JPH08193916A - カラー試料の検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラー試料のサイズが製品によって異なって
もこれに対応して、或いは、異なる種類の欠陥に対応し
て着色画素内の欠陥を確実に検出できるようにする。 【構成】 カラー試料の画像を入力する２台で１組のカ
メラ２１，２２を画像入力部２に配置し、これらをカラ
ー試料の幅に合わせて相対的に移動可能にするともに、
２台のカメラ２１，２２をカラー試料に対して近づいた
り離れたりする方向に移動可能とすることにより、カラ
ー試料のサイズの変更に対処できる。また、光源部１に
透過光源１１と反射光源１２を切替え可能に配置するこ
とにより、透過光源１１により色抜けやムラの検出が有
利に行え、反射光源１２により異物の検出が有利に行え
るので、欠陥の種類によって検査装置を別に用意する必
要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ディスプレイ用カ
ラーフィルタ、カラーテレビカメラ用カラーフィルタ等
のカラー試料を検査する装置に係り、詳しくは赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）のうちの少なくとも１色以
上の着色画素を形成した後のカラー試料の検査する装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のカラー試料を検査する装
置としては、ハロゲンランプや蛍光灯などの白色光を透
過光光源として用い、カラー試料を透過光で観察した際
に欠陥のある部位の透過光強度が欠陥のない部位のそれ
と異なることを利用し、カメラによって撮影したカラー
試料の透過光画像における映像レベルの差を抽出して欠
陥を検査するようにしたものが一般的に使用されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
検査装置では、単一のカメラでカラー試料の透過光を撮
影しているため、幅の異なるカラー試料を検査する場合
に製品の品目毎にカメラの幅方向の調整を行わなければ
ならず、この調整作業が面倒であるという問題点があっ
た。また、欠陥の種類によっては反射光源を別に用意し
なければならないという問題点もあった。さらには、光
源に白色光を用いているために、一定のスライスレベル
でしか欠陥の有無を判断できないことから、他の色の着
色画素があると各着色画素ごとに白抜け欠陥、他の色と
の混色欠陥、種々の色を含むゴミ付き欠陥、着色濃度ム
ラ等を検出しにくいという問題点があった。また、微細
な白抜け欠陥等を検出しにくいという問題点もあった。
なお、ここでいう白抜け欠陥とは、着色材料でパターン
状の着色画素が形成されるべき基板上に所定の着色画素
が形成されない欠陥をいう。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、カラー試料
のサイズが製品によって異なってもこれに対応して、或
いは、異なる種類の欠陥に対応して着色画素内の欠陥を
確実に検出することのできるカラー試料の検査装置を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る第１の検査装置は、１色以上の着色材
料でパターン状の着色画素が形成されてなるカラー試料
を照射するための光源を有する光源部と、前記カラー試
料の透過光もしくは反射光を検出して認識する画像入力
部と、認識した画像を基準値と比較して欠陥の有無を判
別する検査処理部とを備えたカラー試料の検査装置にお
いて、カラー試料の画像を入力する２台で１組のカメラ
を前記画像入力部に配置するとともに、この２台のカメ
ラをカラー試料の幅に合わせて相対的に移動させる第１
の制御手段と、この２台のカメラをカラー試料に対して
近づいたり離れたりする方向に移動させる第２の制御手
段とを設けたことを特徴としている。

【０００６】また、本発明に係る第２の検査装置は、１
色以上の着色材料でパターン状の着色画素が形成されて
なるカラー試料を照射するための光源を有する光源部
と、前記カラー試料の透過光もしくは反射光を検出して
認識する画像入力部と、認識した画像を基準値と比較し
て欠陥の有無を判別する検査処理部とを備えたカラー試
料の検査装置において、前記光源部に透過光源と反射光
源とを配置し、これらを切替え可能にしたことを特徴と
している。

【０００７】そして、上記第１，２の検査装置におい
て、前記光源と前記カラー試料の間に、或いは前記カラ
ー試料と前記画像入力部の間に、カラー試料の中の検査
すべき着色画素とは異なる分光透過率または分光反射率
のピークを持つ光学フィルタを配置した構成にしてもよ
い。また、光源そのものに前記した光学フィルタと同様
の光学特性を持つ分光光源を使用してもよい。

【０００８】

【作用】第１の検査装置においては、カラー試料の幅に
合わせて２台のカメラの距離を狭めたり広げたりすると
ともに、２台のカメラをカラー試料に近づけたり遠ざけ
たりすることで、幅の異なるカラー試料に対して撮影範
囲を簡単に調整することができる。

【０００９】第２の検査装置においては、光源部を透過
光源の方に切り替えて使用することにより色抜けやムラ
の検出が有利に行え、反射光源の方に切り替えて使用す
ることにより異物の検出が有利に行うことができる。

【００１０】また、前記の光学フィルタまたは分光光源
を使用することにより、検査すべき特定色の着色画素の
それぞれについて画像入力部にて欠陥部分を明確に認識
できるようになる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００１２】図１は本発明に係る検査装置の実施例を示
すブロック図であり、同図に示されるように、検査装置
は光源部１と画像入力部２と検査処理部３とにより構成
されている。

【００１３】光源部１は、カラーフィルタ基板を下側か
ら照射する透過光源１１とカラーフィルタ基板を上側か
ら照射する反射光源１２とを配置してあり、これらは切
り替えて使用するようになっている。

【００１４】画像入力部２は、カラーフィルタ基板上に
形成された着色画素の画像を入力する２台のラインセン
サカメラ２１，２２と、これら２台のカメラ２１，２２
をカラーフィルタ基板の幅（検査したい領域でもよい）
に合わせて相対的に近づけたり遠ざけたりする幅方向モ
ータ２３ａと、２台のカメラ２１，２２をカラーフィル
タ基板に近づけたり遠ざけたりする前後進モータ２３ｂ
と、一方のカメラ２１の焦点を調整するための焦点用モ
ータ２３ｃと、他方のカメラ２の焦点を調整するための
焦点用モータ２３ｄと、これら４種類のモータを制御す
るセンサ指示機構制御部２４と、光源部１の反射式ファ
イバー光源１１と透過式ファイバー光源１２をそれぞれ
駆動するための駆動装置２５，２６とから構成される。

【００１５】検査処理部３は、検査の各命令、制御等を
行う検査用のホストパーソナルコンピュータ３１と、そ
の表示装置としてのＣＲＴ３２と、画像入力部２の２台
のカメラ２１，２２からそれぞれ入力した画像の積算処
理、１次微分処理、２次微分処理等を行うための２つの
画像処理装置３３，３４と、他の装置との通信用のイン
ターフェース３５とから構成される。そして、検査の開
始前には、ホストコンピュータ４からこのインターフェ
ース３５を経由して品目データを受信し、基板サイズ、
検査許容値等を検査処理部３のホストパーソナルコンピ
ュータ３１に設定する。逆に、ホストコンピュータ４へ
検査結果等を送信し、品質管理情報として利用する。

【００１６】図２は図１の検査装置において透過光源を
用いた場合を説明するための要部の斜視図である。この
透過光源を用いて行う検査では、色抜け欠陥を検出しや
すい構成となる。

【００１７】図２に示すように、透過光源１１を用いる
場合には、ラインセンサカメラ２１、２２の撮影角θが
０度になるように、すなわちカラーフィルタ基板ＣＦに
対して垂直となるように支持板２４を設定して検査を行
うようにする。

【００１８】検査に先だってホストコンピュータ４から
受信した品目データにより基板サイズ、検査許容値等を
設定してある検査処理部３のホストパーソナルコンピュ
ータ３１からの制御命令に従って、センサ支持機構制御
部２４は基板サイズに合わせて２台のラインセンサカメ
ラ２１，２２とカラーフィルタ基板ＣＦとの距離を前後
進モータ２３ｂによって設定するとともに、２台のライ
ンセンサカメラ２１，２２同士の距離を幅方向モータ２
３ａによって設定する。さらに、カラーフィルタ基板Ｃ
Ｆ上に形成された着色画素に焦点が合うようにラインセ
ンサカメラ２１，２２をそれぞれの焦点用モータ２３
ｃ，２３ｄによって調整する。そして、カラーフィルタ
基板ＣＦの下部に配置した透過光源１１でカラーフィル
タ基板ＣＦを下側より照射する。この時、カラーフィル
タ基板ＣＦの上部に配置した反射光源１２は消灯してい
る。

【００１９】カラーフィルタ基板ＣＦが図示していない
搬送機構で搬送されてくると、タイミングセンサ（図示
せず）によりカラーフィルタ基板ＣＦを検出し、２台の
ラインセンサカメラ２１，２２からの画像入力のタイミ
ングを決定する。すなわち、タイミングセンサからのタ
イミング信号をインターフェース３５を経由してホスト
パーソナルコンピュータ３１が検出すると、ホストパー
ソナルコンピュータ３１から画像処理装置３３，３４に
画像入力命令が出力される。そして２台のカメラ２１，
２２の前面にあるカラーフィルタ基板ＣＦ上の画像入力
を行う。つまり、カラーフィルタ基板ＣＦの上部に配置
した画像入力用のカメラ２１，２２でカラーフィルタ基
板ＣＦを透過した光を撮影する。

【００２０】撮影された画像は画像処理装置３３，３４
に送信され、積算処理、１次微分処理、２次微分処理等
が行われる。そして、これらの処理結果に対してスライ
スレベル（基準値）との比較が行われて欠陥の有無が判
別される。その判定結果は検査用のホストパーソナルコ
ンピュータ３１からインターフェース３５を経由してホ
ストコンピュータ４、または図示していないブザー等の
警報器やカラーフィルタ基板ＣＦの自動排出装置等に出
力される。

【００２１】図３は図１の検査装置において反射光源を
用いた場合を説明するための要部の斜視図である。この
反射光源を用いて行う検査では、突起、ピンホール、汚
れ等の欠陥が検出しやすい構成となる。

【００２２】図３に示すように、反射光源１２を用いる
場合には、ラインセンサカメラ２１、２２の撮影角θが
３〜１５度、好ましくは６〜８度になるように支持板２
４を設定して検査を行うようにする。この時の反射光源
１２は、撮影角θと反対側に５〜２０度傾斜した照射角
を持つようにするのがよく、好ましくは８〜１１度であ
る。要するに、傾斜角より撮影角の方が２〜５度大きく
なるようにする。

【００２３】まず、透過式の場合と同様であるが、検査
に先だってホストコンピュータ４から受信した品目デー
タにより基板サイズ、検査許容値等を設定してある検査
処理部３のホストパーソナルコンピュータ３１からの制
御命令に従って、センサ支持機構制御部２４は基板サイ
ズに合わせて２台のラインセンサカメラ２１，２２とカ
ラーフィルタ基板ＣＦとの距離を前後進モータ２３ｂに
よって設定するとともに、２台のラインセンサカメラ２
１，２２同士の距離を幅方向モータ２３ａによって設定
する。さらに、カラーフィルタ基板ＣＦ上に形成された
着色画素に焦点が合うようにラインセンサカメラ２１，
２２をそれぞれの焦点用モータ２３ｃ，２３ｄによって
調整する。

【００２４】そして、カラーフィルタ基板ＣＦの上部に
配置した反射光源１２でカラーフィルタ基板ＣＦを上側
より照射する。この時、カラーフィルタ基板ＣＦの下部
に配置した透過光源１１は消灯している。

【００２５】カラーフィルタ基板ＣＦが図示していない
搬送機構で搬送されてくると、タイミングセンサ（図示
せず）によりカラーフィルタ基板ＣＦを検出し、２台の
ラインセンサカメラ２１，２２からの画像入力のタイミ
ングを決定する。すなわち、タイミングセンサからのタ
イミング信号をインターフェース３５を経由してホスト
パーソナルコンピュータ３１が検出すると、ホストパー
ソナルコンピュータ３１から画像処理装置３３，３４に
画像入力命令が出力される。そして２台のカメラ２１，
２２の前面にあるカラーフィルタ基板ＣＦ上の画像入力
を行う。つまり、カラーフィルタ基板ＣＦの上部に配置
した画像入力用のカメラ２１，２２でカラーフィルタ基
板ＣＦから反射した光を撮影する。

【００２６】撮影された画像は画像処理装置３３，３４
に送信され、積算処理、１次微分処理、２次微分処理等
が行われる。そして、これらの処理結果に対してスライ
スレベル（基準値）との比較が行われて欠陥の有無が判
別される。その判定結果は検査用のホストパーソナルコ
ンピュータ３１からインターフェース３５を経由してホ
ストコンピュータ４、または図示していないブザー等の
警報器やカラーフィルタ基板ＣＦの自動排出装置等に出
力される。

【００２７】次に、光学系の工夫により検出性能がアッ
プする方式を説明する。ここで説明する方式は特に透過
光源の場合は効果が大きい。

【００２８】図４にこの方式に使用する光源装置の構成
図を示す。この光源装置は上記の検査装置の光源部にお
ける透過光源１１および反射光源１２として利用するも
のであり、図４に示されるように、光源１３と、この光
源１３から被検査体に光を誘導する光ファイバー１４
と、光源１３と光ファイバー１４の中間に配置した光の
波長を選択する光学フィルタ１５とから構成される。光
ファイバー１４は、照射側で一列（複数列でもよい）状
態となるように且つ被検査体の進行方向と直交するよう
に配置されている。すなわち、被検査体の幅方向に均一
に光が照射されるようにファイバーを１本ずつ並べた状
態になっている。光源１３としては、全波長領域で光強
度がほぼ均一になる白色光源を用いればよい。また、被
検査体がカラーフィルタ基板ＣＦである場合、Ｒ，Ｇ，
Ｂの着色材料をパターン塗布（又は転写）して着色画素
を形成しているため、Ｒ，Ｇ，Ｂにピークを持つ３波長
光源を用いてもよい。

【００２９】光学フィルタ１５としては、図５〜図１０
にその光学特性を示す６種類（イエローフィルタ、マゼ
ンタフィルタ、シアンフィルタ、ブルーフィルタ、グリ
ーンフィルタ、レッドフィルタ）のものがあり、検査す
べき着色画素の種類に合わせて選択する。すなわち、カ
ラーフィルタ基板ＣＦの上に形成した着色画素の光学特
性は図１１に示すようであり、これらの各着色画素Ｒ、
Ｇ、Ｂを検出しやすいように、図５〜図１０に示す特性
の光学フィルタ１５を適宜用いて効率的に欠陥を検出す
るのである。なお、これらの図においてλは波長、Ｔは
分光透過率である。

【００３０】上記の光源装置を備えた検査装置により被
検査体であるカラーフィルタ基板ＣＦを検査する手順に
ついて図１２（ａ）〜（ｃ）を参照しながら具体的に説
明する。

【００３１】図１２（ａ）はカラーフィルタ基板ＣＦの
上に赤（Ｒ）の着色画素を１色のみ形成したイメージ図
である。ここでは、赤（Ｒ）の着色画素と異なる分光透
過率を持つ図８のブルーフィルタを使用することで、正
常な赤（Ｒ）の着色画素はほぼ黒色となって検出せず、
白抜け欠陥、他の色との混色欠陥、赤（Ｒ）の濃度ムラ
についてのみ検出できるようにする。少々検出感度は劣
るが、図７のシアンフィルタを使用することでも可能で
ある。着色画素が赤（Ｒ）でない場合もほぼ同様の考え
方をすればよい。

【００３２】図１２（ｂ）はカラーフィルタ基板ＣＦの
上に赤（Ｒ）と青（Ｂ）の２色の着色画素を形成したイ
メージ図である。ここでは、赤（Ｒ）の着色画素と類似
の分光透過率を持つ図１０のレッドフィルタを使用する
ことで、正常な青（Ｂ）の着色画素についてはほぼ黒色
となって検出せず、白抜け欠陥、他の色との混色欠陥、
青（Ｂ）の濃度ムラについてのみ検出できるようにす
る。少々検出感度は劣るが、図５のイエローフィルタを
使用することでも可能である。２色の着色画素が赤
（Ｒ）と青（Ｂ）でない場合もほぼ同様の考え方をすれ
ばよい。

【００３３】図１２（ｃ）はカラーフィルタ基板ＣＦ上
に赤（Ｒ）と青（Ｂ）と緑（Ｇ）の３色の着色画素を形
成したイメージ図である。ここでは、赤（Ｒ）の着色画
素と青（Ｂ）の着色画素と類似の分光透過率を持つ図６
のマゼンタフィルタを使用することで、正常な緑（Ｇ）
の着色画素についてはほぼ黒色となり検出せず、白抜け
欠陥、他の色との混色欠陥、緑（Ｇ）の濃度ムラについ
てのみ検出できるようにする。

【００３４】なお、上記の例では、光源装置に光学フィ
ルタを用いることにより光源とカラー試料の間に光学フ
ィルタを配置するようにしたが、カラー試料と画像入力
手段との間に同様な光学フィルタを配置するようにして
もよい。また、光源そのものに前記した光学フィルタと
同様の光学特性を持つ分光光源を使用してもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカラー試
料の検査装置は、カラー試料の画像を入力する２台で１
組のカメラを画像入力部に配置し、２台のカメラ相互の
距離と、２台のカメラとカラー試料との距離を調整可能
としたことにより、カラー試料の大きさが製品によって
異なっても、その大きさに合わせてカメラの幅方向の調
整を容易に行うことができる。

【００３６】また、光源部に透過光源と反射光源とを配
置し、これらを切替え可能にしたことにより、透過光源
により色抜けやムラの検出が有利に行え、反射光源によ
り異物の検出が有利に行うことができることから、欠陥
の種類によって検査装置を別に用意する必要がなくなり
便利である。

【００３７】また、光学フィルタまたは分光光源を使用
することにより、検査すべき特定色の着色画素のそれぞ
れについて欠陥部分を明確に認識できることから、白色
光では検出しにくかった着色画素ごとの白抜け欠陥、他
の色との混色欠陥、種々の色を含むゴミ付き欠陥、着色
濃度ムラ等を容易に検出することができ、スライスレベ
ルを小さく設定して微細な白抜け欠陥等を検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る検査装置の実施例を示すブロック
図である。

【図２】透過光源を用いた場合を説明するための要部の
斜視図である。

【図３】反射光源を用いた場合を説明するための要部の
斜視図である。

【図４】検出性能をアップする方式を用いた光源装置の
構成図である。

【図５】光学フィルタのうちのイエローフィルタの光学
特性を示すグラフである。

【図６】光学フィルタのうちのマゼンタフィルタの光学
特性を示すグラフである。

【図７】光学フィルタのうちのシアンフィルタの光学特
性を示すグラフである。

【図８】光学フィルタのうちのブルーフィルタの光学特
性を示すグラフである。

【図９】光学フィルタのうちのグリーンフィルタの光学
特性を示すグラフである。

【図１０】光学フィルタのうちのレッドフィルタの光学
特性を示すグラフである。

【図１１】カラーフィルタ基板に形成する着色画素の光
学特性を示すグラフである。

【図１２】カラーフィルタ基板にＲ，Ｇ，Ｂの着色画素
を順次形成した状態を示すイメージ図である。

【符号の説明】

ＣＦ カラーフィルタ基板（カラー試料） １ 光源部 １１ 透過光源 １２ 反射光源 １３ 光源 １５ 光学フィルタ ２ 画像入力部 ２１，２２ カメラ ２３ａ 幅方向モータ ２３ｂ 前後進モータ ２４ センサ指示機構制御部 ３ 検査処理部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １色以上の着色材料でパターン状の着色
   画素が形成されてなるカラー試料を照射するための光源
   を有する光源部と、前記カラー試料の透過光もしくは反
   射光を検出して認識する画像入力部と、認識した画像を
   基準値と比較して欠陥の有無を判別する検査処理部とを
   備えたカラー試料の検査装置において、カラー試料の画
   像を入力する２台で１組のカメラを前記画像入力部に配
   置するとともに、この２台のカメラをカラー試料の幅に
   合わせて相対的に移動させる第１の制御手段と、この２
   台のカメラをカラー試料に対して近づいたり離れたりす
   る方向に移動させる第２の制御手段とを設けたことを特
   徴とするカラー試料の検査装置。
2. 【請求項２】 前記光源と前記カラー試料の間に、カラ
   ー試料の中の検査すべき着色画素とは異なる分光透過率
   または分光反射率のピークを持つ光学フィルタを配置し
   たことを特徴とする請求項１記載のカラー試料の検査装
   置。
3. 【請求項３】 前記カラー試料と前記画像入力部の間
   に、カラー試料の中の検査すべき着色画素とは異なる分
   光透過率または分光反射率のピークを持つ光学フィルタ
   を配置したことを特徴とする請求項１記載のカラー試料
   の検査装置。
4. 【請求項４】 前記光源に、カラー試料の中の検査すべ
   き着色画素の分光透過率または分光反射率のピークと異
   なる分光強度ピークを持つ分光光源を使用したことを特
   徴とする請求項１記載のカラー試料の検査装置。
5. 【請求項５】 １色以上の着色材料でパターン状の着色
   画素が形成されてなるカラー試料を照射するための光源
   を有する光源部と、前記カラー試料の透過光もしくは反
   射光を検出して認識する画像入力部と、認識した画像を
   基準値と比較して欠陥の有無を判別する検査処理部とを
   備えたカラー試料の検査装置において、前記光源部に透
   過光源と反射光源とを配置し、これらを切替え可能にし
   たことを特徴とするカラー試料の検査装置。
6. 【請求項６】 前記光源と前記カラー試料の間に、カラ
   ー試料の中の検査すべき着色画素とは異なる分光透過率
   または分光反射率のピークを持つ光学フィルタを配置し
   たことを特徴とする請求項５記載のカラー試料の検査装
   置。
7. 【請求項７】 前記カラー試料と前記画像入力部の間
   に、カラー試料の中の検査すべき着色画素とは異なる分
   光透過率または分光反射率のピークを持つ光学フィルタ
   を配置したことを特徴とする請求項５記載のカラー試料
   の検査装置。
8. 【請求項８】 前記光源に、カラー試料の中の検査すべ
   き着色画素の分光透過率または分光反射率のピークと異
   なる分光強度ピークを持つ分光光源を使用したことを特
   徴とする請求項５記載のカラー試料の検査装置。