专利名称：膜厚不均检查装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种用以在彩色滤光片的制造步骤等之中，检查形成在玻璃或透光性树脂材料等的衬底上的彩色皮膜的厚 度不均(所谓的膜厚不均)的装置及方法。
背景技术：
以往已知有如下情况在用于平板显示器的彩色滤光片的制造步骤等之中，由于颜料分散不均一、或因成分凝聚、成膜时振动的影响而产生的膜厚不均，导致色彩不均。为防止发生在产生所述膜厚不均的状态下继续制造作业的不良情况，而使用相机与透射照明，检查有无色彩不均及程度等(例如，专利文献I)。进而，记载有如下技术使用相机与反射照明，即便形成在衬底表面的层发生各种变化，也能与之对应地清晰地拍摄所产生的不均(例如，专利文献2)。[先行技术文献][专利文献]专利文献I :日本专利特开2006-234470号公报专利文献2 :日本专利特开2007-309718号公报

发明内容
[发明所要解决的问题]各种色彩不均是因红色、蓝色、绿色等成膜中任一成膜的一部分包含膜厚不均一的部分(即，膜厚不均)而产生。所述各色成膜的膜厚不均检查是将作为检查对象的衬底与摄像部的角度变更，并根据该角度及检查对象，变更照明的种类、角度或位置而进行，但在膜厚不均难以检测时，若皮膜整体的膜厚(即，不存在膜厚不均的部分的膜厚，所谓的代表膜厚)不同，则有时无法充分获得膜厚不均的对比度。因此，在多次检查经成膜的皮膜的代表膜厚不同的衬底时，即便在相同摄像条件下检查各个衬底，有时也难以获得准确的检查结果。因此，本发明的目的在于提供一种对于代表膜厚不同的同一品种的衬底，可基于共通的检查条件，根据代表膜厚的差异，获取明亮度及对比度适合检查的图像，从而获得准确检查结果的膜厚不均检查装置及方法。[解决问题的手段]为解决所述问题，技术方案I的发明是一种膜厚不均检查装置，其特征在于包括衬底移动部，保持着表面形成有皮膜的衬底使之移动；光源部，对所述衬底照射光；摄像部，对所述衬底的形成有皮膜的面的至少一部分进行摄像；及检查部，基于由所述摄像部拍摄的图像，检查所述皮膜的厚度不均；且一面使所述衬底在一方向上移动，一面检查形成在所述衬底的皮膜的厚度不均，该膜厚不均检查装置包含
检查条件登记部，对与检查对象品种对应的检查条件进行设定登记；及代表膜厚检测部，检测形成在所述衬底的皮膜的代表膜厚；所述光源部具备反射照明部，配置在所述摄像部侧，且对所述衬底照射光；及透射照明部，配置在隔着所述衬底而和所述摄像部对向的位置，且对所述衬底照射光；在所述摄像部中，包含调节所述摄像部和所述衬底的相对角度的摄像角度调整部， 在所述反射照明部中，包含调节所述反射照明部和所述衬底的相对角度的反射照明角度调整部，在所述透射照明部中，包含调节所述透射照明部和所述衬底的相对角度的透射照明角度调整部，该膜厚不均检查装置包括控制部，该控制部可基于登记在所述检查条件登记部的检查条件、与来自所述代表膜厚检测部的代表膜厚信息，控制所述摄像部角度调整部、所述反射照明角度调节部、及所述透射照明角度调整部，调节所述反射照明的光量及所述透射照明的光量。技术方案5的发明是一种膜厚不均检查方法，其特征在于包括衬底移动步骤，保持着表面形成有皮膜的衬底使之移动；摄像步骤，自光源部对所述衬底照射光，拍摄所述衬底的形成有皮膜的面的至少一部分；及检查步骤，基于由所述摄像部拍摄的图像，检查所述皮膜的厚度不均；且一面使所述衬底在一方向上移动，一面检查形成在所述衬底的皮膜的厚度不均，且该膜厚不均检查方法包括检查条件登记步骤，对与检查对象品种对应的检查条件进行设定登记；及代表膜厚检测步骤，检测形成在所述衬底的皮膜的代表膜厚；所述光源部构成为包括反射照明部，配置在所述摄像部侧，且对所述衬底照射光；及透射照明部，配置在隔着所述衬底而和所述摄像部对向的位置，且对所述衬底照射光；所述摄像步骤是基于登记在所述检查条件登记部的检查条件、和所述代表膜厚检测步骤中检测出的代表膜厚信息，包括调节所述摄像部和所述衬底的相对角度的摄像部角度调整步骤、调节所述反射照明部和所述衬底的相对角度的反射照明角度调整步骤、调节所述透射照明部和所述衬底的相对角度的透射照明角度调整步骤、及调节所述反射照明或所述透射照明的光量的光量调节步骤。由于使用所述膜厚不均检查装置及方法，所以，可对成为膜厚不均对象的皮膜厚度进行测定，设定适合该膜厚的观察角度、照明的位置及角度、及照明的光量，自动地进行膜厚不均检查。
技术方案2的发明是根据技术方案I的膜厚不均检查装置，其特征在于包含对同一所述衬底的重复检查次数进行计数的计数部，且具备根据所述计数次数，变更所述摄像部的角度或所述照明的光量的功能。技术方案6的发明是根据技术方案5的膜厚不均检查方法，其特征在于包括计数步骤，对同一所述衬底的重复检查次数进行计数；重复检查步骤，对同一所述衬底检查至少两次以上；及根据所述计数次数，变更所述摄像部的角度或所述照明的光量的步骤。
若使用所述膜厚不均检查装置及方法，则可在第I次检查与第2次以后的检查中，变更观察角度、照明的位置或角度、或者照明的光量，进行检查。如此一来，即便是难以第I次便获取合适的明亮度及对比度的图像的品种，也可以在第2次以后的检查中，获取合适的明亮度及对比度的图像。因此，即便膜厚不均难以检测的品种，也可以仔细地进行膜厚不均的检查。技术方案3的发明是根据技术方案2的膜厚不均检查装置，其特征在于所述检查部包含对经所述重复检查的各个图像进行多重合成处理的图像处理部，且具备基于将经所述合成处理的图像进行多重合成所得的多重合成图像，检查膜厚不均的多重合成图像检查功能。技术方案7的发明是根据技术方案6的膜厚不均检查方法，其特征在于更包括图像获取步骤，在所述重复检查步骤中，获取各个图像；多重合成处理步骤，对所述获取的各个图像进行多重合成处理；及多重合成图像检查步骤，基于经所述多重合成处理的图像，检查膜厚不均。若使用所述膜厚不均检查装置及方法，则将对第I次检查与第2次以后的检查中获得的图像进行多重合成处理，因此，可进行与对某一观察条件下获得的图像进行检查相比噪声成分较少的检查。因此，相较基于仅在I个摄像条件下获得的整面图像进行检查，即便对于仅可获得微妙的对比度图像的膜厚不均，也可进行准确的检查。技术方案4的发明是根据技术方案I至3中任一技术方案的膜厚不均检查装置，其特征在于使所述摄像部和所述透射照明连结，且所述摄像部角度调整部兼作所述透射照明角度调整部。若使用所述膜厚不均检查装置，则可使所述摄像部和所述透射照明一体地旋转，因此，可节省单独地调节所述透射照明的角度的机构。因此，可减少位置调整机构的数量，实现装置成本降低。[发明的效果]即便作为检查对象的皮膜厚度产生变化，也可以与此对应地获取合适的明亮度及对比度的图像，从而准确地获得膜厚不均的检查结果。


图IA是表示实现本发明的一例实施方式的平面图。图IB是表示实现本发明的一例实施方式的侧视图。
图2是表不实现本发明的一例实施方式的系统构成图。图3A是应用本发明的皮膜的每一厚度的照明角度与不均强度的关联图。图3B是应用本发明的皮膜厚度与照明角度的关联图。图4是表示实现本发明的一例实施方式的流程图。图5A是表示实现本发明的实施方式第2例的平面图。图5B是表示实现本发明的实施方式第2例的侧视图。[符号的说明]I 膜厚不均检查装置 2 衬底移动部2a 上游侧移动部2b 下游侧移动部3 光源部3a 反射照明部3b 透射照明部4 摄像部9 控制部10 衬底IOv 表示移动方向的箭线11 装置机架12 输送架23 输送滚筒24 输送机驱动马达31 反射照明32 反射照明角度调整机构33 反射照明位置调整机构34 反射照明光量调节单元35 透射照明36 透射照明角度调整机构37 透射照明位置调整机构38 透射照明光量调节单元39 支架40 膜厚传感器41 检查线42 支架43 支架44 摄像机构45 摄像部角度调整机构46 摄像部位置调整机构47 摄像部角度检测器
48旋转架49摄像部角度调整机构90控制用计算机91信息输入机构92信息输出机构93报警机构94信息记录机构95控制单元96图像处理单元
具体实施例方式一面使用图式，一面说明用以实施本发明的实施方式。
图IA是表示实现本发明的一例实施方式的平面图。图IB是表示实现本发明的一例实施方式的侧视图。在各图中，将正交座标系统的3条轴设为X、Y、Z，将XY平面设为水平面，将Z方向设为铅垂方向。尤其，Z方向是将箭线方向表现为上，将其反方向表示为下。而且，将以X方向为轴中心的旋转方向设为0方向。膜厚不均检查装置I包含衬底移动部2、光源部3、摄像部4、检查部、及控制部9而构成。此处，作为检查对象的衬底是例示玻璃上涂布有彩色皮膜的衬底10进行说明。衬底移动部2包含上游侧移动部2a及下游侧移动部2b而构成，上游侧移动部2a及下游侧移动部2b包含安装在装置机架11的输送架(conveyor frame) 12a及12b、安装在输送架12a及12b的输送滚筒(conveyor roller) 23a及23b、及用以使输送滚筒23a及23b旋转驱动的输送机驱动马达24a及24b而构成。上游侧移动部2a与下游侧移动部2b是以可使衬底10在Y方向上移动搬送的方式，隔着衬底检查线41而配置。因此，衬底移动部2可使载置的衬底10在Y方向上移动搬送，使其通过衬底检查线41。衬底10于通过衬底检查线41后，向虚线IOf移动。光源部3包含反射照明部3a及透射照明部3b而构成。反射照明部3a包含反射照明31、反射照明角度调整机构32、反射照明位置调整机构33、及反射照明光量调节单元34而构成。反射照明31是安装在反射照明角度调整机构32，且可在0方向上旋转，调整与衬底10的角度。反射照明角度调整机构32是安装在反射照明位置调整机构33，且可与反射照明31—并在Y方向上移动调整位置。反射照明位置调整机构33是安装在支架39，支架39是安装在装置机架11。反射照明31是在X方向上具有长于衬底10的发光部。因此，反射照明部3a具有可一面变更位置与角度，一面朝向检查线41照射包含特定波长区域的光的构造。透射照明部3b包含透射照明35、透射照明角度调整机构36、透射照明位置调整机构37、及透射照明光量调节单元38而构成。透射照明35是安装在透射照明角度调整机构36，且可在0方向上旋转，调整与衬底10的角度。透射照明角度调整机构36是安装在透射照明位置调整机构37，透射照明位置调整机构37是安装在支架39。透射照明35是在X方向上具有长于衬底10的发光部。因此，透射照明部3b具有可一面变更位置与角度，一面朝向检查线41照射包含特定波长区域的光的构造。作为反射照明31及透射照明35,可例示LED(Light Emitting Diode,发光二极管)、卤素灯、白炽灯泡、萤光灯及其他发光机构。进而，只要放射包含与下述摄像部4的感光度波长及感光度特性一致的特定波长的光线， 且该特定波长由形成在衬底10的表面的皮膜吸收一部分，且一部分反射或一部分穿透即可。反射照明31是连接在反射照明光量调节单元34，透射照明35是连接在透射照明光量调节单元38，且可分别调整照射至衬底10的光量。摄像部4是包含摄像机构44、摄像部角度调整机构45、摄像部位置调整机构46、及摄像部角度检测器47而构成。摄像机构44是安装在摄像部角度调整机构45，且可在0方向上旋转，调整与衬底10的角度。摄像部角度调整机构45是安装在摄像部位置调整机构46，且可与摄像机构44 一并在Y方向上移动，调整位置。摄像部位置调整机构46是安装在支架42，支架42是安装在装置机架11。摄像机构44是在X方向上具有长于衬底10的受光部。因此，摄像机构44具有可一面变更位置与角度，一面对检查线41接收包含特定波长区域的光的构造。作为摄像机构44，可例示一维或二维的线传感器或区域传感器等，且可例示使用多个使所述受光部在X方向上较长地排列成I列、或在X方向上具有特定长度，并在X方向及Y方向上设置特定间隔使其等交错(如所谓的Z型栅格)配置复数列而成的传感器。反射照明部3a是以朝向检查线41时与衬底10所成的角度成为和摄像部4与衬底10所成的角度大致相同的方式，调节位置与角度而配置。另一方面，透射照明部3b是隔着检查线41而与摄像部4对向，且以朝向检查线41时与衬底10所成的角度成为和摄像部4与衬底10所成的角度大致相同的方式，调节位置与角度而配置。此时，若摄像部4相对检查线41配置在下游侧移动部2b，则反射照明部3a与透射照明部3b相对检查线41配置在上游侧移动部2a。因此，可一面使衬底10在Y方向上移动，一面使用自反射照明部3a或透射照明部3b照射的光，观察衬底10的整面，以下将对此进行详细说明。而且，以上例示了玻璃衬底，作为衬底的实施方式，但即便透光性树脂材料等衬底也可以应用。[系统构成]图2是表示实现本发明的一例实施方式的系统构成图。如图2所示，所述衬底移动部2、光源部3、摄像部4的各设备是与控制部9的各设备连接。在控制部9中，连接地包含有控制用计算机90、信息输入机构91、信息输出机构92、报警机构93、信息记录机构94、设备控制单元95、及图像处理部。作为控制用计算机90，可例示微型计算机、个人计算机、工作站等装载有数值运算
单元者。作为信息输入机构91，可例示键盘、鼠标或开关等。作为信息输出机构92，可例示图像显示器或灯等。作为报警机构93，可例示蜂鸣器或扬声器、灯等可唤起操作者注意的机构。作为信息记录机构94，可例示存储卡或数据磁盘等半导体记录媒体、磁性记录媒体或磁光记录媒体等。
作为设备控制单元95，可例示称为可编程控制器或运动控制器的设备等。在控制用计算机90中，经由图像处理单元96，输入有自摄像部4输出的影像信号。所述输入图像是通过作为图像处理部发挥功能的图像处理单元96而实施适合检查膜厚不均的图像处理。其后，进行检查，该检查是根据图像的亮度信号差及变化程度等，在检查部中进行是否膜厚不均的判断。进而，在图像处理部，可进行将对每一条线拍摄的图像以时间序列连结合成为相当于一片衬底的整面图像的时间序列合成处理，或者进行使复数张图像叠合的多重合成处理，或者进行图像的对比度调节。作为通过该膜厚不均的检查部进行检查时使用的图像处理部，并不限于所述图像处理单元96，可采用以往周知的具有图像处理功能的设备。例如，可例示通常称为GPU (Graphic Processing Unit,图形处理单元)且设置在控制用计算机90外部的方式、或连接在控制用计算机90的壳体内的方式、以及利用控制用计算机90的图像处理功能者等。而且，所述控制用计算机90与图像处理单元96是构成本发明中的检查部。 设备控制单元95是与构成膜厚不均检查装置I的各控制设备(未图示)连接，且可通过对该等控制设备赋予控制用信号而使各设备动作或静止。[与检查对应的摄像部角度调节]在检查膜厚不均时，首先，使用膜厚传感器40，对形成在最上面的皮膜的代表膜厚进行测定。膜厚传感器40相当于本发明的代表膜厚检测部，且通过膜厚传感器40而测定的代表膜厚的信息是输出至控制部9的设备控制单元95。作为膜厚传感器40，可例示对形成在衬底的最上面的皮膜的上表面与下表面的尺寸进行测定者。例如，若对衬底表面斜着照射光，并通过三角测量法而测定来自上表面的反射光与来自下表面的反射光，则可算出厚度。膜厚传感器40并不限于以精确定点(pinpoint)对衬底上的一处进行测量的方式，优选，对衬底上的多处、及特定的长度或范围进行测定，或者连续或间歇地对衬底移动过程中的膜厚进行测定，且输出平均值。由此，可作为形成在衬底上的皮膜的代表膜厚的信息输出。在检查之前，基于预先登记在本发明的相当于检查条件登记部的信息记录机构94的检查用配方文件(recipe file)的设定信息，自控制用计算机90对设备控制单元95发送各设备的控制配方。所述检查用配方文件是根据进行膜厚不均检查的皮膜种类(例如，色差、厂商差异、品种差异等)，登记有复数个，且登记有设定着膜厚与观察角度及照明的照射角度的最佳条件的设定档信息(profile information)、及关于观察时使用的照明的光量等的检查条件。因此，设备控制单元95可基于所述检查用配方文件的设定信息、和所述代表膜厚信息，调节检查时的各设备的位置、角度或光量。例示有所述检查用配方文件的设定信息的一部分。在表I中，例如作为配方A，设定有对于红色皮膜(品种名R00123)的第I次至第3次的检查条件。该配方文件中，设定检查次数为3次，根据检查次数使观察角度及反射照明的角度变化，照明的明亮度保持30%恒定，以及不使用透射照明。而且，在检查条件的设定中，设定有作为基准的代表膜厚值、此时设定的照明等的设定角度、及表示代表膜厚与最佳角度的关系的设定档名称(45-5_2150-2200)。[表 I]配方A
权利要求
1.一种膜厚不均检查装置，其特征在于包括 衬底移动部，保持着表面形成有皮膜的衬底使之移动； 光源部，对所述衬底照射光； 摄像部，对所述衬底的形成有皮膜的面的至少一部分进行摄像；及 检查部，基于由所述摄像部拍摄的图像，检查所述皮膜的厚度不均；且 一面使所述衬底在一方向上移动，一面检查形成在所述衬底的皮膜的厚度不均， 该膜厚不均检查装置包含 检查条件登记部，对与检查对象品种对应的检查条件进行设定登记；及 代表膜厚检测部，检测形成在所述衬底的皮膜的代表膜厚； 所述光源部具备 反射照明部，配置在所述摄像部侧，且对所述衬底照射光 '及 透射照明部，配置在隔着所述衬底而和所述摄像部对向的位置上，且对所述衬底照射光; 在所述摄像部中，包含调节所述摄像部和所述衬底的相对角度的摄像角度调整部，在所述反射照明部中，包含调节所述反射照明部和所述衬底的相对角度的反射照明角度调整部， 在所述透射照明部中，包含调节所述透射照明部和所述衬底的相对角度的透射照明角度调整部， 该膜厚不均检查装置包括控制部，该控制部可基于登记在所述检查条件登记部的检查条件、与来自所述代表膜厚检测部的代表膜厚信息，控制所述摄像部角度调整部、所述反射照明角度调整部、及所述透射照明角度调整部，调节所述反射照明的光量及所述透射照明的光量。
2.根据权利要求I所述的膜厚不均检查装置，其特征在于包含对同一所述衬底的重复检查次数进行计数的计数部，且 具备根据所述计数次数，变更所述摄像部的角度或所述照明的光量的功能。
3.根据权利要求2所述的膜厚不均检查装置，其特征在于 所述检查部包含对经所述重复检查的各个图像进行多重合成处理的图像处理部，且具备基于将经所述合成处理的图像进行多重合成所得的多重合成图像，检查膜厚不均的多重合成图像检查功能。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的膜厚不均检查装置，其特征在于 将所述摄像部和所述透射照明连结，且 所述摄像部角度调整部兼作所述透射照明角度调整部。
5.一种膜厚不均检查方法，其特征在于包括 衬底移动步骤，保持着表面形成有皮膜的衬底使之移动； 摄像步骤，自光源部对所述衬底照射光，拍摄所述衬底的形成有皮膜的面的至少一部分；及 检查步骤，基于由所述摄像部拍摄的图像，检查所述皮膜的厚度不均；且 一面使所述衬底在一方向上移动，一面检查形成在所述衬底的皮膜的厚度不均， 该膜厚不均检查方法包括检查条件登记步骤，对与检查对象品种对应的检查条件进行设定登记；及 代表膜厚检测步骤，检测形成在所述衬底的皮膜的代表膜厚； 所述光源部构成为包括 反射照明部，配置在所述摄像部侧，且对所述衬底照射光 '及 透射照明部，配置在隔着所述衬底而和所述摄像部对向的位置上，且对所述衬底照射光; 所述摄像步骤是基于登记在所述检查条件登记部的检查条件、和所述代表膜厚检测步骤中检测出的代表膜厚信息，包括 调节所述摄像部和所述衬底的相对角度的摄像部角度调整步骤、 调节所述反射照明部和所述衬底的相对角度的反射照明角度调整步骤、 调节所述透射照明部和所述衬底的相对角度的透射照明角度调整步骤、及 调节所述反射照明或所述透射照明的光量的光量调节步骤。
6.根据权利要求5所述的膜厚不均检查方法，其特征在于具有 计数步骤，对同一所述衬底的重复检查次数进行计数； 重复检查步骤，对同一所述衬底检查至少两次以上 '及 根据所述计数次数，变更所述摄像部的角度或所述照明的光量的步骤。
7.根据权利要求6所述的膜厚不均检查方法，其特征在于更具有 图像获取步骤，在所述重复检查步骤中，获取各个图像； 多重合成处理步骤，对所述获取的各个图像进行多重合成处理；及 多重合成图像检查步骤，基于经所述多重合成处理的图像，检查膜厚不均。
全文摘要
本发明是一种膜厚不均检查装置及方法，可获取明亮度及对比度适合检查的图像，而获得准确检查结果；其特征在于，一面使表面具有皮膜的衬底在一方向上移动，一面检查在衬底的皮膜的膜厚不均，且具备检测皮膜厚度的膜厚检测部，光源部包含在摄像部侧的反射照明部、及隔着衬底而与摄像部对向的透射照明部，摄像部包括调节与衬底的相对角度的摄像部角度调整机构，反射照明部包含调节反射照明部与衬底的相对角度的反射照明角度调整机构，透射照明部包含调节透射照明部与衬底的相对角度的透射照明角度调整机构，且该装置包括控制部，其基于来自膜厚检测部的膜厚信息，控制反射照明角度调整机构及透射照明角度调整机构，调节反射照明及透射照明的光量。
文档编号G01B11/06GK102967266SQ20121006702
公开日2013年3月13日 申请日期2012年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者和田浩光, 田嶋久容, 小山恭史, 滨川直良, 水原正志 申请人:东丽工程株式会社