JP2016085171A - アレイ物検査用照明装置、アレイ物検査装置およびアレイ物検査用導光板 - Google Patents
アレイ物検査用照明装置、アレイ物検査装置およびアレイ物検査用導光板 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】アレイ物における個々の物をより均一に照明でき、暗視野照明を可能とするアレイ物検査用照明装置、これを用いたアレイ物検査装置およびこれに用いられるアレイ物検査用導光板を提供する。【解決手段】アレイ物検査用照明装置LMaは、複数の所定の物をアレイ状に備えるアレイ物SPaを照明する装置であって、所定の光を放射する光源部と、光源部から放射された光が入射され、この入射された光を導光する導光板2aとを備え、導光板2aは、当該導光板2aの面拡がり方向に沿った仮想面と交差し、入射されて導光されている光を当該導光板2aから外部へ射出する射出面を持つ射出部21aを備え、射出部21aは、所定の物を囲む大きさで導光板2aに設定された互いに異なる複数の区画領域における各輪郭線の各上方にそれぞれ形成される。【選択図】図1
Description
本発明は、複数の所定の物をアレイ状に備えるアレイ物を検査するアレイ物検査装置に用いられるアレイ物検査用照明装置、前記アレイ物検査装置、および、このアレイ物検査用照明装置(アレイ物検査装置)に用いられるアレイ物検査用導光板に関する。
一般に、検査対象である被検査物における欠陥や異物の混入等の被検査物の異常を発見するために、被検査物を観察して検査する外観検査を実行することがある。この場合、被検査物を照明装置で照明することが多い。このような照明装置の1つとして、例えば、特許文献1に開示された検査用照明装置がある。
この特許文献1に開示された検査用照明装置は、底面部に開口部を有するハウジングと、ハウジングに配置された円形状を含む多角形状の導光板と、導光板の端面部に選択的に配置され、導光板に光を導入するための光源部とを具備し、前記導光板の、ハウジングの非開口部側における上面部には複数の凹部が互いに交差するようなパターンに配置されており、かつ凹部の導光板内面部分にはハーフミラー的な作用を呈するように構成されている。前記特許文献1によれば、このような構成の検査用照明装置では、導光板に入射された光は、導光板内で反射を繰り返しながら前記複数の凹部で導光板の下面方向に反射されて垂直下方に射出され、検査用照明装置の下方に配置された被検査物を照明する。
ところで、一般に、被検査物を検査する場合に、一度に多数の被検査物を検査するために、複数の被検査物がアレイ状に配置される場合がある。あるいは、被検査物自体が複数の素子をアレイ状に持つ場合もある。このような複数の所定の物をアレイ状に備えるアレイ物を外観から外観検査するために、アレイ物を例えば前記特許文献1に開示された検査用照明装置等の照明装置で照明すると、アレイ物における互いに隣接する前記所定の物同士が影響(干渉)し合うために、個々の前記物を充分に照明し難い。例えば、複数のレンズをアレイ状に備えるレンズアレイ(アレイレンズ)や複数のプリズムをアレイ状に備えるプリズムアレイ(アレイプリズム)等の光学素子アレイを照明する場合、個々のレンズやプリズム等における凹凸形状の影響で、隣接するレンズやプリズム等の陰によって個々のレンズやプリズム等に相対的に暗い部分が生じたり、隣接するレンズやプリズム等での反射によって個々のレンズやプリズム等に相対的に明るい部分が生じたりする。このため、個々の前記物に照明ムラが生じ、均一に照明することが難しい。あるいは、個々の前記物全体を検査するために、部分ごとに適宜な照度で照明するべく、アレイ物の移動が必要となる。
また、表面に付着した異物等の発見には、一般に、明視野照明よりも暗視野照明が好ましい。しかしながら、前記特許文献1に開示された検査用照明装置は、導光板から垂直下方に光を射出しているため、明視野照明しか実現できない。
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、アレイ物における個々の物をより均一に照明でき、暗視野照明を可能とするアレイ物検査用照明装置、これを用いたアレイ物検査装置、および、このアレイ物検査用照明装置(アレイ物検査装置)に用いられるアレイ物検査用導光板を提供することである。
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかるアレイ物検査用照明装置は、複数の所定の物をアレイ状に備えるアレイ物を照明するアレイ物検査用照明装置であって、所定の光を放射する光源部と、前記光源部から放射された光が入射され、前記入射された光を導光する導光板とを備え、前記導光板は、当該導光板の面拡がり方向に沿った仮想面と交差し、前記入射されて導光されている前記光を当該導光板から外部へ射出する射出面を持つ射出部を備え、前記射出部は、前記所定の物を囲む大きさで前記導光板に設定された互いに異なる複数の区画領域における各輪郭線の各上方にそれぞれ形成されることを特徴とする。前記所定の物を囲む大きさとは、好ましくは、導光板をアレイ物に重ねてその積層方向から見込んだ平面視にて、区画領域に前記所定の物を内包する、もしくは同じ大きさである。
このようなアレイ物検査用照明装置は、アレイ物における所定の物を囲む大きさで導光板に設定された互いに異なる複数の区画領域における各輪郭線の各上方にそれぞれ形成される射出部を備えるので、アレイ物における個々の前記物に対し、前記物の周囲から光を照明できる。このため、上記アレイ物検査用照明装置は、アレイ物における個々の物をより均一に照明できる。そして、この射出部は、導光板の面拡がり方向に沿った仮想面と交差する射出面を持つので、前記仮想面に対し斜め方向に光を射出できる。このため、上記アレイ物検査用照明装置は、アレイ物における個々の前記物に対し、斜め方向から光を照明でき、したがって、暗視野照明が可能となる。
また、他の一態様では、上述のアレイ物検査用照明装置において、前記複数の区画領域における各輪郭形状は、円形状、楕円形状、長円形状、多角形形状のうちのいずれかであり、前記射出部は、前記複数の区画領域における各輪郭線の各上方に連続的にまたは離散的にそれぞれ形成されることを特徴とする。前記離散的に形成される射出部は、複数の十字形状で形成されることが好ましく、あるいは、ドット形状(点形状、柱形状、錐形状)で形成されることが好ましい。
これによれば、複数の区画領域における各輪郭形状が円形状である場合には、アレイ物における個々の前記物の輪郭形状が円形状である当該アレイ物の照明に適したアレイ物検査用照明装置を提供できる。また、複数の区画領域における各輪郭形状が楕円形状である場合には、アレイ物における個々の前記物の輪郭形状が楕円形状である当該アレイ物の照明に適したアレイ物検査用照明装置を提供できる。また、複数の区画領域における各輪郭形状が長円形状である場合には、アレイ物における個々の前記物の輪郭形状が長円形状である当該アレイ物の照明に適したアレイ物検査用照明装置を提供できる。また、複数の区画領域における各輪郭形状が多角形形状である場合には、アレイ物における個々の前記物の輪郭形状が多角形形状である当該アレイ物の照明に適したアレイ物検査用照明装置を提供できる。そして、射出部が連続的に形成されている場合には、上記アレイ物検査用照明装置は、アレイ物における個々の前記物に対し、その全周囲から光を照明でき、したがって、より明るく照明できる。また、射出部が離散的に形成されている場合には、射出部の加工形成がし易い。
また、他の一態様では、これら上述のアレイ物検査用照明装置において、前記射出部は、前記導光板における前記アレイ物に対向する主面上に形成されることを特徴とする。
導光板におけるアレイ物に対向する主面にさらに対向する面(前記主面が導光板の表面である場合には導光板の裏面)上に射出部が形成される場合、導光板を介してアレイ物を照明することになり、導光板で散乱されてしまう。一方、上記アレイ物検査用照明装置は、導光板における前記アレイ物に対向する主面上に形成された射出部を備えるので、射出部から射出された時点の射出方向(前記斜め方向)を維持して直接的にアレイ物を照明できるから、効果的に暗視野照明を実現できる。
また、他の一態様では、これら上述のアレイ物検査用照明装置において、前記光源部は、前記所定の光を発光して放射する発光部と、前記発光部から放射される前記所定の光における光量および色のうちの少なくともいずれかを制御する光制御部とを備えることを特徴とする。
このようなアレイ物検査用照明装置は、所定の光における光量および色のうちの少なくともいずれかを制御する光制御部を備えるので、上記アレイ物検査用照明装置は、コントラストの判り易い好適な光量や色に調整でき、また、例えば表面に付着した異物(ゴミ)や傷等の外観検査の対象に応じて好適な、あるいは、例えば個々の前記物の各表面にコーティング(例えば反射防止コーティング等)の施されたアレイ物等の被検査物に応じて好適な、光量や色を調整できる。
また、他の一態様では、これら上述のアレイ物検査用照明装置において、前記導光板は、互いに対向する1対の第1および第2主面を備え、前記入射された光を前記第1および第2主面間で導光し、前記区画領域内に設けられ前記第1および第2主面間を貫通する開口部をさらに備えることを特徴とする。前記開口部は、前記複数の区画領域それぞれに設けられて良く、また、前記複数の区画領域の一部に設けられても良い。
このようなアレイ物検査用照明装置は、前記区画領域内に設けられた開口部を備えるので、この開口部を介して直接的に、アレイ物における前記所定の物を観察可能とする。したがって、導光板における異物(ゴミ)の付着や、第1および第2主面の面精度(歪み)等に、影響されることなく、上記アレイ物検査用照明装置は、アレイ物における前記所定の物を観察可能とする。
また、他の一態様では、これら上述のアレイ物検査用照明装置において、前記光源部は、前記所定の光を発光して放射する発光ダイオードを備えることを特徴とする。
このようなアレイ物検査用照明装置は、発光ダイオード(LED)を備える光源部を備えるので、水銀ランプやハロゲンランプ等を備える光源部に較べて発熱を少なくでき、発光をより早く安定化できる。
また、他の一態様では、これら上述のアレイ物検査用照明装置において、前記仮想面と直交する直交方向に沿って前記アレイ物および前記導光板を相対的に移動する移動機構をさらに備えることを特徴とする。
このようなアレイ物検査用照明装置は、仮想面と直交する直交方向に沿って導光板を移動する移動機構を備えるので、導光板とアレイ物との間の距離を適宜に調整することによって、暗視野照明と明視野照明とを択一的に実行できる。すなわち、導光板とアレイ物との間の距離が第1切替距離以下となるように導光板とアレイ物とを近接させると、上述したように、アレイ物における個々の前記物に対し、斜め方向から光が照明され、暗視野照明が可能となる。一方、導光板とアレイ物との間の距離が前記第1切替距離より長くなるように、導光板とアレイ物とを離間させると、アレイ物における個々の前記物に対し、略上方から光が照明され、明視野照明が可能となる。
また、他の一態様では、これら上述のアレイ物検査用照明装置において、前記光源部は、球状殻の一部の形状で形成された球状殻本体と、前記球状殻本体の内部に配置され、前記所定の光を発光して放射する発光部とを備えることを特徴とする。好ましくは、球状殻本体の内側面には、例えば硫酸バリウム等を主材料とする、入射光を拡散反射する拡散反射層が形成される。
このようなアレイ物検査用照明装置は、市販のいわゆるドーム型照明装置を光源部に利用できる。
また、他の一態様では、上述のアレイ物検査用照明装置において、前記仮想面と直交する直交方向に沿って前記光源部および前記導光板を相対的に移動する移動機構をさらに備えることを特徴とする。
このようなアレイ物検査用照明装置は、仮想面と直交する直交方向に沿って光源部および導光板のうちのいずれか一方を移動する移動機構を備えるので、光源部と導光板との間の距離、あるいは、導光板とアレイ物との間の距離を適宜に調整することによって、暗視野照明と明視野照明とを択一的に実行できる。すなわち、光源部と導光板との間の距離が第2切替距離以下になるように、光源部と導光板とを近接させると、光源部から放射された光は、導光板の側面から入射されることになり、上述したように、アレイ物における個々の前記物に対し、斜め方向から光が照明され、暗視野照明が可能となる。一方、光源部と導光板との間の距離が前記第2切替距離より長くなるように、光源部と導光板とを離間させると、アレイ物における個々の前記物に対し、導光板を介して略上方から光が照明され、明視野照明が可能となる。また、導光板とアレイ物との間の距離の切替は、上述と同様である。
そして、本発明の他の一態様にかかるアレイ物検査装置は、複数の所定の物をアレイ状に備える被検査物のアレイ物を照明するアレイ物検査用照明部と、前記アレイ物の光学像を撮像する撮像部と、前記撮像部で撮像した前記アレイ物の画像に基づいて前記アレイ物の異常を検出する検出処理部とを備え、前記アレイ物検査用照明部は、これら上述のいずれかのアレイ物検査用照明装置であることを特徴とする。
このようなアレイ物検査装置は、これら上述のいずれかのアレイ物検査用照明装置を用いるので、アレイ物における個々の物をより均一に照明でき、暗視野照明を可能とする。
そして、本発明の他の一態様では、これらいずれかのアレイ物検査用照明装置、または、上述のアレイ物検査装置に用いられるアレイ物検査用導光板である。好ましくは、本発明の他の一態様にかかるアレイ物検査用導光板は、複数の所定の物をアレイ状に備えるアレイ物を照明するアレイ物検査用照明装置、または、前記アレイ物を検査するアレイ物検査装置に用いられるアレイ物検査用導光板であって、当該導光板の面拡がり方向に沿った仮想面と交差し、入射されて導光されている光を当該導光板から外部へ射出する射出面を持つ射出部を備え、前記射出部は、前記所定の物を囲む大きさで前記導光板に設定された互いに異なる複数の区画領域における各輪郭線の各上方にそれぞれ形成される。
このようなアレイ物検査用導光板は、アレイ物における個々の物をより均一に照明でき、暗視野照明を可能とする。
本発明にかかるアレイ物検査用照明装置は、アレイ物における個々の物をより均一に照明でき、暗視野照明を可能とする。そして、本発明によれば、これを用いたアレイ物検査装置、および、このアレイ物検査用照明装置(アレイ物検査装置)に用いられるアレイ物検査用導光板を提供できる。
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
本実施形態におけるアレイ物検査装置は、複数の所定の物を一次元または二次元のアレイ状に備えるアレイ物を照明するアレイ物検査用照明装置を用い、前記アレイ物の異常の有無を検査する装置である。前記所定の物は、種々の物であって良く、例えば、比較的小さいサイズの同種または異種の被検査物であって良く、また例えば、同種または異種の機能を持つ素子(部品)であって良い。同種の被検査物として、一例では、血液や体液等の検体、化学物質および薬剤等が挙げられる。また、同種の素子として、一例では、光学素子および電子部品等が挙げられる。入射された光に所定の作用を及ぼして射出する前記光学素子として、一例では、ミラー、プリズム、光学フィルタ、レンズおよび回折格子等が挙げられる。異種の素子として、一例では、プリズムおよびレンズ等のように互いに異なる機能を持つ光学素子等が挙げられる。
そして、前記アレイ物検査用照明装置は、所定の光を放射する光源部と、前記光源部から放射された光が入射され、前記入射された光を導光する導光板(アレイ物検査用導光板)とを備える。前記導光板は、当該導光板の面拡がり方向に沿った仮想面と交差し、前記入射されて導光されている前記光を当該導光板から外部へ射出する射出面を持つ射出部を備え、前記射出部は、前記所定の物を囲む大きさで前記導光板に設定された互いに異なる複数の区画領域における各輪郭線の各上方にそれぞれ形成される。前記所定の物を囲む大きさとは、好ましくは、導光板をアレイ物に重ねてその積層方向から見込んだ平面視にて、区画領域に前記所定の物を内包する、もしくは同じ大きさである。
以下、このようなアレイ物検査用照明装置を用いたアレイ物検査装置について、一例の第1および第2実施形態によって、より具体的に説明し、そして、これら第1および第2実施形態における各アレイ物検査装置(アレイ物検査用照明装置)に利用される一例の第1ないし第8態様の各導光板について、より具体的に説明する。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMaの構成について説明する。図1は、第1実施形態におけるアレイ物検査装置の構成を示す図である。図1(A)は、暗視野照明の場合を示し、図1(B)は、明視野照明の場合を示す。図2は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第1態様の導光板の構成を示す斜視図である。
まず、第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMaの構成について説明する。図1は、第1実施形態におけるアレイ物検査装置の構成を示す図である。図1(A)は、暗視野照明の場合を示し、図1(B)は、明視野照明の場合を示す。図2は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第1態様の導光板の構成を示す斜視図である。
図1および図2において、第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、光源部1aと、導光板2aと、移動部3と、撮像部4と、制御処理部5とを備え、図1および図2に示す例では、さらに、入力部6と、出力部7と、インターフェース部(IF部)8とを備える。なお、導光板2aは、アレイ物検査用導光板の一例に相当し、光源部1aおよび導光板2aは、アレイ物検査用照明装置LMaの一例に相当し、図1および図2に示す例では、アレイ物検査用照明装置LMaさらに、移動部3および制御処理部5における後述の制御部51も備えている。
光源部1aは、制御処理部5に接続され、制御処理部5の制御に従って、所定の光を放射する装置である。光源部1aは、その放射した前記所定の光を、導光板2aにおける所定の箇所から入射する。例えば、光源部1aは、前記所定の光を、導光板の2aの側面における全部または一部から入射する。より具体的には、導光板2aは、後述するように平面視にて矩形形状(正方形形状を含む)であるので、光源部1aは、前記所定の光を、4個の側面全部(リング照明でもよい)または1個の側面から入射してもよいが、本実施形態では、4個の側面のうちの互いに隣接する2個の側面から入射する。このため、光源部1aは、図2に示すように、2個の第1および第2光源部1a−1、1a−2を備えている。
そして、本実施形態では、光源部1a(1a−1、1a−2)は、前記所定の光を発光して放射する発光部11aと、発光部11aから放射される前記所定の光における光量および色のうちの少なくともいずれかを制御する光制御部とを備える。より具体的には、前記光制御部は、制御処理部5に機能的に構成された、後述の制御部51である。また、第1光源部1a−1は、導光板2aの厚さよりも幅広な第1回路基板12a−1上に、所定の距離を空けて互いに離間するように搭載された第1および第2発光部11a−1、11a−2を備え、第1および第2発光部11a−1、11a−2は、制御処理部5に接続される。同様に、第2光源部1a−2は、導光板2aの厚さよりも幅広な第2回路基板12a−2上に、所定の距離を空けて互いに離間するように搭載された第3および第4発光部11a−3、11a−4を備え、第3および第4発光部11a−3、11a−4は、制御処理部5に接続される。第1ないし第4発光部11a−1〜11a−4は、それぞれ、例えば水銀ランプやハロゲンランプやキセノンランプ等であっても良いが、本実施形態では、発光ダイオード(LED)およびその周辺回路(駆動回路)を備えて構成される。第1ないし第4発光部11a−1〜11a−4は、それぞれ、1個の色の光のみを発光するように、1種類のLED(例えば、緑色の光を発光するG−LEDや、また例えば白色光を発光するW−LED等)のみを備えて構成され、その光量のみが制御されても良いが、本実施形態では、可視光の範囲で発光色を制御できるように、複数の種類のLED、例えば、赤色の光を発光するR−LEDと、緑色の光を発光するG−LEDと、青色の光を発光するB−LEDと、白色光を発光するW−LEDとを備えて構成される。そして、これら第1ないし第4発光部11a−1〜11a−4は、制御処理部5に接続され、制御部51の制御に従った光量および色で発光する。なお、第1ないし第4発光部11a−1〜11a−4は、それぞれ、可視光に代え、または、可視光に追加して、他の波長の光、例えば、赤外光を発光しても良い。この場合、第4発光部11a−1〜11a−4は、それぞれ、赤外光を発光するIR−LEDを備える。
導光板2aは、光源部1aから放射された光が入射され、この入射された光を導光する装置である。より具体的には、導光板2aは、所定の間隔を空けて互いに対向する1対の第1および第2主面SFa−1、SFa−2(表面SFa−1および裏面SFa−2)を持つ、平面視にて矩形形状(正方形形状を含む)の板状体であり、前記所定の光を透過可能な材料、例えば無機ガラスや樹脂材料で形成される。なお、導光板2aは、平面視にて矩形形状に限定されるものではなく、他の形状、例えば、三角形や六角形等の多角形形状や円形状等であっても良い。前記樹脂材料として、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート等の有機ガラスが挙げられる。前記平面視にて矩形形状の板状体である導光板2aの一側面には、図2に示すように、上述の第1光源部1a−1が、その第1および第2発光部11a−1、11a−2で発光された前記所定の光を入射可能に配設され、前記一側面に隣接する隣接側面には、上述の第2光源部1a−2が、その第3および第4発光部11a−3、11a−4で発光された前記所定の光を入射可能に配設される。なお、第1および第2発光部11a−1、11a−2それぞれで発光した各光を導光板2aにより効率よく入射させるために、前記一側面における第1および第2発光部11a−1、11a−2それぞれに対応する各位置には、図1に示すように、第1および第2発光部11a−1、11a−2それぞれを嵌め込む各凹所がそれぞれ形成されて良い。同様に、第3および第4発光部11a−3、11a−4それぞれで発光した各光を導光板2aにより効率よく入射させるために、前記隣接側面における第3および第4発光部11a−3、11a−4それぞれに対応する各位置には、第3および第4発光部11a−3、11a−4それぞれを嵌め込む各凹所がそれぞれ形成されて良い。また、導光板2aに入射された各光をより効率よく利用するために、前記一側面に対向する第1他側面には、前記所定の光を反射する第1反射層が形成されて良く、同様に、前記隣接側面に対向する第2他側面には、前記所定の光を反射する第2反射層が形成されて良い。さらに、第1および第2回路基板12a−1、12a−2それぞれにも、回路部分等を除いた形成可能な箇所に、前記所定の光を反射する第3反射層が形成されて良い。第1および第2光源部1a−1、1a−2それぞれから放射され導光板2aに前記一側面および前記隣接側面それぞれから入射された前記所定の各光は、第1および第2主面SFa−1、SFa−2間で反射、好ましくは全反射を繰り返し、導光板2aの面拡がり方向へ導光される。
そして、導光板2aは、当該導光板2aの面拡がり方向に沿った仮想面と交差し、前記入射されて導光されている前記所定の光を当該導光板2aから外部へ射出する射出面を持つ射出部21aを備える。前記仮想面は、本実施形態では、第1および第2主面が互いに平行であるので、第1主面(第2主面)に平行な面である。この射出部21aは、検査対象である被検査物としてのアレイ物SPaにおける前記所定の物を囲む大きさで導光板2aに設定された互いに異なる複数の区画領域ARaにおける各輪郭線の各上方にそれぞれ形成される。
より具体的には、一例として、図2に示すように、平面視にて円形状の輪郭形状を持つ複数の素子ELaを互いに所定の第1間隔を空けて2次元アレイ状に配列したアレイ物SPaを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaである場合、第1態様としての導光板2aは、次のように構成される。
複数の区画領域ARaは、前記素子ELaの輪郭形状に対応して、前記素子ELaの輪郭形状より大きい大きさの平面視にて円形状で導光板2aに、前記複数の素子ELaの配置態様に対応して、互いに離間するように互いに所定の第2間隔を空けて2次元アレイ状に設定される。そして、これら複数の区画領域ARaそれぞれに対応して、これら複数の区画領域ARaにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21aが連続的にまたは離散的に形成される。図2に示す例では、複数の射出部21aは、それぞれ、導光板2aにおけるアレイ物SPaと対向(正対)する第1主面SFa−1上に、平面視にて円形状の溝条または突条で連続的に形成される(環状の溝または環状の凸部)。これら複数の射出部21aそれぞれにおける各溝条または各突条は、その少なくとも1個の側面が導光板2aの面拡がり方向に沿った仮想面、この例では第1主面SFa−1と交差するように形成され、前記1個の側面が射出面となる。例えば、これら各溝条または各突条は、断面V字形状となるように互いに交差する2個のテーパ状の側面を持つ凹部または突部で形成され、テーパ状の2個の各側面がそれぞれ射出面となる。また例えば、これら各溝条または各突条は、断面C字形状となるように湾曲した凹部または凸部で形成され、この湾曲した曲面が射出面となる。また例えば、これら各溝条または各突条は、断面U字形状となるように前記仮想面に直交して互いに離間した平行な2個の側面を持ち底部または頂部の稜線が例えばR面取りまたはC面取りされた凹部または突部で形成され、面取り部分のR面(曲面)またはC面(平面)がそれぞれ射出面となる。これら複数の射出部21aは、機械加工、レーザ加工、印刷加工および化学処理加工等の加工方法で形成される。前記射出面は、好ましくは、ランダムな細かい凹凸を有する粗面となるように形成され、導光板2a内で導光されている光を散乱で射出する。
図2に示す例では、アレイ物SPaは、4個の凸レンズELa−11〜ELa−22を互いに離間するように互いに所定の第1間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列したレンズアレイである。これに対応して導光板2aの第1主面SFa−1上には、互いに離間するように互いに所定の第2間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列された4個の円形状の区画領域ARa−11〜ARa−22が凸レンズELaの輪郭を囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARa−11〜ARa−22における円形状(環状)の各輪郭線に沿って連続的に断面V字状の4個の溝条が4個の射出部21a−11〜21a−22として形成されている。
移動部3は、制御処理部5に接続され、制御処理部5の制御に従って、前記仮想面と直交する直交方向(Z方向)に沿ってアレイ物SPaおよび導光板2aを相対的に移動する移動機構である。移動部3は、例えば、アレイ物SPaをZ方向に移動することによって、Z方向に沿ってそれらを相対的に移動する移動機構であって良く、また例えば、アレイ物SPaおよび導光板2aそれぞれをZ方向に移動することによって、Z方向に沿ってそれらを相対的に移動する移動機構であって良いが、本実施形態では、導光板2aをZ方向に移動することによって、Z方向に沿ってそれらを相対的に移動する移動機構である。より具体的には、移動部3は、例えばチャック機構等を持ち導光板2aに係合して導光板2aを保持する保持アームと、前記保持アームをZ方向に案内(ガイド)する例えばレール等の案内部材と、前記保持アームを前記案内部材の案内に従ってZ方向に駆動する、例えばモータおよび減衰機構等を持つ駆動部とを備える。移動部3は、本実施形態では、Z方向だけなく、導光板2aの面拡がり方向(X方向およびY方向の各方向)にも導光板2aを移動可能に構成されており、例えば、XYZステージを備えて構成される。これによって射出部21a直下は、観察し難いが、XY平面内で移動することで可能となる。互いに直交するX方向およびY方向は、図1に示すように、X方向に沿う直線とY方向に沿う直線とによって形成される平面(XY平面)の法線がZ方向に沿うように設定される。
撮像部4は、制御処理部5に接続され、制御処理部5の制御に従って、アレイ物SPaの光学像を撮像してアレイ物SPaの画像データを生成する装置である。撮像部4は、その光軸がZ方向に沿うように配置される。撮像部4は、このアレイ物SPaの画像データを制御処理部5へ出力する。撮像部4は、例えば、アレイ物SPaの光学像を所定の結像面上に結像する結像光学系、および、前記結像面に受光面を一致させて配置され、前記アレイ物SPaの光学像を電気的な信号に変換するイメージセンサ等を備えて構成される。
入力部6は、制御処理部5に接続され、例えば、アレイ物SPaの測定を指示するコマンド等の各種コマンド、および、例えばアレイ物SPaにおける識別子(例えば被検査物の整理番号等)の入力等の測定する上で必要な各種データをアレイ物検査装置CMaに入力する機器であり、例えば、所定の機能を割り付けられた複数の入力スイッチや、キーボードや、マウス等である。出力部7は、制御処理部5に接続され、制御処理部5の制御に従って、入力部6から入力されたコマンドやデータ、および、アレイ物検査装置CMaによって測定されたアレイ物SPaの測定結果(例えば、アレイ物SPaの画像、異常の有無および認識した異常の場所)を出力する機器であり、例えばCRTディスプレイ、LCDおよび有機ELディスプレイ等の表示装置やプリンタ等の印刷装置等である。
なお、入力部6および出力部7からタッチパネルが構成されてもよい。このタッチパネルを構成する場合において、入力部6は、例えば抵抗膜方式や静電容量方式等の操作位置を検出して入力する位置入力装置であり、出力部7は、表示装置である。このタッチパネルでは、表示装置の表示面上に位置入力装置が設けられ、表示装置に入力可能な1または複数の入力内容の候補が表示され、ユーザが、入力したい入力内容を表示した表示位置を触れると、位置入力装置によってその位置が検出され、検出された位置に表示された表示内容がユーザの操作入力内容としてアレイ物検査装置CMaに入力される。このようなタッチパネルでは、ユーザは、入力操作を直感的に理解し易いので、ユーザにとって取り扱い易いアレイ物検査装置CMaが提供される。
IF部8は、制御処理部5に接続され、制御処理部5の制御に従って、外部機器との間でデータの入出力を行う回路であり、例えば、シリアル通信方式であるRS−232Cのインターフェース回路、Bluetooth(登録商標)規格を用いたインターフェース回路、IrDA(Infrared Data Asscoiation)規格等の赤外線通信を行うインターフェース回路、および、USB(Universal Serial Bus)規格を用いたインターフェース回路等である。
制御処理部5は、アレイ物検査装置CMaの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するための回路である。制御処理部5は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、メモリおよびそれら周辺回路を備えたマイクロコンピュータを備えて構成される。制御処理部5には、プログラムを実行することによって、制御部51および検出処理部52が機能的に構成される。
制御部51は、アレイ物検査装置CMaの各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御するためのものである。制御部51は、発光部11aから放射される前記所定の光における光量および色のうちの少なくともいずれかを制御する光制御部としても機能し、本実施形態では、第1ないし第4発光部11a−1〜11a−4を制御することによって光量および発光色を制御する。そして、制御部51は、暗視野照明と明視野照明とを切り替えて暗視野照明と明視野照明とを択一的に実行するために、移動部3を制御することによって導光板2aとアレイ物SPaとの間隔hを制御する照明切替制御部としても機能する。より具体的には、制御部51は、入力部6から暗視野照明の指示を受け付けると、暗視野照明を実行するべく、図1(A)に示すように、導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離hが第1切替距離h0以下の予め設定された所定の距離h1に設定されるように、移動部3を介して導光板2aを移動する。制御部51は、入力部6から明視野照明の指示を受け付けると、明視野照明を実行するべく、図1(B)に示すように、導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離hが第1切替距離h0より長い予め設定された所定の距離h2に設定されるように、移動部3を介して導光板2aを移動する。第1切替距離h0は、上述のように構成された導光板2aによって暗視野照明と明視野照明とが相互に切り替わる距離であり、区画領域ARaの大きさに対する個々の前記物ELaの大きさ(区画領域ARaの大きさと個々の前記物ELaの大きさとの比)、射出部21aにおける射出面の形状や粗さ等の面状態、および、個々の前記物ELaにおける表面形状の曲率等に基づいて規定される。なお、制御部51は、導光板2aを前記所定の距離h1または距離h2に設定後に、撮像部4によって得られたアレイ物SPaの画像における輝度値(例えば画像全体の平均輝度値や画像における予め設定された所定の領域での平均輝度値等)に基づいて、より適切な暗視野照明(最も暗くなる距離)またはより適切な明視野照明(最も明るくなる距離)となるように、導光板2aを移動部3を介して微調整しても良い。
検出処理部52は、撮像部4で撮像したアレイ物SPaの画像に基づいてアレイ物SPaの異常を検出するものである。アレイ物SPaの異常は、正常な状態のアレイ物SPaには見られない性状であり、例えば、表面や内部の傷および異形等の欠陥、ならびに、表面や内部のゴミ等の異物の存在等である。より具体的には、検出処理部52は、撮像部4で撮像したアレイ物SPaの画像に対し、例えば、所定の色を抽出する色抽出処理、グラデーションがある場合に輝度を等化してグラデーションの無い状態に補正するグラデーション補正処理および輪郭を強調する輪郭強調処理等の画像処理を実行し、所定の画像領域を検出するために画素値(輝度値)を予め設定された所定の閾値thで2値化する2値化処理を実行し、前記所定の画像領域の有無によってアレイ物SPaの異常の有無を判定し、アレイ物SPaの異常を検出する。
次に、第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMaの動作について説明する。図3は、第1実施形態におけるアレイ物検査装置の動作を示すフローチャートである。
まず、ユーザ(オペレータ)によって図略の電源スイッチがオンされると、制御処理部5は、必要な各部の初期化を実行し、プログラムの実行によって、制御処理部5には、制御部51および検出処理部52が機能的に構成される。ユーザによって、検査したい被検査物のアレイ物SPaが導光板2aに正対するように、アレイ物検査装置CMaにセットされる。そして、図3において、ユーザによって暗視野照明または明視野照明が設定される(S1)。例えば、ユーザによって入力部6から暗視野照明の指示を受け付けると、制御部51は、移動部3を制御して導光板2aをZ方向に移動することによって、図1(A)に示すように、導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離hを前記所定の距離h1に設定する。また例えば、ユーザによって入力部6から明視野照明の指示を受け付けると、制御部51は、移動部3を制御して導光板2aをZ方向に移動することによって、図1(B)に示すように、導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離hを前記所定の距離h2に設定する。
導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離hを設定すると、制御部51は、第1および第2光源部1a−1、1a−1を制御し、第1ないし第4発光部11a−1〜11a−4を発光させ、アレイ物SPaを照明する(S2)。すなわち、第1ないし第4発光部11a−1〜11a−4で発光された光は、導光板2aに前記一側面および前記隣接側面それぞれから入射され、第1および第2主面SFa−1、SFa−2間で反射を繰り返し、導光板2aの面拡がり方向へ導光される。このように導光板2a内を伝播している光は、射出部21aに到達すると、その射出面で散乱され、前記仮想面に対し斜め方向で導光板2aから外部へ射出される。射出部21aによって導光板2aから射出された光は、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し、前記物ELaの周囲から照明する。したがって、アレイ物SPaにおける個々の物ELaは、より均一に照明される。そして、暗視野照明の設定されている場合では、図1(A)に示すように、導光板2aから斜めに射出された光は、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し斜め方向から入射する。したがって、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaが暗視野照明で照明される。一方、明視野照明の設定されている場合では、図1(B)に示すように、導光板2aから斜めに射出された光は、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し略上方から入射する。したがって、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaが明視野照明で照明される。
アレイ物SPaの照明中に、制御部51は、撮像部4を制御し、撮像部4によってアレイ物SPaを撮像し、アレイ物SPaの画像を取得する(S3)。
アレイ物SPaの画像を取得すると、検出処理部52は、撮像部4で撮像したアレイ物SPaの画像に基づいてアレイ物SPaの異常を検出する(S4)。
そして、制御部51は、撮像部4で取得したアレイ物SPaの画像および検出処理部52の検出結果を出力部7へ出力し(S5)、処理を終了する。なお、制御部51は、必要に応じて、アレイ物SPaの画像および検出処理部52の検出結果をIF部8を介して図略の外部機器へ出力しても良い。
以上説明したように、本実施形態におけるアレイ物検査装置CMa(アレイ物検査用照明装置LMaおよびアレイ物検査用導光板としての導光板2aを含む、以下、同じ)は、アレイ物SPaにおける所定の物ELaを囲む大きさで導光板2aに設定された互いに異なる複数の区画領域ARaにおける各輪郭線の各上方にそれぞれ形成される射出部21aを備えるので、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し、前記物ELaの周囲から光を照明できる。このため、上記アレイ物検査装置CMaは、アレイ物SPaにおける個々の物ELaをより均一に照明でき、より精度の高い外観検査を一括で実施できる。そして、この射出部21aは、導光板2aの面拡がり方向に沿った仮想面と交差する射出面を持つので、前記仮想面に対し斜め方向に光を射出できる。このため、上記アレイ物検査装置CMaは、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し、斜め方向から光を照明でき、したがって、暗視野照明が可能となる。
本実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、複数の区画領域ARaにおける各輪郭形状が円形状であるので、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaの輪郭形状が円形状である当該アレイ物SPaの照明に適している。
また、仮に、導光板2aにおけるアレイ物SPaに対向する第1主面SFa−1にさらに対向する第2主面SFa−2面上に射出部21aが形成される場合、導光板2aを介してアレイ物SPaを照明することになり、導光板2aで散乱されてしまう。しかしながら、本実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、導光板2aにおけるアレイ物SPaに対向する第1主面SFa−1上に形成された射出部21aを備えるので、射出部21aから射出された時点の射出方向(前記斜め方向)を維持して直接的にアレイ物SPaを照明できるから、効果的に暗視野照明を実現できる。
本実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、所定の光における光量および色を制御する光制御部として機能する制御部51を備えるので、例えば入力部6を介したユーザの入力指示によって、コントラストの判り易い好適な光量や色に調整でき、また、例えば表面に付着した異物(ゴミ)や傷等の外観検査の対象に応じて好適な、あるいは、例えば個々の前記物ELaの各表面にコーティング(例えば反射防止コーティング等)の施されたアレイ物SPa等の被検査物に応じて好適な、光量や色を調整できる。
本実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、発光ダイオード(LED)を備える光源部1aを備えるので、水銀ランプやハロゲンランプ等を備える光源部に較べて発熱を少なくでき、発光をより早く安定化できる。
本実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、仮想面と直交する直交方向(Z方向)に沿って導光板2aを移動する移動部3を備えるので、導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離を適宜に調整することによって、暗視野照明と明視野照明とを択一的に実行できる。このため、本実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、暗視野照明と明視野照明とを適宜に切り替えることによって種々の種類の異常を検出できる。
なお、上述の第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、円形状の区画領域ARaに対応した円形状の射出部21aを持つ導光板2aを備えたが、これに限定されるものではなく、楕円形状、長円形状および多角形形状等の区画領域ARに対応した楕円形状、長円形状および多角形形状等の射出部21を持つ導光板2であっても良い。より具体的には、第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMaは、次の第2ないし第8態様の導光板2b〜2hのいずれかを備えて構成されても良い。なお、後述の第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMbもこれら第1ないし第8態様の導光板2a〜2hのいずれかを備えて構成される。
図4は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第2態様の導光板の構成を示す斜視図である。図5は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第3態様の導光板の構成を示す斜視図である。図6は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第4態様の導光板の構成を示す斜視図である。図7は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第5態様の導光板の構成を示す斜視図である。図8は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第6態様の導光板の構成を示す斜視図である。図9は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第7態様の導光板の構成を示す斜視図である。図10は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第7態様の導光板の構成を示す断面図である。図11は、第1実施形態のアレイ物検査装置における主に第8態様の導光板の構成を示す斜視図である。なお、図6ないし図8には、区画領域ARd〜ARfの境界線が一点鎖線の仮想線で示されている。
第2態様の導光板2bは、図4に示すように、平面視にて矩形形状(正方形形状を含む。)の輪郭形状を持つ複数の素子ELbを互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第3間隔を空けて2次元アレイ状に配列したアレイ物SPbを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaに用いられる。この第2態様の導光板2bは、次のように構成される。
複数の区画領域ARbは、前記素子ELbの輪郭形状に対応して、前記素子ELbの輪郭形状より大きい大きさの平面視にて矩形形状で導光板2bに、前記複数の素子ELbの配置態様に対応して、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第4間隔を空けて2次元アレイ状に設定される。そして、これら複数の区画領域ARbそれぞれに対応して、これら複数の区画領域ARbにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21bが連続的に形成される。図4に示す例では、複数の射出部21bは、それぞれ、導光板2bにおけるアレイ物SPbと対向する第1主面SFb−1上に、平面視にて矩形形状の溝条で連続的に形成される。これら複数の射出部21bそれぞれにおける各溝条は、断面V字形状となるように互いに交差する2個のテーパ状の側面を持つ凹部で形成され、テーパ状の2個の各側面がそれぞれ射出面となる。前記射出面は、後述の第3ないし第8態様も同様に、好ましくは、ランダムな細かい凹凸を有する粗面となるように形成され、導光板2b内で導光されている光を散乱で射出する。
図4に示す例では、アレイ物SPbは、4個の四角錐プリズムELb−11〜ELb−22を互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第3間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列したプリズムアレイである。これに対応して導光板2bの第1主面SFb−1上には、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第4間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列された4個の正方形形状の区画領域ARb−11〜ARb−22が、四角錐プリズムELbの輪郭を囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARb−11〜ARb−22における正方形形状の各輪郭線に沿って連続的に断面V字状の平面視にて格子状(田字状)の溝条が4個の射出部21b−11〜21b−22として形成されている。互いに隣接する射出部21b−11〜21b−22同士では、前記溝状が共通とされている。
このような第2態様の導光板2bでは、複数の区画領域ARbにおける各輪郭形状が矩形形状であるので、アレイ物SPbにおける個々の前記物ELbの輪郭形状が矩形形状である当該アレイ物SPbの照明に適している。また、射出部21bが連続的に形成されているので、アレイ物における個々の前記物ELbに対し、その全周囲から光を照明でき、したがって、より明るく照明できる。
第3態様の導光板2cは、図5に示すように、平面視にて長円形状の輪郭形状を持つ複数の素子ELcを互いに離間するように互いに所定の第5間隔を空けて2次元アレイ状に配列したアレイ物SPcを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaに用いられる。この第3態様の導光板2cは、次のように構成される。
複数の区画領域ARcは、前記素子ELcの輪郭形状に対応して、前記素子ELcの輪郭形状より大きい大きさの平面視にて長円形状で導光板2cに、前記複数の素子ELcの配置態様に対応して、互いに離間するように互いに所定の第6間隔を空けて2次元アレイ状に設定される。そして、これら複数の区画領域ARcそれぞれに対応して、これら複数の区画領域ARaにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21cが連続的に形成される。図5に示す例では、複数の射出部21cは、それぞれ、導光板2cにおけるアレイ物SPcと対向する第1主面SFc−1上に、平面視にて長円形状の溝条で連続的に形成される。これら複数の射出部21cそれぞれにおける各溝条は、断面V字形状となるように互いに交差する2個のテーパ状の側面を持つ凹部で形成され、テーパ状の2個の各側面がそれぞれ射出面となる。
図5に示す例では、アレイ物SPcは、4個のカプセル薬剤ELc−11〜ELc−22を互いに離間するように互いに所定の第5間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列したパッケージである。これに対応して導光板2cの第1主面SFc−1上には、互いに離間するように互いに所定の第6間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列された4個の長円形状の区画領域ARc−11〜ARc−22がカプセル薬剤ELcの輪郭を囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARc−11〜ARc−22における長円形状の各輪郭線に沿って連続的に断面V字状の4個の溝条が4個の射出部21c−11〜21c−22として形成されている。
このような第3態様の導光板2cでは、複数の区画領域ARbにおける各輪郭形状が長円形状であるので、アレイ物SPcにおける個々の前記物ELcの輪郭形状が長円形状である当該アレイ物SPcの照明に適している。また、射出部21cが連続的に形成されているので、アレイ物における個々の前記物ELcに対し、その全周囲から光を照明でき、したがって、より明るく照明できる。
第4態様の導光板2dは、図6に示すように、上述のアレイ物SPaを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaに用いられる。この第4態様の導光板2dは、次のように構成される。
複数の区画領域ARdは、前記素子ELaを囲む大きさの平面視にて矩形形状で導光板2dに、前記複数の素子ELaの配置態様に対応して、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第8間隔を空けて2次元アレイ状に設定される。そして、これら複数の区画領域ARdそれぞれに対応して、これら複数の区画領域ARbにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21dが離散的に形成される。図6に示す例では、複数の射出部21dは、それぞれ、導光板2dにおけるアレイ物SPaと対向する第1主面SFd−1上に、平面視にて十字状(X字状、クロス形状)の溝条で離散的に形成される。これら複数の射出部21dそれぞれにおける各溝条は、断面V字形状となるように互いに交差する2個のテーパ状の側面を持つ凹部で形成され、テーパ状の2個の各側面がそれぞれ射出面となる。
図6に示す例では、レンズアレイのアレイ物SPaに対応して導光板2dの第1主面SFd−1上には、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第8間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列された4個の正方形形状の区画領域ARd−11〜ARd−22が、レンズELaを囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARd−11〜ARd−22における正方形形状の各輪郭線の各頂点(四隅)に断面V字状の平面視にて十字状(クロス状)の溝条が4個の射出部21d−11〜21d−22として形成されている。互いに隣接する射出部21d−11〜21d−22同士では、前記十字状の溝状が共通とされている。
このような第4態様の導光板2dでは、射出部21dが離散的に形成されているので、射出部21dの加工形成がし易い。
第5態様の導光板2eは、図7に示すように、上述のアレイ物SPaを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaに用いられる。この第5態様の導光板2eは、次のように構成される。
複数の区画領域AReは、前記素子ELaを囲む大きさの平面視にて矩形形状で導光板2eに、前記複数の素子ELaの配置態様に対応して、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第10間隔を空けて2次元アレイ状に設定される。そして、これら複数の区画領域AReそれぞれに対応して、これら複数の区画領域AReにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21eが離散的に形成される。図7に示す例では、複数の射出部21eは、それぞれ、導光板2eにおけるアレイ物SPaと対向する第1主面SFe−1上に、平面視にてドット形状(点形状、柱形状、錐形状)、より具体的には前記仮想面と交差するテーパ状の側面を持つ円錐形状の凹部で離散的に形成され、テーパ状の側面が射出面となる。
図7に示す例では、レンズアレイのアレイ物SPaに対応して導光板2eの第1主面SFe−1上には、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第10間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列された4個の正方形形状の区画領域ARe−11〜ARe−22が、レンズELaを囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARe−11〜ARe−22における正方形形状の各輪郭線の各頂点(四隅)に断面V字状の円錐形状の凹部が4個の射出部21e−11〜21e−22として形成されている。互いに隣接する射出部21e−11〜21e−22同士では、前記円錐形状の凹部が共通とされている。
このような第5態様の導光板2eでは、射出部21eが離散的に形成されているので、射出部21eの加工形成がし易い。
第6態様の導光板2fは、図8に示すように、上述のアレイ物SPaを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaに用いられる。この第6態様の導光板2fは、次のように構成される。
複数の区画領域ARfは、前記素子ELaを囲む大きさの平面視にて矩形形状で導光板2fに、前記複数の素子ELaの配置態様に対応して、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第12間隔を空けて2次元アレイ状に設定される。そして、これら複数の区画領域ARfそれぞれに対応して、これら複数の区画領域ARfにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21fが離散的に形成される。図8に示す例では、複数の射出部21fは、それぞれ、導光板2fにおけるアレイ物SPaと対向する第1主面SFf−1上に、平面視にてドット形状、より具体的には前記仮想面と交差するようにR面取りされた先端を持つ円柱形状の突部で離散的に立設するように形成され、R面(曲面)が射出面となる。
図8に示す例では、レンズアレイのアレイ物SPaに対応して導光板2fの第1主面SFf−1上には、互いに隣接するように各中心位置が互いに所定の第12間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列された4個の正方形形状の区画領域ARf−11〜ARf−22が、レンズELaを囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARf−11〜ARf−22における正方形形状の各輪郭線の各頂点(四隅)にR面取りされた先端を持つ円柱形状の突部が4個の射出部21f−11〜21f−22として形成されている。互いに隣接する射出部21f−11〜21f−22同士では、前記円柱形状の突部が共通とされている。
このような第6態様の導光板2fでは、射出部21fが離散的に形成されているので、射出部21fの加工形成がし易い。また、射出部21fが突部になっていることから、射出部21fをZ軸方向でアレイ物SPaにより近づけられるため、より大きな角度から照明できるので、より暗視野照明化し易いという効果がある。
なお、上述では、射出部21fの先端は、R面とされたが、対応するアレイ物SPに向けた射出面を有する1〜4面のC面とされても良い。
第7態様の導光板2gは、図9および図10に示すように、上述のアレイ物SPaを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaに用いられる。この第7態様の導光板2gは、次のように構成される。
複数の区画領域ARgは、前記素子ELaの輪郭形状に対応して、前記素子ELaの輪郭形状より大きい大きさの平面視にて円形状で導光板2gに、前記複数の素子ELaの配置態様に対応して、互いに離間するように互いに所定の第14間隔を空けて2次元アレイ状に設定される。そして、これら複数の区画領域ARgそれぞれに対応して、これら複数の区画領域ARgにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21gが連続的に形成される。図9および図10に示す例では、複数の区画領域ARgには、それぞれ、その区画領域ARg内に、例えば円形状の区画領域ARgと同じ大きさ(この例では同じ直径)で第1および第2主面SFg−1、SFg−2を貫通する円柱形状の開口部22gが設けられ、第1主面SFg−1側の端部が周方向に連続的に前記仮想面と交差するようにC面取りされる。これによって、複数の区画領域ARgには、それぞれ、C面取りされたC面を射出面とする射出部21gが形成される。
図9および図10に示す例では、レンズアレイのアレイ物SPaに対応して導光板2gの第1主面SFg−1上には、互いに離間するように互いに所定の第14間隔を空けて2行2列で2次元アレイ状に配列された4個の円形状の区画領域ARg−11〜ARg−22が凸レンズELaの輪郭を囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARg−11〜ARg−22における円形状と同じ大きさで円柱形状の4個の開口部22g−11〜22g−22が設けられ、その第1主面SFg−1側の端部に周方向に沿って連続的にC面取りされて4個の射出部21g−11〜21g−22が形成されている。
なお、開口部22gは、複数の区画領域ARgの一部に設けられても良い。また射出部21gの射出面は、C面取りに代えてR面取りでも良い。
このような第7態様の導光板2gでは、複数の区画領域ARgにおける各輪郭形状が円形状であるので、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaの輪郭形状が円形状である当該アレイ物SPaの照明に適している。また、射出部21gが連続的に形成されているので、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し、その全周囲から光を照明でき、したがって、より明るく照明できる。そして、第7態様の導光板2gでは、区画領域ARg内に設けられた開口部22gを備えるので、この開口部22gを介して直接的に、アレイ物SPaにおける前記所定の物ELaを観察可能とする。したがって、導光板2gにおける異物(ゴミ)の付着や、第1および第2主面SFg−1、SFg−2の面精度(歪み)等に、影響されることなく、アレイ物SPaにおける前記所定の物ELaを観察可能とする。
第8態様の導光板2hは、図11に示すように、平面視にて円形状の輪郭形状を持つ複数の第1素子ELhおよび平面視にて矩形形状(正方形形状を含む。)の輪郭形状を持つ複数の第2素子ELhを、互いに離間するように互いに所定の第15間隔を空けて2次元アレイ状に配列したアレイ物SPhを好適な被検査物とするアレイ物検査装置CMaに用いられる。すなわち、アレイ物SPhは、互いに異なる輪郭形状を持つ複数の素子ELhを2次元アレイ状に配列したものである。この第8態様の導光板2hは、次のように構成される。
複数の区画領域ARhは、円形状の前記第1素子ELhの輪郭形状に対応して、前記第1素子ELhの輪郭形状より大きい大きさの平面視にて円形状で導光板2hに、前記複数の第1素子ELhの配置態様に対応して、互いに離間するように互いに所定の第16間隔を空けて2次元アレイ状に設定される第1領域、および、矩形形状の前記第2素子ELhの輪郭形状に対応して、前記第2素子ELhの輪郭形状より大きい大きさの平面視にて矩形形状で導光板2hに、前記複数の第2素子ELhの配置態様に対応して、互いに離間するように互いに前記第16間隔を空けて2次元アレイ状に設定される第2領域を備えて構成される。そして、これら複数の区画領域ARhそれぞれに対応して、これら複数の区画領域ARhにおける各輪郭線の各上方に、複数の射出部21hが連続的に形成される。図11に示す例では、複数の射出部21hは、それぞれ、導光板2hにおけるアレイ物SPhと対向する第1主面SFh−1上に、円形状の区画領域ARhでは平面視にて円形状の溝条で連続的に形成され、矩形形状の区画領域ARhでは平面視にて矩形形状の溝条で連続的に形成される。これら複数の射出部21hそれぞれにおける各溝条は、断面V字形状となるように互いに交差する2個のテーパ状の側面を持つ凹部で形成され、テーパ状の2個の各側面がそれぞれ射出面となる。
図11に示す例では、アレイ物SPhは、互いに離間するように互いに所定の第15間隔を空けた2行2列の2次元アレイ状の配列における1行1列および1行2列の各位置に位置する2個の凸レンズELh−11、ELh−12、および、前記配列における2行1列および2行2列の各位置に位置する2個の四角錐プリズムELh−21、ELh−22を備える光学素子アレイである。これに対応して導光板2hの第1主面SFh−1上には、互いに離間するように互いに所定の第16間隔を空けた2行2列の2次元アレイ状の配列における1行1列および1行2列の各位置に2個の円形状の区画領域ARh−11、ARh−12が、凸レンズELhの輪郭を囲む大きさで設定され、前記配列における2行1列および2行2列の各位置に2個の矩形形状の区画領域ARh−21、ARh−22が、四角錐プリズムELhの輪郭を囲む大きさで設定されている。これら各区画領域ARh−11〜ARh−22における各形状の各輪郭線に沿って連続的に断面V字状の平面視にて環状の溝条が4個の射出部21h−11〜21h−22として形成されている。
このような第8態様の導光板2hでは、複数の区画領域ARhにおける各輪郭形状が互いに異なる複数の形状であるので、アレイ物SPhにおける個々の前記物ELhの輪郭形状が互いに異なる複数の形状である当該アレイ物SPhの照明に適している。また、射出部21hが連続的に形成されているので、アレイ物における個々の前記物ELhに対し、その全周囲から光を照明でき、したがって、より明るく照明できる。
次に、別の実施形態について説明する。
(第2実施形態)
第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMa(アレイ物検査用照明装置LMa)は、導光板2(2a〜2h)の側面に配置された光源部1aを備えたが、第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMb(アレイ物検査用照明装置LMb)は、いわゆるドーム型の光源部1bを備えるものである。
第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMa(アレイ物検査用照明装置LMa)は、導光板2(2a〜2h)の側面に配置された光源部1aを備えたが、第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMb(アレイ物検査用照明装置LMb)は、いわゆるドーム型の光源部1bを備えるものである。
図12は、第2実施形態におけるアレイ物検査装置の一部構成を示す斜視図である。図12(A)は、暗視野照明の場合を示し、図12(B)は、明視野照明の場合を示す。図12には、第2実施形態のアレイ物検査装置CMbおよびアレイ物検査用照明装置LMbにおける導光板2aおよび光源部1bのみが図示され、他の構成の図示は、省略されている。
第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMbは、光源部1bと、導光板2aと、移動部9と、撮像部4と、制御処理部5とを備え、第1実施形態と同様に、さらに、入力部6と、出力部7と、IF部8とを備える。これら第2実施形態のアレイ物検査装置CMbにおける導光板2a、撮像部4、制御処理部5、入力部6、出力部7およびIF部8は、それぞれ、第1実施形態のアレイ物検査装置CMaにおける導光板2a、撮像部4、制御処理部5、入力部6、出力部7およびIF部8と同様であるので、その説明を省略する。
なお、導光板2aは、アレイ物検査用導光板の一例に相当し、光源部1bおよび導光板2aは、第2実施形態におけるアレイ物検査用照明装置LMbの一例に相当し、第1実施形態と同様に、さらに、移動部3および制御部51を備える。また、図12に示す例では、アレイ物SPaに対応して第1態様の導光板2aが用いられているが、第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMb(アレイ物検査用照明装置LMb)は、第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMa(アレイ物検査用照明装置LMa)と同様に、第2ないし第8態様の導光板2b〜2hを備えることが可能である。
光源部1bは、図12に示すように、球状殻の一部の形状で形成された球状殻本体12bと、球状殻本体12bの内部に配置され、前記所定の光を発光して放射する発光部11bとを備える。球状殻の球状は、例えば、真円を回転することによって得られる軌跡の形状である真球、楕円を回転することによって得られる軌跡の形状である楕円球、および、放物線を回転することによって得られる軌跡の形状であるパラボラ等である。球状殻本体12bの頂部には、導光板2aを介したアレイ物SPaの光学像を撮像部4に入射させるために、貫通開口が形成されている。球状殻本体12bの内側面には、例えば硫酸バリウム等を主材料とする、入射光を拡散反射する拡散反射層が形成されることが好ましい。そして、発光部11bは、第1実施形態の発光部11aと同様に、複数種類からなる複数のLEDを備え、これらLEDは、球状殻本体12bにおける開口した底部の内側面に、周方向に等間隔で配設されている。発光部11bは、制御処理部5に接続され、制御処理部5の制御に従った光量および色で発光する。
図略の移動部9は、制御処理部5に接続され、制御処理部5の制御に従って、前記仮想面と直交する直交方向(Z方向)に沿って光源部1bおよび導光板2aを相対的に移動する移動機構である。移動部9は、例えば、導光板2aをZ方向に移動することによって、Z方向に沿ってそれらを相対的に移動する移動機構であって良く、また例えば、光源部1bおよび導光板2aそれぞれをZ方向に移動することによって、Z方向に沿ってそれらを相対的に移動する移動機構であって良いが、本実施形態では、光源部1bをZ方向に移動することによって、Z方向に沿ってそれらを相対的に移動する移動機構である。より具体的には、移動部9は、光源部1bに固定されて光源部1bを支持する支持アームと、前記支持アームをZ方向に案内(ガイド)する例えばレール等の案内部材と、前記支持アームを前記案内部材の案内に従ってZ方向に駆動する、例えばモータおよび減衰機構等を持つ駆動部とを備える。
このようなアレイ物検査装置CMbでは、光源部1bと導光板2aとの間の距離が第2切替距離H0以下の予め設定された所定の距離H1に設定されるように、光源部1bと導光板2aとを近接させると、光源部1bから放射された光は、導光板2aの側面から入射されることになり、上述したように、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し、斜め方向から光が照明され、暗視野照明が可能となる。一方、光源部1bと導光板2aとの間の距離が前記第2切替距離H0より長い予め設定された所定の距離H2に設定されるように、光源部1bと導光板2aとを離間させると、アレイ物SPaにおける個々の前記物ELaに対し、導光板2aを介して略上方から光が照明され、明視野照明が可能となる。前記第2切替距離H0は、上述のように構成された導光板2aによって暗視野照明と明視野照明とが相互に切り替わる距離であり、第1切替距離h0と同様に、区画領域ARaの大きさに対する個々の前記物ELaの大きさ(区画領域ARaの大きさと個々の前記物ELaの大きさとの比)、射出部21aにおける射出面の形状や粗さ等の面状態、および、個々の前記物ELaにおける表面形状の曲率等に基づいて規定される。
このような第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMb(アレイ物検査用照明装置LMbおよびアレイ物検査用導光板としての導光板2aを含む、以下、同じ)は、第1実施形態におけるアレイ物検査装置CMaと同様な作用効果を奏する。そして、第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMbは、市販のいわゆるドーム型照明装置を光源部1bに利用できる。
第2実施形態におけるアレイ物検査装置CMbは、仮想面と直交する直交方向(Z方向)に沿って光源部1bを移動する移動部9を備えるので、光源部1bと導光板2aとの間の距離を適宜に調整することによって、暗視野照明と明視野照明とを択一的に実行できる。
なお、上述の第2実施形態では、光源部1bと導光板2aとの間の距離を切り換えることによって、暗視野照明と明視野照明とが択一的に実現されたが、光源部1bと導光板2aとの間の距離を固定して、第1実施形態と同様に、導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離を切り換えることによって、暗視野照明と明視野照明とが択一的に実現されてもよい。導光板2aとアレイ物SPaとの間の距離の切替は、上述と同様である。
また、上述の第1および第2実施形態では、アレイ物SPa〜SPc、SPhは、凸形状の前記所定の物ELa〜ELc、ELhを備えて構成されたが、これに限定されず、前記所定の物ELは、凹形状、凹凸形状、平面内部に曲面が形成された形状等であっても良い。
また、上述の第1および第2実施形態において、好ましくは、光源部1は、光源基板および導光板保持部の導光板下面より導光板射出面側への突出量を小さくして、導光板2をアレイ物SPに近接させた場合でも光源基板が邪魔にならないように構成される。
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
CMa、CMb アレイ物検査装置
LMa、LMb アレイ物検査用照明装置
SPa〜SPc、SPh アレイ物
1a、1b 光源部
2a〜2h 導光板
3、9 移動部
4 撮像部
5 制御処理部
51 制御部
52 検出処理部
LMa、LMb アレイ物検査用照明装置
SPa〜SPc、SPh アレイ物
1a、1b 光源部
2a〜2h 導光板
3、9 移動部
4 撮像部
5 制御処理部
51 制御部
52 検出処理部
Claims (11)
- 複数の所定の物をアレイ状に備えるアレイ物を照明するアレイ物検査用照明装置であって、
所定の光を放射する光源部と、
前記光源部から放射された光が入射され、前記入射された光を導光する導光板とを備え、
前記導光板は、当該導光板の面拡がり方向に沿った仮想面と交差し、前記入射されて導光されている前記光を当該導光板から外部へ射出する射出面を持つ射出部を備え、
前記射出部は、前記所定の物を囲む大きさで前記導光板に設定された互いに異なる複数の区画領域における各輪郭線の各上方にそれぞれ形成されること
を特徴とするアレイ物検査用照明装置。 - 前記複数の区画領域における各輪郭形状は、円形状、楕円形状、長円形状、多角形形状のうちのいずれかであり、
前記射出部は、前記複数の区画領域における各輪郭線の各上方に連続的にまたは離散的にそれぞれ形成されること
を特徴とする請求項1に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 前記射出部は、前記導光板における前記アレイ物に対向する主面上に形成されること
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 前記光源部は、前記所定の光を発光して放射する発光部と、前記発光部から放射される前記所定の光における光量および色のうちの少なくともいずれかを制御する光制御部とを備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 前記導光板は、互いに対向する1対の第1および第2主面を備え、前記入射された光を前記第1および第2主面間で導光し、前記区画領域内に設けられ前記第1および第2主面間を貫通する開口部をさらに備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 前記光源部は、前記所定の光を発光して放射する発光ダイオードを備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 前記仮想面と直交する直交方向に沿って前記アレイ物および前記導光板を相対的に移動する移動機構をさらに備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 前記光源部は、球状殻の一部の形状で形成された球状殻本体と、前記球状殻本体の内部に配置され、前記所定の光を発光して放射する発光部とを備えること
を特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 前記仮想面と直交する直交方向に沿って前記光源部および前記導光板を相対的に移動する移動機構をさらに備えること
を特徴とする請求項8に記載のアレイ物検査用照明装置。 - 複数の所定の物をアレイ状に備える被検査物のアレイ物を照明するアレイ物検査用照明部と、
前記アレイ物の光学像を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した前記アレイ物の画像に基づいて前記アレイ物の異常を検出する検出処理部とを備え、
前記アレイ物検査用照明部は、請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のアレイ物検査用照明装置であること
を特徴とするアレイ物検査装置。 - 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載のアレイ物検査用照明装置、または、請求項10に記載のアレイ物検査装置に用いられるアレイ物検査用導光板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014219543A JP2016085171A (ja) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | アレイ物検査用照明装置、アレイ物検査装置およびアレイ物検査用導光板 |
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| JP2014219543A JP2016085171A (ja) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | アレイ物検査用照明装置、アレイ物検査装置およびアレイ物検査用導光板 |
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| JP2016085171A true JP2016085171A (ja) | 2016-05-19 |
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| JP2014219543A Pending JP2016085171A (ja) | 2014-10-28 | 2014-10-28 | アレイ物検査用照明装置、アレイ物検査装置およびアレイ物検査用導光板 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019111821A1 (ja) * | 2017-12-04 | 2019-06-13 | 株式会社 イマック | 検査用照明装置 |
| WO2021085726A1 (ko) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | (주)엘파인 | 조명을 이용한 검사 장치 |
-
2014
- 2014-10-28 JP JP2014219543A patent/JP2016085171A/ja active Pending
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