(57)【要約】      （修正有）【課題】パターン製品の製造過程で製品パターンが伸縮しても，製品パターンの欠陥を容易に検出できるようにする。【解決手段】照明（表示）装置12の発光面21上に載置されたパターン製品50の配置位置と寸法に関する量を測定し，測定したパターン製品の位置と寸法に関する量に基づいて，照明装置の発光面上に載置されているパターン製品のパターンと重なるように発光パターン22を発光させるように照明装置を制御し，発光した照明装置の発光面からの漏洩光の有無を検出して，パターン製品の良否（欠陥56の有無）を判定する。【選択図】図７
2016070807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン製品を載置可能な発光面を有する照明装置，
前記照明装置の発光面上に載置されたパターン製品の配置位置と寸法に関する量を測定する測定手段，
前記測定手段が測定したパターン製品の位置と寸法に関する量に基づいて，前記照明装置の発光面上に載置されているパターン製品の製品パターンと重なるように発光パターンを発光させるように前記照明装置を制御する発光制御手段，および
発光した前記照明装置の発光面からの漏洩光の有無を検出する漏洩光検出手段，
を備えるパターン製品の検査装置。
【請求項２】
前記漏洩光検出手段による漏洩光の有無により，パターン製品の良否を判定する判定手段をさらに備える，請求項１に記載のパターン製品の検査装置。
【請求項３】
前記照明装置が，発光制御可能な多数の画素を有する表示装置である，請求項１に記載のパターン製品の検査装置。
【請求項４】
前記発光制御手段が，正常な製品パターンと相似形の標準パターンを表わすデータを有し，この標準パターンを，前記測定手段により測定した寸法に関する量に応じて伸縮させた発光パターンを生成する，請求項１に記載のパターン製品の検査装置。
【請求項５】
前記発光制御手段は，生成した発光パターンを前記測定手段が測定した位置にあわせて発光させるものである，請求項４に記載のパターン製品の検査装置。
【請求項６】
前記測定手段が，前記照明装置の発光面上に載置されたパターン製品を撮像する撮像装置を含む，請求項１に記載のパターン製品の検査装置。
【請求項７】
前記漏洩光検出手段が前記照明装置の発光面を撮像する撮像装置を含む，請求項１に記載のパターン製品の検査装置。
【請求項８】
前記測定手段と前記漏洩光検出手段が同じ撮像装置を含む，請求項１に記載のパターン製品の検査装置。
【請求項９】
照明装置の発光面上に載置されたパターン製品の配置位置と寸法に関する量を測定し，
測定したパターン製品の位置と寸法に関する量に基づいて，前記照明装置の発光面上に載置されているパターン製品の製品パターンと重なるように発光パターンを発光させるように前記照明装置を制御し，
発光した前記照明装置の発光面からの漏洩光の有無を検出し，
検出した漏洩光の有無により，パターン製品の良否を判定する，
パターン製品の検査方法。
【請求項１０】
前記照明装置の発光面上に検査すべきパターン製品を載置する，
請求項９に記載のパターン製品の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は，金属薄板，絶縁性基板，半導体基板その他の比較的薄い基板にエッチング，打抜き等により形成された比較的微細な形状部分を有する一または複数の製品パターン（形状）を持つ製品（パターン製品）における欠陥（切れ，欠け等）の有無を検査する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の検査方法として，表示パネルで用いられるカラーフィルタのフィルタパターンの欠陥や，カラーフィルタに用いられるブラックマトリックスのマトリックスパターンの欠陥を検出する形成パターン欠陥検出方法が特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２３０１５号公報
【０００４】
この検出方法は，所定のパターン形状に形成されたパターン（製品パターン）に，前記所定パターン形状と同一形状にあらかじめ製作されたスリットパターン（検査見本パターン）を，パターンが一致するよう重ね合わせ，検査見本パターンを通して光を製品パターンに透過させることにより，製品パターンの欠陥を検出するものである。
【０００５】
しかしながら製品の製造過程において伸び，縮み，歪み等により製品（製品パターン）に伸縮が発生することがある（たとえば製品10cmあたり数十μm の伸縮）。そうすると，製品の前記所定パターンの形状が細かい場合，あらかじめ製作した検査見本パターンを製品パターンにぴったりと一致させることは困難となる。検査見本パターンと製品パターンとがずれてしまうと，欠陥部の無い製品パターンでも光りの漏れが発生するため，正しい欠陥検出ができなくなる。製品パターンの伸縮率に合わせて寸法を少しずつ変えた多数の検査見本パターンをあらかじめ製作しておくことが考えられるが，現実的ではない。
【発明の開示】
【０００６】
この発明は，製品の製造過程で製品パターンが伸縮しても，製品パターンの欠陥を容易に検出できるようにすることを目的とする。
【０００７】
この発明はまた，寸法が少しずつ異なる多数の検査見本をあらかじめ製作しておく必要性を無くすることを目的とする。
【０００８】
この発明によるパターン製品の検査装置は，パターン製品を載置可能な発光面を有する照明装置，前記照明装置の発光面上に載置されたパターン製品の配置位置と寸法に関する量を測定する測定手段，前記測定手段が測定したパターン製品の位置と寸法に関する量に基づいて，前記照明装置の発光面上に載置されているパターン製品の製品パターン（形状）と重なるように発光パターンを発光させるように前記照明装置を制御する発光制御手段，および発光した前記照明装置の発光面からの漏洩光の有無を検出する漏洩光検出手段を備えるものである。そして，この検査装置は，前記漏洩光検出手段による漏洩光の有無により，パターン製品の良否を判定する判定手段をさらに備える。
【０００９】
この発明によるパターン製品の検査方法は，照明装置の発光面上に載置されたパターン製品の配置位置と寸法に関する量を測定し，測定したパターン製品の位置と寸法に関する量に基づいて，前記照明装置の発光面上に載置されているパターン製品の製品パターンと重なるように発光パターンを発光させるように前記照明装置を制御し，発光した前記照明装置の発光面からの漏洩光の有無を検出し，そして検出した漏洩光の有無により，パターン製品の良否を判定するものである。この方法は，好ましくは上記パターン製品の検査装置において実行される。
【００１０】
前記照明装置の発光面上に検査すべきパターン製品を載置するのは，機械が行っても，人間が行ってもよい。
【００１１】
好ましくは，照明装置は発光制御可能な多数の発光画素を有する表示装置により実現される。画素は細かい方が望ましい。
【００１２】
発光パターンは正常な製品パターンと相似形のものである。パターン製品の寸法に関する量を測定することにより，パターン製品の製造工程における伸縮が判明する。パターン製品の伸縮に応じて発光パターンも伸縮させる。照明装置の発光面上の測定したパターン製品の位置に応じて発光パターンの発光位置を定める。このようにして，発光パターンは，製品パターンに欠陥がなければ照明装置の発光面上に置かれた製品パターンの真下で，製品パターンからはみ出ない範囲で発光する。発光パターンの光は，正常な製品パターンであれば，製品パターンによって遮光される。パターン製品の製品パターンと重なるように発光パターンを発光させるとは，上記の意味である。好ましくは，発光パターンの輪郭は，正常な製品パターンよりも１発光画素分程度，製品パターンの輪郭の内側（製品パターンによって光が遮られる側）に位置する（沿う）。発光パターンは製品パターンによって遮光されるぎりぎりの形状と大きさを持つ。
【００１３】
このようにして，製品パターンが正常であれば，照明装置の発光面上で発光する発光パターンは前記発光面上に載置されたパターン製品の製品パターンによって遮光される。製品パターンに，切れ（断線）や欠け等の欠陥があった場合には，発光パターンの光がその欠陥部分から漏れるので，この漏洩光を検知したときには，製品パターンは不良であると判定される。
【００１４】
照明装置の発光面上で発光する発光パターンは，測定した製品パターンの寸法に応じて伸縮されるから，製造過程においてパターン製品に伸縮が生じていてもこれに容易に対処することができるし，あらかじめ多数の検査見本パターンのようなものを用意する必要はない。
【００１５】
好ましくは前記発光制御手段は，正常な製品パターンと相似形の標準パターンをあらかじめ有している（標準パターンを表わすデータをメモリに記憶しておく）。そしてこの標準パターンを，前記測定手段により測定した寸法に関する量に応じて伸縮させて発光パターンを生成する。
【００１６】
前記発光制御手段は，好ましくは，生成した発光パターンを前記測定手段が測定した位置にあわせて発光させるものである。
【００１７】
一実施態様では前記測定手段は，前記照明装置の発光面上に載置されたパターン製品を撮像する撮像装置（カメラ）を含み，カメラから得られる画像データに基づいて，パターン製品の位置と寸法に関する量のデータを得る。
【００１８】
一実施態様では前記漏洩光検出手段は前記照明装置の発光面を撮像する撮像装置（カメラ）を含み，その画像データに基づいて欠陥製品パターンによる漏洩光を検出する。
【００１９】
望ましくは，前記測定手段と前記漏洩光検出手段が同じ撮像装置（カメラ）を含み，このカメラは前記照明装置の発光面の上方に，発光面に向けて配置される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】パターン製品の検査装置における主に搬送装置と照明装置（表示装置）を示す平面図である。
【図２】パターン製品の検査装置における主に搬送装置と撮像装置（カメラ）と照明装置を示す側面図である。
【図３】パターン製品の検査装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】照明装置の発光面（表示面）上に置かれたパターン製品の一例を示す。
【図５】照明装置の発光面上で発光した発光パターンの例を示す。
【図６】照明装置の発光パターンが発光した発光面上に正常なパターン製品（良品）が置かれている様子を示す。
【図７】照明装置の発光パターンが発光した発光面上に欠陥のあるパターン製品（不良品）が置かれている様子を示す。
【図８】パターン製品の検査手順を示し，主に処理装置による処理手順を示すフローチャートである。
【実施例】
【００２１】
図１および図２は，パターン製品の検査装置の搬送装置（ＸＹステージ），搬送装置に載せられた照明装置（表示装置）および照明装置の上方に設けられたカメラ（撮像装置）の配置構成を示すものである。
【００２２】
搬送装置39はＸ方向搬送装置30とＹ方向搬送装置40とを含む。これらのＸ方向，Ｙ方向搬送装置30，40は，アクチュエータ，電動シリンダ，リニアモータ等と呼ばれるもので実現される。たとえば，搬送装置30，40は，モータ31，41と，これらのモータ31，41により回転駆動されるねじ軸（図示略）とを含み，ねじ軸にねじ嵌められかつＸ軸またはＹ軸方向に移動可能に案内されるナットがねじ軸の回転に伴ってＸ軸またはＹ軸方向に移動する。ナットに移動台32，42がそれぞれ取付けられている。そして，Ｙ方向搬送装置40の移動台42上にＸ方向搬送装置30が固定され，Ｘ方向搬送装置30の移動台32上に照明装置12が固定されている。照明装置12は，たとえば縦横に配列された多数の発光画素を有する高精細な表示装置（一例として液晶表示装置）により実現される。このようにして，照明装置12は，搬送装置39によりＸ方向およびＹ方向に移動可能（位置調整可能）である。
【００２３】
搬送装置の上方には撮像装置13が設けられ，支持部材（図示略）により固定されている。撮像装置13は，一例としてデジタル画像データ（動画または静止画）を出力する電子カメラである。必要に応じて，撮像装置13もＸＹ方向に移動可能に支持してもよい。
【００２４】
図３はパターン製品の検査装置の電気的構成を示している。処理装置10は，具体的にはコンピュータ（パーソナル・コンピュータ）により実現され，表示装置15，入力装置16，出力装置17およびメモリ18を備えている。入力装置16，出力装置17は通信装置を含む。メモリ18には，後述する正常なパターン製品の画像を表わすデータ，標準発光パターンを表わすデータ等が格納されている。照明装置12における発光面（照明面）（表示面）における発光パターンの発光制御は処理装置10によって行なわれる。処理装置10はまた，搬送装置39に含まれるモータ31，41を駆動する駆動装置14を制御する。さらに処理装置10は撮像装置（カメラ）13を制御するとともに，撮像装置13から出力されるデジタル画像データを取込む。
【００２５】
図４は照明装置12の平坦な発光面12上に載置されたパターン製品50の一例を示している。パターン製品50はたとえば金属薄板から，たとえばエッチング，打抜き加工等によりつくられ，枠51と複数のパターン（製品パターン）54を有し，製品パターン54は連結部55により枠51に連結されている。最終的には連結部55は切断される。枠51には，Ｘ方向基準穴52とＹ方向基準穴53が対向する辺に２つずつ形成されている。これらの基準穴52，53はパターン製品50がその製造過程で伸縮した程度（伸縮度，伸縮率）を測定するために使用される。
【００２６】
パターン製品50は人間の手により，または真空吸着カップ等を備えた自動搬送装置（図示略）により照明装置12の発光面21上に置かれる。必要に応じて，発光面21上には位置決め枠または位置決めストッパが設けられ，パターン製品50が発光面21の所定位置に位置決めされる。発光面21上に基準位置を示すマークを記入しておいてもよい。
【００２７】
照明装置12の発光面21上のパターン製品50は撮像装置13により撮像される。撮像装置13から出力されるデジタル画像データは処理装置10に与えられる。処理装置10はこの画像データに基づいて，照明装置12の発光面21上におけるパターン製品50の配置位置（発光面21上の所定位置，たとえば左上の角または上述したマークや位置決めストッパを基準とする）と，パターン製品50の寸法に関する量とを測定する。パターン製品50の寸法に関する量は，上述した２つの基準穴52間のＸ方向の距離，２つの基準穴53間のＹ方向の距離によって表わされる。メモリ18に記憶されている正常なパターン製品の寸法に関する量と撮像装置13の画像データから得られる実際のパターン製品50の寸法に関する量との比較に基づいて，照明装置12の発光面21上の実際のパターン製品50の伸縮率が算出される。
【００２８】
図５は照明装置12の発光面21上で発光した発光パターン22を示している。発光パターン22の基準パターンを表わすデータはメモリ18に記憶されている。基準パターンは正常なパターン製品のパターンと相似形である。処理装置10は先に算出した実際のパターン製品50の伸縮率に基づいて，実際のパターン製品50に適合するように基準発光パターンをＸ，Ｙ軸方向に拡大または縮小する（補正する）（発光パターンの生成）。そして，拡大または縮小された基準発光パターンの形で，かつ測定した実際のパターン製品50の製品パターン54に合致する位置に，発光パターン22を発光（表示）するように照明装置12を制御する。発光面21上の発光パターン22以外の領域は暗く，発光パターン22の領域のみが明るくなる。
【００２９】
発光パターン22は，実際のパターン製品50の製品パターン54よりもわずかに小さく，その内側に納まるように形成される。すなわち，図６に示すように，パターン製品50が発光面21上に置かれた状態で，発光面21上で発光パターン22が発光しても，そのパターン製品50が正常な製品であれば，発光パターン22から発光する光はすべてパターン製品50の製品パターン54により遮光される。照明装置12が縦，横に配列された多数の発光（表示）画素を有する表示装置で実現されている場合に，発光パターン22はその外周輪郭においては製品パターン54の外周輪郭よりも１発光画素程度内側に，内周輪郭においては製品パターン54の内周輪郭よりも１発光画素程度外側になる程度にわずかに小さく形成される。製品パターン54の欠陥検出可能な線幅は，表示装置の発光（表示）画素で表現すると数画素程度となる。カラー表示装置の場合に，三色のうちの一色（場所によって発光する色が異なっていてもよい）を使うことができるので，カラーフィルタの幅の数倍程度の線幅を有する製品パターンの検査が可能となる。
【００３０】
図７はパターン製品50の製品パターンの一部に欠陥（欠け，穴，切断等）56が存在する場合の様子を示している。照明装置12の発光面21上において発光パターン22が発光しているので，このような欠陥56がある場合に，発光パターン22の光が欠陥56を通して漏洩するので，この漏洩光を検出することにより，欠陥の有無を判定することができる。漏洩光の検出は，撮像装置13が撮像した画像データに基づいて処理装置10によって行うことができる。
【００３１】
照明装置12の発光面21とパターン製品50との間にわずかなすき間があると，このすき間からも，製品パターンの外周に沿ってわずかに光が洩れる場合もあるが，この洩れる光は，欠陥56の部分を通過して出射する光と比べると，少なくとも単位面積当りの強度においてきわめてわずかであるから，欠陥56を通して出射する漏洩光のみを検出することが可能である。場合によっては，撮像装置13から得られる画像データの画像処理により，欠陥56の検出を行うこともできる。
【００３２】
このようにして，欠陥のない正常な製品（良品）（図６）と，欠陥を含む不良品（図７）とを判別することが可能となる。画像処理により欠陥の種類も判別可能であり，複数の製品パターンが製品に存在する場合に，どの製品パターンに欠陥があるかということも判定できる。
【００３３】
実際のパターン製品がその製造工程において多少伸縮したとしても，伸縮の程度を測定して，その伸縮度に基づいて発光パターンの大きさを変えており，発光パターンは実際の製品のパターンと合致する位置に発光するように位置合わせも行なわれているので，パターン製品の伸縮に電子的に容易に対処することができる。
【００３４】
図８は主に処理装置10による処理手順を示している。
【００３５】
まず，パターン製品50を照明装置12の発光面21上に載置し，位置決めする（Ｓ11）。これは上述のように人間が行ってもよいし，自動搬送装置により自動的に行ってもよい。この自動搬送装置は処理装置10によって制御してもよい。いずれにしても処理装置10には搬入，載置，位置決め完了の旨の信号が入力される。
【００３６】
次に処理装置10は撮像装置13に撮像指令を送るので，撮像装置13は発光面21上のパターン製品50を撮像し，それにより得られた画像データを処理装置10に送る（Ｓ12）。
【００３７】
処理装置10は入力する画像データ中の基準穴52，53の位置に基づいて，パターン製品のＸ方向，Ｙ方向の伸縮度を演算する（Ｓ13）。また，製品50の位置データを得る。演算した伸縮度を用いて，基準発光パターンの大きさを補正し（Ｓ14），パターン製品50の製品パターン54の真下に合致する位置に，補正した大きさの発光パターンの発光を行うように照明装置12による照明を制御する（Ｓ15）。
【００３８】
処理装置10は撮像装置13に撮像指令を送り，照明装置12の発光面21上の画像を撮像させる（Ｓ16）。撮像装置13からの画像データを受取ると，処理装置10は漏洩光の有無をチェックする（Ｓ17）。漏洩光があれば，その製品は不良と判定し（Ｓ18），漏洩光がなければ良品と判定する（Ｓ19）。
【００３９】
人手により，または自動搬送装置により発光面21上の製品が搬出されたことが処理装置10に通知されると（Ｓ20），処理装置10はすべての製品について検査が終了したかどうかを判定し（Ｓ21），終了していなければＳ11に戻って上記の処理を繰返し，終了していれば検査処理を終える。
【符号の説明】
【００４０】
10  処理装置（測定手段，発光制御手段，漏洩光検出手段）
12  照明装置（表示装置）
13  撮像装置（カメラ）（測定手段，漏洩光検出手段）
21  発光面（表示面）
22  発光パターン
50  パターン製品
52，53  基準穴
54  製品パターン
56  欠陥（漏洩光）
【図１】
2016070807.tif 000003
【図２】
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【図３】
2016070807.tif 000005
【図４】
2016070807.tif 000006
【図８】
2016070807.tif 000007
【図５】
2016070807.tif 000008
【図６】
2016070807.tif 000009
【図７】
2016070807.tif 000010