缺陷檢查裝置及缺陷檢查方法
【專利摘要】提供以低成本且高速進行能夠判別表面缺陷和內(nèi)層缺陷的缺陷檢查裝置及方法。缺陷陥檢查裝置具有：第一照射單元，其向被檢查物從一側照射第一光；第二照射單元，其向被檢查物從另一側照射第二光；拍攝單元，其配置在上述一側，獲取與第一光的反射光及第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)；檢測單元，其基于由拍攝單元獲取的反射光及透過光的強度來檢測被檢查物的內(nèi)層缺陷。檢測單元將透過光強度大于反射光強度的缺陷判斷為內(nèi)層缺陷。透過光的檢測方法能夠采用傾斜入射第二光來檢測間接透過光的方法和用正交偏振（cross-nicol）方式檢測正透過光的方法。拍攝單元可利用兩個照相機，也可通過采用不同顏色的兩個光來利用一個彩色照相機。
【專利說明】缺陷檢查裝置及缺陷檢查方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及檢查被檢查物的內(nèi)層缺陷的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]已知有如下技術，即，向板狀(片狀)物品照射光，利用照相機接收該光的透過光及反射光來得到圖像，基于該圖像進行圖像處理，由此檢測缺陷的技術。在此，在被檢查物為在液晶顯示器上使用的偏振片(光學濾波器)等的情況下，要求判別缺陷存在于表面還是存在與內(nèi)層中。這是因為，對偏振片等，以在其表面粘貼有保護板的狀態(tài)下進行檢查，但最終保護板會被剝離，所以即使在保護板表面上有缺陷也不成為問題。
[0003]在專利文獻I中記載有以錯開焦點位置的方式拍攝表層和內(nèi)層，基于這些多個圖像區(qū)分表面的缺陷和內(nèi)層的缺陷的技術。然而，需要對表層位置和內(nèi)層位置進行多次拍攝，從而存在檢查需要時間這樣的問題。另外，需要用于針對各位置對焦的機構，因而導致成本上升。另外，由于利用焦點位置進行判別，因而焦點位置精度尤為重要，從而需要抑制被檢查物的位置差異(偏差)。因此，用于抑制位置偏差的工作臺導致成本上升，并且為了抑制位置偏差而需要是被檢查物靜止，從而導致檢查周期變長。
[0004]在專利文獻2中記載有基于進行同軸照明拍攝得到的圖像和進行擴散照明拍攝得到的圖像來區(qū)分表面的缺陷和內(nèi)層的缺陷的技術。然而，由于需要滑動照明系統(tǒng)來進行二次拍攝，因而存在檢查需要時間這樣的問題。另外，需要使照明系統(tǒng)滑動的機構，從而導致成本上升。進而，由于需要驅動如照明系統(tǒng)這樣的大的構件，因而需要維護驅動部。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開2005 - 98970號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2001 - 108639號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是鑒于如上所述的問題點而做出的，其目的在于，以低成本且以高速地進行能夠判別表面缺陷和內(nèi)層缺陷的檢查。
[0010]為了解決上述的問題，本發(fā)明的一個技術方案的缺陷檢查裝置，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，
[0011]該缺陷檢查裝置具有:
[0012]第一照射單元，其向所述被檢查物照射第一光，
[0013]第二照射單元，其向所述被檢查物照射第二光，
[0014]拍攝單元，其獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)，
[0015]檢測單元，其基于由所述拍攝單元獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷；[0016]以使所述拍攝單元對所述第二光的間接透過光進行拍攝的方式，配置所述拍攝單元和所述第二照射單元。
[0017]S卩，將第二照射單元和拍攝單元的位置關系優(yōu)選地設定為，使從第二照射單元照射出的光的正透過光不入射至拍攝單元，而使間接透過光入射至拍攝單元。間接透過光是指，在被檢查物上存在的缺陷上進行反射或散射而從正透過方向偏離的透過光。于是，能夠實現(xiàn)對缺陷的暗視場拍攝，從而能夠提高動態(tài)范圍(dynamic range)。在該情況下,所檢測出的透過了內(nèi)層缺陷的間接透過光比透過了表面缺陷的間接透過光更強。
[0018]通過采用如上所述的結構，能夠基于與反射光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)和與間接透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)，來判別內(nèi)層缺陷。即，能夠了解到在檢測出強的反射光或間接透過光的部分存在某種缺陷，并且針對相同的缺陷，若間接透過光強度大于反射光強度，則能夠將該缺陷判別為內(nèi)層缺陷。
[0019]如上所述，在拍攝第二光的間接透過光的情況下，優(yōu)選使第二光的波長較短。這是因為，越是短波長的光，在缺陷上的散射效果越大，因此能夠提高透過了缺陷的透過光強度。此外，就第二光而言，越是短的波長則散射效果越大，但若考慮能夠得到光源及受光元件的難度，則優(yōu)選地利用藍色光(波長450nm左右)。
[0020]本發(fā)明的另一技術方案的缺陷檢查裝置，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，其特征在于，
[0021]該缺陷檢查裝置具有:
[0022]第一照射單元，其向所述被檢查物照射第一光，
[0023]第二照射單元，其向所述被檢查物照射第二光，
[0024]拍攝單元，其獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)，
[0025]檢測單元，其基于由所述拍攝單元獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷；
[0026]以使所述拍攝單元對所述第二光的正透過光進行拍攝的方式，配置所述拍攝單元和所述第二照射單元；
[0027]在所述第二照射單元和所述被檢查物之間，以及所述拍攝單元和所述被檢查物之間，分別設有透光軸相互垂直的偏振濾波器。
[0028]這樣，將第二照射單元和拍攝單元的位置關系優(yōu)選地設定為，使從第二照射單元照射出的光的正透過光入射至拍攝單元。即，還能夠采用如下結構:通過拍攝單元，對在被檢查物內(nèi)未散射等而直線行進的透過光進行拍攝。在該情況下，在第二照射單元和被檢查物之間以及拍攝單元和被檢查物之間分別設有透光軸相互垂直的偏振濾波器。通過了被檢查物內(nèi)的沒有缺陷的部分的光被偏振濾波器遮斷，與此相對，通過了缺陷部分的光在通過缺陷部分時偏振光發(fā)生紊亂(偏振狀態(tài)改變)，因而會通過偏振濾波器后入射至拍攝單元。根據(jù)這樣的結構，也能夠對缺陷進行暗視場拍攝。另外，所檢測出的通過了內(nèi)層缺陷的正透過光比通過了表面缺陷的正透過光更強。
[0029]通過采用如上所述的結構，能夠基于與來自第一照射單元的反射光強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)和與正透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)，來檢測內(nèi)層缺陷。即，能夠了解到在檢測出強的反射光或正透過光的部分上存在某種缺陷，并且針對相同的缺陷，若正透過光強度大于反射光強度，則能夠將該缺陷為內(nèi)層缺陷。
[0030]此外，缺陷包括異物、洞、皺紋、凹凸不平、傷痕等。表面缺陷是在被檢查物的表面附近存在的缺陷，是在被檢查物具有多層結構的情況下在最外側的層上存在的缺陷。內(nèi)層缺陷是在被檢查物的內(nèi)部存在的缺陷，是在被檢查物具有多層結構的情況下在最外側的層以外的層上存在的缺陷。其中，被檢查物不需一定具有多層結構。在被檢查物不具有多層結構的情況下，在與表面相距規(guī)定距離以內(nèi)的部位存在的缺陷屬于表面缺陷，存在于該部位的內(nèi)部的缺陷屬于內(nèi)層缺陷。
[0031]在本發(fā)明中，通過采用同時測定第一光在被檢查物上反射的反射光和第二光透過了被檢查物的透過光的結構，能夠實現(xiàn)檢查的高速化。為了同時進行測定，有采用兩個照相機作為拍攝單元的方法和采用一個照相機作為拍攝單元的方法。在利用兩個照相機同時進行測定的情況下，優(yōu)選將第一光的照射位置和第二光的照射位置設定為不同的位置。在該情況下，在缺陷裝置上需要設置用于對與反射光相關的拍攝數(shù)據(jù)和與透過光相關的拍攝數(shù)據(jù)進行對位的對位單元。在利用一個照相機對反射光和透過光同時進行測定的情況下，優(yōu)選使第一光和第二光的顏色(波長)不同，來用彩色照相機進行拍攝。在任何情況下都不需要移動照射單元等，因而能夠進行高速的檢查，并且裝置的結構變得簡單而能夠抑制制造成本及維護成本。
[0032]在采用一個照相機作為拍攝單元的情況下，使第一照射單元從被檢查物的一側照射光，使第二照射單元從被檢查物的另一側照射光，使拍攝單元從所述一側拍攝第一光的反射光和第二光的透過光。另一方面，在采用兩個照相機作為拍攝單元的情況下，可以使第一照射單元及第二照射單元從與被檢查物的相同的一側照射光，并且將拍攝第一光的反射光的第一拍攝單元和拍攝第二光的透過光(間接透過光或正透過光)的第二拍攝單元分別配置在被檢查物的不同的一側。進而，在采用兩個照相機的情況下，也可將第一照射單元及第二照射單元配置在不同的一側，將第一拍攝單元及第二拍攝單元配置在相同的一側。
[0033]第一照射單元照射第一光的照射位置和第二照射單元照射第二光的照射位置可以相同，也可以不同。
[0034]在照射位置不同的情況下，只要利用分別拍攝各照射位置的兩個照相機即可。此時，還設置用于對與第一光的反射光相關的拍攝數(shù)據(jù)和與第二光的透過光相關的拍攝數(shù)據(jù)進行對位的對位單元，并基于對位后的兩個拍攝數(shù)據(jù)來檢測內(nèi)層缺陷。
[0035]另一方面，在使第一光和第二光的照射位置相同的情況下，使各光的顏色(波長)不同。例如，能夠從紅色光(波長650nm左右)、綠色光(波長550nm左右)及藍色光(波長450nm左右)中選擇任何光。在此，在采用拍攝來自第二照射單元的間接透過光的結構的情況下，第二照射單元優(yōu)選如上述那樣采用藍色光，因而第一照射單元只要采用紅色光或綠色光即可。此外，在使第一光和第二光的照射位置相同的情況下，拍攝單元能夠采用具有分別接收各光的多個線狀受光元件的一個彩色照相機。另外，拍攝單元也可以是具有對入射的光進行分光的分光兀件和分別獲取分光后的光強度的多個受光兀件的一個彩色照相機。此外，在采用多個線狀受光元件的情況下，因拍攝位置不同而需要進行對位，相對于此，在進行分光后接收光的情況下，因拍攝位置一致而不需進行對位。
[0036]此外，本發(fā)明也可以是具有上述單元的至少一部分的缺陷檢查裝置。另外，本發(fā)明也可以是包括上述處理的至少一部分的缺陷檢查方法或者用于實現(xiàn)該方法的程序。能夠盡可能相互組合各上述單元及各處理來構成本發(fā)明。
[0037]作為本發(fā)明的一個技術方案的缺陷檢查方法，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，其特征在于，
[0038]該缺陷檢查方法包括以下步驟:
[0039]照射步驟，向所述被檢查物照射第一光及第二光，
[0040]拍攝步驟，獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)，
[0041]檢測步驟，基于在所述拍攝步驟中獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷；
[0042]在所述拍攝步驟中，拍攝所述第二光的間接透過光。
[0043]作為本發(fā)明的一個技術方案的缺陷檢查方法，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，其特征在于，
[0044]該缺陷檢查方法包括以下步驟:
[0045]照射步驟，向所述被檢查物照射第一光及第二光，
[0046]拍攝步驟，獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)，
[0047]檢測步驟，基于在所述拍攝步驟中獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷；
[0048]在所述拍攝步驟中，拍攝所述第二光的正透過光；
[0049]所述第二光，經(jīng)由第一偏振濾波器而向所述被檢查物照射，在透過了所述被檢查物之后，經(jīng)由第二偏振濾波器而被拍攝，所述第二偏振濾波器的透光軸與所述第一偏振濾波器的透光軸相垂直。
[0050]根據(jù)本發(fā)明，能夠以高速且以低成本進行區(qū)分了表面缺陷和內(nèi)層缺陷的缺陷檢查。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0051]圖1是示出了缺陷檢查系統(tǒng)的整體概要的圖。
[0052]圖2是示出了第一實施方式的缺陷檢查裝置的結構的圖。
[0053]圖3A、3B是說明第一實施方式中的表面缺陷及內(nèi)層缺陷上的反射光(圖3A)及間接透過光(圖3B)的圖。
[0054]圖4A、4B、4C是說明在被檢查物上存在的缺陷(圖4A)和拍攝了該被檢查物的情況的反射光(圖4B)及間接透過光(圖4C)的亮度比的圖。
[0055]圖5是示出了第一實施方式的缺陷檢查方法的流程的流程圖。
[0056]圖6是示出了第二實施方式的缺陷檢查裝置的結構的圖。
[0057]圖7是說明第二實施方式中的透過表面缺陷及內(nèi)層缺陷的透過光的圖。
[0058]圖8是示出了第三實施方式的缺陷檢查裝置的結構的圖。
[0059]圖9是示出了第四實施方式的缺陷檢查裝置的結構的圖。
[0060]圖10是示出了第三實施方式及第四實施方式的變形例的缺陷檢查裝置的光學系統(tǒng)的結構的圖。[0061]圖1lA?IlD是說明第五實施方式的缺陷檢測的方法的圖。
[0062]圖12A、12B是示出了第一實施方式及第二實施方式的變形例的缺陷檢查裝置的光學系統(tǒng)的結構的圖。
[0063]其中，附圖標記的說明如下:
[0064]S被檢查物
[0065]101光源(第一光源)
[0066]102光源(第二光源)
[0067]201照相機
[0068]202照相機
[0069]300信號處理部
[0070]301反射光學系統(tǒng)信號處理部
[0071]302透過光學系統(tǒng)信號處理部
[0072]303對位處理部
[0073]304缺陷檢測部
[0074]305比較判斷部
[0075]306輸出部
[0076]401偏振濾波器
[0077]402偏振濾波器
【具體實施方式】
[0078]下面，參照附圖，基于實施例來例示性地詳細說明用于實施該發(fā)明的方式。其中，該實施例所記載的結構零件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等，只要沒有特別地記述，則并不限制本發(fā)明的范圍。
[0079]圖1示出了本發(fā)明的缺陷檢查系統(tǒng)整體的概要結構。缺陷檢查系統(tǒng)是對利用搬送輥400搬送的板狀的被檢查物S進行檢查的系統(tǒng)。被檢查物S例如是在液晶顯示器中使用的偏振片(polarizing film)。在檢查階段中，偏振片具有在板狀的偏振光元件上設有保護板的多層結構。本實施方式的缺陷檢查系統(tǒng)通過對在被檢查物S的內(nèi)層(偏振光元件層)存在的缺陷進行檢測，來進行抑制了過度測量(缺陷的錯誤檢測)的適當?shù)娜毕輽z測。
[0080]在本實施方式的缺陷檢查系統(tǒng)中，設有用于向被檢查物S照射光的兩個光源101、102。光源101從與照相機200相同的一側向被檢查物S照射光。光源102從與照相機200相反的一側向被檢查物S照射光。照相機200拍攝從光源101照射出的光在被檢查物表面上反射的反射光和從光源102照射后透過了被檢查物的透過光。此外，僅圖示了一臺照相機200，但也可以采用分別拍攝反射光和透過光的兩臺照相機。將照相機200拍攝得到的拍攝數(shù)據(jù)發(fā)送至信號處理單元300，并由該信號處理單元300檢測被檢查物S上的缺陷。此時，信號處理單元300基于反射光和透過光的強度，來判別所檢測出的缺陷存在于被檢查物S的內(nèi)層還是存在于表面。
[0081]在此，簡單說明了缺陷檢查系統(tǒng)的概要，但在下面詳細說明各實施方式。
[0082]<第一實施方式>
[0083]圖2是示出了第一實施方式的缺陷檢查裝置的結構的圖。缺陷檢查裝置由光源101和102、照相機201和202以及信號處理單元300構成。
[0084]光源101從與照相機201相同的一側向被檢查物S照射光101a。對于由光源101照射出的光IOla的波長不特別限定，可以是可見光，也可以是紫外線或紅外線等。另外，光IOla也可以不是單一波長的光。在本實施方式中，例如采用綠色光作為光101a。配置光源101，以使光IOla傾斜地照射被檢查物S。照相機201是線性傳感器照相機(Line SensorCamera)，可以是彩色照相機或黑白照相機。照相機201配置在與被檢查物S的搬送方向垂直的方向上，另外，以從鉛直方向拍攝光IOla的照射位置的方式配置照相機201。光源101和照相機201的位置關系優(yōu)選設定為，使光IOla的鏡面反射光不入射至照相機201，而使擴散反射光IOlb入射至照相機201。于是，能夠對被檢查物S的缺陷進行暗視場拍攝(DarkField Filming)，從而能夠高對比度地拍攝缺陷。此外，就光源101和照相機201的位置關系而言，只要是能夠實現(xiàn)暗視場拍攝的配置即可，則也可以是上述以外的位置關系。在本說明書中，將光源101和照相機201稱為反射光學系統(tǒng)。
[0085]光源102從與照相機202相反的一側向被檢查物S照射光102a。光源102照射出的光102a的波長也與光源101的情況的同樣地可以是任意波長，但在本實施方式中優(yōu)選使用藍色光。在后面敘述優(yōu)選藍色光的理由。配置光源102，以使光102a傾斜地照射至被檢查物S。在本實施方式中，光IOla和光102a的照射位置在搬送方向上錯開。照相機202是線性傳感器照相機，也可以是彩色照相機或黑白照相機。照相機202配置在與被檢查物S的搬送方向垂直的方向上，將照相機202配置為從鉛直方向對光102a的照射位置進行拍攝。光源102和照相機202的位置關系優(yōu)選設定為，使光102a的正透過光不入射至照相機202，而使間接透過光102b入射至照相機202。于是，能夠對被檢查物S的缺陷進行暗視場拍攝，從而能夠高對比度地拍攝缺陷。此外，就光源102和照相機202的位置關系而言，只要是能夠實現(xiàn)暗視場拍攝的配置即可，也可以是上述以外的位置關系。在本說明書中，將光源102和照相機202稱為間接透過光學系統(tǒng)。
[0086]信號處理單元300是計算機，具有CPU (中央運算處理裝置)、RAM (隨機存取存儲器)等的主存儲裝置、HDD (硬盤)和SSD (固態(tài)硬盤)等的輔助存儲裝置、鼠標和鍵盤和顯示器等的輸入輸出裝置等。該計算機的CPU通過執(zhí)行計算機程序，來發(fā)揮反射光學系統(tǒng)信號處理部301、透過光學系統(tǒng)信號處理部302、對位處理部303、缺陷檢測部304、比較判斷部305及輸出部306的功能。
[0087]反射光學系統(tǒng)信號處理部301獲取從照相機201輸出的拍攝數(shù)據(jù)，并根據(jù)拍攝數(shù)據(jù)求出亮度比。在本實施方式中，采用綠色光源作為光源101，因而在照相機201為彩色照相機的情況下只要求出G (綠)信號的亮度比即可。此外，亮度比是指，將各受光元件的電荷(拍攝數(shù)據(jù))，除以將沒有缺陷的被檢查物作為對象時的各受光元件的電荷(拍攝數(shù)據(jù))，而得到的值。即，預先求出沒有缺陷的被檢查物S的拍攝數(shù)據(jù)，將進行檢查時的拍攝數(shù)據(jù)相對于該值(預先求出的沒有缺陷的被檢查物S的拍攝數(shù)據(jù))的比來作為亮度比?！皼]有缺陷時的各受光元件的電荷”也可以是多次進行拍攝時的各受光元件的電荷的平均值。亮度比在沒有缺陷的情況下是接近I的值，而在有缺陷的情況下，由于入射在缺陷上擴散反射的擴散反射光，而導致成為大于I的值。在本說明書中，將由反射光學系統(tǒng)信號處理部301計算出的亮度比稱為反射光亮度比。
[0088]透過光學系統(tǒng)信號處理部302獲取從照相機202輸出的拍攝數(shù)據(jù)，并與上述同樣地根據(jù)拍攝數(shù)據(jù)求出亮度比。在本實施方式中，采用藍色光源作為光源102，因而在照相機202為彩色照相機的情況下只要求出B (藍)信號的亮度比即可。在此求出的亮度比也與上述同樣地，在沒有缺陷的情況下是接近I的值，而在有缺陷的情況下，由于入射間接透過光而成為大于I的值。在本說明書中，將由透過光學系統(tǒng)信號處理部302計算出的亮度比稱為透過光亮度比。
[0089]對位處理部303對反射光亮度比和透過光亮度比進行數(shù)據(jù)的對位處理。由于照相機201和照相機202的拍攝位置不同，因而由照相機201拍攝的部位到達由照相機202拍攝的位置需要花費時間。為了對由照相機201和照相機202得到的相同部位的亮度比進行比較，對位處理部303基于被檢查物的搬送速度和拍攝數(shù)據(jù)的獲取時刻來進行對位處理(使兩照相機拍攝的位置相符合)。
[0090]缺陷檢測部304根據(jù)反射光亮度比的數(shù)據(jù)和透過光亮度比的數(shù)據(jù)，來檢測缺陷。缺陷檢測部304檢測所有的缺陷，而不區(qū)分缺陷是內(nèi)層缺陷還是表面缺陷。具體地，缺陷檢測部304在亮度比在規(guī)定的閾值以上的情況下判斷為存在缺陷。該閾值可以是在外部設定的檢測參數(shù)。
[0091]比較判斷部305針對由缺陷檢測部304檢測出的缺陷，基于該缺陷部分的反射光亮度比和透過光亮度比，來判別是內(nèi)層缺陷還是表面缺陷。比較判斷部305將透過光亮度比大于反射光亮度比的缺陷判別為內(nèi)層缺陷，并將反射光亮度比大于透過光亮度比的缺陷判別為表面缺陷。
[0092]參照圖3A?3B及圖4A?4C，說明能夠通過上述方法判別出內(nèi)層缺陷和表面缺陷
的理由。
[0093]圖3A是說明從光源101照射出的光IOla被缺陷(缺陷部位，下面僅稱為缺陷)反射的反射光的圖。從光源101照射出的光IOla在表面缺陷Ds及內(nèi)層缺陷D1上擴散反射，其擴散反射光RpR1被照相機201拍攝。在此，具有這樣的特征:相對于在表面缺陷Ds上較強地進行擴散反射，而在內(nèi)層缺陷D1上則較弱地進行擴散反射。從而，檢測出的在表面缺陷Ds上反射的反射光Rs的強度比在內(nèi)層缺陷D1上反射的反射光R1的強度更強。
[0094]圖3B是說明從光源102照射出的光102a間接透過缺陷的間接透過光的圖。從光源102照射出的光102a在表面缺陷Ds及內(nèi)層缺陷D1上散射而與正透過方向錯開。該間接透過光Ts、T1被照相機202拍攝。在此，具有這樣的特征:相對于在內(nèi)層缺陷D1較強地散射，而在表面缺陷Ds上則較弱地散射。從而，檢測出的內(nèi)層缺陷D1上的間接透過光T1的強度比表面缺陷Ds上的間接透過光Ts的強度更強。
[0095]此外，該散射效果是光源102優(yōu)選利用藍色光源的理由。光102a的波長越短，內(nèi)層缺陷上的散射效果越強，從而入射至照相機202的間接透過光也變強。因此，從光源102照射出的光的波長優(yōu)選采用短的波長。若考慮容易獲得光源及受光元件的情況以及成本，則優(yōu)選從光源102照射出的光102a采用藍色光。
[0096]圖4A?4C是說明內(nèi)層缺陷和表面缺陷上的亮度比的差異的圖。圖4A是從鉛直方向觀察被檢查物的圖，表示在照相機201、202的拍攝位置43上存在表面?zhèn)?表面缺陷)41和內(nèi)層異物(內(nèi)層缺陷)42的情況。圖4B是在每個像素位置表示了由照相機201拍攝出的反射光亮度比(由反射光學系統(tǒng)信號處理部301計算的亮度比)的圖。如上所述，由于表面?zhèn)?1上的反射光強度大于內(nèi)層異物42上的反射光強度，因而表面?zhèn)?1的位置上的亮度比較大，內(nèi)層異物42的位置上的亮度比較小。另一方面，圖4C是針對每個像素位置示出由照相機202拍攝出的間接透過光亮度比(由透過光學系統(tǒng)信號處理部302計算出的亮度比)的圖。如上所述，由于內(nèi)層異物42上的間接透過光強度大于表面?zhèn)?1上的間接透過光強度，因而內(nèi)層異物42的位置上的亮度比較大，表面?zhèn)?1的位置上的亮度比較小。
[0097]這樣，就內(nèi)層異物42的位置上的亮度比而言，透過光亮度比大于反射光亮度比。另一方面，就表面?zhèn)?1的位置上的亮度比而言，反射光亮度比大于透過光亮度比。因此，比較判斷部305能夠將透過光亮度比大于反射光亮度比的缺陷判別為內(nèi)層缺陷。
[0098]此外，在圖3A?3B及圖4A?4C的說明中，為了使說明簡單，舉出了表面缺陷在表側(光源101 —側)的面上的情況，但在里側的面上存在缺陷的情況下也出現(xiàn)同樣的現(xiàn)象。另外，即使在內(nèi)層缺陷和表層缺陷存在于相同位置的情況下，通過適當?shù)卣{(diào)整光源102的光量及用于檢測缺陷的閾值，能夠針對所檢測出的缺陷使透過光亮度比大于反射光亮度t匕。因此，即使在內(nèi)層缺陷和表層缺陷存在于相同部位的情況下，也能夠根據(jù)上述原理來判別出內(nèi)層缺陷的有無。
[0099]輸出部306在檢測出缺陷的情況下，將缺陷存在的位置和該缺陷是內(nèi)層缺陷和表面缺陷中的哪個的種類這樣的信息輸出至顯示裝置等，或者將該信息發(fā)送至其他裝置。此夕卜，輸出部306也可以僅在內(nèi)層缺陷存在的情況下，通知缺陷存在的信息。
[0100]參照圖5的流程圖，說明利用了本實施方式的缺陷檢查裝置的缺陷檢查方法。在步驟S51中，用照相機201拍攝從光源101向被檢查物S照射的光的反射光，并且用照相機202拍攝從光源102向被檢查物S照射的光的透過光。進而，利用反射光學系統(tǒng)信號處理部301及透過光學系統(tǒng)信號處理部302，計算反射光及透過光的亮度比。由于搬送被檢查物S，因而能夠通過該拍攝得到二維的亮度比分布。在步驟S52中，對位處理部303通過進行反射光亮度比和透過光亮度比的對位處理，來得到相同位置上的反射光亮度比和透過光亮度t匕。在步驟S53中，缺陷檢測部304根據(jù)相同拍攝部位上的反射光亮度比的數(shù)據(jù)和透過光亮度比的數(shù)據(jù)，來檢測缺陷。缺陷檢測部304在亮度比大于作為拍攝參數(shù)提供的閾值的情況下，判斷為該部位有缺陷。此外，在此進行對位處理之后進行缺陷檢測，但也可以在進行缺陷檢測之后進行對位處理。
[0101]在步驟S54中，針對由缺陷檢測部304檢測出的缺陷，由比較判斷部305判斷透過光亮度比是否大于反射光亮度比。在透過光亮度比更大的情況下，進入步驟S55，比較判斷部305將缺陷判斷為內(nèi)層缺陷。另一方面，在反射光亮度比更大的情況下，進入步驟S56，比較判斷部305將缺陷判斷為表面缺陷。此后，在步驟S57中，針對所檢測出的缺陷，由輸出部306輸出其位置及缺陷種類等。其中，也可以僅在缺陷為內(nèi)層缺陷的情況下輸出與缺陷相關的信息，而不輸出關于表面缺陷的信息。
[0102]根據(jù)本實施方式的缺陷檢查裝置，能夠同時拍攝反射光和間接透過光這兩個類型的光，因而能夠進行高速的檢查。另外，不需要用于移動光學系統(tǒng)的驅動部，因而能夠抑制制造成本及維護成本。進而，通過基于反射光強度和間接透過光強度的差異來判別缺陷，能夠進行高精度的判別。特別地，利用如在缺陷上的散射效果高的藍色光那樣的短波長的光作為透過光，因此間接透過光變得更強，因而能夠進一步提高種類判別的精度。
[0103]<第二實施方式>
[0104]圖6示出了第二實施方式的缺陷檢查裝置的結構。本實施方式的缺陷檢查裝置基本上與第一實施方式相同，但用于拍攝透過光的光學系統(tǒng)的結構不同。相對于在第一實施方式中拍攝間接透過光，而在本實施方式中拍攝正透過光。
[0105]在本實施方式中，由于拍攝正透過光，因而以使光源102的照射方向和照相機202的拍攝方向一致的方式配置光源102和照相機202。例如，優(yōu)選光源102從下方垂直地向被檢查物S照射光，并且照相機202從上方垂直地拍攝被檢查物S。
[0106]在本實施方式中，為了進行暗視場拍攝，在光源102和被檢查物S之間配置偏振濾波器(polarization filter) 401，在照相機202和被檢查物S之間配置偏振濾波器402。在此，將偏振濾波器401和偏振濾波器402配置為透光軸相互垂直(正交偏振配置(cross-nicol alignment))。因此,就從光源102照射出的光而言,如果偏振光在被檢查物S內(nèi)未發(fā)生紊亂(偏振狀態(tài)改變)，則會被偏振濾波器402遮斷而不能到達照相機202。
[0107]圖7是說明從光源102照射出的光透過了被檢查物S的情況下的透過光的強度的圖。就透過了沒有缺陷的部分的透過光Ttl而言，由于偏振光在被檢查物S內(nèi)未發(fā)生紊亂，因而被偏振濾波器402遮斷。另一方面，就透過了內(nèi)層缺陷D1及表面缺陷Ds的透過光TpTs而言，由于偏振光在透過缺陷時發(fā)生紊亂，因而會通過偏振濾波器402。在此，具有這樣的特征:透過內(nèi)層缺陷時的偏振光的紊亂程度大于透過表面缺陷時的偏振光的紊亂程度。因此，照相機202檢測出的透過了內(nèi)層缺陷D1的透過光T1的強度比透過了表面缺陷Ds的透過光Ts的強度更強。此外，由于缺陷引發(fā)的偏振光紊亂的程度不取決于光的波長，因而從光源102照射出的光的波長(顏色)可以是任意波長。
[0108]在本實施方式中也與第一實施方式同樣地，基于由照相機201拍攝得到的反射光的強度和由照相機202拍攝得到的透過光的強度，能夠判別出缺陷是內(nèi)層缺陷還是表面缺陷。信號處理單兀300的結構與第一實施方式同樣，因而省略說明。
[0109]本實施方式的效果與第一實施方式的效果同樣。
[0110]<第三實施方式>
[0111]在上述第一實施方式及第二實施方式中，利用兩個照相機進行拍攝，但在本實施方式中利用一個照相機進行拍攝。
[0112]圖8示出了本實施方式的缺陷檢查裝置的結構。圖8的結構是在第一實施方式的結構的基礎上進行變更得到的結構。如圖8所示，缺陷檢查裝置僅利用一個照相機200進行拍攝。因此，使光源101的照射位置和光源102的照射位置相同，而使從光源101照射出的光和從光源102照射出的光的波長(顏色)不同。如在第一實施方式中說明的那樣在拍攝間接透過光的情況下，優(yōu)選利用藍色光源作為光源102，因而只要將光源102設定為藍色光源并將光源101設定為紅色光源或綠色光源即可。
[0113]圖8還示出了本實施方式的照相機200的詳細結構。照相機200是具有接收各不相同的波長的光的線狀的受光元件200R、200G、200B的彩色照相機。線狀的受光元件均配置在與被檢查物S的搬送方向垂直的方向上。在圖中，示出了分別接收R (紅)、G (綠)、B(藍)的光的三個受光元件，但只要具有與光源101及光源102相對應的兩個種類的光學元件就已足夠。
[0114]圖8是在第一實施方式的基礎上進行了而變更得到的結構，但也可以對第二實施方式進行同樣的變更。圖10示出了該情況的結構。在該情況下，光源101和光源102也利用不同波長的光照射相同位置，并利用一個照相機200進行拍攝。進而，在光源102和被檢查物S之間設有偏振濾波器401，在照相機200和被檢查物S之間設有偏振濾波器402。此夕卜，照相機200的結構及從光源發(fā)出的光與上述同樣。
[0115]根據(jù)本實施方式的缺陷裝置，能夠僅使用一個照相機，因而能夠節(jié)省空間。
[0116]<第四實施方式>
[0117]本實施方式與第三實施方式同樣地采用利用一個照相機進行拍攝的結構。
[0118]圖9示出了本實施方式的缺陷檢查裝置的結構。圖9的結構是與第三實施方式同樣地在第一實施方式的結構的基礎上進行了變更得到的結構，與第三實施方式相比，除了照相機200的結構之外，兩者幾乎相同。本實施方式的照相機200具有分色鏡211及212和分別接收R (紅色光)、G (綠色光)、B (藍色光)的受光元件210R、210G、210B。在圖中的結構中，分色鏡211僅反射藍色光,而使其他光透過。分色鏡212僅反射綠色光,而使其他光透過。被這些分色鏡211、212進行分光后的紅色光(R)、綠色光(G)、藍色光(B)分別被受光元件210R、210G、210B接收。
[0119]此外，在此示出了對三個顏色的光進行分光的結構，但也可以采用能夠對由光源101及光源102照射出的兩個顏色的光進行分光的結構。另外，也可以代替分色鏡而采用分光棱鏡或光柵等作為分光元件。
[0120]圖9是在第一實施方式的基礎上進行變更得到的結構，但也可以通過對第二實施方式進行同樣的變更來采用如圖10所示的光學系統(tǒng)的結構。
[0121]根據(jù)本實施方式，與第三實施方式同樣地能夠利用一個照相機進行拍攝，因而具有能夠實現(xiàn)節(jié)省空間的優(yōu)點。進而，在完全相同的位置上拍攝反射光和透過光，因而信號處理單元300中不需要對位處理部303。進而，由于不產(chǎn)生位置偏離，因而即使被檢查物S的搬送速度發(fā)生了變化的情況下也能夠僅沒有位置偏離的高精度的缺陷檢測。
[0122]<第五實施方式>
[0123]本實施方式的信號處理單元300中的用于檢測缺陷的處理與其他實施方式不同，這以外的部分的結構與其他實施方式相同。具體地，反射光學系統(tǒng)信號處理部301、透過光學系統(tǒng)信號處理部302、缺陷檢測部304及比較判斷部305的處理內(nèi)容不同。
[0124]在第一實施方式至第四實施方式中，根據(jù)亮度比是否大于閾值來檢測缺陷，但在本實施方式中，在基于亮度比的直方圖(histogram)來檢測缺陷。針對由線性照相機拍攝得到的一條線的像素來計算亮度比的直方圖時，在存在缺陷的情況下，在亮度比I (沒有缺陷的部分)以外的部分也出現(xiàn)尖峰。因此，能夠基于在直方圖上出現(xiàn)的尖峰來檢測缺陷。
[0125]本實施方式的反射光學系統(tǒng)信號處理部301及透過光學系統(tǒng)信號處理部302根據(jù)反射光及透過光的拍攝數(shù)據(jù)來計算亮度比的直方圖。圖1lA?IlD示出了計算出的直方圖的例子。
[0126]圖1lA及圖1lB是根據(jù)拍攝從光源101照射出的光得到的拍攝數(shù)據(jù)來取得的直方圖。圖1lA是表面缺陷存在(表面缺陷的反射光)的情況的直方圖，而圖1lB是內(nèi)層缺陷存在(內(nèi)層缺陷的反射光)的情況的直方圖。此外，在圖中省略了亮度比I的尖峰。如圖所示，表面缺陷的情況的尖峰的寬度W比內(nèi)層缺陷的情況的尖峰的寬度W更寬。
[0127]圖1lC及圖1lD是根據(jù)拍攝從光源102照射出的光得到的拍攝數(shù)據(jù)來取得的直方圖。圖1lC是表面缺陷存在(表面缺陷的透過光)的情況的直方圖，而圖1lD是內(nèi)層缺陷存在(內(nèi)層缺陷的透過光)的情況的直方圖。就該情況的尖峰的寬度W而言，內(nèi)層缺陷的情況的尖峰的寬度W比表面缺陷的情況的尖峰的寬度W更寬。
[0128]本實施方式的缺陷檢測部303，在根據(jù)拍攝數(shù)據(jù)取得的直方圖上的尖峰的寬度在規(guī)定的閾值以上的情況下，判斷為被檢查物S上存在缺陷。該閾值可以是在外部設定的檢測參數(shù)。
[0129]比較判斷部305針對由缺陷檢測部304檢測出的缺陷，對在該缺陷部分反射的反射光的直方圖上的寬度和透過了該缺陷部分的透過光的直方圖上的寬度進行比較。如上所述，若透過光的直方圖上的尖峰寬度更寬，則能夠判斷為是內(nèi)層缺陷，若相反則能夠判斷為是表面缺陷。
[0130]此外，在此基于在直方圖上出現(xiàn)的尖峰的寬度來進行缺陷檢測及種類判別，但也能夠基于尖峰的面積來同樣地檢測缺陷。即，缺陷檢測部304在存在具有規(guī)定的閾值以上的面積的尖峰的情況下判斷為缺陷存在，而比較判斷部305在透過光的直方圖上的尖峰的面積更大則判斷為是內(nèi)層缺陷。
[0131]本實施方式中的采用的基于直方圖進行缺陷檢測及種類判別的方法，能夠代替第一實施方式至第四實施方式中的基于亮度比進行缺陷檢測及種類判別的方法，但也可以組合兩個方法。通過同時使用這些兩個方法，能夠進行更加高精度的缺陷檢測及種類判別。
[0132]< 其他 >
[0133]在上述說明中，說明了將在液晶顯示器等中使用的偏振片作為被檢查物的例子。然而，只要是至少局部地使光透過的透明材料即可，能夠將任意物品作為對象進行內(nèi)層缺陷的檢測。
[0134]另外，在上述說明中，基于反射光及透過光的亮度比來進行缺陷的檢測以及缺陷種類的判別，但只要基于反射光強度及透過光強度來進行處理即可，因而也能夠基于亮度值自身來進行同樣的處理，而不采用亮度比。
[0135]另外，上述說明的具體的光學系統(tǒng)配置只是一個例子，只要是本領域的技術人員，就能夠容易地理解能夠在本發(fā)明的技術的思想范圍內(nèi)進行各種變形。例如，在利用兩個照相機的第一實施方式及第二實施方式中，將各照相機配置在與被檢查物相同的一側，但并非一定這樣配置。只要能夠拍攝反射光和透過光即可，可以以任意方式配置。例如，如圖12A所示，也可以將光源101和光源102配置在與被檢查物S相同的一側，而將照相機201和照相機202配置在與被檢查物S相反的一側，作為第一實施方式的變形例。同樣地，也可以采用如圖12B所示的結構，作為第二實施方式的變形例。
【權利要求】
1.一種缺陷檢查裝置，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，其特征在于， 該缺陷檢查裝置具有: 第一照射單元，其向所述被檢查物照射第一光， 第二照射單元，其向所 述被檢查物照射第二光， 拍攝單元，其獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)， 檢測單元，其基于由所述拍攝單元獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷； 以使所述拍攝單元對所述第二光的間接透過光進行拍攝的方式，配置所述拍攝單元和所述第二照射單元。
2.如權利要求1所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述第二光是藍色光。
3.—種缺陷檢查裝置，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，其特征在于， 該缺陷檢查裝置具有: 第一照射單元，其向所述被檢查物照射第一光， 第二照射單元，其向所述被檢查物照射第二光， 拍攝單元，其獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)， 檢測單元，其基于由所述拍攝單元獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷； 以使所述拍攝單元對所述第二光的正透過光進行拍攝的方式，配置所述拍攝單元和所述第二照射單元； 在所述第二照射單元和所述被檢查物之間，以及所述拍攝單元和所述被檢查物之間，分別設有透光軸相互垂直的偏振濾波器。
4.如權利要求1至3中任一項所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述第一照射單元從所述被檢查物的一側向所述被檢查物照射所述第一光； 所述第二照射單元從與所述一側不同的另一側向所述被檢查物照射所述第二光； 所述拍攝單元配置在所述被檢查物的所述一側。
5.如權利要求1至3中任一項所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述第一照射單元及所述第二照射單元，從所述被檢查物的一側向所述被檢查物分別照射所述第一光及所述第二光； 所述拍攝單元，由第一拍攝單元和第二拍攝單元構成， 所述第一拍攝單元，配置在所述被檢查物的所述一側，用于拍攝所述第一光的反射光，所述第二拍攝單元，配置在所述被檢查物的與所述一側不同的另一側，用于拍攝所述第二光的透過光。
6.如權利要求1至5中任一項所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述第一光的照射位置及所述第二光的照射位置不同； 所述拍攝單元由兩個照相機構成，這兩個照相機是:對所述第一光的照射位置進行拍攝的照相機和對所述第二光的照射位置進行拍攝的照相機。
7.如權利要求1至4中任一項所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述第一光的照射位置及所述第二光的照射位置相同； 所述第一光及所述第二光是相同不同的波長的光； 所述拍攝單元是一個彩色照相機，具有接收各不相同的波長的光的多個線狀受光元件。
8.如權利要求1至4中任一項所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述第一光的照射位置及所述第二光的照射位置相同； 所述第一光及所述第二光是波長互不相同的光； 所述拍攝單元是一個彩色照相機，具有對入射至該拍攝單元的光進行分光的分光元件和分別獲取分光后的光強度的多個受光兀件。
9.如權利要求7或8所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述第二光是藍色光； 所述第一光是紅色光或綠色光。
10.如權利要求6或7 所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 還具有對位單元，該對位單元對與所述反射光相關的拍攝數(shù)據(jù)和與所述透過光相關的拍攝數(shù)據(jù)進行對位； 所述檢測單元，基于對位后的拍攝數(shù)據(jù)來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷。
11.如權利要求1至10中任一項所述的缺陷檢查裝置，其特征在于， 所述檢測單元具有: 缺陷檢測單元，其基于所述反射光的強度來檢測缺陷，并且基于所述透過光的強度來檢測缺陷； 判別單元，其將所述透過光的強度大于所述反射光的強度的缺陷，判別為內(nèi)層缺陷。
12.—種缺陷檢查方法，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，其特征在于， 該缺陷檢查方法包括: 照射步驟，向所述被檢查物照射第一光及第二光， 拍攝步驟，獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)， 檢測步驟，基于在所述拍攝步驟中獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷； 在所述拍攝步驟中，拍攝所述第二光的間接透過光。
13.—種缺陷檢查方法，用于檢查板狀的被檢查物的缺陷，其特征在于， 該缺陷檢查方法包括: 照射步驟，向所述被檢查物照射第一光及第二光， 拍攝步驟，獲取與所述第一光的反射光及所述第二光的透過光的強度相對應的拍攝數(shù)據(jù)， 檢測步驟，基于在所述拍攝步驟中獲取的所述被檢查物的相同位置上的所述反射光及所述透過光的強度，來檢測所述被檢查物的內(nèi)層缺陷； 在所述拍攝步驟中，拍攝所述第二光的正透過光； 所述第二光，經(jīng)由第一偏振濾波器而向所述被檢查物照射，在透過了所述被檢查物之后，經(jīng)由第二偏振濾波器而被拍攝，所述第二偏振濾波器的透光軸與所述第一偏振濾波器的透光軸相垂直。
14.如權利要求12或13所述的缺陷檢查方法，其特征在于， 所述缺陷檢測步驟由如下步驟構成，這些步驟是: 基于所述第一光的反射光強度來檢測缺陷的步驟， 基于所述第二光的透過光強度來檢測缺陷的步驟， 將所述第二光的透過光強度大于所述第一光的反射光強度的缺陷判斷為內(nèi)層缺陷的步驟 。
【文檔編號】G01N21/88GK104007116SQ201410012268
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2013年2月21日
【發(fā)明者】江川弘一, 中田雅博 申請人:歐姆龍株式會社