(57)【要約】【課題】結合レンズの一対によって１回に撮り込まれる被検査体の像における少なくとも２以上の検査部位を別々にCCDカメラ等によって撮像して得られたデータを比較することにより、簡便に欠陥を検知する。【解決手段】被検査体に対向した対物レンズと該対物レンズの光軸上に配置された結像レンズと、該結合レンズの光軸上に配置され、この光軸を２つに分割するスプリッタと、該スプリッタによって分割された前記光軸上にそれぞれ配置された撮像手段を有する検査装置であって、この撮像手段の受光面と被検査体との光学的距離が互いに等しくなるように配置され、且つ、該撮像手段の受光面の光軸が前記分割された光軸と同軸でないことを特徴とする。【選択図】  図１
2006071595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体に対向した対物レンズと同対物レンズの光軸上に配置された結像レンズと、同結合レンズの光軸を複数の光軸に分割するビームスプリッタと、同ビームスプリッタによって分割された少なくとも２つの光軸上にそれぞれ配置された撮像手段とを有する検査装置であって、上記撮像手段の受光面と被検査体との光学的距離が互いに等しくなるように配置されており、且つ、上記少なくとも２つの光軸上にそれぞれ配置された上記撮像手段の各受光面の光軸が、上記の分割された少なくとも２つの光軸と同軸でないことを特徴とする、光学式検査装置。
【請求項２】
上記撮像手段の受光面の光軸が、上記の少なくとも２つの光軸に分割された各光軸に対し接近離反を可能に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光学式検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル、プラズマディスプレイパネルやカラーフィルタ等の繰り返しパターンを有する平板状被検査体の繰り返しパターンの中の欠陥検査をＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いて行うための光学式検査装置に関するものであり、詳しくは対物レンズと結合レンズの一対によって１回に撮り込まれる被検査体の像における少なくとも２以上の検査部位を別々にＣＣＤカメラ等によって撮像して得られたデータを比較することにより、その像内の欠陥を検知できるようにした光学式検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル、プラズマディスプレイパネルやカラーフィルタ等は、その製造過程において、例えば、カラーフィルタのピクセルの着色の一部が不十分な欠陥（白欠陥）、ブラックマトリックスの一部がピクセル内にはみ出しているなどの欠陥（黒欠陥）や、カラーフィルタに異物が付着するなどの欠陥が生じることがあり、その欠陥を検出し排除する必要がある。
【０００３】
従来、上記のような繰り返しパターンを有する平板状被検査体の繰り返しパターンの中の欠陥検査は、被検査体の検査部位をＣＣＤカメラによって撮影したデータを画像処理した結果と、予め記憶しておいた正常なパターンのデータとの比較から被測定部位の欠陥の有無を判断する装置（例えば特許文献１参照）や、被測定部位をＣＣＤカメラで撮影した後に画像処理したデータとその他の部位をＣＣＤカメラで撮影し画像処理したデータとを比較し、被測定部位の上記欠陥の有無を判断する装置（例えば特許文献２参照）が開示されている。
【特許文献１】特開平０６−３０８０３６
【特許文献２】特開２００４−１１７１５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の従来装置の前者では、被検査体の繰返しパターンが種々あるため、被検査体のパターンごとに予め正常なパターンのデータを基準データとしてメモリに内蔵しておく必要があり、工程が煩雑になる。
また、この従来装置では、被検査体の被検査部位のパターンと予めメモリに内蔵された上記基準データとを比較演算し、その差から検査部位における欠陥の有無を判断するが、この基準データは被検査体以外のワーク等から得るため、被検査部位と基準データのレジストとの濃淡の差などの影響があるなどの問題があった。
【０００５】
一方、前述の従来装置の後者では、被検査体の被検査部位を検査するために、その他の比較部位のデータを得るため、対物レンズ等の光学系を移動させる必要があり、測定するのに時間がかかる。
また、上記の比較部位のデータは同じ被検査体から採取されるが、例えばレジストの塗布ムラによる濃淡差が生じる場合があり、この濃淡差の影響等の問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の装置は、被検査体に対向した対物レンズと同対物レンズの光軸上に配置された結像レンズと、同結合レンズの光軸を複数の光軸に分割するビームスプリッタと、同ビームスプリッタによって分割された少なくとも２つの光軸上にそれぞれ配置された撮像手段とを有する検査装置であって、上記撮像手段の受光面と被検査体との光学的距離が互いに等しくなるように配置されており、且つ、上記少なくとも２つの光軸上にそれぞれ配置された上記撮像手段の各受光面の光軸が、上記の分割された少なくとも２つの光軸と同軸でないことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の装置は、前記撮像手段の受光面の光軸が、前記の少なくとも２つの光軸に分割された各光軸に対し接近離反を可能に構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の装置は、撮像手段の受光面の光軸が前記分割された光軸と同軸でないため、それぞれのＣＣＤカメラ等の撮像手段によって前記対物レンズによって得られた被測定体の１つの像内の異なった部位（被測定部位と比較部位）を撮影することができる。
このため、被検査体のパターンに合わせて予め基準パターンを記憶しておく必要がなく、操作が容易に行える。
【０００９】
また、被検査部位と比較部位が極めて近接しているため、被検査体におけるレジストの塗布ムラの影響が少なく、レジストの濃淡差のキャンセルのための処理が不要である。
また、対物レンズの移動、焦点合わせ等の動作が１回で済み、短時間に検査が可能である。
【００１０】
本発明の装置は撮像手段の受光面の光軸が上記分割された光軸と平行に移動可能であるため、上記被測定部位の画像と比較部位の画像をほぼ合同な状態で取り込むことが可能で、両者の比較を極めて容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例としての光学式検査装置について図１〜図３に基づいて説明する。
図１に示すように、この検査装置１は、被検査体２に対向して配置される対物レンズ３と同対物レンズ３の光軸１０と同軸の結像レンズ４とをそなえ、この光軸１０上で対物レンズ３と結像レンズ４との間にはハーフミラー８が設けられるほか、このハーフミラー８を介して被検査体２の被測定箇所に光を照射する光源９が設けられている。
そして、光軸１０上で結像レンズ４の上方には被検査体２からの反射光を２つに分割するビームスプリッタ５が配置され、このビームスプリッタ５で分割された反射光１０Ａ，１０Ｂをそれぞれ撮像手段であるＣＣＤカメラ６Ａ，６Ｂの受光面６０Ａ，６０Ｂに送るための反射鏡７Ａ，７Ｂが設けられている。
【００１２】
このＣＣＤカメラ６Ａおよび６Ｂの受光面６０Ａ及び６０Ｂの各視野面積１０２，１０３（図２参照）は、対物レンズ３と結像レンズ４とによって取り込まれる像（１０１）の面積の１／４以下になっており、本実施例では図２に示すように対物レンズ３の視野が対角線で２４ｍｍの視野に対し１／３インチＣＣＤの視野で４．８ｍｍ×３．６ｍｍのものを用いている。
そして、ＣＣＤカメラ６Ａ，６Ｂの受光面６０Ａ，６０Ｂの各中心軸６１Ａ，６１Ｂがビームスプリッタ５で分割された反射光１０Ａ，１０Ｂの光軸と同軸とならないように配置（図では反射光１０Ａ及び１０Ｂの光軸と左右方向にそれぞれδだけずれるように配置）されている。
【００１３】
ＣＣＤカメラ６Ａは被測定部位を撮影し、ＣＣＤカメラ６Ｂは比較部位を撮影するためのものであり、ＣＣＤカメラ６Ｂの受光面の中心軸６１Ｂは図示しないカメラ移動手段によって反射光１０Ｂの光軸に対し接近又は離反が可能になっている。
このカメラ移動手段は駆動用モータ６Ｃ及び駆動用モータ６Ｃの出力軸に接合された駆動ネジ（図示せず）とこの駆動ネジに螺合するナット（図示せず）とから構成されている。
【００１４】
そして、駆動用モータ６Ｃはドライバー８０を介して制御装置８１に電気的に接続され、制御装置８１には外部入力手段８２が電気的に接続されており、この外部入力手段８２により駆動用モータ６Ｃが所定の回転方向（ＣＣＤカメラ６Ｂの受光面６０Ｂの中心が反射光１０Ｂの光軸に対し接近又は離反する方向）に回転し、この駆動用モータ６Ｃの出力軸に連結された上記駆動ネジが回転し、この駆動ネジに螺合するナットに接合されたＣＣＤカメラ６Ｂが所定の方向に移動するようになっている。
【００１５】
一方、それぞれのＣＣＤカメラ６Ａ及びＣＣＤカメラ６ＢはＡ／Ｄ変換器７０Ａ，７０Ｂ、メモリ７１Ａ，７１Ｂ、比較処理部７２及び判定部７３、画像表示装置７４に接続されており、ＣＣＤカメラ６Ａ及びＣＣＤカメラ６Ｂのそれぞれの映像が画像表示装置７４の画面の左右に同時に表示されるようになっている。そして、この画面の左右の画像から、ＣＣＤカメラ６Ａの撮影パターンとＣＣＤカメラ６Ｂの撮影パターンとが一致しているか否かの確認ができるようになっている。
【００１６】
ＣＣＤカメラ６Ａの撮影パターンとＣＣＤカメラ６Ｂの撮影パターンとが一致していない場合は、ＣＣＤカメラ６Ｂの駆動用モータ６Ｃを駆動しＣＣＤカメラ６Ａの撮影パターンとＣＣＤカメラ６Ｂの撮影パターンとが一致する位置まで作業者が目視で確認しながら外部入力手段を介して移動させることが出来るようになっている。
【００１７】
そして、ＣＣＤカメラ６Ａ及び６Ｂ、対物レンズ３、ハーフミラー８、結像レンズ４、ビームスプリッタ５、反射鏡７Ａ及び７Ｂ、ＣＣＤカメラ６Ｂのためのカメラ移動手段は一体的にベース（図示せず）に設けられ、このベースは第２の移動手段（図示せず）によって被検査体２の表面に平行に２次元的に相対的に移動可能になっており、また、対物レンズ３と被検査体２の被検査部位との焦点をあわせるために、上記ベースは被検査体２に対し、第３の移動手段（図示せず）によって垂直方向に移動可能になっている。
【００１８】
次にこのように構成された検査装置の動作について、図１，２のほか、図３に基づいて説明する。
まず、被検査装置を上記第２の移動手段によって被検査体２の被測定部位の上方に移動させる。その後、上記第３の移動手段によって対物レンズ３と被検査体２の被測定部位とのピント合わせを行う。
ピントの適否は画像表示装置７４における映像画面によって作業者が判断し、必要に応じて上記第３の移動手段によって修正をする（ステップ１）。
【００１９】
次に、対物レンズ３を介して、被測定物２の被測定部位をＣＣＤカメラ６Ａで撮影し、同時に参照用部位をＣＣＤカメラ６Ｂで撮影する。このようにして撮影された画像はそれぞれ画像表示装置７４の画面上に表示される（ステップ２）。
【００２０】
画像表示装置７４の画面上の左右に表示されたＣＣＤカメラ６Ａからの画像及びＣＣＤカメラ６Ｂからの画像を作業者が目視し、それぞれの画像のパターンが一致しているか否かを判断し（ステップ３）、一致していない場合は外部入力手段８２によってＣＣＤカメラ６Ｂを左右方向（ＣＣＤカメラ６Ａに接近または離反する方向）に移動させてそれぞれの画像のパターンを一致させる（ステップ４）。
なお、被測定部のパターンには規則性があるため、各測定物ごとに教示した内容（ＣＣＤの位置情報）を登録することにより、次回からの比較検査が自動的に行えるようにすることも可能である。
【００２１】
この状態で、これら撮影された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器７０Ａ，７０Ｂを経てメモリ７１Ａ，７１Ｂに記憶され、その後各データが比較処理部７２に送られ比較処理される（ステップ５）。
上記処理されたデータにより判定部７３において被測定部位の欠陥の有無が判断され（ステップ６）、その結果が画像表示装置７４に表示される（ステップ７）。
検査終了（ステップ８）の後、必要に応じて次工程に被検査体２が搬送される。
【００２２】
本発明の光学式検査装置の被検査面に対応したＸ軸及びＹ軸に関する構成は、本実施例に限らず、被検査体２の検査面に平行に撮像素子及び光学系等が移動可能となる構成であればよい。
また、上記の結像レンズ４の位置は反射鏡７Ａ，７Ｂとこれに対向するＣＣＤカメラ６Ａ，６Ｂとの間に設けても良い。
また、結像レンズ４を設けずに上記ＣＣＤカメラのレンズをそのまま用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光学式検査装置の概念図である。
【図２】上記本発明の装置における撮像手段（ＣＣＤカメラ）の受光面の面積と対物レンズが取込む被検査体の領域の面積との関係を示す説明図である。
【図３】上記本発明の装置の作用を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００２４】
１  検査装置
２  被検査体
３  対物レンズ
４  結像レンズ
５  ビームスプリッタ
６Ａ  ＣＣＤカメラ
６Ｂ  ＣＣＤカメラ
６Ｃ  駆動用モータ
６０Ａ  ＣＣＤカメラの受光面
６０Ｂ  ＣＣＤカメラの受光面
６１Ａ  ＣＣＤカメラの受光面の中心軸
６１Ｂ  ＣＣＤカメラの受光面の中心軸
７Ａ  反射鏡
７Ｂ  反射鏡
７０Ａ  Ａ／Ｄ変換器
７０Ｂ  Ａ／Ｄ変換器
７１Ａ  メモリ
７１Ｂ  メモリ
７２  比較処理部
７３  判定部
７４  画像表示装置
８  ハーフミラー
８０  ドライバー
８１  制御装置
８２  外部入力手段
９  光源
１０  光軸
１０Ａ  反射光
１０Ｂ  反射光
１０１  像
１０２  ＣＣＤカメラ（６Ａ）の撮影視野面積
１０３  ＣＣＤカメラ（６Ｂ）の撮影視野面積
【図１】
2006071595.tif 000003
【図２】
2006071595.tif 000004
【図３】
2006071595.tif 000005