(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の透明体が複数枚積層された透明積層体に対して光を照射する照射装置と、上記透明積層体の各境界面からの反射光をこの透明積層体の正面から撮像する撮像装置と、上記照射装置および上記撮像装置と上記透明積層体とを相対的に移動させる移送装置と、上記撮像装置により得られた画像データを処理するための画像データ処理手段と、を備え、上記透明積層体の層間の異物を検査するための透明積層体の検査装置であって、
上記照射装置は、上記透明積層体を、その表面から裏面に向けて、上記透明体の積層方向に対して所定角度をもつ面内を進行しつつ透過するレーザ光を照射し、
上記撮像装置は、マトリクス状に配置された複数の光電変換セルを有する固体撮像素子と、上記透明積層体からの反射光を上記固体撮像素子上に集光しうる集光レンズ体とを有し、
上記固体撮像素子は、上記各光電変換セルが、上記固体撮像素子表面に対する開口率が全体として３０〜４５％となるように形成された複数のマイクロレンズのそれぞれを介して、光を受光するように構成されていることを特徴とする、透明積層体の検査装置。
【請求項２】
上記固体撮像素子は、上記各光電変換セルが、上記固体撮像素子表面に対する開口率が全体として３５〜４０％となるように形成された複数のマイクロレンズのそれぞれを介して、光を受光するように構成されている、請求項１に記載の透明積層体の検査装置。
【請求項３】
上記撮像装置は、上記固体撮像素子の受光面および上記集光レンズ体の主平面が上記透明積層体と平行となるように構成されているとともに、上記透明積層体の厚み方向の各位置にピント合わせが可能であり、
上記画像データ処理手段は、上記撮像装置により得られた画像データを集積することにより、上記透明体のうちの任意の透明体層の画像を生成可能にする、請求項１または２に記載の透明積層体の検査装置。
【請求項４】
上記撮像装置は、上記固体撮像素子あるいは上記集光レンズ体が上記所定角度と対応してチルトするように構成されており、
上記画像データ処理手段は、上記撮像装置により得られた画像データから上記透明体のうちの任意の透明体表面の画像データを分離集積することにより、上記任意の透明体表面の画像を生成可能にする、請求項１または２に記載の透明積層体の検査装置。
【請求項５】
上記画像データ処理手段は、上記撮像装置により得られた画像のうち、上記透明積層体の表面での上記レーザ光の乱反射による線状明部と、上記透明積層体の裏面での上記レーザ光の乱反射による線状明部とを基準位置とし、この基準位置からの変位距離によって、その他の透明体表面での上記レーザ光の乱反射による線状明部の位置を判断する、請求項４に記載の透明積層体の検査装置。
【請求項６】
上記光電変換セルは、フォトダイオードであり、上記固体撮像素子は、ＣＣＤ型撮像デバイスである、請求項１ないし５のいずれかに記載の透明積層体の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、たとえばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの透明積層体を外観検査するための検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、たとえばＬＣＤなど、透明あるいは半透明の透明体を複数積層した透明積層体を外観検査するための検査装置として、同軸落射照明、斜方照明、あるいは透明照明などの方法で、透明積層体をランプにより照明し、照明された透明積層体を撮像装置で撮像して、モニタ画面に映し出される透明積層体の画像を観察することにより、異物の混入などの外観検査を行う装置があった。異物としては、微小なガラスの破片であるガラスカレット、繊維屑、気泡、あるいは接着剤などが考えられる。
【０００３】
上記撮像装置としては、固体撮像素子と、被写体からの反射光をこの固体撮像素子上に集光しうる集光レンズ体とを備えたビデオカメラなどが用いられる。固体撮像素子は、一般に、マトリクス状に配置された複数の光電変換セルを有している。このような固体撮像素子の一例を図１４に示す。また、図１４のXV-XV線に沿う断面図を図１５に示す。この固体撮像素子１４１は、一般的なインターライン転送方式のＣＣＤ（Charge Coupled Device）型撮像デバイスであり、光電変換セル４１ａとしては、フォトダイオードが用いられている。このような固体撮像素子１４１は、その表面で光を受光すると、まず、各光電変換セル４１ａにおいて、受光した光をその光量に応じた電荷に変換し、その電荷を蓄積する。そして、各光電変換セル４１ａに蓄積された電荷を、垂直ＣＣＤレジスタ４１ｂおよび水平ＣＣＤレジスタ４１ｃを介して固体撮像素子１４１の外部のメモリなどに転送するように構成されている。
【０００４】
この固体撮像素子１４１としては、被写体の詳細な画像データを得るために、高解像度タイプの固体撮像素子が用いられている。すなわち、固体撮像素子１４１には、たとえば１００万個といった非常に多くの光電変換セル４１ａが搭載されている。このため、各光電変換セル４１ａの受光面積が小さくなり、光電変換セル４１ａ１つ当りの受光量が小さくなる。そこで、この固体撮像素子１４１においては、その受光面に複数のマイクロレンズ１４４を備えることにより、各光電変換セル４１ａの受光量が大となるようにしている。各マイクロレンズ１４４は、図１４に示すように、それぞれ、各光電変換セル４１ａに対応するように配置されており、その主平面が各光電変換セル４１ａの受光面よりも大（固体撮像素子表面に対する開口率が全体として約５０％）となるように形成されている。これにより、各マイクロレンズ１４４は、図１５に示すように、各光電変換セル４１ａの固体撮像素子１４１に対する見かけ上の開口率を大きくして、より広いエリアからの光を各光電変換セル４１ａ上に集光するように構成されている。
【０００５】
しかしながら、このような固体撮像素子１４１では、主平面が大とされた複数のマイクロレンズ１４４が互いに近接して配置されることとなるので、互いに隣り合う光電変換セル４１ａ間において、受光する画像データの差が小さくなってしまう。さらに、マイクロレンズの表面で反射した光４９が隣接するマイクロレンズに入射することなどによって、互いに隣り合う光電変換セル４１ａ間における画像データの差がますます小さくなってしまう。したがって、この撮像装置で撮影した画像において、被写体のエッジをシャープにすることができない。一般に、撮像装置のピントは、上記集光レンズ体と固体撮像素子との間隔を変化させていき、撮影した画像のエッジが比較的明確になった時点で決定されるので、上記のような撮像装置では、ピントが合っているかどうかの判断が困難になり、ピントがあまくなってしまう。言い換えれば、上記撮像装置では、被写界深度が深くなってしまう。
【０００６】
したがって、このような従来の検査装置では、上記撮像装置で撮影した透明積層体の画像において、全ての透明体に対してピントが合う状態となるので、異物の存在自体を発見できたとしても、その異物が各透明体のいずれの層間に存在するかが判断できないという課題があった。
【０００７】
たとえば、ＬＣＤの場合、偏光板を保護するために、少なくとも工場からの出荷段階までは、偏光板の表面に樹脂シートなどの保護膜を貼付しておく。したがって、保護膜表面、あるいは保護膜と偏光板との間に異物が混入していても、その異物はＬＣＤの内部に存在するものではないため、良品と判断しなければならない。ところが、上記従来の検査装置では、ＬＣＤの内部に存在する異物であるか、外部に存在する異物であるかを判断できなかったので、保護膜表面、あるいは保護膜と偏光板との間に異物が混入している場合のように、良品と判断しなければならない場合まで、不良品と判断してしまうという不都合があった。
【０００８】
また、従来の検査装置では、上記撮像装置で撮影した透明積層体の画像において、異物のエッジがシャープにならないため、異物が微小なサイズであるような場合にはこれを検出できず、精度の高い検査をすることができないことがあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、透明積層体を構成する複数の透明体のいずれの層間に異物が存在するかを知ることができるとともに、精度の高い検査をすることができる透明積層体の検査装置を提供することをその課題とする。
【００１０】
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１１】
すなわち、本願発明により提供される透明積層体の検査装置は、シート状の透明体が複数枚積層された透明積層体に対して光を照射する照射装置と、上記透明積層体の各境界面からの反射光をこの透明積層体の正面から撮像する撮像装置と、上記照射装置および上記撮像装置と上記透明積層体とを相対的に移動させる移送装置と、上記撮像装置により得られた画像データを処理するための画像データ処理手段と、を備え、上記透明積層体の層間の異物を検査するための透明積層体の検査装置であって、上記照射装置は、上記透明積層体を、その表面から裏面に向けて、上記透明体の積層方向に対して所定角度をもつ面内を進行しつつ透過するレーザ光を照射し、上記撮像装置は、マトリクス状に配置された複数の光電変換セルを有する固体撮像素子と、上記透明積層体からの反射光を上記固体撮像素子上に集光しうる集光レンズ体とを有し、上記固体撮像素子は、上記各光電変換セルが、上記固体撮像素子表面に対する開口率が全体として３０〜４５％、より好ましくは３５〜４０％となるように形成された複数のマイクロレンズのそれぞれを介して、光を受光するように構成されていることを特徴としている。
【００１２】
好ましい実施の形態においては、上記撮像装置は、上記固体撮像素子の受光面および上記集光レンズ体の主平面が上記透明積層体と平行となるように構成されているとともに、上記透明積層体の厚み方向の各位置にピント合わせが可能であり、上記画像データ処理手段は、上記撮像装置により得られた画像データを集積することにより、上記透明体のうちの任意の透明体層の画像を生成可能にする構成とされている。
【００１４】
上記透明積層体の検査装置では、上記撮像装置を、上記固体撮像素子の受光面および上記集光レンズ体の主平面が上記透明積層体と平行となるように構成することによって、上記透明体のうちの任意の透明体表面にのみピントがあった状態で上記透明積層体を撮像することが可能となるので、各透明体表面のそれぞれについてピントを合わせて撮像すれば、各透明体の画像を個別に生成することができる。その結果、透明積層体を構成する透明体のいずれの層間に異物が存在するかを知ることができる。
【００１６】
好ましい実施の形態においてはまた、上記撮像装置は、上記固体撮像素子あるいは上記集光レンズ体が上記所定角度と対応してチルトするように構成されており、上記画像データ処理手段は、上記撮像装置により得られた画像データから上記透明体のうちの任意の透明体表面の画像データを分離集積することにより、上記任意の透明体表面の画像を生成可能にする構成とされている。
【００１７】
好ましい実施の形態においてはさらに、上記画像データ処理手段は、上記撮像装置により得られた画像のうち、上記透明積層体の表面での上記レーザ光の乱反射による線状明部と、上記透明積層体の裏面での上記レーザ光の乱反射による線状明部とを基準位置とし、この基準位置からの変位距離によって、その他の透明体表面での上記レーザ光の乱反射による線状明部の位置を判断する構成とされている。
【００１８】
このような構成によれば、撮像装置は、いわゆる「回転アオリ」を行うことができる機構を備えたものである。これにより、この撮像装置では、被写体に対してピントを合わせるピント面（すなわちレーザ光）、集光レンズ体の主平面、および固体撮像素子の受光面の各延長線が一点で交わるようにセットすることによって、上記各透明体表面の全てにピントが合った状態で、これを撮像することができる。したがって、上記各透明体表面でのレーザ光の乱反射による線状明部の全ては、輪郭がシャープになるように撮像される。
【００１９】
したがって、撮像した画像において、上記変位距離を正確に測定することができるので、各線状明部の位置を厳密に判断することができる。その結果、各透明体の画像を個別に生成するのが容易となり。透明積層体を構成する透明体のいずれの層間に異物が存在するかを知ることができる。
【００２１】
さらに、本願発明においては、固体撮像素子は、マイクロレンズを装備しているものの、マイクロレンズの開口率が、従来の開口率（約５０％）に比してより小さいので、撮像装置で撮像した被写体画像のエッジをシャープにすることができるとともに、撮像装置の被写界深度を浅くすることができる。
【００２２】
具体的には、上記光電変換セルは、フォトダイオードであり、上記固体撮像素子は、ＣＣＤ型撮像デバイスである。
【００２３】
本願発明のその他の特徴および利点については、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態について、図面を参照して具体的に説明する。
【００２５】
図１は、本願発明に係る透明積層体の検査装置を示す概略構成図である。図２は、ＬＣＤを示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）のX-X線に沿う断面図である。図３は、図１における撮像装置の一例を示す概略断面図、図４は、図３における固体撮像素子の一例を示す概略平面図、図５は、図４のV-V線に沿う断面図である。また、図６は、図３の撮像装置によって撮像される線状明部の説明図である。図７は、図３における固体撮像素子の他の例を示す概略平面図、図８は、図７のVIII-VIII線に沿う断面図である。さらに、図１２は、境界面に異物が存在する状態のＬＣＤの概略断面図、図１３は、異物が存在する境界面を表示画面に映し出した状態の拡大説明図である。なお、これらの図において、従来例を示す図１４および図１５に表された部材、部分等と同等のものにはそれぞれ同一の符号を付してある。
【００２６】
図１に表われているように、透明積層体の検査装置（以下、単に「検査装置」という）Ａは、透明積層体としてのＬＣＤ１を矢印ｙ方向に移送する移送装置２と、ＬＣＤ１を照射する照射装置３と、ＬＣＤ１からの反射光を撮像する撮像装置４と、撮像装置４により得られた画像データを処理する画像データ処理手段５と、画像データ処理手段５によって処理された画像をモニタ画面上に映し出させるモニタ装置６とを備えている。
【００２７】
図２（ｂ）に表われているように、上記ＬＣＤ１は、第１透明体１ａと、第２透明体１ｂと、第３透明体１ｃとを積層して構成されている。実際のＬＣＤは、もっと多くの透明板により構成されているが、ここでは説明を判り易くするために３層の透明板により構成されているものとする。第１透明体１ａは、偏光板を保護するために少なくとも工場からの出荷段階まで貼付されている保護膜に相当し、第２透明体１ｂは、偏光板に相当し、第３透明体１ｃは、ガラス基板や液晶層などのその他の部材に相当している。ＬＣＤ１は、図１に示すように、移送装置２の上面に突設された一対の支持板２ａ，２ｂによって支持されており、移送装置２によって上記照射装置３および上記撮像装置４に対して相対的に移送させられる。
【００２８】
上記照射装置３は、図２（ｂ）に示すように、ＬＣＤ１を、その表面から裏面に向けて、透明体１ａ、１ｂ、１ｃの積層方向に対して所定角度θで透過するレーザ光を照射するように構成されている。また、照射装置３は、コリメータレンズおよび非球面のシリンダーレンズ（図示略）を有しており、レーザ光３ａは、図２（ａ）に示すように、ＬＣＤ１の幅方向全長にわたる直線状となるように照射される。レーザ光３ａは、たとえば、波長が６３５ｎｍの可視光であって、ＬＣＤ１の表面におけるライン幅は３０μｍである。
【００２９】
レーザ光３ａがＬＣＤ１を透過する際には、レーザ光３ａは、空気層と第１透明体１ａとの境界面、第１透明体１ａと第２透明体１ｂとの境界面、第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面、および第３透明体１ｃと空気層との境界面のそれぞれと、レーザ光３ａとの交点（それぞれ、点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、および点Ｓ）において乱反射する。したがって、ＬＣＤ１を平面視すれば、図２（ａ）に示すように、４本の輝線、すなわち線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳを確認することができる。線状明部Ｐは点Ｐにおける乱反射に対応しており、線状明部Ｑは点Ｑにおける乱反射に対応している。また、線状明部Ｒは点Ｒにおける乱反射に対応しており、線状明部Ｓは点Ｓにおける乱反射に対応している。
【００３０】
図３および図４に表われているように、上記撮像装置４は、マトリクス状に配置された複数の光電変換セル４１ａを有する固体撮像素子４１と、ＬＣＤ１からの反射光を固体撮像素子４１上に集光する集光レンズ体４２とを有している。
【００３１】
上記固体撮像素子４１としては、本実施形態では、インターライン転送方式のＣＣＤ型撮像デバイスが採用されており、各光電変換セル４１ａにはフォトダイオードが用いられている。また、この固体撮像素子４１としては、高解像度タイプのものが用いられており、被写体の詳細な画像データを得ることができる。具体的には、この固体撮像素子４１には、たとえば約１００万個前後の光電変換セル４１ａが互いに間隔を空けた状態で装備されている。光電変換セル４１ａの固体撮像素子４１に対する開口率は、約３０％前後とされている。
【００３２】
この固体撮像素子４１には、図４に示すように、電荷を縦方向に転送する垂直ＣＣＤ４１ｂと、電荷を幅方向に転送する水平ＣＣＤ４１ｃが設けられている。より詳細には、図５に示すように、光電変換セル４１ａは、ｎ型基板４０ａ上に形成されたｐ型ウェル４０ｂの表面に形成されている。垂直ＣＣＤ４１ｂは、垂直ＣＣＤチャネル４１ｂ1および垂直転送電極４１ｂ2からなり、垂直転送電極４１ｂ2は、絶縁膜４０ｃで覆われている。垂直ＣＣＤチャネル４１ｂ1は、絶縁膜４０ｃ上に形成されたＡｌなどの金属製の遮蔽膜４０ｄで覆われており、光を受光して光電変換しないようにされている。なお、この絶縁膜４０ｃは、光電変換セル４１ａの表面をも覆うように形成されているが薄い被膜にすぎず、光電変換セル４１ａに対して光学的な影響を与えないようにされている。
【００３３】
また、この絶縁膜４０ｃは、光電変換セル４１ａに対しては、その表面を保護しているだけでなので、絶縁膜４０ｃの光電変換セル４１ａに対応する部分を削除して、光電変換セル４１ａが直接光を受光するように構成してもよい。
【００３４】
上記固体撮像素子４１では、その表面で受光された光は、まず、各光電変換セル４１ａにおいて、その光量に応じた電荷に変換されて蓄積される。光電変換セル４１ａに蓄積された電荷は、垂直転送電極４１ｂ2に読み出しパルスを印加することにより、垂直ＣＣＤチャネル４１ｂ1に転送される。この電荷は、垂直転送電極４１ｂ2に転送パルスを印加することにより、図４に示すように、垂直ＣＣＤチャネル４１ｂ1内を下方に向けて転送される。水平ＣＣＤ４１ｃは、図示していないが、垂直ＣＣＤ４１ｂと同様に、水平ＣＣＤチャネルおよび水平転送電極からなり、垂直ＣＣＤチャネル４１ｂ1内の電荷を転送する。これにより、電荷は、固体撮像素子４１の外部、すなわち画像データ処理手段５に転送され、そこで画像データとして蓄積される。
【００３５】
上述したように、上記固体撮像素子４１は、各光電変換セル４１ａが直接あるいは被膜のみを介して光を受光するように構成されているので、各光電変換セル４１ａは、固体撮像素子４１の互いに離間した各部分に入射する光をそれぞれ受光することとなる。これにより、互いに隣り合う光電変換セル４１ａ間において、受光した画像データの差が大きくなる。したがって、この撮像装置４で撮影した画像において、被写体のエッジをシャープにすることができる。一般的に、撮像装置のピントは、上記集光レンズ体４２と固体撮像素子４１との間隔を変化させていき、撮影した画像のエッジが比較的明確になった時点で決定されるが、この撮像装置４のピント合わせは、撮影した画像のエッジが比較的明確になった時点ではなく、エッジがシャープになった時点で決定することができるので、ピントが合っているかどうかの判断が容易となる。したがって、上記撮像装置４では、ピントを厳密に合わせることができる。言い換えれば、被写界深度を浅くすることができる。なお、本実施形態においては、撮像装置４に受光される光がエネルギーの大きなレーザ光であるため、従来のように固体撮像素子４１にマイクロレンズを備えなくても、各光電変換セル４１ａが充分な画像データを得ることができるのである。
【００３６】
上記集光レンズ体４２としては、図３では一枚の結像光学系レンズから構成されているが、種々のレンズを複数組み合わせたものを用いてもよく、ズームレンズなど、被写体を拡大および縮小して撮影することができるレンズを使用することもできる。また、集光レンズ体４２に絞り機能を設けて、絞りを絞って撮影することにより、さらに被写界深度を浅くすることもできる。
【００３７】
また、本実施形態では、撮像装置４は、図３に示すように、固体撮像素子４１の受光面および集光レンズ体４２の主平面４２ａがＬＣＤ１と平行となるように構成されている。
【００３８】
上記画像データ処理手段５は、図示していないが、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。なお、本実施形態では、上記照射装置３、撮像装置４、およびモニタ装置６は、この画像データ処理手段５によって制御されているものとする。
【００３９】
また、本実施形態では、画像データ処理手段５は、撮像装置４により得られた画像データを集積することにより、透明体１ａ，１ｂ，１ｃのうちの任意の透明体表面の画像を生成可能にするように構成されている。
【００４０】
次に、上記のように構成された検査装置Ａの動作について説明する。
【００４１】
上記移送装置２によって矢印ｙ方向に所定速度で移送されるＬＣＤ１は、照射装置３によってレーザ光３ａを照射される。このレーザ光３ａは、ＬＣＤ１を透過する際に、上記点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、および点Ｓにおいて乱反射する。上記撮像装置４では、固体撮像素子４１の受光面および集光レンズ体４２の主平面がＬＣＤ１と平行とされているので、各透明体１ａ、１ｂ、１ｃの表面から固体撮像素子４１までの距離がそれぞれ異なることとなる。この撮像装置４は、上述したように、固体撮像素子４１により被写界深度が浅くなっているので、図６に示すように、点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、および点Ｓにおける線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳのうちの任意の線状明部に対してのみピントを合わせてその線状明部を撮像することが可能である。このとき、ピントが合った線状明部は、輪郭がシャープとなるように撮像される。また、ピントが合っていない線状明部は、輪郭がボケるように撮像されるか、あるいは像として撮像されない。なお、ピントが合っていない線状明部が、その輪郭がボケるように撮像される場合、画像データ処理手段５に、ピントが合ったシャープな線状明部のみを画像化する機能を設ければよい。
【００４２】
このようにして撮像された任意の線状明部は、画像データとして画像データ処理手段５に内蔵されたＲＡＭの所定領域に蓄積される。そして、移送装置２によるＬＣＤ１の移送に伴って、レーザ光３ａによるＬＣＤ１の透過位置が順次変位し、ＬＣＤ１が所定距離移送されることにより、任意の線状明部について、ＬＣＤ１全体にわたって撮像が行われる。たとえば、レーザ光３ａのライン幅が３０μｍである場合、ＬＣＤ１が３０μｍ移送される毎に撮像装置４による撮像が１フレーム分行なわれると、任意の線状明部についてＬＣＤ１の全体にわたって撮像されることになる。同様の手順を他の線状明部についてそれぞれ繰り返して行えば、線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳの全てについての画像データを蓄積することができる。
【００４３】
したがって、画像データ処理手段５のＲＡＭに蓄積されたデータを、画像データ処理手段５に内蔵されたＣＰＵにより、線状明部Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅのそれぞれについて集積することによって、空気層と第１透明体１ａとの境界面（すなわちＬＣＤ１の表面）の画像、第１透明体１ａと第２透明体１ｂとの境界面（第２透明体１ｂの表面）の画像、第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面（第３透明体１ｃの表面）の画像、および第３透明体１ｃと空気層との境界面（ＬＣＤ１の裏面）の画像を個別に生成し、これらの画像をモニタ装置６のモニタ画面６ａ上に個別に映し出させることができる。その結果、いずれかの境界面に異物が存在している場合、その境界面の画像にのみ異物が映し出される。なお、異物による乱反射は、異物のない境界面による乱反射よりも充分に大きいので、映像により異物を認識できる。
【００４４】
また、撮像装置４は、固体撮像素子４１ａが被写体のエッジがシャープとなるように撮像することができるので、異物が微小サイズのものであっても、これを検出することが可能となる。したがって、精度の高い検査を行うことができる。
【００４５】
たとえば、図１２に示すように、第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面に異物１１が存在する場合、第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面の画像をモニタ装置６のモニタ画面６ａ上に映し出させれば、図１３に示すように、異物１１が映し出される。したがって、異物１１が繊維状であるなど、異物１１の形状を判断できる。なお、図１３において、Ｒ1，Ｒnは、図１２のＲ1点、Ｒn点におけるレーザ光３ａによる線状明部であって、これら線状明部の集合によって第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面の画像が形成される。
【００４６】
このように、ＬＣＤ１の各境界面における画像を個別に映し出せるので、ＬＣＤ１の外観検査を正確に行うことができる。すなわち、空気層と第１透明体１ａとの境界面の画像、あるいは第３透明体１ｃと空気層との境界面の画像に異物が存在している場合、清掃すれば異物を除去できるので、ＬＣＤ１は良品であると判断できる。第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面の画像に異物が存在している場合、ＬＣＤ１の内部の異物であるので、清掃による除去は不可能であるため、ＬＣＤ１は不良品であると判断できる。換言すれば、第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面の画像のみを外観検査し、異物が存在すれば不良品、異物が存在しなければ良品と判断できるのである。
【００４７】
なお、固体撮像素子として、上記固体撮像素子４１の代わりに、上記各光電変換セル４１ａが、固体撮像素子表面に対する開口率が全体として、好ましくは３０〜４５％、より好ましくは３５〜４０％となるように形成された複数のマイクロレンズのそれぞれを介して、光を受光するように構成されている、固体撮像素子４１Ｂを用いることができる。これは、この固体撮像素子４１Ｂが以下に述べる効果を奏することができるからである。すなわち、この固体撮像素子４１Ｂは、図７および図８に示すように、マイクロレンズ４４を装備しているものの、マイクロレンズの開口率が、従来の開口率（５０％）に比してより小さいので、先に説明した固体撮像素子４１と同様に、撮像装置４で撮像した被写体画像のエッジをシャープにすることができるとともに、撮像装置４の被写界深度を浅くすることができる。
【００４８】
次に、本願発明に係る透明積層体の検査装置の第２の実施形態について、説明する。なお、以下において、先に説明した検査装置Ａを示す図１ないし図８に表された部材、部分等と同等のものにはそれぞれ同一の符号を付してある。
【００４９】
この検査装置Ｂは、上記撮像装置４および画像データ処理手段５の代わりに、以下に説明する撮像装置４Ｂ（または４Ｃ）および画像データ処理手段５Ｂを用いている点が先に説明した検査装置Ａと異なっている。
【００５０】
すなわち、上記撮像装置４Ｂは、図９に示すように、先に説明した固体撮像素子４１（または４１Ｂ）が上記所定角度θ（レーザ光３ａの傾き）に対応してチルトするように構成されている。
【００５１】
また、上記撮像装置４Ｃは、図１０に示すように、集光レンズ体４２Ｂが上記所定角度θ対応してチルトするように構成されている。この撮像装置４Ｃでは、集光レンズ体４２Ｂをチルトさせる機構が容易となるように、集光レンズ体４２Ｂとして一枚の結像光学系レンズから形成されるのが好ましい。
【００５２】
上記撮像装置４Ｂおよび撮像装置４Ｃは、いわゆる「回転アオリ」を行うことができる機構を備えたものである。これにより、これらの撮像装置４Ｂ、４Ｃでは、図９および図１０に示すように、被写体に対してピントを合わせるピント面（すなわちレーザ光３ａ）、集光レンズ体４２の主平面４２ａ、および固体撮像素子４１の受光面の各延長線が一点で交わるようにセットすることによって、点Ｐ、点Ｑ、点Ｒ、および点Ｓの全てにピントが合った状態で、各透明体１ａ、１ｂ、および１ｃの表面での上記レーザ光３ａの乱反射による線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳを撮像することができる。なお、撮像装置４Ｂ（４Ｃ）では、固体撮像素子４１（集光レンズ体４２）の傾斜角度は、集光レンズ体４２（固体撮像素子４１）とレーザ光３ａとの角度関係が固定されているので、レーザ光３の傾斜角度θによって決定される。
【００５３】
また、上記画像データ処理手段５Ｂは、撮像装置４Ｂまたは撮像装置４Ｃにより得られた画像データから上記透明体１ａ、１ｂ、１ｃのうちの任意の透明体表面の画像データを分離集積することにより、上記任意の透明体表面の画像を生成可能にする構成とされている。
【００５４】
次に、上記のように構成された検査装置Ｂの動作について説明する。
【００５５】
移送装置２によって矢印ｙ方向に所定速度で移送されるＬＣＤ１は、照射装置３によってレーザ光３ａを照射される。このレーザ光３ａは、ＬＣＤ１を透過し、このときの乱反射による光が撮像装置４によって撮像され、画像データとして画像データ処理手段５Ｂに内蔵されたＲＡＭに蓄積される。このとき、各透明対ａ、１ｂ、および１ｃの表面でのレーザ光３ａの乱反射による各線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳは、全てにピントが合わせられた状態で撮像される。
【００５６】
移送装置２によるＬＣＤ１の移送に伴って、レーザ光３ａによるＬＣＤ１の透過位置が順次変位し、ＬＣＤ１が所定距離移送されることにより、ＬＣＤ１全体にわたって撮像装置４Ｂ（または４Ｃ）による撮像が行われる。
【００５７】
画像データ処理手段５ＢのＲＡＭに蓄積されたデータは、画像データ処理手段５に内蔵されたＣＰＵにより処理され、線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳの画像が個別に生成される。すなわち、１フレーム分の画像データのうち、線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳの画像データが個別に取り出され、それらの画像データが個別にＲＡＭの所定領域に蓄積される。このとき、各フレーム毎に、線状明部ＰおよびＳの位置がＣＰＵによって画像データに基づいて判断され、それらの位置を基準位置として、基準位置からの変位量によって線状明部Ｑおよび線状明部Ｒの位置を判断することができる。
【００５８】
より詳細には、この検査装置Ｂでは、レーザ光３ａは、ＬＣＤ１の積層方向に対して４５度の角度を成しているとする。このとき、図９および図１０に示すように、第１透明体１ａ、第２透明体１ｂ、第３透明体１ｃの厚みをそれぞれｔ1、ｔ2、ｔ3とすると、点Ｐと点Ｑとの水平距離すなわちＬＣＤ１の積層方向と直交する方向の離間距離はｔ1、点Ｑと点Ｒとの水平距離はｔ2、点Ｒと点Ｓとの水平距離はｔ3である。したがって、図１１に示すように、テレセントリック光学系を用いた場合、モニタ装置６のモニタ画面６ａ上における線状明部Ｂと線状明部Ｃとの距離Ｌ1と、線状明部Ｃと線状明部Ｄとの距離Ｌ2と、線状明部Ｄと線状明部Ｅとの距離Ｌ3との比は、ｔ1とｔ2とｔ3との比に等しくなる。マクロ光学系の場合、距離に応じて補正する。すなわち、キャリブレーションを行う。このようにすることによって、線状明部Ｐと線状明部Ｓとを基準にして、線状明部Ｑおよび線状明部Ｒの位置を知ることができるのである。このとき、各線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳは、上記したように、それら全てにピントが合わせられた状態で撮像されるので、上記Ｌ1、Ｌ2、およびＬ3を正確に測定することができる。したがって、各線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳの位置を厳密に知ることができる。
【００５９】
上記したように、各フレーム毎に線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの画像データを個別に分離集積することにより、空気層と第１透明体１ａとの境界面すなわちＬＣＤ１の表面の画像、第１透明体１ａと第２透明体１ｂとの境界面の画像、第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面の画像、および第３透明体１ｃと空気層との境界面すなわちＬＣＤ１の裏面の画像を個別にモニタ装置６のモニタ画面６ａ上に映し出させることができる。その結果、いずれかの境界面に異物が存在している場合、その境界面にのみ異物が映し出される。
【００６０】
このように、ＬＣＤ１の各境界面における画像を個別に映し出せるので、ＬＣＤ１の外観検査を正確に行うことができる。すなわち、空気層と第１透明体１ａとの境界面の画像、あるいは第３透明体１ｃと空気層との境界面の画像に異物が存在している場合、清掃すれば異物を除去できるので、ＬＣＤ１は良品であると判断できる。第２透明体１ｂと第３透明体１ｃとの境界面の画像に異物が存在している場合、ＬＣＤ１の内部の異物であるので、清掃による除去は不可能であるため、ＬＣＤ１は不良品であると判断できる。
【００６１】
また、この検査装置Ｂでは、上記撮像装置４Ｂ、４Ｃが先に説明した固体撮像素子４１（または４１Ｂ）を備えているので、撮像した画像において異物の輪郭をシャープにすることができる。したがって、異物が微小なサイズのものであっても、これを検出することができる。その結果、精度の高い検査を行うことができる。
【００６２】
さらに、この検査装置Ｂでは、線状明部Ｐ、Ｓの位置を基準にして線状明部Ｑ、Ｒの位置を判断するので、移送中にＬＣＤ１が不規則に微小変位して、撮像装置４Ｂ（または４Ｃ）の固体撮像素子４１上において線状明部Ｐ、Ｑ、Ｒ、およびＳが一体的に微小変位しても、その微小変位の影響を避けて線状明部Ｑおよび線状明部Ｒの位置を正確に判断することができる。また、このようにすれば、ＬＣＤ１の移送による影響ばかりでなく、ＬＣＤ１自体の微小なうねりなどによる影響も極力軽減することができる。
【００６３】
なお、この検査装置Ｂにおいては、レーザ光３ａの傾斜角θを４５度にしたが、傾斜角θは任意であり、４５〜６０度程度が好ましい。
【００６４】
以上、説明してきたように、本願発明によれば、透明積層体を構成する複数の透明体のいずれの層間に異物が存在するかを知ることができるとともに、精度の高い検査をすることができる。
【００６５】
もちろん、本願発明の範囲は、上述した実施形態に限定されるものではない、たとえば、上記各実施形態においては、移送装置２によってＬＣＤ１を移送するように構成したが、ＬＣＤ１を固定しておいて、照射装置３および撮像装置４（または４Ｂ）を移動させるように構成してもよい。
【００６６】
また、上記各実施形態においては、照射装置３と撮像装置４（または４Ｂ）との組が１組のみ設けられているが、このような組を２組設け、２個の照射装置が透明体の積層方向に対して、互いに逆方向に傾斜して透明積層体を透過するレーザ光を発するように構成してもよい。このような構成によれば、ＬＣＤ１のいずれかの境界面に異物が存在している場合、その異物によってレーザ光が遮られ、その異物よりも下側の境界面に死角ができたとしても、もう一方の照射装置からのレーザ光により、この死角部分にレーザ光を透過させることができる。
【００６７】
また、上記各実施形態においては、ＬＣＤ１の外観検査を行う例について説明したが、本願発明の透明積層体の検査装置は、ＬＣＤ１に限らず、完全に透明かあるいは半透明の透明体を積層したあらゆる透明積層体について、自動外観検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係る透明積層体の検査装置を示す概略構成図である。
【図２】ＬＣＤを示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図２（ａ）のX-X線に沿う断面図である。
【図３】図１における撮像装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】図３における固体撮像素子の一例を示す概略平面図である。
【図５】図４のV-V線に沿う断面図である。
【図６】図３の撮像装置によって撮像される線状明部の説明図である。
【図７】図３における固体撮像素子の他の例を示す概略平面図である。
【図８】図７のVIII-VIII線に沿う断面図である。
【図９】図１における撮像装置の他の例を示す概略断面図である。
【図１０】図１における撮像装置のさらに他の例を示す概略断面図である。
【図１１】図９の撮像装置によって撮像される線状明部の説明図である。
【図１２】境界面に異物が存在する状態のＬＣＤの概略断面図である。
【図１３】異物が存在する境界面を表示画面に映し出した状態の拡大説明図である。
【図１４】従来の固体撮像素子の一例を示す概略平面図である。
【図１５】図１４のXV-XV線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１                透明積層体（ＬＣＤ）
１ａ、１ｂ、１ｃ  透明体
２                移送装置
３                照射装置
３ａ              レーザ光
４、４Ｂ、４Ｃ    撮像装置
５、５Ｂ          画像データ処理手段
４１              固体撮像素子
４１ａ            光電変換セル
４２              集光レンズ体
４４              マイクロレンズ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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