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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Anwendungsgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung,
und bezieht sich insbesondere auf eine Beleuchtungsvorrichtung zur
Betrachtung von Mustern, wie Schaltungen, Buchstaben und ähnliches,
die auf der Oberfläche
oder in der Nähe
der Oberfläche
eines isolierenden Substrats, wie Keramik, Glas, ein Halbleiterwafer
oder ähnliches,
gebildet sind.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Bislang
wurden bei der Herstellung von integrierten Halbleiterschaltungen
und ähnlichem
Mikroskope, Kameras und selbst das menschliche Auge verwendet, um
Muster wie Schaltungen, Buchstaben und Zahlen, die auf der Oberfläche eines
Materials wie Harz, Keramik, Glas, einem Flüssigkristallsubstrat, einem
Halbleiterwafer oder ähnlichem
gebildet worden sind, zu betrachten. Zum Beispiel werden während eines
Herstellungsverfahrens Identifikationsmarkierungen auf einem Halbleiterwafer
ausgelesen, und dann wird gemäß der Identifikationsmarkierung
ein vorherbestimmtes Verfahren ausgeführt.
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Mehrere
Beleuchtungsvorrichtungen zur Beleuchtung eines zu betrachtenden
Gegenstands sind dem Stand der Technik bekannt, und diese Vorrichtungen
verwenden im allgemeinen fluoreszierendes Licht, Faseroptikbeleuchtung
oder eine parallele Lichtquelle, die Linsen oder ähnliches
aufweist.
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Wenn
Muster wie Buchstaben oder ähnliches
auf einem Substrat gelesen werden, werden diese Muster, wenn es
einen ausreichend großen Kontrast
zwischen dem Muster und dem umgebenden Hintergrund gibt, klar erkannt,
aber wenn der Kontrast zwischen dem Muster und dem umgebenden Hintergrund
gering ist, wird es schwierig sein, das Muster von dem umgebenden
Hintergrund zu unterscheiden. Dieser Kontrast zwischen dem Muster und
dem umgebenden Hintergrund wird nicht nur durch die Beleuchtung
der Lichtquelle beeinflusst, sondern auch durch den Beleuchtungswinkel
und die Beleuchtungswinkelverteilung der Lichtquelle. "Beleuchtungswinkelverteilung" bedeutet die Verteilung von
Beleuchtungswinkeln innerhalb eines betrachteten Gebietes.
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Obwohl
es eine Hellfeldbeleuchtung für
die Beleuchtung von dunklen Mustern auf hellen Hintergründen und
eine Dunkelfeldbeleuchtung für
die Beleuchtung von hellen Mustern auf dunklen Hintergründen gibt,
ist es nicht notwendigerweise eine gute Idee, immer eine Hellfeldbeleuchtung
mit einer hohen Beleuchtungsstärke
zu verwenden.
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Daher
ist es in den Beleuchtungsvorrichtungen des Standes der Technik
notwendig, die Lichtquelle, die optischen Elemente, die Position
des zu betrachtenden Gegenstands und des Betrachters zu berücksichtigen,
wenn die Anordnung des Betrachtungssystems bestimmt wird, um einen
ausreichend großen
Kontrast in dem zu betrachtenden Bereich zu erhalten. Wenn das getan
ist, ist es erforderlich, die Positionsbeziehung des derart bestimmten
Betrachtungssystems festzulegen, insbesondere wird es erforderlich,
den Beleuchtungswinkel und die Beleuchtungswinkelverteilung des
Lichts, das den zu betrachtenden Gegenstand beleuchtet, festzulegen.
In dieser Hinsicht muss ein Bediener ausreichend Erfahrung und Zeit
haben, um den Beleuchtungswinkel und die Beleuchtungswinkelverteilung
genau einzustellen.
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In
diesen Zusammenhang offenbaren die offen gelegten japanische Patentanmeldungen
Nr. 6-3625 & 6-129844
eine Halbleiter-Prüfvorrichtung, in
der ein Muster mit parallelem Licht beleuchtet wird, wobei dessen
reflektiertes Licht oder gestreutes Licht durch eine konvexe Linse
in Richtung einer Öffnungsblende,
die in der hinteren Fokusebene der konvexen Linse angeordnet ist,
fokussiert wird. Jedoch sind selbst in diesem Typ von Vorrichtung
der Beleuchtungswinkel und die Beleuchtungswinkelverteilung des
Lichtes festgelegt, und um einen derartigen Beleuchtungswinkel und
eine Beleuchtungswinkelverteilung genau einzustellen, muss ein Bediener ausreichend
Erfahrung und Zeit haben.
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Ferner
wird es, selbst wenn die Betrachtungen unter Verwendung desselben
Maßes
von Beleuchtung ausgeführt
werden, aufgrund der Variation der optischen Charakteristiken des
zu betrachtenden Gegenstandes als Resultat der Unterschiede in der Fertigungsstätte, der
Herstellungsvorrichtung oder des Herstellungsverfahrens, eine breite
Variation des Kontrastes geben. Insbesondere wird es aufgrund des
Verziehens des beobachteten Gegenstands und der Ungleichmäßigkeit
der Dicke des Musters und des umgebenden Materials eine breite Variation
beim Reflexionsgrad und Transmissionsgrad geben. Folglich werden
Situationen auftreten, in denen es nicht möglich ist, Muster aufgrund
der niedrigen Kontrastniveaus zu betrachten.
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In
derartigen Fällen
wird für
jede Betrachtung eine Einstellung der optischen Achse ausgeführt, welche
ausreichende Erfahrung erfordert, um für den betrachteten Gegenstand
einen hohen Kontrast zu erzielen. Derartige Einstellungen erfordern
jedoch eine Menge Zeit, und abhängig
von der Situation geschieht es oft, dass ein Gegenstand als nicht
betrachtbar behandelt werden muss.
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Um
dieses Problem besser zu verstehen, wird eine detaillierte Beschreibung
für einen
Beispiel-Halbleiterwafer gegeben. Insbesondere hat ein Halbleiterwafer
ID-Buchstaben (Identifizierungsmarkierungen), die mittels eines
Einschreibverfahrens in dessen oberes Ende geschrieben werden, in
der Art desselben Verfahrens, das verwendet wird, um ein IC-Muster
mittels einer fotografischen Belichtung oder eines Verfahrens zu
bilden, das einen Hochleistungslaser verwendet, um Buchstaben in
das obere Ende des Wafers zu ätzen.
Im allgemeinen werden ID-Buchstaben auf den Wafer geschrieben, bevor das
IC-Muster gebildet wird, wonach jeder Wafer gemäß den darauf befindlichen ID-Buchstaben
einem vorherbestimmten Verfahren unterzogen wird.
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Wenn
derartige vorherbestimmte Verfahren ausgeführt werden, wird eine Gruppe
von Wafern, ein "Los" genannt, verschiedenen
Behandlungen (Aufdampfen, Ablageabdeckung/Ablageabdecklack (Putting
Resist), Belichten, Ätzen
usw.) unterzogen. In dieser Hinsicht ist es ganz gebräuchlich,
dass jedes Los verschiedenen Behandlungen unterzogen wird, und verschiedene
Verfahren müssen,
abhängig
von dem zu bildenden Typ von IC, ausgeführt werden. Nun können, da
derartige Behandlungen verwendet werden, um mehrere Dünnfilme
auf dem oberen Ende des Wafers zu bilden, verschiedene Probleme auftreten,
wenn die für
diese Behandlungen erforderlichen Verfahren ausgeführt werden,
wie das Verziehen des Wafers, die Bildung von ungleichmäßigen Lagen
aufgrund ungleichmäßiger Abdeckung/Abdecklack
(Resist) in der Nähe
der ID-Buchstaben, und es kann ein Schaden an dem Wafer auftreten, wenn
er von einem Ort zu einem anderen weitergeleitet wird. Diese Probleme
summieren sich während das
Verfahren ausgeführt
wird.
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Nun
ist es bei dem Stand der Technik der Beleuchtungsvorrichtung, wenn
eine Kamera verwendet wird, um die ID-Buchstaben auf dem oberen Ende
eines Wafers, der den verschiedenen oben beschriebenen Behandlungen
unterzogen worden ist, zu betrachten, notwendig, die oben beschriebene Einstellung
der optischen Achse für
jedes Los, jeden IC-Typ und jedes ID-Beschriftungsverfahren auszuführen. In
dem Fall, dass es nicht möglich
ist, die Einstellungen auszuführen,
verursachen die Lichtrauschen-Komponenten durch unregelmäßige Abdeckung
(Resist) der die ID-Buchstaben umgebenden Gebiete im Zusammenhang
mit Fehlern des Wafers so genanntes Bildrauschen, und dieses kann
es unmöglich
machen, das Bild der ID-Buchstaben
zu erlangen. Als Ergebnis müssen
einige Fälle
als nicht betrachtbar behandelt werden.
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JP-A-6317532 &
US 5,497,234 beschreiben eine Prüfvorrichtung
als eine Lichtquelle zum Bestrahlen eines Musters mit Licht, in
welchem das optische System auf der Seite der Lichtquelle schwenkbar
beweglich ist, um so die Änderung
des Einfallswinkels oder der Richtung des Lichtes zu ermöglichen.
Wenn jedoch das Licht, das auf ein optisches Element, das das Licht
mit im Wesentlichen parallelen Lichtstrahlen in Richtung des Gegenstands
lenkt, geschickt wird, seine Richtungen ändert, wird das zu einer Verringerung
des Lichtbetrags, der in das optische Element eintritt und auf den
Gegenstand fällt, führen.
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US 5,185,638 offenbart ein
Beleuchtungssystem als Teil eines optischen Prüfsystems, das es erlaubt, dass
eine Stelle auf einem Werkstück
beleuchtet und geprüft
wird, und das Quarzhalogenlampen-Array-Lichtquellen enthält, von
denen jede einem besonderen Einfallswinkels der Beleuchtung entspricht,
und die bezüglich
ihrer Beleuchtungsstärke
einzeln gesteuert/geregelt werden können. Die Beleuchtungsstärkewerte
könnten
in einem Computersystem, das die Lichtquellen über eine Beleuchtungssteuerungs-/Regelungselektronik
ansteuert gespeichert werden, auch um eine gleiche oder ähnliche
Beleuchtung aus verschiedenen Beleuchtungswinkel zu erzielen.
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Dieses
optische System ist jedoch nicht dafür ausgelegt, einen Gegenstand
mit im Wesentlichen parallelen Lichtstrahlen zu beleuchten, sondern für die Beleuchtung
des Zentrums der Eintrittspupille der Abbildungslinse, das heißt, einen
Punkt, der im Augenblick von der Kamera des optischen Prüfsystems
gescannt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Um
die oben beschriebenen Probleme des Standes der Technik zu lösen, hat
der vorliegende Erfinder Experimente durchgeführt, um die Beziehung zwischen
dem Beleuchtungswinkel und dem gebildeten Bild zu bestimmen. Als
der vorliegende Erfinder derartige Forschung betrieben hat, wurde
die Positionsbeziehung zwischen einem Wafer, der den zu betrachtenden
Gegenstand beinhaltete, und einer Kamera und einer Kameralinse festgelegt,
wobei der Beleuchtungswinkel und Parallelcharakteristiken des Beleuchtungslichts
für verschiedene
Fälle verändert wurden.
Die Ergebnisse derartiger Forschung sind die folgenden:
- (1) Es gab mehr als einen Beleuchtungswinkel, der verwendet
werden kann, um die Wafer-ID-Buchstaben gegenüber den umgebenden Bereichen
des Wafers klar sichtbar zu machen. Es gab tatsächlich eine Vielzahl von kontinuierlichen
Beleuchtungswinkelbereichen, die verwendet werden können. Ferner
gab es eine Vielzahl von Beleuchtungswinkelbereichen, die verwendet werden
können,
um jegliche Fehler oder Ungleichmäßigkeiten des Wafers klar sichtbar
zu machen. Außerdem
gab es eine Vielzahl von Beleuchtungswinkelbereichen, die keinen
Einfluss auf die ID-Buchstaben oder die Fehler und ungleichmäßige Bereiche
des Wafers haben. Es ist möglich,
zumindest die Wafer des gleichen Loses als solche mit ungefähr gleichen
Eigenschaften zu betrachten, vorausgesetzt, dass das Verziehen eines
jeden Wafer korrigiert ist.
- (2) Abhängig
von dem Verfahren der Beschriftung mit ID-Buchstaben und dem Verfahren zur Bildung
jedes Typs von IC, gab es häufig
Fälle,
bei denen die Beleuchtungswinkelbereiche (wie oben unter (1) erwähnt) und
die Anzahl dieser Bereiche für
jedes Los verschieden waren.
- (3) Es gab Lose, die nicht notwendigerweise paralleles Beleuchtungslicht
erfordert haben. Tatsächlich
gab es Fälle,
wo entweder konvergierendes Licht oder divergierendes Licht vorzuziehen war.
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Ausgehend
von den obigen Ergebnissen, insbesondere von der Tatsache, dass
es eine Vielzahl von bevorzugten Beleuchtungswinkelbereichen gibt,
und von der Tatsache, dass das Beleuchtungslicht nicht parallel
sein muss, hat der vorliegende Erfinder Gegenstände bei unterschiedlichen Beleuchtungswinkeln
und bei unterschiedlichen Beleuchtungswinkelverteilungen beleuchtet,
und hat einen einfachen und schnellen Weg herausgefunden, um Beleuchtung
so auszuführen,
dass man ein Bild mit einem hohen Maß an Kontrast erlangt. Diese
Entdeckungen machten es dem vorliegenden Erfinder möglich, die
vorliegende Erfindung auszuführen.
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Insbesondere
die Beleuchtungsvorrichtung zur Beleuchtung eines Gegenstandes,
wie in Ansprüchen
1, 4 oder 5 definiert, und das Verfahren zur Beleuchtung eines Gegenstandes
wie in Anspruch 6 definiert. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung sind in den Ansprüchen
2 und 3 definiert.
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Oben
zitierte JP-A-6 317532 offenbart alle Merkmale des Oberbegriffs
zu Ansprüchen
1, 4, 5 und stellt den nächstkommenden
Stand der Technik dar.
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Daher
beleuchtet, wie in 1 gezeigt, in der Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung, Licht aus einem Lichtausstrahlungsbereich 13 über ein
optisches Element, das aus einer konvexen Linse 11 besteht,
einen Gegenstand 3. In diesem Aufbau ist der Lichtausstrahlungsbereich 13 bezüglich der
konvexen Linse 11 bewegbar gestaltet, um die Einstellung
des Beleuchtungswinkels zu ermöglichen.
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Das
von dem Gegenstand 3 reflektierte Licht wird zur Betrachtung
auf die Augen eines Bedieners, einen Bildschirm, eine Kamera 5 oder ähnliches
gerichtet. Insbesondere wird eine Hellfeldbeleuchtung gebildet,
indem der Lichtausstrahlungsbereich 13 entlang der optischen
Achse die Linse 11 zur Beleuchtung des Gegenstandes 3 aufgestellt
wird, und dadurch, dass die Kamera 5 so angeordnet wird, dass
sie in dem Pfad der reflektierten Lichtstrahlen (wie durch die durchgehenden
Linien der 1 gezeigt) liegt. Wenn nun der
Lichtausstrahlungsbereich 13 in die durch den Pfeil B angezeigte
Richtung bewegt wird, wird das Licht von dem Lichtausstrahlungsbereich 13,
das von dem Gegenstand 3 reflektiert wird, nicht in die
Kameralinse 4 der Kamera 5 eintreten, und dies
führt zu
einer Dunkelfeldbeleuchtung (wie durch die unterbrochene Linie in 1 gezeigt).
Ferner wird es, indem der Lichtausstrahlungsbereich 13 leicht
in eine solche Richtung bewegt wird, möglich, an dem Dunkelfeldbeleuchtungswinkel Feineinstellungen
vorzunehmen.
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Wenn
nun der Lichtausstrahlungsbereich 13 in die durch den Pfeil
A in 1 angezeigte Richtung bewegt wird, wenn diese
Bewegung in Richtung der Linse 11 ist, wird der Gegenstand 3 mit
divergierenden Lichtstrahlen beleuchtet, und wenn eine derartige
Bewegung von der Linse 11 wegführt, wird der Gegenstand 3 mit
konvergierenden Lichtstrahlen beleuchtet. In diesem Zusammenhang
ist die Richtung der Bewegung des Lichtausstrahlungsbereichs 13 nicht
auf die in 1 gezeigten Richtungen A, B
beschränkt,
und es ist stattdessen möglich,
dass der Lichtausstrahlungsbereich 13 relativ zu der Linse 11 in
jeder Richtung bewegbar ist.
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Ferner
kann anstelle des Lichtausstrahlungsbereichs 13 eine Vielzahl
von Lichtausstrahlungsbereichen, die an verschiedenen Positionen
in einer Weise angeordnet sind, die es diesen Lichtausstrahlungsbereichen
erlaubt selektiv aktiviert zu werden, um Belichtungslicht auszustrahlen,
verwendet werden.
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Ferner
ist es, wie in 2 gezeigt, auch möglich den
Gegenstand 3 so anzuordnen, dass er rechtwinklig zu der
optischen Achse der konvexen Linse 11 ist. In diesem Fall
ist ein halbdurchlässiger Spiegel 41 zwischen
dem Lichtausstrahlungsbereich 13 und der konvexen Linse 11 angeordnet,
um das von dem Gegenstand 3 reflektierten Licht in Richtung der
Kameralinse 4 zu richten. In derselben Weise, wie in 1 gezeigt,
beleuchtet Licht von dem Lichtausstrahlungsbereich 13 über die
Linse 11 den Gegenstand 3, und dann wird das von
dem Gegenstand 3 reflektierte Licht mittels der Linse 11 und
des halbdurchlässigen
Spiegels 41 in Richtung der Kameralinse 4 gerichtet.
Wenn nun der Lichtausstrahlungsbereich 13 um einen Abstand "Y" von der optischen Achse wegbewegt wird,
wird das von dem Gegenstand 3 reflektierte Licht nicht
durch die Linse 11 hindurch gehen, und führt zu einer
Dunkelfeldbeleuchtung, wie durch die unterbrochene Linie in 2 gezeigt.
In diesem Zusammenhang ist es möglich,
zu verhindern, dass derartiges Licht in die Kameralinse 4 einfällt, selbst
in dem Fall, in dem dieses reflektierte Licht in die Linse 11 eintritt,
indem der Abstand "Y" von der optischen
Achse eingestellt wird, und somit eine Dunkelfeldbeleuchtung zu
bilden.
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Wenn
nun der Lichtausstrahlungsbereich 13 in die durch den Pfeil
A in der 2 angezeigte Richtung bewegt
wird, nämlich
entlang der Richtung der optischen Achse, wird, wenn eine derartige
Bewegung in Richtung der Linse 11 stattfindet, der Gegenstand 3 mit
divergierenden Lichtstrahlen beleuchtet, und wenn eine derartige
Bewegung von der Linse 11 wegführt, wird der Gegenstand 3 mit
konvergierenden Lichtstrahlen beleuchtet werden. Insbesondere werden
die Lichtstrahlen, die nahe der optischen Achse sind, ungefähr parallel
sein, wenn sie auf den Gegenstand 3 treffen, und die Lichtstrahlen,
die von der optischen Achse entfernt sind, werden den Gegenstand 3 mit
großen
Winkeln beleuchten. Da der Lichtausstrahlungsbereich 13 im
Allgemeinen eine gewisse Weite hat, welche ihm eine größere Ausbreitung
als eine Punktlichtquelle gibt, enthält weiterhin das Licht, das
den Gegenstand 3 beleuchtet, Winkelkomponenten, welche
Licht entsprechen, das in gewissen Abständen von der optischen Achse
entfernt ausgestrahlt wird. Mit anderen Worten, es wird möglich, konvergierende
Lichtstrahlen, divergierende Lichtstrahlen und parallele Lichtstrahlen
zu erlangen, wodurch es möglich
wird, eine Beleuchtungswinkelverteilung zu erzeugen.
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Anstatt
einen Lichtausstrahlungsbereich zu bewegen und anstatt eine Vielzahl
von Lichtausstrahlungsbereichen selektiv zu aktivieren, ist es ferner auch
möglich,
eine Maskenscheibe, die mindestens einer Öffnung besitzt, die zwischen
dem Lichtausstrahlungsbereich 13 und dem optischen Element 11 angeordnet
ist, zu bewegen.
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Anstatt
der oben erwähnten
Maskenscheibe ist es ferner auch möglich, ein optisches Verschlusselement,
wie ein LCD (Flüssigkristall-Einrichtung), PLZT
(Bleilanthanzirkoniumtitanat) oder ähnliches, zu verwenden. Mit
einem derartigen optischen Verschluss ist es möglich, jedes gewünschte Muster über ein
geeignetes elektrisches Signal zu bilden, und auf diese Weise ist
es möglich,
jegliche gewünschte
Lichtdurchlassmuster oder Lichtaussperrmuster zu bilden. Zum Beispiel
ist es möglich,
ein geeignetes Signal auszuwählen,
das bewirkt, dass der optische Verschluss ein Lichtdurchlassmuster
entsprechend der Öffnung
der Maskenscheibe und ein Lichtaussperrmuster, das alle anderen
Teile des optischen Verschlusses aussperrt, hat.
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Wenn
nun der Lichtausstrahlungsbereich 13 bezüglich der
Linse 11 bewegt wird, oder wenn eine Vielzahl von Licht
ausstrahlenden Elementen selektiv aktiviert wird, um Licht auszustrahlen,
so wird es möglich,
selektiv den Beleuchtungswinkel und die Beleuchtungswinkelverteilung
zu bestimmen. Auf diese Weise wird es möglich, eine geeignete Beleuchtung
(zum Beispiel, eine Beleuchtung, die einen hohen Kontrast zwischen
dem, was von dem Betrachtungsbereich 3a gelesen werden
soll, und dem umgebenden Hintergrund davon erzeugt) auszuwählen, um
ein optimales Bild zu erlangen.
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In
den letzten Jahren gibt es, mit den Fortschritten, die in der Dünnfilmtechnologie
und der fotografischen Belichtungstechnologie für Halbleiter erzielt worden
sind, eine zunehmende Verwendung von Mustern, die auf Substraten
gebildet sind, welche optische Charakteristiken besitzen, die für Beleuchtungslicht
in einer vorgeschriebenen Richtung eine hohe Diffusion verursachen.
Insbesondere umfassen die Beispiele Muster wie Schaltkreise und
Buchstaben und ähnliches,
die auf Halbleiterwafern, Glassubstraten für Flüssigkristalle, keramischen
Materialien und Harzsubstraten gebildet sind. In dieser Hinsicht
ist es durch die Beleuchtung solcher Muster mit Licht in einer vorgeschriebenen
Richtung möglich,
einen hohen Kontrast zu erlangen, wenn Betrachtungen durchgeführt werden.
Indem die Einstellung der Beleuchtungsrichtung so geschieht, dass
sie mit der vorgeschriebenen Richtung übereinstimmt, ist es entsprechend
möglich,
Bilder mit einem hohen Kontrast zu erlangen.
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Durch
Bewegen des Lichtausstrahlungsbereichs 13 oder durch Auswählen der
Anzahl von Licht ausstrahlenden Elementen, ist es weiterhin möglich, den
Beleuchtungswinkel und die Beleuchtungswinkelverteilung genau einzustellen.
Zum Beispiel ist es möglich,
leicht zwischen einer Hellfeldbeleuchtung und einer Dunkelfeldbeleuchtung
zu wechseln, und es ist auch möglich,
leicht paralleles Licht, konvergierendes Licht, divergierendes Licht
und ähnliches
zu erzeugen. Ferner wird es möglich,
das Licht aus einer Vielzahl von Beleuchtungswinkeln zur kombinieren.
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Auf
diese Weise wird es möglich,
eine optimale Beleuchtung gemäß den optischen
Charakteristiken des Gegenstands 3 auszuführen. Nun
kann es, in dem Fall, dass es aufgrund von Unregelmäßigkeiten
und ähnlichem
während
des Herstellungsverfahrens starke Ungleichmäßigkeiten bei den optischen
Charakteristiken des Gegenstands 3 gibt, nicht möglich sein,
eine geeignete Betrachtung gemäß einer
bevorzugten Beleuchtungsbedingung auszuführen, aber es ist immer noch
möglich,
eine Betrachtung auszuführen,
indem zwischen einer Vielzahl von Beleuchtungsbedingungen gewechselt
wird. Entsprechend ist es nicht notwendig, zeitaufwändige optische
Einstellungen auszuführen,
die für
Beleuchtungsvorrichtungen des Standes der Technik erforderlich sind.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Zeichnung, die das Prinzip der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine Zeichnung, die das Prinzip einer weiteren Anordnung der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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3 ist
eine skizzenhafte Zeichnung eines ersten Ausführungsbeispiels, um das Prinzip
der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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4 ist
eine skizzenhafte Zeichnung eines zweiten Ausführungsbeispiels, um das Prinzip
der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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5 ist
eine skizzenhafte Zeichnung eines ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Steuerungs-/Regelungseinrichtung,
die einen Mikrocomputer zur Steuerung/Regelung der Vorrichtung der 5 verwendet.
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7 ist
eine skizzenhafte Zeichnung eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
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8 ist
eine skizzenhafte Zeichnung eines dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
-
9 ist
eine skizzenhafte Zeichnung eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
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10 ist
eine skizzenhafte Zeichnung eines fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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11 ist
eine Zeichnung, die Beispielmuster der durchlässigen Bereiche des optischen
Verschlusses zeigt.
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12 ist
eine Zeichnung, die ein weiteres Beispielmuster der durchlässigen Bereiche
des optischen Verschlusses zeigt.
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13 ist
eine skizzenhafte Zeichnung des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Mit
Bezug auf die Zeichnungen werden jetzt Beschreibungen des ersten
bis sechsten Ausführungsbeispiels
gemäß der vorliegenden
Erfindung gegeben. Ferner werden zwei Ausführungsbeispiele, die zur Erklärung der
vorliegenden Erfindung verwendet werden, anfänglich beschrieben.
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Erstes Ausführungsbeispiel
zur Erklärung
der vorliegenden Erfindung
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3 zeigt
eine Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
um die vorliegende Erfindung zu erklären, in der die Beleuchtungsvorrichtung
in einer Lesevorrichtung zum Auslesen der Identifikationsmarkierungen
auf dem oberen Ende eines Substrates verwendet wird. Wie in 3 gezeigt,
hat ein Gegenstand 3 (ein Halbleiterwafer oder ähnliches)
Identifikationsmarkierungen, die auf einem Betrachtungsbereich 3a davon
vorgesehen sind, und das Licht von der Beleuchtungsvorrichtung 1,
das diesen Betrachtungsbereich 3a beleuchtet, wird davon
reflektiert und über
eine Kameralinse 4 in eine Kamera 5 gerichtet.
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Bildinformationen
von der Kamera 5 werden in eine Bildverarbeitungseinrichtung 7 eingegeben, die
derartige Informationen verarbeitet und bearbeitete Bildsignale
(oder unbearbeitete Signale) an eine Displayeinrichtung 9 ausgibt,
wie ein CRT oder ähnliches,
die Bilder auf der Basis derartiger bearbeiteter Bildsignale darstellt.
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Die
Beleuchtungsvorrichtung 1 ist mit einem optischen Element,
das aus einer dünnen
konvexen Linse 11 besteht, einem Lichtausstrahlungsbereich 13,
der in der Nähe
des Fokuspunktes der Linse 11 frei bewegbar ist, einer
Lichtausstrahlungsansteuerung 15 zum Ansteuern des Lichtausstrahlungsbereichs 13 und
einem Lichtausstrahlungs-Steuerungs-/Regelungsbereich 17 zur
Steuerung/Regelung der Lichtausstrahlungsansteuerung 15 ausgestattet.
Was die Positionsanordnung des Lichtausstrahlungsbereichs 13 betrifft,
so muss dieser nicht notwendigerweise in der Nähe des Fokuspunktes der Linse 11 sein.
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Die
Linse 11 wird durch einen Linsenhalter 19, der
an einer Basis 21 der Beleuchtungsvorrichtung 1 befestigt
ist, gehalten. Der Lichtausstrahlungsbereich 13 ist über einen
Halter 14 auf einer bewegbaren Plattform 23 angebracht,
wobei die bewegbare Plattform 23 an einer Kugelumlaufspindel 25 angeschraubt
ist. Die Kugelumlaufspindel 25 ist auf einem Plattformrahmen 27 angebracht,
um sich in einer Richtung zu erstrecken, die rechtwinklig zu der
optischen Achse der Linse 11 ist. An einem Ende der Kugelumlaufspindel 25 ist
ein mit Teilstrichen versehener Steuerungsknopf 29 zur
Steuerung der Position der bewegbaren Plattform 23 angebracht,
wobei die bewegbare Plattform 23 durch Drehen des Steuerungsknopfes 29 entlang
der Kugelumlaufspindel 25 bewegt wird. Und zwar wird die
Position, zu der die Plattform 23 bewegt wird, durch die
Anzahl von Malen bestimmt, mit der der Steuerungsknopf 29 entweder
in die Richtung des Uhrzeigersinns oder gegen den Uhrzeigersinn
gedreht wird. Der Plattformrahmen 27 ist an der bewegbaren
Plattform 31 befestigt. Die bewegbare Plattform 31 ist
an einer Kugelumlaufspindel 33 angeschraubt, die an einem
Plattformrahmen 35, der an der Basis 21 befestigt
ist, angebracht ist. Die Kugelumlaufspindel 33 erstreckt
sich in einer Richtung, die parallel zu der optischen Achse der
Linse 11 ist, und an einem Ende der Kugelumlaufspindel 33 ist
ein mit Teilstrichen versehener Steuerungsknopf 37 zur
Steuerung der Position der bewegbaren Plattform 31 angebracht,
wodurch der Lichtausstrahlungsbereich 13 in der Richtung
der optischen Achse bewegt werden kann. Nun können in dem obigen Aufbau die
bewegbaren Plattformen 23, 31 durch die Bedienung
der Steuerungsknöpfe 29, 37 jeweils
bewegt werden. Anstelle derartiger Steuerungsknöpfe 29, 37 ist
es jedoch auch möglich
einen Motor, eine Motoransteuerung und eine Motorsteuerungseinrichtung
zur Steuerung der Positionen der bewegbaren Plattformen 23, 31 zu
verwenden.
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Was
den Lichtausstrahlungsbereich 13 betrifft, ist es möglich, weithin
bekannte Lampen, wie Xenonlampen und Halogenlampen, zu verwenden. Was
den Typ von Lichtquelle, der für
den Lichtausstrahlungsbereich 13 verwendet werden kann,
betrifft, gibt es jedoch keine Einschränkung, und es ist möglich, jedes
angemessene Licht ausstrahlende Mittel zu verwenden, wie LEDs oder ähnliches.
Es ist auch möglich,
Endbereiche von Licht führenden
Elementen, wie optische Fasern zu verwenden.
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Die
Lichtausstrahlungsansteuerung 15 steuert den Lichtausstrahlungsbereich 13 an,
und basierend auf Anweisungen von dem Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 17 wird
der Lichtausstrahlungsbereich 13 EIN oder AUS geschaltet,
und die Intensität
des davon ausgestrahlten Lichts wird reguliert. Die Lichtausstrahlungsansteuerung 15 kann den
Halter 14 z. B. als Schaltungsbasis, welche sowohl den
Lichtausstrahlungsbereich 13 und die Schaltung der Lichtausstrahlungsansteuerung 15 halten
kann, verwenden. Ferner ist es möglich,
die Fähigkeit
Beleuchtungslicht von der gleichen Intensität zu reproduzieren, zu verbessern,
indem ein Erfassungswert von einem Sensor oder der Leistungsbetrag,
der für
die gewünschte
Beleuchtungsintensität benötigt wird,
gespeichert wird.
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Der
Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 17 ist mit einem Steuerungsknopf
und einem Schalter oder ähnlichem
zum Regulieren der Beleuchtungsintensität und zum EIN- oder AUS-schalten des Lichtausstrahlungsbereichs 13 ausgestattet,
und basierend auf der Betätigung
des derartigen Knopfes und Schalters regelt der Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 17 die
Lichtausstrahlungsansteuerung 15.
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Ferner
ist es auch möglich,
eine bewegbare Maskenscheibe (in 3 nicht
gezeigt) zwischen der Linse 11 und dem Lichtausstrahlungsbereich 13 anzuordnen.
In diesem Fall wird die bewegbare Maskenscheibe an der bewegbaren
Plattform 23 befestigt, um sich so zusammen mit dem Lichtausstrahlungsbereich 13 zu
bewegen, und sie ist mit einer Öffnung
oder einer feinen Öffnung
(Pinhole) versehen, um dem Licht von dem Lichtausstrahlungsbereich 13,
oder nur einem Teil des Lichtes davon, zu erlauben, die Linse 11 zu
erreichen. Auf diese Weise ist es möglich, einen engeren Beleuchtungswinkel
für das Beleuchtungslicht
zu erzeugen, das den Betrachtungsbereich 3a des Gegenstands 3 beleuchtet.
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Nun
wird in dem obigen Aufbau die Beleuchtungsvorrichtung 1 so
angeordnet, dass die optische Achse der Linse 11 bezüglich der
Normalen des Betrachtungsbereichs 3a einen Winkel θ bildet,
wobei die Kamera in dem Pfad der reflektierten Lichtstrahlen angeordnet
ist. Wie durch die unterbrochenen Linien in der Zeichnung gezeigt,
gibt es, wenn der Lichtausstrahlungsbereich 13 entlang
der optischen Achse der Linse 11 positioniert ist, eine
Hellfeldbeleuchtung. Wenn der Knopf 29 gedreht wird, bewegt sich
der Lichtausstrahlungsbereich 13 entlang der Kugelumlaufspindel 25,
wodurch die Beleuchtung von einer Hellfeldbeleuchtung zu einer Dunkelfeldbeleuchtung
geändert
wird. Da der Strahl eines hellen Feldes im allgemeinen bezüglich des
Strahls eines dunklen Feldes stärker
ist, ist es in diesem Stadium möglich,
durch Einstellen der Schalter und ähnlichem des Lichtausstrahlungs-Regelungsbereichs 17,
den Unterschied zwischen dem Strahl des hellen Feldes und dem Strahl
des dunklen Feldes zu vermindern, und dies ermöglicht es, sogar noch einfachere
Betrachtungen durchzuführen.
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Auch
ist es durch das Drehen des Knopfes 37 möglich, die
Position des Lichtausstrahlungsbereiches 13 entlang der
optischen Achse der Linse 11 zu ändern. In dieser Hinsicht wird,
wenn der Lichtausstrahlungsbereich 13 in der Nähe der Linse 11 positioniert
ist, das Licht, das aus der Linse 11 austritt, divergieren,
und wenn der Lichtausstrahlungsbereich 13 an dem Fokuspunkt
der Linse 11 positioniert ist, wird das aus der Linse 11 austretende
Licht parallel sein. Ferner wird, wenn der Lichtausstrahlungsbereich 13 hinter
diesen Fokuspunkt von der Linse wegbewegt wird, das aus der Linse 11 austretende
Licht konvergieren.
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Wie
oben beschriebenen, wird es durch die Veränderung der Position des Lichtausstrahlungsbereiches 13 möglich, den
Beleuchtungswinkel und die Beleuchtungswinkelverteilung zu ändern, und
dies ermöglicht
es, Bilder mit einem noch höheren
Kontrast zu erhalten, indem Einstellungen ausgeführt werden, während die
Displayeinrichtung 9 betrachtet wird.
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Nach
den Einstellungen wird das Bildsignal von der Kamera 5 in
die Bildverarbeitungseinrichtung 7 eingegeben, wo das Bild
unter Verwendung weithin bekannter Verfahren identifiziert wird,
und dann werden die ausgelesenen Ergebnisse auf der Displayeinrichtung 9 dargestellt.
Auf diese Weise ist es durch Wechseln des Gegenstands 3 möglich, die
Identifikationsmarkierungen auf Betrachtungsbereichen 3a für jede Anzahl
von Gegenständen 3 auszulesen.
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Obwohl
die Kugelumlaufspindel 25 in dem obigen Ausführungsbeispiel
so beschrieben wurde, dass sie parallel zu der Fokusebene der Linse 11 angeordnet
ist, ist es auch möglich,
dass die Kugelumlaufspindel 25 in einem Winkel bezüglich dieser
Fokusebene angeordnet ist. In einem solchen Fall wird, wenn die
bewegbare Plattform 23 bewegt wird, das Licht, das den
Betrachtungsbereich 3a beleuchtet, divergierend, konvergierend
oder parallel sein, abhängig
von der Position der bewegbaren Plattform 23. Ferner ist
es möglich,
mit der Kugelumlaufspindel 25 oder der Kugelumlaufspindel 33 als
Achse dienend, einen rotierbaren Lichtausstrahlungsbereich 13 zu konstruieren.
Ferner ist der Lichtausstrahlungsbereich 13 nicht auf Bewegung
entlang zweier axialer Richtungen begrenzt, wie in dem obigen Ausführungsbeispiel
beschrieben wurde, und es ist auch möglich, dass die Beleuchtungsvorrichtung
so konstruiert wird, dass der Lichtausstrahlungsbereich sich in
drei axialen Richtungen bewegen kann. Auf diese Weise ist es möglich, einen
noch weiteren Bereich von Beleuchtungswinkeln und einen noch weiteren Bereich
von konvergierender oder divergierender Beleuchtung zu erhalten.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zur
Erklärung
der vorliegenden Erfindung gibt es, da der Lichtausstrahlungsbereich 13 in
Richtungen bewegt werden kann, die parallel oder senkrecht zu der optischen
Achse der Linse 11 sind, wenig Verlust bei der Lichtmenge,
mit der die Linse 11 beleuchtet wird. Wenn, zum Beispiel,
der Lichtausstrahlungsbereich 13 einer schwenkartigen Bewegung
unterzogen wird, anstelle der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
beschriebenen parallelen Bewegung, wird das Licht, das in Richtung
der Linse 11 ausgesandt wird, seine Richtungen ändern, und
das wird zu einer Abnahme der Lichtmenge, die in die Linse 11 eintritt, führen. Da
der Raum zwischen dem Lichtausstrahlungsbereich 13 und
der Linse 11 im allgemeinen durch eine Haube abgedeckt
ist, wie weiter unten beschrieben ist, wird insbesondere, wenn der
Lichtausstrahlungsbereich 13 einer Schwenkbewegung unterzogen
wird, der Anteil des durch die Haube gestreuten Lichts zunehmen,
was zu einer Verringerung des in die Linse 11 eintretenden
Lichts führt.
Im Gegensatz dazu gibt es in der vorliegenden Erfindung nur sehr
wenig Verlust bei dem Betrag des in die Linse 11 eintretenden
Lichts, und es ist möglich,
den Beleuchtungswinkel zu ändern.
Insbesondere ist es vorzuziehen, dass der Lichtausstrahlungsbereich
zu paralleler Bewegung in der Lage ist, wie in 3 gezeigt.
In dieser Hinsicht können
die in den 4, 5, 8, 9, 10 gezeigten
Ausführungsbeispiele
dieselben Ergebnisse erzielen.
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Ferner
ist, obwohl in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kugelumlaufspindeln 25 und 33 zum
jeweiligen Bewegen der bewegbaren Plattformen 23, 31 verwendet
worden sind, die vorliegende Erfindung nicht auf eine derartige
Konstruktion begrenzt, und es ist auch möglich, einen Piezoaktuator, einen
Schwingspulen-Aktuator, einen Luftzylinder oder ähnliches, oder einen rotierenden
Aktuator zu verwenden.
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Obwohl
es in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, ist es ferner möglich, dass
die gesamte Vorrichtung, mit Ausnahme der Beleuchtungsseite der
Linse 11, von einer Haube abgedeckt wird, um Interferenz mit
von außen
kommendem Licht zu vermeiden.
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Zweites Ausführungsbeispiel
zur Erklärung
der vorliegenden Erfindung
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4 zeigt
eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
zur Erklärung
der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Gegenstand 3 senkrecht
zu der optischen Achse der Linse 11 angeordnet, und dies
entspricht dem in 2 gezeigten Prinzip. Wie in 4 gezeigt,
sind die Elemente, die dieselbe Funktion wie die oben beschriebenen
Elemente für das
erste Ausführungsbeispiel
zur Erklärung
der vorliegenden Erfindung ausführen,
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Dieses
Ausführungsbeispiel
verwendet jedoch einen halbdurchlässigen Spiegel 41,
der zwischen dem Lichtausstrahlungsbereich 13 und der konvexen
Linse 11 in einem Winkel von 45° bezüglich der optischen Achse der
Linse 11 angeordnet ist.
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In
der in 4 gezeigten Konstruktion wird das von dem Gegenstand 3 reflektierte
Licht von dem halbdurchlässigen
Spiegel 41 in die Kameralinse 4 reflektiert, wodurch
auf der Displayeinrichtung 9 ein Bild dargestellt wird.
Wenn nun der Knopf 29 gedreht wird, wird der Halter 14 in
einer horizontalen Richtung bewegt, und dadurch wird es möglich, eine
Hellfeldbeleuchtung oder eine Dunkelfeldbeleuchtung zu schaffen,
und entsprechend den optischen Charakteristiken des Gegenstands 3 ist
es möglich,
durch Einstellen der Position des Lichtausstrahlungsbereichs 13 ein
Bild mit hohem Kontrast zu erlangen.
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Da
das von dem Gegenstand 3 reflektierte Licht dem Lichtpfad
in der entgegengesetzten Richtung folgt, ist. es mit dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
zur Erklärung
der vorliegenden Erfindung möglich,
eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung zu konstruieren.
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Erstes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung
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5 ist
eine skizzenhafte Zeichnung, die ein erstes Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. In diesem Ausführungsbeispiel hält ein Halter 141 eine
Vielzahl von Lichtausstrahlungsbereichen 131 (drei Bereiche
sind in der Zeichnung gezeigt), und die Lichtausstrahlung wird durch
Wechseln zwischen den Lichtausstrahlungsbereichen 131 ausgeführt. Die
Positionsbeziehung zwischen den Lichtausstrahlungsbereichen 131,
Linse 11, Gegenstand 3 und Kameralinse 4 ist
dieselbe wie die in 3 gezeigte.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
führt eine Lichtausstrahlungsansteuerung 151 Schalttätigkeiten
zwischen den Lichtausstrahlungsbereichen 131 aus, und basierend
auf Anweisungen von einem Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 171 wird
jeder der Lichtausstrahlungsbereiche 131 EIN- oder AUS-geschaltet, und die
Intensität
des davon ausgestrahlten Lichts wird reguliert. Obwohl die Zeichnung zeigt,
dass die Lichtausstrahlungsansteuerung 151 von dem Halter 141 entfernt
liegt, ist es in diesem Zusammenhang auch möglich, dass der Halter 141 als ein
Schaltungssubstrat, das die Lichtausstrahlungsbereiche 131 und
die Lichtausstrahlungsansteuerung 151 hält, wirkt.
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Der
Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 171 ist mit Steuerungseinheiten
und Schaltern zum EIN- oder AUS-schalten jedes der Lichtausstrahlungsbereiche 131 und
zum Regulieren der Intensität des
davon ausgestrahlten Lichts ausgestattet, und durch die Betätigung dieser
Steuerungseinheiten und Schalter ist es möglich, die Lichtausstrahlungsansteuerung 151 zu
steuern.
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Es
ist möglich,
für die
Lichtausstrahlungsbereiche 131 eine Anordnung von individuellen
Lampen oder LEDs, oder eine vereinte Anordnung von Licht ausstrahlenden
Elementen, wie eine Lampengruppierung, LED-Gruppierung oder ein
Plasmadisplay, zu verwenden. Mit anderen Worten ist es möglich, jegliche
Anordnung von Licht ausstrahlenden Elementen zu verwenden, solange
es möglich
ist, die Lichtausstrahlungsansteuerung 151 und den Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 171 zu
verwenden, um jedes Element einzeln EIN oder AUS zu schalten und
die Intensität
des Lichts davon zu regulieren. Ferner ist es durch Anordnen einer
Maskenscheibe oder ähnlichem
vor den Lichtausstrahlungsbereichen 131 möglich, Betrachtungen
mit hohem Kontrast auszuführen,
indem die Lichtstrahlen, die in die Linse 11 eintreten,
beschränkt
werden.
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Mit
dieser Konstruktion kann durch Betätigung eines Schalters, der
für den
Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 171 vorgesehen ist,
der Beleuchtungswinkel durch das Auswählen eines geeigneten Lichtausstrahlungsbereichs 131 geändert werden.
Wenn zum Beispiel der mittlere Lichtausstrahlungsbereich 131 aus 5 ausgewählt ist,
wird eine Hellfeldbeleuchtung erfolgen (wie durch die durchgezogene
Linie in 5 gezeigt), und wenn der rechte Lichtausstrahlungsbereich 131 ausgewählt ist,
wird eine Dunkelfeldbeleuchtung erfolgen (wie durch die unterbrochene
Linie in 5 gezeigt). Auf diese Weise
macht es eine Schalttätigkeit
einfach, den Beleuchtungswinkel zu verändern, wodurch es möglich wird,
schnell den geeignetsten Beleuchtungswinkel zur Beleuchtung des
Betrachtungsbereichs 3a zu finden.
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In
diesem Zusammenhang ist die Anzahl von Lichtausstrahlungsbereichen 131 nicht
auf drei Elemente beschränkt.
Ferner ist es möglich,
von den Lichtausstrahlungsbereichen entweder einen zu einem Zeitpunkt
oder diese in Kombinationen von zwei oder mehreren zu verwenden.
Durch die Erhöhung der
Anzahl von Lichtausstrahlungsbereichen oder der Anzahl von Kombinationen
von Lichtausstrahlungsbereichen, die gleichzeitig Licht ausstrahlen, wird
es diesbezüglich
möglich,
den Betrachtungsbereich 3a unter verschiedenen Beleuchtungswinkeln zu
beleuchten, und da es sehr wenig Zeit erfordert, derartige Schalttätigkeiten
auszuführen,
wird es möglich,
schnell die am besten geeignete Beleuchtung zu finden.
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Obwohl
die Tätigkeiten
des Lichtausstrahlungs-Regelungsbereichs 171 manuell
ausgeführt werden
können,
ist es weiterhin auch möglich,
dass derartige Tätigkeiten
automatisch durch Verwendung eines Mikrocomputers oder ähnlichem
ausgeführt werden.
Eine Beispielkonstruktion eines solchen Falles ist durch das Blockdiagramm
der 6 gezeigt, in dem das geeignete Muster von Lichtausstrahlungsbereichen
und die Intensität
des davon ausgestrahlten Lichts zur Betrachtung eines vorherbestimmten
Gegenstands 3 in einen Speicherbereich 176 eines
Mikrocomputers gespeichert sind, wobei ein Mikrocomputer-I/O-Bereich 174 mit
einem EIN/AUS-Schalterbereich 172 eines
Lichtausstrahlungs-Regelungsbereichs über Relais, Transistoren und ähnlichem
verbunden ist. Ferner ist ein Digital/Analog(D/A)-Wandler mit einem
Lichtmengen-Regulierungsbereich 173 des
Lichtausstrahlungs-Regelungsbereichs
verbunden, und entsprechend den Anweisungen von einem Betriebsteuerungsbereich 178 des
Mikrocomputers ist es möglich,
eines der verschiedenen Muster auszuwählen, das für die Ausführung der Betrachtungen geeignet
ist.
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Indem
eine automatische Transportvorrichtung zum Transport des Gegenstands 3 zur
Verfügung
gestellt wird, indem die automatische Transportvorrichtung und die
Kamera 5 mit einer Bildverarbeitungseinrichtung über den
I/O-Bereich 174 verbunden werden, und indem eine externe
Synchronisation für
die Bildverarbeitungseinrichtung vorgesehen wird, wird es möglich, ein
automatisches Betrachtungssystem zu konstruieren. Zum Beispiel kann
der Mikrocomputer, wenn er ein Signal erhält, das anzeigt, dass der Gegenstand 3 eine
vorgeschriebene Position erreicht hat, eines von vielen in dem Speicherbereich 176 gespeicherten
Programmen ablaufen lassen, um den Gegenstand 3 bei einem
vorgeschriebenen Beleuchtungswinkel und einer vorgeschriebenen Beleuchtungswinkelverteilung zu
beleuchten. Dann kann der Mikrocomputer, wenn er ein Anweisungssignal
von der Bildverarbeitungseinrichtung bekommt, das angibt, dass die
Identifikationsmarkierungen des Gegenstands 3 ausgelesen worden
sind, die Lesetätigkeit
beenden, und die automatische Transporteinrichtung anweisen, den nächsten Gegenstand
zu transportieren.
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Zweites Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung
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7 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel einer
Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwenden die
Lichtausstrahlungsbereiche 132 Endbereiche mit mindestens
einem Glasfaserbündel 43 (Licht
führendes
Element). In dem in 7 gezeigten Beispiel werden
drei Lichtausstrahlungsbereiche 132 verwendet. Die Lichtausstrahlungsbereiche 132 sind
an einem Lichtausstrahlungsbereich-Halter 45 befestigt,
und die anderen Enden der Glasfaserbündel 43 sind mit einem
Licht ausstrahlenden Element 47, das mit einer Lichtausstrahlungsansteuerung 49 betrieben
wird, verbunden. An einem spezifischen Ort entlang der Länge jedes
Glasfaserbündels 43 ist
ein Verschlussbereich 51 vorgesehen, der einen Verschluss
aufweist, der durch eine Verschlussansteuerung 53 gesteuert
wird, um den Glasfaserlichtpfad zu öffnen oder zu schließen. Der
Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 55 ist mit der Lichtausstrahlungsansteuerung 49 und
der Verschlussansteuerung 53 verbunden, um den EIN/AUS-Betrieb des
Lichtausstrahlungsbereichs 132 und den Öffnen/Schließen-Betrieb des Verschlusses
zu steuern.
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In
der Beleuchtungsvorrichtung des vorliegenden Ausführungsbeispiels
kann der Betrachtungsbereich 3a mit einem vorgeschriebenen
Beleuchtungswinkel gemäß der Position
jedes Lichtausstrahlungsbereichs 132 beleuchtet werden,
wobei die Linse 11 so angeordnet ist, dass ihrer optische
Achse bezüglich
der Normalen des Betrachtungsbereichs 3a unter einem Winkel θ angebracht
ist, und indem das Auge eines Betrachters oder eine Kamera 5 an einer
Position entlang der optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung
auf der Seite angeordnet ist, wo das von dem Betrachtungsbereich 3a reflektierte Licht
aufgenommen wird, und dies ermöglicht
es, Betrachtungen mit dem nackten Auge oder einer Displayeinrichtung 9 auszuführen. Ferner
kann durch Betreiben des Lichtausstrahlungs-Regelungsbereichs 55 jeder
der Lichtausstrahlungsbereiche 132 EIN oder AUS geschaltet
werden, und dies macht es möglich,
Beleuchtung mit den Lichtausstrahlungsbereichen 132 entweder
einzeln oder in einer von mehreren Kombinationen miteinander auszuführen. Auf diese
Weise ist es möglich,
den Betrachtungsbereich 3a unter verschiedenen Beleuchtungswinkeln
zu betrachten.
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Da
die Lichtausstrahlungsbereiche 132 entlang einer Linie
angeordnet sind, die senkrecht zu der optischen Achse der Linse 11 ist,
gibt es in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine sehr geringe Verringerung des Lichtbetrags, der in die Linse 11 eintritt,
wenn von einem Lichtausstrahlungsbereich 132 zu einem anderen
gewechselt wird. Wie oben für das
erste Ausführungsbeispiel
zur Erklärung
der vorliegenden Erfindung erklärt
worden ist, kann, wenn das Ende des Glasfaserbündels einer Schwenkbewegung
unterzogen wird, eine derartige Schwenkbewegung bewirken, dass das
Licht, das in Richtung der Linse 11 gerichtet ist, die
Richtung wechselt, und dies kann zu einer Verringerung des Lichtbetrags,
der in die Linse 11 eintritt, führen. Ferner wird, wenn der Raum
zwischen den Lichtausstrahlungsbereichen 132 und der Linse 11 von
einer Haube abgedeckt ist, der Anteil des von der Haube gestreuten
Lichts zunehmen, und dies kann auch zu einer Verringerung des Lichtbetrages,
der in die Linse 11 eintritt, führen. Entsprechend wird es
bevorzugt, dass, wie in dem in 7 gezeigten
Ausführungsbeispiel,
die Lichtausstrahlungsbereiche 132 parallel zu der Linse 11 angeordnet
sind, da die Verringerung des Lichtbetrags, der in die Linse 11 eintritt,
für eine
parallele Bewegung einer Lichtquelle gering ist. Wenn das Ende eines
Glasfaserbündels
einer Schwenkbewegung unterzogen wird, ist es ferner möglich, dass
das Bündel in
einem bestimmten Bereich, der unter einer Belastung steht, bricht.
Als Antwort auf dieses Problem sind die Enden der Glasfaserbündel in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
an einer Stelle so befestigt, dass sie keine Bewegung ausführen, und
dies schließt
das Risiko aus, dass ein Bündel
brechen kann.
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Ferner
ist es möglich,
die Verschlussbereiche 51 aus dem in 7 gezeigten
Ausführungsbeispiel
zu entfernen, und an ihrer Stelle ein Lichtausstrahlungselement
an dem Lichtempfangsende jedes Glasfaserbündels 43 anzuordnen,
und dann ist es durch das EIN- und AUS-schalten solcher Licht ausstrahlenden
Elemente möglich,
jeden der Lichtausstrahlungsbereiche 132 EIN oder AUS zu
schalten.
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Drittes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung
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8 zeigt
ein drittes Ausführungsbeispiel einer
Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel
ist im Wesentlichen eine Kombination des ersten Ausführungsbeispiels
zur Erklärung
der vorliegenden Erfindung (3) und des
ersten Ausführungsbeispiels der
vorliegenden Erfindung (5). Insbesondere ist die in 5 gezeigte
Anordnung von drei Lichtausstrahlungsbereichen 131 auf
der in 3 gezeigten beweglichen Plattform 23 vorgesehen.
Da nun die anderen Elemente der vorliegenden Erfindung dieselben
sind wie die in 3 und 5 gezeigten, sind
sie mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
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Mit
dem Ausführungsbeispiel
der 8 ist es möglich,
den Beleuchtungswinkel durch Auswählen eines oder einer Kombination
der Lichtausstrahlungsbereiche 131 zu verändern, und,
da die Position der Lichtausstrahlungsbereiche 131 durch
Bewegen der beweglichen Plattform 23 geändert werden kann, ist es möglich, sogar
noch genauere Einstellungen des Beleuchtungswinkels auszuführen.
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Viertes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung
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9 zeigt
ein viertes Ausführungsbeispiel einer
Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel
einer Beleuchtungsvorrichtung wird eine konvexe Linse 11 von
einem Linsenhalter 19, der an einer Basis 21 befestigt
ist, abgestützt.
Die Basis 21 ist mit einem Plattformrahmen 61,
der mit einer Kugelumlaufspindel 62 versehen ist, verbunden,
und an der Kugelumlaufspindel 62 ist eine bewegliche Plattformen 65,
die frei beweglich ist, angebracht. Die bewegliche Plattform 65 wird
bezüglich
des Plattformrahmens 61 durch die Betätigung eines Plattformposition-Einstellungsknopfes 63 bewegt.
An der beweglichen Plattform 65 ist eine Maskenscheibe 67 befestigt,
die einen Öffnungsbereich 67a,
der mindestens an einer Stelle gebildet ist, um dort Licht hindurch
zu lassen, aufweist. Ferner ist die Maskenscheibe 67 in
der Nähe
des vorderen Fokuspunktes der Linse 11 angeordnet. An einem
oberen Bereich der Basis 21 ist ein Lichtausstrahlungsbereichshalter 69,
der eine Vielzahl von Lichtausstrahlungsbereichen 71 hält, angebracht.
An der Basis 21 ist in einer Position vor den Lichtausstrahlungsbereichen 71 eine
Streuscheibe 73 angebracht, um das von den Lichtausstrahlungsbereichen 71 ausgestrahlte
Licht zu streuen. Die Lichtausstrahlungsbereiche 71 und
die Streuscheibe 73 können jegliche
Konstruktion umfassen, die es erlaubt, dass eine Oberflächenbeleuchtung
ausgeführt
werden kann. Obwohl die Streuscheibe 73 nicht ein wesentliches
Element ist, ist es in diesem Zusammenhang möglich, zu vermeiden, dass man
Einstellungen für die
Beziehung zwischen den Lichtausstrahlungsbereichen 71 und
dem Öffnungsbereich 67a vornehmen muss,
indem die Streuscheibe 73 zwischen den Lichtausstrahlungsbereichen 71 und
der Maskenscheibe 67 angeordnet wird, um Oberflächenbeleuchtung
auszuführen.
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Die
Lichtausstrahlungsbereiche 71 werden durch eine Lichtausstrahlungsansteuerung 151 betätigt, und
ein Lichtausstrahlungs-Regelungsbereich 171 ist mit der
Ansteuerung 151 verbunden, um den EIN/AUS-Schaltbetrieb
der Lichtausstrahlungsbereiche 71 zu steuern und die Intensität des davon
ausgestrahlten Lichts einzustellen.
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In
der Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist die Linse 11 so
angeordnet, dass ihre optische Achse bezüglich der Normalen des Betrachtungsbereichs 3a unter
einem Winkel θ liegt,
und ein Auge eines Betrachters oder eine Kamera 5 ist in
einer Position entlang der optischen Achse der Beleuchtungvorrichtung
auf der Seite angeordnet, wo das von dem Betrachtungsbereich 3a reflektierte
Licht aufgenommen wird. Das Licht von den Lichtausstrahlungsbereichen 71 tritt,
nachdem es durch die Streuscheibe 73 und den Öffnungsbereich 67a hindurch
gegangen ist, in die Linse 11 ein. Wenn der Knopf 63 betätigt wird,
um die bewegliche Plattform 65 zu bewegen, wird der Öffnungsbereich 67a innerhalb
der Fokusebene der Linse 11 bewegt. Und zwar wird, wenn
der Öffnungsbereich 67a mit der
optischen Achse der Linse 11 in eine Linie gebracht ist,
das die Linse 11 verlassende Licht parallel sein, und das
wird zu einer Hellfeldbeleuchtung (wie mit der durchgezogenen Linie
in 9 gezeigt) führen,
und wenn der Öffnungsbereich 67a von
der optischen Achse entfernt positioniert wird, wird der Betrachtungsbereich 3a entsprechend
dem Abstand des Öffnungsbereichs 67a von
der optischen Achse mit einem anderen Beleuchtungswinkel beleuchtet, und
dies wird zu einer Dunkelfeldbeleuchtung (wie mit der unterbrochenen
Linie in 9 gezeigt) führen.
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Durch
die Bildung von zwei oder mehr Öffnungsbereichen 67a in
der Maskenscheibe 67 ist es in diesem Zusammenhang möglich, den
Betrachtungsbereich 3a mit einer Kombination von Beleuchtungswinkeln
zu beleuchten und dadurch eine noch geeignetere Beleuchtung zu erzielen.
Ferner ist es möglich,
zwischen einer Vielzahl von Maskenscheiben, die Öffnungen verschiedener Größe haben
oder die an unterschiedlichen Stellen gebildet sind, zu wechseln.
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Fünftes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung
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10 zeigt
ein fünftes
Ausführungsbeispiel einer
Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel
ist die Maskenscheibe aus 9 durch
einen optischen Verschluss ersetzt. Was die anderen Elemente der vorliegenden
Erfindung betrifft, werden die Elemente, die dieselben sind wie
die in der 9 gezeigten, mit denselben Bezugszeichen
bezeichnet werden.
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Zwischen
der Linse 11 und der Streuscheibe 73 ist ein optischer
Verschluss 81 angebracht, der an der Basis 21 befestigt
ist. Der optische Verschluss 81 ist ein optisches Element,
wie LCDs, PLZTs oder ähnliches,
das Übertragungselektroden
umfasst, wobei ein besonderes Material zwischen derartigen Elektroden
vorgesehen ist, und wenn elektrische Energie, wie ein Spannungspotenzial,
zu mindestens einem spezifizierten Raum zwischen den Elektroden zugeführt wird
oder unterbrochen wird, so wird das dazwischen liegende Material
durchlässig
oder undurchlässig.
In diesem Zusammenhang ist eine optische Verschlussansteuerung 83 vorgesehen,
um elektrische Energie zu bestimmten Elektroden des optischen Verschlusses 81 zu
liefern oder zu unterbrechen, um durchlässige oder undurchlässige Bereiche
zu erzeugen. Ferner ist ein optischer Verschluss-Steuerungsbereich 84 vorgesehen,
um die optische Verschlussansteuerung 83 anzuweisen, bestimmte
durchlässige
und undurchlässige
Bereiche in dem optischen Verschluss 81 zu erzeugen.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
ist es auch möglich,
eine Vielzahl von gestapelten Verschlüssen 81 anzuwenden,
um eine noch bessere Fähigkeit
zu erzeugen, Licht auszusperren. Indem verhindert wird, dass Licht
aus den Licht aussperrenden Bereichen des Verschlusses 81 leckartig
austreten kann, wird es möglich,
einen noch höheren
Kontrast beim Beleuchten des Betrachtungsbereichs 3a zu
erzielen.
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In
dem Fall, dass ein LCD für
den Verschluss 81 verwendet wird, ist es notwendig, mit
dem LCD einen Polarisationsschirm zu verwenden. Dann wird es durch
Anbringen eines weiteren Polarisationsschirms auf der Betrachtungsseite
(zum Beispiel direkt vor der Kameralinse 4 oder einem Betrachterauge),
einfach, eine polarisierte Betrachtung auszuführen.
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In
dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel
ist jedes Strukturelement an der Basis 21 befestigt, um
dessen Position festzulegen, und mit Ausnahme des Bereichs der Beleuchtungsvorrichtung, wo
das Beleuchtungslicht aus der Linse 11 austritt, ist es
möglich,
die gesamte Beleuchtungsvorrichtung mit einer Haube abzudecken,
um die Effekte des Außenlichts
zu beseitigen.
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Indem
die Linse 11 so angeordnet ist, dass ihre optische Achse
bezüglich
der Normalen des Betrachtungsbereichs 3a unter einem Winkel θ liegt, und
indem ein Betrachterauge oder eine Kamera 5 an einer Position
entlang der optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung an der Seite
angeordnet ist, wo das von dem Betrachtungsbereich 3a reflektierte Licht
aufgenommen wird, kann in der Beleuchtungsvorrichtung des vorliegenden
Ausführungsbeispiels der
Betrachtungsbereich 3a gemäß einem erzeugten durchlässigen Bereich
des optischen Verschlusses 81 unter einem vorgeschriebenen
Beleuchtungswinkel beleuchtet werden, und dadurch wird es ermöglicht,
Betrachtungen auszuführen.
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Indem
der optische Verschluss-Steuerungsbereich 84 so betrieben
wird, dass zwei oder mehr durchlässige
Bereiche in dem optischen Verschluss 81 erzeugt werden,
ist es ferner möglich,
den Betrachtungsbereich 3a bei einer Kombination von Beleuchtungswinkeln
zu beleuchten, und dadurch eine noch geeignetere Beleuchtung zu
erreichen. Ferner ist es möglich,
eine Vielzahl von durchlässigen
Bereichen, die unterschiedliche Formen an verschiedenen vorgeschriebenen
Stellen des optischen Verschlusses 81 haben, zu erzeugen.
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In
diesem Zusammenhang zeigen die 11(a)–11(l) (in Halbton-Punktform) Beispielmuster
eines durchlässigen
Bereichs 81a des Verschlusses 81. Diese Muster
können
in einem Musterspeicherbereich, der in dem Verschluss-Steuerungsbereich 84 vorgesehen
ist, gespeichert werden, und wenn ein vorgeschriebenes Muster benötigt wird, dann
kann das Muster des Verschlusses 81 zwischen derartigen
gespeicherten Mustern mittels der Verwendung von Muster-Umschaltsignalen
umgeschaltet werden.
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An
diesem Punkt sollte erwähnt
werden, dass nicht alle Elemente innerhalb der durchlässigen Bereiche 81,
die in 11 gezeigt sind, notwendigerweise
durchlässig
sein müssen.
Zum Beispiel zeigt 12 wechselnde Ausführungsbeispiele
des in 11(f) gezeigten Musters, bei
denen der Lichtbetrag, der durch den Verschluss hindurch geht, gesteuert
wird, indem nur ein Bereich (zum Beispiel 50%) der Elemente 80 innerhalb
des durchlässigen Bereichs
des Verschlusses 81 durchlässig gemacht wird, wie durch
die durchlässigen
Bereiche 81b, 81c der 12 gezeigt.
Als eine weitere Option ist es möglich,
den Grad der Durchlässigkeit
der Elemente 80 gemäß ihrer
relativen Position innerhalb des durchlässigen Bereichs zu ändern.
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In
dem Fall, dass es aufgrund einer entlang der optischen Achse scheinenden
Lichtmenge, die im Vergleich zu der in andere Richtungen scheinenden
viel größer ist,
zu starke Helligkeit gibt, wenn eine Betrachtung durchgeführt wird,
ist es, zusätzlich zu
der Möglichkeit,
die Menge dieses Lichtes zu verringern, indem die Helligkeit der
Lichtquelle eingestellt wird, auch möglich, die Menge dieses Lichtes
zu verringern, indem der Grad von Durchlässigkeit der Elemente der in 12 gezeigten
durchlässigen
Bereiche 81b, 81c eingestellt wird.
-
Nun
ist in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel jedes Element
des Verschlusses 81 so ausgeführt, dass es in einem der beiden
Zustände
ist, nämlich
in einem durchlässigen
Zustand und einem undurchlässigen
Zustand. Indem der Verschluss 81 mit Elementen konstruiert
wird, die gesteuert werden können,
um den Lichtbetrag der durch sie hindurch gehen kann, einzustellen,
wird es jedoch möglich, den
Lichtbetrag, der durch jedes dieser Elemente hindurch geht, zu steuern,
und dies ermöglicht
es, den Lichtbetrag, der durch den Verschluss 81 hindurch
geht, genau einzustellen.
-
Somit
können
durch die Verwendung von Muster-Umschaltsignalen
die oben beschriebenen Muster sofort umgeschaltet werden, um zu
den optischen Charakteristiken des zu betrachtenden Gegenstands
zu passen. Das Ergebnis ist, dass es nicht nötig ist, eine Maskenscheibe,
wie die in 9 gezeigte, zu bewegen oder
auszuwechseln, und dies ermöglicht
es, eine noch größere Betrachtungseffizienz
zu erreichen.
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In
dem Fall, dass eine Vielzahl von durchlässigen Bereichen in dem Verschluss 81 gebildet
ist, ändert
sich die Position der Lichtquelle gemäß der Größe solcher durchlässigen Bereiche.
Wenn zum Beispiel der durchlässige
Bereich so klein wie eine feine Öffnung
(Pinhole)ist, wird die Lichtquelle an der Position des Verschlusses 81 positioniert,
und wenn der durchlässige
Bereich groß ist,
wird die Lichtquelle an der Position der Streuscheibe 73 positioniert.
Da derartige Änderungen
der Position der Lichtquelle es schwierig machen können, den
Beleuchtungswinkel des den Betrachtungsgegenstand beleuchtenden Lichts
einzustellen, wird es in dieser Hinsicht vorgezogen, dass der Abstand "d" (siehe 10) zwischen
der Streuscheibe 73 und dem Verschluss 81 so klein
wie möglich
ist.
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Ferner
kann, obwohl der optische Verschluss 81 und die Linse 11 in
dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel
fest angebracht sind, der optische Verschluss 81 zusammen
mit der Linse 11 oder der Diffusionsscheibe 73 auf
einer beweglichen Plattform, die sich mindestens entlang einer Bewegungsachse
bewegen kann, angebracht werden.
-
Ferner
ist es auch möglich,
einen kommerziell genutzten Flüssigkristallprojektor
in der Konstruktion des vorliegenden Ausführungsbeispiels zu verwenden.
In diesem Fall ist der optische Verschluss 81 in der Nähe des Fokuspunktes
der Linse 11 positioniert, um den Betrachtungsbereich 3a mit
ungefähr parallelen
Lichtstrahlen zu beleuchten. Ferner ist der optische Verschluss
nicht auf den oben beschriebenen optischen Verschluss vom elektrischen
Typ beschränkt,
und es ist auch möglich,
einen mechanischen Verschluss oder ähnliches zu verwenden.
-
Sechstes Ausführungsbeispiel
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13 ist
eine perspektivische Ansicht eines Hauptbereichs einer Barcode-Etikettierungsvorrichtung,
die eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet. In der in 13 gezeigten Barcode-Etikettierungsvorrichtung werden
die Identifikationsmarkierungen auf einem Halbleiterwafer ausgelesen,
und dann wird solchen Identifikationsmarkierungen entsprechend ein
Barcode auf einen im Folgenden beschriebenen Ringrahmen oder ein
Band angewandt.
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Wie
in 13 gezeigt, wird ein Halbleiterwafer 75 an
dem oberen Ende eines Würfelbands
(Dicing-Tape) 77 angebracht, wobei ein Umfangsbereich des
Würfelbands 77 an
einem Ringrahmen 79 angeheftet wird, um einen Wafer abzustützen (im
folgenden wird auf diese Elemente als ein "Werkstück" Bezug genommen). Ferner sind auf dem
Halbleiterwafer 75 Identifikationsmarkierungen vorgesehen, und
es sind an zwei vorgeschriebenen Stellen in einem äußeren Bereich
des Ringrahmens 79 Kerben 79a gebildet.
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Das "Werkstück" ist innerhalb einer
Bereitstellungskassette 81 untergebracht, und die Ringrahmen 79 werden
durch einen Spannarm oder ähnliches
einer Transporteinrichtung (in der Zeichnung nicht gezeigt) einer
zur Zeit auf einer Plattform 83 angebracht. Ferner hat
die Plattform 83 Stifte 83a, die an vorgeschriebenen
Stellen vorgesehen sind, sodass sie mit den Kerben 79a des
Ringrahmens 79 zusammenpassen. Ferner ist in der senkrechten
Richtung in der Plattform 83 eine Vielzahl von kleinen Öffnungen,
die mit einer Saugvorrichtung verbunden sind, gebildet, und durch
die Aktivierung dieser Saugvorrichtung, nachdem das "Werkstück" eine vorgeschriebene
Position auf der Plattform 83 erreicht hat, ist es möglich, die
dadurch erzeugte Saugkraft zu verwenden, um das "Werkstück" an der Plattform 83 zu befestigen.
Außerdem
verringert dieses Saugen das Verziehen und ähnliches des Wafers 75.
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Die
Plattform 83 ist auf einer X-Y-Bewegungseinrichtung, die
mit einer Rotationseinrichtung ausgerüstet ist, um zu ermöglichen,
dass die Plattform 83 um ihren Mittelpunkt gedreht werden
kann, angebracht. Diese Rotationseinrichtung ist nicht auf irgendeinen
spezifischen Rotationsbereich beschränkt, und es ist zum Beispiel
möglich,
dass die Rotationseinrichtung sich jeweils um 90° zu den vier Winkelpositionen
0°, 90°, 180° und 270° dreht.
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Nachdem
die Plattform 83 das darauf angebrachte "Werkstück" zu einer Position
zum Lesen mit einer CCD-Kamera 5 bewegt hat, werden die
Identifikationsmarkierungen 75a nun ausgelesen. In diesem
Zusammenhang zeigt die 13 ferner einen Beleuchtungskasten 85,
der eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen
ersten bis fünften
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung hält.
Und zwar ist die Beleuchtungsvorrichtung im Inneren des Beleuchtungskastens
eingestellt, einen geeigneten Beleuchtungswinkel und Beleuchtungswinkelverteilung
auszuwählen,
um eine Beleuchtung zu erzielen, die einen hohen Kontrast zwischen
den Identifikationsmarkierungen 75a und dem umgebenden
Bereichen davon erzeugt. In diesem Stadium ist es, wenn die Identifikationsmarkierungen 75a nicht
in der richtigen Position für
das Lesen mit der Kamera 5 sind, möglich, die Position der Plattform 83 einzustellen,
indem sie mit der Rotationseinrichtung gedreht wird oder mit der
X-Y-Bewegungseinrichtung
bewegt wird.
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Wenn
das Beleuchtungslicht von dem Wafer 75 zurückgeworfen
wird und in die CCD-Kamera 5 eintritt, gibt nun die Kamera 5 Bildsignale
an eine Bildverarbeitungseinrichtung 7 zum Lesen von Schriftzeichen
aus, und dadurch können
die Identifikationsmarkierungen 75a ausgelesen werden.
Dann werden die Ausleseergebnisse zu einer
Barcode-Druckeinrichtung 87 geschickt, wo ein Barcode gemäß den Ausleseergebnissen
(zum Beispiel die Identifikationsmarkierungen 75a) mit
einem Hochgeschwindigkeits-Thermodrucker oder ähnlichem, der in der Barcode-Druckeinrichtung 87 vorgesehen
ist, auf ein Barcode-Etikett 89 gedruckt
wird, wobei das Barcode-Etikett 89 aus einer Ausgabeöffnung 87a ausgegeben
wird. Eine Barcode-Anbringungs-Vakuumspanneinrichtung 93 verwendet
dann einen Saugdruck, um die gedruckte Oberfläche des ausgegebenen Barcode-Etiketts
zu halten. Zu diesem Zweck ist die Barcode-Anbringungs-Vakuumspanneinrichtung 93 mit
einem Vakuumsaugschlauch 93a verbunden. Dann wird das "Werkstück" zu einer Barcode-Etikett-Anbringungsposition
(das heißt,
die Position der Druckeinrichtung 87 in diesem Beispiel)
geschickt, wo das Barcode-Etikett 89 an einer vorgeschriebenen
Position auf dem Würfelband 77 oder
dem Ringrahmen 79 durch die Betätigung einer Ansteuerungseinrichtung 91 zum
Ansteuern der Barcode-Anbringungs-Vakuumspanneinrichtung 93 angebracht wird.
In diesem Zusammenhang kann die Barcode-Etikett-Anbringungsposition eingestellt werden, indem
die Plattform 83 entweder mit der Rotationseinrichtung
gedreht wird oder mit der X-Y-Bewegungseinrichtung bewegt wird.
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Nachdem
das Barcode-Etikett angebracht worden ist, wird ein Barcode-Leser 95 angesteuert, und
das angebrachte Etikett wird ausgelesen, wobei dieses Ergebnis mit
den Ergebnissen der Bildverarbeitungseinrichtung 7 verglichen
wird, um zu sehen, ob die beiden Ergebnisse miteinander übereinstimmen,
und wenn sie nicht übereinstimmen,
wird das obige Verfahren wiederholt, um ein anderes Barcode-Etikett
auszugeben und zu befestigen.
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Wenn
eine Übereinstimmung
bestätigt
ist, wird das "Werkstück" zu der Unterbringungskassette 97 transportiert
und darin untergebracht. Alternativ kann das "Werkstück" zu der ursprünglichen Versorgungskassette 81 zurückgeführt werden
(wie durch den unterbrochenen Pfeil in 13 gezeigt).
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Mit
der Verwendung der oben beschriebenen Barcode-Etikettierungsvorrichtung ist es möglich, ein automatisches
Verfahren zur Umwandlung der Identifikationsmarkierungen auf Halbleiterwafern
in Barcodes auszuführen.
Bislang sind Identifikationsmarkierungen auf Wafern und ähnlichem
durch direkte visuelle Betrachtung oder durch eine Leseeinrichtung ausgelesen
worden, und da Leseeinrichtungen im allgemeinen zu höheren Kosten
führen,
wird es durch derartige Kosten schwierig, eine Leseeinrichtung zur Verwendung
bei jedem Herstellungsschritt anzuordnen. Daher war es bezüglich der
Automatisierung der Verfahrensschritte zur Herstellung von Halbleiterwafern
bis jetzt außerordentlich
schwierig, ein automatisches Lesen zu erreichen.
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Durch
die Verwendung einer Barcode-Anbringungsvorrichtung wie der oben
beschriebenen, wird es möglich,
Identifikationsmarkierungen von Halbleiterwafern einfach auszulesen,
indem solche Identifikationsmarkierungen in Barcodes umgewandelt
werden, und dies macht es wiederum möglich, die Automatisierung
nachgelagerter Verfahren zu planen. Zum Beispiel wird es möglich, CIM
(Computer Integrated Manufacturing) für das Montageverfahren auszuführen, ein
Abbildungssystem zur Handhabung jedes Wafer-IC zu konstruieren,
ein System zur Handhabung von Wafer-Losinformationen zu konstruieren, etc.,
und dies führt
zu einer breiten Verbesserung in der Produktivität. Dadurch, dass die Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung in einer Barcode-Etikettierungsvorrichtung wie der oben
beschriebenen angebracht ist, ist es weiterhin möglich, die geeignetste Beleuchtung
für Halbleiterwafer
vorzusehen, und die Verwendung einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung
ermöglicht es,
die Identifikationsmarkierungen auf den Wafern genau auszulesen.
Selbstverständlich
ist die oben beschriebene Barcode-Etikettierungsvorrichtung nicht
auf die Verwendung für
Halbleiterwafer beschränkt,
und es ist möglich,
diese Barcode-Etikettierungsvorrichtung
zur Umwandlung von Mustern und Markierungen, die von Isolierungssubstraten,
wie Glas, Keramik und ähnlichem,
ausgelesen werden, in Barcodes zu verwenden.
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Die
Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf die Verwendung in Barcode-Etikettierungsvorrichtungen
beschränkt, und
es ist generell möglich,
die Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung in einer
breiten Vielfalt von Vorrichtungen zu verwenden. Es ist zum Beispiel
möglich,
dass die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
in Schriftzeichen-Lesevorrichtungen, Muster-Messvorrichtungen und
anderen Erkennungsvorrichtungen und Messvorrichtungen verwendet
wird, in denen die Beleuchtungsvorrichtung verwendet wird, um einen
Gegenstand zu beleuchten, sodass die auf Beleuchtungslicht, das
entweder durch den Gegenstand hindurch geht oder von diesem reflektiert
wird, basierenden Informationen ausgelesen werden können.
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Im
allgemeinen ist es durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
genaue Einstellungen des Beleuchtungswinkels und der Beleuchtungswinkelverteilung
einfach auszuführen.
Mit anderen Worten, durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, eine
Vielzahl von Beleuchtungswinkeln einfach zu erzeugen. Zusätzlich dazu,
dass sie die beschwerlichen Einstellungen beseitigt, die für optische
Systeme von Betrachtungsvorrichtungen des Standes der Technik erforderlich sind,
um die Streuung von optischen Schriftzeichen und ähnlichem,
die während
des Herstellungsverfahrens und ähnlichem
des Betrachtungsgegenstands auftreten, zu bewältigen, ermöglicht es die Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung auch, die geeignetsten Beleuchtungsbedingungen zur Beleuchtung
des Betrachtungsgegenstands leicht herzustellen. Ferner ist es,
sogar in dem Fall, in dem es aufgrund einer großen Streuung der optischen
Schriftzeichen des Betrachtungsgegenstands schwierig ist, eine Betrachtung
unter einer Betrachtungsbedingung auszuführen, dadurch dass man im Voraus
eine Vielzahl von Beleuchtungsbedingungen untersucht, möglich, leicht
zwischen derartigen Beleuchtungsbedingungen umzuschalten, wobei
von dem Bediener nur sehr wenig Mühe gefordert wird.
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Ferner
müssen,
um den Beleuchtungswinkel mit Beleuchtungsvorrichtungen des Standes
der Technik zu ändern,
viele Elemente eingestellt werden, wie der Lichtausstrahlungsbereich,
das optische System, der Gegenstand, die Kamera und ähnliches. Mit
der Beleuchtungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung können jedoch
der Beleuchtungswinkel und ähnliches
geändert
werden, indem nur der Lichtausstrahlungsbereich eingestellt wird,
und derartige Einstellungen können
sehr einfach und schnell ausgeführt
werden.
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Außerdem ist
es, durch Kombination der Beleuchtungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung mit einer automatischen Transporteinrichtung zum Transport
von Betrachtungsgegenständen möglich, einfach
eine automatische Betrachtungsvorrichtung zu erzeugen, und es ist
auch möglich,
verschiedene Erkennungseinrichtungen oder Messeinrichtungen, wie
eine Schriftzeichen-Leseeinrichtung oder eine Muster-Messeinrichtung,
als eine Bildverarbeitungseinrichtung, die Ausgaben von einer Kamera
aufnehmen kann, zu verwenden.