JP6826426B2 - Lighting unit and inspection system - Google Patents
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Description
本発明は、照明ユニットおよび検査システムに関する。
The present invention relates to a lighting unit and the inspection system.
図1は、従来のビームスプリッタを用いた検査システムの一例を示している。同図に示す検査システムXは、ビームスプリッタ90、光源部94および撮像部95を備えている。ビームスプリッタ90は、互いの斜面が対向するように配置されたプリズム91,92と、プリズム91,92の間に設けられたハーフミラー部93を有する。プリズム92は、x方向右方を向く入射面921と、y方向下方を向く入出射面922とを有する。プリズム91は、y方向上方を向く出射面911を有する。光源部94は、入射面921と正対するように設けられており、図示された構成においては、光源部94は、入射面921に接している。光源部94は、基板と当該基板に搭載された複数のLEDチップを具備する。光源部94からの光が入射面921に入射すると、この光は、ハーフミラー部93によって反射され、y方向下方に進行する。次いで、入出射面922から出射した光は、検査対象物99によって反射され、入出射面922に入射する。そして、ハーフミラー部93を透過した光は、出射面911から出射する。この光を撮像部95によって撮像することにより、検査対象物99の外観検査等を行うことができる。
FIG. 1 shows an example of an inspection system using a conventional beam splitter. The inspection system X shown in the figure includes a
しかしながら、光源部94の複数のLEDチップは、各々が点光源である。このため、光源部94は、複数の点光源の集合体として構成されている。このような光源部94からの光は、ハーフミラー部93によって反射された後であっても、検査対象物99をまばらに照らしてしまいやすい。このような照明をされた検査対象物99を撮像部95によって撮像すると、前記複数のLEDチップの像が検査対象物99の外観に残存してしまう。このようなことでは、検査対象物99の外観検査等を適切に行うことが困難であった。
However, each of the plurality of LED chips of the
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より均一な照明を可能とする照明ユニットおよび検査システムを提供することをその課題とする。 The present invention, which has been proposed under the circumstances described above, and its object is to provide a more uniform as possible with the lighting unit and the inspection system that the illumination.
本発明の第1の側面によって提供されるビームスプリッタは、第1方向断面が直角二等辺三角形であり、互いの斜面が対向する第1プリズムおよび第2プリズムと、前記第1プリズムおよび前記第2プリズムの間に設けられたハーフミラー部と、を備えるビームスプリッタであって、前記第1プリズムは、前記第1方向と直角である第2方向を向く入射面を有し、前記第2プリズムは、前記第2方向において前記入射面とは反対側を向く入出射面と、前記第1方向および第2方向のいずれに対しても直角である第3方向を向く出射面と、を有し、前記入射面は、前記入出射面および前記出射面よりも表面粗さが粗いことを特徴としている。 The beam splitter provided by the first aspect of the present invention has a first prism and a second prism having a right-angled isosceles triangle in the first direction and facing each other, and the first prism and the second prism. A beam splitter including a half mirror portion provided between prisms, wherein the first prism has an incident surface facing a second direction perpendicular to the first direction, and the second prism is It has an inlet / outlet surface facing the side opposite to the incident surface in the second direction, and an exit surface facing the third direction which is perpendicular to both the first direction and the second direction. The incident surface is characterized in that the surface roughness is coarser than that of the entrance / exit surface and the exit surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記入射面は、微細な凹凸を有する粗面である。 In a preferred embodiment of the present invention, the incident surface is a rough surface having fine irregularities.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記入射面は、レンチキュラーレンズを構成している。 In a preferred embodiment of the present invention, the entrance surface constitutes a lenticular lens.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記入射面は、フレネルレンズを構成している。 In a preferred embodiment of the invention, the incident surface constitutes a Fresnel lens.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記入射面は、前記第2方向視においてマトリクス状に配置された複数のレンズを含むマイクロレンズアレイを構成している。 In a preferred embodiment of the present invention, the incident surface constitutes a microlens array including a plurality of lenses arranged in a matrix in the second direction view.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記入出射面は、平滑面である。 In a preferred embodiment of the present invention, the entrance / exit surface is a smooth surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記出射面は、平滑面である。 In a preferred embodiment of the present invention, the exit surface is a smooth surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1プリズムは、前記第3方向において前記出射面とは反対側を向く非出射面を有し、前記非出射面を覆う反射抑制部材をさらに備える。 In a preferred embodiment of the present invention, the first prism has a non-exiting surface facing the side opposite to the emitting surface in the third direction, and further includes a reflection suppressing member covering the non-exiting surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記非出射面は、微細な凹凸を有する粗面である。 In a preferred embodiment of the present invention, the non-exiting surface is a rough surface having fine irregularities.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記反射抑制部材は、黒色である。 In a preferred embodiment of the present invention, the reflection suppression member is black.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第1プリズムは、前記第1方向両側を向く一対の第1側面を有し、前記一対の第1側面は、平滑面である。 In a preferred embodiment of the present invention, the first prism has a pair of first side surfaces facing both sides in the first direction, and the pair of first side surfaces are smooth surfaces.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第2プリズムは、前記第1方向両側を向く一対の第2側面を有し、前記一対の第2側面は、平滑面である。 In a preferred embodiment of the present invention, the second prism has a pair of second side surfaces facing both sides in the first direction, and the pair of second side surfaces are smooth surfaces.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記一対の第1側面および前記一対の第2側面を覆う反射促進部材をさらに備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a reflection promoting member that covers the pair of first side surfaces and the pair of second side surfaces is further provided.
本発明の第2の側面によって提供される照明ユニットは、本発明の第1の側面によって提供される前記ビームスプリッタと、前記入射面に正対して配置された光源部と、を備えることを特徴としている。 The illumination unit provided by the second aspect of the present invention is characterized by including the beam splitter provided by the first aspect of the present invention and a light source unit arranged to face the incident surface. It is supposed to be.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記光源部は、基板と、当該基板に搭載された複数のLEDチップと、を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the light source unit includes a substrate and a plurality of LED chips mounted on the substrate.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記複数のLEDチップは、マトリクス状に配置されている。 In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of LED chips are arranged in a matrix.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記光源部は、各々が前記LEDチップを含む複数のLEDモジュールを有する。 In a preferred embodiment of the present invention, each of the light source units has a plurality of LED modules including the LED chip.
本発明の第3の側面によって提供される照明ユニットは、本発明の第2の側面によって提供される前記照明ユニットと、前記出射面から出射された光を画像に変換する撮像部と、前記入出射面に対向する位置に設けられた検査ステージと、を備えることを特徴としている。 The illumination unit provided by the third aspect of the present invention includes the illumination unit provided by the second aspect of the present invention, an imaging unit that converts light emitted from the exit surface into an image, and the entrance. It is characterized by including an inspection stage provided at a position facing the exit surface.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記照明ユニットおよび前記撮像部を収容するケースをさらに備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a case for accommodating the lighting unit and the imaging unit is further provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ケースは、前記ビームスプリッタから前記第2方向に延び且つ前記光源部を収容する照明側筒状部を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the case has an illumination side tubular portion extending from the beam splitter in the second direction and accommodating the light source portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記照明側筒状部の内面は、前記ビームスプリッタと前記光源部との間において平滑である。 In a preferred embodiment of the present invention, the inner surface of the illumination side tubular portion is smooth between the beam splitter and the light source portion.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ケースは、前記ビームスプリッタから前記第3方向に延び且つ前記撮像部を収容する撮像側筒状部を有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the case has an imaging side tubular portion extending from the beam splitter in the third direction and accommodating the imaging unit.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記ビームスプリッタと前記光源部との間に配置されたレンズプレートをさらに備える。 In a preferred embodiment of the present invention, a lens plate arranged between the beam splitter and the light source unit is further provided.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記レンズプレートは、レンチキュラーレンズを有する。 In a preferred embodiment of the invention, the lens plate has a lenticular lens.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記レンズプレートは、フレネルレンズを有する。 In a preferred embodiment of the present invention, the lens plate has a Fresnel lens.
本発明の好ましい実施の形態においては、前記レンズプレートは、前記第2方向視においてマトリクス状に配置された複数のレンズを含むマイクロレンズアレイを構成している。 In a preferred embodiment of the present invention, the lens plate constitutes a microlens array including a plurality of lenses arranged in a matrix in the second direction view.
本発明によれば、前記光源部からの光は、表面粗さが粗い面とされた前記入射面を透過する際に拡散される。このため、前記光源部の光が検査対象物に到達すると、前記光源部の像が、前記検査対象物に投影されることを抑制することが可能である。これにより、前記ハーフミラー部によって反射された前記検査対象物からの光を前記撮像部によって撮像すると、前記光源部の像が前記検査対象物の外観に残存することを回避することが可能である。したがって、より均一な照明が可能であり、前記検査対象物の外観検査等をより適切に行うことができる。 According to the present invention, the light from the light source unit is diffused when passing through the incident surface having a rough surface. Therefore, when the light of the light source unit reaches the inspection object, it is possible to prevent the image of the light source unit from being projected onto the inspection object. As a result, when the light from the inspection object reflected by the half mirror unit is imaged by the imaging unit, it is possible to prevent the image of the light source unit from remaining on the appearance of the inspection object. .. Therefore, more uniform illumination is possible, and the appearance inspection of the inspection object can be performed more appropriately.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent with the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1〜図7は、本発明の第1実施形態に基づくビームスプリッタ、照明ユニットおよび検査システムを示している。本実施形態の検査システムC1は、照明ユニットB1、撮像部5、ケース6、補助光源部7および検査ステージ8を備えている。照明ユニットB1は、ビームスプリッタA1および光源部4を備えている。
1 to 7 show a beam splitter, a lighting unit, and an inspection system based on the first embodiment of the present invention. The inspection system C1 of the present embodiment includes a lighting unit B1, an
図1は、ビームスプリッタA1、照明ユニットB1および検査システムC1を示す要部斜視図である。図2は、図1のII−II線に沿う断面図である。図3は、ビームスプリッタA1を示す拡大断面図である。図4は、図3のIV−IV線に沿う断面図である。図5は、照明ユニットB1のLEDモジュール42を示す拡大断面図である。図6は、ビームスプリッタA1を示す平面図である。図7は、図6のVII−VII線に沿う要部拡大断面図である。なお、これらの図において、本願の第1方向がz方向であり、第2方向がy方向であり、第3方向がz方向である。
FIG. 1 is a perspective view of a main part showing a beam splitter A1, a lighting unit B1, and an inspection system C1. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the beam splitter A1. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing the
ビームスプリッタA1は、照明ユニットB1の光源部4からの光を検査ステージ8に載置された検査対象物81に向けて進行させ、検査対象物81からの光を反射させて撮像部5へと向かわせる光学部品である。ビームスプリッタA1は、第1プリズム1、第2プリズム2およびハーフミラー部3を備えている。本実施形態のビームスプリッタA1は、立方体形状である。なお、ビームスプリッタA1の他の例としては、z方向断面が正方形状であり、x方向断面およびy方向断面がz方向に長い長方形状のものが挙げられる。第1プリズム1および第2プリズム2は、透明な材質からなり、たとえば石英ガラス等のガラスからなる。
The beam splitter A1 advances the light from the light source unit 4 of the lighting unit B1 toward the
図3および図4に示すように、第1プリズム1は、z方向断面が二等辺三角形状であり、入射面11、非出射面12、一対の第1側面13および斜面14を有する。入射面11は、y方向図中上方を向いており、y方向視正方形状である。非出射面12は、x方向図中右方を向いており、x方向視正方形状である。一対の第1側面13は、z方向両側を向いており、z方向視二等辺三角形状である。斜面14は、入射面11、非出射面12および一対の第1側面13の端縁を繋ぐ面であり、x方向およびy方向に対して45度傾いている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
第2プリズム2は、z方向断面が二等辺三角形状であり、入出射面21、出射面22、一対の第2側面23および斜面24を有する。入出射面21は、y方向図中下方を向いており、y方向視正方形状である。出射面22は、x方向図中左方を向いており、x方向視正方形状である。一対の第2側面23は、z方向両側向いており、z方向視二等辺三角形状である。斜面24は、入出射面21、出射面22および一対の第2側面23の端縁を繋ぐ面であり、x方向およびy方向に対して45度傾いている。
The
第1プリズム1と第2プリズム2とは、斜面14および斜面24が対向するように配置されており、接着等の手法により互いに固定されている。斜面14と斜面24との間には、ハーフミラー部3が設けられている。ハーフミラー部3は、典型的には、受けた光の50%を透過させ、残りの50%を反射するものである。このようなハーフミラー部3の具体的構成は特に限定されない。たとえば、斜面14および斜面24のいずれかに金属や誘電体等からなる薄膜を形成し、斜面14および斜面24を接合した構成が挙げられる。あるいは、斜面14と斜面24との間に、別体として形成されたハーフミラー層を挟んでもよい。このように、ハーフミラー部3は、斜面14および斜面24の少なくともいずれか含む構成である場合があるが、本発明においては、このような場合を含めてハーフミラー部3は、斜面14と斜面24との間に設けられていると定義する。
The
入射面11は、入出射面21および出射面22よりも表面粗さが粗い面とされている。このような入射面11としては、図6および図7に示すように、たとえばショットブラスト処理を施すことにより、微細な凹凸を有する粗面が挙げられる。ショットブラスト処理を用いた構成においては、衝突させる粒体の平均粒径を設定することにより、入射面11の表面粗さを調節可能である。本実施形態においては、たとえば、800〜1000番手の粒体を用いることが、意図した効果を奏するのに好ましい。なお、図6に示した例は、入射面11の全面において、表面粗さが均一な構成である。このような構成の他、入射面11は、中心ほど表面粗さが粗く、周辺に向かうほど表面粗さが粗くない構成であってもよい。この場合、周辺領域の光量が中心領域と比べて低下することを抑制することができる。
The
入出射面21および出射面22は、入射面11よりも表面粗さが粗くない面であり、本実施形態においては、光学部品として拡散や意図しない屈折を生じさせない程度の平坦な面とされている。
The entrance /
図3に示すように、本実施形態においては、非出射面12は、表面粗さが入出射面21および出射面22よりも粗い面とされている。非出射面12の表面粗さは、入射面11の表面粗さと同程度でも良いし、異なっていてもよい。また、本実施形態においては、ビームスプリッタA1は、非出射面12を覆う反射抑制部材31を有している。反射抑制部材31は、非出射面12から出射された光が非出射面12へと再び入射することを抑制するものである。反射抑制部材31の構成は特に限定されず、反射を抑制可能な構成が適宜採用され、本実施形態においては、黒色の膜からなる。このような黒色の反射抑制部材31は、非出射面12を塗装することによって形成しても良いし、第1プリズム1および第2プリズム2とは別体として形成された反射抑制部材31を非出射面12に接合してもよい。また、反射抑制部材31は、黒色の他に、たとえば光源部4が発する光の光色の補色であってもよい。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the surface roughness of the
図4に示すように、本実施形態においては、一対の第1側面13と一対の第2側面23とは、互いに面一とされている。これらの第1側面13および第2側面23は、入射面11および非出射面12よりも表面粗さが粗くない面とされており、入出射面21および出射面22と同様に平滑な面とされている。また、ビームスプリッタA1は、一対の反射促進部材32を有する。一対の反射促進部材32は、第1側面13および第2側面23を覆っており、第1側面13および第2側面23から出射された光を第1側面13および第2側面23へと再び入射させるためのものである。このような反射促進部材32の構成は特に限定されず、たとえば第1側面13および第2側面23に形成された金属薄膜からなる。金属薄膜からなる反射促進部材32と第1側面13および第2側面23とは、いわゆるミラーを構成する。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the pair of first side surfaces 13 and the pair of second side surfaces 23 are flush with each other. The
光源部4は、検査対象物81を照らすための光を発するものであり、ビームスプリッタA1の入射面11に正対して配置されている。光源部4の構成は特に限定されず、本実施形態においては、光源部4は、基板41および複数のLEDモジュール42を有する。
The light source unit 4 emits light for illuminating the
基板41は、たとえばy方向視正方形状であり、たとえばガラスエポキシやセラミックスからなる基材と、当該基材に形成された配線パターンを有する。
The
複数のLEDモジュール42は、基板41に搭載されており、本実施形態においては、y方向視においてマトリクス状に配置されている。図5に示すように、LEDモジュール42は、LEDチップ43、一対のリード44、ケース45および透光樹脂46を有する。
The plurality of
LEDチップ43は、光源部4の発光源となるものである。LEDチップ43の材料や発する光の波長は特に限定されない。LEDチップ43がたとえばGaN系半導体からなる場合、LEDチップ43からは、青色光が発せられる。一対のリード44は、Cu、Ni等の金属からなり、LEDチップ43とワイヤを介して導通している。なお、LEDチップ43に底面電極が形成されている場合は、一方のリード44に導電性接合材を介してLEDチップ43を導通接合してもよい。一対のリード44のy方向図中上面は、基板41に実装するための実装端子として用いられる。ケース45は、y方向視においてLEDチップ43を囲んでおり、たとえば白色樹脂からなる。透光樹脂46は、LEDチップ43を覆っており、LEDチップ43からの光を透過するシリコーン樹脂またはエポキシ樹脂等からなる。なお、LEDチップ43は、蛍光材料が混入された樹脂によって形成されてもよい。たとえば、当該蛍光材料としては、LEDチップ43からの青色光によって励起されることにより、黄色光を発するものが挙げられる。この場合、LEDモジュール42からは、白色光が発せられる。
The
本実施形態においては、光源部4は、ビームスプリッタA1の入射面11から若干離間して配置されている。このような構成の他、光源部4は、入射面11に接していてもよい。
In the present embodiment, the light source unit 4 is arranged slightly separated from the
撮像部5は、検査対象物81からの光を撮像することにより、画像を形成するためのものである。撮像部5は、ビームスプリッタA1の出射面22に正対して配置されている。本実施形態においては、撮像部5は、本体部51およびレンズ部52を有する。本体部51は、たとえばCCD素子等の光電変換機能を果たす撮像素子が内蔵されたものである。レンズ部52は、ビームスプリッタA1を透して進行してきた光を本体部51の撮像素子に結像するための光学部品である。検査対象物81の像をより高精度に撮像部5の撮像素子に結像させる場合、本体部51のx方向寸法が大であるほど好ましい。
The
ケース6は、照明ユニットB1および撮像部5を収容するものである。本実施形態のケース6は、照明側筒状部61および撮像側筒状部62を有する。
The
照明側筒状部61は、ビームスプリッタA1から光源部4に向けてy方向に延びる角筒状部分であり、光源部4を収容している。本実施形態においては、y方向寸法が比較的小である光源部4が入射面11に近接して設けられていることから、照明側筒状部61のy方向寸法は、x方向寸法およびz方向寸法よりも小である短軸の筒状とされている。また、本実施形態においては、照明側筒状部61の内面は、ビームスプリッタA1と4との間において平滑である。
The illumination side
撮像側筒状部62は、ビームスプリッタA1から撮像部5に向けてx方向に延びる角筒状部分であり、撮像部5を収容している。本実施形態においては、撮像部5のレンズ部52のx方向寸法が比較的大であることから、撮像側筒状部62のx方向寸法は、y方向寸法およびz方向寸法よりも大である長軸の筒状とされている。
The imaging side
また、ケース6は、入出射面21を検査ステージ8に臨ませる開口を有している。
Further, the
補助光源部7は、検査ステージ8に載置された検査対象物81を照らす光を増加させるためのものであり、光源部4に加えて補助的に用いられている。補助光源部7の構成は特に限定されず、図示された例においては、補助光源部7は、支持部材71および複数のLEDモジュール72を有する。
The auxiliary
支持部材71は、y方向においてケース6と検査対象物81との間に配置されており、y方向視において検査対象物81を囲む環状である。支持部材71は、たとえば複数の平面形状の基板の集合体である。
The
LEDモジュール72は、LEDモジュール42と同様に発光源としてのLEDチップを有するモジュールであり、検査対象物81に搭載されている。図示された例においては、LEDモジュール72は、いわゆる砲弾型のLEDモジュールが採用されている。複数のLEDモジュール72は、y方向視において検査対象物81を囲むようにたとえば等ピッチで配置されている。
The
検査ステージ8は、たとえば電子部品等の検査対象物81を検査可能な状態で検査可能な位置に保持するためのものである。検査ステージ8の具体的構成は特に限定されず、単なる平面を有する物体であってもよいし、検査対象物81を保持する保持具(図示略)を有するものであってもよい。また、検査ステージ8は、図外のスペースあkら検査対象物81を図示された位置に搬送し、検査を終えた後に図外の所定の場所に検査対象物81を搬送するといった、搬送機能を果たすものであってもよい。
The inspection stage 8 is for holding an
次に、ビームスプリッタA1、照明ユニットB1および検査システムC1の作用について説明する。 Next, the operations of the beam splitter A1, the lighting unit B1, and the inspection system C1 will be described.
本実施形態によれば、光源部4からの光は、表面粗さが粗い面とされた入射面11を透過する際に拡散される。このため、光源部4の光が検査対象物81に到達すると、光源部4を構成する複数のLEDモジュール42(LEDチップ43)の像が、検査対象物81に投影されることを抑制することが可能である。これにより、ハーフミラー部3によって反射された検査対象物81からの光を撮像部5によって撮像すると、光源部4の複数のLEDチップ43(LEDモジュール42)の像が検査対象物81の外観に残存することを回避することが可能である。したがって、ビームスプリッタA1、照明ユニットB1および検査システムC1によれば、より均一な照明が可能であり、検査対象物81の外観検査等をより適切に行うことができる。
According to the present embodiment, the light from the light source unit 4 is diffused when passing through the
入射面11によって拡散することにより、光源部4を入射面11に近づけても、検査対象物81に複数のLEDモジュール42(LEDチップ43)の像が現れにくい。このため、より均一な照明を達成しつつ、ビームスプリッタA1および光源部4を含むy方向寸法を縮小することが可能である。
By diffusing by the
本実施形態においては、ビームスプリッタA1を挟んで検査対象物81とはy方向における反対側に光源部4が配置されている。基板41および複数のLEDモジュール42からなる光源部4は、y方向寸法が比較的薄い構成である。これにより、重力方向と一致することが一般的であるy方向におけるビームスプリッタA1の上方において、光源部4等が専有するスペースを縮小することが可能である。これは、検査ステージ8によって検査対象物81を搬送等する際に、ビームスプリッタA1のy方向上方を搬送等のためのスペースとして活用するのに適している。また、ビームスプリッタA1に対して撮像部5が、x方向に配置されていることは、ビームスプリッタA1のy方向上方部分に有効活用可能なスペースを確保するのに適している。
In the present embodiment, the light source unit 4 is arranged on the opposite side of the beam splitter A1 in the y direction from the
図3に示すように、本実施形態においては、非出射面12が表面粗さが粗い面とされている。このため、非出射面12に入射した光がハーフミラー部3によってx方向右方に反射されても、この光を拡散させることにより、非出射面12からハーフミラー部3へと再び進行することを抑制することが可能である。これは、意図しない像が撮像部5によって撮像されてしまうことを防止するのに適している。また、非出射面12を反射抑制部材31によって覆うことにより、非出射面12への再入射をより効果的に防止することができる。
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the
図4に示すように、本実施形態においては、第1側面13および第2側面23が平滑な面とされており、反射促進部材32によって覆われている。これにより、第1側面13および第2側面23は、いわゆるミラーを構成している。このような構成であれば、入射面11によって拡散されつつ入射した光のうちz方向側方に進行した光を、第1側面13、第2側面23および反射促進部材32によって反射することにより、検査対象物81へと向かわせることが可能である。これは、検査対象物81を照らす光量の増大に好ましい。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
また、本実施形態においては、ケース6の照明側筒状部61の内面が、ビームスプリッタA1と光源部4との間において平滑とされている。これにより、光源部4からビームスプリッタA1へと向かう光が照明側筒状部61の内面に到達しても、不当に拡散されることを回避し、ビームスプリッタA1へと向かわせることが可能である。これによっても、検査対象物81を照らす光量の増大させることができる。
Further, in the present embodiment, the inner surface of the illumination side
図8〜図16は、本発明の変形例および他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。 8 to 16 show modifications and other embodiments of the present invention. In these figures, the same or similar elements as those in the above embodiment are designated by the same reference numerals as those in the above embodiment.
図8および図9は、入射面11の変形例を示している。本変形例においては、入射面11は、いわゆるレンチキュラーレンズとして構成されている。このような入射面11は、たとえば各々がz方向に延びる細長い複数の***部分がx方向に配列された構成とされている。
8 and 9 show a modified example of the
このような変形例によっても、より均一な照明が可能である。また、複数の***部分のx方向における配列ピッチは、複数のLEDモジュール42の配列ピッチの整数倍や整数分の一倍とすることが、複数のLEDモジュール42からの光を偏り無く拡散させるのに好ましい。
Even with such a modification, more uniform illumination is possible. Further, the arrangement pitch of the plurality of raised portions in the x direction is made to be an integral multiple or an integral fraction of the arrangement pitch of the plurality of
図10および図11は、入射面11の他の変形例を示している。本変形例においては、入射面11は、いわゆるフレネルレンズとして構成されている。このような入射面11は、たとえば同心円状の複数の円環形状の***部分によって構成されている。このような変形例によっても、より均一な照明が可能である。
10 and 11 show other modifications of the
図12〜図14は、入射面11のさらに他の変形例を示している。本変形例においては、入射面11は、いわゆるマイクロレンズアレイを構成している。すなわち、入射面11は、y方向視においてマトリクス状に配置された半球状の複数のレンズを有する構成とされている。このような変形例によっても、より均一な照明が可能である。
12 to 14 show still another modification of the
図8〜図14の変形例から理解されるように、本発明において入射面11が入出射面21および出射面22よりも表面粗さが粗い構成とは、ショットブラスト処理によって微細な凹凸が形成されたような構成に限定されず、レンチキュラーレンズやフレネルレンズおよびマイクロレンズアレイのように金型等を用いて幾何的に設計された形状を有するものが含まれる概念である。
As can be understood from the modified examples of FIGS. 8 to 14, the structure in which the
図15は、本発明の第2実施形態に基づくビームスプリッタ、照明ユニットおよび検査システムを示している。本実施形態においては、照明ユニットB2および検査システムC2が、レンズプレート35を備えている。レンズプレート35は、ビームスプリッタA1と光源部4との間に配置されており、たとえばケース6によって保持されている。
FIG. 15 shows a beam splitter, a lighting unit and an inspection system based on the second embodiment of the present invention. In this embodiment, the lighting unit B2 and the inspection system C2 include a
レンズプレート35は、光源部4からの光の拡散を促進するものであり、その一例を挙げると、たとえば図8および図9を参照して説明したレンチキュラーレンズである。また、本実施形態の場合、ビームスプリッタA1の入射面11は、図6および図7に示した複数の細かい凹凸からなる粗面が好ましい。このような実施形態によっても、より均一な照明が可能である。また、入射面11に加えてレンズプレート35によって拡散を促進することは、より均一な照明に好ましい。なお、レンズプレート35は、レンチキュラーレンズを構成するものに代えて、図12〜図14を参照して説明したマイクロレンズアレイを構成するものを採用してもよい。
The
図16は、本発明の第3実施形態に基づくビームスプリッタ、照明ユニットおよび検査システムを示している。本実施形態においては、照明ユニットB3および検査システムC3が、図10および図11を参照して説明したフレネルレンズからなるレンズプレート35を備えている。レンズプレート35は、ビームスプリッタA1と光源部4との間に配置されており、たとえばケース6によって保持されている。また、本実施形態の場合、ビームスプリッタA1の入射面11は、図6および図7に示した複数の細かい凹凸からなる粗面が好ましい。このような実施形態によっても、より均一な照明が可能である。また、入射面11に加えてレンズプレート35によって拡散を促進することは、より均一な照明に好ましい。
FIG. 16 shows a beam splitter, a lighting unit and an inspection system based on a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the illumination unit B3 and the inspection system C3 include a
本発明に係るビームスプリッタ、照明ユニットおよび検査システムは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るビームスプリッタ、照明ユニットおよび検査システムの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The beam splitter, lighting unit and inspection system according to the present invention are not limited to the above-described embodiments. The specific configuration of each part of the beam splitter, the lighting unit, and the inspection system according to the present invention can be freely redesigned.
A1 :ビームスプリッタ
B1,B2,B3:照明ユニット
C1,C2,C3:検査システム
1 :第1プリズム
2 :第2プリズム
3 :ハーフミラー部
4 :光源部
5 :撮像部
6 :ケース
7 :補助光源部
8 :検査ステージ
11 :入射面
12 :非出射面
13 :第1側面
14 :斜面
21 :入出射面
22 :出射面
23 :第2側面
24 :斜面
31 :反射抑制部材
32 :反射促進部材
35 :レンズプレート
41 :基板
42 :LEDモジュール
43 :LEDチップ
44 :リード
45 :ケース
46 :透光樹脂
51 :本体部
52 :レンズ部
61 :照明側筒状部
62 :撮像側筒状部
71 :支持部材
72 :LEDモジュール
81 :検査対象物
A1: Beam splitter B1, B2, B3: Lighting unit C1, C2, C3: Inspection system 1: First prism 2: Second prism 3: Half mirror unit 4: Light source unit 5: Imaging unit 6: Case 7: Auxiliary light source Part 8: Inspection stage 11: Incident surface 12: Non-emission surface 13: First side surface 14: Slope 21: In / out surface 22: Exit surface 23: Second side surface 24: Slope 31: Reflection suppression member 32: Reflection promotion member 35 : Lens plate 41: Substrate 42: LED module 43: LED chip 44: Lead 45: Case 46: Translucent resin 51: Main body 52: Lens portion 61: Illumination side tubular portion 62: Imaging side tubular portion 71: Support Member 72: LED module 81: Object to be inspected
Claims (25)
光源部と、を備える照明ユニットであって、
前記ビームスプリッタは、第1方向断面が直角二等辺三角形であり、互いの斜面が対向する第1プリズムおよび第2プリズムと、
前記第1プリズムおよび前記第2プリズムの間に設けられたハーフミラー部と、を備え、
前記第1プリズムは、前記第1方向と直角である第2方向を向く入射面を有し、
前記第2プリズムは、前記第2方向において前記入射面とは反対側を向く入出射面と、前記第1方向および第2方向のいずれに対しても直角である第3方向を向く出射面と、を有し、
前記入射面は、前記入出射面および前記出射面よりも表面粗さが粗く、
前記光源部は、前記入射面に正対して配置されていることを特徴とする、照明ユニット。 Beam splitter and
A lighting unit equipped with a light source unit
The beam splitter has a first prism and a second prism having an isosceles right triangle with a cross section in the first direction and their slopes facing each other.
A half mirror portion provided between the first prism and the second prism is provided .
The first prism has an incident surface facing a second direction that is perpendicular to the first direction.
The second prism includes an inlet / outlet surface that faces the side opposite to the incident surface in the second direction, and an exit surface that faces a third direction that is perpendicular to both the first and second directions. Have,
The incident surface, rather rough surface roughness than the entering emitting surface and the exit surface,
The lighting unit is characterized in that the light source unit is arranged so as to face the incident surface .
前記非出射面を覆う反射抑制部材をさらに備える、請求項1ないし7のいずれかに記載の照明ユニット。 The first prism has a non-exiting surface facing away from the emitting surface in the third direction.
The lighting unit according to any one of claims 1 to 7, further comprising a reflection suppression member that covers the non-emission surface.
前記一対の第1側面は、平滑面である、請求項1ないし10のいずれかに記載の照明ユニット。 The first prism has a pair of first side surfaces facing both sides in the first direction.
The lighting unit according to any one of claims 1 to 10, wherein the pair of first side surfaces is a smooth surface.
前記一対の第2側面は、平滑面である、請求項11に記載の照明ユニット。 The second prism has a pair of second sides facing both sides in the first direction.
The lighting unit according to claim 11, wherein the pair of second side surfaces are smooth surfaces.
前記出射面から出射された光を画像に変換する撮像部と、
前記入出射面に対向する位置に設けられた検査ステージと、
を備えることを特徴とする、検査システム。 The lighting unit according to any one of claims 1 to 16 .
An imaging unit that converts the light emitted from the exit surface into an image,
An inspection stage provided at a position facing the entrance / exit surface,
An inspection system characterized by being equipped with.
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