JP2005274272A - ラインセンサカメラのキャリブレーション方法および外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外観検査を行う検査ステージに適したラインセンサカメラのキャリブレーション方法を提供する。
【解決手段】マークプレートに設けられ中心線に対して対称な位置に相互に反対方向で平行に傾斜する線からなる第１の図形パターンと、マークプレートに設けられ中心線に対して対称な位置に相互に対称に傾斜する線からなる第２の図形パターンとを有しラインセンサカメラの視野の中心を位置合わせしてラインセンサカメラでマークプレートの第１の図形パターンを撮像してその線により形成される領域についての検出信号において中心線に対して両側での検出幅が等しくなるようにラインセンサカメラの視野を垂直な軸を回転させて調整しマークプレートの第２図形パターンを撮像してその線により形成される領域についての検出信号において中心線に対して両側での検出幅が等しくなるようにラインセンサカメラの視野の高さを調整する。
【選択図】図１

Description

この発明は、ラインセンサカメラのキャリブレーション（較正）方法および外観検査装置に関し、詳細しくは、表示パネル等の検査対象の画像情報を視覚センサ部（カメラ）で電気信号に変換して検査対象の欠陥を検査する自動外観検査装置において、視覚センサ部に複数個設けられるラインセンサカメラ（一次元イメージセンサ）の視野に垂直な軸の回転方向の較正と視野の高さ方向の較正が容易にでき、高分解能の外観検査を行う検査ステージに適したラインセンサカメラのキャリブレーション方法に関する。

表示パネルを検査対象とする自動外観検査装置においては、近年、表示パネルの１つである液晶パネルでは、その画素数と画素密度が向上し、例えば、１ピクセルが１３μｍ程度か、これ以下となってきており、その検査ステージでは、１ピクセルに対して１／１０程度の高精度な位置決め移動が要求されている。
検査ステージの上部には、通常、視覚センサ部（カメラ）が設けられるが、この視覚センサ部には高分解能が要求される一次元イメージセンサが設けられたラインセンサカメラが複数個配置されている。この複数のカメラにより、表示パネルを動作させた状態で表示画面でのピクセルの欠けや異常発光、発光落ちなどの検査が表示パネルを移動させながら視覚センサ部からの検出信号でその位置とともに検出される（非特許文献１）。

この種の検査装置で用いられるラインセンサカメラは、１×ｍ画素（カラーの場合にはＲ，Ｇ，Ｂそれぞれに１ラインで３×ｍ）のものであり、ｍの値が１０００以上と大きく、場合によっては数千画素となり、検査対象に対して相対的に移動させて使用される。高分解能で高精度な検査を行う場合には、ラインセンサカメラは、被検査物（移動テーブル）に対してＸＹＺの各軸が正確に一致していることが好ましい。そのため、ＸＹＺθの各軸に対してラインセンサカメラのキャリブレーションが必要になる。
なお、キャリブレーション基準となるマークプレートの矩形画像を３点で採取によるラインセンサカメラのＸＹ軸およびＹ−Ｚの傾きをキャリブレーションする方法がすでに公知である（特許文献１）。
非特許文献 書籍「外観検査の自動化」（電気学会発行） 特開２００１ー１２４７００号公報

最近の表示装置では、画面が大型化しているので検査対象の画素数が大きくなって、視覚センサ部では、検査方向の１ラインに対して複数個のラインセンサカメラを配列しなければならならない。そのため、複数のラインセンサからの検出信号を後に検査方向１ラインの検出信号に合成する画像処理が行われる。このとき、各ラインセンサカメラの検出感度以前に各ラインセンサカメラの相互の関係が検出ラインを連続した１本のものとして合成できる関係になってなければ検査精度が低下する。
このとき問題となるのが、各カメラの視野の位置ずれである。検出感度は、一次元イメージセンサの電圧調整とか、データ処理により一定の比率をかけて調整すれば可能である。しかし、各ラインセンサカメラの検出ラインが連続する１本のものとして合成できるようにするためには、各ラインセンサカメラに内蔵された一次元イメージセンの撮像対象に対する視野の軸が一致している必要がある。

その結果、検査方向の１ラインに対しての視野のＸＹＺθの調整ばかりでなく、Ｘ−Ｘθ−Ｙ−Ｙθ−Ｚ−Ｚθの６軸のキャリブレーションが要求されている。
特許文献１に示されるようなキャリブレーション基準となるマークプレートの矩形画像を３点で採取する方法では、複数個のラインセンサカメラを配置した場合に、カメラ相互間の視野の位置ずれについて高精度な較正ができないのが現状である。しかも、６軸調整をこのような３点マークで行うとなると、高精度な較正をするには非常に手間がかかる。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、ラインセンサカメラの視野に垂直な軸の回転方向と視野の高さ方向の較正が容易にでき、高分解能の外観検査を行う検査ステージに適したラインセンサカメラのキャリブレーション方法を提供することにある。
この発明の他の目的は、前記のキャリブレーション方法でキャリブレーションされたラインセンサカメラを複数個用いて高分解能の外観検査装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、この第１の発明のラインセンサカメラのキャリブレーション方法および外観検査装置の構成は、マークプレートの中心とラインセンサカメラの視野の中心とが一致するような位置関係で所定間隔を置いてこれらを対峙させて支持する検査ステージ上でマークプレートを撮像してその検出信号からラインセンサカメラの撮像対象に対する直交軸を正規の状態に調整するキャリブレーション方法において、
マークプレートに設けられこれの中心線に対して対称な位置に相互に反対方向で実質的に平行に傾斜する線からなる第１の図形パターンと、マークプレートに設けられ中心線に対して対称な位置に相互に対称に傾斜する線からなる第２の図形パターンとを有し、
マークプレートの中心にラインセンサカメラの視野の中心を位置合わせして、ラインセンサカメラでマークプレートの第１の図形パターンを撮像して第１の図形パターンの線により形成される領域についての前記検出信号において中心線に対して両側での検出幅が等しくなるようにラインセンサカメラの視野をこの視野に垂直な軸を回転させて調整し、マークプレートの第２図形パターンを撮像して第２の図形パターンの線により形成される領域についての前記検出信号において中心線に対して両側での検出幅が等しくなるようにラインセンサカメラの視野の高さを調整するものである。
さらに、第２の発明は、第１の発明の図形パターンに加えて、さらに中心線に対して対称な位置に垂直な線からなる第３の図形パターンを有し、さらに第３の図形パターンを撮像して第３の図形パターンの線により形成される領域の中心線に対して両側での検出幅が等しくなるようにラインセンサカメラの視野の高さ方向の軸を回転させて視野を調整するものである。

このように、この発明にあっては、ＸＹＺのいずれかの視野に垂直となる１軸、例えば、Ｙ軸を基準にしてこのＹ軸に対してマークプレートの中心にラインセンサカメラの視野の中心を位置合わせすることで、まず、ラインセンサカメラの視野についてＸθの補正ができる。なお、Ｘ軸は、ラインセンサカメラの一次元センサの受光画素の配列方向に対応している。
これは、検査ステージがマークプレートの中心とラインセンサカメラの視野の中心とが一致するような位置関係で所定間隔を置いて対峙させる関係にあるので、中心の位置ずれは、Ｘθのずれが主体となって現れるからである。
次に、第１の図形パターンに従ってＹ軸を回転させてその回転量を調整することでラインセンサカメラの視野についてＹθの補正をすることができる。
次に、第２の図形パターンに従ってＺ軸を上下移動させてＹ軸の高さを調整することでラインセンサカメラの視野についてマークプレートの中心に対するＹ軸の位置をＺ方向の原点位置に一致させる調整をすることができる。
これにより視野についてＺ軸の方向の高さ補正ができる。
さらに、第３の図形パターンに従ってＺ軸を回転させてＸ軸をマークプレートに平行にすることで、ラインセンサカメラの視野についてＺθの調整ができる。
ここで、Ｙ軸がＺ軸の高さ調整で各軸の原点に一致してＸθ−Ｙθ−Ｚθの調整がなされているので、６軸の調整が完了する。
ところで、ラインセンサカメラとしては、視野に垂直なＹ軸を被写体に垂直にしたときには、長手方向のラインの両端の画素位置のずれは、ＹθとＺ軸の方向の高さ方向のずれが大きく影響する。そのため、ＹθとＺ軸の補正が重要になる。
したがって、この発明は、６軸すべてはなく、第１の発明の構成で示すように、第１および第２の図形パターンを撮像して、ＹθとＺ軸の方向の位置補正するだけのものであってもよい
その結果、高分解能の検査を行うためのラインセンサカメラの較正が高精度でかつ容易にでき、特に、複数のラインセンサカメラ（一次元イメージセンサ）を配置する検査ステージにおいて、高分解能の検査を行うためのラインセンサカメラの較正に適したキャリブレーションが簡単にできる。

図１は、この発明のラインセンサカメラのキャリブレーション方法を適用した一実施例のキャリブレーションの調整原理の説明図、図２は、キャリブレーションステージの説明図、図３，図４は、キャリブレーションのためのマークプレートと検出信号との関係の説明図、図５は、検査ステージにおけるキャリブレーション処理手順の説明図、そして図６は、検査ステージの全体的な説明図である。
図６（ａ），（ｂ）に示す１は、外観検査装置の検査ステージであって、その移動テーブル２には、液晶パネル３が検査対象として搭載され、視覚センサ部として設けられた一次元イメージセンサのラインセンサカメラ４ａ〜４ｆ（以下カメラ４ａ〜４ｆ）がその上部に配置されている。カメラ４ａ〜４ｆは、図６（ａ）の平面図にみるように、２列で千鳥配置となっていて、全体で液晶パネル３の縦の１ライン分を６分割して６個の一次元イメージセンサでカバーし、各カメラ４ａ〜４ｆの受光面が連続して１本の検出ラインになるようにＸ軸に平行に配列されている。

移動テーブル２は、カメラ４ａ〜４ｆのイメージセンサ１０の配列方向をＸ軸に一致させ、視野に垂直な軸をＹ軸としたときに、Ｚ方向（カメラの視野の高さ方向）の一軸方向に沿って所定間隔離れて設けられたレール２ａ，２ｂ上を移動し、これらのレール２ａ，２ｂの間にボール・スクリュ５が設けられている。ボール・スクリュ５は、ステッピングモータ６にカップリング７を介して結合され、これにより駆動される。なお、レール２ａ，２ｂと移動テーブルとの間にはボール軸受２ｃが設けられている。
図６（ｂ）に示すように、８は、移動テーブル２の背面に設けられた数本のバックライトであり、移動テーブル２にはこのバックライト８の光を透過させる２ｄが多数開けられていて、検査対象となる液晶パネル３が駆動されたときに同時にバックライト８が点灯される。
９は、液晶パネル３を駆動する駆動回路であり、コネクタとフレキシブルケーブル等の接続ライン９ａにより液晶パネル３に接続され、バックライト８にも接続されている。

カメラ４ａ〜４ｆに内蔵固定された各一次元のイメージセンサ１０（図１（ａ）参照）は、カメラ４ａ〜４ｆにより得られる検出信号がＸ軸上にある連続した１本の検出ラインのものとして合成されるために、Ｘ−Ｘθ−Ｙ−Ｙθ−Ｚ−Ｚθの６軸が高い精度で一致していることが好ましい。
図１（ａ），（ｂ）は、このカメラ４ａ〜４ｆのキャリブレーション（較正）の原理の説明図である。
図１（ａ）は、そのキャリブレーションステージ１２（図２参照）におけるキャリブレーションのためのマークプレート１３とカメラ４（各カメラ４ａ〜４ｆを代表するものとして）との関係の説明図である。
図１（ａ）において、点線で示すカメラ４は、内部に一次元イメージセンサ１０（以下イメージセンサ１０）を有していて、イメージセンサ１０が固定されたカメラ４（あるいはイメージセンサ１０自体）が６軸調整機構１１に支持されている。これにより、イメージセンサ１０の視野を６軸調整できるようになっている。

図１（ａ）に示すように、イメージセンサ１０の視野に垂直となるＹ軸がマークプレート１３の面に垂直になるように設定され、図２に示すキャリブレーションステージ１２に取付けられる。
このキャリブレーションステージ１２において、マークプレート１３（図３参照）およびマークプレート１４（図４参照，後述）は、ブラケット１２ａによりキャリブレーションステージ１２のベース１２ｂに側面から固定ボルト１２ｃにより取り付けられる。一方、６軸調整機構１１は、ベース１２ｂに表面の所定の位置に取り付けられる。
図２において、１１ａ〜１１ｅが６軸をそれぞれ調整する調整済みである。
これにより、キャリブレーションステージ１２は、マークプレート１３およびマークプレート１４の中心とカメラ４（イメージセンサ１０）の視野の中心とが一致するような位置関係で所定間隔を置いて対峙させて支持する検査ステージとなる。このときの所定間隔は、カメラ４と図６の液晶パネル３との間隔に実質的に一致していることが好ましいが、所定間隔は、必ずしも一致させなくてもよい。

このキャリブレーションステージ１２において、マークプレート１３およびマークプレート１４をカメラ４で撮影して、図１（ｂ）に示すように、カメラの視野に垂直なＹ軸について、マークプレート１３およびマークプレート１４の中心に対してＸθ補正(1)をし、次にＸθ補正をしたＹ軸（視野）を基準にして、Ｙθ補正(2)、すなわち視野に平行な平面内での視野の回転の補正をし、次にＹ軸のＺ補正(3)、すなわち視野の高さ補正をし、そしてＹ軸のＺθ補正(4)、すなわち視野に垂直な横方向の平面内での視野の回転の補正をする。このことで６軸のキャリブレーションをするものである。
６軸調整機構１１は、図１（ｂ）に示すように、カメラ４の筐体等を介して、Ｘ−Ｘθ−Ｙ−Ｙθ−Ｚ−Ｚθの６軸がマニュアルにて調整可能なものである。
図２に示されるように、マークプレート１３，１４をカメラ４で撮像して得られる検出信号は、二値化回路１９を介してオシロスコープ２０へと入力される。その結果、マークプレート１３，１４に形成された図形の白黒映像は、オシロスコープ２０の画面上で、ＨＩＧＨレベル“Ｈ”とＬＯＷレベル“Ｌ”のパルス波形となる（図３（ａ），（ｂ），図４（ａ），（ｂ）参照）。

図１（ａ）に示されるように、マークプレート１３は、横長の長方形のガラス板にクロムを蒸着することで形成された直角三角形の三角定規に一方に対応した三角パターン１５が中心線Ｏの両側に対称に描かれている。三角パターン１５は、それぞれ短辺と長辺とからなる不等辺直角三角形であり、相互に間隔Ｄ隔てて短辺側が隣接する形で中心線Ｏに対して対称に配置され、斜辺の傾斜角αが３０度以下の細長い三角形である。この三角パターン１５は、図３に示すように、縦線１５ａと斜線１５ｂとの位置が検出される。
ここで、地となるガラス板の反射率は、大きく、これに対して三角パターン１５の反射率は低いか、実質的に無反射のものである。
マークプレート１３の２個の三角パターン１５は、イメージセンサ１０の視野に垂直となるＹ軸のθ回転のキャリブレーションをするためのものである。そのために斜線１５ｂは、相互に反対方向で実質的に平行に傾斜する線になっている。また、縦線１５ａは、中心線Ｏの位置を決定するためのものである。

まず、図５のキャリブレーション処理手順に従って、以下、キャリブレーションについて説明する。
キャリブレーションステージ１２上において、図１（ａ）に示すように、最初にＸ軸を回転調整して視野の中心をマークプレート１３の中心Ｏo（図３参照）とを一致させる（ステップ１０１）。これにより図１（ｂ）に示すイメージセンサ１０の視野のＸθの較正ができる。これは、キャリブレーションステージ１２上においては、イメージセンサ１０の中心の高さがマークプレート１３の中心Ｏoの高さと等しい関係でＸ軸上の原点とマークプレート１３の中心Ｏoとが一致する関係にあるからである。
なお、前記したように、Ｘ軸は、イメージセンサ１０の配列方向に一致している。
次に、図４（ａ）に示すように、オシロスコープ２０の画像により検出波形Ａを得て、６軸調整機構１１においてＹ軸を回転させてその回転量を調整することでイメージセンサ１０の視野のＹθの補正をする。

このとき、Ｙθが正規の位置よりθ回転しているとすると、オシロスコープ２０の画面上で検出波形Ａにおける中心波形Ｃが中央に一致していても、中心波形Ｃを基準とした三角パターン１５により形成される領域についての“Ｌ”の左右の幅が相違してくる。そこで、図４（ｂ）に示すように、これらの幅ｄL1とｄR1とに差が発生して、それがＹ軸の回転量θのずれとして現れてくる。そのため６軸調整機構１１のＹθ軸を回転調整して、図４（ｃ）に示すように、オシロスコープ２０の画面上で目視等によりｄL1＝ｄR1になるように調整してＹθの較正をする（図５のステップ１０２）。
なお、このときには、三角パターン１５の傾斜角αが３０度以下に設定された細長い三角形であるので、Ｚ軸のθ回転のＺθの影響は、Ｙθの傾きの影響より小さく、無視できる程度のものである。また、Ｘθについてはすでに補正されているが、たとえＸθの影響があっても、傾斜角αが３０度以下に設定されているので、それは小さく、無視できるものである。そこで、Ｙθが較正できる。
その結果、イメージセンサ１０の視野のＹθ軸を補正して視野のＸ軸とＺ軸を正規の方向に設定できる。
次にマークプレート１３を、図４に示すマークプレート１４に交換する（ステップ１０３）。これは、マークプレート１３の奥にマークプレート１４を併設して、キャリブレーションステージ１２において移動機構によりカメラ４の視野の中心をマークプレート１４の中心Ｏoに一致させる位置まで移動させてもよいし、固定ボルト１２ｃを外して、ブラケット１２ａをベース１２ｂから取り外してマークプレート１３をブラケット１２ａに取付けられたマークプレート１４をベース１２ｂに固定ボルト１２ｃにより取り付けることで取り換えてもよい。
なお、マークプレート１３の中心Ｏoとマークプレート１４の中心Ｏoとは取り付け状態でその位置が一致している。

マークプレート１４は、同様に横長の長方形のガラス板にクロムを蒸着することで形成された直角三角形の三角定規に一方に対応した三角パターン１６が中心線Ｏの両側に中心Ｏoに対して１８０度回転した関係で描かれている。三角パターン１６は、それぞれ短辺と長辺とからなる不等辺直角三角形であり、相互に間隔Ｄ1隔てて短辺側が隣接する形でマークプレート１４の中心Ｏoに点対称に配置され、傾斜角αが３０度以上の三角形である。三角パターン１６は、縦線１６ａと斜線１６ｂとの位置が検出される。
マークプレート１４の２個の三角パターン１６は、イメージセンサ１０の視野に高さ方向と高さ方向（Ｚ方向）のキャリブレーションをするためのものである。
また、このマークプレート１４には、三角パターン１６に隣接して対称に垂直な２本の線１７ａ，１７ｂを有する正方形パターン１７が設けられている。この正方形パターン１７は、イメージセンサ１０の視野に高さ方向の軸のθ回転（Ｚθ）のキャリブレーションをするためのものである。
さらに、このマークプレート１４には、正方形パターン１７に隣接してフォーカス調整をするために５本程度の縦線パターン１８が設けられている。これらパターンは、すべてガラス板にクロムを蒸着することで形成されたものである。

このとき、Ｙ軸がＺ軸方向（視野の高さ方向）にずれていると、図４（ａ）に示すように、例えば、視野のラインが中心Ｏoに対して高さ方向にΔＺのずれが生じる。
そこで、オシロスコープ２０の画面上で中心波形Ｃが中央に一致していても、中心波形Ｃの波形に対して中央に三角パターン１６により形成される領域についての“Ｌ”の左右の幅が相違してくる。そこで、６軸調整機構１１のＺ軸方向のイメージセンサ１０の位置がこれらの幅ｄL2とｄR2との差となって、Ｚ方向、すなわち視野の高さのずれとして現れてくる。そこで、６軸調整機構１１によりＺ軸を調整してＺ方向にイメージセンサ１０を移動させて、図４（ｂ）に示すように、目視等によりｄL2＝ｄR2になるように調整する（図５のステップ１０４）。これによりＺ軸の方向の高さ補正、すなわち視野の高さ較正をすることができる。
なお、このときには、傾斜角αが３０度以上に設定された小さい三角形であるので、Ｚ軸のθ回転の影響は、Ｚ方向の上下の位置ずれの影響より小さくなり、無視できる。Ｘθは補正済みであるので、これも無視できる。また、たとえＸθの影響があっても、傾斜角αが３０度以上に設定されているので、それは小さく、無視できるものである。
その結果、実質的にＺ方向（高さ方向）の較正がこれにより可能になる。このとき、Ｙ軸の位置は、Ｚ軸の原点に一致させることができる。

次に、６軸調整機構１１のＺ軸を回転させて調整して正方形パターン１７により形成される領域についての“Ｌ”の左右の幅が相違してくる。そこで、図４（ｂ）に示すように、その“Ｌ”の左右の幅ｄL3とｄR3とを目視等によりｄL3＝ｄR3となるように合わせる。このことによりＹ軸をマークプレート１４に垂直して、イメージセンサ１０の視野がマークプレート１４に平行になるように調整する（ステップ１０５）。言い換えれば、Ｘ軸がマークプレート１４に平行になるようにその位置を調整をする。
その結果、これによりイメージセンサ１０の視野のＺθの較正ができる。
なお、マークプレート１４の正方形パターン１７の位置は、中心線Ｏより離れた位置に配置され、かつ、垂直線となっているので、たとえＸθの影響があっても、それは小さく、無視できるものである。

最後に、左右にある５本の縦線パターン１８に対応する信号線がシャープになるように、カメラ４のレンズの位置を調整する。これより、カメラ４のフォーカス調整ができる（ステップ１０６）

以上により、マークプレート１３およびマークプレート１４の中心に対してＸθ補正(1)をし、次にＹ軸（視野）を基準にして、Ｙθ補正(2)、次にＺ補正(3)、そしてＺθ補正(4)をすることで、マークプレート１３およびマークプレート１４の中心あるいは中心線とＹ軸とを基準として６軸のキャリブレーションをすることができる。
ところで、マークプレートの中心線Ｏに隣接する縦線１５ａ，１６ａは、それぞれ検出信号の中心波形Ｃを形成してオシロスコープ２０の画面上で中心線Ｏの両側の左右の長さを目視等により測定するためのものであるので、これの幅は狭くてもよく、１本の線となっていてもよい。極端な場合には、２つの図形パターンがマークプレートの中心線Ｏを挟んでつながっていて１つであっても、マークプレート１３およびマークプレート１４の両端から中央位置が分かるので、それで中央の両端の“Ｌ”の関係で検出波形のバランスを見て調整することも可能である。したがって、マークプレートの三角パターンあるいは正方形パターンは必ずしもそれぞれを２つの波形に分ける必要はない。
さらに、この場合、二値化せずに、直接カメラ４の信号をオシロスコープ２０に入力してその画面上で調整することも可能である。

また、マークプレートに形成した図形は、ＸＹＺの相互のθ回転の影響は少ないので、キャリブレーションの順序は、ＸＹＺの１軸に対して視野のθ回転の調整、視野の高さ調整、そして視野の平行調整のいずれか１つを順次選択的に行えばよく、実施例の順序に限定されるものではない。
実施例では、２枚のマークプレートを使用しているが、１枚のマークプレートあるいは３枚のマークプレートを設けてぞれぞれの図形パターンを割り振ってもよいことはもちろんである。
以上説明してきたが、実施例のマークプレート１３，１４の形状は三角形あるいは正方形としているが、マークプレートの中心線に対して相互に反対方向に実質的に平行に傾斜する線を有するパターンと相互に対称に傾斜する線を有するパターン、そして、垂直な線を有するパターンとの図形が形成され、中心からのバランスが分かる図形パターンであればどのようなパターンであってもよい。
また、マークプレートの図形パターンは、実施例とは逆に白黒反転した反射率のパターンであってもよい。

実施例では、説明の都合上、１次元のイメージセンサ１０の視野で説明しているが、カメラにイメージセンサ１０が固定されている限り、カメラの視野もイメージセンサ１０の視野も実質的に同じものである。カラーの場合には、３個の一次元センサとなる。この意味から、ここでのイメージセンサの視野は、カメラの視野一般であってよい。
ところで、実施例では、液晶パネルの例を挙げているが、この発明は、液晶パネルのほか、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイ、フィールドエミッシンディスプレイ等の平面パネル、その他の各種の検査物に適用できることはもちろんである。

図１は、この発明のラインセンサカメラのキャリブレーション方法を適用した一実施例のキャリブレーションの調整原理の説明図である。 図２は、キャリブレーションステージの説明図である。 図３は、キャリブレーションのためのマークプレートと検出信号との関係の説明図である。 図４は、キャリブレーションのための他のマークプレートと検出信号との関係の説明図である。 図５は、検査ステージにおけるキャリブレーション処理手順の説明図である。 図６は、検査ステージの全体的な説明図である。

符号の説明

１…検査ステージ、２…移動テーブル、３…液晶パネル、
４，４ａ〜４ｆ…カメラ、
５…ボール・スクリュ、６…ステッピングモータ、
７…カップリング、８…バックライト、
９…駆動回路、１０…イメージセンサ、
１１…６軸調整機構、
１２…キャリブレーションステージ、
１３，１４…マークプレート、
１５，１６…三角形パターン、
１７…正方形パターン、
１８…縦線パターン、１９…二値化回路、
２０…オシロスコープ。

Claims (7)

1. マークプレートの中心とラインセンサカメラの視野の中心とが一致するような位置関係で所定間隔を置いてこれらを対峙させて支持する検査ステージ上で前記マークプレートを撮像してその検出信号から前記ラインセンサカメラの撮像対象に対する直交軸を正規の状態に調整するキャリブレーション方法において、
   前記マークプレートに設けられこれの中心線に対して対称な位置に相互に反対方向で実質的に平行に傾斜する線からなる第１の図形パターンと、
   前記マークプレートに設けられ前記中心線に対して対称な位置に相互に対称に傾斜する線からなる第２の図形パターンとを有し、
   前記マークプレートの中心に前記ラインセンサカメラの視野の中心を位置合わせして、前記ラインセンサカメラで前記マークプレートの前記第１の図形パターンを撮像して前記第１の図形パターンの前記線により形成される領域についての前記検出信号において前記中心線に対して両側での検出幅が等しくなるように前記ラインセンサカメラの視野をこの視野に垂直な軸を回転させて調整し、前記マークプレートの前記第２図形パターンを撮像して前記第２の図形パターンの前記線により形成される領域についての前記検出信号において前記中心線に対して両側での検出幅が等しくなるように前記ラインセンサカメラの視野の高さを調整するキャリブレーション方法。
2. マークプレートの中心とラインセンサカメラの視野の中心とが一致するような位置関係で所定間隔を置いてこれらを対峙させて支持する検査ステージ上で前記マークプレートを撮像してその検出信号から前記ラインセンサカメラの撮像対象に対する直交軸を正規の状態に調整するキャリブレーション方法において、
   前記マークプレートに設けられこれの中心線に対して対称な位置に相互に反対方向で実質的に平行に傾斜する線からなる第１の図形パターンと、
   前記マークプレートに設けられ前記中心線に対して対称な位置に相互に対称に傾斜する線からなる第２の図形パターンと、
   前記中心線に対して対称な位置に垂直な線からなる第３の図形パターンとを有し、
   前記マークプレートの中心に前記ラインセンサカメラの視野の中心を位置合わせして、前記ラインセンサカメラで前記マークプレートの前記第１の図形パターンを撮像して前記第１の図形パターンの前記線により形成される領域についての前記検出信号において前記中心線に対して両側での検出幅が等しくなるように前記ラインセンサカメラの視野をこの視野に垂直な軸を回転させて調整し、前記マークプレートの前記第２図形パターンを撮像して前記第２の図形パターンの前記線により形成される領域について前記検出信号においての前記中心線に対して両側での検出幅が等しくなるように前記ラインセンサカメラの視野の高さを調整し、さらに前記第３の図形パターンを撮像して前記第３の図形パターンの前記線により形成される領域について前記検出信号においての前記中心線に対して両側での検出幅が等しくなるように前記ラインセンサカメラの視野の高さ方向の軸を回転させて前記視野を調整するキャリブレーション方法。
3. 前記所定間隔は、前記ラインセンサカメラが検査する対象の距離と実質的に等しいものであり、前記マークプレートは、複数設けられ、複数の前記マークプレートに前記第１，第２および第３の図形パターンのいずれかの図形パターンがそれぞれ形成されている請求項１または２記載のキャリブレーション方法。
4. 前記第１の図形パターンは、前記中心線に対して所定間隔空けて対称に配置された不等辺三角形であり、傾斜線の角度が３０゜以下に設定され、前記第２の図形パターンは、前記中心線に対して所定間隔空けて前記中心線の中心に対して点対称に配置された不等辺三角形であり、傾斜線の角度が３０゜以上に設定され、前記第３の図形パターンは、前記中心線に対して所定間隔空けて対称に配置された矩形である請求項３記載のキャリブレーション方法。
5. 前記第１，第２および第３の図形パターンは、ガラスに形成された反射率の低いパターンかあるいは実質的に無反射のパターンである請求項４記載のキャリブレーション方法。
6. 前記ラインセンサカメラの検出信号がオシロスコープに入力されて前記検出信号が波形として表示される請求項５記載のキャリブレーション方法。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか１項記載のキャリブレーション方法で前記ラインセンサカメラの少なくとも視野に垂直な軸と視野の高さ方向の軸とが調整されたラインセンサカメラを視覚センサ部に複数個備える外観検査装置。

Images