JP2007298437A - 検査対象物の目視検査方法及び目視検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】点灯及び消灯を繰り返しても寿命の劣化が少なく、均一な面照明が可能で、且つ照明光の色光の選択が容易な照明手段を使用して目視検査をする。
【解決手段】検査対象物５を保持して直交する２軸１３，１４を中心に回動可能とされた保持部７と、前記保持部７の直交２軸１３，１４のうち軸１４を支持して伸縮可能とされた伸縮支持部材８と、前記保持部７を前記２軸１３，１４を中心に回動させると共に、前記伸縮支持部材１７を伸縮させる駆動機構９と、前記保持部７に保持された前記検査対象物５に対して上方又は後背から光を照射可能に配設され、表示素子の像をレンズにより前記検査対象物５上に拡大投影するカラー表示可能な第１〜第１又は第２のプロジェクター１０，１１と、前記各プロジェクターによる投影状態を制御する制御手段１２と、を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明手段から光を検査対象物に照射して目視により欠陥を検査する目視検査方法に関し、詳しくは、点灯及び消灯を繰り返しても寿命の劣化が少なく、均一な面照明が可能で、且つ照明光の色の選択が容易な照明手段を使用して目視検査をしようとする検査対象物の目視検査方法及び目視検査装置に係るものである。

従来の目視検査装置は、複数の蛍光灯を平行に配置し、該複数の蛍光灯の前方に拡散板を配置して面発光するようにした照明手段を用いて、該照明手段から放射される光を検査対象物に照射して該検査対象物の欠陥を目視検査するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

また、他の目視検査装置は、複数の蛍光灯と、該複数の蛍光灯の各々に対応して配設されその遮光位置と非遮光位置との間を移動自在に設けられた複数の遮光部材と、該複数の遮光部材を同時に移動させるための連動機構と、該連動機構を駆動させるためのモータとを設けて照明手段を構成し、上記複数の蛍光灯は常時点灯した状態にし、検査対象物に光を照射するときには、複数の遮光部材をモータ及び連動機構によって非遮光位置に移動し、検査対象物への光を遮断するときには、上記複数の遮光部材をモータ及び連動機構によって遮光位置に移動するようになっていた（例えば、特許文献２参照）。

さらに、他の目視検査装置は、ナトリウムランプと白色蛍光灯とを設けて、検査目的に応じて上記ナトリウムランプと白色蛍光灯とを切り換えて照明光の色が選択できるようになっていた（例えば、特許文献３参照）。
特開平１０−３００５８２号公報 特開２００５−２６５８０３号公報 特開平１１−１５３５１５号公報

しかし、従来の目視検査装置において、特に、上記特許文献１に記載の目視検査装置の照明手段は、複数の蛍光灯で構成したものであり、点灯及び消灯を繰り返すと蛍光灯の寿命が劣化するという問題があった。特に、カラーフィルタの表面の傷や塗膜のピンホール或は色むら等の欠陥検査においては、反射光による検査と透過光による検査とを二つの照明手段の点灯及び消灯を繰り返しながら行なう必要があり、蛍光灯の寿命がより劣化するという問題があった。

また、上記特許文献２に記載の目視検査装置においては、使用される照明手段が複数の蛍光灯の各々に対応して複数の遮光部材を設けて構成され、該遮光部材により照明光の照射及び遮断の切り換えができるようになっているため、蛍光灯は点灯させたままでよく、蛍光灯の寿命の劣化を防止できるものの、上記複数の遮光部材を遮光位置と非遮光位置との間を移動させるためのモータ及び連動機構を備えているため、照明手段の構造が複雑となり、大型化するという問題があった。

さらに、上記特許文献３に記載の目視検査装置においては、検査目的に応じて照明光の色光が選択できるものの、ナトリウムランプは、点灯後安定して発光するまで数分〜十数分かかり、また、蛍光灯は上述したように点灯及び消灯を繰り返すと寿命が劣化するという問題がある。したがって、このような目視検査装置は、検査目的に応じてナトリウムランプ及び蛍光灯を切り換えながら行なう目視検査には適しなかった。

これらの問題に対処するために、例えば、図５に示すように、ナトリウムランプ１及び蛍光灯２を交互に平行にならべて全体的に面発光するようにし、ナトリウムランプ１及び蛍光灯２の光放射側にそれぞれシャッタ３を設けて照明手段４を構成し、該照明手段４を検査対象物５に対して上方から又は後背から光を照射可能に配設し、目視検査時には、上記ナトリウムランプ１及び蛍光灯２は常時点灯状態にして、検査目的に応じて上記シャッタ３を駆動し、検査対象物５に照射する照明光の色光を切り換えることも考えられる。しかし、この場合、上記シャッタ３が機械式であるため、切換え動作の繰り返しによりシャッタ機構の寿命が劣化するという問題がある。また、シャッタ３を駆動する機構が必要であり、照明手段４の構造が複雑となり、大型化するという問題がある。さらに、ナトリウムランプ１及び蛍光灯２が交互に平行にならべて配設されているため、ナトリウムランプ１又は蛍光灯２の配設間隔が広い場合には照明手段４の発光分布が不均一となり、目視検査の信頼性を損なうおそれがある。

また、検査対象物５に対してスポット照明を行なう場合には、図５に示すように、例えばハロゲンランプ等からなるスポット照明手段６が使用されるが、この場合、検査目的に応じて照明光の色光を選択することができないという問題がある。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、点灯及び消灯を繰り返しても寿命の劣化が少なく、均一な面照明が可能で、且つ照明光の色光の選択が容易な照明手段を使用して目視検査をしようとする検査対象物の目視検査方法及び目視検査装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明による検査対象物の目視検査方法は、表示素子の像をレンズにより拡大投影するカラー表示可能なプロジェクターを使用して該プロジェクターから放射される光を検査対象物に照射し、前記検査対象物に照射された光の反射光又は透過光に基づいて前記検査対象物の欠陥を目視検査するものである。

また、前記プロジェクターのレンズは、ズームレンズであり、前記検査対象物の大きさに応じて画角調整を可能としたものである。これにより、ズームレンズで検査対象物の大きさに応じて画角を調整する。

また、第２の発明による目視検査装置は、検査対象物を保持して直交する２軸を中心に回動可能とされた保持部と、前記保持部の直交２軸のうち一つを支持して伸縮可能とされた支持部材と、前記保持部を前記２軸を中心に回動させると共に、前記支持部材を伸縮させる駆動機構と、前記保持部に保持された前記検査対象物に対して上方又は後背から光を照射可能に配設され、表示素子の像をレンズにより前記検査対象物に拡大投影するカラー表示可能なプロジェクターと、前記プロジェクターによる投影状態を制御する制御手段と、を備えたものである。

このような構成により、直交２軸を中心に回動可能とされた保持部で検査対象物を保持し、支持部材で上記保持部の直交２軸のうち一つを支持し、駆動機構で上記保持部を上記直交する２軸を中心に回動させると共に、支持部材を伸縮させ、制御手段で表示素子の像をレンズにより検査対象物に拡大投影するカラー表示可能なプロジェクターの投影状態を制御し、上記プロジェクターで上記検査対象物に対して上方又は後背から光を照射する。

そして、前記プロジェクターのレンズは、ズームレンズであり、前記検査対象物の大きさに応じて画角調整を可能としたものである。これにより、ズームレンズで検査対象物の大きさに応じて画角を調整する。

請求項１又は３に係る発明によれば、カラー表示可能なプロジェクターを使用して光を検査対象物に照射しているので、検査目的に応じて容易に照明光の色光を選択することができる。また、点灯及び消灯を繰り返しても寿命の劣化が少ない。さらに、検査対象物上の照明領域を均一に面照明することができ、目視検査の精度が向上して検査の信頼性を向上することができる。

また、請求項２又は４に係る発明によれば、ズームレンズを操作して検査対象物の大きさに応じて画角調整をすることができる。したがって、プロジェクターを固定したままで照明領域の大きさを変えて検査対象物の大きさに適合させることができ、大きさの異なる各種検査対象物に対しても容易に対応することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による目視検査装置の実施形態を示す概念図である。この目視検査装置は、光を検査対象物に照射して目視により欠陥を検査する方法に直接使用するもので、保持部７と、支持部材８と、駆動機構９と、第１のプロジェクター１０と、第２のプロジェクター１１と、制御手段１２とを備えており、例えば暗室に設置されている。

上記保持部７は、検査対象物５を保持して直交する２軸１３，１４を中心に回動可能とされたものであり、内側枠部１５と、外側枠部１６とからなる。

上記内側枠部１５は、検査対象物５の周縁部を保持するものであり、上記軸１３によって後述の外側枠部１６に対して矢印Ａ，Ｂ方向に回動可能に支持されている。また、上記外側枠部１６は、上記内側枠部１５を取り囲んで設けられており、上記軸１４によって後述の支持部材８に対して矢印Ｃ，Ｄ方向に回動可能に支持されている。これにより、上記内側枠部１５の上記軸１３を中心とした矢印Ａ，Ｂ方向の回動と、上記外側枠部１６の上記軸１４を中心とした矢印Ｃ，Ｄ方向の回動とがあいまって、内側枠部１５に保持された検査対象物５を所望の方向に傾けることができる。

上記保持部７の軸１４を支持するように支持部材８が設けられている。この支持部材８は、保持部７の直交２軸１３，１４のうち一つ（例えば、軸１４）を支持して伸縮可能とされたものであり、基盤１７の上面に一対設けられている。そして、図１において、Ｚ軸方向に伸縮して保持部７を上下動できるようになっている。

上記基盤１７の内部には、駆動機構９が設けられている。この駆動機構９は、上記保持部７を直交２軸１３，１４回りに回動させると共に、基盤１７をレール１８に沿ってＸ軸方向に移動させ、支持部材８をＺ軸方向に伸縮させるものであり、例えばモータとギヤ、又はベルト等を組み合わせて構成している。

上記保持部７の上方にて例えば暗室の天井部には、保持部７の内側枠部１５に保持された上記検査対象物５に対して上方から光を照射可能に第１のプロジェクター１０が配設されている。この第１のプロジェクター１０は、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、又はハロゲンランプ等の高輝度の光源により照明された矩形状の表示素子の像をレンズ１８により上記検査対象物５上に拡大投影するカラー表示可能なものであり、検査対象物５を上方から照明してその反射光に基づいて検査対象物５の欠陥の目視検査を可能としている。

上記保持部７の後背にて例えば暗室の後壁部には、保持部７の内側枠部１５に保持された上記検査対象物５に対して後背から光を照射可能に第２のプロジェクター１１が配設されている。この第２のプロジェクター１１は、例えばメタルハライドランプ、キセノンランプ、又はハロゲンランプ等の高輝度の光源により照明された矩形状の表示素子の像をレンズ１８により上記検査対象物５上に拡大投影するカラー表示可能なものであり、検査対象物５を背面から照明してその透過光に基づいて検査対象物の欠陥の目視検査を可能としている。

また、上記第１及び第２のプロジェクター１０，１１のレンズ１８は、ズームレンズであり、検査対象物５の大きさに応じて画角調整ができるようになっている。これにより、第１及び第２のプロジェクター１０，１１を固定したままで照明領域を変えることができ、大きさの異なる検査対象物５に対してもプロジェクターを移動することなく容易に対応することができる。

なお、図１において、符号１９は、上記第１及び第２のプロジェクター１０，１１と同様の第３のプロジェクターであり、手に持って検査対象物５の任意の点をスポット照明するためのものである。

上記第１〜第３のプロジェクター１０，１１，１９と信号線２０で接続されて制御手段１２が設けられている。この制御手段１２は、上記第１〜第３のプロジェクター１０，１１，１９の投影状態を制御するものであり、例えば表示素子をオン・オフ制御して照明光の点灯及び消灯を行なわせ、上記表示素子の表示状態を制御して照明光の色光の選択をし、上記第１〜第３のプロジェクター１０，１１，１９のズームレンズ１８を調整して検査対象物５の大きさに応じて画角の調整をすることができるようした、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。

次に、このように構成された目視検査装置を使用して行う目視検査方法について説明する。先ず、第１ステップにおいて、検査対象物５が保持部７の内側枠部１５上に設置され、その周縁部が保持される。

第２ステップにおいては、制御手段１２を操作して、例えば第１のプロジェクター１０を選択して点灯する。また、制御手段１２を操作して検査対象物５の検査目的に応じて上記第１のプロジェクター１０から放射される照明光の色光を選択する。この場合、例えば、検査対象物５の表面の傷や汚れ、パターニング不良等の形状検査するときには、白色光やグリーン光が選択される。さらに、制御手段１２を操作して第１のプロジェクター１０のズームレンズ１８で画角を調整し、照明領域の大きさを検査対象物５の大きさに適合させる。

第３ステップにおいては、駆動機構９を駆動して、基盤１７がＸ軸方向に移動され又支持部材８がＺ軸方向に伸縮されて保持部７が移動される。このようにして上記保持部７の内側枠部１５に保持された検査対象物５が検査し易い位置に位置付けられる。さらに、駆動機構９により保持部７が直交２軸１３，１４回りに回動され、検査対象物５が所定方向に傾けられる。

第４ステップにおいては、第１のプロジェクター１０によって、内側枠部１５に保持された検査対象物５に対してその上方から照明光が照射される。このとき、基盤１７の前方に位置する検査員２１は、図２に示すように、検査対象物５からの反射光に基づいて検査対象物５の表面の傷や汚れ等の欠陥を検査する。

次に、検査対象物５を透過光により検査する場合には、第５ステップに進んで、制御手段１２を操作して、第１のプロジェクター１０が消灯され、第２のプロジェクター１１が点灯される。また、第２ステップと同様にして、照明光の色光が選択され、さらに、検査対象物５の大きさに照明領域の大きさが適合するように、第２のプロジェクター１１のズームレンズ１８で画角が調整される。

第６ステップにおいては、駆動機構９が駆動されて、保持部７の内側枠部１５が垂直に起立され、検査対象物５に対してその後背から照明光が照射される。そして、検査員２１によって、図３に示すように、検査対象物５の透過光に基づいて検査対象物５の欠陥が検査される。この場合、例えば検査対象物５がカラーフィルタ基板であり、赤色のフィルタの色むらを検査するときには、赤の色光が選択されて照射され、緑色のフィルタの色むらを検査するときには、緑の色光が選択されて照射され、青色のフィルタの色むらを検査するときには、青の色光が選択されて照射される。

また、検査対象物５の表面の傷や汚れ、色むら等を検査する場合には、駆動機構９を駆動して保持部７に保持された検査対象物５の位置を変えながら、同時に、第１のプロジェクター１０と第２のプロジェクター１１とを交互に点灯及び消灯させ、反射光による検査と透過光による検査とが交互に繰り返して行われる。

なお、検査対象物５の一部分をスポット照明して部分的な欠陥等の検査をする場合には、制御手段１２を操作して、図４に示すように、第３のプロジェクター１９が選択され、同時に検査目的に応じて照明光の色光が選択される。これにより、第３のプロジェクター１９を手に持ってその位置を例えば同図に示す矢印方向に移動して照明位置を変え、又照射角度を変えて検査対象物５上の任意の点の欠陥を検査することができる。

上記実施形態においては、保持部７と、支持部材８と、駆動機構９と、第１のプロジェクター１０と、第２のプロジェクター１１とが暗室に設置されている場合について説明したが、これに限られず、上記各構成要素は、前面を開口し、他の５面を遮光して床に設置されたボックス内に配設されてもよい。

以上の説明においては、照明手段として第１〜第３のプロジェクター１０，１１，１９を配設した場合について説明したが、これに限られず、第１〜第３のプロジェクター１０，１１，１９のいずれか一つが配設されたものであってもよい。また、上記プロジェクターは、モノクロのものであってもよい。

本発明による目視検査装置の実施形態を示す概念図である。 検査対象物の反射光に基づいて行なう目視検査を示す説明図である。 検査対象物の透過光に基づいて行なう目視検査を示す説明図である。 検査対象物の一部をスポット照明して行なう目視検査を示す説明図である。 従来の目視検査装置の例を示す説明図である。

符号の説明

５…検査対象物
７…保持部
８…支持部材
９…駆動機構
１０…第１のプロジェクター
１１…第２のプロジェクター
１２…制御手段
１３，１４…軸
１８…レンズ
１９…第３のプロジェクター

Claims (4)

1. 表示素子の像をレンズにより拡大投影するカラー表示可能なプロジェクターを使用して該プロジェクターから放射される光を検査対象物に照射し、
   前記検査対象物に照射された光の反射光又は透過光に基づいて前記検査対象物の欠陥を目視検査する、
   ことを特徴とする検査対象物の目視検査方法。
2. 前記プロジェクターのレンズは、ズームレンズであり、前記検査対象物の大きさに応じて画角調整を可能としたことを特徴とする請求項１記載の検査対象物の目視検査方法。
3. 検査対象物を保持して直交する２軸を中心に回動可能とされた保持部と、
   前記保持部の直交２軸のうち一つを支持して伸縮可能とされた支持部材と、
   前記保持部を前記２軸を中心に回動させると共に、前記支持部材を伸縮させる駆動機構と、
   前記保持部に保持された検査対象物に対して上方又は後背から光を照射可能に配設され、表示素子の像をレンズにより前記検査対象物に拡大投影するカラー表示可能なプロジェクターと、
   前記プロジェクターの投影状態を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする目視検査装置。
4. 前記プロジェクターのレンズは、ズームレンズであり、前記検査対象物の大きさに応じて画角調整を可能としたことを特徴とする請求項３記載の目視検査装置。

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