JP2001305075A - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 必要な労力・人手を低減し、不良態様の区別
が容易であり、検査精度が高く、不良の位置情報などを
容易に蓄積・管理することができる、液晶基板の外観検
査装置を提供する。 【解決手段】 この装置は、検査対象となる基板１の主
表面に向けて、それぞれ異なる方向から光を照射する複
数の照射手段としてのリングライト２、ラインライト３
などと、撮影手段としてのＣＣＤカメラ６，７を備え
る。さらにこれらに対する基板１の相対位置を自在に移
動できる位置決め手段として２軸ロボット９と、主表面
のうち部位ごとに、ライトおよびＣＣＤカメラのうち適
切なものを選択して組合せて、画像情報を取得し、不良
箇所を検出容易なように画像処理して表示する表示手段
としてモニタ８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、基板の表面の外観
の検査を行なう検査装置に関する。より特定的には、た
とえば、液晶表示装置のガラス基板（以下、「液晶基
板」という。）の表面の外観の検査を行なう検査装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶基板の表面の外観検査は、基
準ライトの下で、オペレータが目視により、当該基板
を、各項目の限度基準のサンプルとなっている液晶基板
と比較するという感応検査で行なっていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】液晶基板の外観におけ
る不良箇所の位置情報は、工程管理上、きわめて重要な
情報である。そこで、外観検査において、不良箇所が発
見された場合、オペレータによる液晶基板自体へのマー
キングなどは、行われていた。しかし、位置情報の記録
を系統的に行なおうとすると、オペレータの手作業が大
幅に増加し、オペレータにとって時間的にも肉体的にも
負担が大きくなるため、マーキングを行なうのみに留ま
り、その位置情報の資料としての蓄積は行われていなか
った。このように、位置情報を蓄積したり、迅速に活用
したりといったことができていなかったため、工程不具
合や装置不具合の発見が遅れ、その結果、不良品数を増
加させることとなっていた。オペレータがマーキングを
行なった液晶基板についても、そのマーキング結果の管
理は煩雑であり、余分な工数を要していた。

【０００４】また、この検査自体、オペレータの目視に
よる感応検査であるため、人的要因が大きく、判定結果
は、熟練度、その日の体調などに左右されていた。液晶
基板の外観検査においては、不良の項目によっては、ミ
クロン単位での微小な不良箇所を判別しなければならな
いところ、このような人手による検査では信頼性を上げ
るには限度があった。

【０００５】さらに、不良箇所の態様によっては、汚れ
かキズかの区別がつきにくいものもあるため、検査に時
間がかかっており、誤判定も避けられなかった。

【０００６】一般に、生産途上において、不良の発生原
因を特定するためには、各工程の前後である程度長期間
に渡って、外観検査を行なうことが望まれていたが、従
来のオペレータによる外観検査では、多くの人手が必要
であり、肉体的にも負荷が大きく、十分に実践できてい
なかった。

【０００７】そこで、本発明は、必要な労力・人手を低
減し、不良の種類の区別が容易であり、検査精度が高
く、不良の位置情報などを容易に蓄積・管理することが
できる、外観検査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に基づく外観検査装置は、検査対象となる基
板の主表面に向けて、それぞれ異なる方向から光を照射
する複数の照射手段と、上記主表面を撮影する撮影手段
と、上記照射手段および上記撮影手段に対する上記基板
の相対位置を自在に移動できる位置決め手段と、上記主
表面のうち部位ごとに、上記照射手段および上記撮影手
段のうち所望のものを選択して組合せて、画像情報を取
得し、上記画像情報を不良箇所検出可能なように表示す
る表示手段とを備える。

【０００９】上記構成を採用することにより、照射手段
および撮影手段の検査部位に応じた適切な組合せによっ
て、所望の不良箇所を検査するに適した画像情報を取得
でき、表示手段によって表示させて、外観検査を行なえ
るため、外観検査に要する労力を大幅に低減でき、ま
た、検査そのものの精度を上げることもできる。

【００１０】上記発明において好ましくは、上記画像情
報の取得を、上記主表面の分割した領域ごとに行ない、
取得した上記画像情報を、上記主表面ごとに統合して記
録し、管理する、画像情報管理手段を備える。この構成
を採用することにより、一度に画像情報を取得しきれな
い程度に広い面積の主表面を有する基板についても問題
なく検査を行なうことができ、得られた画像情報は、主
表面ごとにまとめられて管理されるため、後々の参考情
報としての利用が容易となる。

【００１１】上記発明において好ましくは、上記不良箇
所に対して、上記照射手段の組合せを変えてそれぞれ光
を照射したときに、得られる上記画像情報の違いから、
上記不良箇所の種類を判別可能とする照射変更手段を備
える。この構成を採用することにより、不良箇所の不良
の種類が目視では判別しにくいものである場合にも、照
射変更手段によって照射手段の組合せを変更すること
で、判別可能とすることができる。

【００１２】上記発明において好ましくは、上記画像情
報の取得の際に、上記画像情報に基づく画像を表示する
画面上のオペレータの位置指定操作により、上記不良箇
所に対応した位置にマーキングを行なうことのできる１
以上のマーキング手段を備える。この構成を採用するこ
とにより、オペレータは画像を見ながら操作を行なうだ
けで、マーキングを行なうことができ、少ない労力で効
率良くマーキングを行なうことができる。

【００１３】上記発明において好ましくは、上記マーキ
ングにおいて、オペレータが不良項目を選択することに
よって、上記不良項目に対応した種類の上記マーキング
手段を選択するマーキング選択手段を備える。この構成
を採用することにより、不良箇所の種類によって色分け
などしてマーキングを行なうことができ、後々の不良サ
ンプルの整理・活用に便利となる。

【００１４】上記発明において好ましくは、上記マーキ
ングを行なった位置の情報から、上記不良箇所の位置情
報を取得し、取得した上記位置情報を管理する位置情報
管理手段を備える。この構成を採用することにより、不
良発生箇所に関する情報の蓄積・管理を、余分な労力を
必要とせずに、マーキングを行なうだけで自動的に行う
ことができる。

【００１５】上記発明において好ましくは、上記マーキ
ングにより、上記不良箇所の位置情報を取得し、選択さ
れた上記不良項目の種類から、上記不良箇所の不良内容
情報を取得し、取得した上記位置情報および上記不良内
容情報を管理する不良関連情報管理手段を備える。この
構成を採用することにより、余分な労力を必要とせず
に、マーキングを行なうだけで自動的に位置情報および
不良内容情報がセットで蓄積され、管理することができ
る。

【００１６】上記発明において好ましくは、事前に認識
させた上記基板のパターン情報を、上記画像情報に組合
せることで、上記不良箇所を抽出し、強調することによ
って認識可能とする、不良箇所強調手段を備える。この
構成を採用することにより、オペレータにとって、不良
箇所を発見することがきわめて容易になり、検査にかか
る負担を低減できる。また、判別が容易になるため、見
落としなどの少ない信頼性の高い検査が可能となる。

【００１７】上記発明において好ましくは、上記画像情
報に基づく画像を表示する画面において、上記不良箇所
の寸法測定を行なえる寸法測定手段を備える。この構成
を採用することにより、画面上で寸法を測定できるた
め、オペレータは、不良箇所の寸法測定を容易かつ円滑
に行なうことができ、不良品か良品か修正可能品かの判
別を正確に行なうことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１） （構成）図１に、本実施の形態における外観検査装置を
示す。この外観検査装置は、図１（ａ）に示す作業部
と、図１（ｂ）に示す表示部とからなる。図１（ａ）に
示すように、この外観検査装置は、検査対象となる基板
１の主表面に光を照射する複数の照射手段として、上方
向から照射するリングライト２と、横方向から照射する
ラインライト３と、基板１を載置するステージ１２を介
して基板１の裏面から照射するバックライト４と、ＣＣ
Ｄカメラに設けられ、ＣＣＤカメラの撮影方向と同軸方
向に照射する同軸ライト５とを備えている。また、基板
１の主表面を撮影する撮影手段として、基板１の上方
に、低倍率のＣＣＤカメラ６と、高倍率のＣＣＤカメラ
７とを備えている。ＣＣＤカメラ６，７の２本を用いる
代りに、ズーム機能付の１本のＣＣＤカメラで代用して
もよい。基板１の主表面の外観検査は、これらのＣＣＤ
カメラによって画像を取得して行なわれるが、その際に
は、不良箇所の態様や位置によって、最適な倍率が選択
可能なように構成されている。

【００１９】さらに、この外観検査装置は、複数の照射
手段および複数の撮影手段に対する基板１の相対位置
を、事前登録またはジョイスティックなどによる遠隔操
作によって自在に移動できる位置決め手段として、２軸
ロボット９を備える。

【００２０】さらに、図１（ｂ）に示すように、この外
観検査装置は、オペレータが不良箇所の検出を行なえる
ように、ＣＣＤカメラ６，７で取得した画像情報を表示
する表示手段として、モニタ８を備えている。また、こ
の外観検査装置では、照射変更手段として、照射手段の
うち照射を行なうものの選択を変更できる機構を備えて
いる。

【００２１】不良の種類にそれぞれ対応する、照射手段
と撮影手段の組合せの一例を、表１に示す。このような
組合せの情報は、事前登録しておくことが好ましい。

【００２２】

【表１】

【００２３】なお、ＣＣＤカメラ６，７による画像情報
の取得は、基板１の全体について一度に行われるのでは
なく、１枚の基板１の領域ごとに分割して行われる。図
２に、基板１の領域ごとに分割した例を示す。領域の分
割にあたっては、基板１の本来持つパターンに沿って行
なってもよいが、製造工程の都合上、特定の領域の特定
の不良を特に重点的に検査したいときには、そのような
事情を考慮して行なってもよい。図２の例では、領域１
０１〜１０７に分割しているが、これら各領域で特に重
点的に検査すべき不良の種類があらかじめわかっている
ので、表２に示すように、領域１０１〜１０７の各々に
対応して使用すべき照射手段および撮影手段が決められ
ている。

【００２４】

【表２】

【００２５】図３に、この外観検査装置の構成の概略を
示す。この外観検査装置は、分割した領域ごとに取得し
た画像情報を、１つの主表面ごとに統合して記録し、管
理する画像情報管理手段として、パーソナルコンピュー
タ１３を備えている。

【００２６】最適な画像情報を取得するための、照射手
段および撮影手段の切替については、その切替手順を事
前登録することで、切替が迅速に行なわれるように構成
されている。

【００２７】この外観検査装置は、寸法測定手段とし
て、モニタ８の画面上にカーソル１０を配置しており、
カーソル１０によって画面上で寸法を容易に測定できる
ようになっている。また、オペレータの操作で、不良箇
所に対応した位置にマーキングを行なうマーキング手段
として、マーキング部１１を備える。図４に示すよう
に、マーキング部１１は、複数のマーカ２１と、マーカ
スライド部２２と、マーカＸＹロボット２３と、シリン
ダ２４とを含む。複数のマーカ２１はそれぞれ異なる複
数の色のものを含み、マーキング選択手段として、オペ
レータの操作でモニタ８上で不良項目を選択すること
で、対応する色のマーカ２１を選択して使用できる機構
となっている。具体的には、マーカＸＹロボット２３と
によって選択すべきマーカ２１をシリンダ２４の延長上
に移動させ、シリンダ２４がそのマーカ２１を押出すこ
とによってマーカスライド部２２に沿ってマーカ２１が
送り出され、基板１の主表面にマーキングがなされる。

【００２８】（作用・効果）たとえば、主表面上にキズ
と汚れとがある場合、両者の区別は、そのままモニタ８
に映したとしても、目視では困難である場合が多い。す
なわち、図５（ａ）に示すように、リングライト２とラ
インライト３とを同時に基板１の主表面に照射した場
合、図５（ｂ）に示すように、キズ３１と汚れ３２と
は、モニタ８上では、両方とも画像として表示されるも
のの、いずれがキズでいずれが汚れか見分けがつかな
い。そこで、個々の不良箇所に対しては、上述した照射
変更手段によって、複数の照射手段のうち、一部を選択
して光を照射することで、その不良箇所の画像を浮き上
がらせることができる。具体的には、キズ３１と汚れ３
２との判別を行なうために、図５（ｃ）に示すように、
リングライト２の照射を止め、ラインライト３のみの照
射とする。すると、図５（ｄ）に示すように、キズ３１
は画像から見えなくなり、汚れ３２の画像のみが浮き上
がる。このようにして、キズ３１と汚れ３２との判別を
行なうことが可能となる。

【００２９】従来、不良箇所があった場合、その態様
が、不良品か良品か修正可能品かの判別が行われていた
が、この判別は、不良の発生している大きさによって、
判別されている。従来は、判別のために工数を増やせな
かったため、オペレータが、限度サンプルと基板１とを
見比べて目視で判定していたが、この外観検査装置にお
いては、寸法測定手段としてのカーソル１０によって画
面上で寸法を測定できるようになっているため、オペレ
ータは、不良箇所の寸法を容易に測定でき、不良品か良
品か修正可能品かの判別を正確に行なうことができる。

【００３０】また、オペレータは、操作により、マーキ
ング部１１によって、不良箇所にマーキングを行なうこ
とができる。特に、マーカ２１の複数の色のそれぞれに
意味を持たせておけば、オペレータがモニタ８の画面上
で不良項目を選択することで、その不良項目に対応する
色のマーカ２１が自動的に選択され、マーキングが行わ
れる。この選択およびマーキングは、具体的には、マー
カスライド部２２が移動し、シリンダ２４でマーカ２１
を押出すことで、行われる。このように、色分けしてマ
ーキングを行なえるので、マーキングされた基板１を見
れば、どの種類の不良がどこに発生しているかが一目瞭
然となる。

【００３１】（実施の形態２） （構成）本実施の形態における外観検査装置の構成は、
基本的に、実施の形態１におけるものと同じであるが、
以下の構成要素が付加されている。すなわち、パーソナ
ルコンピュータ１３は、マーキングを行なった位置の情
報から、不良箇所の位置情報を取得し、その位置情報を
蓄積・管理する、位置情報管理手段を兼ねている。ある
いは、より好ましくは、パーソナルコンピュータ１３に
設けられるのは、位置情報管理手段にとどまらず、オペ
レータがマーキングの際に選択した不良項目の種類か
ら、その不良箇所におけるキズ、汚れなどといった不良
の種類に関する情報（以下、「不良内容情報」とい
う。）をも取得し、位置情報と不良内容情報とをセット
にして、蓄積・管理する不良関連情報管理手段としても
よい。

【００３２】（作用・効果）外観検査装置が、位置情報
管理手段を備える場合、オペレータが、不良項目を選択
し、マーキングを行なうと、自動的にパーソナルコンピ
ュータによって、その位置情報が取得され、蓄積・管理
される。また、不良関連情報管理手段を備える場合、そ
の位置情報および不良内容情報がセットで蓄積・管理さ
れる。したがって、従来、オペレータの手作業で検査お
よびマーキングを行なっていたときには、煩雑ゆえに十
分徹底して行われていなかった不良発生箇所に関する情
報の蓄積・管理を、余分な労力を必要とせずに自動的に
行うことができる。このように蓄積された情報を分析す
れば、工程改善に大いに貢献することが期待される。

【００３３】（実施の形態３） （構成）本実施の形態における外観検査装置の構成は、
基本的に、実施の形態１または２におけるものと同じで
あるが、以下の構成要素が付加されている。すなわち、
パーソナルコンピュータ１３は、不良箇所強調手段とし
て、基板１に本来存在するパターンの情報（以下「パタ
ーン情報」という。）を事前に認識することができ、事
前に認識させたパターン情報と、撮影手段によって取得
した画像情報とを組合せることで、画像情報の中から、
不良箇所である可能性の高い箇所を抽出し、２値化など
の方法によって浮かび上がらせることによって強調する
ことができるように構成されている。

【００３４】（作用・効果）不良箇所の像のみを抽出し
て、浮かび上がらせることによって強調できるため、オ
ペレータにとって、モニタ８の画面を見て、不良箇所を
発見することがきわめて容易になり、検査にかかる負担
を低減できる。また、判別が容易になる結果、見落とし
などの少ない信頼性の高い検査が可能となる。

【００３５】さらに、不良箇所強調手段で導き出された
画像を基に、パーソナルコンピュータ１３によって自動
的に解析を行ない、自動的に判定を行なう機構をもた
せ、基板１を自動的に供給・排出する機構をもたせれ
ば、オペレータが介在しなくても、自動的に基板１の外
観検査が可能となる。

【００３６】なお、今回開示した上記実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の
範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更を含むものである。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、不良箇所に応じた適切
な照射手段および撮影手段の組合せによって、画像情報
を取得でき、表示手段によって表示された画像情報に基
づいて、外観検査を行なえるため、外観検査に要する労
力を大幅に低減することができる。また、不良の種類の
識別や寸法測定も画面を見ながら行なえるため、オペレ
ータにかける負担を大幅に軽減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に基づく外観検査装置の（ａ）は作業
部、（ｂ）は表示部の正面図である。

【図２】 本発明に基づく外観検査装置における検査対
象の領域の分割の例を示した図である。

【図３】 本発明に基づく外観検査装置の概略構成図で
ある。

【図４】 本発明に基づく外観検査装置のマーキング手
段の構造の説明図である。

【図５】 （ａ）〜（ｄ）は、本発明に基づく外観検査
装置における不良種類の判別方法の説明図である。

【符号の説明】

１ 基板、２ リングライト、３ ラインライト、４
バックライト、５ 同軸ライト、６，７ ＣＣＤカメ
ラ、８ モニタ、９ ２軸ロボット、１０ カーソル、
１１ マーキング部、１２ ステージ、１３ パーソナ
ルコンピュータ、２１ マーカ、２２ マーカスライド
部、２４ シリンダ、３１ キズ、３２汚れ、１０１，
１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７ 領
域。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA49 BB01 BB22 CC25 FF02 FF04 FF61 GG16 GG17 HH14 HH15 JJ03 JJ05 JJ26 MM03 MM07 MM24 QQ04 QQ13 QQ25 QQ32 RR08 SS13 2G051 AA73 AB01 AB02 AB03 BA01 CA03 CA04 CA07 DA07 DA15 EA11 EA14 EA20 EC01 ED14 FA10 2H088 FA12 FA16 FA17 FA24 MA16

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検査対象となる基板の主表面に向けて、
   それぞれ異なる方向から光を照射する複数の照射手段
   と、 前記主表面を撮影する撮影手段と、 前記照射手段および前記撮影手段に対する前記基板の相
   対位置を自在に移動できる位置決め手段と、 前記主表面のうち部位ごとに、前記照射手段および前記
   撮影手段のうち所望のものを選択して組合せて、画像情
   報を取得し、前記画像情報を不良箇所検出可能なように
   表示する表示手段とを備える、外観検査装置。
2. 【請求項２】 前記画像情報の取得を、前記主表面の分
   割した領域ごとに行ない、取得した前記画像情報を、前
   記主表面ごとに統合して記録し、管理する、画像情報管
   理手段を備える、請求項１に記載の外観検査装置。
3. 【請求項３】 前記不良箇所に対して、前記照射手段の
   組合せを変えてそれぞれ光を照射したときに、得られる
   前記画像情報の違いから、前記不良箇所の種類を判別可
   能とする照射変更手段を備える、請求項１または２に記
   載の外観検査装置。
4. 【請求項４】 前記画像情報の取得の際に、前記画像情
   報に基づく画像を表示する画面上のオペレータの位置指
   定操作により、前記不良箇所に対応した位置にマーキン
   グを行なうことのできる１以上のマーキング手段を備え
   る、請求項１から３のいずれかに記載の外観検査装置。
5. 【請求項５】 前記マーキングにおいて、オペレータが
   不良項目を選択することによって、前記不良項目に対応
   した種類の前記マーキング手段を選択するマーキング選
   択手段を備える、請求項４に記載の外観検査装置。
6. 【請求項６】 前記マーキングを行なった位置の情報か
   ら、前記不良箇所の位置情報を取得し、取得した前記位
   置情報を管理する位置情報管理手段を備える、請求項４
   または５に記載の外観検査装置。
7. 【請求項７】 前記マーキングにより、前記不良箇所の
   位置情報を取得し、選択された前記不良項目の種類か
   ら、前記不良箇所の不良内容情報を取得し、取得した前
   記位置情報および前記不良内容情報を管理する不良関連
   情報管理手段を備える、請求項５に記載の外観検査装
   置。
8. 【請求項８】 事前に認識させた前記基板のパターン情
   報を、前記画像情報に組合せることで、前記不良箇所を
   抽出し、強調することによって認識可能とする、不良箇
   所強調手段を備える、請求項１から７のいずれかに記載
   の外観検査装置。
9. 【請求項９】 前記画像情報に基づく画像を表示する画
   面において、前記不良箇所の寸法測定を行なえる寸法測
   定手段を備える、請求項１から８のいずれかに記載の外
   観検査装置。