特表 2024-520368 フィルム異物高速自動検出装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-05-24

(54)【発明の名称】フィルム異物高速自動検出装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/892 20060101AFI20240517BHJP

【ＦＩ】

G01N21/892 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023572037

(86)(22)【出願日】2022-04-07

(85)【翻訳文提出日】2023-12-14

(86)【国際出願番号】 KR2022005045

(87)【国際公開番号】W WO2022255623

(87)【国際公開日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】10-2021-0071249

(32)【優先日】2021-06-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】521200509

【氏名又は名称】キム，ジン ホ

(74)【代理人】

【識別番号】100091683

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼川 俊雄

(74)【代理人】

【識別番号】100179316

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 寛奈

(72)【発明者】

【氏名】キム，ジン ホ

【テーマコード（参考）】

2G051

【Ｆターム（参考）】

2G051AA41

2G051AB06

2G051BA01

2G051CB01

2G051CB05

2G051CD03

2G051EB01

(57)【要約】

本発明は、試料が載置される載物台、前記載物台の上側側面に複数個が配置されて低倍率光学モジュールの作動時に試料に向けて側光を照射する側光ユニット、前記載物台の上側に設置され、前記側光ユニットから照射された側光による異物の光散乱を利用して試料から異物を検出することができるように試料を撮像して低倍率イメージを生成する低倍率光学モジュール、前記載物台の一側に設置され、高倍率駆動ユニットが連結設置されてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向に駆動され、試料を撮像して高倍率イメージを生成する高倍率光学モジュール、及び前記低倍率光学モジュールと高倍率光学モジュールの作動を制御し、前記低倍率イメージと前記高倍率イメージが受信されて保存、再生及び分析される使用者機器を含む。
【選択図】図４ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料が載置される載物台、前記載物台の上側側面に複数個が配置されて低倍率光学モジュールの作動時に試料に向けて側光を照射する側光ユニット、前記載物台の上側に設置され、前記側光ユニットから照射された側光による異物の光散乱を利用して試料から異物を検出することができるように試料を撮像して低倍率イメージを生成する低倍率光学モジュール、前記載物台の一側に設置され、高倍率駆動ユニットが連結設置されてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向に駆動され、試料を撮像して高倍率イメージを生成する高倍率光学モジュール、及び前記低倍率光学モジュールと高倍率光学モジュールの作動を制御し、前記低倍率イメージと前記高倍率イメージが受信されて保存、再生及び分析される使用者機器を含み、
前記使用者機器は、前記低倍率イメージから異物が検出された異物座標領域を導出し、前記高倍率光学モジュールを前記異物座標領域と隣接した異物のない隣接座標領域に移動するように制御して、前記高倍率光学モジュールが前記隣接座標領域で一定の数値分ずつｚ軸方向に移動しながら高倍率イメージを連続的に撮像するようにし、撮像された高倍率イメージから抽出された光学的特性値を試料上端面基準値の範囲と比較して、光学的特性値が前記試料上端面基準値の範囲に該当する時の前記高倍率光学モジュールの高さを基準面として決定した後、前記高倍率光学モジュールが基準面に沿って前記隣接座標領域から前記異物座標領域に水平移動するようにした後、前記高倍率光学モジュールが前記異物座標領域で基準面から一定の数値分ずつｚ軸方向に下降しながら高倍率イメージを連続的に撮像するようにし、撮像された高倍率イメージから抽出された光学的特性値を異物基準値の範囲と比較して、光学的特性値が前記異物基準値の範囲に該当する時の前記高倍率光学モジュールが前記基準面から下降した距離を異物存在深さと判断することを特徴とするフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項2】

前記側光ユニットは、試料に対する光照射角度が５～４５度であることを特徴とする、請求項１に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項3】

前記低倍率光学モジュールは、低倍率駆動ユニットが連結設置されて上下方向に駆動制御され、前記高倍率光学モジュールは下部に試料に向けて直光を照射する直光ユニットが設置されたことを特徴とする、請求項１に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項4】

前記使用者機器は、予め試料の上端面を前記高倍率光学モジュールが撮像した高倍率イメージから抽出された光学的特性値に対する試料上端面基準値の範囲と、予め試料に異物を含ませた後に前記高倍率光学モジュールが異物存在領域を撮像した高倍率イメージから抽出された光学的特性値に対する異物基準値の範囲が保存される基準値保存部、
前記低倍率光学モジュールが試料を撮像した低倍率イメージから、側光ユニットから照射された側光による異物の光散乱を利用して異物を検出する異物検出部、
低倍率イメージから異物が検出された異物座標領域を導出し、高倍率光学モジュールの撮像領域を異物座標領域とマッチングさせ、異物座標領域と隣接した異物のない隣接座標領域を決定する座標決定部、
前記低倍率光学モジュールと前記高倍率光学モジュールがイメージを撮像するように制御し、高倍率駆動ユニットに制御信号を転送して高倍率光学モジュールを異物座標領域または異物座標領域と隣接した異物のない隣接座標領域に移動するようにｘ軸、ｙ軸方向に制御し、前記隣接座標領域で前記高倍率駆動ユニットを制御して前記高倍率光学モジュールが一定の数値分ずつｚ軸方向に移動しながら高倍率イメージを連続的に撮像するようにし、基準面が決定されたら前記高倍率駆動ユニットを制御して高倍率光学モジュールが基準面に沿って隣接座標領域から異物座標領域に水平移動するようにした後、前記異物座標領域で前記高倍率駆動ユニットを制御して、高倍率光学モジュールが基準面から一定の数値分ずつｚ軸方向に下降しながら高倍率イメージを連続的に撮像するようにする光学モジュール制御部、
前記高倍率光学モジュールで撮像されて受信された高倍率イメージから光学的特性値を抽出する光学的特性値抽出部、
前記隣接座標領域で連続的に撮像された高倍率イメージから抽出された光学的特性値を前記試料上端面基準値の範囲と比較して、前記試料上端面基準値の範囲に含まれる光学的特性値が抽出された高倍率イメージを撮像した時の高倍率光学モジュールの位置を基準面として決定する基準面決定部、
前記異物座標領域で連続的に撮像された高倍率イメージから抽出された光学的特性値を前記異物基準値の範囲と比較して、前記異物基準値の範囲に含まれる光学的特性値が抽出された高倍率イメージを撮像した時の高倍率光学モジュールの基準面から下降した垂直距離を計算して試料内の異物存在深さを判断する異物分析部、及び
前記異物存在深さによって試料が正常品であるか不良品であるか判定する判定部を含む、請求項１に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項5】

試料が基材層と基材層の両側面に保護層が粘着された多層フィルムである場合、使用時に除去される一方の保護層が基材層より広い面積で形成されており、側光ユニットから照射された側光によって基材層と一方の保護層の境界線が低倍率イメージで色のラインで表示され、前記低倍率イメージから色のラインで表示された境界線を切り取って関心領域として抽出する関心領域抽出部をさらに含み、前記異物検出部は前記関心領域に対して異物を検出することを特徴とする、請求項４に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項6】

前記異物分析部は、前記異物座標領域で高倍率光学モジュールが下降しながら連続的に撮像した高倍率イメージから抽出された光学的特性値が、異物基準値の範囲に該当し始めた高倍率光学モジュールの開示位置と、異物基準値の範囲に最後に該当した高倍率光学モジュールの終了位置の間の垂直距離を演算して異物の高さを判断することを特徴とする、請求項４に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項7】

前記異物分析部は、前記低倍率イメージで検出された異物間の距離を測定することができ、前記判定部は、検出された異物の大きさと異物間の距離の遠近を考慮して試料が正常品であるか不良品であるか判定することができることを特徴とする、請求項４に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項8】

前記光学的特性値は、ＲＧＢ値、ＹＵＶ値、ＨＳＢ値及びＬａｂ値から選択されたいずれか１つを使用し、前記光学的特性値をＲＧＢ値で使用する場合、下記層検出可能最大指数（ＬＤＩ_ｍａｘ）を計算して使用することを特徴とし、
ＬＤＩ_ｍａｘは、ＬＤＩ_ｍａｘ＝Ｒ_ｍａｘ×Ｇ_ｍａｘ×Ｂ_ｍａｘであり、
Ｒ_ｍａｘは、高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＲ成分値のうち最大値であり、
Ｇ_ｍａｘは、高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＧ成分値のうち最大値であり、
Ｂ_ｍａｘは、高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＢ成分値のうち最大値である、請求項１に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項9】

前記光学的特性値は、ＲＧＢ値、ＹＵＶ値、ＨＳＢ値及びＬａｂ値から選択されたいずれか１つを使用し、前記光学的特性値をＲＧＢ値で使用する場合、下記層検出可能最小指数（ＬＤＩ_ｍｉｎ）を計算して使用することを特徴とし、
ＬＤＩ_ｍｉｎはＬＤＩ_ｍｉｎ＝Ｒ_ｍｉｎ×Ｇ_ｍｉｎ×Ｂ_ｍｉｎであり、
Ｒ_ｍｉｎは、高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＲ成分値のうち最小値であり、
Ｇ_ｍｉｎは、高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＧ成分値のうち最小値であり、
Ｂ_ｍｉｎは、高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＢ成分値のうち最小値である、請求項１に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【請求項10】

前記高倍率光学モジュールに連結して試料に含まれた異物の種類を判断することができる異物種類分析機をさらに含む、請求項１に記載のフィルム異物高速自動検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フィルムに存在する異物を検出し、異物の形、カラー、大きさ、光学的特性値等を確認することができ、試料内の異物が存在する層と深さ、異物の高さを確認して製品の品質と使用可否を判定することができる装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ナノ水準の高度に精密な製造工程が含まれる先端産業では、わずかな環境条件さえも製品の品質に大きな影響を与え得るので、クリーンルームで要求する清浄度は強化されている傾向である。

【0003】

ディスプレイは、携帯電話、タブレットＰＣ、モニター、家電製品、自動車用電子装置等に使用されており、ＯＣＡフィルム、偏光フィルム、ガラス等で製造され、このようなディスプレイに一定の大きさ以上の異物が存在する場合、画素不良を誘発したり画質の特性低下を誘発するようになる。

【0004】

従来の光学装置では、相互異なる倍率を有する複数の対物レンズが回転盤の回転によって選択されて、低倍率イメージと高倍率イメージをそれぞれ生成した。したがって、従来の光学装置では、低倍率対物レンズで全体イメージにおいて異物の大体の位置を把握した後、高倍率対物レンズで異物が検出された領域を再び探して精密観察を行った。従来の光学装置では、精密観察のために低倍率対物レンズを高倍率対物レンズにスイッチングしなければならず、試料の異物が検出された領域を探して、高倍率対物レンズを試料の異物が検出された領域と整列させなければならないため、時間が長く所要され、煩わしい問題があった。

【0005】

韓国公開特許第１０－２０２０－００５２１５７号公報（２０２０年５月１４日公開）には、サンプルが載置される載物台と、サンプルを撮像して低倍率イメージを生成する低倍率光学モジュールと、サンプルを撮像して高倍率イメージを生成し低倍率光学モジュールの反対側に位置した高倍率光学モジュールと、高倍率光学モジュールを移動させる駆動モジュール、及び低倍率イメージと高倍率イメージが再生される使用者機器を含み、駆動モジュールの駆動によって高倍率光学モジュールの撮像領域が変更されるデジタル顕微鏡が公開されている。

【0006】

しかし、上述した従来技術は、直光を利用するため低倍率イメージで小さい大きさの異物の検出が容易でなく、検出時間が多く所要され、試料内の異物が存在する層と深さ、異物の高さ等を把握できない問題がある。すなわち、ディスプレイ製品に使用されるＯＣＡフィルム等の多層からなる試料は、基材層と、基材層の両側面にそれぞれ粘着された保護層とからなるが、基材層に異物が含まれる場合は製品不良が発生するが、保護層は後で使用時に除去されるものであるため、保護層に異物が存在しても正常品として使用することができる。ところが上述した従来技術では、低倍率光学モジュールで異物が検出されても、高倍率光学モジュールで試料内の異物が存在する層や深さ等を確認することができないので、外面の保護層を除去した後に残りの試料を再び光学モジュールで観察して異物がどの層に存在するかを確認しなければならない。しかし、このような過程で試料が破壊されたり損傷して検査による損失が発生するため、全数検査時に検査自体が不可能なだけでなく、作業者が保護層を除去する過程で、作業者や装備から異物が付着して汚染されることがあり得、試料内の異物が存在する深さや試料自体の高さを正確に判断することができない。したがって、試料に異物が検出される場合、全量廃棄しなければならない問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】韓国公開特許第１０－２０２０－００５２１５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明の目的は、低倍率光学モジュールで撮像された光散乱イメージで試料に含まれた異物を容易に検出することができ、高倍率光学モジュールを試料の異物座標領域に移動させて異物の形、カラー、大きさ、光学的特性値を確認することができ、試料を破壊したり損傷させず試料内の異物が存在する層と深さ、異物の高さを確認して製品の使用可否を迅速に判定することができ、異物分析機を連結して異物の種類も把握することができるフィルム異物高速自動検出装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、試料が載置される載物台、前記載物台の上側側面に複数個が配置されて低倍率光学モジュールの作動時に試料に向けて側光を照射する側光ユニット、前記載物台の上側に設置され、前記側光ユニットから照射された側光による異物の光散乱を利用して試料から異物を検出することができるように試料を撮像して低倍率イメージを生成する低倍率光学モジュール、前記載物台の一側に設置され、高倍率駆動ユニットが連結設置されてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸方向に駆動され、試料を直光で撮像して高倍率イメージを生成する高倍率光学モジュール、及び前記低倍率光学モジュールと高倍率光学モジュールの作動を制御し、前記低倍率イメージと前記高倍率イメージが受信されて保存、再生及び分析される使用者機器を含むフィルム異物高速自動検出装置を提供する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、低倍率光学モジュールで撮像された光散乱イメージで試料に含まれた異物を容易に検出することができ、高倍率光学モジュールを試料の異物座標領域に移動させて異物の形、カラー、大きさ、光学的特性値を確認することができ、試料を破壊したり損傷させず試料内の異物が存在する層と深さ、異物の高さを確認して製品の使用可否を迅速に判定することができ、異物分析機を連結して異物の種類も把握することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明による装置の構成を示した図である。

【図2】本発明による側光ユニットの配置構成を示した平面図である。

【図3a】本発明による試料の関心領域を示した図である。

【図3b】図３ａの試料の断面図である。

【図4a】本発明による隣接座標領域で基準面決定後に高倍率光学モジュールが異物座標領域に移動する過程を示した図である。

【図4b】高倍率光学モジュールが異物座標領域で下降しながら異物の存在深さと異物の高さを判断する過程を示した図である。

【図5a】本発明で光を反射する性質を有する異物が含まれた試料の上端面からの深さｔによる層検出可能最大指数ＬＤＩ_ｍａｘの分布を概略的に示したグラフである。

【図5b】本発明で光を吸収する性質を有する異物が含まれた試料の上端面からの深さｔによる層検出可能最小指数ＬＤＩ_ｍｉｎの分布を概略的に示したグラフである。

【図6】本発明で試料が屈曲を有しベンディングされた状態である場合に異物ごとに基準面を決定する過程を示した図である。

【図7a】本発明の実施例による試料の異物検出及び分析の過程を示したフローチャートである。

【図7b】本発明の実施例による試料の異物検出及び分析の過程を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１を参考にすると、本発明のフィルム異物高速自動検出装置は、載物台１００、側光ユニット２００、低倍率光学モジュール３００、高倍率光学モジュール４００、及び使用者機器５００を含み、異物種類分析機（図示なし）をさらに含むことができる。

【0013】

前記載物台１００は、フィルムからなる試料１０が上部に載置されることができるように載置面を提供し、側光ユニット２００より下側に設けられる。このとき試料１０は、透明または半透明な単層フィルムか多層フィルムであり得る。一例として、前記載物台１００は、内部が空の六面体、円筒等の形状からなることができ、上部面に試料１０が載置される載置溝が設けられることができ、載置溝には貫通ホールが形成されることができる。

【0014】

図２を参考にすると、前記側光ユニット２００は、載物台１００の上側側面に複数個が配置されて、低倍率光学モジュール３００の作動時に試料１０に向けて側光を照射する。前記側光ユニット２００は、載物台１００に載置された試料１０に向けて側光を照射して、低倍率光学モジュール３００が異物によって反射した光を検出して、試料に含まれた異物を検出するようにする。前記側光ユニット２００は、ＬＥＤ、レーザー等が適用されることができる。

【0015】

前記側光ユニット２００は、試料１０に対する光照射角度が５度～４５度であることが好ましいが、前記側光ユニット２００から照射された側光が異物によって反射するとき光が広がる光散乱が発生して、低倍率光学モジュール３００のイメージセンサが受け入れることができる検出大きさを増加させて検出力を増大させることができ、低倍率光学モジュール３００で撮像された低倍率イメージから異物を容易かつ早く検出して確認することができ、低倍率光学モジュール３００で検出可能な大きさより小さい大きさの異物や光反射がうまくなされない異物も検出することができる。

【0016】

図３ａ及び図３ｂを参考にすると、多層からなるＯＣＡフィルムのような試料１０は、基材層１１と基材層１１の両面にそれぞれ粘着された上側保護層１２及び下側保護層１３とを含むが、下側保護層１３が基材層１１より広い面積で備えられている場合、異物検出が必要な基材層１１が存在する関心領域（Ａｒｅａ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に対してのみ検査する必要がある。そこで、側光ユニット２００を用いて試料１０に向けて側光を照射し低倍率光学モジュール３００で低倍率イメージを撮像すると、基材層１１が下側保護層１３の上に突出して形成されていて光を反射し、低倍率イメージで基材層１１と下側保護層１３の境界線Ｌが色のラインで表示されるため、使用者機器５００は、前記低倍率イメージから色のラインで表示された境界線Ｌに沿って関心領域Ｒとして切り取って、関心領域Ｒに対してのみ異物を検出して確認することができる。

【0017】

前記低倍率光学モジュール３００は、前記載物台１００の上側に設置されるが高倍率光学モジュール４００より高い位置に設置され、例えばフレーム（図示なし）上に支持されて設置されることができ、フレームには下側の載物台１００に載置された試料１０に対するイメージ撮像が可能なように穴が貫通形成されることができる。前記低倍率光学モジュール３００はイメージセンサを含み、前記側光ユニット２００から照射された側光による異物の光散乱を利用して試料１０から異物を検出することができるように、試料１０を撮像して低倍率イメージを生成する。前記低倍率光学モジュール３００の光軸（ｏｐｔｉｃａｌ ａｘｉｘ）は、ｚ軸を基準として配列される。前記低倍率光学モジュール３００が作動して撮像が行われるとき、高倍率光学モジュール４００は、低倍率光学モジュール３００の視野外、すなわち載物台１００の一側で待機する。

【0018】

前記低倍率光学モジュール３００は、画角が大きく撮像領域が広域であり、試料１０の全体領域に対する低倍率イメージを生成することができ、低倍率駆動ユニット３１０が連結設置されてｚ軸方向の上下方向に駆動制御されながら、載物台１００に載置された試料１０に合わせて撮像領域を調節することができる。前記低倍率駆動ユニット３１０は、モータによって作動するリードスクリュー（ｌｅａｄ ｓｃｒｅｗ）、ボールスクリュー（ｂａｌｌ ｓｃｒｅｗ）、リニアガイド（ｌｉｎｅａｒ ｇｕｉｄｅ）、ベルト等が用いられることができる。前記低倍率光学モジュール３００の撮像領域は、横２００ｍｍ×縦１５０ｍｍであり得る。前記低倍率光学モジュール３００が撮像した低倍率イメージには、前記側光ユニット２００から照射された側光が異物によって反射するときに発生する光散乱が現れているため、低倍率光学モジュール３００のイメージセンサが受け入れることができる検出大きさを増加させて検出力を増大させることができ、異物を容易かつ早く検出して確認することができ、本来の低倍率光学モジュール３００で検出可能な大きさより小さい大きさの異物も検出することができる。一例として、上述したように光散乱を利用すると、本来低倍率光学モジュール３００が検出可能な大きさの約１／３の小さい粒子も検出することができる。試料１０に複数個の異物が存在する場合、使用者機器５００は、低倍率光学モジュール３００から転送された低倍率イメージによって異物間の距離を計算して試料の品質を判定することができる。例えば、試料１０に基準値未満の大きさを有する複数個の異物が検出されても、異物間の距離が互いに近接して集まっていれば不良品と判定されることができる。ただし、低倍率光学モジュール３００で撮像された低倍率イメージで、異物が光る点として表示されるため、異物の実際の形やカラー、大きさ等を知ることができない。

【0019】

前記高倍率光学モジュール４００は、前記載物台１００の一側に設置され、イメージセンサが設置されて試料１０を撮像して高倍率イメージを生成し、高倍率駆動ユニット４１０が連結設置されてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸方向に駆動され、例えば複数個の高倍率駆動ユニット４１０が設置されてｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸方向に個別的な駆動がなされることができる。前記高倍率駆動ユニット４１０は、前記高倍率光学モジュール４００がｘ軸、ｙ軸及びｚ軸の各軸方向に移動できるように多様な駆動機器が利用されることができる。一例として、前記高倍率駆動ユニット４１０は、モータによって作動するリードスクリュー（ｌｅａｄ ｓｃｒｅｗ）、ボールスクリュー（ｂａｌｌ ｓｃｒｅｗ）、リニアガイド（ｌｉｎｅａｒ ｇｕｉｄｅ）、ベルト等が利用されることができる。上述したｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は、載物台１００上部の載置面の空間を基準として形成された光学モジュール座標系を構成する左右方向、前後方向、上下方向の各軸であることができる。前記高倍率駆動ユニット４１０が高倍率光学モジュール４００をｘ軸またはｙ軸を基準として移動させる場合、高倍率光学モジュール４００の高さは変化しないまま載物台１００の試料載置面と並んで移動可能であり、前記高倍率駆動ユニット４１０が高倍率光学モジュール４００をｚ軸基準で移動させる場合、高倍率光学モジュール４００の高さが変化しながら試料に対する焦点距離が変更され得る。

【0020】

前記高倍率光学モジュール４００は、下部に試料１０に向けて直光を照射する直光ユニット４２０が設置されている。前記高倍率光学モジュール４００の高倍率イメージ撮像時に直光ユニット４２０の直光を照射することもでき、側光、多様な角度の光を照射することもできる。前記高倍率光学モジュール４００の光軸はｚ軸を基準として配列される。本発明で低倍率光学モジュール３００と高倍率光学モジュール４００の倍率比は１，０００：１以上であることが好ましい。前記高倍率光学モジュール４００は、高倍率駆動ユニット４１０によってｘ軸、ｙ軸方向に移動し、低倍率イメージで異物が検出された異物座標領域に移動して撮像した高倍率イメージから、異物の形、カラー、大きさ、光学的特性値等を詳細に確認することができ、試料内の異物が存在する層と深さ、異物の高さを確認して製品の品質異常の有無を迅速に判定することができる。前記高倍率光学モジュール４００は、画角が小さくて撮像領域が狭く、試料の一部に対する高倍率イメージを生成することができ、高倍率駆動ユニット４１０が連結設置されてｚ軸方向に駆動制御されながら試料との距離が調節されることができる。一例として、前記高倍率光学モジュール４００の撮像領域は横２ｍｍ×縦１ｍｍであり得る。

【0021】

前記使用者機器５００は、前記低倍率光学モジュール３００と高倍率光学モジュール４００の作動を制御し、低倍率イメージと高倍率イメージが受信されて保存、再生及び分析され、高倍率イメージから光学的特性値を抽出してこれを比較判断するもので、ディスプレイ画面と通信モジュールが含まれたコンピュータ、ノートパソコン、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＰＤＡ等の電子装置であり得る。前記使用者機器５００は、低倍率イメージと高倍率イメージを比較分析できる専用プログラムが設置される。前記光学的特性値は、ＲＧＢ値、ＹＵＶ値、ＨＳＢ値及びＬａｂ値から選択されたいずれか１つを使用することができる。ＲＧＢ値は赤色Ｒ、緑色Ｇ、青色Ｂを交ぜてイメージを表現する方式であり、イメージはピクセルと呼ばれる非常に小さい四角形が複数集まって作られ、各ピクセルは赤色、緑色、青色の組み合わせで作られ、赤色、緑色、青色それぞれは、０から２５５まで２５６段階の色を数字で表すことができる。例えば、ＲＧＢ（２５５，０，０）は赤色で表現され、ＲＧＢ（２５５，１００，０）は緑色が混ざった赤色で表現されることができる。ＹＵＶ値は、輝度信号Ｙ、輝度信号と青色成分の色差Ｕ、輝度信号と赤色成分の色差Ｖの３種の情報で色を表す方式であり、ＲＧＢ値とＹＵＶ値は定められた公式によって相互変換されることができる。ＨＳＢ値は色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｂを表した値であり、フォトショップ（登録商標）等のプログラムで主に使用する色情報の表記方式である。色相Ｈは０°～３６０°の範囲を有し、彩度Ｓは特定の色の最も濃い状態を１００％としたときの濃さの程度を表し彩度値０％は同じ明度の無彩色を表す。明度Ｂは、白色を１００％、黒を０％としたときの明るさの程度を表す。Ｌａｂ値は、ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ ｄ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）という国際標準カラー測定器具によって再確立されたカラー体系であり、同じ色であっても自分のモニターで見る色と別のモニターで見る色には微細な差異や深刻な差異を見せることがあるが、このような差異点を補完するために開発された色モデルである。一般的にＬ＊ａ＊ｂ＊と表記するが、Ｌ成分は明るさである明度（Ｌｕｍｉｎｏｓｉｔｙ）をいい、ａ成分は緑色と赤色の関係を意味し負の数の方へ行けば緑色、正の数の方へ行けば赤色を帯び、ｂ成分は青色と黄色の関係を意味し負の数の方へ行けば青色、正の数の方へ行けば黄色を帯びる。

【0022】

前記光学的特性値をＲＧＢ値で使用する場合、下記の層検出可能最大指数ＬＤＩ_ｍａｘ（Ｌａｙｅｒ Ｄｅｔｅｃｔａｂｌｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｉｎｄｅｘ）を計算して使用することができる。

【0023】

ＬＤＩ_ｍａｘ＝Ｒ_ｍａｘ×Ｇ_ｍａｘ×Ｂ_ｍａｘ
Ｒ_ｍａｘ：高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＲ成分値のうち最大値
Ｇ_ｍａｘ：高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＧ成分値のうち最大値
Ｂ_ｍａｘ：高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＢ成分値のうち最大値

【0024】

すなわち、高倍率イメージ撮像領域内には複数個のピクセルが存在する。例えば高倍率イメージ撮像領域内の横と縦のピクセル値は５００×５００ピクセルであり、各ピクセルごとに光学的特性値が抽出され、この中にＲ_ｍａｘ、Ｇ_ｍａｘ、Ｂ_ｍａｘを探して乗算すればＬＤＩ_ｍａｘが導出される。

【0025】

一般的に光源から試料１０に向けて照射された光は、異物によって反射されるか散乱されるが、カーボンブラック等一部の異物は光を吸収する性質を有する。このような場合、高倍率光学モジュール４００で撮像された試料の高倍率イメージで異物の光学的特性値が相対的に低く出るので、光学的特性値をＲＧＢで使用する場合、下記の層検出可能最小指数ＬＤＩ_ｍｉｎ（Ｌａｙｅｒ Ｄｅｔｅｃｔａｂｌｅ Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｉｎｄｅｘ）を計算して使用することができる。

【0026】

ＬＤＩ_ｍｉｎ＝Ｒ_ｍｉｎ×Ｇ_ｍｉｎ×Ｂ_ｍｉｎ
Ｒ_ｍｉｎ：高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＲ成分値のうち最小値
Ｇ_ｍｉｎ：高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＧ成分値のうち最小値
Ｂ_ｍｉｎ：高倍率イメージ撮像領域内のピクセルのＢ成分値のうち最小値

【0027】

すなわち、高倍率イメージ撮像領域内には複数個のピクセルが存在する。例えば高倍率イメージ撮像領域内の横と縦のピクセル値は５００×５００ピクセルであり、各ピクセルごとに光学的特性値が抽出され、この中にＲ_ｍｉｎ、Ｇ_ｍｉｎ、Ｂ_ｍｉｎを探して乗算すればＬＤＩ_ｍｉｎが導出される。

【0028】

このように、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分の各最大値または各最小値を乗じて計算された、相当に大きい数か小さい数に変換されたＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎを使用することにより、異物存在領域と異物の存在しない領域との光学的特性値に大きく差が出るようになり、異物が存在する層と深さ、異物の高さ等の検出の正確性が増加し、高倍率イメージ領域内のピクセルのうち一部にＲＧＢ値に係るエラーが発生するか、イメージセンサの一部に不良画素が発生するか、ノイズが発生したとしても、異物が存在する層と深さ、異物の高さを誤差なく把握することができる。上記でＬＤＩ_ｍａｘ及びＬＤＩ_ｍｉｎの導出時、ＲＧＢ値のみ適用して説明したが、ＹＵＶ値、ＨＳＢ値及びＬａｂ値も、高倍率イメージの撮像領域内の各ピクセルごとに抽出された光学的特性値を構成する各成分値のうちで最大値や最小値を乗算して本発明に適用することができるものである。

【0029】

前記使用者機器５００は、基準値保存部５１０、関心領域抽出部５２０、異物検出部５３０、座標決定部５４０、光学モジュール制御部５５０、光学的特性値抽出部５６０、基準面決定部５７０、異物分析部５８０、及び判定部５９０を含んでなることができる。

【0030】

前記基準値保存部５１０は、予め試料の上端面に対して高倍率光学モジュール４００が撮像した高倍率イメージから抽出された光学的特性値に対する試料上端面基準値の範囲と、予め試料１０に異物を含ませた後に前記高倍率光学モジュール４００が異物存在領域を撮像した高倍率イメージから抽出された光学的特性値に対する異物基準値の範囲が保存される。より詳細には、載物台１００に異物がない試料１０を載置させた後、高倍率光学モジュール４００を試料１０の上で手動で上下方向に移動させながら試料の上端面に焦点が合った時に試料１０の上端面の光学的特性値を抽出する。正確度を増加させるために、試料の上端面の複数個の地点に対して繰り返し光学的特性値を抽出する。このとき、高倍率光学モジュール４００で撮像された高倍率イメージの横と縦のピクセル値は予め定められるが、例えば高倍率イメージの横と縦のピクセル値は５００×５００ピクセルで、各ピクセルごとに光学的特性値が抽出され、ＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎを求めて試料の上端面基準値として決定することができる。また、試料の上端面の複数個の地点に対して繰り返し行えば試料の上端面の各撮像領域に対する光学的特性値が導出されて、試料上端面基準値の範囲が決定される。例えば、試料上端面基準値の範囲は、前記ＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎの範囲で基準値保存部５１０に保存されることができる。

【0031】

一定の大きさを有する特定の異物を試料１０に人為的に含ませた後、載物台１００に異物が含まれた試料１０を載置させた後、高倍率光学モジュール４００を異物座標領域の上で手動で上下方向に移動させながら異物に焦点が合った時に異物の光学的特性値を抽出する。このとき、高倍率光学モジュール４００で撮像された高倍率イメージの横と縦のピクセル値は予め定められるが、例えば高倍率イメージの横と縦のピクセル値は５００×５００ピクセルで、各ピクセルごとに光学的特性値が抽出され、ＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎを求めて異物基準値として決定することができる。また、異物を試料１０内のいくつかの深さに含ませて光学的特性値を抽出する作業を繰り返し行えば、異物座標領域に対する光学的特性値が導出されて、異物基準値の範囲が決定される。例えば異物基準値の範囲は、前記ＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎの範囲で基準値保存部５１０に保存されることができる。

【0032】

前記関心領域抽出部５２０は、低倍率光学モジュール３００で撮像された低倍率イメージから側光によって色のラインで表示される境界線Ｌで切り取って関心領域Ｒとして抽出する。最近、スマートフォン等のディスプレイ製品用の多層フィルムは、製品のベゼル縮小により検出領域がフィルム端まで拡大している。そこで、側光ユニット２００を利用して試料１０に向けて側光を照射し、低倍率光学モジュール３００で低倍率イメージを撮像すると、低倍率イメージで基材層１１と下側保護層１３の境界線Ｌが色のラインで表示されるため、前記関心領域抽出部５２０は、前記低倍率イメージで色のラインで表示される境界線Ｌに沿って関心領域Ｒを切り取って、関心領域Ｒに対してのみ異物を検出して確認することができる。

【0033】

前記異物検出部５３０は、低倍率光学モジュール３００が試料１０を撮像して転送した低倍率イメージから、側光ユニット２００から照射された側光による異物の光散乱を利用して異物を検出する。このとき、前記異物検出部５３０は、前記関心領域Ｒに対して異物を検出することができる。前記座標決定部５４０は、低倍率イメージから異物が検出された異物座標領域を導出し、高倍率光学モジュール４００の撮像領域を異物座標領域とマッチングさせ、異物座標領域と隣接した異物のない隣接座標領域を決定する。一例として、前記座標決定部５４０は、広域の低倍率イメージで載物台１００上の異物座標領域を導出した後、高倍率光学モジュール４００の狭い撮像領域を異物座標領域と一致させ、前記異物座標領域と隣接した領域中で異物のない隣接座標領域を決定すると、光学モジュール制御部５５０が高倍率駆動ユニット４１０に制御信号を転送して、高倍率光学モジュール４００が隣接座標領域に移動するようにする。

【0034】

前記光学モジュール制御部５５０は、低倍率光学モジュール３００と高倍率光学モジュール４００の作動を制御するもので、低倍率駆動ユニット３１０に制御信号を転送して低倍率光学モジュール３００が上下方向に移動できるように制御したり、高倍率駆動ユニット４１０に制御信号を転送して高倍率光学モジュール４００が異物座標領域または異物座標領域と隣接した異物のない隣接座標領域に移動するようにｘ軸、ｙ軸方向に制御し、低倍率光学モジュール３００と高倍率光学モジュール４００がイメージを撮像するように制御する。前記光学モジュール制御部５５０は、隣接座標領域で高倍率駆動ユニット４１０を制御して、高倍率光学モジュール４００が一定の数値分ずつ、一例として０．１μｍずつｚ軸方向に移動しながら高倍率イメージを連続的に撮像するようにし、基準面決定部５７０によって基準面Ｓが決定されたら、高倍率駆動ユニット４１０を制御して高倍率光学モジュール４００が基準面Ｓに沿って隣接座標領域から異物座標領域に水平移動するようにした後、異物座標領域で高倍率駆動ユニット４１０を制御して高倍率光学モジュール４００が基準面Ｓから一定の数値分ずつ、一例として０．１μｍずつｚ軸方向に下降しながら高倍率イメージを連続的に撮像するようにする。

【0035】

前記光学的特性値抽出部５６０は、高倍率光学モジュール４００で撮像されて受信された高倍率イメージから光学的特性値を抽出する。このとき、前記光学的特性値抽出部５６０は、抽出された光学的特性値から前記ＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎを演算して使用することができる。

【0036】

前記基準面決定部５７０は、異物座標領域と隣接した異物のない隣接座標領域で高倍率光学モジュール４００が連続的に撮像して転送した高倍率イメージから前記光学的特性値抽出部５６０が抽出した光学的特性値を、前記基準値保存部５１０に保存された試料上端面基準値の範囲とリアルタイムで比較して、試料上端面基準値の範囲に含まれる光学的特性値が抽出された高倍率イメージを撮像した時の高倍率光学モジュール４００の位置を基準面Ｓとして決定する。例えば、前記光学的特性値抽出部５６０が高倍率イメージから抽出して演算したＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎが、試料上端面基準値の範囲に含まれる時の高倍率光学モジュール４００下端部の高さを基準面Ｓとして決定する。図４ａを参考にすると、前記基準面Ｓは、高倍率光学モジュール４００が試料の上端面に対して焦点が合う位置であり、基準面Ｓと試料の上端面の距離を基準距離 と定義する。これは、高倍率光学モジュール４００が試料の上端面に対する焦点を自動で合わせることができないので、試料の上端面の光学的特性値に対する試料上端面基準値の範囲を事前に予め抽出して保存しておき、試料１０を検査するときの基準面Ｓの決定時に隣接座標領域で撮像された高倍率イメージから抽出される光学的特性値を試料上端面基準値の範囲と比較して基準面Ｓを決定するのである。

【0037】

前記基準面決定部５７０で基準面Ｓを決定した後、図４ｂのように、前記光学モジュール制御部５５０が高倍率駆動ユニット４１０を制御して高倍率光学モジュール４００が基準面Ｓに沿って隣接座標領域から異物座標領域に水平移動するようにした後に、前記異物分析部５８０は、高倍率光学モジュール４００が異物Ｆの含まれた異物座標領域で一定の数値分ずつ、一例として０．１μｍずつｚ軸方向に下降しながら試料１０の全体厚さにわたって焦点距離を維持しつつ連続撮像して転送した高倍率イメージから前記光学的特性値抽出部５６０が抽出した光学的特性値を、前記基準値保存部５１０に保存された異物基準値の範囲とリアルタイムで比較する。そして、異物基準値の範囲に含まれる光学的特性値が抽出された高倍率イメージを撮像した時の高倍率光学モジュール４００の基準面Ｓから下降した垂直距離を計算すれば、試料の上端面から異物が存在する深さと同一になるため、試料内の異物存在深さｄを確認することができる。例えば、前記光学的特性値抽出部５６０が高倍率イメージから抽出して演算したＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎが異物基準値の範囲に含まれる時の高倍率光学モジュール４００の基準面Ｓから下降した垂直距離を計算して、異物存在深さｄを確認することができる。このとき、前記光学モジュール制御部５５０は、高倍率駆動ユニット４１０を制御して高倍率光学モジュール４００が下降しながら試料１０の全体厚さにわたって撮像が行われるようにすることが好ましい。

【0038】

試料１０に含まれた異物Ｆは高さを有しており、異物の高さｈに該当する範囲に対して撮像された複数個の高倍率イメージから光学的特性値を抽出すれば、全て異物基準値の範囲に含まれ得る。したがって、前記異物分析部５８０は、異物座標領域で高倍率光学モジュール４００が下降しながら連続的に撮像した高倍率イメージから抽出された光学的特性値が、異物基準値の範囲に該当し始めた高倍率光学モジュール４００が下降した開始位置と、異物基準値の範囲に最後に該当した高倍率光学モジュール４００が下降した終了位置の間の垂直距離を演算して異物Ｆの高さｈを判断することができ、これにより異物Ｆが試料１０内のどの程度の深さ領域にわたって存在するかを確認することができる。一例として、前記開示位置が基準面Ｓから４μｍで、前記終了位置が基準面Ｓから９μｍであれば、異物Ｆの高さｈは５μｍと判断することができる。

【0039】

異物Ｆの高さｈに該当する範囲に対して撮像された複数個の高倍率イメージから抽出されて演算されたＬＤＩ_ｍａｘの分布は、図５ａのように示されることができ、ＬＤＩ_ｍｉｎの分布は図５ｂのように示されることができる。図５ａは、本発明で光を反射する性質を有する異物が含まれた試料１０の上端面からの深さｔによるＬＤＩ_ｍａｘの分布を概略的に示したグラフで、図５ｂは、本発明で光を吸収する性質を有する異物が含まれた試料１０の上端面からの深さｔによるＬＤＩ_ｍｉｎ分布を概略的に示したグラフである。図５ａを参考にすると、光を反射する性質を有する異物の場合、異物の中心部でＬＤＩ_ｍａｘが最大となり、図５ｂを参考にすると、光を吸収する性質を有する異物の場合、異物の中心部で光学的特性値ＬＤＩ_ｍｉｎが最小となることを確認することができる。

【0040】

一方、試料１０に複数個の異物が存在するとき、載物台１００に載置された試料１０がベンディングされず平たい場合には、１つの基準面Ｓのみ決定した後、前記基準面Ｓを基準として各異物座標領域ごとに高倍率光学モジュール４００で高倍率イメージを連続撮影して各異物存在深さｄと各異物の高さｈ等に対する分析を繰り返し行えばよいが、載物台１００に載置された試料１０が屈曲を有してベンディングされた状態である場合には、各異物ごとに基準面Ｓを別途に決定して各異物分析に適用しなければならない。例えば、図６を参考にすると、ベンディングされている試料１０において、異物Ｆ１は試料の上端面と焦点距離 １となる高倍率光学モジュール４００の高さが基準面Ｓ１であり、異物Ｆ２は試料の上端面と焦点距離 ２となる高倍率光学モジュール４００の高さが基準面Ｓ２となり、異物分析部５８０は、異物Ｆ１に対する異物存在深さ判断時には、基準面Ｓ１から下降した垂直距離を計算し、異物Ｆ２に対する異物存在深さ判断時には、基準面Ｓ２から下降した垂直距離を計算する。

【0041】

前記判定部５９０は、異物存在深さｄがどの層にあるか、またはどの位置であるかによって、試料１０が正常品であるか不良品であるか判定することができる。ＯＣＡフィルムのような試料１０で異物が上側保護層１２と下側保護層１３に存在する場合には使用が可能な正常品と判定し、異物が基材層１１に存在する場合には使用できない不良品と判定する。これとともに、前記判定部５９０は、前記異物分析部５８０で分析された異物の高さｈを共に考慮して判定することができる。

【0042】

一例として、ＯＣＡフィルムからなる試料１０の全体厚さが４０μｍで、この中に基材層１１の厚さが両面の粘着面を含んで２０μｍであり、上側保護層１２と下側保護層１３がそれぞれ１０μｍである場合、異物存在深さｄが試料の上端面から４μｍであれば、異物が上側保護層１２に存在するため一旦は試料１０を正常品と判定することができるが、異物の高さを考慮しなければ判定にエラーが発生し得る。したがって、異物の高さｈが３μｍであれば基材層１１に影響を与えないため正常品と判定し、異物の高さｈが６μｍ以上であれば異物が基材層１１と接していて基材層１１に移る可能性があるか上側保護層１２と基材層１１にわたって存在するため不良品と判定する。

【0043】

前記異物分析部５８０は、前記低倍率イメージで検出された異物間の距離を測定することができ、前記判定部５９０は、検出された異物の大きさと異物間の距離の遠近を判定に考慮することができる。例えば、低倍率光学モジュール３００で撮像された低倍率イメージで複数個の異物が検出される場合、前記異物分析部５８０は、異物存在深さｄと異物の高さｈを求めながら、検出された異物の大きさを基準値と比較し、検出された異物間の距離を測定することができる。これによって、多層フィルムからなる試料１０で、異物が基材層１１に存在しながらも異物の大きさが基準値以下であり異物間の距離が基準距離より遠く離れている場合には、品質に悪い影響を与えないものと判断して正常品と判定することができ、異物が基材層１１に存在しながら異物の大きさが基準値以下であるが異物間の距離が基準距離より近く集まっている場合には、品質に悪い影響を与えるものと判断して不良品と判定することができる。

【0044】

異物種類分析機を高倍率光学モジュール４００に連結設置して試料１０に含まれた異物の種類を分析することができる。例えば、前記高倍率光学モジュール４００にラマン分光器（Ｒａｍａｎ ｓｐｅｃｔｒｏｐｈｏｔｏｍｅｔｅｒ）、ＦＴ－ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等を連結設置すれば、異物の種類を分析することができる。異物種類分析機の異物分析は、既に公知となった技術であるため、詳しい説明は省略する。

【0045】

以下で、図７ａ及び図７ｂを参考にして、本発明のフィルム異物高速自動検出装置の作動について一実施例を介して簡略に説明する。

【0046】

試料１０はＯＣＡフィルムを使用し、全体厚さが４０μｍで、このうち基材層１１の厚さが両面の粘着面を含んで２０μｍであり、上側保護層１２と下側保護層１３がそれぞれ１０μｍである。光学的特性値は、ＲＧＢ値からＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎを計算して使用する。上述したように試験を介して前記ＯＣＡフィルムについて予め導出しておいた試料上端面基準値の範囲と異物基準値の範囲が基準値保存部５１０に保存されており、このとき、これらの値はＬＤＩ_ｍａｘまたはＬＤＩ_ｍｉｎで計算されて保存される。

【0047】

一例として、ＯＣＡフィルムの異物のない試料の上端面に対して、高倍率光学モジュール４００で手動で焦点を合わせて撮像した高倍率イメージ内の各ピクセルごとに抽出したＲＧＢ値のうちから、Ｒ_ｍａｘ＝１９０、Ｇ_ｍａｘ＝１９０、Ｂ_ｍａｘ＝１００が抽出され、ＤＩ_ｍａｘ＝３，６１０，０００となる。このような手順を試料の上端面の複数個の地点に対して繰り返し行って３，５００，６５８≦ＬＤＩ_ｍａｘ≦３，７２１，０６２の試料上端面基準値の範囲が導出された。

【0048】

また、５μｍの大きさを有して光を反射する性質を有する異物を、ＯＣＡフィルムの基材層１１と上側保護層１２間に人為的に含ませた後、異物座標領域に対して高倍率光学モジュール４００で手動で焦点を合わせて撮像した高倍率イメージ内の各ピクセルごとに抽出したＲＧＢ値のうちから、Ｒ_ｍａｘ＝２５０、Ｇ_ｍａｘ＝２５０、Ｂ_ｍａｘ＝１５０が抽出され、ＬＤＩ_ｍａｘ＝９，３７５，０００となる。また前記異物をＯＣＡフィルムのいくつかの位置に含ませて、このような手順を繰り返し行って９，１０２，５９２≦ＬＤＩ_ｍａｘの異物基準値の範囲が導出された。

【0049】

また、５μｍの大きさを有して光を吸収する性質を有する異物を、ＯＣＡフィルムの基材層１１と上側保護層１２間に人為的に含ませた後、異物座標領域に対して高倍率光学モジュール４００で手動で焦点を合わせて撮像した高倍率イメージ内の各ピクセルごとに抽出したＲＧＢ値のうちから、Ｒ_ｍｉｎ＝１２５、Ｇ_ｍｉｎ＝１２５、Ｂｍｉｍ＝６０が抽出され、ＬＤＩ_ｍｉｎ＝９３７，５００となる。またこのような手順を、前記異物をＯＣＡフィルムのいくつかの位置に含ませて繰り返し行ってＬＤＩ_ｍｉｎ≦９９２，１２４の異物基準値の範囲が導出された。

【0050】

まず、載物台１００の上にＯＣＡフィルムの試料１０を載置させ、複数個の側光ユニット２００の照明をつけ、低倍率光学モジュール３００が横２００ｍｍ×縦１５０ｍｍの広域の撮像領域で試料１０に対する低倍率イメージを撮像して、使用者機器５００に転送する。光学モジュール制御部５５０は、低倍率駆動ユニット３１０に信号を送って低倍率光学モジュール３００を上下方向に駆動制御しながら試料１０に合わせて撮像領域を調節することもできる。このとき、高倍率光学モジュール４００は、低倍率光学モジュール３００の視野外で待機する。関心領域抽出部５２０が、低倍率イメージから、側光ユニット２００から照射された側光によって反射して光のラインで表示された境界線Ｌに沿って関心領域Ｒを切り取って抽出する。異物検出部５３０は、低倍率イメージの関心領域Ｒ内で側光ユニット２００から照射された側光による異物の光散乱を利用して異物を検出する。

【0051】

座標決定部５４０は、関心領域Ｒで異物が検出された異物座標領域を導出し、高倍率光学モジュール４００の撮像領域を異物座標領域とマッチングさせ、異物座標領域と隣接した試料１０の領域の中で異物がない隣接座標領域を探して決定する。

【0052】

光学モジュール制御部５５０は、高倍率駆動ユニット４１０に信号を転送して、低倍率光学モジュール３００の視野外で待機中だった高倍率光学モジュール４００が隣接座標領域に移動するように、ｘ軸、ｙ軸方向に駆動制御した後、直光ユニット４２０をつけ、隣接座標領域から高倍率光学モジュール４００が０．１μｍずつｚ軸方向に移動しながら高倍率イメージを連続撮像するように制御し、撮像された高倍率イメージは使用者機器５００に転送される。

【0053】

光学的特性値抽出部５６０は、前記高倍率イメージからＲＧＢ値を抽出してＬＤＩ_ｍａｘを演算し、基準面決定部５７０は、高倍率イメージから導出されたＬＤＩ_ｍａｘが試料上端面基準値の範囲（３，５００，６５８≦ＬＤＩ_ｍａｘ≦３，７２１，０６２）に含まれる時の高倍率光学モジュール４００が位置した高さを基準面Ｓに決定する。次に、光学モジュール制御部５５０は、高倍率駆動ユニット４１０を制御して、高倍率光学モジュール４００が前記基準面Ｓに沿って隣接座標領域から異物座標領域に水平移動するようにする。

【0054】

そして、光学モジュール制御部５５０は、高倍率駆動ユニット４１０に信号を送って高倍率光学モジュール４００が直光ユニット４２０をつけ異物座標領域で０．１μｍずつｚ軸方向に下降しながら試料１０の全体厚さにわたって高倍率イメージを連続撮像するように制御し、撮像された高倍率イメージは使用者機器５００に転送される。

【0055】

光学的特性値抽出部５６０は、前記高倍率イメージからＲＧＢ値を抽出してＬＤＩ_ｍａｘを演算し、異物分析部５８０は、高倍率イメージから導出されたＬＤＩ_ｍａｘが異物基準値の範囲（９，１０２，５９２≦ＬＤＩ_ｍａｘ）に含まれる時の高倍率光学モジュール４００の基準面Ｓから下降した垂直距離を計算して異物存在深さｄを導出する。例えば、ある高倍率イメージからＬＤＩ_ｍａｘが９，１１４，１４７と導出されたとき、その時の高倍率光学モジュール４００が基準面Ｓから下降した垂直距離が４μｍであれば異物存在深さｄは試料の上端面から４μｍと判断することができ、このような場合、異物が上側保護層１２に存在するため、判定部５９０は試料１０に対して使用可能な正常品と判定することができる。

【0056】

ただし、異物分析部５８０は、高倍率イメージから導出されたＬＤＩ_ｍａｘが異物基準値の範囲（９，１０２，５９２≦ＬＤＩ_ｍａｘ）に複数回含まれるものと分析される場合、異物基準値の範囲に該当し始めた高倍率光学モジュール４００の開示位置と、異物基準値の範囲に最後に該当した高倍率光学モジュール４００の終了位置との間の垂直距離を演算して、異物の高さｈを判断することができる。例えば、高倍率光学モジュール４００が基準面Ｓから下降した垂直距離が４μｍの時に高倍率イメージから導出されたＬＤＩ_ｍａｘが初めて異物基準値の範囲に含まれ、その後高倍率光学モジュール４００が継続して下降しながら連続撮像した高倍率イメージから導出されたＬＤＩ_ｍａｘが異物基準値の範囲に継続して含まれていながら、高倍率光学モジュール４００が基準面Ｓから下降した垂直距離が１０μｍの時に高倍率イメージから導出されたＬＤＩ_ｍａｘが最後に異物基準値の範囲に含まれたなら、異物高さｈは、１０μｍ－４μｍ＝６μｍとなり、このような場合、異物が上側保護層１２に存在するが、基材層１１と接していて試料１０使用時に上側保護層１２を除去するとき異物が基材層１１に移る可能性があるため不良品と判定する。

【0057】

また、カーボンブラック等の光を吸収する性質を有する異物が含まれた試料１０の場合、これを予め確認することができないため、本発明は上述したように、まず光学的特性値をＬＤＩ_ｍａｘで適用してから、予め保存されたＬＤＩ_ｍａｘに対する異物基準値の範囲に含まれない場合、次の順序で光学的特性値をＬＤＩ_ｍｉｎで適用すれば、ＬＤＩ_ｍｉｎに対する異物基準値の範囲に含まれるようになって異物に対する分析が可能になるのである。例えば、ある高倍率イメージからＬＤＩ_ｍｉｎが９１５，１２０と導出されたとき、異物基準値の範囲（ＬＤＩ_ｍｉｎ≦９９２，１２４）に該当し、そのときの高倍率光学モジュール４００が基準面Ｓから下降した垂直距離が３５μｍであれば、異物存在深さｄは試料の上端面から３５μｍと判断することができ、このような場合、異物が下側保護層１３に存在するため、判定部５９０は試料１０に対して使用可能な正常品と判定することができる。

【産業上の利用可能性】

【0058】

本発明のフィルム異物高速自動検出装置は、低倍率光学モジュールで撮像された光散乱イメージで試料に含まれた異物を検出することができ、高倍率光学モジュールを試料の異物座標領域に移動させて異物の形、カラー、大きさ、光学的特性値を確認することができ、試料を損傷させず試料内の異物が存在する層と深さ、異物の高さを確認して製品の使用可否を迅速に判定することができ、異物分析機を連結して異物の種類も把握することができるため、産業上の利用可能性がある。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5a】

【図5b】

【図6】

【図7a】

【図7b】

【国際調査報告】