JP4659970B2 - 光学システムの欠陥検査装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はホログラムカラーフィルタ等の被検査体に生じる欠陥を検査する光学システムの欠陥検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より本件発明者は、ホログラムカラーフィルタについて開発している。このホログラムカラーフィルタは、斜めからの平行光線をホログラムで回折し、液晶デバイスの特定のＲ、Ｇ、Ｂ各画素に所定の光を導くことにより、高効率のプロジェクションシステムを実現するものである。
【０００３】
ホログラムカラーフィルタは、作製時の問題により様々な欠陥が発生する。例えば、通常の顔料や染料で着色したタイプのカラーフィルタと異なり、ホログラムカラーフィルタはフィルタに取込まれた異物に起因する欠陥のほか、ホログラム形成時にできる干渉縞の形成異常、ホログラムの局所的膜厚変化など、ホログラムの光学的な特質に起因する欠陥が発生する。
【０００４】
これらの欠陥は、大部分がホログラムに生じる欠陥であるため、着色タイプのカラーフィルタの様な通常の白色透過光検査やハロゲンランプを使った反射光検査ではほとんど見つけることが出来ない。また、スクリーンを用いたプロジェクションシステムに使う場合、スクリーン上に画像が拡大されると同時に欠陥も拡大されるため、実際の欠陥レベルは直視型の場合に比べて、極めて微小なものまで問題となる。そのため、ホログラムカラーフィルタの検査では、実際に組み込まれるプロジェクションシステムと同等の拡大光学系を用い、スクリーン上にホログラムカラーフィルタの像を投影表示させ、その像を見ながら検査を行なう。
【０００５】
図６に従来のホログラムカラーフィルタの欠陥検査装置を示す。図６に示すように、ホログラムカラーフィルタの欠陥検査装置では、所定の角度で光源２から白色の平行光をホログラムカラーフィルタ１に照射し、ホログラムカラーフィルタ１により得られた回折光を投影レンズ３を用いてスクリーン４上に拡大投影する。次にそのスクリーン４上の画像を目視で確認しながら、ホログラムカラーフィルタ１に関する異物欠陥やホログラム干渉縞の異常による欠陥をチェックしている。この場合、検査者は、スクリーン４上の像に存在する欠陥について、その大きさ、色の変化、濃さを見て、検査基準や限度見本を参考に、ホログラムカラーフィルタ（被検体）１の合否を判断し検査票に記録している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホログラム干渉縞の異常による欠陥は、輪郭のはっきりしないものが多く、中央が暗く周辺にいくにしたがって明るくなっていく欠陥、中央部に暗い点が存在しその左右に着色が発生する欠陥、左右にそれぞれ円状の赤・青の着色があり、周辺にいくにしたがって薄くなっていく欠陥など数多くの形態がある。このため欠陥の種類・大きさの判断は難しく、また限度見本を用いた場合でも判断基準が必ずしもはっきりしているとはいえない。特に欠陥の濃さは判断が難しく、限度見本サンプルをもう一台の同一の投影セットを用いてスクリーン上に投影表示し、限度見本サンプルによる画像と、被検体による画像とを直接比較する等の方法を用いないと正確な判断ができない。このように装置をもう一台設置するのは、場所・経費の問題から考えて現実的ではない。
【０００７】
また、このようにして検査した欠陥部について、被検体のどの位置にどのような欠陥があったかという記録を手書きにより、あるいはパーソナルコンピュータを用いて入力する必要があり、時間がかかる上、正確な位置記録にはならない。また、欠陥形状や色の画像を記録として残す場合は、銀塩写真やデジタルカメラ等の投影手段を用いて画像をとり込む必要があり、作業が煩雑な上、投影の像に影を作らないように撮影しなければならない。このため画像の正面からの撮影ができずそのため、画像を斜め方向からとり込むことになる。従って、欠陥画像が歪みをもってしまったり、近接撮影であるため画像の全面にピントが得られないなど、記録として大きな欠点を抱えてしまう。
【０００８】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、ホログラムカラーフィルタ等の検査体に生じる欠陥を精度良く検査することができる光学システムの欠陥検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、光源から発光し、ホログラムカラーフィルタを経た光が当該ホログラムカラーフィルタによって回折され、このスクリーン上に結像される光学システムの欠陥検査装置において、スクリーン上に配置され、ホログラムカラーフィルタからの回折光を受光する受光装置と、受光装置からの信号に基づいてホログラムカラーフィルタの欠陥をみつけてホログラムカラーフィルタの合否判定を行なう画像処理装置と、を備えたことを特徴とする光学システムの欠陥検査装置である。
【００１０】
本発明によれば、被検査体を経た光がスクリーン上に投影される。スクリーン上に受光装置を配置することにより、スクリーン上の画像が受光装置に取込まれる。画像処理装置は、スクリーン上の画像に基づいて、被検査体に生じる欠陥をみつけて被検査体の合否判定を行なう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明による光学システムの欠陥検査装置の一実施の形態を示す図である。
【００１２】
図１において、光学システムは被検体となるホログラムカラーフィルタ１と、このホログラムカラーフィルタ１に対して白色の平行光を照射する光源２と、ホログラムカラーフィルタ１により得られた回折光をスクリーン４に投影する投影レンズ３とを備えている。
【００１３】
ここでホログラムカラーフィルタ１は、光を回折するホログラムを有している。また、同時に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素を含む液晶デバイスとを有していてもよい。
【００１４】
上述した光学システムにおいて、ホログラムカラーフィルタ（被検体）１に生じる欠陥を検査する本発明による欠陥検査装置は、スクリーン４上に配置され投影レンズ３からスクリーン４上に投影される投影光を受光する受光装置５と、受光装置５からの信号に基づいてホログラムカラーフィルタ１に生じる欠陥をみつけてホログラムカラーフィルタ１の合否判定を行なう画像処理装置８と、画像処理装置８からの判定結果を保存するデータ処理装置９とを備えている。
【００１５】
次に図２により、受光装置５について説明する。受光装置５は、２次元画像センサ６と、取込ボタン７とを有し、スクリーン４上に投影される画像のうち、欠陥部の画像を取りこむ。２次元画像センサ６はＣＣＤなどの薄型撮像素子を含んでおり、これにより投影レンズ３の被写界深度内で投影画像をクリアーに歪み無くとりこむことが出来る。検査者は、この２次元画像センサ６をスクリーン４上の投影画像の欠陥部に持って行き、取込みボタン７を押して２次元画像センサ６への画像の取込みを行なう。
【００１６】
２次元画像センサ６へ取込まれた画像は電子データ（信号）として画像処理装置８へ送られる。画像処理装置８では、画像の輝度分布を解析し、所定のスライスレベル以下の欠陥エリアの大きさや縦横のサイズを計算し、基準に合わせてホログラムカラーフィルタ１に生じる欠陥をみつけて合否判断を行う。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの各々の画素の輝度分布を用い、予め決められた欠陥形状基準とのパターンマッチングを行い、欠陥のモードを決定する。これらのデータは、画像データ、検査データとしてデータ処理装置９に保存される。
【００１７】
また、図３に示すように、スクリーン４上に配置された受光装置５の位置を検出するため、スクリーン４の周縁に位置検出器１１が設けられている。位置検出器１１により検出された受光装置５の位置情報は、位置検出器コントローラ１０を介してデータ処理装置９へ送られるようなっている。
【００１８】
このような位置検出器１１としては、磁気センサや赤外線センサ、超音波センサ、抵抗型センサ等が用いられる。また図１に示すように、各ホログラムカラーフィルタ１にはバーコード１ａが付設され、このバーコード１ａはバーコード読取器１３により読取られる。バーコード読取器１３で読取られた情報は、バーコード読取器コントローラ１２を介してデータ処理装置９へ送られる。
【００１９】
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２０】
図１に示すように、被検体としてのホログラムカラーフィルタ１は光学システム内にセットされ、光源２から、所定の角度で白色平行光線がホログラムカラーフィルタ１へ入射される。ホログラムカラーフィルタ１により回折された光は、投影レンズ３を通り、スクリーン４の上に結像される。検査員はこのスクリーン４上の投影像を目視で検査する。欠陥を認めた場合、検査員はその欠陥部に受光装置５を持って行き、スクリーン４に接触させながら、受光装置５の２次元画像センサ６の中に投影像の欠陥部が取りこまれるように受光装置５をセットして、取込みボタン７を押す。これによって欠陥の像が、２次元画像センサ６から画像情報として取り込まれ、画像処理装置８でデータ処理を行って欠陥の大きさや種類が判定される。この結果はデータ処理装置９に送られて、検査結果データとして保存される。
【００２１】
たとえば、投影像の明るさが部分的に変化している欠陥部の例を図４に示す。図４はＣＣＤなどの薄型撮像素子から取りこまれた欠陥部発生箇所付近の明るさ変化を高さ方向のデータとして表示している。図４において、周辺の平坦な部分が正常部で、この部分の明るさに対してある一定の検査基準の割合以上に明るくなっている部分を濃い色で示し、この部分を欠陥部として判断する。この時、この欠陥部の大きさは、図５に示すように、欠陥部の占めるエリアの一番長手の方向を取るように定義しておく。画像処理装置８はこの長さを計算して、所定の欠陥基準に照らして、検査のＯＫ／ＮＧを判断する。
【００２２】
また取込ボタン７を押すと同時に、画像処理装置８およびデータ処理装置９から位置検出器コントローラ１０にもトリガー信号が送られ、位置検出器１１からの情報が位置検出器コントローラ１０へ取り込まれる。この場合、受光装置５のセット位置が位置情報として更に位置検出器コントローラ１０からデータ処理装置９に送られる。データ処理装置９では、画像処理装置８からの判定結果と合わせて欠陥部の位置マッピングデータとしてホログラムカラーフィルタの欠陥位置が特定され、この欠陥位置がデータ処理装置９に保存される。
【００２３】
また、ホログラムカラーフィルタ１には、それぞれの製品に製品番号がバーコード１ａにより記録されており、これをバーコード読取器１３で読み取り、バーコード読取器コントローラ１２で検出する。すなわち取込ボタン７からのトリガー信号がくると、バーコード読取器１３によりホログラムカラーフィルタ１のバーコード１ａの情報が読み取られる。バーコード読取器１３からの読取情報は、バーコード読取器コントローラ１２によって数値・記号情報に変換されたのち、データ処理装置９に保存される。
【００２４】
このようにしてデータ処理装置９内において、ホログラムカラーフィルタ１の欠陥位置が特定され保存されるとともに、欠陥が生じたホログラムカラーフィルタ１の番号が特定されて保存される。
【００２５】
以上のように本実施の形態によれば、ホログラムカラーフィルタに生じる欠陥の形状およびその程度を精度良く検査することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、被検査体に生じる欠陥を画像処理装置によりみつけることができ、かつ被処理体の合否判定を行なうことができる。このため被処理体の欠陥を迅速かつ精度良く検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光学システムの欠陥検査装置の一実施の形態を示す概略図
【図２】受光装置を示す外観図
【図３】受光装置をスクリーン上に配置した状態を示す図
【図４】画像処理装置における欠陥部輝度分布図
【図５】画像処理装置における欠陥部のサイズを示す図
【図６】従来の光学システムの欠陥検査装置を示す図
【符号の説明】
１ ホログラムカラーフィルタ
２ 光源
３ 投影レンズ
４ スクリーン
５ 受光装置
８ 画像処理装置
９ データ処理装置
１０ 位置検出器コントローラ
１１ 位置検出器
１２ バーコード読取器コントローラ
１３ バーコード読取器

Claims (2)

1. 光源から発光し、ホログラムカラーフィルタを経た光が当該ホログラムカラーフィルタによって回折され、この回折光がスクリーン上に結像される光学システムの欠陥検査装置において、
   スクリーン上に取付自在に配置され、ホログラムカラーフィルタからの回折光を受光する受光装置と、
   受光装置からの信号に基づいてホログラムカラーフィルタの欠陥をみつけてホログラムカラーフィルタの合否判定を行なう画像処理装置と、
   画像処理装置の判定結果を保存するデータ処理装置と、
   スクリーン上の受光装置の位置を検出する位置検出器とを備え、
   受光装置はＣＣＤからなる２次元画像センサと、欠陥部の画像を取込み画像処理装置へ送る取込ボタンとを有し、
   位置検出器からの信号は位置検出器コントローラを介してデータ処理装置へ送られ、データ処理装置は画像処理装置からの信号と位置検出器からの信号に基づいてホログラムカラーフィルタの欠陥位置を特定することを特徴とする光学システムの欠陥検査装置。
2. ホログラムカラーフィルタにはバーコードが付設されるとともに、バーコードを読み取るバーコード読取器が設けられ、
   バーコード読取器からの信号はバーコード読取器コントローラを介してデータ処理装置へ送られることを特徴とする請求項１記載の光学システムの欠陥検査装置。

Images