(57)【要約】【課題】検査対象に対する複数項目の検査を迅速に実施することが可能な検査装置、検査システム、検査方法を提供する。【解決手段】検査装置は、検査対象の所定の撮像範囲からの光を複数の波長の光に分光し、各波長の分光画像を撮像する分光撮像部と、各波長の前記分光画像のうち、所定波長の分光画像を用いて前記検査対象の形状を検査する形状検査部と、各波長の前記分光画像を用いて前記検査対象の色を検査する色検査部と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の所定の撮像範囲からの光を複数の波長の光に分光し、各波長の分光画像を撮像する分光撮像部と、
各波長の前記分光画像のうち、所定波長の分光画像を用いて前記検査対象の形状を検査する形状検査部と、
各波長の前記分光画像を用いて前記検査対象の色を検査する色検査部と、
を備える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、
前記分光撮像部は、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の間のギャップの寸法を変更するギャップ変更部を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを透過した光を撮像する撮像素子と、を備える
ことを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の検査装置において、
前記分光撮像部を保持し、前記検査対象に対して相対移動可能な撮像保持アームを備える
ことを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の検査装置において、
前記分光撮像部は、緩衝材を介して前記撮像保持アームに保持される
ことを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載の検査装置において、
前記検査対象を搬送する搬送アームを備え、
前記搬送アームは、前記検査対象を把持する把持部と、前記把持部により把持された前記検査対象に対向する位置で前記分光撮像部を保持する撮像保持部と、を備える
ことを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載の検査装置において、
前記分光撮像部は、緩衝材を介して前記撮像保持部に保持される
ことを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の検査装置において、
前記検査対象を搬送する搬送アームと、
前記搬送アームの駆動を制御する搬送コントローラーと、
前記分光撮像部を制御する分光制御部、前記形状検査部、及び前記色検査部が設けられたビジョンコントローラーと、を備える
ことを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の検査装置において、
前記搬送コントローラーは、前記ビジョンコントローラーから入力される入力信号に基づいて前記搬送アームの駆動を制御して、前記形状検査部の形状検査結果、及び前記色検査部の色検査結果に応じた位置に前記検査対象を搬送させる
ことを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項８に記載の検査装置において、
前記搬送コントローラーは、前記形状検査部により所定寸法以上の欠陥が検出された場合に、前記検査対象を第一搬送位置に搬送し、
前記形状検査部により前記所定寸法以上の欠陥が検出されず、かつ、前記色検査部により検出された色度が所定の基準範囲から外れる場合に、前記検査対象を第二搬送位置に搬送し、
前記形状検査部により前記所定寸法以上の欠陥が検出されず、かつ、前記色検査部により検出された色度が前記基準範囲の範囲内である場合に、前記検査対象を第三搬送位置に搬送する
ことを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の検査装置において、
前記分光撮像部で分光する光の波長に対する光学特性が既知となる基準物を備える
ことを特徴とする検査装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の検査装置において、
前記形状検査部は、各波長の前記分光画像のうち、最短波長の前記分光画像を用いて前記形状を検査する
ことを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の検査装置において、
前記形状検査部は、前記検査対象からの光の光量がピークとなる波長に対応する前記分光画像を用いて前記形状を検査する
ことを特徴とする検査装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の検査装置と、
前記検査装置で検査された前記検査対象を所定位置に搬送する搬送機構と、
を備えることを特徴とする検査システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の検査システムにおいて、
前記検査対象が自発光により画像を表示する場合に、前記検査対象に表示される画像の表示色を補正する表示補正部を備え、
前記搬送機構は、前記形状検査部により所定寸法以上の欠陥が検出されず、かつ、前記色検査部により検出された色度が所定の基準範囲から外れる場合に、前記検査対象を前記表示補正部に搬送する
ことを特徴とする検査システム。
【請求項１５】
検査対象の所定の撮像範囲からの光を複数の波長の光に分光し、各波長の分光画像を撮像する分光撮像ステップと、
前記分光撮像ステップで撮像された各波長の前記分光画像のうち、所定波長の分光画像を用いて前記検査対象の形状を検査する形状検査ステップと、
前記分光撮像ステップで撮像された各波長の前記分光画像を用いて前記検査対象の色を検査する色検査ステップと、
を実施することを特徴とする検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置、検査システム、及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造品を検査対象とした検査装置が知られている（例えば特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載の検査装置は、照明部からの光を複数のパターンフィルターを重ね合わせたフィルターに通過させて検査対象に照射し、検査対象で反射された光を撮像部（ＲＧＢカメラ）で撮像する。そして、撮像画像に対して、ＲＧＢ各色のフィルタリング処理、周波数フィルタリング処理を実施して、得られた画像から凹凸の有無を判定する。
特許文献２に記載の検査装置は、検査対象の分光画像を分光カメラにより撮像し、１画素毎の色の波長を計測する。そして、各画素の波長を波長計測値に変換し、検査対象の色むらを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２２６８１４号公報
【特許文献２】特開２００３−２１５０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検査対象によっては、検査対象の表面に存在する凹凸の有無と、検査対象の色ムラとの双方の検査を実施する必要がある。従来では、このような場合、特許文献１のようなＲＧＢカメラによる撮像画像を用いた検査対象の凹凸の検査工程と、特許文献２のような分光カメラによる分光測定の結果を用いた製造物の色の検査工程とを、それぞれ別工程で実施していた。つまり、凹凸の検査で用いるパターン光が照射された検査対象の撮像画像と、色の検査に用いる分光画像とは、それぞれ異なる画像となる。このため、各検査に用いる画像を、それぞれ別工程で取得する必要があり、製造に係る工程数が増大するとの課題があった。
【０００５】
本発明は、検査対象に対する複数項目の検査を迅速に実施することが可能な検査装置、検査システム、検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一適用例に係る検査装置は、検査対象の所定の撮像範囲からの光を複数の波長の光に分光し、各波長の分光画像を撮像する分光撮像部と、各波長の前記分光画像のうち、所定波長の分光画像を用いて前記検査対象の形状を検査する形状検査部と、各波長の前記分光画像を用いて前記検査対象の色を検査する色検査部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、本発明における検査対象は、自発光により光を発するもの（表示パネル等）の他、検査対象の裏面に光源が設けられて、光源からの光を透過するもの（フィルム等）であり、分光撮像部側から照明光を照射する必要がないものを対象とする。
本適用例では、分光撮像部は、検査対象からの光を複数の波長（分光波長）に分光して、各分光波長に対する分光画像をそれぞれ撮像し、この撮像された分光画像のうちのいずれかを用いて、形状検査部による検査対象の形状検査を実施する。また、撮像された複数の分光画像を用いて、色検査部による検査対象の色検査を実施する。
つまり、本適用例では、自発光で光を発する、または裏面からの光を透過させる検査対象に対する分光画像を撮像することで、検査対象の表面に傷や異物付着等の異常がある場合に、当該異常部分での光の散乱により光量が変化する。したがって、形状検査部は、検査対象に対して、フリンジパターン等の特定パターンの照明光を照射することなく、撮像された分光画像のいずれかに基づいて、容易に形状検査を行うことができる。また、複数の分光波長に対する分光画像が得られるので、色検査部は、これらの分光画像から、検査対象の各位置における分光スペクトルを求めることができ、精度の高い色測定（色検査）を実施することができる。
このように、本適用例では、分光撮像部により撮像された分光画像を用いて、形状検査部による形状検査、及び、色検査部による色検査の双方を実施する。したがって、形状検査を行うための画像と、色検査を行うための画像を、それぞれ別工程で取得する必要がなく、検査に係る工程数を削減できる。
【０００８】
本適用例の検査装置において、前記分光撮像部は、互いに対向する一対の反射膜、及び前記一対の反射膜の間のギャップの寸法を変更するギャップ変更部を備えた波長可変干渉フィルターと、前記波長可変干渉フィルターを透過した光を撮像する撮像素子と、を備えることが好ましい。
本適用例では、分光撮像部は、波長可変干渉フィルターと、撮像装置とを備えて構成されている。波長可変干渉フィルターは、一対の反射膜を対向配置させるだけの簡素な構成であり、例えば、ＡＯＴＦ（Acousto-Optic Tunable Filter）やＬＣＴＦ（Liquid Crystal Tunable Filter）等の分光フィルターと比べて、小型化及び軽量化が可能となる。したがって、分光撮像部の配置スペースの自由度が上がり、製造工場等で任意の位置に分光撮像部を配置することができる。また、ロボットアーム等に分光撮像部を容易に保持させることができる。
【０００９】
本適用例の検査装置において、前記分光撮像部を保持し、前記検査対象に対して相対移動可能な撮像保持アームを備えることが好ましい。
本適用例では、撮像保持アームに分光撮像部が保持され、この撮像保持アームは検査対象に対して相対移動が可能となる。このため、検査対象に対して、分光撮像部を移動させることができ、検査対象を任意の方向から撮像することが可能となる。
【００１０】
本適用例の検査装置において、前記分光撮像部は、緩衝材を介して前記撮像保持アームに保持されることが好ましい。
上述のように、検査対象に対して移動可能な撮像保持アームに分光撮像部を保持させる場合、撮像保持アームの駆動等に応じた振動が分光撮像部に伝達されるおそれがある。これに対して、本適用例では、分光撮像部が、緩衝材を介して撮像保持アームに保持されるため、撮像保持アームから分光撮像部への振動の伝達を抑制でき、分光精度を向上させることができる。
【００１１】
本適用例の検査装置において前記検査対象を搬送する搬送アームを備え、前記搬送アームは、前記検査対象を把持する把持部と、前記把持部により把持された前記検査対象に対向する位置で前記分光撮像部を保持する撮像保持部と、を備えることが好ましい。
本適用例では、搬送アームの把持部で検査対象を把持し、当該検査対象を所定の位置に搬送することができる。また、搬送アームは、把持部で把持された検査対象に対向する位置で分光撮像部を保持する撮像保持部を備える。よって、搬送アームによって、検査対象を搬送している間に、分光撮像部により検査対象に対する分光画像を撮像することができる。
【００１２】
本適用例の検査装置において、前記分光撮像部は、緩衝材を介して前記撮像保持部に保持されることが好ましい。
上述のように、搬送アームに検査対象を把持させて搬送する間に、分光撮像部で検査対象の分光画像を撮像する場合、搬送アームの駆動によって生じる振動が分光撮像部に伝達されるおそれがある。これに対して、本適用例では、分光撮像部が、緩衝材を介して撮像保持部に保持されるため、搬送アームから分光撮像部への振動の伝達を抑制でき、分光精度を向上させることができる。
【００１３】
本適用例の検査装置において、前記検査対象を搬送する搬送アームと、前記搬送アームの駆動を制御する搬送コントローラーと、前記分光撮像部を制御する分光制御部、前記形状検査部、及び前記色検査部が設けられたビジョンコントローラーと、を備えることが好ましい。
本適用例では、検査装置に検査対象を搬送する搬送アームが設けられ、当該搬送アームは、搬送コントローラーによって駆動が制御される。また、検査装置において、搬送コントローラーとは別体として、ビジョンコントローラーが設けられ、このビジョンコントローラーに、分光撮像部を制御する分光制御部、形状検査部、及び色検査部が設けられる。
このように、搬送コントローラーによる搬送アームの搬送制御と、ビジョンコントローラーによる検査対象の検査とを、それぞれ別の構成で制御することで、汎用性が高まり、様々な製造ラインに対して、検査装置を適用することが可能となる。
【００１４】
本適用例の検査装置において、前記搬送コントローラーは、前記ビジョンコントローラーから入力される入力信号に基づいて前記搬送アームの駆動を制御して、前記形状検査部の形状検査結果、及び前記色検査部の色検査結果に応じた位置に前記検査対象を搬送させることが好ましい。
本適用例では、分光撮像部での分光画像の撮像により得られた分光画像に基づいて、形状検査及び色検査の双方が実施され、迅速に、形状検査結果と、色検査結果を得ることができる。したがって、搬送コントローラーは、ビジョンコントローラーから検査結果を含む入力信号が入力されると、検査結果に応じた位置に迅速に検査対象を搬送することができる。
【００１５】
本適用例の検査装置において、前記搬送コントローラーは、前記形状検査部により所定寸法以上の欠陥が検出された場合に、前記検査対象を第一搬送位置に搬送し、前記形状検査部により前記所定寸法以上の欠陥が検出されず、かつ、前記色検査部により検出された色度が所定の基準範囲から外れる場合に、前記検査対象を第二搬送位置に搬送し、前記形状検査部により前記所定寸法以上の欠陥が検出されず、かつ、前記色検査部により検出された色度が前記基準範囲の範囲内である場合に、前記検査対象を第三搬送位置に搬送することが好ましい。
本適用例では、搬送コントローラーは、形状検査部での形状検査結果で、所定寸法以上の欠陥が検出された場合は、例えば検査対象を不良品に判別する第一搬送位置に搬送する。また、搬送コントローラーは、形状検査部での形状検査結果で欠陥が検出されず、色検査部により色度が所定の基準範囲から外れると検査された場合（色に異常が有ると判定された場合）に、例えば検査対象を補正対象に判別する第二搬送位置に搬送する。さらに、搬送コントローラーは、形状検査部での形状検査結果で欠陥が検出されず、色検査部により色に異常が無いと判定された場合に、例えば検査対象を良品に判別する第三搬送位置に搬送する。このように、本適用例では、形状検査部及び色検査部の検査結果に基づいて、効率よく検査対象を分別することができる。
【００１６】
本適用例の検査装置において、前記分光撮像部で分光する光の波長に対する光学特性が既知となる基準物を備えることが好ましい。
本適用例では、基準物が設けられているため、分光撮像部での検査対象の分光画像の撮像処理に先立って、分光撮像部のキャリブレーションを実施することができ、精度の高い分光画像を得ることができる。
【００１７】
本適用例の検査装置において、前記形状検査部は、各波長の前記分光画像のうち、最短波長の前記分光画像を用いて前記形状を検査することが好ましい。
検査対象の表面に傷等の凹凸（欠陥）が有る場合、検査対象が自発光した際に、当該凹凸で光が散乱するため、当該分光画像を撮像すると、他の部位よりも凹凸部分の輝度が高くなる。本適用例の形状検査部は、このような光の散乱位置を検出することで、検査対象の形状に異常が有るか否かを検査することが可能となる。この際、形状検査部は、複数の分光画像のうち、最短波長の分光画像を用いて、形状検査を実施する。検査対象の表面に凹凸によって光が散乱する場合、光の波長が短い程、散乱光の光強度が高くなる。したがって、形状検査部は、最短波長の分光画像により形状検査を実施することで、検査対象の表面の凹凸を高精度に検出することができる。
【００１８】
本適用例の検査装置において、前記形状検査部は、前記検査対象からの光の光量がピークとなる波長に対応する前記分光画像を用いて前記形状を検査してもよい。
本適用例の形状検査部は、複数の分光画像のうち、検査対象が発光する際に光量がピークとなる波長に対応する分光画像を用いて、形状検査を実施する。このような波長では、分光撮像部で受光される光の光量が大きく、光の散乱が発生した場合、その散乱光の光量も大きくなる。よって、形状検査部は、検査対象の表面の凹凸を高精度に検出することができる。
【００１９】
本発明の一適用例に係る検査システムは、上述したような検査装置と、前記検査装置で検査された前記検査対象を所定位置に搬送する搬送機構と、を備えることを特徴とする。
本適用例では、上述したように、検査装置において、形状検査用の画像と、色検査用の画像との双方を撮像する必要がない。すなわち、分光撮像部で撮像される各波長の分光画像、つまり、色検査用の分光画像を用いて、形状検査と色検査との双方を実施することができる。このため、検査対象に対する形状検査と色検査とを迅速に行うことができ、検査結果に応じて、検査対象を迅速に所定位置に搬送することができる。
【００２０】
本適用例の検査システムにおいて、前記検査対象が自発光により画像を表示する場合に、前記検査対象に表示される画像の表示色を補正する表示補正部を備え、前記搬送機構は、前記形状検査部により所定寸法以上の欠陥が検出されず、かつ、前記色検査部により検出された色度が所定の基準範囲から外れる場合に、前記検査対象を前記表示補正部に搬送することが好ましい。
本適用例は、検査対象が、表示パネル等の画像を表示するものである場合に、色検査部によって表示色に異常があると判定された際に、検査対象が搬送機構によって、表示補正部に搬送される。これにより、表示パネルの画像を正しい色に補正することができる。
【００２１】
本発明の一適用例に係る検査方法は、検査対象の所定の撮像範囲からの光を複数の波長の光に分光し、各波長の分光画像を撮像する分光撮像ステップと、前記分光撮像ステップで撮像された各波長の前記分光画像のうち、所定波長の分光画像を用いて前記検査対象の形状を検査する形状検査ステップと、前記分光撮像ステップで撮像された各波長の前記分光画像を用いて前記検査対象の色を検査する色検査ステップと、を実施することを特徴とする。
本適用例では、上記適用例と同様に、分光撮像ステップで撮像された分光画像を用いて、形状検査ステップ、及び、色検査ステップの双方を実施する。したがって、形状検査を行うための画像と、色検査を行うための画像を、それぞれ別工程で取得する必要がなく、検査に係る工程数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第一実施形態に係る検査ラインの概略構成を示す図。
【図２】第一実施形態の分光カメラの概略構成を示す模式図。
【図３】第一実施形態の検査ラインの機能構成を示すブロック図。
【図４】第一実施形態の検査ラインにおける検査方法を示すフローチャート。
【図５】図４のステップＳ３の処理を示すフローチャート。
【図６】図４のステップＳ７の処理を示すフローチャート。
【図７】第二実施形態の検査ラインの概略構成を示す図。
【図８】第二実施形態のビジョンアームの分光カメラ近傍の概略断面図。
【図９】第三実施形態の検査ラインの概略構成を示す図。
【図１０】第三実施形態の第三搬送アームのピッキング部の概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］
以下、第一実施形態について説明する。
第一実施形態では、表示パネルの製造工場における製品である表示パネル（検査対象）の製造ラインの一部に設けられた、検査ライン（検査システム）について説明する。本実施形態の検査ラインでは、製造ラインの加工・組立ラインで製造された表示パネルに傷等の欠陥がないか、また、表示パネルの表示性能（表示される画像の色）に異常がないかを検査する。そして、この検査ラインでは、表示パネルに傷等の欠陥がある場合に、当該表示パネルを不良品に分別し、表示パネルに傷等の欠陥はないものの、表示された画像の色に異常がある場合は、補正対象品に分別する。また、傷等の欠陥がなく、表示色も正常となる表示パネルを、良品として分別する。
以下、このような検査ラインの具体的な構成について説明する。
【００２４】
［１．検査ライン１の全体構成］
図１は、第一実施形態に係る検査ライン１の概略構成を示す図である。
検査システムである検査ライン１は、図１に示すように、ベルトコンベアー１０と、第一搬送アーム２０と、分光カメラ３０と、第二搬送アーム４０と、ロボットコントローラー５０（搬送コントローラー）と、ビジョンコントローラー６０と、補正部７０を含んで構成されている。
また、本実施形態では、検査対象となる表示パネルＰは、電源が投入され、バックライトが点灯されて自発光し、所定のパターン画像が表示された状態で検査ライン１に搬送されるものとする。パターン画像としては、例えば、単一色（例えば白色）の画像であってもよく、表示パネルＰの表示領域内が複数の領域に分割され、各領域でそれぞれ異なる色が表示されたパターン画像であってもよい。
ここで、分光カメラ３０、第二搬送アーム４０、ロボットコントローラー５０、及びビジョンコントローラー６０により、本発明の検査装置が構成される。また、ベルトコンベアー１０及び第一搬送アーム２０は、本発明の搬送機構を構成する。
【００２５】
［１−１．ベルトコンベアー１０］
ベルトコンベアー１０は、例えば一定間隔で台座部１１が配置され、これらの台座部１１を第一搬送方向Ｘに搬送する。
本実施形態では、検査ライン１に設けられるベルトコンベアー１０として、検査搬送部１０Ａ、第一搬送部１０Ｂ（第一搬送位置）、及び第二搬送部１０Ｃ（第二搬送位置）が設けられる。
検査搬送部１０Ａは、加工・組立ライン（図示略）で製造された表示パネルＰを第一搬送方向Ｘに搬送する。
第一搬送部１０Ｂは、不良品の表示パネルＰを所定の不良回収位置に搬送する。
第二搬送部１０Ｃは、色補正対象の表示パネルＰを補正部７０（表示補正部）に搬送する。
【００２６】
なお、本実施形態では、ベルトコンベアー１０により台座部１１及び表示パネルＰを搬送する例を示すが、これに限定されない。ベルトコンベアー１０が設けられず、複数の搬送アームによって、表示パネルＰが、所定間隔をあけて配置された台座部１１に順次搬送される構成などとしてもよい。
また、本実施形態では、加工・組立ラインに設けられたベルトコンベアーと、検査ライン１に設けられるベルトコンベアー１０とが別構成となる構成を例示するが、加工・組立ラインから検査ライン１に亘って、１つのベルトコンベアー１０により、表示パネルＰが搬送される構成としてもよい。
【００２７】
［１−２．第一搬送アーム２０］
第一搬送アーム２０は、第一搬送方向Ｘの所定位置に配置されている。
第一搬送アーム２０は、図１に示すように、複数のアーム部２１が互いに回動可能に連結された多関節型ロボットアームである。この第一搬送アーム２０の先端部には、表示パネルＰを持ち上げるピッキング部２２が設けられている。
この第一搬送アーム２０は、加工・組立ラインにより製造され、所定位置に搬送された表示パネルＰを持ち上げ（ピッキング）、ベルトコンベアー１０上の台座部１１に載置する。なお、上述したように、加工・組立ラインと検査ラインとで同じベルトコンベアー１０を用いる場合では、第一搬送アーム２０が配置されていなくてもよい。
【００２８】
［１−３．分光カメラ３０］
分光カメラ３０は、本発明の分光撮像部であり、第一搬送アーム２０と、第二搬送アーム４０との間で、例えば、ベルトコンベアー１０に対向する位置に配置される。つまり、本実施形態の分光カメラ３０は、第一搬送方向Ｘにおける所定位置に固定され、分光カメラ３０の撮像方向が、ベルトコンベアー１０の上面（搬送面１２）に向けられている。ここで、分光カメラ３０は、ベルトコンベアー１０の上面（搬送面１２）の法線方向に配置され、当該法線方向から表示パネルＰを撮像してもよく、搬送面１２の法線方向に対して所定角度で傾斜する方向から表示パネルＰを撮像してもよい。本実施形態では、分光カメラ３０から表示パネルＰに向かって照明光を照射しないため、表示パネルＰの表面で正反射された照明光が分光カメラ３０で撮像されることがない。
【００２９】
図２は、本実施形態の分光カメラ３０の概略構成を示す模式図である。
分光カメラ３０は、図２に示すように、入射光学系３１と、波長可変干渉フィルター３２と、撮像素子３３と、マイコン３４と、を含んで構成されている。また、分光カメラ３０により撮像可能な撮像範囲に、または当該撮像範囲内に進退可能に、分光カメラ３０のキャリブレーションを実施する基準物３９が設けられている。
入射光学系３１は、例えばテレセントリック光学系等により構成され、光軸と主光線とが平行または略平行となるように入射光を波長可変干渉フィルター３２及び撮像素子３３に導く。また、入射光学系３１は、台座部１１に載置された表示パネルＰが、ベルトコンベアー１０により所定の撮像位置に搬送された際に、表示パネルＰの全領域からの画像光が撮像素子３３で結像されるように、構成されている。すなわち、表示パネルＰの全領域が本発明の撮像範囲となり、分光カメラ３０によって、表示パネルＰ全体の分光画像が撮像される。
【００３０】
波長可変干渉フィルター３２は、ファブリーペローエタロンフィルターであり、互いに対向する一対の反射膜３２１，３２２と、これらの反射膜３２１，３２２の間の距離を変更可能なギャップ変更部３２３（例えば静電アクチュエーター）とを備えて構成される。この波長可変干渉フィルター３２は、ギャップ変更部３２３への印加電圧が制御されることで、反射膜３２１，３２２を透過する光の波長（分光波長）が変更可能となる。
【００３１】
撮像素子３３は、波長可変干渉フィルター３２を透過した画像光を撮像する装置であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサーにより構成される。本実施形態の分光カメラ３０では、撮像素子３３の各画素において、それぞれ波長可変干渉フィルター３２を透過した光が入射される。このため、例えば画像データの１つの画素を複数の撮像画素で形成するＲＧＢカメラに比べて、高い分解能で分光画像を撮像することが可能となる。
【００３２】
マイコン３４（マイクロコントローラー）は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）コア等により構成されたカメラ制御部３４１、カメラ内蔵メモリー３４２等を含んでん構成された集積回路である。マイコン３４は、カメラ内蔵メモリー３４２に記録されたコンピュータープログラムをカメラ制御部３４１で読み込み実行させることで、波長切替部３４３、撮像制御部３４４、波長ムラ補正部３４５、及びキャリブレーション部３４６として機能する。
また、カメラ内蔵メモリー３４２には、波長可変干渉フィルター３２を透過させる光の波長に対する、ギャップ変更部３２３に入力する指令値を記録した駆動テーブルが記録されている。
【００３３】
波長切替部３４３は、駆動テーブルに基づいて、波長可変干渉フィルター３２のギャップ変更部３２３に入力する指令値を変更する。
撮像制御部３４４は、撮像素子３３を制御して、撮像素子３３の各撮像画素から出力された受光信号（スペクトル情報）を取得して分光画像を得る。
【００３４】
波長ムラ補正部３４５は、撮像画像の波長ムラを補正する。
例えば、波長可変干渉フィルター３２の一対の反射膜３２１，３２２のギャップ寸法を複数の寸法に設定した際の、撮像素子３３の各撮像画素で受光される光の波長（波長ムラデータ）を予め測定しておき、カメラ内蔵メモリー３４２に記憶しておく。そして、波長可変干渉フィルター３２の透過光の波長を順次切り替え、撮像素子３３で各々の波長に対する分光画像を撮像した後、波長ムラ補正部３４５は、上記波長ムラデータを用いて、各撮像画像を補正する。例えば、波長ムラ補正部３４５は、各画素について分光スペクトルを算出し、算出した分光スペクトルから、所定波長に対する光量を算出する。これにより、各分光画像において、各撮像画素で受光した光の波長にムラが生じている場合でも、これを補正した精度の高い分光画像を得ることができる。
【００３５】
キャリブレーション部３４６は、分光カメラ３０により、基準物３９を撮像することで、波長可変干渉フィルター３２を透過した光が、目標波長の光であるか否かを検査し、異なる場合に補正処理を実施する。
本実施形態では、基準物３９として、目標波長に対する光学特性が既知となるものを用いる。例えば、分光カメラ３０で撮像するための複数の分光波長に対する吸光率が既知となる波長吸収板、あるいは、当該分光波長に対する反射率がピーク値となる反射板を用いる。
これにより、キャリブレーション部３４６は、駆動テーブルに基づいて、ギャップ変更部３２３を制御した際に、波長可変干渉フィルター３２から各分光波長の光が正常に透過されているか否かを判定することができる。また、ギャップ変更部３２３に入力する指令値を調整し、基準物３９のピーク吸光波長（ピーク反射波長）に対応する指令値を探索することで、駆動テーブルを補正する。
なお、基準物３９の設定位置としては、分光カメラ３０の撮像範囲内に設けられていればよい。例えば、基準物３９は、分光カメラ３０の撮像範囲内に対して、進退自在に設けられ、分光カメラ３０のキャリブレーション時に撮像範囲内に進出させる構成としてもよい。また、図２に示すように、台座部１１の一部に基準物３９が設けられる構成としてもよい。または、第二搬送アーム４０の一部（例えばピッキング部４２の一部）に基準物３９を設ける構成としてもよい。
【００３６】
［１−４．第二搬送アーム４０］
第二搬送アーム４０は、第一搬送方向Ｘの分光カメラ３０が配置される位置の下流側に設けられている。
第二搬送アーム４０は、第一搬送アーム２０と同様に、互いに回動可能に連結された複数のアーム部４１と、ピッキング部４２とを備えた多関節型ロボットアームである。
この第二搬送アーム４０は、ロボットコントローラー５０の制御に基づいて、表示パネルＰを所定の搬送ラインに搬送する。本実施形態では、表示パネルＰに傷等の欠陥がある場合、第二搬送アーム４０は、その表示パネルＰを第一搬送部１０Ｂ（第一搬送位置）に搬送する。また、表示パネルＰの表示色に異常がある場合、第二搬送アーム４０は、その表示パネルＰを第二搬送部１０Ｃ（第二搬送位置）に搬送する。一方、表示パネルＰに形状の欠陥がなく、表示色の異常もない場合、当該表示パネルＰは、第二搬送アーム４０によりピッキングされず、そのまま検査搬送部１０Ａ（第三搬送位置）に沿って次の工程（例えばラッピング工程）を実施するラインに搬送される。
【００３７】
［１−５．ロボットコントローラー５０］
図３は、本実施形態の検査ライン１の機能構成を示すブロック図である。
ロボットコントローラー５０は、製品の製造を管理する基幹システム１００、第一搬送アーム２０、第二搬送アーム４０、ベルトコンベアー１０（検査搬送部１０Ａ、第一搬送部１０Ｂ、及び第二搬送部１０Ｃ）の各駆動系に接続されている。
ロボットコントローラー５０は、ＣＰＵ等により構成されたロボット制御演算部５１と、第一メモリー５２とを備える。そして、ロボット制御演算部５１は、第一メモリー５２に記憶されているコンピュータープログラムを読み出して実行することにより、第一搬送制御部５１１、検査指令部５１２、第二搬送制御部５１３、及び表示制御部５１４として、機能する。
【００３８】
ロボットコントローラー５０は、基幹システム１００から、表示パネルＰの検査を開始する旨の指令信号が入力されることで、表示パネルＰの検査を開始する。
第一搬送制御部５１１は、表示パネルＰの検査が開始されると、ベルトコンベアー１０及び第一搬送アーム２０を制御し、加工・組立ラインから搬送された表示パネルＰをピッキングして、台座部１１に載置する。
検査指令部５１２は、ビジョンコントローラー６０に表示パネルＰに対する検査の開始を指令し、ビジョンコントローラー６０からの入力信号（検査結果情報）を受信する。検査結果情報としては、表示パネルＰの欠陥の有無を示す形状検査結果、表示色の異常の有無を示す色検査結果が含まれる。また、検査指令部５１２は、入力信号として、検査結果情報の他、分光カメラ３０で撮像された各波長に対する分光画像や表示用画像を受信する。そして、検査指令部５１２は、受信した検査結果情報を基幹システム１００に送信する。これにより、基幹システム１００に接続されたデータ記憶装置（図示略）に検査結果がログデータとして記録される。
【００３９】
第二搬送制御部５１３は、ビジョンコントローラー６０から受信した検査結果に基づいて、第二搬送アーム４０及びベルトコンベアー１０を制御する。つまり、第二搬送制御部５１３は、ビジョンコントローラー６０から表示パネルＰに形状の欠陥があるとの検査結果が入力された場合、第二搬送アーム４０を制御して、その表示パネルＰを第一搬送部１０Ｂに搬送させる。また、ビジョンコントローラー６０から表示パネルＰの表示色に異常があるとの検査結果が入力された場合、第二搬送アーム４０を制御して、その表示パネルＰを第二搬送部１０Ｃに搬送させる。一方、ビジョンコントローラー６０から、表示パネルＰの表示色が正常であるとの検査結果が入力された場合、第二搬送制御部５１３は、台座部１１に載置された表示パネルＰを、そのまま、検査搬送部１０Ａに沿って搬送させる。
【００４０】
表示制御部５１４は、ビジョンコントローラー６０から送信された画像（分光画像や表示用画像等）を図示略のディスプレイに表示させる。
これにより、検査ライン１を管理する管理者が、ディスプレイを視認することで、検査が正常に行われているか否かを確認することが可能となる。
【００４１】
［１−６．ビジョンコントローラー６０］
ビジョンコントローラー６０は、分光カメラ３０及びロボットコントローラー５０に接続され、ロボットコントローラー５０からの検査指令に基づいて、表示パネルＰの検査を実施する。なお、ビジョンコントローラー６０が基幹システム１００に接続されていてもよく、この場合、ビジョンコントローラー６０から基幹システム１００に検査結果を送信してログデータとして記録させてもよい。
このビジョンコントローラー６０は、図３に示すように、ＣＰＵ等により構成された検査制御演算部６１と、第二メモリー６２とを備える。そして、検査制御演算部６１は、第二メモリー６２に記憶されているコンピュータープログラムを読み出して実行することにより、分光制御部６１１、形状検査部６１２、及び色検査部６１３として、機能する。
【００４２】
分光制御部６１１は、分光カメラ３０を制御して、表示パネルＰに対する複数の波長の分光画像を撮像させる。
【００４３】
形状検査部６１２は、分光カメラ３０から得られた分光画像に基づいて、表示パネルＰの表面の形状を検査する。具体的には、表示パネルＰの表面に、傷等の凹凸による欠陥があるか否かを検査する。なお、形状検査部６１２は、欠陥の検査に加え、異物の付着があるか否かをさらに検査してもよい。
形状検査部６１２による、形状検査では、分光カメラ３０により撮像された複数の波長の分光画像のうち、所定波長の分光画像に基づいて検査を行う。用いる分光画像としては、最短波長の分光画像を用いることが好ましい。つまり、表示パネルＰに凹凸がある場合、表示パネルＰの発光によって、当該凹凸で光が散乱し、凹凸のエッジ部での輝度値が他の部分よりも高くなる。この際、散乱光は、短波長ほど強くなるので、短波長の分光画像を用いることで、光の散乱箇所である凹凸を精度良く検出することが可能となる。
【００４４】
なお、形状検査部６１２による形状欠陥の検出方法としては、特に限定されない。例えば、形状検査部６１２は、分光画像の水平方向及び垂直方向に沿って、隣り合う画素間の輝度値を算出し、当該輝度値の変化値が所定値以上となる部分をエッジ部として検出するエッジ検出を実施する。その他、キャニー法を用いたエッジ検出、２次微分（ラプラシアンフィルター）を用いたエッジ検出等、いかなる方法を用いてもよい。
【００４５】
色検査部６１３は、分光カメラ３０から送信された複数の分光画像に基づいて、表示パネルＰにおける色検査を実施する。つまり、表示パネルＰの色度が基準範囲から外れているか否かを判定する。
具体的には、色検査部６１３は、表示パネルＰに表示されるパターン画像の各画素の色と、当該パターン画像の元画像データにおける各画素の色（基準色情報）とを比較して、表示パネルＰで表示されている色が正常であるか否か、また、色ムラが生じていないか否かを判定する。これには、色検査部６１３は、各分光画像の各画素の信号値（スペクトル情報）を、所定の表色系（例えばＬ＊ａ＊ｂ＊表色系等）の色情報に変換し、変換画像を生成する。なお、この変換画像は、表示制御部５１４によりディスプレイに表示される表示用画像となる。そして、色検査部６１３は、各画素に対して、算出された色情報と、基準色情報との差（色差ΔＥ）を算出し、当該色差ΔＥが許容値以内であるか否かを判定する。
【００４６】
［１−７．補正部７０］
補正部７０は、第二搬送部１０Ｃにおける搬送先に設けられる。この補正部７０は、第二搬送部１０Ｃに搬送された表示パネルＰ、つまり、色検査部６１３により、表示色に異常があるとされた表示パネルＰの色補正を行う。
具体的には、この補正部７０は、コンピューターにより構成され、搬送された表示パネルＰに接続可能な接続部を有する。第二搬送部１０Ｃに沿って搬送された表示パネルＰは、図示略のロボットアームによって、接続部が接続され、補正部７０と通信可能になる。そして、補正部７０は、色検査部６１３による検査により算出された色差ΔＥに基づいて、表示パネルＰの各画素の表示プロファイルを補正する。
【００４７】
［２．検査ライン１における表示パネルＰの検査方法］
次に、上述したような検査ライン１での表示パネルＰの検査方法について説明する。
図４は、検査ライン１での検査方法を示すフローチャートである。
本実施形態の検査ライン１では、ロボットコントローラー５０は、基幹システム１００から表示パネルＰの検査を開始する旨の指令信号を受信する（ステップＳ１）。
これにより、ロボットコントローラー５０は、ビジョンコントローラー６０に対して、分光カメラ３０のキャリブレーション処理を指令する（ステップＳ２）。この際、ロボットコントローラー５０は、分光カメラ３０の撮像範囲内に、基準物３９を移動させる。例えば、台座部１１の一部に基準物３９が設けられる場合、ロボットコントローラー５０はベルトコンベアー１０を駆動させて、台座部１１を分光カメラ３０の撮像範囲内に移動させる。
【００４８】
ビジョンコントローラー６０は、分光カメラ３０のキャリブレーションが指令されると、分光カメラ３０を制御して、キャリブレーション処理を実施させる（ステップＳ３）。
図５は、ステップＳ３のキャリブレーション処理を示すフローチャートである。
分光カメラ３０のキャリブレーション処理では、波長切替部３４３は、まず、変数ｉを初期化（ｉ＝１）する（ステップＳ３１）。ここで、変数ｉは、波長可変干渉フィルター３２を透過させる波長に関する変数であり、駆動テーブルには、ｉ＝１からｉ＝Ｉまでの目標波長と、当該目標波長に対応する指令値が記録されているものとする。
そして、波長切替部３４３は、駆動テーブルから変数ｉに対応する指令値を読み出し、波長可変干渉フィルター３２のギャップ変更部３２３に入力し（ステップＳ３２）、さらに、撮像制御部３４４は、撮像素子３３を制御して、波長可変干渉フィルター３２を透過した画像光を撮像する（ステップＳ３３）。
【００４９】
次に、キャリブレーション部３４６は、撮像素子３３で受光された各撮像画素の光量が、基準範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ３４）。例えば、基準物３９が波長吸収板であり、目標波長に対する吸光率が他の波長に対して高い場合、各撮像画素での光量が所定の第一閾値以下となっているかを判断する。或いは、目標波長に対する反射率が他の波長に対して高い基準物３９を用いる場合では、各撮像画素での光量が所定の第二閾値以上となっているかを判断する。
ステップＳ３４でＹｅｓと判定される場合、キャリブレーション部３４６は、波長可変干渉フィルター３２が正常に駆動していると判定する（ステップＳ３５）。
ステップＳ３４でＮｏと判定された場合、波長切替部３４３は、ギャップ変更部３２３に入力する指令値を所定範囲内で調整し、各画素の光量が基準範囲内となる指令値を探索する（ステップＳ３６）。そして、探索された指令値を駆動テーブルに記録して補正して更新する（ステップＳ３７）。
【００５０】
ステップＳ３５及びステップＳ３７の後、波長切替部３４３は、変数ｉに１を加算して（ステップＳ３８）、変数ｉが最大値Ｉとなったか否かを判定する（ステップＳ３９）。ステップＳ３９でＮｏと判定された場合は、ステップＳ３２に戻る。すなわち、駆動テーブルに記録された各目標波長に対して、波長可変干渉フィルター３２が正常に駆動しているか否かを判定し、波長がずれている場合に、目標波長の光が透過されるように、駆動テーブルを補正する。
ステップＳ３９でＹｅｓと判定されると、分光カメラ３０のキャリブレーション処理を終了し、キャリブレーションを完了した旨をロボットコントローラー５０に返す（ステップＳ４）。
【００５１】
次に、ロボットコントローラー５０の第一搬送制御部５１１は、ベルトコンベアー１０を駆動させ、第一搬送アーム２０を制御して表示パネルＰをピッキングさせ、台座部１１に載置させる（ステップＳ５）。なお、この表示パネルＰの搬送動作は、順次実施され、複数の表示パネルＰが順次分光カメラ３０側に送られる。
【００５２】
また、ロボットコントローラー５０は、台座部１１が、撮像素子３３の撮像範囲に移動すると、ビジョンコントローラー６０に、表示パネルＰの検査を指令する（ステップＳ６）。
【００５３】
ビジョンコントローラー６０の分光制御部６１１は、表示パネルＰの検査が指令されると、分光カメラ３０を制御して、分光画像を撮像させる（ステップＳ７；分光撮像ステップ）。
図６は、ステップＳ７の分光画像の撮像処理を示すフローチャートである。
分光画像の撮像処理では、波長切替部３４３は、まず、変数ｉを初期化（ｉ＝１）する（ステップＳ７１）。
そして、波長切替部３４３は、駆動テーブルから変数ｉに対応する指令値を読み出し、波長可変干渉フィルター３２のギャップ変更部３２３に入力し（ステップＳ７２）、さらに、撮像制御部３４４は、撮像素子３３を制御して、波長可変干渉フィルター３２を透過した画像光を撮像する（ステップＳ７３）。
【００５４】
次に、波長切替部３４３は、変数ｉに１を加算して（ステップＳ７４）、変数ｉが最大値Ｉとなったか否かを判定する（ステップＳ７５）。ステップＳ７５でＮｏと判定された場合は、ステップＳ７２に戻る。すなわち、予め設定された複数の波長（目標波長）に対する分光画像を撮像させる。
ステップＳ７５でＹｅｓと判定されると、波長ムラ補正部３４５は、各分光画像の各画素の信号値を、当該分光画像の目標波長に対応した信号値に補正する。つまり、各分光画像の波長ムラを補正する（ステップＳ７６）。
そして、分光カメラ３０のマイコン３４は、上記により得られた各目標波長に対する分光画像を、ビジョンコントローラー６０に送信する（ステップＳ７７）。
【００５５】
ビジョンコントローラー６０において、分光制御部６１１は、分光カメラ３０から、各目標波長に対する分光画像を取得すると、各分光画像を第二メモリー６２に記憶する。
次に、形状検査部６１２は、第二メモリー６２から、複数の分光画像のうち、形状検査に用いる分光画像を読み出す（ステップＳ８）。本実施形態では、形状検査において、最短波長の分光画像を用いる。
そして、形状検査部６１２は、読み出した分光画像に基づいて、エッジ検出処理を実施し、所定寸法（第三閾値）以上のサイズの欠陥があるか否かを判定する（ステップＳ９；形状検査ステップ）。エッジ検出処理としては、上述したように、隣接画素における輝度値の差に基づいてエッジを検出するものであってもよく、ラプラシアンフィルターを適用したエッジ検出や、キャニー法を用いたエッジ検出であってもよい。
ステップＳ９でＹｅｓと判定された場合、つまり、表示パネルＰに欠陥が見つかった場合、表示パネルＰが形状欠陥である旨を示す検査結果情報を生成する（ステップＳ１０）。
【００５６】
ステップＳ９でＮｏと判定された場合、つまり、形状検査部６１２で、表示パネルＰに欠陥がないと判定された場合、色検査部６１３は、第二メモリー６２から、各目標波長に対する分光画像を読み出して、表示用画像を生成する（ステップＳ１１）。
表示用画像の生成では、色検査部６１３は、上述したように、各分光画像の各画素の信号値（スペクトル情報）を用いて、各画素を所定の表色系（Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系）の色情報で表した画像を生成する。
【００５７】
この後、色検査部６１３は、ステップＳ１０の画像生成時に算出された各画素の色情報に基づいて、色検査処理を実施し、色異常が有るか否かを判定する（ステップＳ１２；色検査ステップ）。
色検査処理では、色検査部６１３は、各画素の色情報の平均値を算出し、当該平均値が所定の第一許容範囲以内であるか否かを判定する。つまり、個々の表示パネルＰの個体差が許容値以内であるか否かを判定する。ここで、色情報の平均値が第一許容範囲外である場合、色検査部６１３は、表示パネルＰの色再現性に異常がある（第一色異常）と判定する。
また、色検査では、色検査部６１３は、さらに、各画素の色情報と、表示パネルＰに表示されているパターン画像の基準色情報との色差ΔＥを算出し、色差ΔＥが所定の第二許容範囲以内であるか否かを判定する。つまり、表示パネルＰの色ムラの有無を判定する。ここで、色差が第二許容範囲外である場合、色検査部６１３は、表示パネルＰに色むらがある（第二色異常）と判定する。
色検査部６１３は、第一色異常及び第二色異常の少なくともいずれかの異常があると判定した場合（ステップＳ１２においてＹｅｓと判定した場合）、色異常が有る旨の検査結果情報を生成する（ステップＳ１３）。この検査結果情報には、色異常の種別（第一色異常及び第二色異常のいずれか、若しくは両方）と、色異常の程度（色情報の平均値や、各画素の色差ΔＥ）とが含まれる。
【００５８】
ステップＳ１２において、Ｎｏと判定された場合（色異常がない場合）は、表示パネルＰが正常（良品）である旨の情報と、各分光画像と、表示用画像とを含む検査結果情報を生成する（ステップＳ１４）。
この後、ビジョンコントローラー６０は、生成した検査結果情報と、ステップＳ７で撮像された各分光画像と、表示用画像と、をロボットコントローラー５０に送信する（ステップＳ１５）。
【００５９】
ロボットコントローラー５０は、ビジョンコントローラー６０から検査結果情報、分光画像、及び表示用画像を受信すると、表示制御部５１４は、受信した分光画像や表示用画像を、所定のディスプレイに表示させる。また、ロボットコントローラー５０は、取得した検査結果情報を基幹システム１００に送信する。これにより、基幹システム１００は、送信された検査結果情報を検査ログとして、所定のデータ記憶装置に記憶する。
【００６０】
また、ロボットコントローラー５０の第二搬送制御部５１３は、受信した検査結果情報に基づいて、第二搬送アーム４０の動作を制御する。
これには、第二搬送制御部５１３は、先ず、形状欠陥品である旨の形状検査結果を含む検査結果情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１６）。
ステップＳ１６においてＹｅｓと判定された場合、第二搬送制御部５１３は、第二搬送アーム４０により、該当する表示パネルＰをピッキングさせ、第一搬送部１０Ｂに搬送させる（ステップＳ１７）。なお、ステップＳ９において、形状欠陥品である旨の検査結果情報が生成されると、ステップＳ１１からステップＳ１４の処理が省略されてステップＳ１５において、検査結果情報が送信される。したがって、表示パネルＰに形状欠陥があり、不良品であると判定された場合は、表示パネルＰが即座に第一搬送部１０Ｂから、不良品の回収位置に搬送されることになる。
【００６１】
ステップＳ１６でＮｏと判定された場合、第二搬送制御部５１３は、検査結果情報に、第一色異常及び第二色異常の少なくともいずれか一方の色検査結果が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１８）。
ステップＳ１８において、Ｙｅｓと判定された場合、第二搬送制御部５１３は、第二搬送アーム４０により、該当する表示パネルＰをピッキングさせ、第二搬送部１０Ｃに搬送させる（ステップＳ１９）。これにより、色異常と判定された表示パネルＰは、第二搬送部１０Ｃから、補正部７０に搬送される。
この際、ロボットコントローラー５０は、補正部７０に対して、検査結果情報を送信する。これにより、補正部７０は、色異常の種別に応じた表示パネルＰの表示色補正をすることができる。
【００６２】
ステップＳ１８でＮｏと判定された場合、つまり、形状欠陥や色異常が検出されなかった場合、第二搬送制御部５１３は、表示パネルＰをそのまま検査搬送部１０Ａに沿って搬送させる（ステップＳ２０）。これにより、良品である表示パネルＰは、次の工程ライン（例えばラッピング工程）に搬送される。
【００６３】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態の検査ライン１では、表示パネルＰを検査対象とし、分光カメラ３０により、表示パネルＰの所定の撮像範囲からの光を複数の波長の光に分光して、各波長の分光画像を撮像する。そして、ビジョンコントローラー６０の形状検査部６１２は、これらの撮像された分光画像から、所定波長の分光画像を用いて表示パネルＰの形状を検査する形状検査処理を実施する。また、ビジョンコントローラー６０の色検査部６１３は、分光カメラ３０により撮像された複数の分光画像を用いて、表示パネルＰの表示色を検査する色検査処理を実施する。
本実施形態では、自発光する表示パネルＰを検査対象として、分光画像を撮像するため、検査対象の表面に形状欠陥がある場合、光の散乱によって分光画像の輝度値が変化する。このため、形状検査部６１２は、例えばフリンジパターン等の特定パターンの照明光を照射する必要がなく、色検査用に撮像された分光画像のいずれかを用いて容易に形状検査を行うことができる。また、色検査においては、複数波長の分光画像から、各画素の分光スペクトルを求めることができるので、画素毎の色の異常を精度良く検出することができる。
つまり、本実施形態では、１つの分光カメラ３０により得られた測定結果に基づいて、形状検査部６１２による形状検査と、色検査部６１３による色検査の双方を実施することができる。このため、形状検査を行うための画像と、色検査を行うための画像を、それぞれ別工程で取得する必要がなく、検査に係る工程数を削減できる。
【００６４】
また、本実施形態の検査ライン１では、分光カメラ３０は、波長可変干渉フィルター３２と、当該波長可変干渉フィルターを透過した光を撮像する撮像素子３３と、を備える。
分光カメラ３０に用いる、分光フィルターとしては、ＡＯＴＦやＬＣＴＦ等の分光フィルターを用いることができるが、この場合、分光カメラ３０が大型化し、検査ライン１での配置スペースを確保する必要が生じる。これに対して、本実施形態では、波長可変干渉フィルター３２により入射光を分光させる分光カメラ３０を用いる。このような波長可変干渉フィルター３２は、ＡＯＴＦやＬＣＴＦ等と比べて、薄型化、小型化、軽量化に優れており、分光カメラ３０の小型化、軽量化を図ることができる。これにより、分光カメラ３０の配置スペースの自由度を向上でき、製造工場等で任意の位置に分光カメラ３０を配置することができる。
【００６５】
本実施形態では、表示パネルＰを搬送する第一搬送アーム２０や第二搬送アーム４０を備え、これらの第一搬送アーム２０及び第二搬送アーム４０は、ロボットコントローラー５０により駆動が制御される。また、分光カメラ３０を制御するビジョンコントローラー６０が設けられている。
すなわち、本実施形態では、第一搬送アーム２０や第二搬送アーム４０等のロボットを制御するための制御機構（ロボットコントローラー５０）と、分光カメラ３０を制御して検査を実施するための制御機構（ビジョンコントローラー６０）と、が別構成となる。これにより、検査装置の汎用性を高めることができる。例えば、ビジョンコントローラー６０を、種類が異なる表示パネルＰの検査ラインにそれぞれ適用することもでき、表示パネルＰ以外の様々な製造ラインに対して適用することもできる。
【００６６】
本実施形態では、ロボットコントローラー５０は、ビジョンコントローラー６０から入力された検査結果情報に基づいて、表示パネルＰに形状欠陥がある場合に当該表示パネルＰを不良品の回収位置に搬送する第一搬送部１０Ｂに搬送する。また、ロボットコントローラー５０は、表示パネルＰに色異常がある場合に当該表示パネルＰを、色補正を行う補正部７０に搬送する第二搬送部１０Ｃに搬送する。そして、ロボットコントローラー５０は、表示パネルＰが正常（良品）である場合に、当該表示パネルＰを、検査搬送部１０Ａ（第三搬送部）により次の工程ラインに搬送する。
これにより、ロボットコントローラー５０は、検査結果情報に応じて、表示パネルＰを迅速に適切な位置に搬送することができ、効率よく表示パネルＰを仕分けることができる。
また、第二搬送部１０Ｃに搬送された表示パネルＰは、補正部７０によって色補正が行われ、表示パネルＰの画像を正しい色に補正することができる。このため、補正可能な表示パネルＰが不良品として回収されることがなく、歩留まりの向上を図れる。
【００６７】
本実施形態の検査ライン１には、分光カメラ３０のキャリブレーションを実施する基準物３９が設けられている。これにより、分光カメラ３０が適正に駆動しているか否かを表示パネルＰの検査前に調べることができる。
【００６８】
本実施形態では、形状検査部６１２は、複数の分光画像のうち、最短波長の分光画像を用いて形状検査を実施する。
このような分光画像を用いることで、表示パネルＰの表面に傷等の凹凸がある場合に、強い散乱光が発生するため、当該凹凸を精度良く検出することができ、形状検査の精度を向上させることができる。
【００６９】
［第二実施形態］
次に、第二実施形態について説明する。
第一実施形態では、分光カメラ３０が、ベルトコンベアー１０により搬送された表示パネルＰを撮像可能な所定位置に固定される例を示した。これに対して、第二実施形態では、分光カメラ３０がロボットアームに固定される点で、上記第一実施形態と相違する。
なお、以降の説明にあたり、既に説明した事項については、同符号を付し、その説明を省略または簡略化する。
【００７０】
図７は、第二実施形態の検査ライン１Ａの概略構成を示す図である。
第二実施形態の検査ライン１Ａでは、図７に示すように、第一実施形態と同様に、ベルトコンベアー１０と、第一搬送アーム２０と、分光カメラ３０と、第二搬送アーム４０と、ロボットコントローラー５０と、ビジョンコントローラー６０とを備える。そして、本実施形態の検査ライン１Ａでは、さらに、分光カメラ３０が固定されたビジョンアーム８０が設けられている。
【００７１】
ビジョンアーム８０（撮像保持アーム）は、例えば、第一搬送アーム２０や第二搬送アーム４０と同様に、複数のアーム部８１が互いに回動可能に連結された多関節型ロボットアームであり、アーム部８１の先端部に設けられたカメラ保持部８３（撮像保持部）に分光カメラ３０が固定される。したがって、本実施形態では、ロボットコントローラー５０によりビジョンアーム８０の駆動を制御することで、分光カメラ３０が表示パネルＰに対して相対移動可能となる。
図８は、ビジョンアーム８０における分光カメラ３０の保持位置の概略断面図である。本実施形態では、分光カメラ３０は、ビジョンアーム８０の先端に設けられたカメラ保持部８３に対して、緩衝材８４を介して固定されている。緩衝材８４としては、例えば、ゴム等の弾性部材を用いることができる。
このような構成では、ビジョンアーム８０を駆動させた際の振動の、分光カメラ３０への伝達を抑制できる。したがって、波長可変干渉フィルター３２における、一対の反射膜３２１，３２２のギャップが、振動によって変動する不都合が抑制され、精度の高い分光画像を撮像することができる。
【００７２】
本実施形態では、表示パネルＰの分光画像を撮像する際に、ロボットコントローラー５０が、ビジョンアーム８０の駆動を制御して、表示パネルＰが撮像範囲内に入るように、分光カメラ３０の位置を移動させる。
【００７３】
なお、第二実施形態において、分光カメラ３０がビジョンアーム８０に設けられる点以外は、第一実施形態と同様の構成であり、第一実施形態と同様の検査方法により表示パネルＰを検査することができる。
【００７４】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態では、検査ライン１にビジョンアーム８０が設けられ、当該ビジョンアーム８０に、分光カメラ３０が保持されている。
このため、表示パネルＰに対して、分光カメラ３０を移動させることができ、表示パネルＰを任意の方向から撮像することができる。例えば、表示パネルＰの画像表示領域だけでなく、表示パネルＰの側面を分光カメラ３０で撮像することができ、表示パネルＰの画像表示領域以外の欠陥等の異常を検査することができる。
【００７５】
分光カメラ３０は、ビジョンアーム８０のカメラ保持部８３に対して緩衝材８４を介して固定されている。このため、緩衝材８４により、ビジョンアーム８０から振動伝達が抑制され、分光カメラ３０での撮像画像のブレ、波長可変干渉フィルター３２のギャップ変動による波長シフト等を抑制することができ、精度の高い分光画像を得ることができる。
【００７６】
［第三実施形態］
次に、第三実施形態について説明する。
第一実施形態及び第二実施形態では、分光カメラ３０と、第二搬送アーム４０とが別体であり、分光カメラ３０により分光画像を撮像した後、第二搬送アーム４０により表示パネルＰを所定位置に搬送した。これに対して、第三実施形態は、表示パネルＰを搬送する搬送アームに分光カメラ３０が保持されている点で、上記実施形態と相違する。
【００７７】
図９は、第三実施形態の検査ライン１Ｂにおける概略構成を示す図である。図１０は、第三搬送アーム９０のピッキング部９２の概略構成を示す断面図である。
図９に示すように、本実施形態の検査ライン１Ｂは、第一実施形態の分光カメラ３０（固定型）及び第二搬送アーム４０に替えて、第三搬送アーム９０が設けられている。
この第三搬送アーム９０は、第一搬送アーム２０や第二搬送アーム４０と同様に、複数のアーム部９１が互いに回動可能に連結された多関節型ロボットアームであり、アーム部９１の先端部に表示パネルＰをピッキングするピッキング部９２が設けられている。
【００７８】
このピッキング部９２は、例えば、図１０に示すように、ベース９３と、ベース９３に設けられた把持部９４とを備える。
この把持部９４は一対設けられており、互いに近接及び離隔する方向に進退可能となり、ロボットコントローラー５０の制御によって、表示パネルＰを把持して搬送する。
また、ベース９３には、一対の把持部９４の間、つまり、把持部９４により表示パネルＰを把持した際に、表示パネルＰに対向する位置に、凹部９５（撮像保持部）が設けられている。そして、この凹部９５には、緩衝材９６を介して分光カメラ３０が保持されている。緩衝材９６としては、第二実施形態と同様に、ゴム等の弾性部材を用いることができる。
【００７９】
このような本実施形態では、第三搬送アーム９０により表示パネルＰを把持した際に、分光カメラ３０により表示パネルＰに対する複数の目標波長の分光画像を撮像する。また、当該分光画像に基づいて、第一実施形態のステップＳ８〜ステップＳ１５の処理を実施して表示パネルＰの形状検査及び色検査を実施する。そして、ロボットコントローラー５０は、その検査結果情報に基づいて、第三搬送アーム９０を駆動し、表示パネルＰを、検査搬送部１０Ａ、第一搬送部１０Ｂ、第二搬送部１０Ｃのいずれかに搬送する。
【００８０】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態では、表示パネルＰを、検査搬送部１０Ａ、第一搬送部１０Ｂ、及び第二搬送部１０Ｃのいずれかに搬送する（仕分けする）第三搬送アーム９０を備える。この第三搬送アーム９０は、表示パネルＰを把持する把持部９４と、把持部９４に把持された表示パネルＰに対向する位置に凹部９５とを備え、この凹部９５に分光カメラ３０が保持されている。
このような構成では、第三搬送アーム９０により表示パネルＰを搬送している最中に、分光カメラ３０による分光画像の撮像処理、及び撮像された分光画像に基づいた形状検査及び色検査を実施することができる。このため、例えば第一実施形態や第二実施形態のように、分光カメラ３０での分光画像の撮像及び検査処理を実施した後、第二搬送アーム４０で表示パネルＰをピッキングして搬送する場合に比べ、迅速に表示パネルＰを所定位置に仕分けることができる。
【００８１】
また、分光カメラ３０は、緩衝材９６を介して、凹部９５内に保持されている。このため、第三搬送アーム９０で表示パネルＰを搬送している最中に、分光カメラ３０による分光画像の撮像を行った場合でも、第三搬送アーム９０からの振動が分光カメラ３０に伝達されにくい。よって、分光カメラ３０での分光精度の低下を抑制できる。
【００８２】
［第四実施形態］
次に、第四実施形態について説明する。
第一実施形態において、形状検査部６１２は、複数の分光画像のうち、最短波長の分光画像に基づいて、形状検査を実施した。これに対して、第三実施形態では、形状検査を実施する際の分光画像が第一実施形態とは相違する。
【００８３】
すなわち、本実施形態の形状検査部６１２は、表示パネルＰが自発光した際、発光量が最大（ピーク）となる波長の分光画像に基づいて、形状検査処理を実施する。表示パネルＰにおいて発光量が最大となる波長は、バックライトの種類等によって決定される。したがって、予めビジョンコントローラー６０の第二メモリー６２に記憶しておけばよい。または、形状検査部６１２は、撮像された複数の分光画像のうち、平均輝度が最大となる分光画像を選択してもよく、各分光画像の輝度最大値を比較し、輝度最大値が最も大きい分光画像を選択してもよい。
なお、形状検査処理の方法やその他の検査処理や表示パネルＰの搬送については、第一実施形態と同様である。
【００８４】
［本実施形態の作用効果］
本実施形態では、形状検査部６１２は、表示パネルＰにおいて、最も大きい発光量となる波長に対応する分光画像に基づいて形状検査を実施する。このようなピーク波長では、分光カメラ３０で受光される光の光量が大きくなり、光の散乱が発生した場合、その散乱光の光量も大きくなる。よって、形状検査部６１２は、表示パネルＰの表面の凹凸を高精度に検出することができる。
【００８５】
［変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００８６】
［変形例１］
第一から第四実施形態において、形状検査部６１２が、分光画像に基づいて傷等の凹凸を検出する例を示したが、これに限定されない。形状検査部６１２は、さらに、表示パネルＰに付着する異物を検出してもよい。例えば、形状検査部６１２は、分光カメラ３０で撮像された複数の分光画像のうち、近赤外光から赤外光の波長域の分光画像を抽出して、異物の吸収スペクトルを測定してその成分や種類を特定してもよい。
この場合、形状検査部６１２は、表示パネルＰの形状異常が、傷等の欠陥があるか、異物の付着であるかを判定できる。また、ロボットコントローラー５０は、形状検査結果に応じて、表示パネルＰに欠陥がある場合と、表示パネルＰに異物が付着している場合とで、それぞれ別の搬送ライン（ベルトコンベアー）に搬送することもできる。例えば、表示パネルＰに傷がある場合、上記実施形態と同様に、当該表示パネルＰを不良回収位置に搬送する第一搬送部１０Ｂに搬送する。そして、表示パネルＰに異物が付着している場合、ロボットコントローラー５０は、第二搬送アーム４０を制御し、表示パネルＰの洗浄を行う洗浄装置に向かうベルトコンベアー上に、当該表示パネルＰを搬送する。
【００８７】
［変形例２］
第三実施形態において、第三搬送アーム９０に加えて、さらに、表示パネルＰの表示面以外を撮像可能な第二カメラが設けられる構成としてもよい。第二カメラとしては、例えば、第一実施形態のような固定タイプの分光カメラや、第二実施形態のようなビジョンアームにより保持された分光カメラを例示できる。なお、第二カメラとしては、ＲＧＢカメラを用いてもよく、さらに、撮像対象に照明光を照射する光源を設けてもよい。
この場合、第三搬送アーム９０で表示パネルＰを搬送する際に、固定分光カメラやビジョンアームに保持された分光カメラで、表示パネルＰの裏面等の分光画像を撮像することもでき、表示パネルＰの外装ケース等の形状検査を同時に実施することができる。
【００８８】
［変形例３］
上記第一から第四実施形態において、分光カメラ３０に波長可変干渉フィルター３２が搭載される例を示したが、これに限定されない。表示パネルＰからの光を分光する分光素子としては、上述した波長可変干渉フィルター３２の他、ＡＯＴＦやＬＣＴＦ等を用いてもよい。
【００８９】
［変形例４］
第二実施形態において、分光カメラ３０が、ビジョンアーム８０に保持される例を示したが、このようなロボットアームに限定されない。例えば、第一搬送方向Ｘに沿って移動可能なスライド部材を設け、当該スライド部材に分光カメラ３０を保持させる構成としてもよい。
【００９０】
［変形例５］
第三搬送アーム９０において、一対の把持部９４により表示パネルＰが把持され、これらの把持部９４の間に分光カメラ３０が保持される凹部９５が設けられ、表示パネルＰを法線方向から撮像する例を示したが、これに限定されない。
例えば、ピッキング部９２は、表示パネルＰを吸引してピッキングする構成としてもよい。また、分光カメラ３０は、撮像方向が表示パネルＰの法線に対して傾斜する角度に保持される構成としてもよい。
【００９１】
［その他の変形例］
上記実施形態では、ロボットコントローラー５０とビジョンコントローラー６０とが別構成として設けられる例を示したが、例えば、一体構成としてもよい。
【００９２】
上記実施形態では、対象物として表示パネルＰを例示したが、これに限定されない。例えば、対象物がフィルム等の透光性部材であり、台座部１１に光源が設けられる構成としてもよい。この場合、光源からの光を対象物で透過させて分光カメラ３０で撮像する。当該構成においても、分光カメラ３０にフリンジパターン等の照明光源を設ける必要がない。また、台座部１１に設けられた光源の光が対象物を透過する際に、対象物に傷等の形状欠陥がある場合、欠陥箇所で光が散乱される。このため、上記実施形態と同様に、分光画像を用いて対象物の形状異常を好適に検査することができる。また、複数波長の分光画像に基づいて、対象物の色検査も実施することができる。
【００９３】
上記実施形態では、表示パネルＰが良品である場合に、当該表示パネルＰを、そのまま第一搬送方向Ｘに沿った検査搬送部１０Ａで、次の工程ラインに流す例を示したが、検査搬送部１０Ａとは異なる別のベルトコンベアー上（第三搬送部）に搬送して、次の工程ラインに搬送してもよい。
【００９４】
分光カメラ３０のマイコン３４が、波長ムラ補正部３４５として機能する例を示したが、当該機能が搭載されていなくてもよい。例えば、第二メモリー６２に波長ムラデータが記憶されており、ビジョンコントローラー６０が、分光カメラ３０から受信した複数の分光画像における波長ムラを補正してもよい。
【００９５】
第一実施形態において、ステップＳ９でＹｅｓと判定（表示パネルＰに形状欠陥があると判定）された場合に、ステップＳ１１からステップＳ１４の処理を省略する例を示した。これに対し、ステップＳ９でＹｅｓと判定された場合でも、ステップＳ１１からステップＳ１４の処理を実施する態様としてもよい。或いは、ステップＳ９でＹｅｓと判定された場合に、ステップＳ１１の表示用画像の生成処理を行い、ステップＳ１２からステップＳ１４の処理を省略する態様としてもよい。
【００９６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等に適宜変更できる。
【符号の説明】
【００９７】
１，１Ａ，１Ｂ…検査ライン（検査システム）、１０…ベルトコンベアー（搬送機構）、１０Ａ…検査搬送部（第三搬送位置）、１０Ｂ…第一搬送部（第一搬送位置）、１０Ｃ…第二搬送部（第二搬送位置）、１１…台座部、１２…搬送面、２０…第一搬送アーム（搬送機構）、２１…アーム部、２２…ピッキング部、３０…分光カメラ（分光撮像部）、３１…入射光学系、３２…波長可変干渉フィルター、３３…撮像素子、３４…マイコン、３９…基準物、４０…第二搬送アーム（搬送アーム）、４１…アーム部、４２…ピッキング部、５０…ロボットコントローラー（搬送コントローラー）、５１…ロボット制御演算部、５２…第一メモリー、６０…ビジョンコントローラー、６１…検査制御演算部、６２…第二メモリー、７０…補正部（表示補正部）、８０…ビジョンアーム（撮像保持アーム）、８１…アーム部、８３…カメラ保持部、８４…緩衝材、９０…第三搬送アーム（搬送アーム）、９１…アーム部、９２…ピッキング部、９３…ベース、９４…把持部、９５…凹部、９６…緩衝材、１００…基幹システム、３２１，３２２…反射膜、３２３…ギャップ変更部、５１１…第一搬送制御部、５１２…検査指令部、５１３…第二搬送制御部、５１４…表示制御部、６１１…分光制御部、６１２…形状検査部、６１３…色検査部、Ｐ…表示パネル（対象物）、Ｘ…第一搬送方向。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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