外観検査用投光装置
【課題】大型の基板に小型の照明光学系で照明光を照射して外観検査を行う。
【解決手段】観察系本体に支持したガラス基板へマクロ照明光を照射する照明系本体１を設置する。照明系本体１は、マクロ照明光源２からの照明光を第１反射ミラー３及び第２反射ミラー４で反射させ、フレネルレンズ５で集光させてガラス基板を照射する。照明系本体１は移動ユニット２１の移動部２４に設けた揺動軸３１に揺動可能に支持させる。揺動ユニット３０によって照明系本体１を揺動軸３１回りに揺動させることで、ガラス基板に照射するマクロ照明光を揺動させる。移動ユニット２１で照明系本体１を揺動軸３１と共にその長手方向に移動させる。これによってガラス基板上の照明光を略直交する二方向に走査できる。
【解決手段】観察系本体に支持したガラス基板へマクロ照明光を照射する照明系本体１を設置する。照明系本体１は、マクロ照明光源２からの照明光を第１反射ミラー３及び第２反射ミラー４で反射させ、フレネルレンズ５で集光させてガラス基板を照射する。照明系本体１は移動ユニット２１の移動部２４に設けた揺動軸３１に揺動可能に支持させる。揺動ユニット３０によって照明系本体１を揺動軸３１回りに揺動させることで、ガラス基板に照射するマクロ照明光を揺動させる。移動ユニット２１で照明系本体１を揺動軸３１と共にその長手方向に移動させる。これによってガラス基板上の照明光を略直交する二方向に走査できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板等の検査対象である基板に光を照射して外観を検査する外観検査用投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）といったフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の分野では、画面の大型化や多面取りによるコスト削減といった要望に対応するために、フラットパネルディスプレイ製造工程において、ガラス基板の大型化が進む傾向にある。そのため、ガラス基板は一辺が２０００ｍｍを越えるような大型サイズのものが出現している。
フラットパネルディスプレイ製造工程で製造された大型のガラス基板に対しては、欠陥検査が行われており、この欠陥検査の一つの手法として観察者の目視で行うマクロ検査と呼ばれる外観検査が行われている。この外観検査では、ガラス基板に照明光を照射して反射する光を目視観察し、表面の傷や塵などの有無を検査する。
【０００３】
この外観検査装置としては、検査するガラス基板を揺動ステージ上に保持し、この揺動ステージを観察者が目視観察し易い角度に傾斜させて目視観察する外観検査装置本体と、この外観検査装置本体の上部に設置され、ガラス基板の上方からマクロ照明光を照射する投光装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１の検査装置に用いられる投光装置は、光源を移動可能に設け、この光源から出射された照明光を所定の角度に固定された反射ミラーに向けて照射させることにより、光源を移動させることによって照明光をガラス基板上で走査できるようにしたものである。
また、特許文献２の検査装置に用いられる投光装置は、マクロ照明光源、反射ミラー及びフレネルレンズを照明箱に収納し、この照明箱をＸ−Ｙステージに搭載してＸ−Ｙ方向の二次元に移動させることにより照明光をガラス基板上で走査できるようにしたものである。
【特許文献１】特開２０００−９７８６４号公報
【特許文献２】ＷＯ０３／１０２５６２Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、光源を移動させることにより検査対象のガラス基板の大型化に対してある程度対応することができるが、照明光を集光させるフレネルレンズは固定配置されているために、ガラス基板の大型化に従ってフレネルレンズを大型化しなければならず、その製造コストと重量が増大する欠点がある。しかも、フレネルレンズの大型化に限度があるため、光源を移動させるだけでは更に大型化されたガラス基板の検査を行うことは困難であった。
また、特許文献２では、フレネルレンズを水平面内で移動させる構造であるために、フレネルレンズを大型化する必要がなく大型のガラス基板の検査が可能であるが、大型ガラス基板に対応してフレネルレンズを含む照明箱をＸ−Ｙステージ上で広範囲に平行移動させる必要がある。このＸ−Ｙステージは、大型基板の全面に照明光を通過させる大きな開口を有するベースと、このベースにＹ方向に移動可能に設けられ細長い開口を有するＹステージと、Ｙステージの開口に沿って照明箱をＸ方向に移動させるＸステージとにより構成されるが、大型基板のサイズに比例してベースが大型化・重量化するという問題が生ずる。しかも、ガラス基板の大型化に従ってベースの開口が大きくなりＹステージを移動させるためのボールネジが長くなるため、回転力によるたわみを防止するためにボールネジの外径を太くしなければならず、装置の大型化と重量化を招いてしまうという問題が生ずる。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、大型の基板に対しても、比較的小型・軽量な構造で照明光を照射して外観検査を行うことが可能な外観検査用投光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による外観検査用投光装置は、光源からの光を反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、該フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、反射ミラー及びフレネルレンズをフレームユニットに一体に設けた照明系本体と、この照明系本体を懸架させて移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする。
本発明は、例えば大型の基板に照明光を照射して外観検査を行う場合、移動機構によって反射ミラーとフレネルレンズをフレームユニットに一体に設けた照明系本体を移動機構によって適宜距離移動させることで、基板上で照明光を広範囲にわたって照射でき、大型の基板であっても比較的小型の反射ミラーとフレネルレンズを用いて全体を照射して外観検査できる。また、移動機構によって移動させて反射ミラーとフレネルレンズを用いた投光を行うために基板が大型化しても外観検査用投光装置が大型化することはない。
なお、光源は反射ミラー及びフレネルレンズと共にフレームユニットに設けて移動するように構成してもよいし、フレームユニットとは別個に設けて固定配置してもよい。
【０００７】
また、移動機構は、照明系本体を揺動軸に揺動可能に懸架するとともに、該照明系本体を一軸方向に走査し、この一軸方向と交差する方向に前記照明系本体を揺動させることが好ましい。
反射ミラーとフレネルレンズからなる照明光学系をフレームユニットで一体に保持した照明系本体を移動機構によって移動させたり揺動させることで基板上で照明光を広範囲にわたって照射でき、照明光がけられたり、ズレたりすることなく確実に基板に導いて走査させることができる。
【０００８】
また、本発明による外観検査用投光装置は、光源からの光を反射させる反射ミラーと、反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、反射ミラーとフレネルレンズとをフレームユニットに一体に組み込んだ照明系本体と、照明系本体を複数連結して懸架する移動部と、移動部を一方向に移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、複数の照明系本体を連結して懸架する移動部を備えたことで照射領域が増大しており、更に移動部を移動機構によって一方向に移動させることで更に照射領域が増大することになり、１つの照明系本体では十分に照射できない大型の基板に対しても効率的に照射して外観検査を行うことができる。しかも、大型の基板に対して相対的に小型の反射ミラーとフレネルレンズからなる照明光学系を用いて基板の外観検査を効率的に行える。
【０００９】
また、複数の照明系本体は、それぞれの照明系本体の各フレネルレンズが互いに内側を向くように連結されるとともに、各フレネルレンズにより収束された各照明光束が重なり合う傾斜角度に設定されることが好ましい。
複数の照明系本体は、各フレネルレンズが互いに内側を向く傾斜角度に設定されているから、基板に対する照明光の照射方向を互いに交差する方向に設定させることができて基板の広い範囲に亘って照射できて傷や塵、ムラ等の検査を容易に行える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の外観検査用投光装置によれば、光源からの光を反射させる反射ミラーとフレネルレンズとを照明系本体によって一体に設けると共に移動機構で移動させることで、照明光を基板上で走査させることができ、比較的小型の反射ミラーとフレネルレンズを用い、広範囲に光を照射することができる。しかも、照明光学系が比較的小型・軽量な構造であるから、大型の基板に対しても照明光を移動させて走査して照射できて外観検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について図１乃至図５により説明する。
図１は第１実施形態による照明系本体を備えた外観検査用投光装置の要部斜視図、図２は図１に示す照明系本体の平面図、図３は照明系本体の側面図、図４は照明系本体の揺動ユニットを示す側面図、図５は外観検査用投光装置のスライド機構を示す要部平面図である。
【００１２】
図１に示すように、この外観検査用投光装置の照明系本体１は、マクロ照明光源２と、このマクロ照明光源２から出射される照明光を内側に向けて折り返す小型の第１反射ミラー３と、この第１反射ミラー３で折り返された照明光を下方に折り返す大型の第２反射ミラー４と、この第２反射ミラー４で反射した照明光を収束させるフレネルレンズ５とからなる照明光学系を有する。この照明光学系を構成するマクロ照明光源２と第１反射ミラー３は、逆三角屋根構造の第１フレームユニット６に支持され、照明光学系を構成する第２反射ミラー４とフレネルレンズ５は、三角屋根構造の第２フレームユニット７により支持されている。
第２フレームユニット７は、矩形状のフレネルレンズ５を支持する４本のフレーム構造部材８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを矩形状に連結したレンズ支持フレーム８と、このレンズ支持フレーム８両角部に２本のフレーム構造部材９ａ、９ｂと９ｃ、９ｄを逆Ｖ字に連結し、この逆Ｖ字の頂点部をフレーム構造部材９ｅで連結する。これにより、第２フレームユニット７は、フレーム構造部材９ａ、９ｂ、８ｂと、９ｃ、９ｄ、８ｄにより側面視三角形状とされ、その頂部同士をフレーム構造部材９ｅにより連結することによりレンズ支持フレーム８を底面とする三角屋根構造に形成される。
三角屋根の一方の側面を構成するフレーム構造部材９ｂ、９ｄ、９ｅの内側には、第２反射ミラー４が反射面を下に向けて支持される。
なお、レンズ支持フレーム８は、フレネルレンズ５と液晶散乱板を一体に組み込んだレンズフレームを利用することにより省略することができる。
【００１３】
また、第２反射ミラー４が取り付けられる傾斜面と反対側のフレーム構造部材９ａ、９ｃには、マクロ照明光源２と第１反射ミラー３を取り付ける第１フレームユニット６が連結される。第１フレームユニット６は、三角屋根構造の第２フレームユニット７に比べて小さい逆三角屋根構造をなし、フレーム構造部材９ａ、９ｃの中央部より下方に配置されている。
第１フレームユニット６は、フレーム構造部材９ａ、９ｃの略中央部から水平方向に延在するフレーム構造部材１０ａ、１０ｂと、フレーム構造部材９ａ、９ｂの下端部から斜め上方へ延在してフレーム構造部材１０ａ、１０ｂの端部に連結されたフレーム構造部材１０ｃ、１０ｄと、フレーム構造部材９ａ、９ｃにより側面視逆三角形状に構成される。
第１フレームユニット６を構成するフレーム構造部材１０ａ、１０ｂ間には、間隔をあけて一対のフレーム構造部材１０ｅ、１０ｆが連結され、これらフレーム構造部材１０ｅ、１０ｆにマクロ照明光源２及び第１反射ミラー３が支持される。本実施の形態では、第１反射ミラー３の反射光路が第２反射ミラー４に向けて水平になるように第２反射ミラー４の中心の高さにあわせたが、フレーム構造部材１０ａ、１０ｂをフレーム構造部材９ａ、９ｃの中央部からさらに低い位置に取り付け、第１反射ミラー３を第２反射ミラー４の中心より下方に配置するようにしても良い。この第１反射ミラー３を下げることにより、マクロ光源板２側の光路をコンパクトに折り曲げることが可能になり、フレネルレンズ５の大型化にともなって焦点距離が長くなった場合にも容易に対応することができる。
【００１４】
また、第１フレームユニット６を構成するフレーム構造部材１０ｃ、１０ｄにより形成される矩形の対角線には、補強のための筋交いとしてフレーム構造部材１０ｇが斜めに連結されている。そのため、第１フレームユニット６では、フレーム構造部材１０ｄ、８ｃ、１０ｇが三角形状に配置され、フレーム構造部材１０ｃ、１０ｅ、１０ｇが側面視で三角形状に配置されている。
また、フレーム構造部材９ｂ、９ｄ、９ｅ，８ａにより構成される矩形の対角線には、第２反射ミラー４を平面に支持する目的と、補強のための筋交いとしてフレーム構造部材９ｆが斜めに連結されている。そのため、図２に示すように、第２フレームユニット７の一方の斜面では、フレーム構造部材９ｂ、９ｅ及び９ｆが三角形状に配置され、またフレーム構造部材９ｄ、８ａ及び９ｆが三角形状に配置されている。
【００１５】
上記構造の外観検査用投光装置１では、マクロ照明光源２は第１フレームユニット６のフレーム構造部材１０ｅ、１０ｆの長手方向へ向けて略水平に支持され、第１反射ミラー３に向かってマクロ照明光（照明光）を照射する（図２参照）。第１反射ミラー３は、図２に示すマクロ照明光源２からのマクロ照明光の光軸Ｏに対して第２反射ミラー４側へ向けて水平方向に約４５°傾けられており、マクロ照明光源２からの照明光を第２反射ミラー４へ向けて反射させる。
また、第２反射ミラー４は、例えば台形状（長方形でもよい）に形成され、図３に示すように下方のフレネルレンズ５へ向けて垂直方向に約４５°傾けられて第２フレームユニット７に支持されている。第２反射ミラー４の下端は、レンズ支持フレーム８のフレーム構造部材８ａに支持され、上端は第２フレームユニット７の三角屋根の頂部に位置するフレーム構造部材９ｅから突出して支持されている。第２反射ミラー４の一部を第２フレームユニット７から突出させることによって照明光の反射領域を大きく確保できる。なお、第２反射ミラー４の上端は、反射領域を確保できればフレーム構造部材９ｅから突出させなくてもよい。
【００１６】
そして、第１反射ミラー３にて反射されたマクロ照明光を第２反射ミラー４によってフレネルレンズ５へ向けて反射させる。第２反射ミラー４によって反射されたマクロ照明光は、フレネルレンズ５によって集光されて収束光として下方へ照射される（図１，図３参照）。
この外視検査用投光装置は、図示しない外観検査装置の装置本体の上方に設置される。この外観検査装置本体内には、検査対象となるガラス基板Ｇを保持し、このガラス基板Ｇを検査員が目視観察し易い角度に傾斜させる揺動ステージが設置されている。フレネルレンズ５により集光された照明光は、下方に位置するガラス基板Ｇに照射され、検査員によってガラス基板Ｇの外観検査が目視にて行われる。
【００１７】
次に図４及び図５に示すように、照明系本体１は移動ユニット２１（移動機構）に支持されている。
この移動ユニット２１は、矩形の開口部２２ａを形成した細長い長方形状の支持ベース部２２と、この支持ベース２２の上面側に開口部２２ａを跨いで設けられた、例えば略三角形の開口部２４ａを形成した略三角形状の移動部２４とを備えている。移動部２４は、支持ベース部２２上の一対のガイドレール２３、２３に支持されて支持ベース部２２の長手方向（図中、Ａ方向）へ移動可能とされている。
支持ベース部２２には、移動部２４の移動方向に沿って、駆動モータ２５によって回転させられるボールネジ２６が配設されており、このボールネジ２６が移動部２４のブラケット２７の雌ねじ部に螺合されている。移動ユニット２１では、ボールネジ２６が駆動モータ２５によって回動されることで、移動部２４がガイドレール２３、２３に沿ってＡ方向に移動する。
【００１８】
この移動ユニット２１を構成する移動部２４の開口部２４ａには、その移動方向Ａと平行に揺動軸３１が支持されている。この揺動軸３１には、図１乃至図３に示す照明系本体１が揺動可能に支持される。本実施の形態では、照明系本体１を構成する第２フレームユニット７の頂部に軸受け部３２を溶接などにより固定し、この軸受け部３２を揺動軸３１に挿通することにより、照明系本体１を揺動可能に支持している。また、図４に示すように移動部２４を構成する三角形の頂部２４ｂの下面には揺動ユニット３０が取り付けられている。揺動ユニット３０は、揺動軸３１に揺動可能に支持された照明系本体１の第１のフレームユニット６の一端と連結され、揺動軸３１を揺動中心にして照明系本体１を矢印Ｂ方向に揺動させる。
この揺動ユニット３０は、支持ベース部２２の端部より突出する移動部２４の頂点部２４ｂの下面に支持部３３が垂下されており、この支持部３３と第１フレームユニット６との間を、例えばシリンダ３４ａ内に駆動ロッド３４ｂを伸縮自在に収納したエアー駆動式や電動駆動式の直動アクチュエータ３４などの伸縮機構で連結することにより構成されている。
そして、直動アクチュエータ３４のシリンダ３４ａの外装部分には、支持片３４ｃが溶接などの接続手段により固定されている。この支持片３４ｃは、照明系本体１の第１フレームユニット６に設けられた軸受け部３６に回転可能に支持された連結軸３７が挿通している。そのため、直動アクチュエータ３４によって駆動ロッド３４ｂを伸縮させると、照明系本体１は揺動軸３１を回転中心にして駆動ロッド３４ｂの伸縮量に応じて図示矢印Ｂ方向に揺動する。本実施の形態では、駆動ロッド３４ｂの伸縮作用により支持部３３と第１フレームユニット６との間隔を調整可能にするために、駆動ロッド３４ｂを固定すると共に、直動アクチュエータ３４が揺動できるように固定部３４ｄを支持部３３に揺動可能に支持した。
なお、直動アクチュエータ３４、支持片３４ｃ、軸受け部３６，連結軸３７は照明系本体１を揺動軸３１回りに揺動させる揺動ユニット３０を構成する。
【００１９】
本実施の形態による外観検査用投光装置は上述の構成を備えており、次にその作用を説明する。この外観検査用投光装置は、ガラス基板Ｇを保持する揺動ステージを備えた目視検査装置本体の上部に設置されたものである。
ガラス基板Ｇを目視検査装置本体の揺動ステージに保持した後、揺動ステージを観察者が目視検査し易い角度に立ち上げる。この状態で、外観検査用投光装置を用いてガラス基板Ｇ上に照明光を照射し、ガラス基板Ｇからの反射光よりガラス基板Ｇ上の傷や膜斑などの欠陥を目視で観察する。
まず、揺動ステージを目視観察し易い角度に立ち上げた状態で、照明系本体１の移動ユニット２１の駆動モータ２５を駆動させ、移動部２４をガイドレール２３、２３に沿ってＡ方向に移動させることにより、照明系本体１をガラス基板Ｇの観察したい位置に移動させる。次に、照明系本体１では、マクロ照明光源２から照射された照明光が第１反射ミラー３、第２反射ミラー４で順次反射されてフレネルレンズ５を通過して集光させられて大型のガラス基板Ｇの一部を照射する。
【００２０】
そして、揺動ユニット３０の直動アクチュエータ３４を駆動し、駆動ロッド３４ｂを伸縮させて第１フレームユニット６及び第２フレームユニット７を上下に移動させる。これにより第１フレームユニット６、第２フレームユニット７を含む照明系本体１が揺動軸３１を中心にして図示矢印Ｂ方向に揺動する。これにより、照明系本体１のマクロ照明光源２、第１反射ミラー３、第２反射ミラー４及びフレネルレンズ６は揺動軸３１を中心としてＢ方向に揺動させられ、観察系本体に配置された検査用のガラス基板Ｇに対してマクロ照明光の照射領域をＢ方向に移動させることができる。
【００２１】
さらに、移動ユニット２１の駆動モータ２５を駆動させて移動部２４をガイドレール２３、２３に沿って移動させ、照明系本体１をガラス基板Ｇの任意の観察位置まで移動させる。照明系本体１を支持ベース２２に沿ってＡ方向に所定距離だけ移動させた後に、再度、直動アクチュエータ３４により照明系本体１を揺動軸３１回りに揺動させて照明光をガラス基板Ｇ上でＢ方向に走査させ、これを繰り返す。
そのため、照明系本体１によるマクロ照明光を大型のガラス基板Ｇ上でＡ方向に所定距離移動させてはＢ方向に揺動させて照明光を略直交する二方向に順次走査させることで、マクロ照明光を大型のガラス基板Ｇの全面に亘って走査して観察できる。
なお、観察系本体に支持するガラス基板Ｇを照明系本体２に対して相対的に移動させる機構を設けても良く、このようにすると、さらなる広範囲な外観観察が可能となる。
【００２２】
上述のように、本実施形態による外観検査用投光装置によれば、マクロ照明光源２から第１反射ミラー３にて反射されたマクロ照明光をさらに反射させる第２反射ミラー４とともにフレネルレンズ５を一体化した照明系本体１を揺動軸３１に懸架させ揺動可能としたので、第２反射ミラー４とフレネルレンズ５を大型化しなくても広範囲にマクロ照明光を照射することができる。更に、照明系本体１を揺動方向（矢印Ｂ）と交差する方向（矢印Ａ）に移動可能に設けることで、大型のガラス基板Ｇに対してマクロ照明光を全域に確実に照射して円滑に外観検査を行うことができる。しかもマクロ照明光源２、第１及び第２反射ミラー３、４、フレネルレンズ５を一体に揺動及び移動させるためにマクロ照明光がけられることなく効率的に照射できる。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図６乃至図８により説明する。
なお、上記第１実施形態と同一の部分、部材は、同一符号を付して説明を省略する。
図６は第２実施形態による外観検査用投光装置を示す概略正面図、図７は外観検査用投光装置の移動ユニットを示す上面図、図８は外観検査用投光装置の照明系本体の背面図である。
図６に示すように、本実施形態による外観検査用投光装置４１は第１実施形態に示す照明系本体１を二つ備えている。これら照明系本体１は、それぞれのレンズ支持フレーム６が対峙するフレーム構造材８ｄ、８ｂがヒンジ４２（連結回動部材）によって回動可能に連結されている。
【００２４】
また、これら照明系本体１は、それぞれの第２フレームユニット７、７の軸受け部３２、３２が互いに間隔をあけて揺動軸３１を挿通させている。またそれぞれの第１フレームユニット６，６に設けた軸受け部３６、３６が互いに間隔をあけて連結軸３７を挿通させている。
そして、それぞれの照明系本体１、１は、そのフレネルレンズ５にて集光されるマクロ照明光の光束が重なるように互いに内側を向いて揺動軸３１に懸架されている。それぞれの照明系本体１、１のマクロ照明光の光束が重なり合う位置Ｐに、検査対象であるガラス基板Ｇが配設され、外観検査が行われる。
【００２５】
また図６乃至図８において、揺動軸３１には、それぞれの照明系本体１、１の軸受け部３２、３２同士の間に、例えばエアシリンダなどからなる第一伸縮機構４３が設けられている。この第一伸縮機構４３によって、それぞれの照明系本体２の軸受け部３２、３２同士の間隔が変更可能とされている。また、第１フレームユニット６、６の軸受け部３６，３６同士の間に、例えばエアシリンダなどからなる第二伸縮機構４５が設けられている。この第二伸縮機構４５は第一伸縮機構４３に連動して軸受け部３６，３６同士の間隔を変更させることができる。
そのため、第一伸縮機構４３によって、それぞれの照明系本体１の軸受け部３２、３２同士の間隔が変えられると、第二伸縮機構４５も連動して軸受け部３６，３６同士の間隔を調整するために、二つの照明系本体１、１がヒンジ４２を中心に互いにＣ方向に回動する。これによって、各照明系本体１、１から照射されるマクロ照明光の向きと交差角度が変更され、マクロ照明光が互いに接近または離間する方向に回動する。
第一、第二伸縮機構４３、４５は二つの照明系本体１、１による照明光の角度調整手段を構成する。
【００２６】
また、本第２実施形態による外観検査用投光装置４１では、図７に示すように、第１実施形態と同様に各照明系本体１、１は軸受け部３２、３２を回動可能に支持する揺動軸３１が、移動ユニット２１の移動部２４に支持されている。そして駆動モータ２５を駆動させることで移動部２４とともに照明系本体１、１をレール２３、２３に沿ってＡ方向に移動させることにより、観察系本体のガラス基板Ｇへのマクロ照明光の照射位置をＡ方向に移動して所望位置に設定できる。
また、図６乃至図８において、図４に示す第１実施形態と同様に、揺動ユニット３０として、移動部２４の頂点部２４ｂには支持部３３を介して直動アクチュエータ３４が設けられており、シリンダ３４ａの外装部に支持片３４ｃが接続されている。この支持片３４ｃは、二つの照明系本体１、１の第１フレームユニット６、６に設けられた軸受け部３６、３６と共に連結軸３７に回転可能に挿通されている。
そのため、直動アクチュエータ３４によって駆動ロッド３４ｂを伸縮させると、照明系本体１、１は揺動軸３１回りにＡ方向に略直交するＢ方向に一体に揺動する（図１及び図４と同一に表れるために図は省略する）。
【００２７】
従って、本実施形態による外観検査用投光装置４１によれば、第１実施形態と同様に、移動ユニット２１によって一対の照明系本体１、１を一体にＡ方向に移動させた任意の位置で、揺動ユニット３０によってＡ方向に略直交するＢ方向にマクロ照明光を揺動できる。そのため、大型のガラス基板Ｇであっても小型の照明光学系をそれぞれ有する照明系本体１、１によりマクロ照明光を略直交する二方向に走査させることで、マクロ照明光を大型のガラス基板Ｇの全体に亘って走査し目視による観察を行える（図６及び図８参照）。
しかも、図６乃至図８に示すように、各照明系本体１、１は、揺動軸３１に設けた第一伸縮機構４３及び連結軸３７に設けた第二伸縮機構４５によって、それぞれの照明系本体１、１の軸受け部３２、３２同士、軸受け部３６、３６同士の間隔を調整することで、ヒンジ部４２回りにそれぞれの照明系本体１、１をＣ方向に揺動でき、マクロ照明光のガラス基板Ｇに対する照射角度を変更できる。そのため、Ｂ方向の揺動・照射では検出できないガラス基板Ｇ上の傷や塵、ムラ等を異なる揺動方向の角度から照射することで確実に検出できる。
【００２８】
上述のように本第２実施形態による外観検査用投光装置４１によれば、小型の照明光学系を有する照明系本体１、１で大型のガラス基板Ｇを照射できると共に装置を小型・軽量化して低コストにできる等という上述した第１実施形態と同様の効果に加えて、二つの照明系本体１、１を連結したので、ガラス基板Ｇへのマクロ照明光の照射面積を大幅に大きくすることが可能になり、フレネルレンズ５及び第２反射ミラー４に小型のものを用いても大きなガラス基板Ｇの外観検査を効率的に行うことができる。
しかも、この外観検査用投光装置４１によれば、二つの照明系本体１、１をヒンジ４２によってＢ方向と略直交するＣ方向に互いに回動可能に連結したので、それぞれの照明系本体１、１からのガラス基板Ｇに対するマクロ照明光の照射角度を数度の微小角度に変更したり、微小角度範囲内で連続的に揺動させることにより、傷や塵、ムラ等の発見をさらに確実に行うことができるとともに、ガラス基板Ｇ上のパターンの回折光の確認を良好に行うことができ、外観検査のさらなる円滑化を図ることができる。
【００２９】
なお、上記第２実施形態では、二つの照明系本体１を連結したが、互いに連結する照明系本体２は、二つに限定されない。
また上述の第１、第２実施形態では、各照明系本体１の照明光学系はマクロ照明光源２、第１反射ミラー３、第２反射ミラー４、フレネルレンズ５で構成したが、焦点距離の小さな小型のフレネルレンズ５を用いマクロ照明光源２から照明光を直接第２反射ミラー４に入射できれば第１反射ミラー３を省略することができる。
また、上述の第１、第２実施形態ではマクロ照明光源２を第１フレームユニット６に支持したが、第１フレームユニット６の外側に固定配置し、光ファイバーを介して第１反射ミラー３又は第２反射ミラー４に向けてマクロ照明光を照射させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態による外観検査用投光装置の照明系本体を示す要部斜視図である。
【図２】図１に示す照明系本体の平面図である。
【図３】図１に示す照明系本体の側面図である。
【図４】照明系本体の揺動ユニットを示す側面図である。
【図５】照明系本体の移動機構を示す要部上面図である。
【図６】第２実施形態による外観検査用投光装置を示す正面図である。
【図７】外観検査用投光装置の移動機構を示す要部上面図である。
【図８】外観検査用投光装置のヒンジ回りの回動機構を示す要部背面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 照明系本体
２ マクロ照明光源（光源）
３ 第１反射ミラー（反射ミラー）
４ 第２反射ミラー（反射ミラー）
５ フレネルレンズ
６ 第１フレームユニット
７ 第２フレームユニット
２１ 移動ユニット（移動機構）
２４ 移動部
３０ 揺動ユニット
３１ 揺動軸
４１ 外観検査用投光装置
４２ ヒンジ（連結回転部材）
４３ 第一伸縮機構（角度調整手段）
４５ 第二伸縮機構（角度調整手段）
Ｇ ガラス基板（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板等の検査対象である基板に光を照射して外観を検査する外観検査用投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）といったフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の分野では、画面の大型化や多面取りによるコスト削減といった要望に対応するために、フラットパネルディスプレイ製造工程において、ガラス基板の大型化が進む傾向にある。そのため、ガラス基板は一辺が２０００ｍｍを越えるような大型サイズのものが出現している。
フラットパネルディスプレイ製造工程で製造された大型のガラス基板に対しては、欠陥検査が行われており、この欠陥検査の一つの手法として観察者の目視で行うマクロ検査と呼ばれる外観検査が行われている。この外観検査では、ガラス基板に照明光を照射して反射する光を目視観察し、表面の傷や塵などの有無を検査する。
【０００３】
この外観検査装置としては、検査するガラス基板を揺動ステージ上に保持し、この揺動ステージを観察者が目視観察し易い角度に傾斜させて目視観察する外観検査装置本体と、この外観検査装置本体の上部に設置され、ガラス基板の上方からマクロ照明光を照射する投光装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１の検査装置に用いられる投光装置は、光源を移動可能に設け、この光源から出射された照明光を所定の角度に固定された反射ミラーに向けて照射させることにより、光源を移動させることによって照明光をガラス基板上で走査できるようにしたものである。
また、特許文献２の検査装置に用いられる投光装置は、マクロ照明光源、反射ミラー及びフレネルレンズを照明箱に収納し、この照明箱をＸ−Ｙステージに搭載してＸ−Ｙ方向の二次元に移動させることにより照明光をガラス基板上で走査できるようにしたものである。
【特許文献１】特開２０００−９７８６４号公報
【特許文献２】ＷＯ０３／１０２５６２Ａ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、光源を移動させることにより検査対象のガラス基板の大型化に対してある程度対応することができるが、照明光を集光させるフレネルレンズは固定配置されているために、ガラス基板の大型化に従ってフレネルレンズを大型化しなければならず、その製造コストと重量が増大する欠点がある。しかも、フレネルレンズの大型化に限度があるため、光源を移動させるだけでは更に大型化されたガラス基板の検査を行うことは困難であった。
また、特許文献２では、フレネルレンズを水平面内で移動させる構造であるために、フレネルレンズを大型化する必要がなく大型のガラス基板の検査が可能であるが、大型ガラス基板に対応してフレネルレンズを含む照明箱をＸ−Ｙステージ上で広範囲に平行移動させる必要がある。このＸ−Ｙステージは、大型基板の全面に照明光を通過させる大きな開口を有するベースと、このベースにＹ方向に移動可能に設けられ細長い開口を有するＹステージと、Ｙステージの開口に沿って照明箱をＸ方向に移動させるＸステージとにより構成されるが、大型基板のサイズに比例してベースが大型化・重量化するという問題が生ずる。しかも、ガラス基板の大型化に従ってベースの開口が大きくなりＹステージを移動させるためのボールネジが長くなるため、回転力によるたわみを防止するためにボールネジの外径を太くしなければならず、装置の大型化と重量化を招いてしまうという問題が生ずる。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、大型の基板に対しても、比較的小型・軽量な構造で照明光を照射して外観検査を行うことが可能な外観検査用投光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明による外観検査用投光装置は、光源からの光を反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、該フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、反射ミラー及びフレネルレンズをフレームユニットに一体に設けた照明系本体と、この照明系本体を懸架させて移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする。
本発明は、例えば大型の基板に照明光を照射して外観検査を行う場合、移動機構によって反射ミラーとフレネルレンズをフレームユニットに一体に設けた照明系本体を移動機構によって適宜距離移動させることで、基板上で照明光を広範囲にわたって照射でき、大型の基板であっても比較的小型の反射ミラーとフレネルレンズを用いて全体を照射して外観検査できる。また、移動機構によって移動させて反射ミラーとフレネルレンズを用いた投光を行うために基板が大型化しても外観検査用投光装置が大型化することはない。
なお、光源は反射ミラー及びフレネルレンズと共にフレームユニットに設けて移動するように構成してもよいし、フレームユニットとは別個に設けて固定配置してもよい。
【０００７】
また、移動機構は、照明系本体を揺動軸に揺動可能に懸架するとともに、該照明系本体を一軸方向に走査し、この一軸方向と交差する方向に前記照明系本体を揺動させることが好ましい。
反射ミラーとフレネルレンズからなる照明光学系をフレームユニットで一体に保持した照明系本体を移動機構によって移動させたり揺動させることで基板上で照明光を広範囲にわたって照射でき、照明光がけられたり、ズレたりすることなく確実に基板に導いて走査させることができる。
【０００８】
また、本発明による外観検査用投光装置は、光源からの光を反射させる反射ミラーと、反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、反射ミラーとフレネルレンズとをフレームユニットに一体に組み込んだ照明系本体と、照明系本体を複数連結して懸架する移動部と、移動部を一方向に移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、複数の照明系本体を連結して懸架する移動部を備えたことで照射領域が増大しており、更に移動部を移動機構によって一方向に移動させることで更に照射領域が増大することになり、１つの照明系本体では十分に照射できない大型の基板に対しても効率的に照射して外観検査を行うことができる。しかも、大型の基板に対して相対的に小型の反射ミラーとフレネルレンズからなる照明光学系を用いて基板の外観検査を効率的に行える。
【０００９】
また、複数の照明系本体は、それぞれの照明系本体の各フレネルレンズが互いに内側を向くように連結されるとともに、各フレネルレンズにより収束された各照明光束が重なり合う傾斜角度に設定されることが好ましい。
複数の照明系本体は、各フレネルレンズが互いに内側を向く傾斜角度に設定されているから、基板に対する照明光の照射方向を互いに交差する方向に設定させることができて基板の広い範囲に亘って照射できて傷や塵、ムラ等の検査を容易に行える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の外観検査用投光装置によれば、光源からの光を反射させる反射ミラーとフレネルレンズとを照明系本体によって一体に設けると共に移動機構で移動させることで、照明光を基板上で走査させることができ、比較的小型の反射ミラーとフレネルレンズを用い、広範囲に光を照射することができる。しかも、照明光学系が比較的小型・軽量な構造であるから、大型の基板に対しても照明光を移動させて走査して照射できて外観検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について図１乃至図５により説明する。
図１は第１実施形態による照明系本体を備えた外観検査用投光装置の要部斜視図、図２は図１に示す照明系本体の平面図、図３は照明系本体の側面図、図４は照明系本体の揺動ユニットを示す側面図、図５は外観検査用投光装置のスライド機構を示す要部平面図である。
【００１２】
図１に示すように、この外観検査用投光装置の照明系本体１は、マクロ照明光源２と、このマクロ照明光源２から出射される照明光を内側に向けて折り返す小型の第１反射ミラー３と、この第１反射ミラー３で折り返された照明光を下方に折り返す大型の第２反射ミラー４と、この第２反射ミラー４で反射した照明光を収束させるフレネルレンズ５とからなる照明光学系を有する。この照明光学系を構成するマクロ照明光源２と第１反射ミラー３は、逆三角屋根構造の第１フレームユニット６に支持され、照明光学系を構成する第２反射ミラー４とフレネルレンズ５は、三角屋根構造の第２フレームユニット７により支持されている。
第２フレームユニット７は、矩形状のフレネルレンズ５を支持する４本のフレーム構造部材８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを矩形状に連結したレンズ支持フレーム８と、このレンズ支持フレーム８両角部に２本のフレーム構造部材９ａ、９ｂと９ｃ、９ｄを逆Ｖ字に連結し、この逆Ｖ字の頂点部をフレーム構造部材９ｅで連結する。これにより、第２フレームユニット７は、フレーム構造部材９ａ、９ｂ、８ｂと、９ｃ、９ｄ、８ｄにより側面視三角形状とされ、その頂部同士をフレーム構造部材９ｅにより連結することによりレンズ支持フレーム８を底面とする三角屋根構造に形成される。
三角屋根の一方の側面を構成するフレーム構造部材９ｂ、９ｄ、９ｅの内側には、第２反射ミラー４が反射面を下に向けて支持される。
なお、レンズ支持フレーム８は、フレネルレンズ５と液晶散乱板を一体に組み込んだレンズフレームを利用することにより省略することができる。
【００１３】
また、第２反射ミラー４が取り付けられる傾斜面と反対側のフレーム構造部材９ａ、９ｃには、マクロ照明光源２と第１反射ミラー３を取り付ける第１フレームユニット６が連結される。第１フレームユニット６は、三角屋根構造の第２フレームユニット７に比べて小さい逆三角屋根構造をなし、フレーム構造部材９ａ、９ｃの中央部より下方に配置されている。
第１フレームユニット６は、フレーム構造部材９ａ、９ｃの略中央部から水平方向に延在するフレーム構造部材１０ａ、１０ｂと、フレーム構造部材９ａ、９ｂの下端部から斜め上方へ延在してフレーム構造部材１０ａ、１０ｂの端部に連結されたフレーム構造部材１０ｃ、１０ｄと、フレーム構造部材９ａ、９ｃにより側面視逆三角形状に構成される。
第１フレームユニット６を構成するフレーム構造部材１０ａ、１０ｂ間には、間隔をあけて一対のフレーム構造部材１０ｅ、１０ｆが連結され、これらフレーム構造部材１０ｅ、１０ｆにマクロ照明光源２及び第１反射ミラー３が支持される。本実施の形態では、第１反射ミラー３の反射光路が第２反射ミラー４に向けて水平になるように第２反射ミラー４の中心の高さにあわせたが、フレーム構造部材１０ａ、１０ｂをフレーム構造部材９ａ、９ｃの中央部からさらに低い位置に取り付け、第１反射ミラー３を第２反射ミラー４の中心より下方に配置するようにしても良い。この第１反射ミラー３を下げることにより、マクロ光源板２側の光路をコンパクトに折り曲げることが可能になり、フレネルレンズ５の大型化にともなって焦点距離が長くなった場合にも容易に対応することができる。
【００１４】
また、第１フレームユニット６を構成するフレーム構造部材１０ｃ、１０ｄにより形成される矩形の対角線には、補強のための筋交いとしてフレーム構造部材１０ｇが斜めに連結されている。そのため、第１フレームユニット６では、フレーム構造部材１０ｄ、８ｃ、１０ｇが三角形状に配置され、フレーム構造部材１０ｃ、１０ｅ、１０ｇが側面視で三角形状に配置されている。
また、フレーム構造部材９ｂ、９ｄ、９ｅ，８ａにより構成される矩形の対角線には、第２反射ミラー４を平面に支持する目的と、補強のための筋交いとしてフレーム構造部材９ｆが斜めに連結されている。そのため、図２に示すように、第２フレームユニット７の一方の斜面では、フレーム構造部材９ｂ、９ｅ及び９ｆが三角形状に配置され、またフレーム構造部材９ｄ、８ａ及び９ｆが三角形状に配置されている。
【００１５】
上記構造の外観検査用投光装置１では、マクロ照明光源２は第１フレームユニット６のフレーム構造部材１０ｅ、１０ｆの長手方向へ向けて略水平に支持され、第１反射ミラー３に向かってマクロ照明光（照明光）を照射する（図２参照）。第１反射ミラー３は、図２に示すマクロ照明光源２からのマクロ照明光の光軸Ｏに対して第２反射ミラー４側へ向けて水平方向に約４５°傾けられており、マクロ照明光源２からの照明光を第２反射ミラー４へ向けて反射させる。
また、第２反射ミラー４は、例えば台形状（長方形でもよい）に形成され、図３に示すように下方のフレネルレンズ５へ向けて垂直方向に約４５°傾けられて第２フレームユニット７に支持されている。第２反射ミラー４の下端は、レンズ支持フレーム８のフレーム構造部材８ａに支持され、上端は第２フレームユニット７の三角屋根の頂部に位置するフレーム構造部材９ｅから突出して支持されている。第２反射ミラー４の一部を第２フレームユニット７から突出させることによって照明光の反射領域を大きく確保できる。なお、第２反射ミラー４の上端は、反射領域を確保できればフレーム構造部材９ｅから突出させなくてもよい。
【００１６】
そして、第１反射ミラー３にて反射されたマクロ照明光を第２反射ミラー４によってフレネルレンズ５へ向けて反射させる。第２反射ミラー４によって反射されたマクロ照明光は、フレネルレンズ５によって集光されて収束光として下方へ照射される（図１，図３参照）。
この外視検査用投光装置は、図示しない外観検査装置の装置本体の上方に設置される。この外観検査装置本体内には、検査対象となるガラス基板Ｇを保持し、このガラス基板Ｇを検査員が目視観察し易い角度に傾斜させる揺動ステージが設置されている。フレネルレンズ５により集光された照明光は、下方に位置するガラス基板Ｇに照射され、検査員によってガラス基板Ｇの外観検査が目視にて行われる。
【００１７】
次に図４及び図５に示すように、照明系本体１は移動ユニット２１（移動機構）に支持されている。
この移動ユニット２１は、矩形の開口部２２ａを形成した細長い長方形状の支持ベース部２２と、この支持ベース２２の上面側に開口部２２ａを跨いで設けられた、例えば略三角形の開口部２４ａを形成した略三角形状の移動部２４とを備えている。移動部２４は、支持ベース部２２上の一対のガイドレール２３、２３に支持されて支持ベース部２２の長手方向（図中、Ａ方向）へ移動可能とされている。
支持ベース部２２には、移動部２４の移動方向に沿って、駆動モータ２５によって回転させられるボールネジ２６が配設されており、このボールネジ２６が移動部２４のブラケット２７の雌ねじ部に螺合されている。移動ユニット２１では、ボールネジ２６が駆動モータ２５によって回動されることで、移動部２４がガイドレール２３、２３に沿ってＡ方向に移動する。
【００１８】
この移動ユニット２１を構成する移動部２４の開口部２４ａには、その移動方向Ａと平行に揺動軸３１が支持されている。この揺動軸３１には、図１乃至図３に示す照明系本体１が揺動可能に支持される。本実施の形態では、照明系本体１を構成する第２フレームユニット７の頂部に軸受け部３２を溶接などにより固定し、この軸受け部３２を揺動軸３１に挿通することにより、照明系本体１を揺動可能に支持している。また、図４に示すように移動部２４を構成する三角形の頂部２４ｂの下面には揺動ユニット３０が取り付けられている。揺動ユニット３０は、揺動軸３１に揺動可能に支持された照明系本体１の第１のフレームユニット６の一端と連結され、揺動軸３１を揺動中心にして照明系本体１を矢印Ｂ方向に揺動させる。
この揺動ユニット３０は、支持ベース部２２の端部より突出する移動部２４の頂点部２４ｂの下面に支持部３３が垂下されており、この支持部３３と第１フレームユニット６との間を、例えばシリンダ３４ａ内に駆動ロッド３４ｂを伸縮自在に収納したエアー駆動式や電動駆動式の直動アクチュエータ３４などの伸縮機構で連結することにより構成されている。
そして、直動アクチュエータ３４のシリンダ３４ａの外装部分には、支持片３４ｃが溶接などの接続手段により固定されている。この支持片３４ｃは、照明系本体１の第１フレームユニット６に設けられた軸受け部３６に回転可能に支持された連結軸３７が挿通している。そのため、直動アクチュエータ３４によって駆動ロッド３４ｂを伸縮させると、照明系本体１は揺動軸３１を回転中心にして駆動ロッド３４ｂの伸縮量に応じて図示矢印Ｂ方向に揺動する。本実施の形態では、駆動ロッド３４ｂの伸縮作用により支持部３３と第１フレームユニット６との間隔を調整可能にするために、駆動ロッド３４ｂを固定すると共に、直動アクチュエータ３４が揺動できるように固定部３４ｄを支持部３３に揺動可能に支持した。
なお、直動アクチュエータ３４、支持片３４ｃ、軸受け部３６，連結軸３７は照明系本体１を揺動軸３１回りに揺動させる揺動ユニット３０を構成する。
【００１９】
本実施の形態による外観検査用投光装置は上述の構成を備えており、次にその作用を説明する。この外観検査用投光装置は、ガラス基板Ｇを保持する揺動ステージを備えた目視検査装置本体の上部に設置されたものである。
ガラス基板Ｇを目視検査装置本体の揺動ステージに保持した後、揺動ステージを観察者が目視検査し易い角度に立ち上げる。この状態で、外観検査用投光装置を用いてガラス基板Ｇ上に照明光を照射し、ガラス基板Ｇからの反射光よりガラス基板Ｇ上の傷や膜斑などの欠陥を目視で観察する。
まず、揺動ステージを目視観察し易い角度に立ち上げた状態で、照明系本体１の移動ユニット２１の駆動モータ２５を駆動させ、移動部２４をガイドレール２３、２３に沿ってＡ方向に移動させることにより、照明系本体１をガラス基板Ｇの観察したい位置に移動させる。次に、照明系本体１では、マクロ照明光源２から照射された照明光が第１反射ミラー３、第２反射ミラー４で順次反射されてフレネルレンズ５を通過して集光させられて大型のガラス基板Ｇの一部を照射する。
【００２０】
そして、揺動ユニット３０の直動アクチュエータ３４を駆動し、駆動ロッド３４ｂを伸縮させて第１フレームユニット６及び第２フレームユニット７を上下に移動させる。これにより第１フレームユニット６、第２フレームユニット７を含む照明系本体１が揺動軸３１を中心にして図示矢印Ｂ方向に揺動する。これにより、照明系本体１のマクロ照明光源２、第１反射ミラー３、第２反射ミラー４及びフレネルレンズ６は揺動軸３１を中心としてＢ方向に揺動させられ、観察系本体に配置された検査用のガラス基板Ｇに対してマクロ照明光の照射領域をＢ方向に移動させることができる。
【００２１】
さらに、移動ユニット２１の駆動モータ２５を駆動させて移動部２４をガイドレール２３、２３に沿って移動させ、照明系本体１をガラス基板Ｇの任意の観察位置まで移動させる。照明系本体１を支持ベース２２に沿ってＡ方向に所定距離だけ移動させた後に、再度、直動アクチュエータ３４により照明系本体１を揺動軸３１回りに揺動させて照明光をガラス基板Ｇ上でＢ方向に走査させ、これを繰り返す。
そのため、照明系本体１によるマクロ照明光を大型のガラス基板Ｇ上でＡ方向に所定距離移動させてはＢ方向に揺動させて照明光を略直交する二方向に順次走査させることで、マクロ照明光を大型のガラス基板Ｇの全面に亘って走査して観察できる。
なお、観察系本体に支持するガラス基板Ｇを照明系本体２に対して相対的に移動させる機構を設けても良く、このようにすると、さらなる広範囲な外観観察が可能となる。
【００２２】
上述のように、本実施形態による外観検査用投光装置によれば、マクロ照明光源２から第１反射ミラー３にて反射されたマクロ照明光をさらに反射させる第２反射ミラー４とともにフレネルレンズ５を一体化した照明系本体１を揺動軸３１に懸架させ揺動可能としたので、第２反射ミラー４とフレネルレンズ５を大型化しなくても広範囲にマクロ照明光を照射することができる。更に、照明系本体１を揺動方向（矢印Ｂ）と交差する方向（矢印Ａ）に移動可能に設けることで、大型のガラス基板Ｇに対してマクロ照明光を全域に確実に照射して円滑に外観検査を行うことができる。しかもマクロ照明光源２、第１及び第２反射ミラー３、４、フレネルレンズ５を一体に揺動及び移動させるためにマクロ照明光がけられることなく効率的に照射できる。
【００２３】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図６乃至図８により説明する。
なお、上記第１実施形態と同一の部分、部材は、同一符号を付して説明を省略する。
図６は第２実施形態による外観検査用投光装置を示す概略正面図、図７は外観検査用投光装置の移動ユニットを示す上面図、図８は外観検査用投光装置の照明系本体の背面図である。
図６に示すように、本実施形態による外観検査用投光装置４１は第１実施形態に示す照明系本体１を二つ備えている。これら照明系本体１は、それぞれのレンズ支持フレーム６が対峙するフレーム構造材８ｄ、８ｂがヒンジ４２（連結回動部材）によって回動可能に連結されている。
【００２４】
また、これら照明系本体１は、それぞれの第２フレームユニット７、７の軸受け部３２、３２が互いに間隔をあけて揺動軸３１を挿通させている。またそれぞれの第１フレームユニット６，６に設けた軸受け部３６、３６が互いに間隔をあけて連結軸３７を挿通させている。
そして、それぞれの照明系本体１、１は、そのフレネルレンズ５にて集光されるマクロ照明光の光束が重なるように互いに内側を向いて揺動軸３１に懸架されている。それぞれの照明系本体１、１のマクロ照明光の光束が重なり合う位置Ｐに、検査対象であるガラス基板Ｇが配設され、外観検査が行われる。
【００２５】
また図６乃至図８において、揺動軸３１には、それぞれの照明系本体１、１の軸受け部３２、３２同士の間に、例えばエアシリンダなどからなる第一伸縮機構４３が設けられている。この第一伸縮機構４３によって、それぞれの照明系本体２の軸受け部３２、３２同士の間隔が変更可能とされている。また、第１フレームユニット６、６の軸受け部３６，３６同士の間に、例えばエアシリンダなどからなる第二伸縮機構４５が設けられている。この第二伸縮機構４５は第一伸縮機構４３に連動して軸受け部３６，３６同士の間隔を変更させることができる。
そのため、第一伸縮機構４３によって、それぞれの照明系本体１の軸受け部３２、３２同士の間隔が変えられると、第二伸縮機構４５も連動して軸受け部３６，３６同士の間隔を調整するために、二つの照明系本体１、１がヒンジ４２を中心に互いにＣ方向に回動する。これによって、各照明系本体１、１から照射されるマクロ照明光の向きと交差角度が変更され、マクロ照明光が互いに接近または離間する方向に回動する。
第一、第二伸縮機構４３、４５は二つの照明系本体１、１による照明光の角度調整手段を構成する。
【００２６】
また、本第２実施形態による外観検査用投光装置４１では、図７に示すように、第１実施形態と同様に各照明系本体１、１は軸受け部３２、３２を回動可能に支持する揺動軸３１が、移動ユニット２１の移動部２４に支持されている。そして駆動モータ２５を駆動させることで移動部２４とともに照明系本体１、１をレール２３、２３に沿ってＡ方向に移動させることにより、観察系本体のガラス基板Ｇへのマクロ照明光の照射位置をＡ方向に移動して所望位置に設定できる。
また、図６乃至図８において、図４に示す第１実施形態と同様に、揺動ユニット３０として、移動部２４の頂点部２４ｂには支持部３３を介して直動アクチュエータ３４が設けられており、シリンダ３４ａの外装部に支持片３４ｃが接続されている。この支持片３４ｃは、二つの照明系本体１、１の第１フレームユニット６、６に設けられた軸受け部３６、３６と共に連結軸３７に回転可能に挿通されている。
そのため、直動アクチュエータ３４によって駆動ロッド３４ｂを伸縮させると、照明系本体１、１は揺動軸３１回りにＡ方向に略直交するＢ方向に一体に揺動する（図１及び図４と同一に表れるために図は省略する）。
【００２７】
従って、本実施形態による外観検査用投光装置４１によれば、第１実施形態と同様に、移動ユニット２１によって一対の照明系本体１、１を一体にＡ方向に移動させた任意の位置で、揺動ユニット３０によってＡ方向に略直交するＢ方向にマクロ照明光を揺動できる。そのため、大型のガラス基板Ｇであっても小型の照明光学系をそれぞれ有する照明系本体１、１によりマクロ照明光を略直交する二方向に走査させることで、マクロ照明光を大型のガラス基板Ｇの全体に亘って走査し目視による観察を行える（図６及び図８参照）。
しかも、図６乃至図８に示すように、各照明系本体１、１は、揺動軸３１に設けた第一伸縮機構４３及び連結軸３７に設けた第二伸縮機構４５によって、それぞれの照明系本体１、１の軸受け部３２、３２同士、軸受け部３６、３６同士の間隔を調整することで、ヒンジ部４２回りにそれぞれの照明系本体１、１をＣ方向に揺動でき、マクロ照明光のガラス基板Ｇに対する照射角度を変更できる。そのため、Ｂ方向の揺動・照射では検出できないガラス基板Ｇ上の傷や塵、ムラ等を異なる揺動方向の角度から照射することで確実に検出できる。
【００２８】
上述のように本第２実施形態による外観検査用投光装置４１によれば、小型の照明光学系を有する照明系本体１、１で大型のガラス基板Ｇを照射できると共に装置を小型・軽量化して低コストにできる等という上述した第１実施形態と同様の効果に加えて、二つの照明系本体１、１を連結したので、ガラス基板Ｇへのマクロ照明光の照射面積を大幅に大きくすることが可能になり、フレネルレンズ５及び第２反射ミラー４に小型のものを用いても大きなガラス基板Ｇの外観検査を効率的に行うことができる。
しかも、この外観検査用投光装置４１によれば、二つの照明系本体１、１をヒンジ４２によってＢ方向と略直交するＣ方向に互いに回動可能に連結したので、それぞれの照明系本体１、１からのガラス基板Ｇに対するマクロ照明光の照射角度を数度の微小角度に変更したり、微小角度範囲内で連続的に揺動させることにより、傷や塵、ムラ等の発見をさらに確実に行うことができるとともに、ガラス基板Ｇ上のパターンの回折光の確認を良好に行うことができ、外観検査のさらなる円滑化を図ることができる。
【００２９】
なお、上記第２実施形態では、二つの照明系本体１を連結したが、互いに連結する照明系本体２は、二つに限定されない。
また上述の第１、第２実施形態では、各照明系本体１の照明光学系はマクロ照明光源２、第１反射ミラー３、第２反射ミラー４、フレネルレンズ５で構成したが、焦点距離の小さな小型のフレネルレンズ５を用いマクロ照明光源２から照明光を直接第２反射ミラー４に入射できれば第１反射ミラー３を省略することができる。
また、上述の第１、第２実施形態ではマクロ照明光源２を第１フレームユニット６に支持したが、第１フレームユニット６の外側に固定配置し、光ファイバーを介して第１反射ミラー３又は第２反射ミラー４に向けてマクロ照明光を照射させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態による外観検査用投光装置の照明系本体を示す要部斜視図である。
【図２】図１に示す照明系本体の平面図である。
【図３】図１に示す照明系本体の側面図である。
【図４】照明系本体の揺動ユニットを示す側面図である。
【図５】照明系本体の移動機構を示す要部上面図である。
【図６】第２実施形態による外観検査用投光装置を示す正面図である。
【図７】外観検査用投光装置の移動機構を示す要部上面図である。
【図８】外観検査用投光装置のヒンジ回りの回動機構を示す要部背面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ 照明系本体
２ マクロ照明光源（光源）
３ 第１反射ミラー（反射ミラー）
４ 第２反射ミラー（反射ミラー）
５ フレネルレンズ
６ 第１フレームユニット
７ 第２フレームユニット
２１ 移動ユニット（移動機構）
２４ 移動部
３０ 揺動ユニット
３１ 揺動軸
４１ 外観検査用投光装置
４２ ヒンジ（連結回転部材）
４３ 第一伸縮機構（角度調整手段）
４５ 第二伸縮機構（角度調整手段）
Ｇ ガラス基板（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、該フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、
前記反射ミラー及びフレネルレンズをフレームユニットに一体に設けた照明系本体と、この照明系本体を懸架させて移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする外観検査用投光装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記照明系本体を揺動軸に揺動可能に懸架するとともに、該照明系本体を一軸方向に走査し、この一軸方向と交差する方向に前記照明系本体を揺動させることを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
【請求項３】
光源からの光を反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、該フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、
前記反射ミラーと前記フレネルレンズとをフレームユニットに一体に組み込んだ照明系本体と、
前記照明系本体を複数連結して懸架する移動部と、
前記移動部を一方向に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする外観検査用投光装置。
【請求項４】
前記複数の照明系本体は、それぞれの照明系本体の各フレネルレンズが互いに内側を向くように連結されるとともに、前記各フレネルレンズにより収束された各照明光束が重なり合う傾斜角度に設定されることを特徴とする請求項３に記載の外観検査用投光装置。
【請求項１】
光源からの光を反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、該フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、
前記反射ミラー及びフレネルレンズをフレームユニットに一体に設けた照明系本体と、この照明系本体を懸架させて移動させる移動機構とを備えたことを特徴とする外観検査用投光装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記照明系本体を揺動軸に揺動可能に懸架するとともに、該照明系本体を一軸方向に走査し、この一軸方向と交差する方向に前記照明系本体を揺動させることを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
【請求項３】
光源からの光を反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された光を集光するフレネルレンズとを有し、該フレネルレンズにて集光させた光を基板に照射して外観を検査する外観検査用投光装置であって、
前記反射ミラーと前記フレネルレンズとをフレームユニットに一体に組み込んだ照明系本体と、
前記照明系本体を複数連結して懸架する移動部と、
前記移動部を一方向に移動させる移動機構と、
を備えたことを特徴とする外観検査用投光装置。
【請求項４】
前記複数の照明系本体は、それぞれの照明系本体の各フレネルレンズが互いに内側を向くように連結されるとともに、前記各フレネルレンズにより収束された各照明光束が重なり合う傾斜角度に設定されることを特徴とする請求項３に記載の外観検査用投光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−１６４３２２（Ｐ２００８−１６４３２２Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５０９８３（Ｐ２００６−３５０９８３）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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