JP4791117B2 - 調光装置 - Google Patents
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Description
このとき CCD カメラ 6 が、所定の輝度の画像を得るためには、照明を被写体 1 に照射し、反射光が顕微鏡 5 を介して CCD カメラ 6 の撮像面に入る必要がある。
このため、照明電源 9 の光をライトガイド93 を介して顕微鏡 5 の照明光学系 4 にいれる。そして、対物レンズ2 から被写体 1 に同軸落射照明によって入射させ、その反射光を CCD カメラ 6 に入れる。
このとき、CCD 6 の受光量と輝度レベルは、図2に示すように正比例する。
ランプ 9 から出力された光は、スリット 91 の開口部(スリット)を通って光ガイド 93 に入る。ライトガイド 93 の前に、光を拡散させるための拡散板 94 を入れ、ライトガイド 93 に均一に光を入れる。従って、光が通過する場所でのスリットの開口面積や配置によって、被写体 1 に照射され、反射し、顕微鏡 5 を通って CCD カメラ 8 入射する。
このように、ランプ 90 上のスリット幅が狭くなる(即ち、ライトガイド 93 に入力する光量が減る)と、CCD カメラ 6 の受光量も減るので、映像の輝度レベルが低くなる。従って、所定の輝度レベルとなる。
このように、ランプ 90 上のスリット幅が広くなる(即ち、ライトガイド93 に入力する光量が増える)と、CCD カメラ 6 の受光量も増えるので、映像の輝度レベルが高くなる。従って、所定の輝度レベルとなる。
このような技術の開示例としては、例えば、特許文献2がある。
図3と図4において、映像の輝度レベルが所定の値となるように、移動機構 92 を用いてスリット 91 をランプ 90 の光軸上で移動する。即ち、移動機構 92 によって、スリット 91 の開口部 91B を X 方向に移動させる。開口部 91B の形状は X 方向に移動させると Y 方向の開口の幅が直線的に変わるように、底辺が Y 方向と平行な二等辺三角形となっている。なお、図3以降では、スリット 91 の開口の形状を開口部 91B として示しており、スリット 91 は省略している。
なお、スリット 91 のスリット最大位置とスリット最小位置は、移動機構 92 の移動可能な範囲の限界である。
もっとも反射率の低い被写体 1 の反射率を 100 %とする。このとき、スリット91 の移動に対し、開口部 91B を通過する通過光量は図6のようになる。
反射率 200 %の被写体 1 の場合、カメラの受光量を 50 %にするために、スリット位置は 35 %の位置となる。反射率 400 %の被写体1 の場合、カメラの受光量を 25 %にするために、スリット位置は 15 %の位置となる。
反射率 800 %の被写体 1 の場合、カメラの受光量を 12.5 %にするために、スリット位置は 5 %の位置となる。
また、スリットの移動機構についていえば、移動機構に用いるモータ移動でのスリット位置の再現性を良くても、スリット位置とランプの位置関係が安定せずスリット位置を5 %の位置に安定して確定制御するのは困難である。
また、反射率が大きくなるほど、調整範囲が小さくなり、移動機構の移動範囲が小さくなり、移動の制御が困難になっていた。
本発明の目的は、上記のような問題を解決し、反射率が大きな被写体でも自動調光が可能な調光方法及び調光装置を提供することにある。
また、好ましくは、スリットを通過する光量が最大のときのスリットの位置では、スリットの中心が上記照明の光軸中心上にあることを特徴とする。
また、好ましくは、スリットを通過する光量が最小のときのスリットの位置では、スリットの中心が上記照明の光軸から一番離れていることを特徴とする。
また、好ましくは、スリットが回転移動し、回転移動に対応して、スリットを通過する光量が対数曲線で変化するようにしたことを特徴とする。
また、基準試料の反射率を 1600 %まで可能し、高倍のダイナミックレンジを得ることができる。
また、対物レンズを変更したときの明るさの変化にも、対応可能な範囲が広がった。
また、スリット移動機構の体積を減らすことができ、これに応じて、照明電源内に装備することが可能となった。
即ち、スリット開口部 91A が最大位置にあるときは、ランプ 90 の光量すべてが通過して、ライトガイド 93 に入力し、被写体 1 に照射される(図7)。また、スリット開口部 91A が最小位置にあるときは、開口部 91A は、ランプ 90 の光源の中央部ではなく、光量分布の端部にある場所の部分の光を通過させる。従って、中央部より弱い光量がライトガイド 93 に入力し、被写体 1 に照射される(図8)。従来は、最小位置でも開口部がランプ 90 の中央部の一番光量が多い場所にあったため、それより少ない光量に調整することができなかった。しかし、本発明によれば、開口部 91A の開口位置がランプ 90 の光量が小さい場所にできるため、少ない光量まで調整可能となった。
例えば、反射率が 200 %の被写体の映像の輝度レベルを、所定の輝度レベル(反射率 100 %で、カメラの受光量が 100 %のときの映像の輝度レベル)とするためには、かめらの受光量を 1/2 の 50 %とすれば良い。また、例えば、反射率が 400 %の被写体の映像の輝度レベルを、所定の輝度レベルとするためには、かめらの受光量を 1/4 の 25 %とすれば良い。
この場合、被写体 1 は、基準となる反射率を備えた、いわゆる、標準サンプル(基準試料)を用いる。
また更に、被写体 1 の反射率が 1600 %の場合、カメラの受光量を 6.25 %にするために、スリット位置は 12.5 %位置となり、まだ制御することができる。また更に、被写体 1 の反射率が 3200 %の場合、カメラの受光量を3.125 %にするために、スリット位置は 6.25 %位置となり、まだまだ制御できる。
従って、例えば、レボルバ 3 で、対物レンズ21 に変更するというように、倍率を変更したときの明るさの変化にも対応可能な範囲が広がった。
従って、反射率が大きくなっても、調整範囲がそれほど小さくならず、移動機構の移動範囲も変わらず、移動の制御も困難ではない。
また、必ずしも、水平方向、垂直方向である必要は無く、装置の構造によっては、斜め方向であっても良い。
図10の実施例は、スリットの開口部 91C の形状を、回転方向に曲げ、スリット 91′を回転中心 101 を中心にして、回転させることにより、調光を行うものである。このように、円周移動とし、スリット移動機構の容積を減らすことによって、一層小型の照明電源を実現することができた。
また、本発明の実施例においては、図1の顕微鏡を用いた画像処理システムの構成を示すブロック図と同様に、ランプ 9 から出力された光は、スリット91′の開口部(スリット)を通って光ガイド 93 に入る。そして、このライトガイド 93 の前には、光を拡散させるための拡散板 94 を入れ、ライトガイド 93 に均一に光を入れる。
なお、この例では、拡散板 94 を用いたが、光の拡散を目的とするものなら何でも良く、例えば、ロッドレンズのようなものを設置しても良い。
Claims (1)
- 光学顕微鏡とイメージセンサを利用して、ICウェハやLCD基板の微小物を非接触で検査する装置に使用され、上記微小物に光源からの照明光を照射し、その反射光を撮像した映像の輝度レベルが所定の値になるように上記照明光の光量をスリットの配置や開口部の開口面積によって調整する調光装置において、
上記スリットを上記光源の光軸に対して直交する直線上を移動させる移動機構を備え、上記移動機構による上記スリット開口部の移動に対応して、上記スリット開口部を通過する上記照明光の光量が指数曲線的に変化するとともに、上記スリットは、上記スリットの移動方向に対し直角方向の幅寸法が最大位置のときには、上記開口部の中心が上記光源の光軸上となるようにし、上記スリットの移動方向の幅寸法が最小位置のときには、上記開口部の端部が上記光源の周辺となるようにしたことを特徴とする調光装置。
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