説明

検査装置

【課題】シフト減算処理して2値化する際に、ノイズを低減し、微小な欠陥の検出を可能にして、測定精度を向上させる。
【解決手段】検査パネルの画像を取り込むラインセンサーカメラと、当該ラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす移動手段と、当該移動手段で前記ラインセンサーカメラと前記検査パネルとの間を設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラでスキャンして検査パネルの画像を取り込む制御部とを備えた検査装置である。前記制御部は、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、PDPの背面板やLCD等の検査パネルとラインセンサーカメラとを相対的にずらしながら当該ラインセンサーカメラで検査パネルの画像を取り込んで当該検査パネルの欠陥を検出する検査装置に関する。
【背景技術】
【0002】
LCD等の表示パネルにおいては、その表示面に欠陥がないか否かを検査する必要がある。この表示面の欠陥を検出する検査装置は一般に知られている。この検査装置の一例を図1に示す。
【0003】
検査装置は主に、パネル載置台1と、ラインセンサーカメラ2と、斜光照明装置3と、制御部4とから構成されている。
【0004】
パネル載置台1は、検査対象のパネル5を載置して欠陥の検出を行う台である。このパネル載置台1は、パネル5を少なくともY方向(図1中の左右方向)に移動させる移動機構(図示せず)が組み込まれる。なお、パネル載置台1の代わりに、ベルトコンベア等によってパネル5を一方へ連続的に搬送する構成の場合もある。この移動機構により、ラインセンサーカメラ2とパネル5とが整合するように位置調整された状態で、移動機構が、パネル載置台1を支持して一方(Y方向)へ移動させる。
【0005】
ラインセンサーカメラ2は、パネル5の表示面の画像を取り込むための読み取り装置である。ラインセンサーカメラ2は、パネル5の幅よりも長くなるように構成されている。これにより、ラインセンサーカメラ2は、移動機構にパネル載置台1と相対的にずらされながら、パネル5の一方の端部から他方の端部までスキャンして、パネル5の表示面の画像を取り込む。
【0006】
斜光照明装置3は、パネル5の表示面を照明するための装置である。この斜光照明装置3は、ラインセンサーカメラ2でパネル5の全体の画像を取り込む際に、パネル5の表示面を照明する。
【0007】
制御部4は、ラインセンサーカメラ2でパネル5の全体の画像を取り込む際に、各装置を制御すると共に、ラインセンサーカメラ2で取り込んだ画像を処理する。例えば、ラインセンサーカメラ2で取り込んだ画像と、予め記録しておいた基準となる画像とを、互いに7画素分だけシフトさせて減算処理し、その後に2値化して、欠陥等を映像化する。
【0008】
このような検査装置の一例としては、特許文献1、特許文献2等がある。
【特許文献1】特開2001−250108号公報
【特許文献2】特開平11−83754号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
ところで、前記検査装置では、ラインセンサーカメラ2で取り込んだ画像を処理するに際して、制御部4では、縦方向及び横方向を同じ分解能で処理している。この場合、以下の問題が生じる。
【0010】
例えば図2に示すように、パネル5の1画素のピッチを500μmとして、分解能67μmで画像を取り込むとする場合、ラインセンサーカメラ2による7.4画素のスキャンで、パネル5の1画素分を取り込むことになる。しかしこの場合は、ノイズが多くなってしまう。例えば図3(a)のパネル裏面画像に対して、7画素分のシフト減算処理をして2値化すると、図3(b)のようにノイズが多く見られる。また、8画素シフト減算処理して2値化する場合も、図3(c)のようにノイズが多く見られる。
【0011】
このノイズは、前記7.4画素中の0.4画素の端数が量子化されるとき、上下に分割される割合から誤差として発生するものである。この誤差を解消する手段として、2値化時のしきい値を上げることが考えられるが、このしきい値を上げると、ノイズは無くなるが、微小な欠陥の検出はできなくなる。このために、検査装置による測定精度が低下してしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、数画素シフトさせて減算処理して2値化する欠陥検査において、2値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くして、微小な欠陥の検出を可能にする検査装置を提供するものである。このために、本発明は、検査パネルの画像を取り込むラインセンサーカメラと、当該ラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす移動手段と、当該移動手段で前記ラインセンサーカメラと前記検査パネルとの間を設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラでスキャンして検査パネルの画像を取り込む制御部とを備えた検査装置において、前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする。
【0013】
前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定することで、数画素シフトさせて減算処理して2値化する際に、2値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くすことができる。
【0014】
前記制御部は、1回のスキャンによる1ラインの画像読み取り時間を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定することが望ましい。
【0015】
また、 前記制御部は、前記移動手段でラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす速度を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定することが望ましい。
【発明の効果】
【0016】
前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定することで、数画素シフトさせて減算処理して2値化する際に、2値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くすことができるため、微小な欠陥の検出が可能になり、測定精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の実施形態に係る検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。
【0018】
本実施形態に係る検査装置の全体構成は、前記背景技術で説明した検査装置とほぼ同様であるため、ここでは本発明の特徴部分を中心に説明する。本発明の特徴部分は制御部にあるが、ここでは便宜的に、従来と同じ図番(制御部4)を付して説明する。
【0019】
本実施形態に係る検査装置は、ラインセンサーカメラ2で画像を取り込む際に、横方向(図1中の紙面に垂直な方向、X方向)の分解能を固定して、縦方向(図1中のラインセンサーカメラ2とパネル5とを相対的にずらす左右方向、Y方向)の分解能を変更可能としてパネル5の1画素のピッチに合わせる機能を備えたものである。この機能は、制御部4に格納されている。
【0020】
この制御部4は、前記背景技術で説明した従来の制御部4とほぼ同様の機能を有すると共に、さらに以下の機能が追加されている。
【0021】
本実施形態の制御部4は、入力部(図示せず)からの操作に応じて、各装置を制御すると共に、取り込んだ画像を処理して、表示部(図示せず)に表示させる。この制御部4は、メモリ、遅延手段、差分取得手段、2値化手段等(いずれも図示せず)が組み込まれて構成されている。さらに、制御部4には、ラインセンサーカメラ2でパネル5の表示面の画像を基準画像として取り込んで、当該基準画像を前記遅延手段で数画素分(例えば7画素分)だけシフトさせた画像を前記差分取得手段で前記基準画像から減算してその差分を取得する処理機能が格納されている。遅延手段は、前記基準画像を例えば7画素分だけシフトさせた画像を形成するための手段である。差分取得手段は、当該遅延手段でシフトされた画像と前記基準画像との差分をとるための手段である。差分取得手段では、単純に前記画像を前記基準画像から減算する場合と、各画像に重み付けをして減算する場合がある。
【0022】
さらに制御部4には次の機能が格納されている。即ち、パネル載置台1内に組み込まれた移動手段(移動機構)で前記ラインセンサーカメラ2と前記パネル5とを設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラ2でスキャンしてパネル5の画像を取り込む際に、前記ラインセンサーカメラ2によるスキャンを、前記パネル5の1画素に対して整数回になるように設定する機能が、制御部4に格納されている。この機能の具体的態様としては以下の2つがある。即ち、1回のスキャンによる1ラインの画像読み取り時間(スキャンレート)を変えて、前記ラインセンサーカメラ2によるスキャンが前記パネル5の1画素に対して整数回になるように設定する態様と、前記移動手段でラインセンサーカメラ2と前記パネル5とを相対的にずらす速度を変えて、前記ラインセンサーカメラ2によるスキャンが前記パネル5の1画素に対して整数回になるように設定する態様の2つがある。
【0023】
図2〜4に基づいて具体例を示す。図2のパネル5の1画素のピッチが500μmであって、分解能67μmで画像を取り込む場合は、パネル5の1画素あたりの画像割付が7.4画素となり、7画素又は8画素のシフト画像減算ではノイズが出る。
【0024】
そこで、ノイズを消すために、横方向の分解能を67μmのままにして、縦方向の分解能のみを71μmに変更する。これは以下の理由による。即ち、500μm/7画素≒分解能71.4μmとなり、7画素シフト画像減算処理が可能となるためである。
【0025】
この縦方向の分解能を71μmに変更してラインセンサーカメラ2で取り込んだ画像を、7画素シフト減算処理して2値化した結果を図4に示す。この図4の結果と前記図3の結果を比較してみると、分解能71μmでの処理の場合の方がノイズが少ないことが分かる。
【0026】
パネルの品種の違い等に伴うパネルピクセルピッチ(パネル5の1画素のピッチ)の変更に対しては、次の表に示す態様で分解能を特定する。
【表1】

【0027】
[実施例1]
スキャンレートの設定
スキャンレート(1ラインの画像を取り込む時間)は次のように容易に変更することができる。
【0028】
ラインセンサーカメラ2としてNED社製ラインカメラSui51を用いると、最大スキャンレートは133μsとなり、1秒間に7518画像ラインを取り込むことが可能である。この数値は、(1秒/0.133μs≒7518画素)による(図5参照)。
【0029】
仮にこのスキャンレートを400μsとすると1秒間に2500画素ライン(図6(a))、200μsとすると1秒間に5000画素ライン(図6(b))取り込むことができる。
【0030】
ここで、画像取り込みをするステージの速度を300mm/秒とすると、1秒間に300mm移動することから、分解能は下記のようになる。
【0031】
スキャンレート200μsの場合
分解能60μm/画素(300mm/5000画素)
スキャンレート400μsの場合
分解能120μm/画素(300mm/2500画素)
このように、スキャンレートを変更することで、分解能を容易に変更することができる。
【0032】
[実施例2]
パネルピクセルピッチ500μm、移動手段によるステージ速度300mm/sec、縦横分解能67μm、スキャンレート225μsで画像を取り込んで処理を行った。
【0033】
パネルピクセルピッチ500μmでは、CCD画素7.4×7.4画素で割り付ける。
【0034】
この結果は、前述の場合(図3参照)と同様にノイズが多く見られた。
【0035】
一方、パネルピクセルピッチ500μm、移動手段によるステージ速度300mm/sec、縦分解能71μm、横分解能67μm、スキャンレート238μsで画像を取り込んで処理を行った。
【0036】
スキャンレートを238μsにしたのは次の理由による。分解能67μmでの画像取り込み時にスキャンレートが225μsであるため、分解能67μmでは、225×(71/67)≒238μsとなる。
【0037】
これにより、パネルピクセルピッチ500μmでは、CCD画素7.4×7画素で割り付けられる。
【0038】
縦方向シフト画素減算処理では、パネルピクセルピッチが500μm、縦分解能が71μmの場合、500(μm)/71(μm/画素)≒7.04画素割り付けとなり、パネルの1画素あたりCCD画素が7.4×7画素で割り付けられる。
【0039】
この結果、縦方向7画素シフト画像減算処理を行うと、前述の場合(図4参照)と同様に、ノイズの少ない画像となる。
【0040】
なお、横方向割付7.4画素の場合、縦方向シフト減算処理では、ノイズの影響はない。横方向の分解能は、画像処理上、固定分解能であるため、問題にならない。
【0041】
[効果]
1画素のピッチの違う(品種の違う)パネルの1画素のピッチに、ラインセンサーカメラ2による画素数を合わせることで、差分画像(数画素シフトさせて減算処理した画像)のノイズを低減させることができる。
【0042】
縦方向分解能可変(縦方向端数なし)画像取り込みと、シフト画像減算処理とを行うことで、ノイズ低減が可能であり、過剰な処理を低減することができる。
【0043】
横方向の分解能は固定であるため、カメラ視野が変わらない。横方向分解能67μmで5000画素のラインセンサーカメラ2を使用すると、335mmの視野幅を固定で、確保できる。
【0044】
縦方向の分解能のみ変更するため、ハード的移動、変更が不要である。具体的には、ラインセンサーカメラ2の露光時間(1ラインの画像を取り込む時間)のみを変更するだけで、又は前記ラインセンサーカメラ2と前記パネル5とを相対的にずらす速度(移動速度)を変更することで、縦方向の分解能を変更することができる。
【0045】
このように、前記制御部が、前記ラインセンサーカメラ2によるスキャンを、前記パネル5の1画素に対して整数回になるように設定することで、数画素シフトさせて減算処理して2値化する際に、2値化時のしきい値を上げることなくノイズを無くすことができる。この結果、微小な欠陥の検出が可能になり、測定精度が向上する。
【0046】
さらに、検査対象を新品種のパネルに変更する場合でも、縦方向の分解能を変更するだけで済むため、短時間で新品種の検査態勢を立ち上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図2】パネルの表面を示す要部拡大図である。
【図3】従来の方式による、7画素分のシフト減算処理をして2値化した結果を示す模式図である。
【図4】本願発明の方式による、7画素分のシフト減算処理をして2値化した結果を示す模式図である。
【図5】スキャン方式を示す模式図である。
【図6】スキャンレートを変えた場合の違いを示す模式図である。
【符号の説明】
【0048】
1 パネル載置台
2 ラインセンサーカメラ
3 斜光照明装置
4 制御部
5 パネル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
検査パネルの画像を取り込むラインセンサーカメラと、当該ラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす移動手段と、当該移動手段で前記ラインセンサーカメラと前記検査パネルとの間を設定速度で相対的にずらしながら、前記ラインセンサーカメラでスキャンして検査パネルの画像を取り込む制御部とを備えた検査装置において、
前記制御部が、前記ラインセンサーカメラによるスキャンを、前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする検査装置。
【請求項2】
請求項1に記載の検査装置において、
前記制御部が、1回のスキャンによる1ラインの画像読み取り時間を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする検査装置。
【請求項3】
請求項1に記載の検査装置において、
前記制御部が、前記移動手段でラインセンサーカメラと前記検査パネルとを相対的にずらす速度を変えて、前記ラインセンサーカメラによるスキャンが前記検査パネルの1画素に対して整数回になるように設定したことを特徴とする検査装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2008−101975(P2008−101975A)
【公開日】平成20年5月1日(2008.5.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−283775(P2006−283775)
【出願日】平成18年10月18日(2006.10.18)
【出願人】(000153018)株式会社日本マイクロニクス (349)
【Fターム(参考)】