JPH0720065A - カラーフィルタ上の微小異物外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】画素のエッジ部分に位置する微小異物の段差パ
ターンを画素のエッジ部分の段差パターンから区別し、
異物の検出精度を向上させる。 【構成】カラーフィルタａを一方向に移動させながらそ
のカラーフィルタ移動方向Ｘの一方側から光を照射し
て、光輝した段差パターンを撮影部にて画像デ−タとし
て取り込むとともに、カラーフィルタａを他方向に移動
させながらカラーフィルタ移動方向Ｘの他方側から光を
照射して、光輝した段差パターンを撮影機器にて画像デ
−タとして取り込み、前記撮影機器により得られた往方
向移動時の画像デ−タと復方向移動時の画像デ−タとの
それぞれを、カラーフィルタａに対して設定された位置
デ−タに基づいて二値化デ−タに変換し、往方向移動時
の二値化デ−タと復方向移動時の二値化デ−タとを論理
積演算して、その論理積演算の結果を位置デ−タに基づ
いて出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラーフィルタ（液晶
表示装置用のカラーフィルタ）上における異物の有無を
検査する微小異物外観検査装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の外観検査装置は、対象
物、すなわちカラーフィルタの上方斜め方向から光を照
射し、その光を受けて乱反射により光輝するパターン
を、カラーフィルタに対して上方に設置されたカメラに
て撮影し、得られた画像による光輝パターンから異物の
有無を検査するようにしたものである。

【０００３】図１３は上記外観検査装置１の原理を示し
ている。この図１３において、２はカラーフィルタａを
載置して往復移動する一軸テーブルからなる移動部、３
はＣＣＤカメラ（或いはこのＣＣＤカメラを複数台並べ
たカメラ列）からなる撮影部、４は照明部で、カラーフ
ィルタの移動方向Ｘの一方側から光を照射する光源５と
他方側から光を照射する光源６とからなるものである。
そして前記照明部４の一方の光源５によって光を上方斜
め方向からカラーフィルタａに照射して、カラーフィル
タａ上で段差を生じている部分に乱反射を起こして光輝
させ、移動部２の動作によりカラーフィルタａが一方向
（矢印Ｌ方向：図上右へ）に移動させながら前記撮影部
３でカラーフィルタａ全面に亘って段差パターンを撮影
する（図１３（ロ）。また照明部４の他方の光源６から
光をカラーフィルタａに照射して段差パターンを光輝さ
せ、カラーフィルタａを他方（矢印Ｒ方向：図上左へ）
に移動させながら撮影部３でカラーフィルタａ全面に亘
って段差パターンを撮影する（図１３（ハ）。このの
ち、撮影部３から画像として得られたカラーフィルタの
往移動時における段差パターンと復移動時における段差
パターンとのそれぞれから、カラーフィルタの画素のエ
ッジパターン以外の光輝部分があるかどうかを判断する
ことによって、異物の有無を検査するようにしている。
すなわち、仮にカラーフィルタ上に異物が存在している
場合に、異物によって生じた段差部分も光輝させ、その
光輝を画像として捉えようとした構成のものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たように従来の外観検査装置では、斜め上方から光を当
てているため、カラーフィルタ上に形成されている画素
のエッジ部分も光輝して段差パターンとして画像に捉え
られるようになり、仮に異物が付着していてその異物が
大きい場合には、画素のエッジによる段差パターンと異
物の段差パターンとを判別することができるが、微小な
異物が画素のエッジ部分に乗っていた場合には、その判
別が行えないという問題が生じている。

【０００５】そこで本発明は上記した事情に鑑みて、画
素のエッジ部分に位置する微小異物の段差パターンを画
素のエッジ部分の段差パターンから区別することを課題
とし、異物の検出精度を向上させることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
考慮してなされたもので、カラーフィルタを往復移動さ
せる移動部と、カラーフィルタの往方向移動時にカラー
フィルタ移動方向の一方側から光をカラーフィルタに照
射するとともに、カラーフィルタの復方向移動時にカラ
ーフィルタ移動方向の他方側から光をカラーフィルタに
照射する照明部と、カラーフィルタの移動行程上に固定
され、該カラーフィルタの往方向移動時と復方向移動時
に前記照明部からの光が乱反射して光輝したカラーフィ
ルタ上の段差パターンを画像として取り込む撮影部と、
前記撮影部により得られた往方向移動時の画像デ−タと
復方向移動時の画像デ−タとのそれぞれを、カラーフィ
ルタに対して設定された位置デ−タに基づいて二値化デ
−タに変換し、往方向移動時の二値化デ−タと復方向移
動時の二値化デ−タとを論理積演算する制御部と、前記
制御部による論理積演算の結果を位置デ−タに基づいて
出力する出力部とを備えることを特徴とするカラーフィ
ルタ上の微小異物外観検査装置を提供して、上記した課
題を解消するものである。

【０００７】

【作用】本発明においては、それぞれ異なる方向から光
を受けてカラーフィルタの往移動時の段差パターンと復
移動時の段差パターンとがそれぞれ異なるパターンとし
て撮影部に取り込まれるようになる。その原理は図１１
（イ）に示すようにカラーフィルタａの図上左斜め上方
向から光ｂが照射されると、画素ｃの左側エッジ部分ｄ
で乱反射が生じて光輝し、その光輝した段差パターンが
撮影部３に取り込まれるようになるものであり、画素ｃ
の右側エッジ部分ｅは撮影部３側に対して光輝しないよ
うになる。また図１１（ロ）に示すように図上右斜め上
方向から光ｂが照射されると、画素ｃの右側エッジ部分
ｅで乱反射が生じて光輝し、その段差パターンが撮影部
３に取り込まれ、画素ｃの左側エッジ部分ｄは撮影部３
側に対して光輝しないようになる。そして図１２（イ）
に示すように画素ｃの左側エッジ部分ｄに微小異物ｆが
乗っていた場合、左斜め上側から光ｂが照射されると、
微小異物ｆの左片面ｇと左側エッジ部分ｄ（微小異物以
外の部分）とが光輝して、段差パターン（微小異物の段
差パターンを含む）が撮影部３に取り込まれるようにな
る。さらに右斜め上側から光ｂが照射されると、微小異
物ｆの右片面ｈと右側エッジ部分ｅとが光輝して、その
段差パターン（微小異物の段差パターンを含む）が撮影
部３に取り込まれるようになる（図１２（ロ）。このよ
うに往移動時と復移動時とで異なるパターンが撮影部３
側に取り込まれるようになる。

【０００８】撮影部３によって画像デ−タとして取り込
まれた往移動時の段差パターンと復移動時の段差パター
ンは、制御部においてカラーフィルタの位置デ−タに基
づいて二値化デ−タに変換される。例えば図１１に示さ
れている断面部分に対して１１，１２，１３，１４とい
うような位置デ−タが設定され、図１２に示されている
断面部分に対して２１，２２，２３，２４というような
位置デ−タが設定されているとすると、

【０００９】

【表１】 図１１ 位置デ−タ １１，１２，１３，１４ （イ） 往移動時の二値化デ−タ １， １， ０， ０ （ロ） 復移動時の二値化デ−タ ０， ０， ０， １ 図１２ 位置デ−タ ２１，２２，２３，２４ （イ） 往移動時の二値化デ−タ １， １， ０， ０ （ロ） 復移動時の二値化デ−タ ０， １， ０， １

【００１０】というふうに二値化される。そして往移動
時の二値化デ−タと復移動時の二値化デ−タとが論理積
演算され、

【００１１】

【表２】 図１１ 位置デ−タ １１，１２，１３，１４ 論理積演算の結果 ０， ０， ０， ０ 図１２ 位置デ−タ ２１，２２，２３，２４ 論理積演算の結果 ０， １， ０， ０

【００１２】というふうに位置デ−タに対応した論理積
演算の結果が得られ、その結果を出力によって出力する
ことにより異物の有無が判断できるようになる。

【００１３】

【実施例】つぎに本発明を図１から図６に示す一実施例
に基づいて詳細に説明する。図１に示すようにカラーフ
ィルタ上の微小異物外観検査装置１は、カラーフィルタ
ａを載置して往復移動する一軸テーブルからなる移動部
２、ＣＣＤカメラを複数台並べたカメラ列からなりカラ
ーフィルタの移動行程上に固定される撮影部３、カラー
フィルタの移動方向Ｘの一方側から光を照射する光源５
と他方側から光を照射する光源６とからなる照明部４、
コンピュータ機器から構成され、入出力インターフェイ
ス装置７とＣＰＵ装置８とメモリ装置９を有する制御部
１０、前記制御部１０による演算結果を出力するディス
プレイ装置１１とプリンタ１２とを有する出力部１３と
を具備している。上記制御部１０は後述するように取り
込まれた画像デ−タを二値化デ−タに変換し、その二値
化デ−タの論理積演算を行うものであるとともに、装置
全体をコントロールする機能を備えていて、上記移動部
２の駆動機器１４、往動作完了検知リミットスイッチ１
５、復動作完了検知リミットスイッチ１６が制御部１０
の入出力インターフェイス装置７に接続され、一軸テー
ブルの動作が制御されるとともに、上記撮影部３、照明
部４も入出力インターフェイス装置７に接続されて必要
時に動作するように設けられている。さらに入出力イン
ターフェイス装置７に接続されている出力部１３に加え
て、コンソールパネル（操作盤）１７が接続されて、所
望の条件を入力設定できるように設けられている。

【００１４】上記装置１を用いてカラーフィルタ上の異
物を検査するに際して、図２に示すようにカラーフィル
タの検査エリアＥがコンソールパネル１７から入力指定
されると、撮影部３を構成しているＣＣＤカメラの解像
度に合わせて前記検査エリアＥが横方向にｎ等分され、
縦方向にはＣＣＤカメラ３ｂの配列数などに合わせてｍ
等分されてｍ×ｎのグリッド状に区分され、それぞれに
制御部１０上で位置デ−タが付されるようになる。これ
は、図９で示すフローチャートにおいて、メモリマップ
Ａ，Ｂ，Ｃ（ｍ×ｎ×３）の形成段階に対応する。メモ
リマップＡは後述する往方向移動時の二値化デ−タを位
置デ−タに対応させて書き込めるようにしたメモリ上の
領域、メモリマップＢは復方向移動時の二値化デ−タを
位置デ−タに対応させて書き込めるようにしたメモリ上
の領域、メモリマップＣは論理積演算の結果を位置デ−
タに対応させて書き込めるようにしたメモリ上の領域で
ある。

【００１５】上記移動部２の所定位置にカラーフィルタ
ａを載置させた（上記検査エリアＥにカラーフィルタａ
の検査すべき領域を対応させる）後、上記照明部４の一
方の光源５から光が照射された状態で移動部２の動作に
よりカラーフィルタａがＬ方向に移動し、後述するよう
にカラーフィルタａで光輝する段差パターンが撮影部３
に取り込まれる。なお、照明部４の光源５はカラーフィ
ルタａの移動方向Ｘの一方側に位置してＬ方向に移動す
るカラーフィルタａに向けて斜め上方から光を照射させ
るようにしたもの（往方向移動時に照射）であり、光源
６は移動方向Ｘの他方側に位置してＲ方向に移動するカ
ラーフィルタａに向けて斜め上方から光を照射させるよ
うにしたもの（復方向移動時に照射）である。

【００１６】図３は、画素パターンが形成され、一つの
画素ｃの左側エッジ部分ｄに微小異物ｆが位置している
カラーフィルタａを示していて、このカラーフィルタａ
が上述したように光源５からの光ｂを受けると、図４に
示すように、各画素ｃの左側エッジ部分ｄと前記微小異
物ｆの左片面ｇが上記撮影部３に対して光輝した状態と
なり、この光輝した段差パターン全面が画像として取り
込まれることになる。また、光源６からの光ｂを受ける
と、図５に示すように、各画素ｃの右側エッジ部分ｅと
前記微小異物ｆの右片面ｈが上記撮影部３に対して光輝
した状態となり、この光輝した段差パターン全面が画像
として取り込まれる。

【００１７】一方、制御部１０においては、カラーフィ
ルタａがＬ方向に移動し撮影部３から送り込まれる画像
デ−タを、検知エリアを区画として表す位置デ−タに基
づいて二値化し、その二値化デ−タをメモリ装置９に記
憶させるようにしている。図６に示すようにカラーフィ
ルタａがＬ方向に移動し、撮影部３が、カラーフィルタ
ａ上の一列目の区画（例えば、位置デ−タが１１，２
１，３１，…，ｍ１となる並んだ区画）の情報（画像デ
−タ）が制御部１０に取り込まれて（図９におけるの
ＣＣＤ信号の取り込み）、二値化デ−タＡ１１，Ａ２
１，Ａ３１，…，Ａｍ１として変換され、これがメモリ
装置９に書き込まれる。そしてカラーフィルタａが移動
するにつれて、変化された二値化デ−タ Ａ１２，Ａ２
２，Ａ３２，…，Ａｍ２、 Ａ１３，Ａ２３，Ａ３３，
…，Ａｍ３、 〜、 Ａ１ｎ，Ａ２ｎ，Ａ３ｎ，…，Ａ
ｍｎが書き込まれる（メモリマップＡへの書き込み）。
設定された検査エリアＥの画像の取り込みが終了し、一
軸テーブルと往動作完了検知リミットスイッチ１５とが
接触すると前記一軸テーブルが停止する。そして光源５
が消灯し、代わって光源６が点灯すると、一軸テーブル
がＲ方向に移動する。

【００１８】カラーフィルタａがＲ方向に移動し始める
と、撮影部３によって、検査エリアＥのｎ列目に並んだ
区画（位置デ−タ １ｎ，２ｎ，３ｎ，…，ｍｎ）から
画像デ−タが取り込まれ（図９におけるのＣＣＤ信号
の取り込み）、制御部１０にて二値化デ−タ Ｂ１ｎ−
１，Ｂ２ｎ−１，Ｂ３ｎ−１，…，Ｂｍｎ−１、Ｂ１ｎ
−２，Ｂ２ｎ−２，Ｂ３ｎ−２，…，Ｂｍｎ−１、
〜、 Ｂ１１，Ｂ２１，Ｂ３１，…，Ｂｍ１として変換
されてメモリ装置９に書き込まれる（メモリマップＢへ
の書き込み）。一軸テーブルが復動作完了検知リミット
スイッチ１６と接触すると移動部２の動作は停止すると
ともに、前記光源６も消灯して画像の読み込みが終了す
る。

【００１９】図６（イ）は往方向移動時（Ｌ方向）に得
られた段差パターン（微小異物の段差パターンを含む）
と検査エリアＥとを重ね合わせ、位置デ−タで示される
各区画での二値化デ−タの状態を表現したもので、光輝
した段差パターンを捉えて二値化デ−タに変換した時に
「１」となる区画を斜線で示し、段差パターンがなく二
値化デ−タに変換した時に「０」となる区画には斜線を
設けていないものである。そして図６（ロ）は（イ）で
示された検査エリアＥでの二値化デ−タ（Ａｉｊ）を示
しており、段差パターンとして捉えられた微小異物ｆの
左片面ｇに対応する区画の二値化デ−タＡ６８も「１」
として得られる。また図７（イ）は復方向移動時（Ｒ方
向）に得られた段差パターンと検査エリアＥとを重ね合
わせ、位置デ−タで示される各区画での二値化デ−タの
状態を表現したものである。そして往方向移動時での二
値化変換の場合と同様にして、段差パターンとして捉え
られた微小異物ｆの右片面ｇも段差パターンとして捉え
られると、図７（ロ）に示すようにこれに対応する区画
の二値化デ−タＢ６８も「１」として得られる。

【００２０】往方向移動時の二値化デ−タと復方向移動
時の二値化デ−タが得られると、メモリ装置９から読み
込んだ前記二値化デ−タ（Ａｉｊ，Ｂｉｊ）の論理積演
算（Ｃｉｊ＝Ａｉｊ・Ｂｉｊ）が制御部１０において行
われる。これは図１０におけるの工程で表現されてお
り、演算結果がメモリマップＣ（Ｃｉｊ）に書き込まれ
る。具体的には、往方向移動時の二値化デ−タＡｉｊと
復方向移動時の二値化デ−タＢｉｊとの値が「０」−
「０」、「１」−「０」、「０」−「１」であった場合
には論理積演算結果デ−タＣｉｊは「０」となり、
「１」−「１」であった場合には「１」として処理され
るものである。重複する段差パターンと検査エリアＥの
重ね合わせを示す図８（イ）に表現されているように、
斜線部分に微小異物が検出された状態となり、図８
（ロ）に示すようにメモリマップＣの対応部分に「１」
が立つことになる。すなわち段差パターンの重複した位
置デ−タ６−８の区画での二値化デ−タはＡ６８＝１，
Ｂ６８＝１となることから、その論理積演算の処理によ
ってＣ６８＝１（Ｃ６８＝Ａ６８・Ｂ６８）となる。こ
のようにして検査エリアＥ全面のメモリマップＣからＣ
ｉｊが読み出されて、結果が出力部１３で出力され（図
９における）、微小異物が画素のエッジ部分に乗った
状態であっても、その存在が検出されるようになる。な
お、論理積演算の結果の出力様式は各種のものが適宜に
設定できるものである。

【００２１】図９と図１０は本微小異物外観検査装置１
の作動における一例の流れをフローチャートとして示す
ものであり、は往方向移動時の処理工程、は復方向
移動時の処理工程、は論理積演算処理工程、は出力
工程を示している。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラーフ
ィルタ上の微小異物外観検査装置は、カラーフィルタを
往復移動させる移動部と、カラーフィルタの往方向移動
時にカラーフィルタ移動方向の一方側から光をカラーフ
ィルタに照射するとともに、カラーフィルタの復方向移
動時にカラーフィルタ移動方向の他方側から光をカラー
フィルタに照射する照明部と、カラーフィルタの移動行
程上に固定され、該カラーフィルタの往方向移動時と復
方向移動時に前記照明部からの光が乱反射して光輝した
カラーフィルタ上の段差パターンを画像として取り込む
撮影部と、前記撮影部により得られた往方向移動時の画
像デ−タと復方向移動時の画像デ−タとのそれぞれを、
カラーフィルタに対して設定された位置デ−タに基づい
て二値化デ−タに変換し、往方向移動時の二値化デ−タ
と復方向移動時の二値化デ−タとを論理積演算する制御
部と、前記制御部による論理積演算の結果を位置デ−タ
に基づいて出力する出力部とを備えることを特徴とする
ものである。このように本装置にあっては、画素のエッ
ジからなる段差パターンの情報を取り除くように働く制
御部を備えていることから、その制御部の働きによって
画素のエッジ部分に位置した微細な異物をも確実に検出
できるようになり、検出精度の向上した装置となるな
ど、実用性に極めて優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラーフィルタ上の微小異物外観
検査装置の一実施例を概略的に示す説明図である。

【図２】検査エリアを示す説明図である。

【図３】カラーフィルタを示すもので、（イ）は画素の
配列を平面で示す説明図、（ロ）は（イ）のロ−ロ線部
における断面を示す説明図である。

【図４】カラーフィルタの往方向移動時における光輝し
た段差パターンを示すもので、（イ）は段差パターンを
平面で示す説明図、（ロ）は（イ）のロ−ロ線部の断面
を示す説明図である。

【図５】カラーフィルタの復方向移動時における光輝し
た段差パターンを示すもので、（イ）は段差パターンを
平面で示す説明図、（ロ）は（イ）のロ−ロ線部の断面
を示す説明図である。

【図６】カラーフィルタの往方向移動時において取り込
まれた画像デ−タとメモリマップとを示すもので、
（イ）は検査エリアと段差パターンとの重ね合わせを示
す説明図、（ロ）は往方向移動時の画像デ−タを二値化
したメモリマップを示す説明図である。

【図７】カラーフィルタの復方向移動時において取り込
まれた画像デ−タとメモリマップとを示すもので、
（イ）は検査エリアと段差パターンとの重ね合わせを示
す説明図、（ロ）は復方向移動時の画像デ−タを二値化
したメモリマップを示す説明図である。

【図８】カラーフィルタの画像デ−タの重複部分とメモ
リマップとを示すもので、（イ）は検査エリアと段差パ
ターン重複部分との重ね合わせを示す説明図、（ロ）は
論理積演算結果が書き込まれたメモリマップを示す説明
図である。

【図９】装置作動の流れをフローチャートで示す説明図
である。

【図１０】装置作動の流れをフローチャートで示す説明
図である。

【図１１】光輝する段差パターンの取り込み状態を示す
もので、（イ）は往方向移動時の取り込みを示す説明
図、（ロ）は復方向移動時の取り込みを示す説明図であ
る。

【図１２】同じく光輝する段差パターンの取り込み状態
を示すもので、（イ）は往方向移動時の取り込みを示す
説明図、（ロ）は復方向移動時の取り込みを示す説明図
である。

【図１３】従来例を示すもので、（イ）は装置構成を概
略的に示す説明図、（ロ）は往方向移動時の画像取り込
みを示す説明図、（ハ）は復方向移動時の画像取り込み
を示す説明図である。

【符号の説明】

１…外観検査装置 ２…移動部 ３…撮影部 ４…照明部 ５，６…光源 １０…制御部 １３…出力部 ａ…カラーフィルタ ｂ…光 ｃ…画素 ｆ…微細異物 Ｅ…検査エリア Ａ，Ｂ，Ｃ…メモリマップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラーフィルタを往復移動させる移動部
   と、 カラーフィルタの往方向移動時にカラーフィルタ移動方
   向の一方側から光をカラーフィルタに照射するととも
   に、カラーフィルタの復方向移動時にカラーフィルタ移
   動方向の他方側から光をカラーフィルタに照射する照明
   部と、 カラーフィルタの移動行程上に固定され、該カラーフィ
   ルタの往方向移動時と復方向移動時に前記照明部からの
   光が乱反射して光輝したカラーフィルタ上の段差パター
   ンを画像として取り込む撮影部と、 前記撮影部により得られた往方向移動時の画像デ−タと
   復方向移動時の画像デ−タとのそれぞれを、カラーフィ
   ルタに対して設定された位置デ−タに基づいて二値化デ
   −タに変換し、往方向移動時の二値化デ−タと復方向移
   動時の二値化デ−タとを論理積演算する制御部と、 前記制御部による論理積演算の結果を位置デ−タに基づ
   いて出力する出力部とを備えることを特徴とするカラー
   フィルタ上の微小異物外観検査装置。