JP4850014B2 - 分光測光システム及び該システムの照明光源位置の補正方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用カラーフィルターや液晶素子の分光透過率測定、膜厚測定などのための分光測光を行う分光測光システムに関する。

液晶基板等の製造工程では、液晶ディスプレイ用カラーフィルターや液晶素子の分光透過率測定が行われている（例えば、特許文献１。）。特許文献１には、一次元的に長さを持った一次元領域に亘る分光測光を一度に実行でき、更に、二次元領域に亘る高速な分光測光にも適用可能な高速分光測光装置が開示されている。

従来、分光測光において、照明光源の光量は、分光測光装置に取り付けられる前に手動測定されていた。そして、照明光源は光量が安定している位置で分光測光装置に取り付けられ、移動する機能なく固定されていた。このように、照明光源と分光測光部品とが固定されて連結されているため、安定した分光測光が可能であった。

図７は、従来における照明光源と分光測光部品とが固定されたタイプの液晶基板等の検査装置の上面図を示す。同図において、ステージ５００上に分光測光の対象となる基板５０１が４つ配置されている。そして、基板５０１が配置されたステージ５００を上下からはさむように光軸に沿って、照明光源５０２と分光測光部品５０３とが固定されている。ステージ５００は、Ｘ方向、Ｙ方向に可動できる。

このとき、このように固定された照明光源５０２と分光測光部品５０３により、４つの基板５０１の全てについて分光測光を行う場合、ステージ５００をステージ５００の大きさの２×２倍の範囲で可動させる必要がある。

ところが、近年、液晶基板の大型化するにつれて、ステージ５００の大型化も進んだ結果、ステージ５００を稼動させるスペースの問題が生じてきた。すなわち、検査の対象となる基板５０１が大型化する一方、分光測光装置の設置スペースは拡大されない等の問題があった。そのため、照明光源及び分光測光部品について移動する機能を持たせて、分光測光装置の省スペース化が図られている（例えば、特許文献２。）。

図８は、従来における照明光源と分光測光部品とが稼動するタイプの液晶基板等の検査装置を示す。図８（ａ）は、その検査装置の上面図を示す。図８（ｂ）は、その検査装置の側面図を示す。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、基板５０１は固定されたステージ５００に配置されており、分光測光部品５０３と照明光源５０２とがそれぞれフレーム５０４の上部５０４ａと下部５０４ｂにフレームに沿って１次元方向に移動可能なように設置されている。分光測光部品５０３と照明光源５０２とはフレーム５０４ａ，５０４ｂ上を移動する際、光軸が一致するように連動（追従）して移動する。そして、フレーム５０４自体は、分光測光部品と照明光源の移動方向とは垂直方向に移動可能である。
特開平６−３４５２５号公報 特開２００２−２６７９３７号公報

しかしながら、照明光源が移動可能となった場合、照明光源と分光測光部品との位置関係が固定されていないため、照明光源のどの部分で測定しているか不明であり、測定部分の光量が安定しているかも不明である。

分光測光時において、照明光源からの光量の安定する位置が常に分光測光の測定位置となるように、検査装置を随時調整しなければならない。すなわち、照明光源が全ての照明光源移動軸に対し原点位置に存在する時、分光測定位置が照明光源の中心にない可能性がある。したがって、その調整がなされないと測定精度に影響が出てしまう。

また、照明光源の中心が常に光量が安定しているとも限らないので、光量の安定している位置が分光測定位置となるように調整する必要もある。しかしながら、光量が安定している部分を測定するには、照明光源移動制御、分光測光装置のハードウェア部品のズレによる装置毎の機差情報等を一括で管理しなければならず、正確な作業手順と多大な測定労力が要求される。

上記の課題に鑑み、本発明では、液晶基板等の分光透過率測定の前工程として行われる照明光源の位置の調整を自動で行う分光測光システム及び該システムの照明光源位置の補正方法を提供する。

本発明における分光測光システムは、少なくとも水平方向に移動可能な顕微鏡ユニットと、前記顕微鏡ユニットに追従して水平方向に移動可能であり、かつ、鉛直方向に移動可能な照明光源と、前記顕微鏡ユニットを通して測定対象物を撮像する撮像手段と、前記撮像された顕微鏡観察画像内の所定の観察位置と、前記照明光源による照明領域の中心との第１のズレ量を算出する照明中心補正手段と、前記第１のズレ量に基づいて前記観察位置と前記照明領域の中心とを一致させるように前記照明光源を移動させる照明移動制御手段と、前記顕微鏡観察画像内で、前記照明光源より照らされる照明領域について合焦させる合焦手段と、前記観察位置と前記照明領域の中心とが一致した状態で前記測定対象物を撮像し、前記照明領域のうち最大光量となる位置を算出して、該最大光量位置と前記観察位置との第２のズレ量を算出する最大光量位置補正手段と、を備え、前記照明移動制御手段は、前記第２のズレ量に基づいて前記最大光量位置と前記観察位置とを一致させるように前記照明光源を移動させることを特徴とする。

前記分光測光システムにおいて、前記最大光量位置補正手段は、前記照明領域を格子状に分割し、該格子の各頂点について、順次、分光測光を行う分光測光手段と、前記分光測光の結果、最大の明るさを有する前記頂点の座標である最大光量位置を取得し、該最大光量位置及び該最大光量位置に隣接する座標の光量に基づいて、真の最大光量位置を算出する真最大光量位置算出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる、少なくとも水平方向に移動可能な顕微鏡ユニットと、前記顕微鏡ユニットに追従して水平方向に移動可能であり、かつ、鉛直方向に移動可能な照明光源と、を備える分光測光システムの照明光源位置の補正方法は、前記顕微鏡ユニットを通して測定対象物を撮像し、前記撮像された顕微鏡観察画像内の所定の観察位置と、前記照明光源による照明領域の中心との第１のズレ量を算出し、前記第１のズレ量に基づいて前記照明光源を移動させて前記観察位置と前記照明領域の中心を一致させ、前記顕微鏡観察画像内で、前記照明領域について合焦させ、前記観察位置と前記照明領域の中心が一致した状態で前記顕微鏡ユニットにより前記測定対象物を撮像し、前記照明領域のうち最大光量となる位置を算出して、該最大光量位置と前記観察位置との第２のズレ量を算出し、前記第２のズレ量に基づいて前記最大光量位置と前記観察位置とを一致させる、ことを特徴とする。

前記照明光源位置の補正方法において、前記第２のズレ量を算出する場合、前記照明領域を格子状に分割し、該格子の各頂点について、順次、分光測光を行い、前記分光測光の結果、最大の明るさを有する前記頂点の座標である最大光量位置を取得し、該最大光量位置及び該最大光量位置に隣接する座標の光量に基づいて、真の最大光量位置を算出する、ことを特徴とする。

本発明によれば、液晶基板等の分光透過率測定の前工程として行われる照明光源の位置の調整を自動で行うことができる。

本発明にかかる分光測光システムは、顕微鏡ユニットと、照明光源と、撮像手段と、照明中心補正手段と、合焦手段と、最大光量位置補正手段とを備える。
顕微鏡ユニットは、少なくとも水平方向に移動可能なものである。顕微鏡ユニットは、本実施形態で言えば、顕微鏡ユニット１１に相当する。

照明光源は、前記顕微鏡ユニットに追従して水平方向に移動可能であり、かつ、鉛直方向に移動可能なものである。照明光源は、本実施形態で言えば、透過照明用光源１０に相当する。

撮像手段は、前記顕微鏡ユニットを通して測定対象物を撮像するものである。撮像手段は、本実施形態で言えば、顕微鏡ユニットに内蔵されているＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）に相当する。

照明中心補正手段は、前記撮像された顕微鏡観察画像内の、所定の観察位置と、前記照明光源による照明領域の中心と、を一致させるものである。照明中心補正手段は、本実施形態で言えば、トラッキング処理（図４のＳ２）に相当する。

合焦手段は、前記顕微鏡観察画像内で、前記照明光源より照らされる照明領域について合焦させるものである。合焦手段は、本実施形態で言えば、コントラストＡＦ処理（図４のＳ３）に相当する。

最大光量位置補正手段は、前記照明領域のうち最も明るい位置と前記観察位置とを一致させるものである。最大光量位置補正手段は、本実施形態で言えば、図４のＳ４，Ｓ５の処理に相当する。

このように構成することにより、液晶基板等の分光透過率測定の前工程として行われる照明光源の位置の調整を自動で行うことができる。
また、前記照明中心補正手段は、照明中心ズレ算出手段と、第１の照明移動制御手段とを有している。照明中心ズレ算出手段は、前記観察位置と前記照明領域の中心の位置とのズレ量を算出する。第１の照明移動制御手段は、前記ズレ量に基づいて、前記照明光源を移動させる。

このように構成することにより、分光測光位置と照明領域の中心とを合わせることができる。
また、前記最大光量位置補正手段は、分光測光手段と、真最大光量位置算出手段と、照明移動制御手段と、第２の照明移動制御手段とを有する。

分光測光手段は、前記照明領域を格子状に分割し、該格子の各頂点について、順次、分光測光を行うものである。分光測光手段は、本実施形態で言えば、図４のＳ４の処理に相当する。

真最大光量位置算出手段は、前記分光測光の結果、最大の明るさを有する前記頂点の座標である最大光量位置を取得し、該最大光量位置及び該最大光量位置に隣接する座標の光量に基づいて、真の最大光量位置を算出する。分光測光手段は、本実施形態で言えば、図４のＳ５の処理に相当する。

第２の照明移動制御手段は、前記真の最大光量位置と前記観察位置とを一致させるように、前記照明光源を移動させる。第２の照明移動制御手段は、本実施形態で言えば、図４のＳ７の処理に相当する。

このように構成することにより、照明領域のうち光量の安定した位置を分光測光位置とすることができる。
以下の本実施形態では、液晶基板等の分光透過率測定の前工程として行われる照明光源の位置の補正を自動で行う分光測光システムについて説明する。

図１は、本実施形態における分光測光システムの全体構成を示す。分光測光システム１は、検査装置８、分光測光用ＰＣ（ＰＣ：パーソナルコンピュータ）２、検査装置制御用ＰＣ４から構成される。

検査装置８は、例えば、液晶基板等に対して分光測光を行う装置であり、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）９、透過照明用光源１０、顕微鏡ユニット１１、分光測光ユニット１２、ステージ５００（図８参照）、フレーム５０４（図８参照）から構成される。

ＰＬＣ９は、検査装置制御用ＰＣ４からの命令に基づいて、顕微鏡ユニット１１及び透過照明用光源１０の動作の制御を行う。
顕微鏡ユニット１１には、顕微鏡ヘッドの光軸上に検出器（ディテクタ）が連結されている。又、この光軸上には、ビームスプリッタが配置され、このビームスプリッタの反射光路上に撮像装置（ＣＣＤカメラ）が設けられている。これら顕微鏡ヘッド、検出器及び撮像装置は、一体的に設けられ、図８で説明したように、フレーム５０４の上部５０４ａにフレームに沿って１次元方向に移動可能なように設置されている。

分光測光ユニット１２は、顕微鏡の光学系を利用して、透過率、反射率を測定する装置であり、実際には色度座標等の値を算出する装置である。
検査装置制御用ＰＣ４は、分光測光システム１の全体を制御する。検査装置制御用ＰＣ４では、顕微鏡ユニットにより観察されて撮像装置で撮像された顕微鏡画像が表示されたり、分光測光の結果が表示されたりする。検査装置制御用ＰＣ４は、少なくとも、ＣＰＵ（中央処理演算装置）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、通信インターフェースを有する。検査装置制御用ＰＣ４には、照明光源自動分光測光ソフトウェア５がインストールされており、ＣＰＵはそのソフトウェアを読み出して、その処理内容を実行する。照明光源自動分光測光ソフトウェア５は、分光測光ソフトウェア制御機能６とハードウェア制御機能７を有する。

分光測光ソフトウェア制御機能６は、分光測光用ＰＣ２の分光測光ソフトウェアの動作を制御する。ハードウェア制御機能７は、検査装置８を駆動させるモータ等の機構的な部材の駆動を制御する。

分光測光用ＰＣ２は、後述する分光測光処理を実行する装置である。分光測光用ＰＣ２は、少なくとも、ＣＰＵ（中央処理演算装置）、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、通信インターフェースを有する。

検査装置８と検査装置制御用ＰＣ４間は、ＴＣＰ／ＩＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ／Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）規格によるインターフェースで接続されている。検査装置８と分光測光用ＰＣ２間は、ＧＰ−ＩＢ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐｕｒｐｏｓｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｂｕｓ）規格によるインターフェースで接続されている。検査装置制御用ＰＣ４と分光測光用ＰＣ２間は、ＲＳ−２３２Ｃ（シリアル通信の標準規格）規格によるインターフェースで接続されている。なお、これらのインターフェースの通信規格は一例であって、これらに限定されない。

図２は、本実施形態における分光測光ユニット１２の一例を示す。分光測光ユニット１２は、分光器１５、測光鏡筒１６、落射照明用光源１７、透過照明用光源１０から構成される。

分光器１５は、分光測光時に、測光鏡筒１６を通って顕微鏡の対物レンズからの入射光が入射されると、その光を波長ごとの光に分けて、波長ごとの光の強さを測定する。分光器１５により測定された分光データは、検査装置制御用ＰＣ４に転送される。

なお、落射照明用光源１７は、ステージ５００に測定対象物を載置させて実際に測定を行う場合に用いるが、本実施形態ではその測定の前工程に行う処理であるので、本実施形態では用いないため、消灯させておく。

顕微鏡ユニット１１は、図８で説明したように、フレーム５０４の上部５０４ａにフレームに沿って１次元方向に移動可能なように設置されている。透過照明用光源１０は、図８で説明したように、フレーム５０４の下部５０４ｂにフレームに沿って１次元方向に移動可能なように設置されている。透過照明用光源１０は、顕微鏡ユニット１１に追従して移動するようになっている。そして、フレーム５０４自体は、顕微鏡ユニット１１と照明光源１０の移動方向とは垂直方向に移動可能である。

透過照明用光源１０は、ステージ面（ＸＹ平面）に対して垂直方向（Ｚ方向）に移動可能となっている。
ここで、分光測光システム１の動作概要について説明する。まず、ステージに検査対象となる基板等（検査対象物）を載置しない状態で、図８で説明したように、顕微鏡ユニット１１をステージ上方の所定位置に位置決めする。このとき、透過照明用光源１０もその顕微鏡の動作に追従して移動する。

透過照明用光源１０より照射された光（透過照明）は、顕微鏡ユニット１１の対物レンズに入射され、測光鏡筒１６を通って、分光器１５に到達する。分光器１５に入射した光は、内蔵の回折格子により分光され、内蔵のフォトセンサーで各波長の測光データが得られる。その測定データは、検査装置制御用ＰＣ４のディスプレイに表示される。

ところで、上記で顕微鏡ユニット１１及び透過照明用光源１０の位置決めを行ったが、厳密に顕微鏡ユニットの観察視野内における分光測光の対象となる位置に照明光の最も光量の大きい点が一致していないので、以下で説明するように補正を行う。

図３は、本実施形態における照明光源自動分光測光ソフトウェア５の表示画面の一例を示す。検査装置制御用ＰＣ４で照明光源自動分光測光ソフトウェア５を起動させると、ディスプレイに、図３の画面が表示される。

画面２０は、「初期化」ボタン２１、トラッキング−コントラストＡＦ（ＡＦ：オートフォーカス）設定欄２２、測定設定欄２７、「測定」ボタン３１、「ストップ」ボタン３２、分光測光結果詳細一覧３３、分光測光結果表示欄３４から構成される。

トラッキング−コントラストＡＦ設定欄２２は、トラッキング処理及びコントラストＡＦ処理を行うために必要な条件を入力するための入力欄である。トラッキング−コントラストＡＦ設定欄２２は、「キャリブレーション値」入力欄２３、「コントラストＡＦ（ＣＡＦ）開始位置」入力欄２４、「ＣＡＦステップ幅」入力欄２５、「ＣＡＦ回数」入力欄２６からなる。

「キャリブレーション値」入力欄２３には、顕微鏡観察画像の１画素が実際にどのくらいの距離であるかが入力される。「ＣＡＦ開始位置」入力欄２４には、コントラストＡＦ処理を開始する際の透過照明用光源１０のＺ軸方向（鉛直方向）の位置が入力される。「ＣＡＦステップ幅」入力欄２５には、コントラストＡＦ処理が行われる際に、透過照明用光源１０がＺ軸方向（鉛直方向）に移動する１ステップの幅が入力される。「ＣＡＦ回数」入力欄２５には、コントラストＡＦ処理の実行回数が入力される。

測定設定欄２７は、分光測光処理を行うために必要な条件を入力するための設定欄である。測定設定欄２７は、「レシピＮｏ．」選択欄２８、「測定ピッチ」入力欄２９、「分割」選択欄３０からなる。

「レシピＮｏ．」選択欄２８の右端をクリックすると、レシピＮｏを選択することができる。各レシピＮｏ．には、基板に対する検査の条件・手順が登録されている。「分割」選択欄３０右端をクリックすると、顕微鏡観察画像内の照明光領域をＸ方向、Ｙ方向にｎ×ｎ（ｎ：任意）に格子状に分割する分割数を選択することができる。「測定ピッチ」入力欄２９には、顕微鏡観察画像内の照明領域をＸ方向、Ｙ方向に格子状に分割する際の格子間幅が入力される。

「初期化」ボタン２１を押下すると、検査装置８が初期化される。「測定」ボタンを押下すると、照明光源の自動分光測光（後述のフローで示す内容）が開始される。「ストップ」ボタン３２を押下すると、分光測光を途中で終了できる。

分光測光結果詳細一覧３３には、「測定」ボタン３１押下により実行された自動分光測光の詳細な結果が表示される。分光測光結果表示欄３４には、分光測光結果詳細一覧３３の結果より算出された真ピーク位置が表示される。

図４は、本実施形態における照明光源の自動測定フローを示す。まず、ユーザは、検査装置制御用ＰＣ４にインストールされた照明光源自動分光測光ソフトウェア５を起動させて、ディスプレイに図３の画面を表示させる。

それから、ユーザは、キーボード等のコンピュータ入力装置を用いて、コントラストＡＦを行う回数ｍ（「ＣＡＦ回数」入力欄２５に入力した値）や測定幅ｐ（「測定ピッチ」入力欄２９に入力した値）、分割数（「分割」選択欄３０で選択したｎ×ｎ）等の測光条件を入力する（ステップ１。以下、ステップを「Ｓ」と称する）。具体的には、図３の画面の「トラッキング−コントラストＡＦ設定」欄２２、「測定設定」欄２７の入力項目を設定する。

測光条件の入力後、ユーザが図３の画面の「測定」ボタン３１を押下すると、照明光源検査装置制御用ＰＣ４の自動分光測光ソフトウェア５の制御に基づいて、検査装置８及び分光測光用ＰＣ２が動作して、照明光源の自動分光測光が開始される。

まず、自動分光測光ソフトウェア５の制御により検査装置８が動作してトラッキング処理が実行される（Ｓ２）。トラッキング処理とは、顕微鏡観察画像内の照明領域の中心を顕微鏡観察画像内の所定の位置（分光測光時の測定位置。以下、「分光測光位置」という）に移動させる処理のことである。トラッキング処理について図５を用いて説明する。

図５は、本実施形態におけるトラッキング処理前後での顕微鏡観察画像内の照明領域の位置を示す。図５（ａ）はトラッキング処理前の顕微鏡観察画像を示し、図５（ｂ）はトラッキング処理後の顕微鏡観察画像を示す。図５において、顕微鏡観察画像２３の中心にある小さな円２１で表すのが、上述の分光測光位置である。大きい方の円２０は、照明領域を表している。

図５（ａ）において、照明領域２０の中心が分光測光位置２１から外れた位置にある（照明領域２０が顕微鏡観察画像２３の右下にずれている）。上述したように、分光測光位置２１が分光測光の対象となる測定位置であるため、図５（ｂ）に示すように、照明領域２０の中心と分光測光位置２１とを一致させる必要がある（図５（ｂ）では、照明領域が画面中央に移動している）。

ここでは、自動分光測光ソフトウェア５は、顕微鏡観察画像２３から画像処理により照明領域２０の中心を算出し、分光測光位置２１からのずれ量（照明領域２０の中心と分光測光位置２１の座標の差分）を算出する。

そして、自動分光測光ソフトウェア５は、その算出されたずれ量分だけ、透過照明用光源１０をＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させて、分光測光位置２１に照明領域２０の中心が一致するようにする。なお、照明光源２０の中心＝分光測光位置２１となるよう精度を上げるために、トラッキングを複数回行ってもよい。

次に、自動分光測光ソフトウェア５の制御によりコントラストＡＦ処理が実行される（Ｓ３）。コントラストＡＦ処理は、照明光源からの照明光と分光測光位置との焦点を合わせる処理であり、分光測光すべき現状態が出力されている顕微鏡観察画像を基に画像処理で行う。

コントラストＡＦ処理を実行すると、自動分光測光ソフトウェア５の制御により、透過照明用光源１０が、「コントラストＡＦ（ＣＡＦ）開始位置」入力欄２４に入力した位置から、「ＣＡＦステップ幅」入力欄２５に入力したステップ幅で順にＺ方向（鉛直方向）に移動する。このとき、ステップ毎に顕微鏡観察画像を撮像して、その全画素のコントラスト値の合計を算出する。この処理を「ＣＡＦ回数」入力欄２６に入力した回数分（ｍ回）繰り返す。そして、各ステップで得られた顕微鏡観察画像のうち、全画素のコントラスト値の合計が最も高い顕微鏡観察画像が得られた位置が合焦位置となる。

次に、自動分光測光ソフトウェア５の制御により分光測光処理が行われる（Ｓ４）。ここでは、自動分光測光ソフトウェア５は、顕微鏡観察画像２３内の照明領域２０の内部領域を図３の「分割」選択欄３０で選択された分割内容（ｎ×ｎ）に基づいて格子状に分割して、Ｘ軸、Ｙ軸の交点座標を算出する。そして、自動分光測光ソフトウェア５は、分光測光用ＰＣ２を動作させると、分光測光用ＰＣ２は分光測光ユニット１２を制御して各交点について、順次、分光測光を行う。Ｓ４の処理について図６を参照しながら説明する。なお、分光測光時には、自動分光測光ソフトウェア５の制御により、透過照明用光源１０は消灯する。

図６は、本実施形態における照明光源の分光測光座標を示す。同図は、図３の「分割」選択欄３０で選択された分割数（ｎ×ｎ）に基づいて、顕微鏡観察画像２３内の照明領域２０の内部領域を８格子（Ｘ方向）×８格子（Ｙ方向）に分割したものである。各格子の一辺は、図３の「測定ピッチ」入力欄２９に入力された測定ピッチに基づいて、７５［μｍ］となっている。

そうすると、Ｘ軸、Ｙ軸の交点が（ｎ＋１）×（ｎ＋１）＝（８＋１）×（８＋１）＝８１個あるので、自動分光測光ソフトウェア５は、それらの交点の座標を算出する。
そして、自動分光測光ソフトウェア５は、分光測光用ＰＣ２を動作させると、分光測光用ＰＣ２は分光測光ユニット１２を制御して、各交点について、順次、分光測光を行う。

分光測光とは、顕微鏡の光学系を介して得られた光について、分光器１５により、透過率、反射率を測定することであり、実際には色度座標等の値を出すことである。具体的には、透過照明用光源１０を各交点に移動させて、分光測光ユニット１２により各交点座標についてＸＹＺ表色系（ＣＩＥ表色系）の三刺激値（特に、明るさ、反射率を表すＹ値）を算出する。

次に、自動分光測光ソフトウェア５は、真ピーク位置の算出を行う（Ｓ５）。Ｓ４の分光測光結果のうち三刺激値であるＹの値に基づいて、光量真ピーク位置（ＥｘｔＰｏｓｉｔｉｏｎ）を算出する。この値が照明光源の光量安定位置となる。

ここで、まず、自動分光測光ソフトウェア５は、Ｓ４で測定された全ての座標のＹ値のうち最大のＹ値（ピーク値）が得られた交点座標（ｓ，ｔ）を取得する。さらに、Ｘ方向及びＹ方向についてその両隣の交点座標（ｓ−１，ｔ）、（ｓ＋１，ｔ）、（ｓ，ｔ−１）、（ｓ，ｔ＋１）及びこれらの交点座標に対応するＹ値を取得する。

それから、自動分光測光ソフトウェア５は、真ピーク位置（ＥｘｔＰｏｓｉｔｉｏｎ）を次の式を用いて算出する。
ExtPosition＝
((((PrevPos^2−PeakPos^2)×Next_Y)＋((PeakPos^2−NextPos^2)×Prev_Y)＋((NextPos^2−PrevPos^2)×Peak_Y))／(((PrevPos−PeakPos)×Next_Y)＋((PeakPos−NextPos)×Prev_Y)＋((NextPos−PrevPos)×Peak_Y)))×0.5
ここで、PrevPosは、分光測光結果の光量最大の前位置（ｓ−１，ｔ）と（ｓ，ｔ−１）を示す。PeakPosは、分光測光結果の光量最大の位置（ｓ，ｔ）を示す。NextPosは、分光測光結果の光量最大の次位置（ｓ＋１，ｔ）と（ｓ，ｔ＋１）を示す。Prev_Y、Peak_Y、Next_YはPrevPosの光量値、PeakPosの光量値（光量最大値）、NextPosの光量値である。

上記の式は、ある座標についてのデータ（PeakPos，Peak_Y）と両隣（PrevPos，Prev_Y）（NextPos，Next_Y）の計３点のデータから二次関数近似を行うことを示している。なお、真ピーク位置は、Ｘ軸、Ｙ軸それぞれの要素に分解して算出する。

そうすると、最大光量の位置（ｓ，ｔ）を囲む４つの交点（ｓ−１，ｔ）、（ｓ＋１，ｔ）、（ｓ，ｔ−１）、（ｓ，ｔ＋１）において、Ｙ値の真のピーク値を有する座標を得ることができる。

Ｓ５において計算結果が得られると、自動分光測光ソフトウェア５は、図３の画面の分光測光結果詳細一覧３３、分光測光結果表示欄３４それぞれに、Ｓ４の測定結果及びＳ５で算出された真ピーク位置を表示させる（Ｓ６）。

ここで、光測光結果詳細一覧３３、分光測光結果表示欄３４について説明する。光測光結果詳細一覧３３に表示される各レコードは、Ｓ４での各交点についての分光測光結果を示す。各レコードは、「ｘ」３３１、「ｙ」３３２、「Ｈａｒｄ ｘ」３３３、「Ｈａｒｄ ｙ」３３４、「Ｙ値」３３５のデータ項目からなる。

「ｘ」３３１及び「ｙ」３３２には、Ｈａｒｄ（透過照明用光源）を測定位置に移動させるための量が表示される。「Ｈａｒｄ ｘ」３３３、「Ｈａｒｄ ｙ」３３４それぞれには、測定位置のx座標、ｙ座標が表示される。「Ｙ値」には、各交点のＹ測定値（ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ表色系）の三刺激値のＹ値）が表示される。

分光測光結果表示欄３４には、Ｘ座標、Ｙ座標毎に、分光測光結果の光量最大の位置Ｐｅａｋ（Ｐｏｓ）、その前位置Ｐｒｅｖ（Ｐｏｓ）、その次位置Ｎｅｘｔ（Ｐｏｓ）が表示され、各位置に対応するＹ値が表示される。さらに、「Ｒｅａｌ Ｐｅａｋ Ｘ」及び「Ｒｅａｌ Ｐｅａｋ Ｙ」として、Ｘ軸方向及びＸ軸方向の真ピーク値の位置が表示される。

それから、自動分光測光ソフトウェア５は、照明光源安定位置の反映処理を行う（Ｓ７）。ここでは、自動分光測光ソフトウェア５は、その真ピーク位置（照明光源安定位置）が分光測光位置２１になるように、透過照明用光源１０を移動させる。具体的には、分光測光位置２１からの真ピーク位置のずれ量（真ピーク位置と分光測光位置２１の座標の差分）を算出する。そして、自動分光測光ソフトウェア５は、算出されたずれ量分、透過照明用光源１０をＸ軸方向やＹ軸方向に移動させて、分光測光位置２１と真ピーク位置（照明光源安定位置）を一致させるようにする。

なお、自動分光測光ソフトウェア５に真ピーク位置を登録する機能がある場合には、コンピュータのメモリ上に真ピーク位置を記憶させておくことで分光測光時に照明光源を安定位置に移動させることが可能となる。

また、図４の機能を有する単独のソフトウェアの場合、ハードウェアなどの外部記憶装置に真ピーク位置を保存しておくことで、分光測光制御ソフトウェアが分光測光時に照明光源安定位置を取得し、照明光源を安定位置に移動させることが可能となる。

本実施形態によれば、照明光源の自動制御フローをソフトウェアで行うことで、照明光源の各位置による光量を自動で測定及び照明光源安定位置を算出することができる。また、光量測定の工数を削減することができる。また、照明光源の安定位置での分光測光によって測定精度が向上する。また、光量測定を定期的に行うことで、照明光源の劣化状態を調査することもできる。

なお、本実施形態では、分光測光用ＰＣ２と検査装置制御用ＰＣ４とにより制御を行ったが、１つのコンピュータにそれらのＰＣの機能を搭載させて、制御を行ってもよい。
また、本実施形態では、トラッキング処理（図４のＳ２）、コントラストＡＦ処理（図４のＳ３）、分光測定処理（図４のＳ４）において、顕微鏡ユニット１１の顕微鏡ヘッドの位置を固定し、その顕微鏡ヘッドに対して透過照明用光源１０を移動させたが、これに限定されない。例えば、透過照明用光源１０の位置を固定し、その透過照明用光源１０に対して顕微鏡ヘッドを移動させてもよい。

なお、本発明は、以上に述べた実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形態を取ることができる。

本実施形態における分光測光システムの全体構成を示す。 本実施形態における分光測光ユニット１２の一例を示す。 本実施形態における照明光源自動分光測光ソフトウェア５の表示画面の一例を示す。 本実施形態における照明光源の自動測定フローを示す。 本実施形態におけるトラッキング処理前後での顕微鏡観察画像内の照明領域の位置を示す。 本実施形態における照明光源の分光測光座標を示す。 従来における照明光源と分光測光部品とが固定されたタイプの液晶基板等の検査装置の上面図を示す。 従来における照明光源と分光測光部品とが稼動するタイプの液晶基板等の検査装置を示す。

符号の説明

１ 分光測光システム
２ 分光測光用ＰＣ
３ 分光測光ソフトウェア
４ 検査装置制御用ＰＣ
５ 照明光源自動分光測光ソフトウェア
６ 分光測光ソフトウェア制御機能
７ ハードウェア制御機能
８ 検査装置
１０ 透過照明用光源
１１ 顕微鏡ユニット
１２ 分光測光ユニット
１５ 分光器
１６ 測光鏡筒
１７ 落射照明用光源

Claims (4)

1. 少なくとも水平方向に移動可能な顕微鏡ユニットと、
   前記顕微鏡ユニットに追従して水平方向に移動可能であり、かつ、鉛直方向に移動可能な照明光源と、
   前記顕微鏡ユニットを通して測定対象物を撮像する撮像手段と、
   前記撮像された顕微鏡観察画像内の所定の観察位置と、前記照明光源による照明領域の中心との第１のズレ量を算出する照明中心補正手段と、
   前記第１のズレ量に基づいて前記観察位置と前記照明領域の中心とを一致させるように前記照明光源を移動させる照明移動制御手段と、
   前記顕微鏡観察画像内で、前記照明光源より照らされる照明領域について合焦させる合焦手段と、
   前記観察位置と前記照明領域の中心とが一致した状態で前記測定対象物を撮像し、前記照明領域のうち最大光量となる位置を算出して、該最大光量位置と前記観察位置との第２のズレ量を算出する最大光量位置補正手段と、
   を備え、
   前記照明移動制御手段は、前記第２のズレ量に基づいて前記最大光量位置と前記観察位置とを一致させるように前記照明光源を移動させることを特徴とする分光測光システム。
2. 前記最大光量位置補正手段は、
   前記照明領域を格子状に分割し、該格子の各頂点について、順次、分光測光を行う分光測光手段と、
   前記分光測光の結果、最大の明るさを有する前記頂点の座標である最大光量位置を取得し、該最大光量位置及び該最大光量位置に隣接する座標の光量に基づいて、真の最大光量位置を算出する真最大光量位置算出手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の分光測光システム。
3. 少なくとも水平方向に移動可能な顕微鏡ユニットと、前記顕微鏡ユニットに追従して水平方向に移動可能であり、かつ、鉛直方向に移動可能な照明光源と、を備える分光測光システムの照明光源位置の補正方法であって、
   前記顕微鏡ユニットを通して測定対象物を撮像し、
   前記撮像された顕微鏡観察画像内の所定の観察位置と、前記照明光源による照明領域の中心との第１のズレ量を算出し、
   前記第１のズレ量に基づいて前記照明光源を移動させて前記観察位置と前記照明領域の中心を一致させ、
   前記顕微鏡観察画像内で、前記照明領域について合焦させ、
   前記観察位置と前記照明領域の中心が一致した状態で前記顕微鏡ユニットにより前記測定対象物を撮像し、
   前記照明領域のうち最大光量となる位置を算出して、該最大光量位置と前記観察位置との第２のズレ量を算出し、
   前記第２のズレ量に基づいて前記最大光量位置と前記観察位置とを一致させる、
   ことを特徴とする照明光源位置の補正方法。
4. 前記第２のズレ量を算出する場合、前記照明領域を格子状に分割し、該格子の各頂点について、順次、分光測光を行い、
   前記分光測光の結果、最大の明るさを有する前記頂点の座標である最大光量位置を取得し、該最大光量位置及び該最大光量位置に隣接する座標の光量に基づいて、真の最大光量位置を算出する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の照明光源位置の補正方法。