JP4962763B2 - Defect inspection apparatus and defect inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、撮像光学装置を用いて得られる特徴量に基づいて被検査領域における欠陥を抽出する欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。 The present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for extracting a defect in a region to be inspected based on a feature amount obtained using an imaging optical device.
液晶表示装置の画素の欠陥を検出する検査装置として、カメラによって表示画像を取り込み、画像処理によって欠陥を検出するものが知られている。図8に示すように、検査装置は、被検査対象物10を撮影するカメラ2と、カメラ2から画像を取り込み、被検査対象物10の検査領域全体の輝度情報を数値的に処理する画像処理装置103と、を備える。
As an inspection apparatus for detecting a pixel defect of a liquid crystal display device, an inspection apparatus that captures a display image by a camera and detects the defect by image processing is known. As shown in FIG. 8, the inspection apparatus captures the
図9は画像処理装置103における処理手順を示しており、画像を取り込んだ(ステップS11)後、前処理としてカメラ欠陥等の補正や、必要に応じて画像の縮小などを行う(ステップS12)。また、輝点欠陥(黒表示時に画素が光るような表示欠陥)の検出を目的とする場合などには、取り込んだ画像に微分系の強調フィルタを掛ける(ステップS13)。次に、画像を二値化して欠陥候補を抽出し(ステップS14)、それぞれに番号を付ける(ステップS15)。次に、欠陥候補のひとつひとつについて特徴量を計算する(ステップS16)。特徴量は、欠陥を判定するための数値であり、例えば、ピーク輝度、輝度体積、コントラスト等である。この特徴量を予め設定した閾値と比較、識別し(ステップS17)、欠陥として出力する(ステップS18)。
FIG. 9 shows a processing procedure in the
特許文献1には、フラットパネルディスプレイ等の検査対象に表示させた検査パターンを撮像し、撮像により得られる画像データに基づいて欠陥の検出を行う欠陥検出装置が記載されている。
しかし、カメラ2に設けられたレンズ21の光学特性により、被検査領域の全体で均一な画像が得られないという問題がある。例えば、被検査領域の周辺では像の明るさが低下する。また、レンズ21の分解能も披検査領域の周辺で低下する。このため、被検査領域の中心付近と、周辺付近とでは、欠陥の判定を行うための閾値(ステップS17)を変える必要がある。しかも、レンズの分解能などは個々のレンズごとに異なるうえに、レンズのフォーカス調整の状態によっても大きく変化する。このため、レンズ毎に、あるいはフォーカス調整を行う度に、被検査領域全体の閾値を再調整、確認する作業が要求される。さらに、ひとつの検査装置に複数のレンズを用いている場合には、それぞれのレンズについて、閾値の設定が必要となる。このように、閾値の設定、管理はメンテナンス時間やコストの増大を招くとともに、ラインの稼働率の低下を引き起こしている。
However, there is a problem that a uniform image cannot be obtained over the entire inspection area due to the optical characteristics of the
本発明の目的は、煩雑な作業を要することなく、装置の光学特性の検査への影響を排除することができる欠陥検査装置等を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus and the like that can eliminate the influence of the optical characteristics of the apparatus on the inspection without requiring complicated work.
本発明の欠陥検査装置は、撮像光学装置を用いて得られる特徴量に基づいて、規則的なパターンを有する被検査領域における前記パターンを構成する要素個々の欠陥を抽出する欠陥検査装置において、前記撮像光学装置により前記被検査領域を撮影して検査画像を得る撮影手段と、前記撮影手段により得られた前記検査画像に基づいて前記撮像光学装置の撮影領域内における特徴量の分布を取得する特徴量分布取得手段と、前記特徴量分布取得手段による特徴量の分布を取得する対象である前記検査画像に現れた前記パターンに基づく画素間における輝度の変化幅に基づいて前記撮像光学装置の前記撮影領域内におけるコントラストの分布を取得する特性分布取得手段と、前記特性分布取得手段により取得された前記コントラストの分布に基づいて、前記特徴量分布取得手段により取得された特徴量を前記撮影領域内の個々の領域ごとに補正する特徴量補正手段と、前記特徴量補正手段により補正された特徴量に基づいて前記被検査領域の欠陥を検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
この欠陥検査装置によれば、光学特性の分布に基づいて撮像光学装置を介して得られる特徴量を補正するので、煩雑な作業を要することなく、装置の光学特性の検査への影響を排除できる。
Defect inspection apparatus of the present invention is based on the feature amount obtained by using the imaging optical device, in the defect inspection apparatus for extracting elements individual defects constituting the pattern in the region to be inspected with a regular pattern, wherein An imaging unit that acquires an inspection image by imaging the inspected area with an imaging optical device, and a feature that acquires a feature amount distribution in the imaging area of the imaging optical device based on the inspection image obtained by the imaging unit The photographing of the imaging optical device based on a variation range of luminance between pixels based on the pattern appearing in the inspection image, which is a target for acquiring the distribution of the feature amount by the feature amount distribution obtaining unit Characteristic distribution acquisition means for acquiring a contrast distribution in the region, and based on the contrast distribution acquired by the characteristic distribution acquisition means. A feature amount correction unit that corrects the feature amount acquired by the feature amount distribution acquisition unit for each individual region in the imaging region, and the inspection target based on the feature amount corrected by the feature amount correction unit. And a detecting means for detecting a defect in the region.
According to this defect inspection apparatus, since the feature amount obtained via the imaging optical apparatus is corrected based on the distribution of the optical characteristics, the influence on the inspection of the optical characteristics of the apparatus can be eliminated without requiring a complicated operation. .
前記撮像光学装置は、2次元エリアセンサを撮像素子として用いたものであってもよい。The imaging optical device may use a two-dimensional area sensor as an imaging element.
前記撮像光学装置は、1次元ラインセンサを撮像素子として用いたものであってもよい。The imaging optical device may use a one-dimensional line sensor as an imaging element.
前記被検査領域は、表示装置の画面であってもよい。The inspection area may be a screen of a display device.
本発明の欠陥検査方法は、撮像光学装置を用いて得られる特徴量に基づいて、規則的なパターンを有する被検査領域における前記パターンを構成する要素個々の欠陥を抽出する欠陥検査方法において、前記撮像光学装置により前記被検査領域を撮影して検査画像を得る撮影ステップと、前記撮影ステップにより得られた前記検査画像に基づいて前記撮像光学装置の撮影領域内における特徴量の分布を取得する特徴量分布取得ステップと、前記特徴量分布取得ステップによる特徴量の分布を取得する対象である前記検査画像に現れた前記パターンに基づく画素間における輝度の変化幅に基づいて前記撮像光学装置の前記撮影領域内におけるコントラストの分布を取得する特性分布取得ステップと、前記特性分布取得ステップにより取得された前記コントラストの分布に基づいて、前記特徴量分布取得ステップにより取得された特徴量を前記撮影領域内の個々の領域ごとに補正する特徴量補正ステップと、前記特徴量補正ステップにより補正された特徴量に基づいて前記被検査領域の欠陥を検出する検出ステップと、を備えることを特徴とする。
Defect inspection method of the present invention, based on the feature amount obtained by using the imaging optical device, in the defect inspecting method for extracting elements individual defects constituting the pattern in the region to be inspected with a regular pattern, wherein An imaging step of obtaining an inspection image by imaging the inspection area with an imaging optical device, and a feature amount distribution in the imaging area of the imaging optical device based on the inspection image obtained by the imaging step The imaging optical device based on a change range of luminance between pixels based on the pattern appearing in the inspection image, which is a target for acquiring a distribution of the feature amount in the feature distribution acquisition step; A characteristic distribution acquisition step for acquiring a contrast distribution in the region, and a characteristic distribution acquisition step before the characteristic distribution acquisition step; Based on the distribution of contrast, the feature amount acquired by the feature amount distribution acquisition step is corrected for each individual region in the imaging region, and the feature amount corrected by the feature amount correction step. And a detecting step for detecting a defect in the inspection region based on the detection step.
本発明の欠陥検査装置によれば、光学特性の分布に基づいて撮像光学装置を介して得られる特徴量を補正するので、煩雑な作業を要することなく、装置の光学特性の検査への影響を排除できる。 According to the defect inspection apparatus of the present invention, since the feature amount obtained through the imaging optical device is corrected based on the distribution of the optical characteristics, the influence of the optical characteristics of the apparatus on the inspection can be reduced without requiring complicated work. Can be eliminated.
本発明の欠陥検査装置によれば、光学特性の分布に基づいて、前記検出手段において欠陥を検出するための前記特徴量の閾値を補正するので、煩雑な作業を要することなく、装置の光学特性の検査への影響を排除できる。 According to the defect inspection apparatus of the present invention, since the threshold value of the feature amount for detecting the defect is corrected by the detection unit based on the distribution of the optical characteristic, the optical characteristic of the apparatus is not required to be complicated. The influence on inspection can be eliminated.
本発明の欠陥検査方法によれば、光学特性の分布に基づいて撮像光学装置を介して得られる特徴量を補正するので、煩雑な作業を要することなく、装置の光学特性の検査への影響を排除できる。 According to the defect inspection method of the present invention, since the feature amount obtained through the imaging optical device is corrected based on the distribution of the optical properties, the influence of the optical properties of the device on the inspection can be reduced without requiring complicated work. Can be eliminated.
本発明の欠陥検査方法によれば、光学特性の分布に基づいて、欠陥を検出するための前記特徴量の閾値を補正するので、煩雑な作業を要することなく、装置の光学特性の検査への影響を排除できる。 According to the defect inspection method of the present invention, since the threshold value of the feature amount for detecting a defect is corrected based on the distribution of optical characteristics, it is possible to inspect the optical characteristics of the apparatus without requiring complicated work. The influence can be eliminated.
以下、図1〜図7を参照して、本発明による欠陥検査装置の実施形態について説明する。 Hereinafter, an embodiment of a defect inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本実施形態の欠陥検査装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the defect inspection apparatus of this embodiment.
図1に示すように、本実施形態の欠陥検査装置は、被検査対象物としてのマトリクス表示型液晶表示装置1の画面を撮像するカメラ2と、カメラ2の撮像信号に基づいて液晶表示装置1の欠陥画素を抽出する画像処理装置3と、を備える。画像処理装置3は、パーソナルコンピュータ等により構成することができる。
As shown in FIG. 1, the defect inspection apparatus of the present embodiment includes a
画像処理装置3は、カメラ2による撮影画像に基づいて、撮影領域におけるカメラ2の光学特性の分布を取得する特性分布取得手段31と、特性分布取得手段31により取得された上記光学特性の分布に基づいて、カメラ2を介して得られる特徴量を補正する特徴量補正手段32と、特徴量補正手段32により補正された特徴量に基づいて、液晶表示装置1の画面の欠陥を検出する検出手段33と、を構成する。
The
図2は、画像処理装置3の動作を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the
図2のステップS1では、黒色点灯させた液晶表示装置1の画面をカメラ2で撮影し、カメラ2からの画像(撮像信号)を取り込む。
In step S1 of FIG. 2, the screen of the liquid
次に、ステップS2では、カメラ2の欠陥等についての画像補正や、取り込んだ画像の縮小等の処理を実行する。次に、ステップS3では、取り込んだ画像に微分系の強調フィルタを掛ける。
Next, in step S2, processing such as image correction for a defect or the like of the
次に、欠陥候補を抽出する処理として、ステップS4では予め設定してある閾値よりも高いレベルを「1」、低いレベルを「0」として画像を二値化し、高いレベルの部分を欠陥の候補として抽出する。次いでステップS5では、抽出された欠陥候補のそれぞれに番号を付ける(ラベリング)。 Next, as a process for extracting defect candidates, in step S4, the image is binarized by setting the level higher than the preset threshold to “1” and the lower level to “0”, and the higher level part is selected as a defect candidate. Extract as Next, in step S5, each extracted defect candidate is numbered (labeled).
次に、欠陥であるか否かを判定するための処理として、ステップS6〜ステップS9を実行する。 Next, steps S6 to S9 are executed as processing for determining whether or not the defect is present.
ステップS6では、抽出された欠陥候補のそれぞれについて、特徴量を計算する。特徴量は最終的に欠陥の有無を判定するための数値であり、例えば、ピーク輝度、輝度体積、コントラストなどがある。特徴量は、検出すべき欠陥に応じて適宜、定義される。 In step S6, a feature amount is calculated for each of the extracted defect candidates. The feature amount is a numerical value for finally determining the presence / absence of a defect, such as peak luminance, luminance volume, and contrast. The feature amount is appropriately defined according to the defect to be detected.
次に、ステップS7では、取り込んだ画像に基づいて、コントラストの計算を実行する。この処理は、特性分布取得手段31の機能に相当する。
Next, in step S7, contrast calculation is executed based on the captured image. This process corresponds to the function of the characteristic
以下、コントラストの計算方法について説明する。 The contrast calculation method will be described below.
図3(a)は、液晶表示装置1の表示画素の配列を示す図である。図3(a)に示すように、液晶表示装置1の被検査領域1A(図1)には、赤(R)、緑(G)、青(B)の単位画素(サブピクセル)が周期的に配列しており、検出すべき輝点欠陥の大きさは1つの単位画素とほぼ同程度の大きさである。例えば、図3(a)に示すように単位画素11に異常がある場合、その領域に輝点欠陥が発生する。
FIG. 3A is a diagram illustrating an arrangement of display pixels of the liquid
図3(b)はカメラ2のエリアセンサからの出力信号(撮像信号)の一部を例示した図である。図3(b)に示すように、エリアセンサで検出される輝度は周期的に変化する。これは、液晶表示装置1を黒色点灯させた場合でも輝度が完全にゼロになるわけではなく、バックライトの光が液晶基板を介して漏れ出るためである。また、その漏れ光は、緑(G)、赤(R)、青(B)の順に輝度が高いため、画素(ピクセル)に対応した周期の濃淡パターンを形成する。この周期は輝点欠陥の検出単位であるサブピクセルの1/3の空間周波数を持ち、振幅(コントラスト)はレンズの分解能に比例する。
FIG. 3B is a diagram illustrating a part of an output signal (imaging signal) from the area sensor of the
ステップS7では、エリアセンサからの出力信号に基づいて、カメラ2のコントラストを計算する。
In step S7, the contrast of the
例えば、サブピクセルの空間周波数でのレンズ分解能と、サブピクセルの1/3の空間周波数でのレンズの分解能とが一定の比例関係にあると仮定すると、エリアセンサからの出力信号の輝度の振幅を測定することによって、その場所でのレンズの分解能(サブピクセルの空間周波数での分解能)を知ることができる。図3(b)に示すように、輝度のピーク値を「L1」、ボトム値を「L2」とすると、コントラストは、
(L1−L2)/(L1+L2)
で求められる。
For example, assuming that the lens resolution at the spatial frequency of the sub-pixel and the resolution of the lens at the spatial frequency of 1/3 of the sub-pixel have a certain proportional relationship, the luminance amplitude of the output signal from the area sensor is By measuring, it is possible to know the resolution of the lens at that location (the resolution at the spatial frequency of the subpixel). As shown in FIG. 3B, when the luminance peak value is “L1” and the bottom value is “L2”, the contrast is
(L1-L2) / (L1 + L2)
Is required.
なお、コントラストの計算を1/3の空間周波数での輝度によらず、図3(b)の輝度データをフーリエ変換してサブピクセルの空間周波数のコントラストを求めることもでき、この場合にはより正確な値を算出できる。 Note that the contrast calculation can be performed by Fourier transforming the luminance data of FIG. 3B regardless of the luminance at the spatial frequency of 1/3, and the spatial frequency contrast of the subpixel can be obtained. Accurate value can be calculated.
図4(a)は被検査領域1A、レンズ21およびエリアセンサ22の位置関係を示す図である。被検査領域1Aの中心の像の主光線は、レンズ21の光軸21aを通って、エリアセンサ22の中心付近に結像する。一方、被検査領域1Aの周辺付近の像の主光線は、レンズ21の光軸21aと傾きθをもってレンズ21に入射し、エリアセンサ22の周辺付近に結像する。このとき、一般的なレンズでは、被検査領域1Aの輝度が全域にわたり均一であっても、エリアセンサ22の像の明るさは周辺で低下する。このことは、光軸と主光線との傾きθに対して、像の明るさはcosθの4乗に比例する法則(cosθ4乗則)として知られている。
FIG. 4A is a diagram showing a positional relationship among the inspection region 1A, the
また、レンズの分解能は、主光線の光軸に対する傾きθによって変化する。分解能は光軸上が高く、周辺に向かう(θが大きくなる)ほど、収差の拡大に従って低下するのが一般的である。 Further, the resolution of the lens varies depending on the inclination θ of the principal ray with respect to the optical axis. The resolution is generally higher on the optical axis, and generally decreases as the aberration increases as it goes to the periphery (θ increases).
図4(b)は、レンズの分解能をグラフとして例示する図であり、横軸に像面での光軸からの距離を取り、縦軸には白黒の縞模様を撮像したときのコントラストを取っている。グラフ上の実線および点線からなる3組の線は、それぞれ白黒の縞模様の細かさ(空間周波数)が異なる場合の分解能を示している。空間周波数は、10ライン/mm(lp・mm)、20ライン/mm(lp・mm)、40ライン/mm(lp・mm)の3種類である。この値は、1mmの間で、白黒の縞模様のペアがいくつ配置されているかを示している。また、実線はレンズの周方向のコントラストを、点線はレンズの径方向のコントラストを、それぞれ示している。例えば、このグラフにおいて最も空間周波数の高い40ライン/mmでのコントラストに着目すると、光軸から20mm離れた像面でのコントラストは、光軸上での半分以下に低下していることが分かる。
FIG. 4B is a diagram illustrating the resolution of the lens as a graph. The horizontal axis represents the distance from the optical axis on the image plane, and the vertical axis represents the contrast when a black and white striped pattern is imaged. ing. Three sets of lines consisting of a solid line and a dotted line on the graph indicate the resolution when the fineness (spatial frequency) of the black and white stripe pattern is different. There are three types of spatial frequencies: 10 lines / mm (lp · mm), 20 lines / mm (lp · mm), and 40 lines / mm (lp · mm). This value indicates how many pairs of black and white striped patterns are arranged within 1 mm. The solid line indicates the contrast in the circumferential direction of the lens, and the dotted line indicates the contrast in the radial direction of the lens. For example, focusing on the contrast at 40 lines / mm having the highest spatial frequency in this graph, it can be seen that the contrast on the
図5(a)はこのようなレンズを用いて被検査領域1Aを撮像した場合のエリアセンサ22の出力信号の様子を例示している。この例では、ピーク41およびピーク44は画像周辺付近にある輝点欠陥に対応するピーク、ピーク43は画像中心付近にある輝点欠陥に対応するピークである。また、ピーク42は画像中心付近にあるノイズであり、輝点欠陥として検出すべきでないピークである。このように、レンズの分解能が周辺で低下することから、同一レベルの輝度のピーク(輝点欠陥を示すピーク)であっても、被検査領域によってエリアセンサの出力値が変化する。ここでは、説明のためリニアセンサ22の出力信号(輝度)自体に基づいて欠陥の検出を行うものとすれば、リニアセンサ22の出力信号に補正を加えない場合、例えば、画像の中心付近では閾値51を、画像の周辺付近では閾値52を用いて、それぞれ輝点欠陥を検出する必要がある。
FIG. 5A illustrates the state of the output signal of the
このように、一般に、撮像の明るさやコントラストは、被検査領域1A内で一定ではなく変化する。本実施形態の欠陥検査装置では、エリアセンサ22を、例えば図5(b)に示すように、100個の領域(R00,R01,・・・R99)に分割しており、ステップS7では、分割された領域ごとにコントラストを計算する。さらに、ステップS7では、計算されたコントラストを、領域(R00,R01,・・・R99)と対応付けて画像処理装置3のメモリ等に格納する。
As described above, generally, the brightness and contrast of imaging change in a region to be inspected 1A instead of being constant. In the defect inspection apparatus of this embodiment, the
次に、ステップS8では、ステップS7において計算され、メモリ等に格納されたコントラストに基づいて、ステップS6で算出した特徴量を補正する。この処理は、特徴量補正手段32の機能に相当する。
Next, in step S8, the feature amount calculated in step S6 is corrected based on the contrast calculated in step S7 and stored in the memory or the like. This process corresponds to the function of the feature
ステップS8では、例えば、特徴量をコントラストで割り算することにより特徴量をレンズの分解能に応じて補正することで、規格化特徴量を求めることができる。この場合、規格化特徴量はレンズの分解能が理想的でコントラストが「1」の場合の特徴量と考えることができるため、レンズの個体差やカメラ2のフォーカスの調整具合の影響を排除した特徴量とみなすことができる。
In step S8, for example, the normalized feature value can be obtained by correcting the feature value according to the resolution of the lens by dividing the feature value by the contrast. In this case, the standardized feature value can be considered as a feature value when the resolution of the lens is ideal and the contrast is “1”. Therefore, the feature that eliminates the influence of individual lens differences and the focus adjustment of the
特徴量の補正は、分割された領域(R00,R01,・・・R99)ごとに異なるコントラストを用いて行われる。したがって、各領域における特徴量の補正には、その領域のコントラストが正しく反映され、リニアセンサ22の全領域について規格化特徴量を得ることができる。
The feature amount is corrected using a different contrast for each of the divided regions (R00, R01,... R99). Therefore, the correction of the feature amount in each region correctly reflects the contrast of the region, and the normalized feature amount can be obtained for the entire region of the
次に、ステップS9では、所定の閾値と、補正された特徴量とを比較することにより、輝点欠陥を検出する。この処理は、検出手段33の機能に相当する。上記のように、特徴量はリニアセンサ22の全領域で規格化されているため、全領域について共通の閾値を用いることで輝点欠陥を精度よく検出できる。
Next, in step S9, a bright spot defect is detected by comparing a predetermined threshold value with the corrected feature amount. This process corresponds to the function of the detection means 33. As described above, since the feature value is standardized in the entire region of the
ステップS10では、輝点欠陥の検出結果を出力し、処理を終了する。 In step S10, the bright spot defect detection result is output, and the process ends.
以上のように、本実施形態の欠陥検査装置によれば、特徴量を補正することで被検査領域内における輝度欠陥の検出条件の均一性を確保しているので、画像全体によって欠陥検出のための閾値を変更する必要がない。また、レンズの個体差の影響等も補正されるため、個々のレンズについて閾値を決めるような作業が不要である。レンズの計時変化等に合わせて閾値を変更する必要もない。さらに、レンズのフォーカスの調整具合の影響も補正によりキャンセルされるため、フォーカス調整のたびに閾値を設定しなおす必要がない。 As described above, according to the defect inspection apparatus of the present embodiment, the uniformity of luminance defect detection conditions in the inspected area is ensured by correcting the feature amount. There is no need to change the threshold value. In addition, since the influence of individual differences among lenses is corrected, an operation for determining a threshold value for each lens is unnecessary. There is no need to change the threshold value in accordance with a change in the lens timing. Furthermore, since the influence of the lens focus adjustment is also canceled by the correction, there is no need to reset the threshold value every time focus adjustment is performed.
また、補正により特徴量が規格化されるため、液晶パネルのサイズが変わった場合など、サブピクセルの大きさが変化しても、基本的に同一の閾値を使用することが可能となる。 Further, since the feature amount is standardized by the correction, even if the size of the sub-pixel changes, such as when the size of the liquid crystal panel changes, it is possible to use basically the same threshold value.
上記実施形態では、2次元的に光電変換素子が配置されたエリアセンサを用いた例を示したが、検査用センサはエリアセンサに限定されず、光電変換素子が1次元(直線上)に配置されたラインセンサを用いた検査装置に対しても本発明を適用できる。 In the above embodiment, an example using an area sensor in which photoelectric conversion elements are two-dimensionally arranged has been shown. However, the inspection sensor is not limited to an area sensor, and photoelectric conversion elements are arranged one-dimensionally (on a straight line). The present invention can also be applied to an inspection apparatus using a line sensor.
上記実施形態では、マトリクス表示型液晶表示装置の検査について説明したが、本発明は、欠陥と同程度の空間周波数の規則的なパターンが形成された検査対象物の検査について、広く適用される。例えば、TFT素子が配置された液晶パネル基板や液晶用カラーフィルタ、PDP(プラズマディスプレイパネル)やその基板、ICパターンが形成されたシリコウエハなどの検査にも適用可能である。 In the above embodiment, the inspection of the matrix display type liquid crystal display device has been described. However, the present invention is widely applied to the inspection of the inspection object on which the regular pattern having the same spatial frequency as the defect is formed. For example, the present invention can be applied to inspection of a liquid crystal panel substrate on which TFT elements are arranged, a color filter for liquid crystal, a PDP (plasma display panel) and its substrate, a silicon wafer on which an IC pattern is formed, and the like.
上記実施形態では、特徴量を対応する領域の画像パターンのコントラストで割り算することで特徴量を補正しているが、補正方法は限定されない。例えば、コントラストを変数とする多項式で補正係数を定義することもでき、その他、任意の演算により補正することができる。例えば、縦横方向のコントラストが影響する場合には、コントラストの二乗で割り算することで、適切な補正が可能となる場合もある。 In the above embodiment, the feature amount is corrected by dividing the feature amount by the contrast of the image pattern of the corresponding region. However, the correction method is not limited. For example, the correction coefficient can be defined by a polynomial having contrast as a variable, and can be corrected by any calculation. For example, in the case where the contrast in the vertical and horizontal directions affects, appropriate correction may be possible by dividing by the square of the contrast.
また、上記実施形態では、検査対象物に形成される周期的パターンを撮影した場合のコントラストを用いてレンズの結像状態を特定し特徴量を補正しているが、補正に用いるパラメータとしては、レンズの結像状態を数値的に検出できるものであればよく、コントラストに限定されるものではない。 Further, in the above embodiment, the imaging state of the lens is specified and the feature amount is corrected using the contrast when the periodic pattern formed on the inspection target is photographed. Any lens can be used as long as it can detect the image formation state of the lens numerically, and is not limited to the contrast.
例えば、像の輝度のヒストグラムの広がりを結像状態の検出に用いることもできる。図6(a)に示すように、結像状態が良好な場合にはブロードな輝度分布61が得られるのに対し、結像状態の異常により特定の輝度に集中した輝度分布62を示すような場合には、輝度分布に基づいて結像状態を判定できる。例えば、輝度の広がりを標準偏差として求めて、これを補正に用いることができる。
For example, the spread of the histogram of the luminance of the image can be used for detecting the imaging state. As shown in FIG. 6A, a
また、上記実施形態では、輝点欠陥の検査に用いる画像を用いて、コントラストを求めているが、コントラストを算出するための画像として、検査時の画像とは異なる画像を用いてもよい。 In the above-described embodiment, the contrast is obtained using the image used for the inspection of the bright spot defect. However, an image different from the image at the time of inspection may be used as the image for calculating the contrast.
例えば、図6(b)に示すように、輝点欠陥63の輝度が高い場合には、検査画像を取り込むための露光時間を短くする場合があり、輝度が低くノイズ成分の多い画像部分の信号64を用いて充分にコントラストを計算できなくなる可能性がある。このような場合には、露光時間を長くした別の画像の信号65でコントラストを計算して、検査画像の特徴量を補正してもよい。この場合、被検査対象物およびカメラ2のフォーカス状態を固定したまま2つの画像(コントラスト算出のための画像および検査画像)を取り込むようにすれば、フォーカス状態の変化に基づく光学特性の変動を避けることができ、高い補正精度を確保できる。
For example, as shown in FIG. 6B, when the brightness of the
上記実施形態では、特徴量を補正しているが、特徴量を補正する代りに、欠陥を検出する際の閾値を補正してもよい。 In the above embodiment, the feature amount is corrected. However, instead of correcting the feature amount, a threshold for detecting a defect may be corrected.
図7は、このような欠陥検査装置の構成を示すブロック図である。 FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of such a defect inspection apparatus.
図7に示すように、画像処理装置3Aは、カメラ2を介して得られる特徴量に基づいて被検査領域の欠陥を検出する検出手段36と、カメラ2による撮影画像に基づいて、カメラ2の被検査領域における光学特性の分布を取得する特性分布取得手段34と、特性分布取得手段34により取得された光学特性の分布に基づいて、検出手段36において欠陥を検出するための上記特徴量の閾値を補正する閾値補正手段35と、を構成する。
As illustrated in FIG. 7, the
図7に示す欠陥検査装置では、特徴量を補正する代りに、リニアセンサ22の領域ごとに検出手段36で用いる閾値を補正し、カメラ2の光学特性を補償している。例えば、リニアセンサ22を100個の領域に分割し、それぞれの領域の光学特性に合わせた閾値を設定することで、全被検査領域において均一な輝点欠陥の検出を可能としている。このため、特徴量を補正する場合と実質的に同一の効果を得ることができる。
In the defect inspection apparatus shown in FIG. 7, instead of correcting the feature amount, the threshold value used in the
以上説明したように、本発明の欠陥検査装置によれば、光学特性の分布に基づいて撮像光学装置を介して得られる特徴量を補正し、あるいは、光学特性の分布に基づいて、欠陥を検出するための特徴量の閾値を補正するので、煩雑な作業を要することなく、装置の光学特性の検査への影響を排除できる。 As described above, according to the defect inspection apparatus of the present invention, the feature amount obtained through the imaging optical device is corrected based on the optical characteristic distribution, or the defect is detected based on the optical characteristic distribution. Since the threshold value of the feature amount for correction is corrected, it is possible to eliminate the influence on the inspection of the optical characteristics of the apparatus without requiring complicated work.
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、撮像光学装置を用いて得られる特徴量に基づいて、被検査領域における欠陥を抽出する欠陥検査装置および欠陥検査方法に対し、広く適用することができる。 The scope of application of the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be widely applied to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for extracting a defect in a region to be inspected based on a feature amount obtained using an imaging optical device.
31 特性分布取得手段
32 特徴量補正手段
33 検出手段
34 特性分布取得手段
35 閾値補正手段
36 検出手段
31 characteristic distribution acquisition means 32 feature quantity correction means 33 detection means 34 characteristic distribution acquisition means 35 threshold correction means 36 detection means
Claims (5)
前記撮像光学装置により前記被検査領域を撮影して検査画像を得る撮影手段と、
前記撮影手段により得られた前記検査画像に基づいて前記撮像光学装置の撮影領域内における特徴量の分布を取得する特徴量分布取得手段と、
前記特徴量分布取得手段による特徴量の分布を取得する対象である前記検査画像に現れた前記パターンに基づく画素間における輝度の変化幅に基づいて前記撮像光学装置の前記撮影領域内におけるコントラストの分布を取得する特性分布取得手段と、
前記特性分布取得手段により取得された前記コントラストの分布に基づいて、前記特徴量分布取得手段により取得された特徴量を前記撮影領域内の個々の領域ごとに補正する特徴量補正手段と、
前記特徴量補正手段により補正された特徴量に基づいて前記被検査領域の欠陥を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。 In the defect inspection apparatus for extracting defects of individual elements constituting the pattern in the inspection region having a regular pattern based on the feature amount obtained by using the imaging optical apparatus,
An imaging means for obtaining an inspection image by imaging the inspection area by the imaging optical device;
Feature quantity distribution acquisition means for acquiring a distribution of feature quantities in the imaging region of the imaging optical device based on the inspection image obtained by the imaging means;
Contrast distribution in the imaging region of the imaging optical device based on a change width of luminance between pixels based on the pattern that appears in the inspection image that is a target for acquiring a distribution of feature amounts by the feature amount distribution acquisition unit Characteristic distribution acquisition means for acquiring
Based on the contrast distribution acquired by the characteristic distribution acquisition unit, a feature amount correction unit that corrects the feature amount acquired by the feature amount distribution acquisition unit for each individual region in the imaging region;
Detecting means for detecting a defect in the inspected region based on the feature amount corrected by the feature amount correcting unit;
A defect inspection apparatus comprising:
前記撮像光学装置により前記被検査領域を撮影して検査画像を得る撮影ステップと、
前記撮影ステップにより得られた前記検査画像に基づいて前記撮像光学装置の撮影領域内における特徴量の分布を取得する特徴量分布取得ステップと、
前記特徴量分布取得ステップによる特徴量の分布を取得する対象である前記検査画像に現れた前記パターンに基づく画素間における輝度の変化幅に基づいて前記撮像光学装置の前記撮影領域内におけるコントラストの分布を取得する特性分布取得ステップと、
前記特性分布取得ステップにより取得された前記コントラストの分布に基づいて、前記特徴量分布取得ステップにより取得された特徴量を前記撮影領域内の個々の領域ごとに補正する特徴量補正ステップと、
前記特徴量補正ステップにより補正された特徴量に基づいて前記被検査領域の欠陥を検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする欠陥検査方法。 In the defect inspection method for extracting individual defects of the elements constituting the pattern in the inspection region having a regular pattern based on the feature amount obtained using the imaging optical device,
An imaging step of obtaining an inspection image by imaging the inspection area by the imaging optical device;
A feature amount distribution obtaining step for obtaining a feature amount distribution in a photographing region of the imaging optical device based on the inspection image obtained by the photographing step ;
Contrast distribution in the imaging region of the imaging optical device based on a change width of luminance between pixels based on the pattern that appears in the inspection image that is a target for acquiring the distribution of the feature amount in the feature amount distribution acquisition step A characteristic distribution acquisition step of acquiring
Based on the distribution of the contrast acquired by the characteristic distribution acquisition step, a feature amount correction step of correcting the feature amount acquired by the feature amount distribution acquisition step for each individual region in the imaging region;
A detection step of detecting a defect in the inspection region based on the feature amount corrected by the feature amount correction step;
A defect inspection method comprising:
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