移動して、前記透明基板WをY軸方向yへ移動させるようになっている。なお、前記フレーム7aにはX軸方向xの両側に側壁部7b,7bが設けられ、該側壁7b,7bによって、前記スチールベルト12および前記支持部材13が、X軸方向xへ蛇行するのを阻止されてY軸方向yへ案内移動されると共に、該側壁7bに固定した水平のガイド部材(図示せず)に、前記支持部材13がその下端を接触して案内されることにより、前記ワーク支持板14がY軸方向yへ水平を保って移動されるようになっている。なお、前記搬送機構7は、スチールベルト13の代わりに、リニアモータで前記支持部材13を移動させる構成としてもよい。
【0013】
前記各支持案内機構8,9,10は、それぞれ、前記基台2に固定された支持枠8a,9a,10aに、X軸方向xに沿って延長された複数の支持ローラ15が、Y軸方向yに所定間隔をあけて並列され、かつ上端部を前記支持枠8a,9a,10aの上面より僅かに上に突き出させた状態で回転自在に支持されて構成されている。各支持案内機構8,9,10の支持ローラ15は、前記透明基板Wの下面を支持してY軸方向yに案内すべく、上端が同一の水平面上設定されている。なお、各支持ローラ15は1本のローラで構成する代わりに複数個のローラを一直線状に連ねたものとして構成してもよい。
【0014】
前記CCDカメラ5は、その光学系の対物レンズ(受光部)5aの光軸S1が前記支持案内機構8,9,10上に載置された透明基板Wの上面に垂直(略垂直を含む)になるようにして、前記X軸ビーム4bの前面に固定した支持体16に複数個取り付けられている。各CCDカメラ5は、前記光軸S1の位置が平面視でX軸方向xに一直線状に整列(光軸S1がX軸方向xに沿う透明基板Wに垂直な平面上に整列)され、それらの撮像範囲がX軸方向xに不連続とならないように、相互に近接して等間隔をあけて配置されている。また、各CCDカメラ5は、前記支持体16に設けたホルダ16aに上下位置調整機構16b(図2参照)を介して支持され、前記透明基板Wの上面に対する光学系の焦点位置を個々に上下に移動調節できるようになっている。
【0015】
また、前記支持体16の両端には、前記X軸ビーム4bの前方に突き出したL字状の支持アーム17が取り付けられ、該支持アーム17の先端下部に固定した支持板17aには、前記照明器6が、前記CCDカメラ5の前方位置において、該CCDカメラ5に対応させてそれと同数だけ取り付けられている。各照明器6は、前記CCDカメラ5の光軸S1が整列された平面に対して傾斜したX軸方向xに沿う平面上に、投光部の光軸S2を等間隔をあけて整列され、それらの照明範囲がX軸方向xに照明斑が生じないように配置されている。各照明器6は、一般の白色光でよく、例えば、メタルハライドランプ180Wが用いられる。
【0016】
そして、各照明器6は、その投光部の光軸S2が前記CCDカメラ5の対物レンズ5aの光軸S1と前記透明基板Wの上面で交差するようになっている。前記CCDカメラ5の対物レンズ5aの光軸S1と前記照明器6の投光部の光軸S2とのなす角度θは、前記CCDカメラ5が前記照明器6からの照射光を直接検出しない範囲ならよいが、前記角度θが大きくなると前記照明器6の光量を多くしなければならず、また、角度θが小さいと後述の透明基板Wに塗布された透明のシール材18(図4参照)から生じる散乱光が少なくなるので、やはり照明器6の光量を上げる必要がある。このため、前記角度θは35°〜60°の範囲、好ましくは50°ないしはそれに近似した角度に設定される。前記角度θの上、下限範囲を外れると、前記シール材18の部分を鮮明に光らせることができない。
【0017】
前記ワーク搬送装置3の中央部支持案内機構8における隣接した一対の支持ローラ15,15間であって、前記CCDカメラ5の光軸S1の下方の位置には、平板状の反射鏡19が図示しない支持具を介して前記中央部支持案内機構8に取り付けられている。前記反射鏡19は、前記透明基板Wの下面側においてそれに平行に近接して配置され、かつ透明基板Wに塗布されたシール材18の幅(塗布径)より十分に広いY軸方向yの幅を有し、X軸方向xに前記照明器6の照明範囲と略同じ範囲にわたって延長して設けられており、照明器6から投光されて前記透明基板Wを透過した透過光を前記CCDカメラ5側へ反射するようになっている。
【0018】
前記構成のシール材塗布検査装置1の制御装置20は、マイクロコンピュータからなり、図3に示すように、前記CCDカメラ5により撮像して得られた前記透明基板Wの上面の画像データから透明基板Wに塗布されたシール材18の形状を検出する画像判定部21と、前記照明器6に接続されてその投光量を調節する光源調整部22と、前記搬送機構7,7を駆動して前記透明基板WをY軸方向yに移動させる前記サーボモータ23,23を作動させるモータ制御部24とを備えている。
【0019】
前記画像判定部21には、前記CCDカメラ5に接続され、該CCDカメラ5から得られたアナログ画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器21aと、該A/D変換器21aからのデジタル信号を記憶する画像メモリ21bと、該画像メモリ21bに取り込まれた画像データを2値化処理してその特徴データを求める画像処理部21cと、該画像処理部21cからの特徴データを、内部のメモリに予め格納されている基準データと比較して、透明基板Wの上面の状態を判定する演算処理部21dとが設けられている。
【0020】
次に、前記一実施の形態に係るシール材塗布検査装置1の作用について説明する。前記ワーク搬送装置3における搬送機構7,7のワーク支持板14上に、透明基板Wを載せてクランパ14aで把持、固定する。そして、前記制御装置20を動作させて、前記モータ制御部24によってサーボモータ23,23を回転させることにより、搬送機構7,7を介して透明基板WをY軸方向yへ移動させると共に、前記照明器6の投光部から投光しながら、前記CCDカメラ5を作動させる。この場合、前記CCDカメラ5の対物レンズ5aの焦点と照明器6の光源の光量は、それぞれ、前記上下位置調整機構16bと前記光源調整部22で予め正しく調整されている。
【0021】
前記搬送装置7,7によって透明基板Wが前記CCDカメラ5の直下まで移動されて来ると、それまでCCDカメラ5からの出力が所定レベル以下のため動作しなかった画像判定部21が動作を開始し、これにより、CCDカメラ5によって前記透明基板Wの上面の状態が撮像されて得られた画像データがA/D変換器21aを介してデジタル信号として画像メモリ21bに取り込まれる。
前記透明基板Wが、図4(b)に示すように、シール材18の部分が前記CCDカメラ5の直下に到達すると、前記照明器6から投光された光は、一部がシール材18の部分で乱反射し、残部がシール材18と透明基板Wを透過して前記反射板19でシール材18側に反射し、それらの反射光によってシール材18の部分に散乱光が生じて該シール材18の部分が他の部分(暗部)と明確に区別されて鮮明に光る。このため、前記画像データは、暗視野の中にシー材18の部分が白く映し出された画像として得られ、該画像が、前記サーボモータ23に設けた位置検出器(図示せず)によって検出される透明基板WのY軸方向yの位置と、前記各CCDカメラ5のX軸方向xに配置された位置とに関連ずけられて画像メモリ21bに取り込まれる。
【0022】
前記画像メモリ21bに取り込まれた画像データは画像処理部21cに送られて、該画像処理部21bで前記シール材18の部分(発光部)とその他の部分(暗部)とを2値化処理によってシール材18の画像の特徴データが求められて演算処理部21dに送られる。該演算処理部21dは、前記特徴データを、予め内部に格納されているシール材18の位置、シール材18の幅等の基準データと比較し、該基準データと一致しない特徴データの部分をシール材18の欠陥部分として、そのパターンにより、図4(a)に示すように、塗布の途切れ部分18a、塗布幅の異常部分18b等とそれらの位置を判定する。判定結果は図示しない表示部に数値データや表示画像として表示される。
【0023】
前記実施の形態に係るシール材塗布検査置1によれば、平板状の透明基板Wの上方に、受光部の光軸S1を前記透明基板Wの上面に垂直に向けて配置され、透明基板Wからの反射光を検出するCCDカメラ5と、前記透明基板Wの上面側にあって、投光部の光軸S2が前記CCDカメラ5の受光部の光軸S1と前記透明基板Wの上面で交差するように配置された照明器6と、前記透明基板Wの下面側に近接して配置され、前記照明器6から投光された光のうち前記透明基板Wを透過した光をCCDカメラ5側へ反射する反射鏡19とを備え、該反射鏡19を、前記CCDカメラ5の受光部の光軸S1と前記照明器6の投光部の光軸S2との交差部の直下において前記透明基板Wに平行に配置した構成となっているので、照明器6からの落射照明のみを前記反射鏡19によって前記透明基板Wのシール材18の部分に反射させて、該シール材18から充分な散乱光を発生させることができ、前記透明基板Wへのシール材18の塗布状態を暗視野において正確に検査して、その塗布欠陥とその位置を容易に検出することができる。しかも、従来の装置のように、透明基板Wの下面側に透過照明装置を設置する必要がなく、単に1枚の反射鏡を設けるだけで済むので、構造が簡単であり、装置の製作費を低廉に抑えることができる。
【0024】
また、前記CDカメラ5と前記照明器6がそれらの光軸S1,S2をX軸方向xに沿う平面上に整列するようにして複数個設けられると共に、前記反射鏡19がX軸方向xに沿うように延長して設けられ、前記透明基板Wを載置してX軸方向xに直交するY軸方向yに移動させるワーク搬送装置3が設けられた構成となっているので、前記CDカメラ5と前記照明器6が、X軸方向xに沿った所定長さの領域を一度に検出、照明するラインセンサとライン照明器として機能するため、光学センサによる画像データの採取を効率的に行うことができると共に、前記光学センサと照明器をX軸方向xへ移動させるX軸駆動手段とその制御手段を設けなくて済み、装置の構成が一層簡単となる。
しかし、前記CCDカメラ5と前記照明器6は、複数個設けずに、一組だけをX軸ビーム4bにX軸方向xに移動自在に支持して設けてもよく、それらをX軸駆動手段によって一緒にX軸方向xに移動させることにより、透明基板Wの上面のX軸方向xにおける全領域を撮像することができる。この場合には、高価なCCDカメラ5と照明器6の個数を減らして装置を安価に構成することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の優れた効果を奏する。
請求項1に係るシール材塗布検査装置によれば、光透過性を有する平板状被検査部材の上方に、受光部の光軸を前記平板状被検査部材の上面に略垂直に向けて配置され、平板状被検査部材からの反射光を検出する光学センサと、前記平板状被検査部材の上面側にあって、投光部の光軸が前記光学センサの受光部の光軸と前記平板状被検査部材の上面で交差するように配置された照明器と、前記平板状被検査部材の下面側に近接して配置され、前記照明器から投光された光のうち前記平板状被検査部材を透過した光を前記光学センサ側へ反射する反射鏡とを備えた構成としたので、前記照明器からの落射照明のみを前記反射鏡によって前記平板状被検査部材のシール材の部分に反射させて、該シール材から散乱光を良好に発生させることができ、平板状被検査部材のシール材の塗布状態を暗視野において正確に検査して、その塗布欠陥とその位置を容易に検出することができる。
しかも、従来の装置のように、平板状被検査部材の下面側に透過照明装置を設置する必要がなく、単に1枚の反射鏡を設けるだけで済むので、構造が簡単であり、装置の製作費を低廉に抑えることができる。
【0026】
請求項2に係るシール材塗布検査装置によれば、反射鏡が、光学センサの受光部の光軸と照明器の投光部の光軸との交差部の直下において平板状被検査部材に平行に配置された構成としたので、前記反射鏡によって前記平板状被検査部材のシール材の部分に効果的に反射させて、該シール材から充分な散乱光を確実に発生させることができる。
【0027】
請求項3に係るシール材塗布検査装置によれば、光学センサと照明器がそれらの光軸をX軸方向に沿う平面上に整列するようにして複数個設けられると共に、反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられた構成としたので、前記光学センサと前記照明器が、X軸方向に沿った所定長さの領域を一度に検出、照明するラインセンサとライン照明器として機能するため、光学センサによる画像データの採取を効率的に行うことができると共に、前記光学センサと照明器をX軸方向へ移動させるX軸駆動手段とその制御手段を設けなくて済み、装置の構成が一層簡単となる。
【0028】
請求項4に係るシール材塗布検査装置によれば、光学センサと照明器が一緒にX軸方向に移動自在に設けられると共に、反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられた構成としたので、前記光学センサと照明器をX軸駆動手段によって一緒にX軸方向に移動させることにより、1組の光学センサと照明器でX軸方向における平板状被検査部材の全領域の上面を撮像することができ、高価なCCDカメラ等の光学センサと照明器の個数を減らして装置を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置の要部の側面図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置の制御装置を示すブロック図である。
【図4】透明基板のシール材塗布状態の検査の説明図である。
【符号の説明】
1 シール剤塗布検査装置
3 ワーク搬送装置(搬送装置)
4 門型の支柱フレーム
4b X軸ビーム
5 CCDカメラ(光学センサ)
6 照明器
7 搬送機構
8、9,10 支持案内機構
14 ワーク支持板
17 支持アーム
18 シール材
18a 塗布の途切れ部
18b 塗布幅の異常部分
19 反射板
20 制御装置
S1 CCDカメラの光軸
S2 照明器の光軸
W 透明基板(平板状被検査部材)
θ CCDカメラと照明器の光軸の交差角
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶基板等の平板上に塗布したシール材の塗布状態や欠陥の検査を行うシール材塗布検査装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、電極や配向膜等を形成された2枚の透明基板間に液晶層を挟持し、その周囲をシール材でシール(封止)してなる液晶表示素子が用いられている。一般に、前記シール材は、マイクロディスペンサ等の塗布装置によって前記透明基板上に自動的に塗布されるが、その塗布位置のずれ、塗布幅(塗布径)の異常や塗布の途切れ等の塗布状態の欠陥を生じることがある。
このため、前記シール材の塗布状態の欠陥の有無等を検査する必要があると共に、その検査を自動化することにより、液晶表示素子の製造歩留まりを大きく向上させることが要求されている。
従来、前記液晶表示素子におけるシール材の塗布状態を検査するシール材塗布検査装置として、透明基板を照明する照明器による落射照明の反射光の光軸とCCDカメラ等の光学センサの光軸とが異なるように、前記照明器と光学センサとを配置して、透明基板上に塗布されたシール材を暗視野で前記光学センサによって検出するようにしたもの(例えば、特許文献1参照)や、前記落射照明と、該落射照明の透明基板下への透過光を反射してなる反射照明または透過照明とを組み合わせることにより、透明基板上のシール材部分から生じる散乱光を前記光学センサによって検出するようにしたもの(例えば、特許文献2参照)が知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平10−170242号公報
【特許文献2】
特開平8−304296号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシール材塗布検査装置のうちの前者の装置では、前記透明基板上のシール材部分の照明が落射照明だけであるので、該シール材を通過してしまう照明光に起因してシール材部分で生じる散乱光が少なく、シール材の途切れの有無等を正確に検出できない問題がある。
また、後者の装置では、前記落射照明とは別に、反射照明または透過照明等の照明装置を透明基板の下面側に配置しなければならず、前記照明装置によって透明基板の下面側の空間に設備される他の機器の配置の自由度が制限されると共に、装置が複雑になって製作費が高くなる等の問題がある。そして、前記反射照明を行うもにあっては、透明基板の下面側に配置された反射鏡によって反射される反射光は、落射照明による落射光と平行に照明器(投光器)に向かって反射されるものであり、そのために、前記反射鏡が透明基板の下面から離れた位置に配置され、かつ前記反射鏡の反射面が前記照明器から透明基板を透過してきた透過光の光軸と直角になるように正確に設置されねばならず、その設置作業や装置が複雑化するという問題がある。
【0005】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、平板状被検査部材の下面側に透過照明装置を設置することなく、落射照明のみによって平板状被検査部材のシール材部分に充分な散乱光を発生させて、前記平板状被検査部材へのシール材の塗布状態を暗視野において正確に検査することができ、かつ構造が簡単なシール材塗布検査装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項1に係るシール材塗布検査装置は、光透過性を有する平板状被検査部材の上方に、受光部の光軸を前記平板状被検査部材の上面に垂直に向けて配置され、平板状被検査部材からの反射光を検出する光学センサと、前記平板状被検査部材の上面側にあって、投光部の光軸が前記光学センサの受光部の光軸と前記平板状被検査部材の上面で交差するように配置された照明器と、前記平板状被検査部材の下面側に近接して配置され、前記照明器から投光された光のうち前記平板状被検査部材を透過した光を前記光学センサ側へ反射する反射鏡とを備えていることを特徴としている。
【0007】
また、請求項2に係るシール材塗布検査装置は、請求項1に記載の装置において、前記反射鏡は、前記光学センサの受光部の光軸と前記照明器の投光部の光軸との交差部の直下において前記平板状被検査部材に平行に配置されていることを特徴としている。
【0008】
また、請求項3に係るシール材塗布検査装置は、請求項1または2に記載の装置において、前記光学センサと前記照明器がそれらの光軸をX軸方向に沿う平面上に整列するようにして複数個設けられると共に、前記反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、前記平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられていることを特徴としている。
【0009】
また、請求項4に係るシール材塗布検査装置は、請求項1または2に記載の装置において、前記光学センサと前記照明器が一緒にX軸方向に移動自在に設けられると共に、前記反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、前記平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられていることを特徴としている。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置について図1〜図4を参照して説明する。
図1〜図4において、1は本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置である。該シール材塗布検査装置1は、基台2上にY軸方向yに水平に延長して設けられ、平板状の透明基板(光透過性を有する平板状被検査部材)Wを載置してY軸方向yへ移動させるためのワーク搬送装置(搬送装置)3と、前記基台2の両端部にボルトによって固定されてY軸に直角なZ軸方向zに立設された一対の支柱4a,4aの上端に、Y軸とZ軸に直角なX軸方向xに向けて水平に配設したX軸ビーム4bをボルト等で連結して門型に構成した支持フレーム4と、該支持フレーム4のX軸ビーム4bに支持されて前記ワーク搬送装置3に載置した透明基板Wの上方に配置され、該透明基板Wの上面を撮像するCCDカメラ(光学センサ)5と、前記X軸ビーム4bに支持されて前記透明基板Wの上面側に配置され該透明基板Wを上方から落射照明する照明器6とを備えている。
【0011】
前記ワーク搬送装置3は、前記支柱4a,4aの間において前記基台2の両端上部に固定して設けられた一対の搬送機構7,7と、該各搬送機構7,7の間において前記基台2に固定され、Y軸方向yの中央とその前後(図1,図2で左右)に、それぞれ、水平に配置された中央部支持案内機構8、前部支持案内機構9、後部支持案内機構10とを備えている。
前記各搬送機構7,7は、前記基台2の上部に固定されてY軸方向yに延長されたフレーム7aと、該フレーム7aの前、後端部に回転自在に支持されたローラ11,11と、該ローラ11,11に巻き掛けられた無端状のスチールベルト(ベルト)12と、該スチールベルト12の上方移動部に固定されて上方に突き出された支持部材13と、該支持部材13の上端に中間部を固定されてY軸方向yに水平に延長されたワーク支持板14とを備え、該ワーク支持板14の前後端部には、ワーク支持板14に載置された透明基板WのX軸方向xの端部の前後を把持するクランパ14a,14aが設けられている。
【0012】
そして、前記搬送機構7,7は、各フレーム7a,7aに設けた前方または後方のローラ(駆動ローラ)11,11が、サーボモータ(回転駆動手段)23(図3参照)によって同期して正転、逆転されると、前記スチールベルト12,12の上方移動部が前後に移動し、前記支持部材13を介して前記ワーク支持板14がY軸方向yに移動して、前記透明基板WをY軸方向yへ移動させるようになっている。なお、前記フレーム7aにはX軸方向xの両側に側壁部7b,7bが設けられ、該側壁7b,7bによって、前記スチールベルト12および前記支持部材13が、X軸方向xへ蛇行するのを阻止されてY軸方向yへ案内移動されると共に、該側壁7bに固定した水平のガイド部材(図示せず)に、前記支持部材13がその下端を接触して案内されることにより、前記ワーク支持板14がY軸方向yへ水平を保って移動されるようになっている。なお、前記搬送機構7は、スチールベルト13の代わりに、リニアモータで前記支持部材13を移動させる構成としてもよい。
【0013】
前記各支持案内機構8,9,10は、それぞれ、前記基台2に固定された支持枠8a,9a,10aに、X軸方向xに沿って延長された複数の支持ローラ15が、Y軸方向yに所定間隔をあけて並列され、かつ上端部を前記支持枠8a,9a,10aの上面より僅かに上に突き出させた状態で回転自在に支持されて構成されている。各支持案内機構8,9,10の支持ローラ15は、前記透明基板Wの下面を支持してY軸方向yに案内すべく、上端が同一の水平面上設定されている。なお、各支持ローラ15は1本のローラで構成する代わりに複数個のローラを一直線状に連ねたものとして構成してもよい。
【0014】
前記CCDカメラ5は、その光学系の対物レンズ(受光部)5aの光軸S1が前記支持案内機構8,9,10上に載置された透明基板Wの上面に垂直(略垂直を含む)になるようにして、前記X軸ビーム4bの前面に固定した支持体16に複数個取り付けられている。各CCDカメラ5は、前記光軸S1の位置が平面視でX軸方向xに一直線状に整列(光軸S1がX軸方向xに沿う透明基板Wに垂直な平面上に整列)され、それらの撮像範囲がX軸方向xに不連続とならないように、相互に近接して等間隔をあけて配置されている。また、各CCDカメラ5は、前記支持体16に設けたホルダ16aに上下位置調整機構16b(図2参照)を介して支持され、前記透明基板Wの上面に対する光学系の焦点位置を個々に上下に移動調節できるようになっている。
【0015】
また、前記支持体16の両端には、前記X軸ビーム4bの前方に突き出したL字状の支持アーム17が取り付けられ、該支持アーム17の先端下部に固定した支持板17aには、前記照明器6が、前記CCDカメラ5の前方位置において、該CCDカメラ5に対応させてそれと同数だけ取り付けられている。各照明器6は、前記CCDカメラ5の光軸S1が整列された平面に対して傾斜したX軸方向xに沿う平面上に、投光部の光軸S2を等間隔をあけて整列され、それらの照明範囲がX軸方向xに照明斑が生じないように配置されている。各照明器6は、一般の白色光でよく、例えば、メタルハライドランプ180Wが用いられる。
【0016】
そして、各照明器6は、その投光部の光軸S2が前記CCDカメラ5の対物レンズ5aの光軸S1と前記透明基板Wの上面で交差するようになっている。前記CCDカメラ5の対物レンズ5aの光軸S1と前記照明器6の投光部の光軸S2とのなす角度θは、前記CCDカメラ5が前記照明器6からの照射光を直接検出しない範囲ならよいが、前記角度θが大きくなると前記照明器6の光量を多くしなければならず、また、角度θが小さいと後述の透明基板Wに塗布された透明のシール材18(図4参照)から生じる散乱光が少なくなるので、やはり照明器6の光量を上げる必要がある。このため、前記角度θは35°〜60°の範囲、好ましくは50°ないしはそれに近似した角度に設定される。前記角度θの上、下限範囲を外れると、前記シール材18の部分を鮮明に光らせることができない。
【0017】
前記ワーク搬送装置3の中央部支持案内機構8における隣接した一対の支持ローラ15,15間であって、前記CCDカメラ5の光軸S1の下方の位置には、平板状の反射鏡19が図示しない支持具を介して前記中央部支持案内機構8に取り付けられている。前記反射鏡19は、前記透明基板Wの下面側においてそれに平行に近接して配置され、かつ透明基板Wに塗布されたシール材18の幅(塗布径)より十分に広いY軸方向yの幅を有し、X軸方向xに前記照明器6の照明範囲と略同じ範囲にわたって延長して設けられており、照明器6から投光されて前記透明基板Wを透過した透過光を前記CCDカメラ5側へ反射するようになっている。
【0018】
前記構成のシール材塗布検査装置1の制御装置20は、マイクロコンピュータからなり、図3に示すように、前記CCDカメラ5により撮像して得られた前記透明基板Wの上面の画像データから透明基板Wに塗布されたシール材18の形状を検出する画像判定部21と、前記照明器6に接続されてその投光量を調節する光源調整部22と、前記搬送機構7,7を駆動して前記透明基板WをY軸方向yに移動させる前記サーボモータ23,23を作動させるモータ制御部24とを備えている。
【0019】
前記画像判定部21には、前記CCDカメラ5に接続され、該CCDカメラ5から得られたアナログ画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換器21aと、該A/D変換器21aからのデジタル信号を記憶する画像メモリ21bと、該画像メモリ21bに取り込まれた画像データを2値化処理してその特徴データを求める画像処理部21cと、該画像処理部21cからの特徴データを、内部のメモリに予め格納されている基準データと比較して、透明基板Wの上面の状態を判定する演算処理部21dとが設けられている。
【0020】
次に、前記一実施の形態に係るシール材塗布検査装置1の作用について説明する。前記ワーク搬送装置3における搬送機構7,7のワーク支持板14上に、透明基板Wを載せてクランパ14aで把持、固定する。そして、前記制御装置20を動作させて、前記モータ制御部24によってサーボモータ23,23を回転させることにより、搬送機構7,7を介して透明基板WをY軸方向yへ移動させると共に、前記照明器6の投光部から投光しながら、前記CCDカメラ5を作動させる。この場合、前記CCDカメラ5の対物レンズ5aの焦点と照明器6の光源の光量は、それぞれ、前記上下位置調整機構16bと前記光源調整部22で予め正しく調整されている。
【0021】
前記搬送装置7,7によって透明基板Wが前記CCDカメラ5の直下まで移動されて来ると、それまでCCDカメラ5からの出力が所定レベル以下のため動作しなかった画像判定部21が動作を開始し、これにより、CCDカメラ5によって前記透明基板Wの上面の状態が撮像されて得られた画像データがA/D変換器21aを介してデジタル信号として画像メモリ21bに取り込まれる。
前記透明基板Wが、図4(b)に示すように、シール材18の部分が前記CCDカメラ5の直下に到達すると、前記照明器6から投光された光は、一部がシール材18の部分で乱反射し、残部がシール材18と透明基板Wを透過して前記反射板19でシール材18側に反射し、それらの反射光によってシール材18の部分に散乱光が生じて該シール材18の部分が他の部分(暗部)と明確に区別されて鮮明に光る。このため、前記画像データは、暗視野の中にシー材18の部分が白く映し出された画像として得られ、該画像が、前記サーボモータ23に設けた位置検出器(図示せず)によって検出される透明基板WのY軸方向yの位置と、前記各CCDカメラ5のX軸方向xに配置された位置とに関連ずけられて画像メモリ21bに取り込まれる。
【0022】
前記画像メモリ21bに取り込まれた画像データは画像処理部21cに送られて、該画像処理部21bで前記シール材18の部分(発光部)とその他の部分(暗部)とを2値化処理によってシール材18の画像の特徴データが求められて演算処理部21dに送られる。該演算処理部21dは、前記特徴データを、予め内部に格納されているシール材18の位置、シール材18の幅等の基準データと比較し、該基準データと一致しない特徴データの部分をシール材18の欠陥部分として、そのパターンにより、図4(a)に示すように、塗布の途切れ部分18a、塗布幅の異常部分18b等とそれらの位置を判定する。判定結果は図示しない表示部に数値データや表示画像として表示される。
【0023】
前記実施の形態に係るシール材塗布検査置1によれば、平板状の透明基板Wの上方に、受光部の光軸S1を前記透明基板Wの上面に垂直に向けて配置され、透明基板Wからの反射光を検出するCCDカメラ5と、前記透明基板Wの上面側にあって、投光部の光軸S2が前記CCDカメラ5の受光部の光軸S1と前記透明基板Wの上面で交差するように配置された照明器6と、前記透明基板Wの下面側に近接して配置され、前記照明器6から投光された光のうち前記透明基板Wを透過した光をCCDカメラ5側へ反射する反射鏡19とを備え、該反射鏡19を、前記CCDカメラ5の受光部の光軸S1と前記照明器6の投光部の光軸S2との交差部の直下において前記透明基板Wに平行に配置した構成となっているので、照明器6からの落射照明のみを前記反射鏡19によって前記透明基板Wのシール材18の部分に反射させて、該シール材18から充分な散乱光を発生させることができ、前記透明基板Wへのシール材18の塗布状態を暗視野において正確に検査して、その塗布欠陥とその位置を容易に検出することができる。しかも、従来の装置のように、透明基板Wの下面側に透過照明装置を設置する必要がなく、単に1枚の反射鏡を設けるだけで済むので、構造が簡単であり、装置の製作費を低廉に抑えることができる。
【0024】
また、前記CDカメラ5と前記照明器6がそれらの光軸S1,S2をX軸方向xに沿う平面上に整列するようにして複数個設けられると共に、前記反射鏡19がX軸方向xに沿うように延長して設けられ、前記透明基板Wを載置してX軸方向xに直交するY軸方向yに移動させるワーク搬送装置3が設けられた構成となっているので、前記CDカメラ5と前記照明器6が、X軸方向xに沿った所定長さの領域を一度に検出、照明するラインセンサとライン照明器として機能するため、光学センサによる画像データの採取を効率的に行うことができると共に、前記光学センサと照明器をX軸方向xへ移動させるX軸駆動手段とその制御手段を設けなくて済み、装置の構成が一層簡単となる。
しかし、前記CCDカメラ5と前記照明器6は、複数個設けずに、一組だけをX軸ビーム4bにX軸方向xに移動自在に支持して設けてもよく、それらをX軸駆動手段によって一緒にX軸方向xに移動させることにより、透明基板Wの上面のX軸方向xにおける全領域を撮像することができる。この場合には、高価なCCDカメラ5と照明器6の個数を減らして装置を安価に構成することができる。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の優れた効果を奏する。
請求項1に係るシール材塗布検査装置によれば、光透過性を有する平板状被検査部材の上方に、受光部の光軸を前記平板状被検査部材の上面に略垂直に向けて配置され、平板状被検査部材からの反射光を検出する光学センサと、前記平板状被検査部材の上面側にあって、投光部の光軸が前記光学センサの受光部の光軸と前記平板状被検査部材の上面で交差するように配置された照明器と、前記平板状被検査部材の下面側に近接して配置され、前記照明器から投光された光のうち前記平板状被検査部材を透過した光を前記光学センサ側へ反射する反射鏡とを備えた構成としたので、前記照明器からの落射照明のみを前記反射鏡によって前記平板状被検査部材のシール材の部分に反射させて、該シール材から散乱光を良好に発生させることができ、平板状被検査部材のシール材の塗布状態を暗視野において正確に検査して、その塗布欠陥とその位置を容易に検出することができる。
しかも、従来の装置のように、平板状被検査部材の下面側に透過照明装置を設置する必要がなく、単に1枚の反射鏡を設けるだけで済むので、構造が簡単であり、装置の製作費を低廉に抑えることができる。
【0026】
請求項2に係るシール材塗布検査装置によれば、反射鏡が、光学センサの受光部の光軸と照明器の投光部の光軸との交差部の直下において平板状被検査部材に平行に配置された構成としたので、前記反射鏡によって前記平板状被検査部材のシール材の部分に効果的に反射させて、該シール材から充分な散乱光を確実に発生させることができる。
【0027】
請求項3に係るシール材塗布検査装置によれば、光学センサと照明器がそれらの光軸をX軸方向に沿う平面上に整列するようにして複数個設けられると共に、反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられた構成としたので、前記光学センサと前記照明器が、X軸方向に沿った所定長さの領域を一度に検出、照明するラインセンサとライン照明器として機能するため、光学センサによる画像データの採取を効率的に行うことができると共に、前記光学センサと照明器をX軸方向へ移動させるX軸駆動手段とその制御手段を設けなくて済み、装置の構成が一層簡単となる。
【0028】
請求項4に係るシール材塗布検査装置によれば、光学センサと照明器が一緒にX軸方向に移動自在に設けられると共に、反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられた構成としたので、前記光学センサと照明器をX軸駆動手段によって一緒にX軸方向に移動させることにより、1組の光学センサと照明器でX軸方向における平板状被検査部材の全領域の上面を撮像することができ、高価なCCDカメラ等の光学センサと照明器の個数を減らして装置を安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置を示す斜視図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置の要部の側面図である。
【図3】本発明の一実施の形態に係るシール材塗布検査装置の制御装置を示すブロック図である。
【図4】透明基板のシール材塗布状態の検査の説明図である。
【符号の説明】
1 シール剤塗布検査装置
3 ワーク搬送装置(搬送装置)
4 門型の支柱フレーム
4b X軸ビーム
5 CCDカメラ(光学センサ)
6 照明器
7 搬送機構
8、9,10 支持案内機構
14 ワーク支持板
17 支持アーム
18 シール材
18a 塗布の途切れ部
18b 塗布幅の異常部分
19 反射板
20 制御装置
S1 CCDカメラの光軸
S2 照明器の光軸
W 透明基板(平板状被検査部材)
θ CCDカメラと照明器の光軸の交差角
Claims (4)
- 光透過性を有する平板状被検査部材の上方に、受光部の光軸を前記平板状被検査部材の上面に垂直に向けて配置され、平板状被検査部材からの反射光を検出する光学センサと、前記平板状被検査部材の上面側にあって、投光部の光軸が前記光学センサの受光部の光軸と前記平板状被検査部材の上面で交差するように配置された照明器と、前記平板状被検査部材の下面側に近接して配置され、前記照明器から投光された光のうち前記平板状被検査部材を透過した光を前記光学センサ側へ反射する反射鏡とを備えていることを特徴とするシール材塗布検査装置。
- 前記反射鏡は、前記光学センサの受光部の光軸と前記照明器の投光部の光軸との交差部の直下において前記平板状被検査部材に平行に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のシール材塗布検査装置。
- 前記光学センサと前記照明器がそれらの光軸をX軸方向に沿う平面上に整列するようにして複数個設けられると共に、前記反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、前記平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のシール材塗布検査装置。
- 前記光学センサと前記照明器が一緒にX軸方向に移動自在に設けられると共に、前記反射鏡がX軸方向に沿うように延長して設けられ、前記平板状被検査部材を載置してX軸方向に直交するY軸方向に移動させる搬送装置が設けられていることを特徴とする請求項1または2に記載のシール材塗布検査装置。
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2003
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