JPH09273977A - カラーフィルタの欠陥検査方法 - Google Patents

カラーフィルタの欠陥検査方法

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JPH09273977A
JPH09273977A JP10643296A JP10643296A JPH09273977A JP H09273977 A JPH09273977 A JP H09273977A JP 10643296 A JP10643296 A JP 10643296A JP 10643296 A JP10643296 A JP 10643296A JP H09273977 A JPH09273977 A JP H09273977A
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JP
Japan
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pixels
pixel
signal
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JP10643296A
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English (en)
Inventor
Takahito Tabata
高仁 田畑
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Hitachi High Tech Corp
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Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーフィルタの欠陥検査において、結像レ
ンズの倍率歪みにより発生する虚報を排除する。 【解決手段】 予め、結像レンズ32の倍率歪み量と、こ
れによる対応したパルス列間の位相ズレ量とを、結像レ
ンズの視野範囲内の複数の箇所について測定し、補正デ
ータとしてメモリに記憶し、欠陥検査において、メモリ
より複数の箇所に対する補正データを逐次に読出して、
遅延手段による補正回路に設定し、対応する両画素の位
置ズレと、出力信号と遅延信号の対応する両パルス列の
位相ズレとを、それぞれ補正して、虚報の発生を排除す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、カラーフィルタ
の画素の欠陥の有無を検査する方法に関し、詳しくは、
比較する画素の位置ズレなどの補正方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図4はカラーフィルタ(CF)基板1の
表面を示す。CF基板1は、ガラス基板11の表面に、3
色R,G,Bの画素gを、サイクリック、かつマトリッ
クス状に配列して構成される。各画素gの大きさは、約
100×300μmで、互いの間には約20μmのギャ
ップを設け、不透明なクロムの薄膜が蒸着されている。
【0003】各画素gは、形状や濃淡などに欠陥がある
と、カラーフィルタの品質が低下するので、欠陥の有無
が検査装置により検査されている。図5は欠陥検査装置
の概略の構成を示し、載置台2と、検査光学系3、およ
び信号処理部4などよりなる。被検査のCF基板1は、
載置台2に載置されてY移動機構2a により、Y方向に
ステップ移動し、その裏面に対して検査光学系3の線光
源31により白色光が照射される。CF基板1のサイズが
大きいときは、その表面を複数の領域に等分し、各領域
に対してそれぞれ結像レンズ32とCCDラインセンサ
(以下単にCCD)33が設けられる。ステップ移動ごと
に、各画素gを透過した透過光は、対応する結像レンズ
32によりCCD33の受光素子eに結像され、各受光素子
eの出力信号SR は、信号処理部4の画像メモリ41に一
旦記憶される。画像メモリ41の出力信号SR は順次に読
出され、これを遅延回路42により3画素分遅延した遅延
信号SD と、上記の出力信号SR とが差分回路43に入力
して、両信号の差分信号(SR-SD)が出力される。
【0004】図6は、上記の各画素gと、受光素子eの
出力信号SR 、遅延信号SD 、および差分信号(SR-S
D)の相互関係を示す。CCD33の受光素子eは、各画素
gに対して複数個、例えば10個づつ対応させてあり、
これらが各画素gごとに複数のパルスを出力する。混乱
を避けるため、1個の画素gのパルスを一括してパルス
列とする。画素gの幅100μmに対して受光素子eの
間隔は10μmである。画素gの透過率はR,G,Bの
順序に低下するので、図示のように、パルス列の波高値
もこの順序に低下している。遅延信号SD は、出力信号
R のパルス列を3画素分遅延した遅延パルス列よりな
り、差分信号(SR-SD)は対応する各パルスの波高値の
差分パルス列よりなる。再び図5において、差分パルス
列は、欠陥判定回路44に入力して閾値±Vs に比較さ
れ、これを越えたパルス列に対応する画素gは欠陥と判
定され、欠陥信号Fが出力される。
【0005】さて、一般に結像レンズには各種の収差が
あり、その中には倍率歪みがある。上記の各結像レンズ
32は、視野をかなり広くとるので倍率歪みが避けられ
ず、これにより画像gの透過光が結像する受光素子eの
位置が変化し、この位置変化が大きいと、比較する出力
パルス列と遅延パルス列の対応が崩れて差分パルス列に
偽パルスが発生し、このため虚報が出力される。これを
図7により詳しく説明する。
【0006】図7において、R0,G0,B0 ……Rm,Gm,
m ……は、結像レンズ32によりCCD33に結像された
各画素の映像とする。3映像R0,G0,B0 とこれに隣接
したR1,G1,B1 は、結像レンズ32の光軸付近にあって
倍率歪みが無いものとし、R0 とR1 間のピッチp0
は、遅延信号SD に対する3画素分の遅延時間である。
倍率歪みは光軸より離れるほど大きいので、R0 とRm
の距離間隔は、倍率歪みが無いときのLがL’に増加
し、またRm とRn 間のピッチp’は、この位置の倍率
が光軸付近より大きいため、ピッチp0 より伸びてp’
>pとなる。出力信号Sr の各映像に対するパルス列
は、ピッチp0 遅延して遅延パルス列となり、対応する
パルス列は、図示のように位置ズレする。すなわち、R
m の遅延パルス列は、Rn の出力パルス列に対して
(p’−p0)だけ進むため、両者は比較できず、Rm
m が比較される。この比較は無意味であるばかりでな
く、両者は波高値が相違し、また位相ズレがあるので、
差分信号(Sr-SD)に図示のような偽パルスi1,i2
発生する。同様に、Rn とGm 、Gn とBm 、……がそ
れぞれ無意味に比較されて、偽パルスi3,i4 ……が発
生し、これらが閾値±Vs を越えると虚報となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記の虚報は、画素の
欠陥検査にとって致命的な欠点であるので、これを排除
して、欠陥検査を正しく行うことが当然必要である。そ
の一方法として、倍率歪みが極めて小さい結像レンズ32
を使用することが考えられるが、間隔が10μmの受光
素子eに対して、広い範囲で倍率歪みが極小な結像レン
ズは高価でコストが嵩んで不利である。また、結像レン
ズ32の視野を狭くして、倍率歪みを小さくする方法は、
CF基板1のサイズの大きいとき、多数の結像レンズ32
とCCD33が必要となるので、かならずしも得策でな
い。むしろ信号処理と補正手段により、対応する両画素
の位置ズレと、比較する両パルス列の位相ズレとを補正
することが有利と考えられる。この発明は、結像レンズ
の倍率歪みに起因する画素の位置ズレとパルス列の位相
ズレを、信号処理と補正手段により補正することを課題
とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決した画素の検査方法であって、予め、前記の欠陥
検査装置の結像レンズの倍率歪み量と、倍率歪みによ
り、比較する両パルス列間に生ずる位相ズレ量とを、結
像レンズの視野範囲内の複数の箇所について測定し、両
測定データを補正データとしてメモリに記憶する。欠陥
検査においては、メモリより複数の箇所に対する補正デ
ータを逐次に読出して、遅延手段による補正回路に設定
し、対応する両画素の位置ズレと、出力信号と遅延信号
の比較する両パルス列の位相ズレとを、それぞれ補正す
るものである。上記において、補正回路は遅延信号に対
して設けられ、倍率補正データを設定する可変遅延回路
と、位相ズレ補正データを設定する可変遅延回路とを直
列して構成される。
【0009】
【発明の実施の形態】まず、図1により上記の結像レン
ズの倍率歪み量の測定方法などを説明する。図1(a) に
おいて、載置台2に載置されたCF基板1の各画素g
を、結像レンズ32によりCCD33の受光素子eに結像す
る。光軸C上の画素gc に対応する受光素子e(複数
個)が出力するパルス列 [pc]と、結像レンズ32の視野
Wの全範囲内の、適当な複数個の画素gのパルス列と
の、それぞれの間隔を信号処理により検出し、検出した
各間隔を、画素gc と当該画素の正しい間隔に比較する
と、結像レンズ32の倍率の変化が測定される。例えば、
画素gr の場合は、そのパルス列 [pr]とパルス列 [p
c]の間隔xr を検出する。画素gc とgr の正しい間隔
r ’は、両者間の画素数により算出できるので、xr
/xr ’を求めればこれが画素gr に対する倍率であ
り、複数の画素gに対する倍率を求めると倍率変化がえ
られる。
【0010】上記において、倍率変化が微小な範囲は位
置ズレに影響しないので無視し、これが影響する範囲、
例えば画素gの幅(10μm)の数分の1に相当する段
階に区分し、光軸Cの倍率を1とすると、図1(b) に示
す倍率係数ηの段階曲線がえられる。段階曲線の [B]
は、複数の画素gを一括したブロックを示し、各ブロッ
ク [B] の倍率係数ηを倍率補正データとしてメモリに
記憶し、遅延信号SDの遅延パルス列をさらに遅延し
て、位置ズレを補正する。
【0011】上記により対応する両画素の位置ズレを補
正しても、比較する両パルス列間に生ずる位相ズレは、
かならずしも完全に補正されない。その理由は、結像レ
ンズ32の解像精度には限界があって、倍率補正のみで
は、微小な間隔の受光素子eに対応できないからであ
る。このためにさらに位相ズレの補正が必要であり、そ
の測定方法と測定データを、図2により説明する。図2
(a) において、対応する画素を、図7のRm とRn
し、それぞれのエッジをEm,En とする。いま、エッジ
m が受光素子eh の図示に位置に結像されたとする。
画素Rm は照明光を透過し、エッジEm の左側は透過し
ない筈であるが、結像レンズ32の解像精度の限界のた
め、透過光はエッジEm の近傍で拡散するので、受光素
子eh と、これにつづく受光素子ei,ej の出力パルス
h,pi,pj の波高値は、図示のようにこの順に大き
い。これに対して、エッジEm を右にδx1 移動して受
光素子eh とei の境界線kに一致させると、パルスp
h は低下し、パルスpi はpi ’に上昇する。この上昇
量を解析すればδx1 を算出することができる。エッジ
n の場合も同様に、これをδx2 左にδx2 移動する
とパルスpq がpq ’に上昇し、これを解析してδx2
を算出する。両エッジEm とEn がそれぞれの境界線k
に一致したとき、両画素Rm,Rn のパルス列の位相ズレ
は0となる。そこで、画素Rm のパルス列を(δx1
δx2)=δx)だけ右に移動して画素Rn のパルス列に
位相を一致させるものである。ただし、両エッジEm,E
n が境界線kに一致しなくてもかまわない。
【0012】位置ズレ補正の場合と同様に、複数の箇所
について、δx1 とδx2 を測定して、移動量δx=δ
1 −δx2 を求め、これを複数のブロック [B] に区
分して位相ズレ補正データとする。図2(b) はその一例
を示し、これをメモリに記憶して使用する。補正方法
は、位置ズレ補正と同様に、遅延信号SD の遅延パルス
列の遅延方法による。
【0013】
【実施例】図3は、この発明の一実施例として、欠陥検
査装置10の要部の構成を示す。欠陥検査装置10は、
図5の従来の欠陥検査装置に対して、切替スイッチ(S
W)と、補正データ作成部5、および可変遅延回路
(A)45、同(B)46を付加して構成される。補正デー
タ作成部5は、パルス位置検出回路51と、MPU52、お
よびメモリ53よりなり、図示のように接続される。MP
U52には倍率係数算出プログラムと、位相補正量算出プ
ログラムを設定する。
【0014】以下、欠陥検査装置10の動作を説明す
る。載置台2に載置されたCF基板1の透過光が、CC
D33の各受光素子eに結像され、それぞれの出力パルス
が画像メモリ41に記憶されているとする。まず、SWに
より画像メモリ41を補正データ作成部5側に接続し、画
像メモリ41に記憶されている出力パルスを、パルス位置
検出回路51に順次入力する。前記した手順により、光軸
C上の画素gc に対応する受光素子e(複数個)が出力
したパルス列 [pc]と、結像レンズ32の視野Wの全範囲
内の、適当な複数個の画素gのパルス列 [p] の位置を
それぞれ検出し、検出した位置をMPU52の倍率算出プ
ログラムにより処理して、複数箇所における結像レンズ
32の倍率の変化を測定し、これらを複数のブロック
[B] に区分して、ブロック [B] 別の倍率係数ηを算
出し、倍率補正データとしてメモリ53に記憶する。
【0015】次に、パルス位置検出回路51に入力した前
記の出力パルスより、前記した手順に従って、複数箇所
の対応する両画素のエッジEに対するパルスをそれぞれ
検出し、検出したパルスをMPU52の位相補正量算出プ
ログラムにより処理して、パルス列の移動量δxを算出
し、これらを複数のブロック [B] に区分したブロック
[B] 別の位相ズレ量を補正データとしてメモリ53に記
憶する。
【0016】欠陥検査においては、SWを信号処理部4
側に切替えて画像メモリ41に接続する。従来と同様にC
F基板1のステップ移動ごとに、CCD33より出力され
る出力信号Ss を画像メモリ41に記憶し、これを適時に
読出して遅延回路42により、3画素分遅延した遅延信号
D とする。これに対して、遅延信号SD の比較する遅
延パルス列の位置に対応するブロック [B] の倍率と位
相ズレの両補正データを、メモリ53から読出して可変遅
延回路(A)45と(B)46にそれぞれ設定すると、前者
により当該遅延パルスは倍率係数ηに相当する分遅延し
て、対応する両画素gの位置ズレが補正され、さらに後
者により、比較する両パルス列の位相ズレが補正され
る。以上により補正された遅延パルスと、出力信号Sr
の出力パルスは、差分回路43に入力して正しい差分信号
(Sr-SD)が出力され、結像レンズ32の倍率歪みに起因
する偽パルスiの発生が防止されて、これによる虚報が
排除され、欠陥検査が正しくなされる。
【0017】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明の欠陥検
査方法よれば、結像レンズの倍率歪みに起因する虚報が
排除されて、欠陥画素の有無が正しく検査されるもの
で、カラーフィルタ検査の信頼性の向上に寄与する効果
には、大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、この発明における結像レンズの倍率
歪み量の測定方法の説明図で、(a) は検査光学系の構成
図、(b) は倍率補正データの曲線図である。
【図2】 図2は、この発明における位相ズレの測定方
法の説明図で、(a)は受光素子と画素のエッジの位置関
係の説明図、(b) は、位相ズレ補正データの曲線図であ
る。
【図3】 図3は、この発明の一実施例の欠陥検査装置
の要部の構成図である。
【図4】 図4は、カラーフィルタ(CF)基板の表面
図である。
【図5】 図5は、従来の欠陥検査装置の概略の構成図
である。
【図6】 図6は、各画素、出力信号 、遅延信号 、差
分信号などの相互関係の説明図である。
【図7】 図7は、結像レンズの倍率歪みと、虚報の発
生理由を説明する波形図である。
【符号の説明】
1…カラーフィルタ(CF)基板、11…ガラス基板、2
…載置台、2a …Y移動機構、3…検査光学系、31…線
光源、32…結像レンズ、33…CCDラインセンサ、4…
信号処理部、41…画像メモリ、42…遅延回路、43…差分
回路、44…欠陥判定回路、45…可変遅延回路(A)、46
…同(B)、5…補正データ作成部、51…パルス位置検
出回路、52…MPU、53…メモリ、10…この発明の欠
陥検査装置、g…画素、R…赤画素、G…緑画素、B…
青画素、e…受光素子、p…パルス[p] …パルス列、
r …出力信号、SD …遅延信号、(Sr-SD)…差信
号、±Vs …閾値、L,L’…間隔、E…画素のエッ
ジ、C…光軸、W…視野範囲、δx…移動量、 [B] …
複数の受光素子のブロック。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3色R,G,Bの画素が、サイクリックに
    配列されたカラーフィルタ基板を検査対象とし、該基板
    の裏面に照明光を照射し、該各画素の透過光を表面側に
    設けた結像レンズによりCCDラインセンサの複数の受
    光素子に結像し、該各受光素子の出力信号と、該出力信
    号を3画素分遅延した遅延信号の、同一種類の画素によ
    るパルス列を比較して、該各画素の欠陥を検査する欠陥
    検査装置において、 予め、前記結像レンズの倍率歪み量と、該倍率歪みによ
    り、比較する両パルス列間に生ずる位相ズレ量とを、該
    結像レンズの視野範囲内の複数の箇所について測定し、
    該倍率歪み量を倍率補正データとし、該位相ズレ量を位
    相ズレ補正データとして、それぞれメモリに記憶し、欠
    陥検査において、該メモリより前記複数の箇所の該両補
    正データを逐次に読出して、遅延手段による補正回路に
    設定し、対応する両画素間の位置ズレと、前記出力信号
    と遅延信号の比較する両パルス列の位相ズレとをそれぞ
    れ補正することを特徴とする、カラーフィルタの欠陥検
    査方法。
  2. 【請求項2】前記補正回路は、前記遅延信号に対して設
    けられ、前記倍率補正データを設定する可変遅延回路
    と、前記位相ズレ補正データを設定する可変遅延回路と
    を直列して構成されたことを特徴とする、請求項1記載
    のカラーフィルタの欠陥検査方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102901617A (zh) * 2011-07-28 2013-01-30 致茂电子股份有限公司 多点式光学测量装置以及其测量方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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