JP2008101975A

JP2008101975A - 検査装置

Info

Publication number: JP2008101975A
Application number: JP2006283775A
Authority: JP
Inventors: Masaki Sano; 雅規佐野; Katsumi Tanaka; 克己田中
Original assignee: Micronics Japan Co Ltd
Current assignee: Micronics Japan Co Ltd
Priority date: 2006-10-18
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2008-05-01

Abstract

【課題】シフト減算処理して２値化する際に、ノイズを低減し、微小な欠陥の検出を可能にして、測定精度を向上させる。
【解決手段】検査パネルの画像を取り込むラインセンサーカメラと、当該ラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす移動手段と、当該移動手段で前記ラインセンサーカメラと前記検査パネルとの間を設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラでスキャンして検査パネルの画像を取り込む制御部とを備えた検査装置である。前記制御部は、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＤＰの背面板やＬＣＤ等の検査パネルとラインセンサーカメラとを相対的にずらしながら当該ラインセンサーカメラで検査パネルの画像を取り込んで当該検査パネルの欠陥を検出する検査装置に関する。

ＬＣＤ等の表示パネルにおいては、その表示面に欠陥がないか否かを検査する必要がある。この表示面の欠陥を検出する検査装置は一般に知られている。この検査装置の一例を図１に示す。

検査装置は主に、パネル載置台１と、ラインセンサーカメラ２と、斜光照明装置３と、制御部４とから構成されている。

パネル載置台１は、検査対象のパネル５を載置して欠陥の検出を行う台である。このパネル載置台１は、パネル５を少なくともＹ方向（図１中の左右方向）に移動させる移動機構(図示せず)が組み込まれる。なお、パネル載置台１の代わりに、ベルトコンベア等によってパネル５を一方へ連続的に搬送する構成の場合もある。この移動機構により、ラインセンサーカメラ２とパネル５とが整合するように位置調整された状態で、移動機構が、パネル載置台１を支持して一方（Ｙ方向）へ移動させる。

ラインセンサーカメラ２は、パネル５の表示面の画像を取り込むための読み取り装置である。ラインセンサーカメラ２は、パネル５の幅よりも長くなるように構成されている。これにより、ラインセンサーカメラ２は、移動機構にパネル載置台１と相対的にずらされながら、パネル５の一方の端部から他方の端部までスキャンして、パネル５の表示面の画像を取り込む。

斜光照明装置３は、パネル５の表示面を照明するための装置である。この斜光照明装置３は、ラインセンサーカメラ２でパネル５の全体の画像を取り込む際に、パネル５の表示面を照明する。

制御部４は、ラインセンサーカメラ２でパネル５の全体の画像を取り込む際に、各装置を制御すると共に、ラインセンサーカメラ２で取り込んだ画像を処理する。例えば、ラインセンサーカメラ２で取り込んだ画像と、予め記録しておいた基準となる画像とを、互いに７画素分だけシフトさせて減算処理し、その後に２値化して、欠陥等を映像化する。

このような検査装置の一例としては、特許文献１、特許文献２等がある。
特開２００１−２５０１０８号公報特開平１１−８３７５４号公報

ところで、前記検査装置では、ラインセンサーカメラ２で取り込んだ画像を処理するに際して、制御部４では、縦方向及び横方向を同じ分解能で処理している。この場合、以下の問題が生じる。

例えば図２に示すように、パネル５の１画素のピッチを５００μｍとして、分解能６７μｍで画像を取り込むとする場合、ラインセンサーカメラ２による７．４画素のスキャンで、パネル５の１画素分を取り込むことになる。しかしこの場合は、ノイズが多くなってしまう。例えば図３（ａ）のパネル裏面画像に対して、７画素分のシフト減算処理をして２値化すると、図３（ｂ）のようにノイズが多く見られる。また、８画素シフト減算処理して２値化する場合も、図３（ｃ）のようにノイズが多く見られる。

このノイズは、前記７．４画素中の０．４画素の端数が量子化されるとき、上下に分割される割合から誤差として発生するものである。この誤差を解消する手段として、２値化時のしきい値を上げることが考えられるが、このしきい値を上げると、ノイズは無くなるが、微小な欠陥の検出はできなくなる。このために、検査装置による測定精度が低下してしまうという問題がある。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、数画素シフトさせて減算処理して２値化する欠陥検査において、２値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くして、微小な欠陥の検出を可能にする検査装置を提供するものである。このために、本発明は、検査パネルの画像を取り込むラインセンサーカメラと、当該ラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす移動手段と、当該移動手段で前記ラインセンサーカメラと前記検査パネルとの間を設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラでスキャンして検査パネルの画像を取り込む制御部とを備えた検査装置において、前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする。

前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定することで、数画素シフトさせて減算処理して２値化する際に、２値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くすことができる。

前記制御部は、１回のスキャンによる１ラインの画像読み取り時間を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定することが望ましい。

また、前記制御部は、前記移動手段でラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす速度を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定することが望ましい。

前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定することで、数画素シフトさせて減算処理して２値化する際に、２値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くすことができるため、微小な欠陥の検出が可能になり、測定精度が向上する。

以下、本発明の実施形態に係る検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。

本実施形態に係る検査装置の全体構成は、前記背景技術で説明した検査装置とほぼ同様であるため、ここでは本発明の特徴部分を中心に説明する。本発明の特徴部分は制御部にあるが、ここでは便宜的に、従来と同じ図番（制御部４）を付して説明する。

本実施形態に係る検査装置は、ラインセンサーカメラ２で画像を取り込む際に、横方向（図１中の紙面に垂直な方向、Ｘ方向）の分解能を固定して、縦方向（図１中のラインセンサーカメラ２とパネル５とを相対的にずらす左右方向、Ｙ方向）の分解能を変更可能としてパネル５の１画素のピッチに合わせる機能を備えたものである。この機能は、制御部４に格納されている。

この制御部４は、前記背景技術で説明した従来の制御部４とほぼ同様の機能を有すると共に、さらに以下の機能が追加されている。

本実施形態の制御部４は、入力部(図示せず)からの操作に応じて、各装置を制御すると共に、取り込んだ画像を処理して、表示部(図示せず)に表示させる。この制御部４は、メモリ、遅延手段、差分取得手段、２値化手段等（いずれも図示せず）が組み込まれて構成されている。さらに、制御部４には、ラインセンサーカメラ２でパネル５の表示面の画像を基準画像として取り込んで、当該基準画像を前記遅延手段で数画素分（例えば７画素分）だけシフトさせた画像を前記差分取得手段で前記基準画像から減算してその差分を取得する処理機能が格納されている。遅延手段は、前記基準画像を例えば７画素分だけシフトさせた画像を形成するための手段である。差分取得手段は、当該遅延手段でシフトされた画像と前記基準画像との差分をとるための手段である。差分取得手段では、単純に前記画像を前記基準画像から減算する場合と、各画像に重み付けをして減算する場合がある。

さらに制御部４には次の機能が格納されている。即ち、パネル載置台１内に組み込まれた移動手段（移動機構）で前記ラインセンサーカメラ２と前記パネル５とを設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラ２でスキャンしてパネル５の画像を取り込む際に、前記ラインセンサーカメラ２によるスキャンを、前記パネル５の１画素に対して整数回になるように設定する機能が、制御部４に格納されている。この機能の具体的態様としては以下の２つがある。即ち、１回のスキャンによる１ラインの画像読み取り時間（スキャンレート）を変えて、前記ラインセンサーカメラ２によるスキャンが前記パネル５の１画素に対して整数回になるように設定する態様と、前記移動手段でラインセンサーカメラ２と前記パネル５とを相対的にずらす速度を変えて、前記ラインセンサーカメラ２によるスキャンが前記パネル５の１画素に対して整数回になるように設定する態様の２つがある。

図２〜４に基づいて具体例を示す。図２のパネル５の１画素のピッチが５００μｍであって、分解能６７μｍで画像を取り込む場合は、パネル５の１画素あたりの画像割付が７．４画素となり、７画素又は８画素のシフト画像減算ではノイズが出る。

そこで、ノイズを消すために、横方向の分解能を６７μｍのままにして、縦方向の分解能のみを７１μｍに変更する。これは以下の理由による。即ち、５００μｍ／７画素≒分解能７１．４μｍとなり、７画素シフト画像減算処理が可能となるためである。

この縦方向の分解能を７１μｍに変更してラインセンサーカメラ２で取り込んだ画像を、７画素シフト減算処理して２値化した結果を図４に示す。この図４の結果と前記図３の結果を比較してみると、分解能７１μｍでの処理の場合の方がノイズが少ないことが分かる。

パネルの品種の違い等に伴うパネルピクセルピッチ（パネル５の１画素のピッチ）の変更に対しては、次の表に示す態様で分解能を特定する。

［実施例１］
スキャンレートの設定
スキャンレート（１ラインの画像を取り込む時間）は次のように容易に変更することができる。

ラインセンサーカメラ２としてＮＥＤ社製ラインカメラＳｕｉ５１を用いると、最大スキャンレートは１３３μｓとなり、１秒間に７５１８画像ラインを取り込むことが可能である。この数値は、（１秒／０．１３３μｓ≒７５１８画素）による（図５参照）。

仮にこのスキャンレートを４００μｓとすると１秒間に２５００画素ライン（図６（ａ））、２００μｓとすると１秒間に５０００画素ライン（図６（ｂ））取り込むことができる。

ここで、画像取り込みをするステージの速度を３００ｍｍ／秒とすると、１秒間に３００ｍｍ移動することから、分解能は下記のようになる。

スキャンレート２００μｓの場合
分解能６０μｍ／画素（３００ｍｍ／５０００画素）
スキャンレート４００μｓの場合
分解能１２０μｍ／画素（３００ｍｍ／２５００画素）
このように、スキャンレートを変更することで、分解能を容易に変更することができる。

［実施例２］
パネルピクセルピッチ５００μｍ、移動手段によるステージ速度３００ｍｍ／ｓｅｃ、縦横分解能６７μｍ、スキャンレート２２５μｓで画像を取り込んで処理を行った。

パネルピクセルピッチ５００μｍでは、ＣＣＤ画素７．４×７．４画素で割り付ける。

この結果は、前述の場合（図３参照）と同様にノイズが多く見られた。

一方、パネルピクセルピッチ５００μｍ、移動手段によるステージ速度３００ｍｍ／ｓｅｃ、縦分解能７１μｍ、横分解能６７μｍ、スキャンレート２３８μｓで画像を取り込んで処理を行った。

スキャンレートを２３８μｓにしたのは次の理由による。分解能６７μｍでの画像取り込み時にスキャンレートが２２５μｓであるため、分解能６７μｍでは、２２５×（７１／６７）≒２３８μｓとなる。

これにより、パネルピクセルピッチ５００μｍでは、ＣＣＤ画素７．４×７画素で割り付けられる。

縦方向シフト画素減算処理では、パネルピクセルピッチが５００μｍ、縦分解能が７１μｍの場合、５００(μｍ）／７１(μｍ/画素）≒７．０４画素割り付けとなり、パネルの１画素あたりＣＣＤ画素が７．４×７画素で割り付けられる。

この結果、縦方向７画素シフト画像減算処理を行うと、前述の場合（図４参照）と同様に、ノイズの少ない画像となる。

なお、横方向割付７．４画素の場合、縦方向シフト減算処理では、ノイズの影響はない。横方向の分解能は、画像処理上、固定分解能であるため、問題にならない。

［効果］
１画素のピッチの違う（品種の違う）パネルの１画素のピッチに、ラインセンサーカメラ２による画素数を合わせることで、差分画像（数画素シフトさせて減算処理した画像）のノイズを低減させることができる。

縦方向分解能可変（縦方向端数なし）画像取り込みと、シフト画像減算処理とを行うことで、ノイズ低減が可能であり、過剰な処理を低減することができる。

横方向の分解能は固定であるため、カメラ視野が変わらない。横方向分解能６７μｍで５０００画素のラインセンサーカメラ２を使用すると、３３５ｍｍの視野幅を固定で、確保できる。

縦方向の分解能のみ変更するため、ハード的移動、変更が不要である。具体的には、ラインセンサーカメラ２の露光時間（１ラインの画像を取り込む時間）のみを変更するだけで、又は前記ラインセンサーカメラ２と前記パネル５とを相対的にずらす速度（移動速度）を変更することで、縦方向の分解能を変更することができる。

このように、前記制御部が、前記ラインセンサーカメラ２によるスキャンを、前記パネル５の１画素に対して整数回になるように設定することで、数画素シフトさせて減算処理して２値化する際に、２値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くすことができる。この結果、微小な欠陥の検出が可能になり、測定精度が向上する。

さらに、検査対象を新品種のパネルに変更する場合でも、縦方向の分解能を変更するだけで済むため、短時間で新品種の検査態勢を立ち上げることができる。

検査装置の概略構成を示す模式図である。パネルの表面を示す要部拡大図である。従来の方式による、７画素分のシフト減算処理をして２値化した結果を示す模式図である。本願発明の方式による、７画素分のシフト減算処理をして２値化した結果を示す模式図である。スキャン方式を示す模式図である。スキャンレートを変えた場合の違いを示す模式図である。

符号の説明

１パネル載置台
２ラインセンサーカメラ
３斜光照明装置
４制御部
５パネル

Claims

検査パネルの画像を取り込むラインセンサーカメラと、当該ラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす移動手段と、当該移動手段で前記ラインセンサーカメラと前記検査パネルとの間を設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラでスキャンして検査パネルの画像を取り込む制御部とを備えた検査装置において、
前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする検査装置。
請求項１に記載の検査装置において、
前記制御部が、１回のスキャンによる１ラインの画像読み取り時間を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする検査装置。
請求項１に記載の検査装置において、
前記制御部が、前記移動手段でラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす速度を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの１画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする検査装置。