(57)【要約】【課題】検査対象の表面の異物と内部欠陥とを容易に判定できる表示デバイスの欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供すること。【解決手段】欠陥候補の画像状態が最適になる検査画像の焦点深度を欠陥焦点深度として選択し（処理Ｓ２４〜Ｓ２５）、欠陥焦点深度が検査対象の表面または表面より内側にあれば欠陥候補は検査対象の内部欠陥であると判定し、欠陥焦点深度が検査対象の表面より外側にあれば欠陥候補は検査対象に付着した異物であると判定する（処理Ｓ２６〜Ｓ２７）ことを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の画像を撮影し、得られた検査画像に含まれる画像要素から欠陥候補を検出し、前記検査画像における前記欠陥候補の画像状態と前記検査画像の前記検査対象に対する焦点深度との関係から前記欠陥候補の欠陥種別を判定することを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載した表示デバイスの欠陥検査方法において、
前記欠陥候補の画像状態が最適になる前記検査画像の前記焦点深度を欠陥焦点深度として選択し、前記欠陥焦点深度が前記検査対象の表面または表面より内側にあれば前記欠陥候補は前記検査対象の内部欠陥であると判定し、前記欠陥焦点深度が前記検査対象の表面より外側にあれば前記欠陥候補は前記検査対象に付着した異物であると判定することを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載した表示デバイスの欠陥検査方法において、
前記焦点深度を変えて複数の前記検査画像を撮影し、前記検査画像の各々における前記欠陥候補の画像要素サイズを比較し、前記画像要素サイズが最小となる前記検査画像の前記焦点深度を前記欠陥焦点深度とすることを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れかに記載した表示デバイスの欠陥検査方法において、
前記検査対象に基準マーカを表示させ、前記基準マーカが表示された状態で前記検査対象を撮影し、
前記基準マーカ部位の画像状態が最適になる前記検査画像の前記焦点深度を基準焦点深度とし、前記基準焦点深度に基づいて前記検査対象の表面位置を決定することを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。
【請求項５】
請求項４に記載した表示デバイスの欠陥検査方法において、
前記焦点深度を変えて複数の前記検査画像を撮影し、前記検査画像の各々における前記基準マーカ部位の画像要素サイズを比較し、前記画像要素サイズが最小となる前記検査画像の前記焦点深度を前記基準焦点深度とすることを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れかに記載の表示デバイスの欠陥検査方法において、
前記検査対象に検査光を照射し、前記検査対象を透過した前記検査光により投影される投影画像を検査画像として用いることを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。
【請求項７】
請求項６に記載した表示デバイスの欠陥検査方法において、
前記検査光を供給する光源および前記検査光を前記検査対象に集光させる集光レンズを有する検査光照射部と、画像が投影可能なスクリーンおよび前記スクリーンに前記検査対象を透過した前記検査光を投影する投影レンズを有する画像投影部と、前記スクリーンに投影された投影画像を撮影して前記検査画像を生成する画像撮影部とを用い、
前記検査対象と前記投影レンズとを前記検査光の光軸方向に相対移動させることにより、前記検査対象に対する前記投影画像の焦点深度を変化させることを特徴とする表示デバイスの欠陥検査方法。
【請求項８】
検査対象を撮影して検査画像を生成する画像撮影部と、前記検査画像の焦点深度を調整する焦点調整部と、前記検査画像に含まれる画像要素から欠陥候補を検出する欠陥候補検出部と、前記検査画像における前記欠陥候補の画像状態と前記検査画像の前記検査対象に対する焦点深度との関係から前記欠陥候補の欠陥種別を判定する欠陥種別判定部とを備えたことを特徴とする表示デバイスの欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示デバイスの欠陥検査方法および欠陥検査装置に関し、液晶パネル等の表示デバイスの製造工程における製品検査に利用される技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネル等の表示デバイスでは、内部に微細な回路および素子が形成される。これらの製品の製造工程では、微細な回路を全面にわたって検査する必要がある。現在、このような検査は検査担当者による目視で行われている。
微細な回路の目視検査を確実かつ効率よく行うために、回路の画像を拡大投影する技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、欠陥を検査する際に、検査対象である液晶パネルをＣＣＤカメラで撮影し、その画像をスクリーンに投影し、拡大された状態の液晶パネルの画像を目視で検査する技術が示されている。
また、特許文献２には、検査対象の液晶パネルを光源レンズおよび投射レンズで挟み、光源からの検査光を光源レンズ、検査対象、投射レンズの順に透過させ、投射スクリーンに拡大して投影させる技術が示されている。
ここで、特許文献２の構成では、検査対象に対する投射レンズの焦点深度を自動調整し、投影画像のフォーカスが常に合った状態で検査できるようにしている。これにより、検査担当者は、検査対象に対するフォーカス調整を自動化でき、検査効率を高めることが期待される。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１７６９１４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の方法では、目視検査にあたって、一度フォーカスを合わせても経時変化が生じるほか、検査パネル毎の微小な厚みの差によりフォーカスずれが生じてしまう。このため、フォーカス調整を行う必要が繰り返し生じ、検査効率を低下させるとともに、欠陥検査の精度をも低下させる可能性がある。
【０００６】
これに対し、特許文献２の方法では、自動調整を随時行うことができるため、フォーカスずれによる検査効率および検査精度の低下は回避できる。
しかし、特許文献２の方法では、次のような問題がある。
【０００７】
第１に、パネル表面に微細な異物（製造工程で発生するパーティクル等）が付着することにより、その映像が検査画像に紛れ込み、検査担当者の目視による欠陥検出が妨げられもしくは誤検出を生じることがある。このような異物があると、検査担当者は該当部分の詳細な注視あるいはフォーカスの再調整などを行うことが必要になり、これにより欠陥検査の効率あるいは精度を低下させる原因になっていた。
【０００８】
第２に、特許文献２の方法では、自動的にフォーカスを調整してしまうため、表面に付着した異物と欠陥を区別するのに有効なデフォーカス状態での欠陥評価が行えないという問題もあった。
すなわち、パネル内部の回路や素子と、パネル表面に付着した微細な異物とでは、フォーカス位置が異なる。このため、パネル内部の回路や素子にフォーカスを合わせて固定しておけば、パネル表面の異物等はデフォーカス状態となって検査画面に現れ、回路の欠陥とは容易に区別することができる。しかし、特許文献２のような自動的なフォーカス調整が行われてしまうと、どれが異物でどれが内部欠陥なのかという欠陥種別の判定を別途行う必要も生じる。
【０００９】
本発明の主な目的は、検査対象の表面の異物と内部欠陥とを容易に判定できる表示デバイスの欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の表示デバイスの欠陥検査方法は、検査対象の画像を撮影し、得られた検査画像に含まれる画像要素から欠陥候補を検出し、前記検査画像における前記欠陥候補の画像状態と前記検査画像の前記検査対象に対する焦点深度との関係から前記欠陥候補の欠陥種別を判定することを特徴とする。
【００１１】
このような本発明では、検査画像から欠陥候補となる画像要素を選択し、その画像状態と焦点深度とに基づいて欠陥候補とされた欠陥が存在する深度（検査対象の内部か外部か）を推定することで、同欠陥の種別（内部欠陥か付着した異物等か）を判定することができる。
なお、画像状態としては、ジャストフォーカスとデフォーカスの別やデフォーカスの程度、あるいはフォーカス状態に関連する検査画像の撮影時の焦点深度およびその基準値との差などを採用することができる。
【００１２】
例えば、焦点深度を徐々に変えて検査画像を撮影し、このうち欠陥候補の画像状態がジャストフォーカスとなる焦点深度を選択することで、その原因が検査対象の内部か外部かを推定できる。あるいは、検査対象の全厚みにわたって焦点深度を変化させて検査画像を撮影した場合に、何れの検査画像にもジャストフォーカス状態が得られなければ、該当する欠陥候補は検査対象の内部ではないと推定することもできる。
そして、欠陥候補となった画像要素の原因が検査対象の内部にあれば、この欠陥候補は検査対象の内部欠陥であると判定できる。一方、同原因が検査対象の外部であれば、その欠陥候補となった画像要素が検査対象の外部、つまり表面に付着した異物等に起因するものと推定できる。
【００１３】
本発明の表示デバイスの欠陥検査方法において、前記欠陥候補の画像状態が最適になる前記検査画像の前記焦点深度を欠陥焦点深度として選択し、前記欠陥焦点深度が前記検査対象の表面または表面より内側にあれば前記欠陥候補は前記検査対象の内部欠陥であると判定し、前記欠陥焦点深度が前記検査対象の表面より外側にあれば前記欠陥候補は前記検査対象に付着した異物であると判定することが望ましい。
【００１４】
このような本発明では、欠陥候補とされた画像要素のうち、画像状態が最適になるものをジャストフォーカス状態として採用することで、その画像要素を含む検査画像の焦点深度から、同画像要素の原因の深度を欠陥焦点深度として直接的に検出することができる。この欠陥焦点深度について、検査対象の内側か外側かを調べることで、前述した内部欠陥か異物かの判定を行うことができる。
【００１５】
本発明の表示デバイスの欠陥検査方法において、前記焦点深度を変えて複数の前記検査画像を撮影し、前記検査画像の各々における前記欠陥候補の画像要素サイズを比較し、前記画像要素サイズが最小となる前記検査画像の前記焦点深度を前記欠陥焦点深度とすることを特徴とすることが望ましい。
このような本発明では、予め焦点深度を変えて複数の検査画像を撮影しておくことで、各々の比較を効率よく行うことができる。また、欠陥候補の画像要素サイズが最小となるものをジャストフォーカス状態として識別することで、効率的かつ確実な欠陥焦点深度の検出を行うことができる。
【００１６】
本発明の表示デバイスの欠陥検査方法において、前記検査対象に基準マーカを表示させ、前記基準マーカが表示された状態で前記検査対象を撮影し、前記基準マーカ部位の画像状態が最適になる前記検査画像の前記焦点深度を基準焦点深度とし、前記基準焦点深度に基づいて前記検査対象の表面位置を決定することが望ましい。
このような本発明においては、基準マーカを用いて基準焦点深度を検出することで、検査対象における焦点深度の基準を設定することができる。このようにして得られる基準焦点深度が、実際の検査対象のどの程度の深さに相当するのかを事前に確認しておけば、基準焦点深度に基づいて検査対象に対する深度を算出することができる。つまり、前述した欠陥焦点深度の検査対象に対する内外識別の際には、得られた欠陥焦点深度を予め設定しておいた基準焦点深度と比較することにより、内外判定を簡単に行うことができる。
【００１７】
本発明の表示デバイスの欠陥検査方法において、前記焦点深度を変えて複数の前記検査画像を撮影し、前記検査画像の各々における前記基準マーカ部位の画像要素サイズを比較し、前記画像要素サイズが最小となる前記検査画像の前記焦点深度を前記基準焦点深度とすることが望ましい。
このような本発明では、予め焦点深度を変えて複数の検査画像を撮影しておくことで、各々の比較を効率よく行うことができる。また、基準マーカの画像要素サイズが最小となるものをジャストフォーカス状態として識別することで、効率的かつ確実な基準焦点深度の検出を行うことができる。
【００１８】
本発明の表示デバイスの欠陥検査方法において、前記検査対象に検査光を照射し、前記検査対象を透過した前記検査光により投影される投影画像を検査画像として用いることが望ましい。
本発明の欠陥検査方法において、検査対象が液晶パネル等のフィルタ式あるいはシャッタ式の表示デバイスである場合、このような透過光を用いることで検査画像に内部欠陥を適切に反映することができる。投影画像を検査画像として撮影する際には、後述のように投影画像をスクリーンに投影してカメラで撮影してもよく、あるいは投影画像を直接カメラあるいは撮像素子に入力する構成としてもよい。
なお、本発明において、検査対象の検査画像は、透過光によって撮影してもよいし、反射光によって撮影してもよい。反射光による撮影としては、検査対象をカメラ等で直接撮影する構成が採用できる。
【００１９】
本発明の表示デバイスの欠陥検査方法において、前記検査光を供給する光源および前記検査光を前記検査対象に集光させる集光レンズを有する検査光照射部と、画像が投影可能なスクリーンおよび前記スクリーンに前記検査対象を透過した前記検査光を投影する投影レンズを有する画像投影部と、前記スクリーンに投影された投影画像を撮影して前記検査画像を生成する画像撮影部とを用い、前記検査対象と前記投影レンズとを前記検査光の光軸方向に相対移動させることにより、前記検査対象に対する前記投影画像の焦点深度を変化させることが望ましい。
このような本発明では、検査光照射部としての光源および集光レンズ、画像投影部としての投影レンズおよびスクリーン、画像撮影部としてのカメラなどの既存の構成を利用することができ、実施を容易に行うことができる。
また、本発明に必要な投影画像の焦点深度の変化について、検査対象と投影レンズとの相対移動により簡単に実現することができる。
【００２０】
本発明の表示デバイスの欠陥検査装置は、検査対象を撮影して検査画像を生成する画像撮影部と、前記検査画像の焦点深度を調整する焦点調整部と、前記検査画像に含まれる画像要素から欠陥候補を検出する欠陥候補検出部と、前記検査画像における前記欠陥候補の画像状態と前記検査画像の前記検査対象に対する焦点深度との関係から前記欠陥候補の欠陥種別を判定する欠陥種別判定部とを備えたことを特徴とする。
このような本発明では、前述した本発明の欠陥検査方法と同様な作用効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１ないし図６には、本発明の一実施形態が示されている。
図１は本発明に係る表示デバイスの欠陥検査装置１の構成を示す模式図である。図２は前記実施形態における検査画像を示す模式図である。図３は前記実施形態で実行される、本発明に係る表示デバイスの欠陥検査方法に基づく手順を示すフローチャートである。図４は前記実施形態における基準マーカ位置の画像サイズ測定のための検査画像を示す図である。図５は前記実施形態における基準マーカ位置の画像サイズ測定で使用する画像分布を示すグラフである。図６は前記実施形態における欠陥候補位置の画像サイズ測定のための検査画像を示す図である。図７は前記実施形態における欠陥候補位置の画像サイズ測定で使用する画像分布を示すグラフである。
【００２２】
図１において、表示デバイスの欠陥検査装置１は、検査対象である液晶パネル２を透過光によって検査するものである。このために、欠陥検査装置１は、検査光３を液晶パネル２に照射する検査光照射部１０、液晶パネル２を透過した検査光４が投影されて投影画像５を生じる画像投影部２０、投影された投影画像５を撮影して検査画像６として取得する画像撮影部３０、検査画像６の焦点深度を調整する焦点調整部４０、全体の制御を行うとともに検査画像６および焦点深度から欠陥種別の判定までを行う画像処理部５０を備えている。
【００２３】
検査光照射部１０は、検査光３を発生する光源１１と、光源１１からの検査光３を液晶パネル２に集光させる集光レンズ１２とを備えている。
画像投影部２０は、投影画像５を投影するスクリーン２１と、液晶パネル２を透過した検査光４をスクリーン２１に投影する投影レンズ２２とを備えている。
画像撮影部３０は、カメラ３１を備えている。カメラ３１は、光学画像を撮影してコンピュータ処理可能な電子データとして出力するものであり、具体的にはＣＣＤ（固体撮像素子）等の既存の構成が利用できる。
【００２４】
カメラ３１の出力は画像処理部５０に接続されている。
画像処理部５０は、カメラ３１の動作制御を行うとともに、カメラ３１が出力した画像データを検査画像６として記録する。このような画像処理部５０は、既存のコンピュータシステムとソフトウェアとによって適宜構成することができる。
画像処理部５０は、十分な容量の画像記憶領域を備えており、複数枚の検査画像６を記録することができる。
図２に示すように、画像処理部５０の画像記憶領域においては、複数の検査画像６が記録されるとともに、各検査画像Ｐ１〜Ｐ５には撮影時の焦点深度Ｆ１〜Ｆ５（後述）が添付される構成となっている。
【００２５】
図１に戻って、画像処理部５０には焦点調整部４０が接続されている。
焦点調整部４０は、検査画像の焦点深度を調整するためのレンズ制御部４１および移動機構４２を備えるとともに、後述する焦点深度の測定で用いる基準マーカを表示するためにパネル制御部４３を備えている。
【００２６】
レンズ制御部４１は、投影レンズ２２に装着された移動機構４２を制御することで、投影レンズ２２の液晶パネル２に対する焦点深度を調整する。
移動機構４２は投影レンズ２２に装着され、投影レンズ２２を液晶パネル２に対して近接あるいは離隔させることで焦点深度を調整する。移動機構４２としては、外部からの指令に基づいて微少な変位を正確に移動できる構成が利用できる。例えば、ガイドレールとステップモータ等を用いた機械式の微少移動機構や、圧電素子を積層した変位機構などを適宜利用すればよい。
【００２７】
レンズ制御部４１は、画像処理部５０からの指令に基づいて移動機構４２を制御し、これにより投影レンズ２２と液晶パネル２とを相対変位させる。また、レンズ制御部４１は、指令に基づき実行した移動機構４２による変位量を画像処理部５０に出力する。この相対変位量は、その時点での検査画像の焦点深度（前述した焦点深度Ｆ１〜Ｆ５、図２参照）として画像処理部５０に記録される。
【００２８】
パネル制御部４３は、液晶パネル２の表示を含む動作の制御を行うものであり、液晶パネル２を駆動して任意の画像を表示させることができる。本実施形態においては、パネル制御部４３が液晶パネル２に「＋」形の基準マーカＭ０を表示させる。
液晶パネル２に基準マーカＭ０が表示された状態では、スクリーン２１上の投影画像５には対応する画像要素として基準マーカ画像Ｍ１が現れる。図２の各検査画像Ｐ１〜Ｐ５においては、対応した画像要素として基準マーカ画像Ｍ１１〜Ｍ１５が現れる。この際、検査画像Ｐ３に現れる基準マーカ画像Ｍ１３はジャストフォーカスであるため基準マーカＭ０と同じ「＋」形であるが、デフォーカス状態となる前後の検査画像Ｐ１〜Ｐ２，Ｐ４〜Ｐ５では基準マーカ画像Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１４，Ｍ１５が焦点深度の差に応じて拡散した形状となる。このような基準マーカを用いることで、液晶パネル２に対してジャストフォーカスとなる焦点深度を検出することができる。
このようなパネル制御部４３による液晶パネル２の制御、基準マーカＭ０の表示および消去は、全て画像処理部５０からの指令に基づいて制御される。
【００２９】
画像処理部５０は、前述した通り、カメラ３１の動作制御を行うとともに、焦点深度（Ｆ１〜Ｆ５）に対応した複数の検査画像６（Ｐ１〜Ｐ５）を記録するものである。さらに、画像処理部５０は、各検査画像６を参照し、各々に含まれる画像要素から欠陥候補を検出する欠陥候補検出部としての機能、検査画像６における欠陥候補の画像状態と焦点深度との関係から欠陥候補の欠陥種別を判定する欠陥種別判定部としての機能を備えている。
【００３０】
画像処理部５０において、欠陥候補検出部および欠陥種別判定部としての機能はコンピュータソフトウェアにより実現されており、具体的には図３に示すフローチャートにおける処理Ｓ１２〜Ｓ１６により欠陥候補検出部が実現され、処理Ｓ２１〜２８により欠陥種別判定部が実現されている。
【００３１】
図３には、本実施形態における検査手順が示されており、この手順は本発明に係る表示デバイスの欠陥検査方法に基づく検査手順の実施態様となる。
図３において、この検査手順では、前述した本実施形態の欠陥検査装置１に液晶パネル２を装着し（処理Ｓ１１）、この液晶パネル２に対して先ず欠陥候補検出（処理Ｓ１２〜Ｓ１６）を行って欠陥候補をリストアップし、基準マーカの焦点深度を測定（処理Ｓ２１〜Ｓ２２）したのち、各欠陥候補について欠陥種別判定（処理Ｓ２３〜２８）を順次繰り返して行い、異物判定された欠陥候補は除いて内部欠陥に対してのみ表示異常検査（処理Ｓ２９）を行う。
【００３２】
欠陥候補検出にあたっては、先ずレンズ制御部４１により移動機構４２を起動して投影レンズ２２を液晶パネル２に対して最も接近した位置（最大デフォーカス位置）へと移動させる（処理Ｓ１２）。なお、最大デフォーカス位置は投影レンズ２２が液晶パネル２に対して最も離隔した位置としてもよい。
次に、カメラ３１により検査画像６を撮影し（処理Ｓ１３）、続いて投影レンズ２２を次のフォーカス位置へ移動させる（処理Ｓ１４）。具体的には、図２の焦点深度Ｆ１が最大デフォーカス位置とすると、順次次のフォーカス位置である焦点深度Ｆ２，Ｆ３…と移動してゆく。
これら撮影を行うフォーカス位置（焦点深度Ｆ１〜Ｆ５）は、予め動作制御を行う画像処理部５０に指定しておくことができる。
これらの撮影および移動は、全てのフォーカス位置で検査画像６（Ｐ１〜Ｐ５）が撮影できるまで繰り返す（処理Ｓ１５）。
【００３３】
全てのフォーカス位置での撮影ができたら、各検査画像Ｐ１〜Ｐ５について、各々の欠陥候補を検出する（処理Ｓ１６）。
欠陥候補の検出には、既存の画像検査技術を利用する。検査すべき画像を検査して周辺に対して光学特性が変化した部位を検出可能な検査方法であれば利用できる。例えば、各画像の全面にわたってラスタスキャン等を行い、明度等が閾値以上に変化する部位があれば、その座標位置と明度等をリストしてゆく。例えば、図６のように検査画像Ｐ２の検査中に欠陥候補Ｅ２が見つかった場合、この欠陥候補Ｅ２の中心座標と識別番号とをセットにして欠陥候補情報とし、これを順次蓄積してゆく。なお、前述した基準マーカＭ０など既知の画像要素については除外してもよい。
【００３４】
欠陥候補のリストアップができたら、各欠陥候補について欠陥種別判定（処理Ｓ２１〜２８）を行う。各欠陥候補の判定にあたっては、その判定基準として液晶パネル２の基準焦点深度を測定しておく。
このために、各検査画像における基準マーカ部位の画像要素サイズを測定し（処理Ｓ２１）、その結果から基準マーカがジャストフォーカスとなる検査画像を検出し（処理Ｓ２２）、基準マーカがジャストフォーカスとなる検査画像の焦点深度を検出する。
【００３５】
図４に示すように、各フォーカス位置（焦点深度Ｆ１〜Ｆ５）における検査画像６（Ｐ１〜Ｐ５）には、それぞれ基準マーカ部位に、基準マーカＭ０に対応する画像要素として基準マーカ画像Ｍ１１〜Ｍ１５が現れている。
ここで、各画像の基準マーカ部位を横にスキャンすると（図中の直線Ｓ１）、各画像要素の拡散状態に応じた明度の分布データが得られる。
【００３６】
図５には、前述した基準マーカ部位のスキャンで得られる検査画像Ｐ１〜Ｐ５の明度の分布データが示されている。例えば、検査画像Ｐ１においては、最大デフォーカス位置であるため基準マーカ画像Ｍ１１が大きく拡散し、画像要素としてのサイズ（スキャンする直線Ｓ１が横断する直径）が幅Ｗ１１と大きくなる。同様に、検査画像Ｐ２においてはデフォーカスの度合いが小さくなるため基準マーカ画像Ｍ１２の幅Ｗ１２がやや小さくなる。
検査画像Ｐ３においては、ジャストフォーカスであり基準マーカ画像Ｍ１３は明瞭な「＋」形になるとともに、その幅Ｗ１３（正確には幾何学的な幅ではなく画像の密集度合い）が最も小さくなる。この後、検査画像Ｐ４，Ｐ５と基準マーカ画像Ｍ１４，Ｍ１５の幅Ｗ１４，Ｗ１５は大きくなってゆく。
従って、基準マーカ画像Ｍ１１〜Ｍ１５の画像要素としてのサイズＷ１１〜Ｗ１５を検出することで、最小のサイズＷ１３を与える検査画像Ｐ３がジャストフォーカスであると判定することができる。
【００３７】
基準マーカがジャストフォーカスとなる検査画像が検出できたら、その焦点深度を液晶パネル２の基準焦点深度として記録する。本実施形態では、基準マーカのジャストフォーカス画像が検査画像Ｐ３で得られるので、液晶パネル２の基準焦点深度は焦点深度Ｆ３であると記録する。
このようにして液晶パネル２の基準焦点深度が得られたら、先にリストアップされた各欠陥候補について、順次その焦点深度を測定し、基準焦点深度との差から液晶パネル２の内外判定により欠陥種別の判定を行う。
【００３８】
まず、欠陥候補リスト中の何れかの欠陥候補を選択し（処理Ｓ２３）、選択した欠陥候補について、各検査画像Ｐ１〜Ｐ５における画像要素サイズを測定し（処理Ｓ２４）、これによりジャストフォーカスとなる検査画像を検出する（処理Ｓ２５）。さらに、その結果から同欠陥候補の焦点深度を測定し、同欠陥候補が液晶パネル２の内部か外部かを判定する（処理Ｓ２６）。
【００３９】
図６に示すように、各フォーカス位置（焦点深度Ｆ１〜Ｆ５）における検査画像６（Ｐ１〜Ｐ５）には、選択した欠陥候補に対応する画像要素として欠陥候補画像Ｅ１〜Ｅ５が現れている。
ここで、各画像の欠陥候補部位を横にスキャンすると（図中の直線Ｓ２）、各画像要素の拡散状態に応じた明度の分布データが得られる。
【００４０】
図７には、前述した欠陥候補部位のスキャンで得られる検査画像Ｐ１〜Ｐ５の明度の分布データが示されている。例えば、検査画像Ｐ１においては、欠陥候補画像Ｅ１が現れており、その画像要素サイズ（スキャンする直線Ｓ２が横断する直径）が幅Ｗ１となっている。同様に、検査画像Ｐ２〜Ｐ５においては欠陥候補画像Ｅ２〜Ｅ５が現れ、各々は幅Ｗ２〜Ｗ５となっている。
これらの欠陥候補画像Ｅ１〜Ｅ５の幅Ｗ１〜Ｗ５を比較すると、検査画像Ｐ２における欠陥候補画像Ｅ２の幅Ｗ２が最小で、ここから離れるに従って欠陥候補画像の幅が大きくなってゆくことが解る。これにより、選択している欠陥候補がジャストフォーカスとなる検査画像は検査画像Ｐ２である、と判定できる。
【００４１】
選択されている欠陥候補がジャストフォーカスとなる検査画像が検出できたら、その焦点深度をこの欠陥候補の焦点深度とする。そして、先に記録していた液晶パネル２の基準焦点深度との比較を行い、選択されている欠陥候補が液晶パネル２の内部か外部かを判定する。前述の通り、選択している欠陥候補の焦点深度Ｆ２であり、本実施形態の液晶パネル２の基準焦点深度Ｆ３よりも小さく、その差ｄＦ＝Ｆ３−Ｆ２となる。
ここで、焦点深度Ｆ３，Ｆ２は予め画像処理部５０で指定されたものであり、従って差ｄＦ＝Ｆ３−Ｆ２も計算することができる。また、液晶パネル２の厚みあるいは基準マーカＭ０が表示される深さは設計事項として既知であり、液晶パネル２の表面あるいは裏面から基準マーカＭ０までの深さｄ１、ｄ２も既知である。従って、得られた差ｄＦと深さｄ１，ｄ２とを比較すれば、選択されている欠陥候補が液晶パネル２の内部であるか表面であるか外部であるかを判定することができる。
【００４２】
本実施形態では、欠陥候補の基準焦点深度Ｆ３よりも小さいため、欠陥候補は基準マーカＭ０よりも液晶パネル２の表側であると判定でき、差ｄＦと表側の深さｄ１との比較により内外の判定を行う。つまり、差ｄＦ＞深さｄ１であれば欠陥候補は液晶パネル２の外部、差ｄＦ＝深さｄ１であれば欠陥候補は液晶パネル２の表面、差ｄＦ＜深さｄ１であれば欠陥候補は液晶パネル２の内部、と判定できる。
欠陥候補の基準焦点深度Ｆ３よりも大きい場合、欠陥候補は基準マーカＭ０よりも液晶パネル２の裏側であると判定でき、差ｄＦと表側の深さｄ２との比較を行う。
【００４３】
これらにより、選択している欠陥候補が液晶パネル２の内部か表面または外部かが判定できたら、その結果に基づいて欠陥状態を判定し、欠陥候補のリストに記録する（処理Ｓ２７）。
すなわち、欠陥候補が液晶パネル２の内部であった場合、現在選択している欠陥候補は液晶パネル２の内部欠陥と判定し、欠陥候補が液晶パネル２の表面ないし外部であった場合、現在選択している欠陥候補は液晶パネル２の表面に付着した異物であると判定し、その結果を欠陥候補のリストの現在選択している欠陥候補の記録に追加する。
【００４４】
以上の処理Ｓ２３〜Ｓ２７により、欠陥候補の欠陥種別が判定される。ここで、欠陥候補リストに未判定の欠陥候補があれば、同様の処理Ｓ２３〜Ｓ２７を繰り返し、なければ
表示異常検査（処理Ｓ２９）を行う。
表示異常検査では、欠陥状態が異物と判定された欠陥候補は除き、欠陥状態が液晶パネル２の内部欠陥と判定された欠陥候補に対してのみ検査を行う。なお、検査内容は液晶パネル２の内部欠陥に対する既存の検査に準じて行う。
【００４５】
以上に説明した本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
本実施形態では、検査画像６から欠陥候補となる画像要素Ｅ１〜Ｅ５を選択し、その画像状態がジャストフォーカスとなる焦点深度Ｆ１〜Ｆ５に基づいて欠陥候補とされた欠陥が存在する深度を推定することで、欠陥種別の判定つまり液晶パネル２の内部欠陥であるか液晶パネル２の表面に付着した異物等であるかの判定を行うことができる。
【００４６】
本実施形態では、欠陥候補とされた画像要素のうち、画像要素サイズＷ１〜Ｗ５が最小となるものをジャストフォーカス状態として採用することで、その画像要素を含む検査画像の焦点深度Ｆ１〜Ｆ５から、同画像要素の原因の深度を欠陥焦点深度として直接的に検出することができる。この欠陥焦点深度に基づいて液晶パネル２の内外を調べることで、前述した内部欠陥か異物かの判定を行うことができる。
本実施形態では、予め焦点深度を変えて複数の検査画像Ｐ１〜Ｐ５を撮影しておくことで、各々の比較を効率よく行うことができる。
【００４７】
本実施形態では、基準マーカＭ０を用いて基準焦点深度Ｆ３を検出することで、液晶パネル２における焦点深度の基準を設定することができる。特に、基準焦点深度Ｆ３が、実際の液晶パネル２における表面側から深さｄ１であり、裏面側から深さｄ２であることを事前に確認しておけば、基準焦点深度に基づいて液晶パネル２における実際の深度を算出することができる。つまり、前述した欠陥焦点深度の検査対象に対する内外識別の際には、得られた欠陥焦点深度Ｆ２を予め設定しておいた基準焦点深度Ｆ３と比較することにより、その差ｄ０を前述した深さｄ１，ｄ２と比較することで内外判定を簡単に行うことができる。
本実施形態では、基準マーカ画像Ｍ１１〜Ｍ１５の画像要素サイズＷ１１〜Ｗ１５が最小となるものをジャストフォーカス状態として識別することで、効率的かつ確実な基準焦点深度の検出を行うことができる。
【００４８】
本実施形態では、検査対象として液晶パネル２を用いたため、透過する検査光３，４を用いることで検査画像に内部欠陥を適切に反映することができる。
本実施形態では、検査光照射部１０としての光源１１および集光レンズ１２、画像投影部２０としての投影レンズ２２およびスクリーン２１、画像撮影部３０としてのカメラ３１などの既存の構成を利用することができ、実施を容易に行うことができる。
本実施形態では、本発明に必要な投影画像の焦点深度Ｆ１〜Ｆ５の変化について、液晶パネル２と投影レンズ２２との相対移動により簡単に実現することができる。
【００４９】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下に示す変形等も本発明に含まれるものである。
前記実施形態では５つの焦点深度Ｆ１〜Ｆ５を用いたが、更に多くの撮影位置を採用してもよく、あるいは４つ以下であってもよい。
欠陥候補画像あるいは基準マーカ画像のジャストフォーカス検出にあたっては、画像の大きさの識別に限らず、明度の比較、画像の境界の濃淡の立ち上がりの度合いなど、他の属性を採用してもよい。
【００５０】
前記実施形態では、スクリーン２１に投影された投影画像５をカメラ３１で撮影して検査画像６として取り込んだが、投影レンズ２２からの投影画像を直接カメラ３１等に入力してもよく、あるいはカメラに限らずパネル状の撮像素子に投影して画像データ化してもよい。
検査画像６は透過光によって撮影してもよいし、反射光によって撮影してもよい。反射光による撮影としては、検査対象である液晶パネル２の表面をカメラ等で直接撮影する構成が採用できる。
基準マーカＭ０を用いて基準焦点深度を測定することは本発明に必須ではなく、予め基準焦点深度が把握できていれば基準マーカの焦点深度の測定は省略することができる。また、欠陥候補の焦点深度を検査対象である液晶パネル２に対する位置で検出できるものであれば、基準焦点深度を利用することも必要なく、要するに欠陥候補の焦点深度が検査対象の内外何れかであるかを判定できればよい。
【００５１】
前記実施形態では、焦点深度Ｆ１〜Ｆ５を徐々に変えて検査画像Ｐ１〜Ｐ５を撮影して記録しておき、各々について欠陥候補の判定を行ったが、検査対象の全厚みにわたって焦点深度を変化させながら検査画像を撮影し、何れの検査画像にもジャストフォーカス状態となる欠陥候補がなければ、検査対象には内部欠陥がないと推定するとしてもよい。
本発明における検査対象としては、液晶パネル２に限らず、透過式、反射式あるいは自己発光する他の形式の表示デバイスであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は表示デバイスの欠陥検査方法および欠陥検査装置として利用でき、液晶パネル等の表示デバイスの製造工程における製品検査に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る表示デバイスの欠陥検査装置１の構成を示す模式図である。
【図２】前記実施形態における検査画像を示す模式図である。
【図３】前記実施形態で実行される、本発明に係る表示デバイスの欠陥検査方法に基づく手順を示すフローチャートである。
【図４】前記実施形態における基準マーカ位置の画像サイズ測定のための検査画像を示す図である。
【図５】前記実施形態における基準マーカ位置の画像サイズ測定で使用する画像分布を示すグラフである。
【図６】前記実施形態における欠陥候補位置の画像サイズ測定のための検査画像を示す図である。
【図７】前記実施形態における欠陥候補位置の画像サイズ測定で使用する画像分布を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１…欠陥検査装置、２…液晶パネル、３，４…検査光、５…投影画像、６…検査画像、１０…検査光照射部、１１…光源、１２…集光レンズ、２０…画像投影部、２１…スクリーン、２２…投影レンズ、３０…画像撮影部、３１…カメラ、４０…焦点調整部、４１…レンズ制御部、４２…移動機構、４３…パネル制御部、５０…画像処理部、Ｅ１〜Ｅ５…欠陥候補画像、Ｆ１〜Ｆ５…焦点深度、Ｆ２…欠陥焦点深度、Ｆ３…基準焦点深度、Ｍ０…基準マーカ、Ｍ１…投影画像上の基準マーカ画像、Ｍ１１〜Ｍ１５…検査画像上の基準マーカ画像、Ｐ１〜Ｐ５…検査画像、Ｗ１１〜Ｗ１５…基準マーカの画像要素サイズである幅、Ｗ１〜Ｗ５…欠陥候補の画像要素サイズである幅。
【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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