JPH11132720A

JPH11132720A - 点欠陥検出装置及び方法

Info

Publication number: JPH11132720A
Application number: JP9298563A
Authority: JP
Inventors: Noriaki Yugawa; 典昭湯川; Takeshi Nomura; 剛野村; Tomohiro Murata; 智浩村田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1999-05-21

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑なシステムを構成することなく、高精度
に液晶パネルの欠陥を検出し、欠陥の位置を特定するこ
とを可能とする点欠陥検出装置及び方法を提供する。【解決手段】光路変更回転板６を光軸中に備えた低倍
率カメラ２と平移動機構７６および焦点位置合わせ機構
７５を備えた高倍率カラーカメラ５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子機器分野等で
使用される液晶パネル、ＣＲＴパネル、ＰＤＰパネル
（プラズマ・ディスプレイ・パネル）等の電子部品の表
面に現れる点欠陥をその製造ラインにおいて検査するた
めに、被検査体を撮像素子で撮像して得られる前記表面
の点欠陥に対応する濃淡画像の各画素の濃度データに基
づいて欠陥検出を行う、点欠陥検出装置及び方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、画面検査は、人手で、目視検査を
するか、自動機で画像処理を行うかのいずれかの方法で
実施されていた。人手の場合は液晶の機種が変更されて
も容易に対応可能で、立ち上がりが早いが、欠陥の詳細
位置を特定するには時間がかかり、スループットが悪い
という欠点があった。一方、自動機の場合は、機種が変
更されると調整に多くの時間を要するが、欠陥位置の特
定情報を素早く認識するという利点があった。しかしな
がら、近年の液晶パネルの高精細化にともない、液晶パ
ネルの画素数に対して撮像素子の画素数の相対的低下が
発生してきた。

【０００３】撮像素子が横１０００画素・縦１０００画
素で液晶パネルの画素数が横５００画素・縦５００画素
の条件で、液晶パネルを撮像するにあたって、液晶パネ
ルの１つの画素に対して撮像素子の画素は横２画素・縦
２画素割り当てられる。この場合、欠陥検出感度および
欠陥位置特定精度は確保される。しかしながら、撮像素
子は同一条件で液晶パネルの画素数が横２０００画素・
縦２０００画素の条件で、液晶パネルの１つの画素に対
して撮像素子の画素は横１／２画素・縦１／２画素しか
割り当てられない。この場合、欠陥検出感度および欠陥
位置特定精度は確保されないことになる。

【０００４】図１０（ａ），（ｂ）に示すように、撮像
素子５０の画素サイズに比べて液晶パネルの画素欠陥５
１が横１画素・縦１画素の場合を例にする。撮像素子と
液晶パネルの相対位置によって、検出濃度データに差が
発生する。撮像素子で受光し得られた濃度データが２５
６階調で表現できる場合、暗い部分が０に近く、明るい
部分が２５６に近いとする。液晶パネルの画素欠陥は、
黒点灯の場合で欠陥は明るく光るものとする。以下の検
出濃度データが得られる。［１］図１０（ａ）の状態では、欠陥以外の背景部に
割り当てられた画素の濃度データは３０前後であり、欠
陥部分に割り当てられた画素の濃度データは１５０であ
る。［２］図１０（ｂ）の状態では、欠陥以外の背景部に
割り当てられた画素の濃度データは３０前後であり、欠
陥部分に割り当てられた画素の濃度データは６０であ
る。

【０００５】このように様々な、相対位置が発生する。
割り当て画素が少なくなるほど、得られる濃度データの
変動は大きくなる。上記の場合、背景部のデータを別に
考慮すると図１０（ａ）の状態では欠陥濃度データは１
２０、図１０（ｂ）の状態では欠陥濃度データは３０と
なり、４倍の差が発生する。これは、４つの画素にまた
がって存在することによる。例えば、欠陥部分を判定す
る濃度しきい値を９０とすると、図１０（ａ）の状態で
は、検出可能であるが、図１０（ｂ）の状態では検出不
可能である。同じ、液晶パネルの欠陥でも、撮像素子と
の相対位置関係の違いにより、検出感度に差が発生す
る。これに対して、カメラの台数あるいは撮像素子の画
素数を増やす等の方法により対応してきた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カメラ
の物理的大きさの制約および撮像素子の画素数増加の限
界もあり、欠陥検出感度および欠陥位置特定精度は確保
することが困難になりつつある。従って、本発明の目的
は、カメラの台数および撮像素子の画素数増加に頼るこ
となく欠陥検出感度および欠陥位置特定精度は確保する
ことを可能とする点欠陥検出装置及び方法を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は以下のように構成している。本発明の第１
態様によれば、部品の画像を撮像素子に取り込み、取り
込んだ画像中の点欠陥の欠陥位置を概略的に特定する欠
陥概略位置特定用低倍率カメラと、上記低倍率カメラの
上記撮像素子と上記部品との間の光軸中に回転可能に配
置され、かつ、撮像中に、回転軸回りに回転することに
より上記部品と上記撮像素子との相対光軸位置を連続的
にずらせて、相対的に光軸位置がずれた上記部品の画像
を上記低倍率カメラの上記撮像素子に取り込ませうる光
路変更回転板と、上記低倍率カメラよりも高倍率である
欠陥詳細位置特定用高倍率カラーカメラとを備えて、上
記低倍率カメラで上記部品の点欠陥の欠陥概略位置を特
定し、この情報に従って上記高倍率カラーカメラで取り
込まれた上記部品の濃淡画像の各画素の濃度データから
上記点欠陥を検出して欠陥詳細位置を特定することを特
徴とする点欠陥検出装置を提供する。

【０００８】本発明の第２態様によれば、上記部品は液
晶パネルであり、上記液晶パネルの液晶画面中の点欠陥
を検査する第１態様に記載の点欠陥検出装置を提供す
る。本発明の第３態様によれば、上記高倍率カラーカメ
ラにより得られた画像において、色と形状と高さから、
画面自体の画素欠陥であるか、画面自体の異物混入欠陥
であるか、異物の画面表面付着であるか、を区別する第
２態様に記載の点欠陥検出装置を提供する。本発明の第
４態様によれば、上記高倍率カメラを上記部品との光軸
と直交する方向に移動させる移動機構をさらに備えて、
上記欠陥概略位置の情報に従って上記高倍率カメラを移
動させて上記欠陥の画像を取り込んで上記欠陥詳細位置
を特定するようにした第１〜３態様のいずれかに記載の
点欠陥検出装置を提供する。

【０００９】本発明の第５態様によれば、撮像中に、欠
陥概略位置特定用低倍率カメラの撮像素子と部品との間
の光軸中に配置されて光路変更回転板をその回転軸回り
に回転させて、上記撮像素子と上記部品との間の相対光
軸位置を連続的にずらせて、相対的に光軸位置がずれた
上記部品の画像を上記低倍率カメラの上記撮像素子に取
り込ませ、上記撮像素子に取り込まれた画像を基に、該
画像中の点欠陥の欠陥概略位置を特定し、上記特定され
た点欠陥の欠陥概略位置に基づき、上記低倍率カメラよ
りも高倍率の欠陥詳細位置特定用高倍率カラーカメラに
より上記部品の画像を取り込み、上記高倍率カラーカメ
ラで取り込まれた上記部品の濃淡画像の各画素の濃度デ
ータから上記点欠陥を検出して欠陥詳細位置を特定する
ことを特徴とする点欠陥検出方法を提供する。

【００１０】本発明の第６態様によれば、上記部品は液
晶パネルであり、上記液晶パネルの液晶画面中の点欠陥
を検査する第５態様に記載の点欠陥検出方法を提供す
る。本発明の第７態様によれば、上記高倍率カラーカメ
ラにより得られた画像において、色と形状と高さから、
画面自体の画素欠陥であるか、画面自体の異物混入欠陥
であるか、異物の画面表面付着であるか、を区別する第
６態様に記載の点欠陥検出方法を提供する。本発明の第
８態様によれば、記高倍率カメラを上記部品との光軸と
直交する方向に移動させる移動機構をさらに備えて、上
記欠陥概略位置の情報に従って上記高倍率カメラを移動
させて上記欠陥の画像を取り込んで上記欠陥詳細位置を
特定するようにした第５〜７態様のいずれかに記載の点
欠陥検出方法を提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態及び実施例】以下に、本発明にかか
る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、
本発明の第１実施形態にかかる点欠陥検出装置の一例と
しての液晶画面欠陥検出装置の構成を示したものであ
る。部品の一例としての液晶パネル１の裏面から光源３
の光を照射し、低倍率カメラ２で撮影する。この低倍率
カメラ２は撮像素子５０を備えており、各画素毎の濃淡
信号が得られ、これはデジタル化された形でコンピュー
タ４に送り込まれる。このコンピュータ４は、図１に示
すように、その内部には、メモリ４ａ、メモリ４ａに接
続された演算部４ｂ、演算部４ｂと接続されるプログラ
ムメモリ４ｃとを備えている。コンピュータ４の中で
は、画素の行と列に対応した形で、例えば８ｂｉｔ（０
〜２５５）の濃度データが格納される。なお、コンピュ
ータ４は、下記の処理を実行するプログラムがプログラ
ムメモリに設定されている。カメラ２の前には、例えば
５ｍｍ程度の厚さを有するガラスから構成する光路変更
回転板６が駆動モータ７７の駆動により回転可能に備え
付けられ、撮像素子の露光時間内に１回転することによ
り撮像素子５０と液晶パネル１の相対位置関係をずらせ
ながら多重露光を行う。カメラ２からの情報により検出
された欠陥の詳細位置を特定するために高倍率カラーカ
メラ５が使用される。なお、この高倍率カメラ５は、液
晶パネル１の液晶面沿いに高倍率カメラ５を移動可能と
する水平移動機構７６および高倍率カメラ５の焦点位置
合わせを自動的に行い、焦点合わせした位置から異物な
どの高さを検出可能な焦点位置合わせ機構７５を備えて
いる。回転板６の駆動モータ７７、水平移動機構７６及
び焦点位置合わせ機構７５の各駆動はコンピュータ４の
制御の下に行われる。なお、水平移動機構７６はカメラ
の視野の邪魔にならないように配置する。まず、本発明
の第１実施形態にかかる液晶画面欠陥検出装置の検出手
順について図２を元に説明する。

【００１２】ステップＳ１では、被検査体の一例である
液晶パネル１の点灯を行う。ここでは、黒点灯に説明を
限定する。もちろん、他の点灯への応用は容易である。
ステップＳ２では、低倍率カメラにより液晶パネル１の
画像を取り込む。図３には、光路変更回転板６の角度位
置が図３（ａ）に示す７の位置である場合及び図３
（ｃ）に示す８の位置である場合における撮像素子５０
上への液晶パネル１の画素欠陥５１の受光ずれ（ｂ）及
び（ｄ）を示している。図３（ａ）の条件による受光ず
れが図３（ｂ）に示され、図３（ｃ）の条件による受光
ずれが図３（ｄ）に示されている。図３（ａ）及び図３
（ｂ）に示すように、回転板６が無い場合には撮像素子
５０において画素５１の位置に受光されるものが、回転
板６が配置されて図３（ａ）の７に示す角度位置に位置
する場合には撮像素子５０の５３の位置になり、回転板
６が無い場合と比較して受光位置がずれることになる。
図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、回転板６が無
い場合には撮像素子５０において画素５１の位置に受光
されるものが、回転板６が配置されて図３（ｃ）の８に
示す角度位置に位置する場合には撮像素子５０の５４の
位置になり、回転板６がない場合と比較して受光位置が
ずれることになる。ここでは、液晶パネル１の画像が撮
像素子５０の１／２画素だけ光路がずれて撮像素子５０
で受光するように設定している。

【００１３】ここで、光路ずれに対する回転板６の角度
について図４を元に説明する。回転板６の材質をガラス
とした場合、ガラス厚み：ｄ、光路ずれ：ｗ、入射角
度：ａ₁、内部屈折角：ａ₂、係数：ｎ₁，ｎ₂とすると、
以下のようになる。

【数１】ｎ₁・sinａ₁＝ｎ₂・sinａ₂ ｗ＝ｄ・tanａ₂ ｎ₁＝１，ｎ₂＝１.４５例えば、入射角度：ａ₁＝４°のとき、ガラス厚み：ｄ
＝２ｍｍとすると、光路ずれ：ｗ＝９６μｍとなる。こ
こで、液晶パネル１の画素が２００μｍ／画素であり、
この１つの画素に対して撮像素子５０の画素が横１画素
・縦１画素割り当てられているとする。液晶１からの光
路が光路変更回転板６により約１００μｍずらされる場
合、撮像素子５０には１／２画素ずらされて受光され
る。撮像素子５０の露光時間が２００ｍｓで、光路変更
回転板６の回転速度が２００ｍｓの場合、全方向に光路
が約１００μｍずらされる。受光量の調整は、回転板６
の回転速度及び露光時間により容易になされる。

【００１４】図５（ａ），（ｂ）には、回転板６の回転
により光路をずらせた場合の受光位置を示している。元
の受光位置５１は１／２画素ずらされることにより、受
光位置５２になる。ここで、以下の検出濃度データが得
られる。ただし、欠陥部分に割り当てられた画素の濃度
データは、最も割当面積の大きい画素であり、これは最
も濃度データの大きいものとなる。例えば、図５（ａ）
の状態では、一例として、欠陥以外の背景部に割り当て
られた画素の濃度データは３０前後であり、欠陥部分に
割り当てられた画素の濃度データは１５０である。ま
た、図５（ｂ）の状態では、一例として、欠陥以外の背
景部に割り当てられた画素の濃度データは３０前後であ
り、欠陥部分に割り当てられた画素の濃度データは１５
０である。

【００１５】ここで、欠陥部分であるか否かを判定する
濃度しきい値を例えば９０とすると、図５（ａ）の状態
では欠陥部分の濃度データがしきい値より高く背景部が
しきい値より低いため、欠陥部分を背景部から検出可能
である。図５（ｂ）の状態でも、欠陥部分の濃度データ
がしきい値より高く背景部がしきい値より低いため、欠
陥部分を背景部から検出可能である。ところで、同じ液
晶パネルの欠陥でも、撮像素子との相対位置関係の違い
により、従来例では検出感度に差が発生していた。しか
しながら、上記第１実施形態にかかる液晶画面欠陥検出
装置では、得られる濃度データの変動は小さくなる。つ
まり、液晶パネル１を撮像するにあたって、相対位置が
変動しても、液晶パネル１の１つの画素に対する撮像素
子５０の画素の割り当てが小さい場合でも、欠陥検出感
度は確保される。光路変更回転板６が３６０度回転する
ことにより、液晶パネル１と撮像素子５０との間の光路
を強制的に３６０度変化させることができて、欠陥部分
５１は５２に広がって撮像されるため、欠陥検出感度は
確保される。

【００１６】ステップＳ３では、濃度しきい値より明る
い濃度データをもつ画素の塊まりのうち、最も大きい濃
度データをもつ画素の位置を欠陥の位置とする。図６
（ａ）に取り込んだ濃度データ２０を示す。この濃度デ
ータ２０には、液晶パネル２１および液晶パネル２１の
画素欠陥２２、２３の２個を含む。図６（ｂ），（ｃ）
は画素欠陥２２、２３の濃度データを示す。ここでは、
濃度しきい値９０以上の濃度データのみを示している。
濃度しきい値９０より明るい濃度データをもつ画素の塊
まりのうち、最も大きい濃度データをもつ画素の位置を
欠陥の位置とする場合、図６（ｂ）の画素欠陥２２では
画素２４、図６（ｃ）の画素欠陥２３では画素２５が欠
陥概略位置となる。

【００１７】ステップＳ４、ステップＳ５では、上記の
欠陥概略位置を基に、高倍率カラーカメラ５による詳細
位置を求めることを目的とする。水平移動機構によりカ
メラ５の位置は正確にモニタリングされる。図６（ａ）
において、予め液晶パネルの４箇所ｘ₁、ｘ₂、ｙ₁、ｙ₂
の外周画素の位置を検出する。欠陥概略位置が映る位置
に高倍率カラーカメラ５を移動させる。この際にも、移
動したカメラ５の位置は、ステージ位置検出機構などで
モニタリングされる。図７（ａ）には、液晶パネルの左
端の高倍率カラーカメラ５による画像の一部が示されて
いる。背景部分３０はブラックマトリクスと呼ばれ、光
を透過しない部分である。カラーフィルタ部分３１、３
２、３３は各々赤（以下「Ｒ」と略す。）、緑（以下
「Ｇ」と略すす。）、青（以下「Ｂ」と略す。）色の光
のみを透過する部分である。黒点灯の場合でも、拡大す
ることによって、カラーフィルタの色は認識可能であ
る。ここでは、外周画素であるＲの画素の位置３５を検
出する。カラー液晶パネルを例に取り、カラー液晶のＲ
ＧＢ画素に対して撮像素子が１００画素（横１０画素・
縦１０画素）割り当てる程度の高倍率を有するように高
倍率カラーカメラ５の倍率を設定する。図７（ｂ）に
は、液晶パネルの画素欠陥２２の高倍率カラーカメラ５
による画像の一部が示されている。本来は光っていない
はずのＧのみ透過する部分３２の一部３６、Ｂのみ透過
する部分３３の一部３７が光っている。高倍率カラーカ
メラ５の移動機構７６での位置とそのときの画像上での
外周位置と欠陥画素位置を認識することにより、液晶パ
ネルの既知の画素数からどの画素が欠陥であるかをコン
ピュータ４で判断する。この判断動作を以下に例示す
る。

【００１８】液晶パネルの画素数はパネルにより決まっ
ており、例えばＶＧＡの場合には６４０×４８０画素
｛×３（ＲＧＢ）｝となっている。図６を参考にする
と、横軸Ｘ₁，Ｘ₂に既知の画素数ｍが入るので、（Ｘ₂
−Ｘ₁）／ｍ＝画素ピッチｐとなる。欠陥部分の位置の
横軸の座標がｘとすると、（ｘ−Ｘ₁）／ｐを計算する
ことにより、左側から何番目の画素か判明する。欠陥画
素２２は光っている部分の面積からＧ１／２・Ｂ１／３
輝点の連続輝点と呼ばれる。次に、画素欠陥２３の位置
へ高倍率カラーカメラ５が移動し、画像を取り込み、ど
の画素が欠陥であるか同様に判断される。このようにし
て、コンピュータ４の制御の下に、総ての画素欠陥の位
置へ高倍率カラーカメラ５を移動機構７６により移動さ
せて焦点位置合わせ機構７５で焦点位置を合わせたの
ち、画像を取り込み、どの画素が欠陥であるかをコンピ
ュータ４で判断する。

【００１９】このようにして、画面中の欠陥検出と欠陥
位置特定とを２つのカメラ２，５で分担することによ
り、部品例えば液晶パネル１の高精細化に関わらず、カ
メラの台数及び撮像素子の画素数増加に頼ることなく、
所定の欠陥検出感度及び欠陥位置特定精度を確保するこ
とができる。すなわち、高倍率の欠陥詳細位置特定用カ
ラーカメラ５を光路に入れることにより、画素分解能を
かなり高くすることができ、余裕を持たせることができ
るため、欠陥検出感度および欠陥位置特定精度を確保す
ることが可能となる。この結果、光路変更回転板６を光
軸中に備えた欠陥概略位置特定用低倍率カメラ２で欠陥
検出感度を確保する一方、上記低倍率カメラ２より高い
倍率の欠陥詳細位置特定用高倍率カラーカメラ５で欠陥
位置特定精度を確保することができる。

【００２０】次に、本発明の第２実施形態にかかる液晶
画面欠陥検出装置について説明する。この第２実施形態
では、上記高倍率カラーカメラ５により得られた画像に
おいて、色と形状と高さから、画面自体の画素欠陥であ
るか、画面自体の異物混入欠陥であるか、異物の画面表
面付着であるか、を区別するようにしている。図８に第
２実施形態にかかる欠陥検出処理の手順を示しおり、図
９にその処理を説明するための図を示している。ここで
は、図９（ｂ）に示すように、高倍率カラーカメラ５に
よって処理が進められる。図２のステップＳ１〜ステッ
プＳ５の動作が行われて欠陥詳細位置が特定されたの
ち、図８のステップＳ１０により、欠陥部分の色抽出を
行って色識別がなされる。一例として、ステップＳ１〜
Ｓ５の処理の結果、欠陥部分として図９（ａ）の４１，
４２，４３が抽出されたとする。図９（ｃ）には、欠陥
４３の図９（ａ）の確認ライン４５（ここで言う「確認
ライン」とは、説明上、注目対象の真ん中にラインを引
いて、そのライン上の画素濃度を示すようにするための
ラインである。）の濃度プロファイルが示されている。
図９（ｃ）では、Ｇフィルタ（緑フィルタ）上でＧの濃
度データがＲＢのそれぞれの濃度データよりも大きいと
判断される。図９（ｄ）には、欠陥４１の図９（ａ）の
確認ライン４４の濃度プロファイルが示されている。図
９（ｄ）ではＧフィルタ上でＲＧＢのそれぞれの濃度デ
ータに大差がないと判断される。図９（ｅ）には、欠陥
４２の確認ライン４６の濃度プロファイルが示されてい
る。図９（ｅ）では、Ｂフィルタ上でＲＧＢのそれぞれ
の濃度データに大差がないと判断される。

【００２１】次に、ステップＳ１４で、元々のカラーフ
ィルターの色と異なるか否か、言い換えれば画素欠陥か
異物かが判断されて、異物かどうかの判断がなされる。
以下に、判断の一例を示す。ここでは、異物はＲ，Ｇ，
Ｂが同じ程度の濃度値になるのに対して、液晶画素は元
々のカラーフィルタに応じた色の濃度値が大きくなるこ
とを利用して、両者を判別する。１）最も大きい色の濃度データと２番目に大きい色の濃
度データの比が１．５以上ならば、画素欠陥とする。た
だし、最も大きい色はフィルタと同一色が条件である。２）最も大きい色の濃度データと２番目及び３番目に大
きい色の濃度データの比が１．４９以下ならば、異物と
する。

【００２２】ステップＳ１０で欠陥部分の色抽出を行っ
たのち、ステップＳ１１において欠陥部分の形状抽出が
行われたのち、ステップＳ１２において元々のカラーフ
ィルタ部分からはみ出しているか否か判断し、はみ出し
ているならば、ステップＳ１３でカラーフィルタの異常
と判断する。はみ出していないならば、ステップＳ１４
に進む。具体的には、図９（ａ）の欠陥部分４０は、ス
テップＳ１１において、欠陥部分の形状の抽出が行われ
て、カラーフィルタの形状の変動が確認される。この形
状の抽出は、図９（ａ）のデータと基本パターンの形状
とを比較して、基本パターンの形状に対して図９（ａ）
のデータの形状の変動がどの程度かを検出する。一例と
して、基本パターンである設計データの±１０％の枠か
ら上記データがはみ出している場合、すなわち、設計デ
ータの±１０％を線幅及び面積等が逸脱する場合は、ス
テップＳ１２において、元々のカラーフィルタの部分か
らはみ出しているか否かを判断するとき、はみ出してい
ると判断して、ステップＳ１３でカラーフィルタ異常と
判断する。

【００２３】ステップＳ１４では、ステップＳ１２で欠
陥部分の形状が元々のカラーフィルタからはみ出してい
ないと判断された欠陥部分の色が、元々のカラーフィル
タの色と異なるか否か判断される。元々のカラーフィル
タの色と異なるものでなければ、ステップＳ１５で画素
欠陥と判断される。元々のカラーフィルタの色と異なる
ものであるならば、画素欠陥ではなく、異物があると判
断され、パネル表面上の異物か否か判断される。すなわ
ち、ステップＳ１６において、図９（ｂ）に示すように
高倍率カラーカメラ５の焦点位置合わせ機構７５を動作
させて、異物に焦点の合う高さ方向位置を検出する。焦
点合わせの方法として様々な方法が考えられるが、最も
簡単な方法としては、異物部分の濃度コントラストが最
も大きい値になる位置を合焦点位置とする方法である。
図９（ｆ）に示すように、一定サイズの画素濃度データ
の差分値の２乗和を焦点評価値として、一定処理領域４
８の中で求める。

【数２】焦点評価値＝Σ│ｇ_x+size,_y−ｇ_x,_y│²＋Σ│
ｇ_x,_y+size−ｇ_x,_y│² ここで、ｇ_x,_yは座標（ｘ、ｙ）の濃度データである。
図９（ｇ）に示すように、一定範囲で高さを変更させ、
各々の焦点評価値を求めていく。よって、図９（ｇ）で
は最も焦点評価値の大きい位置４７を合焦点位置とす
る。なお、図９（ｇ）の縦軸は焦点評価値を示してい
る。

【００２４】ステップＳ１６では、欠陥部分に焦点を合
わせることにより、欠陥４１，４２の焦点位置が求めら
れる。この結果、ステップＳ１７において、焦点位置が
パネルより上か否か判断される。この判断の結果、パネ
ルより上にある欠陥４１は液晶パネル１の内部に存在す
ることが検出される（ステップＳ１９）一方、パネルよ
り上には無い欠陥４２は液晶パネル１の表面に存在する
ことが検出される（ステップＳ１８）。このように、表
面異物は画面から取り除くことが可能であるので、内部
異物と区別することが望まれているため、この処理は有
効なものとなる。

【００２５】なお、第２実施形態では上記処理を行うた
めに使用するカメラは高倍率カラーカメラ５としたが、
色識別が可能な構成であればどのような構成のカメラで
もよい。また、モノクロカメラの前に分光フィルタを用
いたものでもよい。また、色識別が不必要な場合は、そ
の限りでない。上記第２実施形態によれば、上記高倍率
カラーカメラ５により得られた画像において、低倍率カ
メラ２で検出され高倍率カメラ５で詳細位置が特定され
た欠陥部分についての色と形状と高さから、画面自体の
画素欠陥であるか、画面自体の異物混入欠陥であるか、
異物の画面表面付着であるか、を区別することができ
る。

【００２６】

【発明の効果】上記構成によれば、欠陥検出と欠陥位置
特定とを２つのカメラで分担することにより、部品例え
ば液晶パネルの高精細化に関わらず、カメラの台数およ
び撮像素子の画素数増加に頼ることなく、所定の欠陥検
出感度及び欠陥位置特定精度を確保することができる。
すなわち、欠陥詳細位置特定用高倍率カラーカメラを光
路に入れることにより、画素分解能をかなり高くするこ
とができ、余裕を持たせることができるため、欠陥検出
感度および欠陥位置特定精度を確保することが可能とな
る。この結果、光路変更回転板を光軸中に備えた欠陥概
略位置特定用低倍率カメラで欠陥検出感度を確保する一
方、上記低倍率カメラより高い倍率の欠陥詳細位置特定
用高倍率カラーカメラで欠陥位置特定精度を確保するこ
とができる。また、部品例えば液晶パネルの大画面化お
よび高精細化に対応するために、カメラの台数および撮
像素子の画素数増加に頼ることなく、欠陥検出感度およ
び欠陥位置特定精度は確保することを可能とする。ま
た、高倍率カラーカメラを用いることにより、様々な欠
陥の種類を区別することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の液晶画面欠陥検出装
置の構成を示す概略図である。

【図２】上記第１実施形態の欠陥検出処理の流れを示
すフローチャートである。

【図３】（ａ）は上記欠陥検出装置の低倍率カメラと
液晶パネルとの間での光路変更回転板の１つの状態を示
す図、（ｂ）は（ａ）の状態での低倍率カメラの撮像素
子の画素上での光路ずれを示す図、（ｃ）は上記欠陥検
出装置の低倍率カメラと液晶パネルとの間での光路変更
回転板の１つの状態を示す図、（ｄ）は（ｃ）の状態で
の低倍率カメラの撮像素子の画素上での光路ずれを示す
図である。

【図４】上記欠陥検出装置での光路ずれを説明するた
めの説明図である。

【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ上記欠陥検出装置
の低倍率カメラの撮像素子上での受光位置を示す概略図
である。

【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ上記欠陥
検出装置の低倍率カメラで取り込んだ画像を示す図であ
る。

【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ上記欠陥検出装置
の低倍率カメラでの取り込んだ画像を示す図である。

【図８】本発明の第２実施形態にかかる欠陥検出装置
の欠陥検出処理の流れを示すフローチャートである。

【図９】（ａ）は３つの欠陥部分の画像を示す図、
（ｂ）は（ａ）の画像を取り込んだ状態の装置の図、
（ｃ）は欠陥４３の確認ライン４５の濃度プロファイル
を示す図、（ｄ）は欠陥４１の確認ライン４４の濃度プ
ロファイルを示す図、（ｅ）は欠陥４２の確認ライン４
６の濃度プロファイルを示す図、（ｆ）は焦点評価値を
説明するための図、（ｇ）は焦点評価値を示す図であ
る。

【図１０】（ａ），（ｂ）はそれぞれ従来の欠陥検出
装置のカメラの撮像素子上での受光位置を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

Ｓ１：液晶パネル点灯Ｓ２：低倍率カメラ画像取込Ｓ３：欠陥概略位置特定Ｓ４：高倍率カラーカメラ水平移動・焦点合せ・画像取
込Ｓ５：欠陥詳細位置特定Ｓ１０：欠陥部分の色抽出Ｓ１１：欠陥部分の形状抽出Ｓ１２：形状判定Ｓ１３：カラーフィルタ異常Ｓ１４：色判定Ｓ１５：画素欠陥Ｓ１６：欠陥部分に焦点を合わせるＳ１７：焦点位置判定Ｓ１８：パネル表面異物Ｓ１９：パネル内部異物１：液晶パネル、２：低倍率カメラ、４：コンピュー
タ、５：高倍率カラーカメラ、６：光路変更回転板、
７，８：光路変更回転板の状態、２０：取込画像、２
１：液晶パネル、２２，２３：画素欠陥、２４，２５：
画素欠陥中心画素（濃度最大値）、４０，４１，４２，
４３：欠陥、４４，４５，４６：濃度プロファイル確認
ライン、４７：合焦点位置、４８：処理領域、５０：撮
像素子（画素）、５１：液晶パネルの画素欠陥（撮像素
子上に受光したもの）、５２，５３，５４：回転板によ
りずらされた液晶パネルの画素欠陥（撮像素子上に受光
したもの）、７５：焦点位置合わせ機構、７６：移動機
構、７７：駆動モータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】部品（１）の画像を撮像素子（５０）に
取り込み、取り込んだ画像中の点欠陥の欠陥位置を概略
的に特定する欠陥概略位置特定用低倍率カメラ（２）
と、上記低倍率カメラの上記撮像素子と上記部品との間
の光軸中に回転可能に配置され、かつ、撮像中に、回転
軸回りに回転することにより上記部品と上記撮像素子と
の相対光軸位置を連続的にずらせて、相対的に光軸位置
がずれた上記部品の画像を上記低倍率カメラの上記撮像
素子に取り込ませうる光路変更回転板（６）と、上記低倍率カメラよりも高倍率である欠陥詳細位置特定
用高倍率カラーカメラ（５）とを備えて、上記低倍率カメラで上記部品の点欠陥の欠陥概略位置を
特定し、この情報に従って上記高倍率カラーカメラで取
り込まれた上記部品の濃淡画像の各画素の濃度データか
ら上記点欠陥を検出して欠陥詳細位置を特定することを
特徴とする点欠陥検出装置。
【請求項２】上記部品は液晶パネルであり、上記液晶
パネルの液晶画面中の点欠陥を検査する請求項１に記載
の点欠陥検出装置。
【請求項３】上記高倍率カラーカメラにより得られた
画像において、色と形状と高さから、画面自体の画素欠
陥であるか、画面自体の異物混入欠陥であるか、異物の
画面表面付着であるか、を区別する請求項２に記載の点
欠陥検出装置。
【請求項４】上記高倍率カメラを上記部品との光軸と
直交する方向に移動させる移動機構（７６）をさらに備
えて、上記欠陥概略位置の情報に従って上記高倍率カメ
ラを移動させて上記欠陥の画像を取り込んで上記欠陥詳
細位置を特定するようにした請求項１〜３のいずれかに
記載の点欠陥検出装置。
【請求項５】撮像中に、欠陥概略位置特定用低倍率カ
メラ（２）の撮像素子（５０）と部品（１）との間の光
軸中に配置されて光路変更回転板（６）をその回転軸回
りに回転させて、上記撮像素子と上記部品との間の相対
光軸位置を連続的にずらせて、相対的に光軸位置がずれ
た上記部品の画像を上記低倍率カメラの上記撮像素子に
取り込ませ、上記撮像素子に取り込まれた画像を基に、該画像中の点
欠陥の欠陥概略位置を特定し、上記特定された点欠陥の欠陥概略位置に基づき、上記低
倍率カメラよりも高倍率の欠陥詳細位置特定用高倍率カ
ラーカメラ（５）により上記部品の画像を取り込み、上記高倍率カラーカメラで取り込まれた上記部品の濃淡
画像の各画素の濃度データから上記点欠陥を検出して欠
陥詳細位置を特定することを特徴とする点欠陥検出方
法。
【請求項６】上記部品は液晶パネルであり、上記液晶
パネルの液晶画面中の点欠陥を検査する請求項５に記載
の点欠陥検出方法。
【請求項７】上記高倍率カラーカメラにより得られた
画像において、色と形状と高さから、画面自体の画素欠
陥であるか、画面自体の異物混入欠陥であるか、異物の
画面表面付着であるか、を区別する請求項６に記載の点
欠陥検出方法。
【請求項８】上記高倍率カメラを上記部品との光軸と
直交する方向に移動させる移動機構（７６）をさらに備
えて、上記欠陥概略位置の情報に従って上記高倍率カメ
ラを移動させて上記欠陥の画像を取り込んで上記欠陥詳
細位置を特定するようにした請求項５〜７のいずれかに
記載の点欠陥検出方法。