JP2002139455A - 検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検査体中に存在する異物や気泡を容易に検
出すること。 【解決手段】 光透過性を有する被検査体１に含まれる
異物を検出する検査装置は、被検査体１の所定の面にほ
ぼ平行な光で被検査体１を照射する水平照明１１３と、
水平照明１１３と被検査体１との相対的な位置を定める
水平照明用Ｚ軸１２１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検査装置および検
査方法に関し、特に、光透過性を有する被検査体に含ま
れる異物を検出する検査装置および検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶パネルなどは、２枚のガラ
ス板の間に樹脂等の接着剤を充填して接着することによ
り製造される。この接続工程において、２枚のガラス板
の間に異物が混入したり、気泡が発生したりする不良が
生じる場合がある。この不良は、液晶パネルの品質に影
響を与えるため、検査工程において不良の度合が検査さ
れる。

【０００３】従来、この液晶パネルの検査では、検査対
象物の上方に設置された光源から光を照射し、検査対象
物中の異物や気泡で乱反射した光を検出する方法が多く
用いられてきた。

【０００４】また、被検査体にレーザ光を照射して、反
射するレーザ光の屈折率を求め、屈折率に基づき異物を
検査する検査方法が、特開平１０−１６０６８３号公報
に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光の乱反射を利用する検査方法においては、２枚のガラ
ス板の表面、裏面、重ね合わせた面のそれぞれに付着し
た異物が一度に重なって見えてしまうため、付着した異
物が２枚のガラス板の表面、裏面または重ね合わせた面
のいずれに位置するのか特定するのが困難であった。ま
た、大きな異物や気泡を発見することができるが、小さ
な異物や気泡の発見が困難であるといった問題があっ
た。

【０００６】また、特開平１０−１６０６８３号公報に
記載の検査方法は、被検査体の表面に付着した異物を検
査する方法であり、ガラスとガラスとを重ね合わせた面
の異物や気泡を検査することは困難である。さらに、屈
折率を利用して異物を検出しているため目視での検査は
不可能である。このため反射するレーザ光の屈折率を測
定する検査機器を設ける必要があり、設備のコストが高
くなるといった問題がある。

【０００７】この発明は上述の問題点を解決するために
なされたもので、この発明の目的の１つは、被検査体中
に存在する異物や気泡を容易に検出することが可能な検
査装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めにこの発明のある局面によれば、検査装置は、光透過
性を有する被検査体に含まれる異物を検出する検査装置
であって、被検査体の所定の面にほぼ平行な光で被検査
体を照射する照射手段と、照射手段と被検査体との相対
的な位置を定める位置決め手段とを備える。

【０００９】この発明に従えば、光透過性を有する被検
査体の所定の面にほぼ平行な光で被検査体が照射され、
照射手段と被検査体との相対的な位置が定められる。こ
のため、被検査体の所定の位置に照射された光が被検査
体を透過する。被検査体の光が透過する部分に、異物や
気泡が存在すると、その部分で光が乱反射する。このた
め、乱反射する部分で異物や気泡を検出することができ
る。その結果、簡単な構成で、被検査体中に存在する異
物や気泡を容易に検出することが可能な検査装置を提供
することができる。

【００１０】好ましくは、検査装置の照射手段は、光を
放射する光源と、光源から放射された光を集光するレン
ズと、レンズを透過した光の幅を調整するために遮光す
る遮光手段とを含む。

【００１１】この発明に従えば、光源から放射された光
がレンズで集光され、レンズを透過した光の幅が遮光手
段により調整される。このため、被検査体の所定の面に
ほぼ平行な光で被検査体が照射される。このため、被検
査体の所定の個所に光を照射することができる。

【００１２】好ましくは、検査装置は、照射手段から照
射される光の進行方向と交わる方向を撮像方向とし、被
検査体を撮像する撮像手段をさらに備える。

【００１３】この発明に従えば、照射手段から照射され
る光の進行方向と交わる方向を撮像方向として、被検査
体が撮像される。このため、被検査体中に含まれる異物
や気泡で乱反射する光が撮像される。

【００１４】好ましくは、検査装置は、撮像手段により
撮像された被検査体像からノイズを検出する検出手段
と、検出されたノイズのサイズと被検査体における位置
とを記憶する記憶手段とをさらに備える。

【００１５】この発明に従えば、撮像手段により撮像さ
れた被検査体像からノイズが検出され、検出されたノイ
ズのサイズと被検査体における位置とが記憶される。こ
のため、被検査体に含まれる異物や気泡のサイズ及び位
置を記録に残すことができる。

【００１６】好ましくは、被検査体は、２つのガラス板
の間に薄膜を有し、位置決め手段は、被検査体の薄膜に
光が照射される位置に、照射手段と被検査体との位置を
定める。

【００１７】この発明に従えば、被検査体の薄膜に光が
照射される位置に、照射手段と被検査体との位置が定め
られるので、被検査体の薄膜部分にのみ光が照射され
る。その結果、被検査体の薄膜部分に含まれる異物や気
泡を検出することができる。

【００１８】好ましくは、検査装置の照射手段は、被検
査体を囲む位置に複数設けられる。この発明に従えば、
照射手段が、被検査体を囲む位置に複数設けられる。こ
のため複数の方向からの光が異物や気泡で乱反射するの
で、被検査体に含まれる異物や気泡を正確に検出するこ
とができる。

【００１９】この発明の他の局面によれば、検査方法
は、光透過性を有する被検査体に含まれる異物を検出す
る検査方法であって、被検査体の所定の面にほぼ平行な
光で被検査体の所定の位置を照射するステップと、照射
される光の進行方向と交わる方向を撮像方向とし、被検
査体を撮像するステップとを含む。

【００２０】この発明に従えば、被検査体の所定の面に
ほぼ平行な光で被検査体の所定の位置が照射され、照射
される光の進行方向と交わる方向を撮像方向として被検
査体が撮像される。このため、被検査体の所定の位置に
照射された光が被検査体を透過する。被検査体の光が透
過する部分に、異物や気泡が存在すると、その部分で光
が乱反射し、乱反射した光が撮像される。その結果、被
検査体中に存在する異物や気泡を容易に検出することが
可能な検査方法を提供することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。なお図中同一符号は同一ま
たは相当する部材を示し、説明は繰返さない。

【００２２】図１は、本発明の実施の形態の１つにおけ
る検査装置の平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線
断面図である。図１および図２を参照して、検査装置１
００は、基台１０１と、基台１０１の４辺に基台１０１
に垂直に設置された水平照明用Ｚ軸１２１と、治具１０
２と、水平照明１１３と、ＣＣＤ（Charge Coupled Dev
ice）カメラ１２３とを含む。

【００２３】治具１０２は、被検査体１を載置するため
のステージ１０３と、ステージ１０３を基台１０１に対
して水平に調節するための平行調整機構１０５と、ステ
ージ１０３を水平２軸方向に移動させるためのＸＹテー
ブル１０７とを含む。ステージ１０３は、４つのクラン
プ爪１０９を有する。クランプ爪１０９は、被検査体１
をステージ１０３上に固定する。

【００２４】水平照明１１３は、発光部１１５と、集光
レンズ１１７と、遮光板１１９とを含む。水平照明１１
３は、水平照明用Ｚ軸１２１に取付けられ、Ｚ軸に平行
（図２の上下方向）に移動可能となっている。水平照明
１１３は、被検査体１を異なる４つの方向から照射する
ために、４つ設けられる。そして、それぞれが被検査体
１に対して光を照射することができる位置に水平照明用
Ｚ軸１２１上で設置されている。

【００２５】ＣＣＤカメラ１２３は、被検査体１の上方
に設置され、被検査体１を上方から撮影する。

【００２６】次に、本実施の形態における検査装置で異
物または気泡を検出する原理について説明する。図３
は、本実施の形態における検査装置の検査原理を説明す
るための模式図である。

【００２７】図３を参照して、発光部１１５から放射さ
れた光は集光レンズ１１７で集光されて平行な光とな
る。そして、平行光の光路の一部が遮光板１１９で遮断
され、被検査体１の貼り合わせ面の厚みの幅に調整され
る。被検査体１は、２つのガラス板３，５の間に光透過
性を有する樹脂を充填して貼り合わせたものである。し
たがって、水平照明１１３から被検査体のガラス板３と
ガラス板５との間に充填された光透過性を有する樹脂部
分にのみ光が照射される。

【００２８】また、水平照明１１３から発せられる光
は、重ね合わせたガラス板３とガラス板５との貼り合わ
せ面と平行になるように照射される。ガラス板３とガラ
ス板５との間に充填された光透過性を有する樹脂部分に
異物７が混入していると、平行光は異物７で反射して反
射散乱光となる。この反射散乱光が、ＣＣＤカメラ１２
３または検査者１２４により確認される。異物７の代わ
りに気泡が存在する場合も同様に、気泡により平行光は
反射散乱光となる。

【００２９】一方、ガラス板３上の異物６に対しては、
水平照明１１３から光が照射されないので、異物６によ
っては反射散乱光は発生しない。したがって、ＣＣＤカ
メラ１２３または検査者１２４によって、ガラス板３と
ガラス板５との間に充填された光透過性を有する樹脂部
分に存在する異物または気泡のみを確認することができ
る。

【００３０】図４は、本実施の形態における検査装置で
遮光板を用いない場合の不具合を説明するための模式図
である。図４を参照して、発光部１１５からの光は集光
レンズ１１７で集光されて平行光になる。水平照明１１
３から被検査体１に照射される光は、ガラス板３および
ガラス板５と、それらの間の樹脂を透過する。しかしな
がら、ガラス板３上の異物６やガラス板３とガラス板５
との間に挟まれた異物７が存在すると、水平照明１１３
から照射された光は異物６または異物７で反射散乱光と
なる。２つの反射散乱光は、ＣＣＤカメラ１２３もしく
は検査者１２４によって確認されることになる。この場
合、確認される反射散乱光からは、その異物がガラス板
３とガラス板５との間、ガラス板３の上側またはガラス
板５の下側にあるのかを確認することができない。

【００３１】図５は、本実施の形態における検査装置の
構成を示す制御ブロック図である。図５を参照して、検
査装置１００は、ＸＹテーブル１０７と水平照明用Ｚ軸
１２１とを制御するためのモータドライバ１３３と、Ｃ
ＣＤカメラ１２３で撮影された画像を処理するための画
像処理装置１３１と、画像処理装置１３１およびモータ
ドライバ１３３に接続されたパーソナルコンピュータ１
３５と、パーソナルコンピュータ１３５に接続されたモ
ニタ１３７とを含む。

【００３２】モータドライバ１３３は、ＸＹテーブル１
０７を制御することにより、ＸＹテーブル上に設置され
たステージ１０３をＸ軸およびＹ軸に沿って移動させ
る。これにより、ＣＣＤカメラ１２３の撮影範囲を異な
らせることができるとともに、ステージ１０３上に載置
された被検査体１へ水平照明１１３から照射される光の
状態を変化させることができる。

【００３３】また、モータドライバ１３３は、水平照明
用Ｚ軸１２１を制御することにより水平照明１１３を上
下方向に移動させる。これは、被検査体の種類が異なれ
ば、ガラス板３とガラス板５との間に充填された樹脂の
位置がＺ軸に沿って異なることになるので、この樹脂の
位置に水平照明１１３で照射する位置を調節するためで
ある。このため、パーソナルコンピュータ１３５は、被
検査体１を挟んで水平照明１１３と反対側に設けられた
受光センサの出力に基づき、水平照明１１３のＺ軸上の
位置を決定する。より具体的には、ガラス板部分とガラ
ス板３とガラス板５との間の樹脂部分とで光の透過率が
異なることを利用するものである。水平照明１１３をＺ
軸に沿って徐々に移動させ、受光センサの受光量が樹脂
の透過率に見合った光量となることを条件に、Ｚ軸上の
位置を決定するように制御する。

【００３４】ＣＣＤカメラ１２３で撮影された画像は、
画像処理装置１３１に送信される。画像処理装置１３１
では、被検査体１に異物または気泡が存在するか否かの
検査処理がなされる。被検査体のガラス板３とガラス板
５との間に充填された樹脂に気泡が混入すると、ＣＣＤ
カメラ１２３で撮影された画像は、樹脂の部分と樹脂の
ない気泡部分とで輝度値が異なる画像となる。樹脂は、
光透過性を有するので、平行光は反射することなく樹脂
を透過するが、気泡部分で光の透過率が異なるため平行
光は反射散乱光となる。この反射散乱光が輝度値の差と
なって画像に表れる。また、異物がガラス板３とガラス
板５との間に存在する場合も、気泡の場合と同様に、異
物のあるところとないところとで濃淡やコントラストの
違いが発生する画像となる。

【００３５】したがって、この輝度値の差を検出するこ
とにより、気泡の存在を確認することができる。さら
に、被検査体１に対して４つの水平照明１１３により異
なる４方向から平行光が照射されるので、異物や気泡の
輪郭が鮮明に画像に表れる。

【００３６】被検査体の樹脂部分に気泡や異物の存在し
ない正常品をＣＣＤカメラ１２３で予め撮影した画像を
準備しておき、この正常品を撮影した画像と検査対象と
なる被検査体を撮影した画像との差分をとり、輝度値の
異なる部分のサイズ、形状および個数が求められ、パー
ソナルコンピュータ１３５に送られる。パーソナルコン
ピュータ１３５では、被検査体ごとに、異物または気泡
の位置、サイズ、形状および個数を記録する。モニタ１
３７は、ＣＣＤカメラ１２３で撮影された画像を表示す
る。

【００３７】次に、本実施の形態における検査装置で行
なわれる検査手順について説明する。

【００３８】（１） まず、ステージ１０３上にガラス
板３とガラス板５との間に樹脂を充填した被検査体１を
載せ、クランプ爪１０９でステージ１０３に固定させ
る。

【００３９】（２） 固定が完了すれば、水平照明１１
３が発する光を、被検査体１のガラス板３とガラス板５
との間に充填された樹脂の部分に照射するために、水平
照明用Ｚ軸１２１を駆動させ水平照明１１３のＺ軸方向
の位置を調整する。

【００４０】（３） 水平照明１１３のＺ軸方向の位置
が被検査体１の樹脂の部分に合わせられた状態で、遮光
板１１９を調節して光の幅が、ガラス板３とガラス板５
との間の距離すなわち、樹脂部分の厚みに調整される。
遮光板１１９でＺ軸方向に光の幅が狭められることによ
り、重ね合わせられたガラス板３とガラス板５との間に
のみ光が照射される。

【００４１】（４） 遮光板１１９の調整が終了する
と、ＣＣＤカメラ１２３で被検査体１が上方から撮影さ
れる。この場合、ＣＣＤカメラ１２３のレンズの光軸
（撮影方向）と、水平照明１１３が発する光の進行方向
とはほぼ垂直となる。なお、本実施の形態においては、
ＣＣＤカメラ１２３のレンズの光軸と水平照明１１３が
発する光の進行方向とがほぼ垂直となるようにしたが、
これに限られるわけでなく、レンズの光軸と光の進行方
向とが平行とならなければよい。これにより、ＣＣＤカ
メラ１２３で、水平照明１１３が発する平行光が異物な
どで反射した反射散乱光を受光できる。

【００４２】ＣＣＤカメラ１２３で被検査体１を撮影す
る際に、被検査体１がＣＣＤカメラ１２３の撮影範囲に
含まれるようにするために、ＸＹテーブル１０７がモー
タドライバ１３３により制御される。

【００４３】また、ＸＹテーブル１０７を移動させて、
被検査体１に４つの水平照明１１３から照射される光の
状態を変化させるようにしても良い。例えば、特定の水
平照明１１３に被検査体１を近づけたり、あるいは、遠
ざけたりして、ＸＹテーブルが移動可能な範囲内で位置
を異ならせて、ＣＣＤカメラ１２３で撮影するようにし
ても良い。

【００４４】ＣＣＤカメラ１２３は、Ｚ軸に移動可能で
あり、撮影領域が調整可能となっている。ＣＣＤカメラ
１２３で撮影された画像は上述したとおり画像処理装置
１３１へ送られる。

【００４５】（５） 画像処理装置１３１では、受信し
た画像と予め正常品を撮影した画像と比較し、差分画像
から異物または気泡の検出が行なわれる。

【００４６】（６） 異物または気泡の混入が確認され
た場合は、異物または気泡の混入した位置、サイズ、形
状、個数がパーソナルコンピュータ１３５で記録され
る。

【００４７】図６は、被検査体を撮影して得られる画像
を表示するモニタ１３７の正面図である。図６を参照し
て、モニタ１３７は、表示部１４０を有する。表示部１
４０には、ＣＣＤカメラ１２３で撮影された画像が表示
される。表示部１４０には、被検査体１と異物７とが表
示される。したがって、図４に示したガラス板３上に存
在する異物６はＣＣＤカメラ１２３では撮影されない。

【００４８】以上説明したように、本実施の形態におけ
る検査装置１００では、被検査体のガラス板３とガラス
板５との間にのみ光を照射し、反射散乱光をＣＣＤカメ
ラ１２３または検査者１２４により確認するようにした
ので、ガラス板３とガラス板５との間に存在する異物や
気泡のみを検出することができる。

【００４９】また、照射する光の方向と交わる方向をレ
ンズの光軸とするＣＣＤカメラで撮影するようにしたの
で、反射散乱光を効率的に撮影することができる。

【００５０】さらに、被検査体のガラス板３とガラス板
５との間に挟まれた薄膜部分にのみ光を照射するように
したので、薄膜部分に含まれる異物や気泡のみを検出す
ることができる。

【００５１】さらに、水平照明１１３を被検査体１の周
囲に異なる４方向からの光を照射するようにした。この
ため、複数の方向からの光が被検査体中に含まれる異物
や気泡で乱反射するので、被検査体に含まれる異物や気
泡をより正確に検出することができる。

【００５２】さらに、検出された異物や気泡の被検査体
における位置、個数およびサイズを記録するようにした
ので、後の工程管理における特定の分析にこれらのデー
タを使用することができる。さらに、異物や気泡が発生
する原因を追求する手掛かりとすることができる。

【００５３】さらに、画像処理装置１３１を用いて異物
や気泡の有無を検出するようにしたので、作業者による
目視検査のばらつきがなくなり、より正確に検査するこ
とができる。

【００５４】なお、本実施の形態においてはＣＣＤカメ
ラ１２３および画像処理装置１３１とを用いるようにし
たが、これらを用いることなく検査者１２４による目視
検査によっても異物や気泡を充分に検出することができ
る。

【００５５】今回開示された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と考えられるべきで
ある。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が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態の１つにおける検査装置
の平面図である。

【図２】 図１のＡ−Ａ’線断面図である。

【図３】 本実施の形態における検査装置の検査原理を
説明するための模式図である。

【図４】 本実施の形態における検査装置で遮光板を用
いない場合の不具合を説明するための模式図である。

【図５】 本実施の形態における検査装置の構成を示す
制御ブロック図である。

【図６】 被検査体を撮影して得られる画像を表示する
モニタの正面図である。

【符号の説明】

１ 被検査体、３，５ ガラス板、６，７ 異物、１０
０ 検査装置、１０１基台、１０２ 治具、１０３ ス
テージ、１０５ 平行調整機構、１０７ テーブル、１
０９ クランプ爪、１１３ 水平照明、１１５ 発光
部、１１７ 集光レンズ、１１９ 遮光板、１２１ 水
平照明用Ｚ軸、１２３ ＣＣＤカメラ、１２４ 検査
者、１３１ 画像処理装置、１３３ モータドライバ、
１３５ パーソナルコンピュータ、１３７ モニタ、１
４０ 表示部。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光透過性を有する被検査体に含まれる異
   物を検出する検査装置であって、 前記被検査体の所定の面にほぼ平行な光で前記被検査体
   を照射する照射手段と、 前記照射手段と前記被検査体との相対的な位置を定める
   位置決め手段とを備えた、検査装置。
2. 【請求項２】 前記照射手段は、光を放射する光源と、 前記光源から放射された光を集光するレンズと、 前記レンズを透過した光の幅を調整するために遮光する
   遮光手段とを含む、請求項１に記載の検査装置。
3. 【請求項３】 前記照射手段から照射される光の進行方
   向と交わる方向を撮像方向とし、前記被検査体を撮像す
   る撮像手段をさらに備えた、請求項１に記載の検査装
   置。
4. 【請求項４】 前記撮像手段により撮像された被検査体
   像からノイズを検出する検出手段と、 前記検出されたノイズのサイズと前記被検査体における
   位置とを記憶する記憶手段とをさらに備えた、請求項３
   に記載の検査装置。
5. 【請求項５】 前記被検査体は、２つのガラス板の間に
   薄膜を有し、 前記位置決め手段は、前記被検査体の薄膜に光が照射さ
   れる位置に、前記照射手段と前記被検査体との位置を定
   める、請求項１に記載の検査装置。
6. 【請求項６】 前記照射手段は、前記被検査体を囲む位
   置に複数設けられる、請求項１に記載の検査装置。
7. 【請求項７】 光透過性を有する被検査体に含まれる異
   物を検出する検査方法であって、 前記被検査体の所定の面にほぼ平行な光で前記被検査体
   の所定の位置を照射するステップと、 照射される光の進行方向と交わる方向を撮像方向とし、
   前記被検査体を撮像するステップとを含む、検査方法。