(57)【要約】【課題】ラインセンサカメラの光軸位置を一意に且つ容易に決めることができるようにする。【解決手段】ラインセンサカメラ３０のフォーカスを前焦点にぼかして、輝度分布が最も低くなるようにカメラの光軸３２の位置を決める。【選択図】　　　図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のライン状光源により試料の表面で散乱する光を、ラインセンサカメラで撮像して、光散乱透過物の不良である散乱のむらや異物を検査する際に、
カメラのフォーカスを前焦点にぼかして、輝度分布が最も低くなるようにカメラの光軸位置を決めることを特徴とする光散乱透過物の検査方法。
【請求項２】
複数のライン状光源と、
該ライン状光源により試料の表面で散乱する光を撮像するラインセンサカメラとを備え、
複数のライン状光源により試料の表面で散乱する光を、ラインセンサカメラで撮像して、光散乱透過物の不良である散乱のむらや異物を検査する光散乱透過物の検査装置であって、
カメラで撮像された輝度分布を表示するモニタと、
カメラのフォーカスを前焦点にぼかす手段と、
輝度分布が最も低くなるようにカメラの光軸位置を決める手段と、
を設けたことを特徴とする光散乱透過物の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光散乱透過物の検査方法及び装置に係り、特に、光散乱透過シートにおける異物欠点と光散乱欠点の両方を１回の検査で検出することが可能な、複数のライン状光源により試料の表面で散乱する光を、ラインセンサカメラで撮像して、光散乱透過物の不良である散乱のむらや異物を検査する光散乱透過物の検査方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光散乱透過シートにおける主要な欠点の１つは、光散乱特性が所定の特性から外れるという点である。特に、光散乱特性がシートの部分によって異なる光散乱むらが問題となる。又、主要な欠陥の他の１つは、光散乱透過シートに含まれる異物である。この異物は、もともとの材料中に含まれているもの、製造過程で付着混入するものが存在する。光散乱透過シートにおいては、特に光学的特性が重要視されるため、いずれの欠点も重欠点と見なされている。
【０００３】
この光散乱透過シートの欠点検査は、従来は、専ら目視検査によって行なわれている。それは、光散乱が存在するところで異物を検知することも、微妙な光散乱そのものを検出することも、機械検出では極めて困難なためである。しかしながら、人間にとって、この検査は常に精神の緊張と集中を強いられ、作業負荷が大きく、多くの時間を必要とし、費用負担も大きい。その上、人間が検査する以上、検査基準のばらつきや欠点の見逃しが避けられないという問題点を有していた。
【０００４】
【特許文献】
特開２００２−４８７２６号公報
【０００５】
このような問題点を解決するべく、出願人は前記特許文献おいて、図１に示す如く、単一のライン状光源２０により試料（光散乱透過物）１０の表面で散乱する光１２を、斜め方向に配置したラインセンサカメラ３０で撮像して、光散乱透過物の不良である散乱のむらや異物を検査することを提案している。図において、２４は、試料１０の背面側からラインセンサカメラ３０の撮像領域に直接入射する透過光を調整するための帯状の調光部材、４０は、ＰＣや専用画像処理装置等からなる画像処理部、４２は、キーボードやマウス等からなる入力部、４４は、ディスプレイや警報器等からなる出力部である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献に記載した装置は、散乱性の低い試料では、散乱量が少ないために十分な光量が得られず、更に、カメラを斜めに設置するため、設置及び光学条件の調整が困難であるという問題点を有していた。
【０００７】
このような問題点を解決するべく、出願人は、特願２００２−９９５６８（未公開）において、図２に示す如く、ラインセンサカメラ３０の撮像光軸の延長上の両側に２つの光源２０、２２を設置すると共に、カメラ３０を試料１０の搬送方向に垂直に設置して、十分な光量が容易に得られると共に、設置及び光学条件の調整を容易としたものを提案している。
【０００８】
この図２に示した装置においては、ラインセンサカメラ３０のフォーカス位置を、図３（Ａ）に示す如く、試料１０の表面にジャストフォーカスし、且つ、光軸３２を２組のライン状光源２０、２２の中心に合わせる必要がある。
【０００９】
しかしながら、図２のような装置において、試料１０が無い場合の光源２０、２２の断面プロファイルは、図３（Ｂ）に示す如く、光軸の近辺で光量が低く、且つ平坦になっている。従って、光量を基に光軸の位置を決める際に、位置が一意的に決められないという問題点を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたもので、ラインセンサカメラの光軸位置を、一意に且つ容易に決めることができるようにすることを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のライン状光源により試料の表面で散乱する光を、ラインセンサカメラで撮像して、光散乱透過物の不良である散乱のむらや異物を検査する際に、カメラのフォーカスを前焦点にぼかして、輝度分布が最も低くなるようにカメラの光軸位置を決めるようにして、前記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明は、又、複数のライン状光源と、該ライン状光源により試料の表面で散乱する光を撮像するラインセンサカメラとを備え、複数のライン状光源により試料の表面で散乱する光を、ラインセンサカメラで撮像して、光散乱透過物の不良である散乱のむらや異物を検査する光散乱透過物の検査装置であって、カメラで撮像された輝度分布を表示するモニタと、カメラのフォーカスを前焦点にぼかす手段と、輝度分布が最も低くなるようにカメラの光軸位置を決める手段とを設けることにより、同じく前記課題を解決したものである。
【００１３】
カメラのフォーカスを前焦点及び後焦点にした場合の光源の断面プロファイルをそれぞれ図４及び図５に示す。図４に示す如く、フォーカスが前焦点の場合には、フォーカスがぼけることにより、光軸位置における光量が周囲に比べて一番低くなる。一方、図５に示す如く、フォーカスが後焦点の場合には、フォーカスが下方の光源に合うようになり、光軸位置の光量は周囲に比べて一番低くなることはない。
【００１４】
本発明は、このような知見に基づいてなされたもので、光量を基に光軸の位置を決める際に、カメラのフォーカスを試料面から前焦点にぼかすことにより、光軸位置における光量が周囲に比べて一番低くなることを利用して、光軸位置を一意に決めることができるようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１６】
本実施形態は、図６に示す如く、複数のライン状光源２０、２２と、該ライン状光源２０、２２により試料１０の表面で散乱する光１２を撮像するラインセンサカメラ３０と、該ラインセンサカメラ３０の回転位置を調整するためのθ回転ステージ３４と、該ラインセンサカメラ３０の試料１０搬送方向位置を調整するための１軸微動ステージ３６と、従来例と同様の帯状の調光部材２４と、本発明に係る画像入力・処理・表示部５０とを備えている。
【００１７】
前記ライン状光源２０、２２としては、例えば蛍光灯、ネオン管、キセノンランプ、ハロゲンランプ等の直管形状の光源を用いることができる。又、光ファイバ、光伝達部材、レンズ等を用いて直線状の発光領域を形成したものを用いることができる。更に、ＬＥＤのような点光源を一次元に配列して、擬似的に直線状の発光領域を形成したものを用いることもできる。
【００１８】
前記調光部材２４は、例えば黒色且つマット状の表面を有する。この調光部材２４は、その表面が試料１０の表面と平行となるように設置すると好適である。このようにすることにより、調光部材２４による光線の調整を効果的に行なうことができ、その結果、試料１０における異物欠点と光散乱欠点の両方を高い感度で検出することが可能となる。
【００１９】
前記ラインセンサカメラ３０としては、例えば多数（５００〜５０００程度）の受光画素を一次元に配列したＣＣＤ型、ＭＯＳ型等の光センサを用いたカメラを用いることができる。又、該ラインセンサカメラ３０の撮像光軸３２は、試料１０の表面に対して、ほぼ直交方向とする。このように設置することにより、試料１０における異物欠点と光散乱欠点の両方を高い感度で検出することが可能となる。
【００２０】
前記θ回転ステージ３４は、図７に示す如く、カメラ３０の回転角を調整する。
【００２１】
前記１軸微動ステージ３６は、図８に示す如く、カメラ３０の試料１０搬送方向の位置を調整する。
【００２２】
以下、図９を参照して、光軸調整方法を説明する。
【００２３】
まずステップ１００で、光源２０、２２を所定の位置に設置する。
【００２４】
次いでステップ１１０で、カメラ３０を所定の位置に設置する。
【００２５】
次いでステップ１２０で、画像入力・処理・表示部５０のモニタ上に、図１０（Ａ）に示す如く輝度分布を表示させる。
【００２６】
次いでステップ１３０で、カメラ３０のフォーカスを前焦点にぼかす。
【００２７】
次いでステップ１４０で、図１０（Ｂ）に示す如く、モニタ上の輝度分布が最も低くなるように、１軸微動ステージ３６及びθ回転ステージ３４を用いて、カメラ３０の位置を微調整する。
【００２８】
次いでステップ１５０で、カメラ３０のフォーカスが試料１０の表面に合うように再調整して、検査を実施する。
【００２９】
検査に際しては、前記カメラ３０で撮像された入力画像をモニタに表示して目視で検査するか、あるいは、出願人が特開２００１−２８０５９で提案した方法により自動的に検査することができる。又、特開２００２−４８７２６に記載したように、ラプラシアンオペレータ等を用いて入力画像を微分処理し、所定の閾値で２値化することにより、異物を検査することもできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、光軸位置における光量が周囲に比べて一番低くなることを利用して、光軸位置を一意に且つ容易に決めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】出願人が特開２００２−４８７２６で提案した光散乱透過シート欠点検査装置の構成を示す図
【図２】出願人が特願２００２−９９５６８（未公開）で提案した光散乱透過物の検査装置の構成を示す図
【図３】特願２００２−９９５６８の問題点を説明するための、光源の断面プロファイルを示す線図
【図４】本発明の原理を説明するための、カメラのフォーカスを前焦点にした場合の光源の断面プロファイルを示す線図
【図５】同じくカメラのフォーカスを後焦点にした場合の光源の断面プロファイルを示す線図
【図６】本発明の実施形態の構成を示す図
【図７】前記実施形態で用いられているθ回転ステージの作用を示す平面図
【図８】同じく１軸微動ステージの作用を示す平面図
【図９】前記実施形態における光軸調整方法を示す流れ図
【図１０】同じくモニタ上に表示された輝度分布の変化を示す図
【符号の説明】
１０…試料（光散乱透過物）
１２…散乱光
２０、２２…光源
２４…調光部材
３０…ラインセンサカメラ
３２…光軸
３４…θ回転ステージ
３６…１軸微動ステージ
５０…画像入力・処理・表示部
【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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