JP2002014058A

JP2002014058A - 検査方法及び装置

Info

Publication number: JP2002014058A
Application number: JP2000198169A
Authority: JP
Inventors: Kotaro Kobayashi; 弘太郎小林; Shoichi Ishii; 彰一石井; Noriaki Yugawa; 典昭湯川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-18

Abstract

(57)【要約】【課題】立体的な検査対象パターンを１次元ＣＣＤ撮
像素子で撮像して検査する際に、撮像範囲に対して均等
に照明できてワーク上の検査対象パターンの適正な画像
を得ることができる検査方法及び装置を提供する。【解決手段】ワーク１上の撮像範囲５に対して４方向
からのライン照明手段１１〜１４を組み合わせて照明す
ることによりワーク１上の検査対象パターンで拡散した
光が１次元ＣＣＤ３に入力する光の強度が均一になるよ
うにし、立体的な検査対象パターンの適正な画像が得ら
れるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶パネルにおけ
る液晶の封止材のような立体的な形状をしたパターンの
検査を行う場合や、ガラスなどの平坦な検査対象に対し
て異物・傷などの異常が無いかを検査する場合に有効な
検査方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラスなどの平坦なワーク表面に
立体的に入射光を拡散し易い材料を用いて形成されてい
るパターンを検査する場合には、図７に示すように、リ
ング照明を用いて光を斜め方向から照射する方法が用い
られている。

【０００３】図７において、２１はワークで、ガラス板
２１ａ上に検査対象の封止材パターン２１ｂが形成され
ている。２２は認識カメラで、１次元ＣＣＤ２３などの
１次元撮像素子と撮像レンズ系２４を備えている。２５
は１次元ＣＣＤ２３による撮像範囲で、この撮像範囲２
５の上部にリング照明手段２６が配設され、撮像範囲２
５を全方向から照明するように構成されている。２７
は、ワーク２１を支持する受け面である。そして、リン
グ照明手段２６にて撮像範囲２５を照明して１次元ＣＣ
Ｄ２３にて画像を取り込み、画像処理によって封止材パ
ターン２１ｂの検査を行っている。

【０００４】このような検査方法によると、ワーク２１
の封止材パターン２１ｂ以外の背景部分へ照射された光
はワーク２１の表面で正反射され、その正反射光３０は
１次元ＣＣＤ２３に入射せず、封止材パターン２１ｂ部
分に入射した光は拡散してその拡散光２９が１次元ＣＣ
Ｄ２３に入射するため、１次元ＣＣＤ２３にて封止材パ
ターン２１ｂ部分のみ輝度が上がった画像が得られる。
また、一方向から照明した場合には、封止材パターン２
１ｂが立体的であるため影になって光が照射されない部
分が出てくるが、全方向から光が照射されるために封止
材パターン２１ｂの方向に関わらず輝度が得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成においては、次のような問題がある。

【０００６】１）ワーク２１に対する撮像範囲２５を
広げて検査しようとした場合、図８に示すように、リン
グ照明手段２６からの照明光２８のワーク２１表面での
正反射光３０が１次元ＣＣＤ２３に入射し、封止材パタ
ーン２１ｂのない部分の輝度も高い状態で撮像され、リ
ング照明手段２６の大きさに比して撮像範囲２５が小さ
く、装置が大型化するという問題がある。

【０００７】２）封止材パターン２１ｂと照明の距離
が異なり、場所によっては照射される光の角度の偏りが
大きくなり、そのため１次元ＣＣＤ２３による封止材パ
ターン２１ｂの画像の輝度が、場所によって異なる場合
がある。図９を参照して説明すると、図９（ａ）は認識
カメラ２２側からワーク２１を見た状態を示し、図９
（ｂ）はその際の画像パターンを示しており、撮像範囲
２５の中央の封止材パターン２１ｂの画像パターン３１
は全方向からの照明がほぼ均等に照射されて均一な輝度
分布の適正な画像パターンが得られているが、撮像範囲
２５の端部の封止材パターン２１ｂの画像パターン３２
は左から右に照射される光の成分が大きいため、左側３
２ａは右側３２ｂの部分より輝度が明るい状態の画像パ
ターンとなってしまう。

【０００８】３）リング照明手段２６からの照明光２
８が、図１０（ａ）に示すように、ガラス板２１ａを通
過して受け面２７で拡散し、その拡散光３３の影響で封
止材パターン２１ｂのない部分の輝度も高い状態で撮像
されることになる。これに対して、図１０（ｂ）に示す
ように、受け面２７上に反射防止材３４を貼り付けるな
どの対策を講じられることがあるが、図１１（ａ）に示
すように、受け面２７上に貼り付けた反射防止材３４上
にワーク２１を支持させて検査を行った後、図１１
（ｂ）に示すように、ワーク２１を取り外す際に、ワー
ク２１に剥離帯電が生じて問題となる場合がある。例え
ば、ワーク２１が石英ガラス、反射防止材３４がポリフ
ェノールである場合などは剥離帯電による帯電量が大き
くなる。

【０００９】４）ワーク２１が、図１２に示すよう
に、透明なガラス板２１ａ上に反射率が高い金属パター
ン２１ｃが印刷されている場合、透明な部分にある封止
材パターン２１ｂでは、このパターン部分に照射された
照明光２８が拡散し、その拡散光２９の内の１次元ＣＣ
Ｄ２３に向かう方向成分しか１次元ＣＣＤ２３に入光し
ないのに対し、金属パターン２１ｃ上に形成された封止
材パターン２１ｂでは、それに加えて透明なガラス板２
１ａ部分では下方に抜けていた拡散光２９も金属パター
ン２１ｃ部分で反射されて１次元ＣＣＤ２３に入光する
ため、ワーク２１の表面状態が場所によって異なる場合
に、封止材パターン２１ｂが場所によって輝度が異なる
状態で撮像されることになる。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、撮像
範囲に対して均等に照明できてワーク上の検査対象の適
正な画像を得ることができ、またワークの受け面での拡
散光の影響及びワークを受け面から取り外す際に剥離帯
電が生じることがなく、またワーク表面に反射面を有す
る場合にも検査対象の適正な画像を得ることができる検
査方法及び装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の検査方法は、ワ
ーク表面上の立体的な検査対象を撮像レンズ系を介して
１次元撮像素子で撮像して検査する際に、１次元撮像素
子によるライン状の撮像範囲に対してライン照明にて４
方向から均等に照明するものであり、ライン状の撮像範
囲の立体的な検査対象が４方向から均等に照明されるた
め、検査対象で拡散して撮像素子に入力する光強度を均
一にすることができ、適正な検査対象の画像が得られて
正確な検査を行うことができる。

【００１２】また、ワークとその受け面の間に空間を形
成すると、ワークが光透過性の場合に受け面での拡散光
が１次元撮像素子に入光するのを低減でき、主として検
査対象での散乱光が１次元撮像素子に入光するようにで
きるので、適正な検査対象の画像が得られ、かつワーク
と受け面の間に空間が存在することによりワークを取り
外す際に剥離帯電が生じることがなく、帯電による悪影
響を受けない。

【００１３】また、ワーク表面の一部に反射面を有し、
検査対象の一部がその反射面上に形成されている場合
に、ワークの受け面に鏡面処理を行い、撮像レンズ系に
テレセントリックレンズを用いると、受け面での拡散光
を無くして検査対象画像の表面状態の違いによるコント
ラスト差を低減することができ、かつ撮像範囲外での正
反射光が１次元撮像素子に入光するのを防止されるの
で、適正な画像を得ることができる。

【００１４】また、以上の検査方法は、好適には液晶の
封止材パターンの検査に適用でき、またガラス表面の異
物・傷の検査にも適用できる。

【００１５】また、本発明の検査装置は、ワーク表面上
の立体的な検査対象を撮像レンズ系を介して１次元撮像
素子で撮像して検査する検査装置において、１次元撮像
素子によるライン状の撮像範囲に対して４方向からそれ
ぞれ均等に照明する４つのライン照明手段を設けたもの
であり、上記のように検査対象で拡散して１次元撮像素
子に入力する光強度を均一にすることができ、適正な検
査対象の画像が得られて正確な検査を行うことができ
る。

【００１６】また、ワークをその受け面との間に空間を
設けて支持するように構成すると、上記のようにワーク
が光透過性の場合にも適正な検査対象の画像が得られ、
かつワークを取り外す際に剥離帯電が生じることがな
く、帯電による悪影響を受けない。

【００１７】また、ワークの受け面を鏡面に形成すると
ともに、撮像レンズ系にテレセントリックレンズを用い
ると、上記のようにワーク表面の一部に反射面を有し、
検査対象の一部がその反射面上に形成されている場合に
も、検査対象画像の表面状態の違いによるコントラスト
差を低減でき、かつ撮像範囲外での正反射光が撮像素子
に入光するのを防止できて適正な画像を得ることができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の検査方法及び装置
を液晶の封止材パターンの検査に適用した第１の実施形
態について、図１、図２を参照して説明する。

【００１９】図１において、受け面１０上に支持されて
いるワーク１の上方に、１次元撮像素子である１次元Ｃ
ＣＤ３と撮像レンズ系４を有する認識カメラ２が配設さ
れ、この認識カメラ２の四側方に１次元ＣＣＤ３による
ライン状の撮像範囲５に向けて４方向から照明光を照射
するライン照明手段１１〜１４が配設されている。ワー
ク１は、図２に示すように、液晶のカラーフィルタ６上
に検査対象である封止材パターン７が塗布されたもので
あり、カラーフィルタ６には封止材パターン７が塗布さ
れる前に金属パターン８が形成されており、封止材パタ
ーン７は金属パターン８の存在しない部分だけでなく、
存在する部分にも塗布されている。

【００２０】ライン照明手段１１〜１４の配置及び構成
を詳細に説明すると、各ライン照明手段１１〜１４は１
次元ＣＣＤ３と平行に配設され、これらライン照明手段
１１〜１４がそれぞれライン状の撮像範囲５上をライン
状に照明するように構成されている。即ち、ライン照明
手段１１、１２は１次元ＣＣＤ３の延長線上両側に、ラ
イン照明手段１３、１４は１次元ＣＣＤ３の中心を通り
かつ垂直に交わる平面上にその中心が位置するように配
設され、かつライン照明手段１１と１２、１３と１４が
１次元ＣＣＤ３の中心点を中心として等距離となるよう
に配設されている。また、ライン照明手段１１、１２は
その照明光の正反射光が１次元ＣＣＤ３に入射しないよ
うに、図１（ｂ）のハッチング領域の外側に位置するよ
うに配置されている。

【００２１】また撮像レンズ系４の中心軸９と、ワーク
１が交わる点にライン照明手段１１〜１４の照明光の中
心軸線が交わるように、ライン照明手段１１〜１４は角
度を持って配設されている。ライン照明手段１３、１４
は、全長にわたって撮像範囲５との距離が等しいので、
全体の光量を等しくしている。一方、ライン照明手段１
１、１２は、撮像範囲５との距離が場所によって異なっ
ており、かつライン照明に集光レンズを用いても完全な
平行光とはならずに拡散してしまうため、距離が遠い程
照度は低くなるので、これを補正するため１１ａ、１２
ａから１１ｂ、１２ｂに向かって光量が多くなるように
光量分布を持たせている。こうすることで、撮像範囲５
の全体が均等な照度で照明され、１次元ＣＣＤ３により
全体が均一な輝度の均一な画像が得られる。

【００２２】次に、本発明の第２の実施形態について、
図３を参照して説明する。

【００２３】図３において、ワーク１の下面における物
体が接しても良い部分にスペーサ（図示せず）が介装さ
れ、ワーク１とその受け面１０の間に空間１５が設けら
れている。なお、ワーク１が撓んでしまうような場合に
は、撮像レンズ系４の被写界深度を十分大きくして撓み
を吸収できるようにする必要がある。

【００２４】こうすることで、ワーク１を取り除くとき
に、ワーク１と受け面１０との間で剥離帯電するのを防
止することができる。さらに、ワーク１と受け面１０間
の距離を十分に大きくとれる場合には、照明による受け
面１０への照射光は図３（ａ）に示すように撮像される
部分には照射されず、１次元ＣＣＤ３に入射される受け
面１０での散乱光も低減されるため、受け面１０に反射
防止材を設ける必要も無くなる。かくして、受け面１０
での散乱光の影響も無くすことができる。

【００２５】次に、本発明の第３の実施形態について、
図４、図５を参照して説明する。なお、基本構成は上記
第２の実施形態と同一であり、相違点のみを説明する。

【００２６】図４において、本実施形態では受け面１０
が鏡面処理を施した鏡面処理受け面１６にて構成されて
いる。これにより、封止材パターン７の下に金属パター
ン８が印刷されていない部分においても、下方に抜けた
散乱光１７の一部が鏡面処理受け面１６で反射され、ま
た封止材パターン７に直接照明されなかった照射光１８
も鏡面処理受け面１６で反射されて下方から封止材パタ
ーン７に照射される。そのため、金属パターン８が下に
印刷されていない封止材パターン７においても金属パタ
ーン８が印刷された部分と同等の輝度が得られることと
なる。

【００２７】ただし、図５（ａ）のように、封止材パタ
ーン７から下方に抜けた散乱光１７の一部が鏡面処理受
け面１６で反射され、１次元ＣＣＤ３の方向へ向かうた
め、その撮像画像に、図５（ｂ）に示すように、正規パ
ターン２０の側部にゴーストパターン１９が現れる恐れ
があるため、撮像レンズ系４はテレセントリックな光学
系にして光軸と平行な光のみを１次元ＣＣＤ３に入射さ
れるように構成している。こうすることで、金属パター
ン８の有無によって輝度が異なってしまうのを防止でき
るとともに、受け面１０での散乱光も低減することがで
きる。また、ワーク１の材質がガラスの場合、受け面１
０にステンレス、アルミなどを用いることができ、それ
によって剥離帯電を生じることもない。

【００２８】以上の実施形態では、液晶の封止材パター
ンの検査を行う例を説明したが、本発明は、同様にガラ
ス基板上の異物、突起、傷などを検出する場合にも同様
に適用することができる。その際、方向性のある傷や異
物などを検出する場合に、従来例では、図６（ａ）に示
すように、矢印で示すように１方向の照明光が強い場合
に正確な形状や大きさで検出できない場合が起こり得る
のに対して、本発明では、図６（ｂ）に示すように、４
方向から均等に照明されるので、正確な形状及び実際の
大きさに対応した面積検出することができる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の検査方法及び装置によれば、以
上のようにワーク表面上の立体的な検査対象を撮像レン
ズ系を介して１次元撮像素子で撮像して検査する際に、
１次元撮像素子によるライン状の撮像範囲に対してライ
ン照明にて４方向から均等に照明するようにしたので、
ライン状の撮像範囲の立体的な検査対象が４方向から均
等に照明され、検査対象で拡散して撮像素子に入力する
光強度を均一にすることができ、適正な検査対象の画像
が得られて正確な検査を行うことができる。

【００３０】また、ワークとその受け面の間に空間を形
成すると、ワークが光透過性の場合に受け面での拡散光
が撮像素子に入光するのを低減でき、主として検査対象
での散乱光が撮像素子に入光するようにできるので、適
正な検査対象の画像が得られ、かつワークと受け面の間
に空間が存在することによりワークを取り外す際に剥離
帯電が生じることがなく、帯電による悪影響を受けな
い。

【００３１】また、ワーク表面の一部に反射面を有し、
検査対象の一部がその反射面上に形成されている場合
に、ワークの受け面に鏡面処理を行い、撮像レンズ系に
テレセントリックレンズを用いると、受け面での拡散光
を無くして検査対象画像の表面状態の違いによるコント
ラスト差を低減することができ、かつ撮像範囲外での正
反射光が撮像素子に入光するのは防止されるので、適正
な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の検査装置の第１の実施形態の概略構成
を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視
図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。

【図２】同実施形態におけるワークの部分拡大断面図で
ある。

【図３】本発明の検査装置の第２の実施形態の概略構成
を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。

【図４】本発明の検査装置の第３の実施形態の要部の部
分拡大正面図である。

【図５】同実施形態において解消すべき課題を示し、
（ａ）は要部の部分拡大正面図、（ｂ）はその撮像画面
の説明図である。

【図６】本発明を他の検査対象に適用した場合の例を示
し、（ａ）は従来例における検出すべき欠陥とその撮像
画像を示し、（ｂ）は本発明における検出すべき欠陥と
その撮像画像を示す説明図である。

【図７】従来例の検査装置の概略構成を示す正面図であ
る。

【図８】従来例において検査範囲を広げた場合の問題点
を示す正面図である。

【図９】従来例における問題点を示し、（ａ）は平面
図、（ｂ）はその撮像画面の平面図である。

【図１０】従来例における問題点とその解消手段を示
し、（ａ）は受け面での散乱光の状態を示す正面図、
（ｂ）は反射防止材により散乱光を無くした状態の正面
図である。

【図１１】従来例における反射防止材を設けた場合の問
題点を示し、（ａ）はワークの支持状態を示す縦断正面
図、（ｂ）はワークを取り外した時の状態を示す縦断正
面図である。

【図１２】従来例における問題点を示すワークの要部の
拡大縦断正面図である。

【符号の説明】

１ワーク３１次元ＣＣＤ（１次元撮像素子）４撮像レンズ系７封止材パターン（検査対象パターン）８金属パターン１０受け面１１〜１４ライン照明手段１５空間１６鏡面処理受け面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者湯川典昭大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2G051 AA73 AB07 BA02 BB02 CA03 CB01 CC09 2G086 EE10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワーク表面上の立体的な検査対象を撮像
レンズ系を介して１次元撮像素子で撮像して検査する際
に、１次元撮像素子によるライン状の撮像範囲に対して
ライン照明にて４方向から均等に照明することを特徴と
する検査方法。
【請求項２】ワークとその受け面の間に空間を形成す
ることを特徴とする請求項１記載の検査方法。
【請求項３】ワーク表面の一部に反射面を有し、検査
対象の一部がその反射面上に形成されている場合に、ワ
ークの受け面に鏡面処理を行い、撮像レンズ系にテレセ
ントリックレンズを用いることを特徴とする請求項１又
は２記載の検査方法。
【請求項４】請求項１〜３の何れかに記載の方法を用
いて、液晶の封止材パターンの検査を行うことを特徴と
する検査方法。
【請求項５】請求項１〜３の何れかに記載の方法を用
いて、ガラス表面の異物・傷の検査を行うことを特徴と
する検査方法。
【請求項６】ワーク表面上の立体的な検査対象を撮像
レンズ系を介して１次元撮像素子で撮像して検査する検
査装置において、１次元撮像素子によるライン状の撮像
範囲に対して４方向からそれぞれ均等に照明する４つの
ライン照明手段を設けたことを特徴とする検査装置。
【請求項７】ワークをその受け面との間に空間を設け
て支持するように構成したことを特徴とする請求項６記
載の検査装置。
【請求項８】ワークの受け面を鏡面に形成するととも
に、撮像レンズ系にテレセントリックレンズを用いたこ
とを特徴とする請求項６又は７記載の検査装置。