JP2000346808A - 欠陥検査用光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数蛍光灯を用いて、安定した光出力を発生
する欠陥検査用光源装置をローコストで提供する。 【解決手段】 灯具２から照射された紫外光は、蛍光物
質が含まれたウエブ１０と反応して蛍光を発し、ＣＣＤ
ラインセンサを内蔵した撮像装置３で撮像される。光セ
ンサ１２は２本の蛍光灯１１から等距離の位置で、ウエ
ブ１０の反対側に配置されており、その受光面の前面に
は紫外光を可視光に変換する波長変換部材１３が設置さ
れている。光センサ１２には１台の光量制御装置５が接
続され、光センサ１２からの光電信号に応じて２台の高
周波点灯装置６の出力を制御し、蛍光灯１１の合成光量
のフィードバック制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、欠陥検査用光源装
置に関し、さらに詳しくは、光源からの光量を制御する
機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】フイルムなどの帯状の被検査体におけ
る、突起や開口、異物などの欠陥の有無を検査する方法
として、帯状の光を被検査体に照射し、被検査体からの
透過光、あるいは反射光をＣＣＤラインセンサ等の受光
素子で撮像する方法が用いられている。被検査体上に欠
陥が存在すると、被検査体からの透過光、あるいは反射
光の光量が局所的に変化するため受光素子からの画像信
号に変化が現れ、この変化量が基準値を超えた場合に欠
陥として検出される。また、特開平８−２７１４３２号
公報に開示されているように、照射効率のよい光源を用
いることによりＳＮ比の高い画像信号が得られ、欠陥検
査の精度を向上させることができる。

【０００３】一方、可視光あるいは近赤外光では検出で
きない、被検査体上の水ぬれ、油その他の透明液体のし
みなどを検出するために、予め蛍光物質が含まれたウエ
ブに紫外光を照射し、励起された蛍光物質が二次的に発
する蛍光をＣＣＤラインセンサで撮像する方法が、特開
平４−３４３４８号公報に開示されている。

【０００４】以上の検査方法では、光源として主に蛍光
灯が用いられているが、これは、周囲温度の影響、経時
劣化などの要因で光量が変化する特性があり、こうした
変化は検出精度を悪くする要因となる。このため、光セ
ンサを用いて蛍光灯の光量を測定し、点灯電流に対して
フィードバック制御を行うことにより、光量を一定に保
つ装置が市販されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では、蛍光灯を複数用いる場合に、各蛍光灯に対し
て個別の光センサと光量制御装置とが必要となるため、
検査コストが非常に高くなる。また、前述のように、被
検査体の種類によっては検査光として可視光を用いるよ
りも紫外光を用いる方が良好に検査を行うことができる
場合があり、こうした場合には光源として紫外光を照射
する紫外蛍光灯が用いられることになるが、紫外域に感
度を持つ光センサは高価であり、これを駆動させるため
の専用回路も必要となるため、これもコスト高につなが
ってしまう。

【０００６】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであり、複数の光源を用いて、安定した光量が得られ
る光源装置を安価で提供し、紫外光の光源を用いた場合
でも、ローコストで光量を安定に保つことができるよう
にした光源装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明では、被検査体に存在する欠陥部を検出す
るために被検査体の表面に検査光を照射する欠陥検査用
光源装置において、被検査光を放射する複数の光源と、
前記複数の光源からの合成光量をモニタする一つの光セ
ンサと、前記光センサから得られる光電信号に基づいて
複数の光源のうち少なくとも一つを制御して、複数の光
源からの合成光量を一定に保つ一つの光源制御装置とか
ら構成されているため、安定した光量が得られる光源装
置を安価で提供することができる。

【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、光センサは複数の光源に対して被検査体
と同じ側で、各光源から等距離であり、被検査体へ照射
される光を遮らない位置に配置されていることを特徴と
するものである。

【０００９】請求項３記載の発明では、請求項１記載の
発明において、光センサは複数の光源に対して被検査体
と反対側で、各光源から等距離の位置に配置されるとと
もに、各光源から被検査体に直接照射される検査光の光
路外に、被検査体からの反射光が光センサに入射するこ
とを阻止する遮蔽部材が設けられていることを特徴とす
るものである。

【００１０】請求項４記載の発明では、請求項１〜３記
載の発明において、複数の光源はそれぞれ個別に設けら
れた高周波点灯装置によって駆動される複数の蛍光灯で
構成され、光源制御装置は高周波点灯装置を介し少なく
とも一つの蛍光灯を制御して合成光量を一定に保つこと
を特徴とするものである。

【００１１】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明において、複数の光源は紫外光を放射する紫外蛍光
灯で構成されるとともに、光センサは、可視光強度応じ
た光電信号を出力する受光素子と、その受光面の前面に
配置され紫外光を可視光に変換する波長変換部材とで構
成されていることを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の欠陥検査用光源装
置の実施形態について説明する。図１に本発明の光源装
置を用いた欠陥検査装置の概略を示す。欠陥検査装置
は、検査ローラ１、灯具２、撮像装置３、欠陥判定処理
装置４、光量制御装置５、高周波点灯装置６とで構成さ
れている。検査ローラ１は、フイルムなどの帯状の被検
査体（以降、ウエブと称する）１０を検査位置に保持す
るために用いられる。ウエブ１０には予め蛍光物質が含
まれており、紫外光照射によって励起されて蛍光を発す
る。検査ロール１が回転すると、ウエブ１０が矢印方向
に搬送されて欠陥検査が行われる。

【００１３】図２、図３に示すように、灯具２は、紫外
光発生用の光源となる紫外蛍光灯１１、光センサ１２，
波長変換素材１３，遮蔽部材１４とで構成され、これら
は筒体１５に覆われている。紫外蛍光灯１１は、紫外域
の光を発して、ウエブ１０に含まれる蛍光物質を励起す
るものであれば良く、例えば、市販の「ブラックライト
蛍光灯」が用いられ、高周波点灯装置６からの点灯電流
によって点灯する。筒体１５の下部に設けられた開口を
通過した紫外光は、検査光としてウエブ１０上の検査領
域１６を照射する。

【００１４】光センサ１２は、光量制御装置５と接続さ
れ、蛍光灯１１に対してウエブ１０と反対側で、かつ蛍
光灯１１から等距離の位置に設置されている。光センサ
１２の受光面１２ａは下に向けられており、２つの蛍光
灯１１からの合成光量をモニターして、その光量に応じ
た光電信号を光量制御装置５へと送る。波長変換部材１
３は、紫外光照射により、可視域の蛍光を発するもので
あり、例えば、ルミラスシリーズ［商品面：住田光学ガ
ラス（株）製］が用いられる。この波長変換部材１３
は、受光面１２ａにほぼ密着する位置に取り付けられ、
蛍光灯１１から発せられた紫外光を可視光へと変換す
る。このため、光センサ１２は可視域の光に対して高い
感度特性を有するものでよく、主にシリコンフォトダイ
オードが用いられる。

【００１５】遮断部材１４は、紫外光と、蛍光反応によ
りウエブ１０から発する蛍光とを透過させない特性を持
ち、ウエブ１０と光センサ１２との間で、蛍光灯１１か
ら光センサ１２へ入射する光を遮らない位置に配置され
ている。これによりウエブからの反射紫外光、あるいは
ウエブから発せられた蛍光が光センサ１２に入射するこ
とを防止できる。

【００１６】検査領域１６は、２つの蛍光灯１１から等
距離であるウエブ１０の幅方向に延びたライン状部分で
あり、紫外光照射によってこの検査領域１６から発せら
れた蛍光の濃淡画像が撮像装置３で撮像される。撮像装
置３は、レンズ及びその結像面に配置されたＣＣＤライ
ンセンサとを内蔵しており、ＣＣＤラインセンサでは一
ライン分の濃淡画像が得られ、これは画像信号として結
果判定処理装置４に入力される。欠陥判定処理装置４
は、ＣＣＤラインセンサの画素位置ごとに画像信号の信
号レベルを基準レベルと比較し、そのレベル差が一定範
囲内であれば欠陥なし、一定範囲を超えていれば欠陥あ
りとして欠陥の判定を行う。そして、検査ローラ１でウ
エブ１０を送りながら撮像を繰り返すことによって、ウ
エブ１０の全面にわたって撮像を行うことができる。

【００１７】光量制御装置５には、蛍光灯一定光量制御
装置ＬＣＡ−１０００［商品名：京都電機器（株）製］
が用いられ、光センサ１２で測定される光量を一定の値
に保つための制御信号を高周波点灯装置６に入力する。
高周波点灯装置６は入力された制御信号に応じて蛍光灯
１１に与える点灯電流を制御する。

【００１８】次に、上記の欠陥検査装置の作用について
説明する。検査ローラ１上で搬送されるウエブ１０は、
灯具２からの紫外光の照射により、紫外領域の蛍光を発
する。撮像装置３は検査領域１６上で発生した蛍光を画
素ごとに撮像し、位置ラインごとに画像信号を欠陥判定
処理装置４へと伝送する。ここで、突起、開口、透明液
体のしみといった欠陥がウエブ１０上に存在すると、検
査領域１６に照射される紫外光が散乱あるいは吸収され
て蛍光量が局所的に変化する。この変化幅が一定値を越
えた場合に欠陥判定処理装置４で欠陥ありと判定され
る。

【００１９】ここで、蛍光灯１１から発せられた検査光
の光量が変化し、光センサ１２からの光電信号があらか
じめ定められた許容幅を超えて変動したことが光量制御
装置５によって検知されると、光量制御装置５は光量変
化を補償するための制御信号を高周波点灯装置６に伝送
する。高周波点灯装置６は、この制御信号に基づき、蛍
光灯１１に与える点灯電流のフィードバック制御を行う
ことで、蛍光灯１１から発する光量が一定値に保たれ
る。

【００２０】光センサ１２に受光される光量は２つの蛍
光灯から発せられる合成光の光量であり、片方の蛍光灯
の光量のみが弱くなった場合でも、両方の蛍光灯の光量
がともに増大し、逆の場合には、蛍光灯の光量がともに
減少する。なお、一方の紫外蛍光灯１１の点灯電流の大
きさが標準値あるいは臨海値に達している場合には、他
方の点灯電流だけを調節するような制御方式を用いるこ
とも可能である。しかし、いずれの場合でも、２つの蛍
光灯から等距離の位置における合成光の強度は一定に保
たれるため、検査領域１６に照射される光量も一定に保
たれる。

【００２１】また、ウエブ１０から散乱された紫外光、
あるいはウエブ１０から発せられた蛍光は遮蔽部材１４
によって遮られて光センサ１２に入射しないため、ウエ
ブ１０上に存在する欠陥が点灯電流のフィードバック制
御に影響を及ぼすことはない。

【００２２】このように、複数の光源を用いて欠陥検査
を行う場合に、一つの光センサと一台の光量制御装置と
を用いて、複数光源からの合成光量を制御することによ
って、光量の安定した欠陥検査用光源装置を安価で実現
できる。また、紫外光を可視光に変換する波長変換部材
を設けることにより、市販の可視域用のシステムを用い
ることができるために紫外用のシステムを新たに製作す
る必要がなく、さらに低いコストでの実現が可能とな
る。

【００２３】以上説明した第１の実施例では、光センサ
１２は蛍光灯１１に関して検査領域１６と反対側に設置
されていたが、これを検査領域１６と同じ側に設けても
良い。以下、この第２の実施例について図４、５を用い
て説明する。

【００２４】図４、５に示すように、灯具２は蛍光灯１
１、光センサ１２、波長変換部材１３とで構成され、こ
れらは筒体１５に覆われている。光センサ１２は複数蛍
光灯から等距離で、検査領域１６に照射される光を遮ら
ない位置に設置されており、受光面１２ａは上を向いて
いる。波長変換部材１３は受光面１２ａの前面に配置さ
れ、蛍光灯１１から発せられた紫外光を可視光に変換す
る。第１の実施例と同様に、光センサ１２に受光される
光量が一定値となるように点灯電流のフィードバック制
御が行われる。本実施例では受光面１２ａが上を向いて
おり、ウエブ１０で発する蛍光が光センサ１２に受光さ
れることがないため遮蔽部材を設ける必要がなく、欠陥
検査用光源装置をより安価に提供することが可能とな
る。

【００２５】上記実施例では、光源として紫外域の光を
発するものについて説明したが、もちろん、可視域の光
を発するものでも良く、この場合は波長変換素材を省く
ことができる。また、上記実施例では２つの光源を用い
る場合について説明したが、もちろん、３つ以上の光源
を用いても良い。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の欠陥検査
用光源装置では、複数の光源からの合成光量を一つの光
センサでモニターし、一台の光量制御装置が複数の光源
の合成光量を制御する構造にしたから、光源装置を安価
に提供することができる。また、光センサを複数光源か
ら等距離の位置に配置し、その合成光量を制御する構造
にしたから、検査領域における光量を一定値に保つこと
ができる。

【００２７】また、紫外域の光を発する光源を用いた場
合に、紫外光を可視光に変換する波長変換素材を光セン
サの受光面の直前に配置したから、市販されている可視
光用の光量制御装置を用いて光源装置を安価に提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の欠陥検査用光源装置の概略図である。

【図２】本発明の欠陥検査用光源装置を側面から見たと
きの断面図である。

【図３】本発明の欠陥検査用光源装置を正面から見たと
きの断面図である。

【図４】光センサを出射側に設けた欠陥検査用光源装置
を、側面から見たときの断面図である。

【図５】光センサを出射側に設けた欠陥検査用光源装置
を、正面から見たときの断面図である。

【符号の説明】

１ 検査ローラ ２ 灯具 ３ 撮像装置 ４ 欠陥判定処理装置 ５ 光量制御装置 ６ 高周波点灯装置 １０ ウエブ １１ 蛍光灯 １２ 光センサ １３ 波長変換部材 １４ 遮蔽部材 １５ 筒体 １６ 検査領域

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査体に存在する欠陥部を検出するた
   めに被検査体の表面に検査光を照射する欠陥検査用光源
   装置において、 被検査光を放射する複数の光源と、前記複数の光源から
   の合成光量をモニターする一つの光センサと、前記光セ
   ンサから得られる光電信号に基づいて複数の光源のうち
   少なくとも一つを制御して、複数の光源からの合成光量
   を一定に保つ一つの光源制御装置とから構成されている
   ことを特徴とする欠陥検査用光源装置。
2. 【請求項２】 前記光センサは、前記複数の光源に対し
   て被検査体と同じ側で、各光源から等距離であり、被検
   査体へ照射される光を遮らない位置に配置されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の欠陥検査用光源装置。
3. 【請求項３】 前記光センサは、前記複数の光源に対し
   て被検査体と反対側で、各光源から等距離の位置に配置
   されるとともに、各光源から被検査体に直接照射される
   検査光の光路外に、被検査体からの反射光が光センサに
   入射することを阻止する遮蔽部材が設けられていること
   を特徴とする請求項１記載の欠陥検査用光源装置。
4. 【請求項４】前記複数の光源はそれぞれ個別に設けられ
   た高周波点灯装置によって駆動される複数の蛍光灯で構
   成され、前記光源制御装置は前記高周波点灯装置を介し
   少なくとも一つの蛍光灯を制御して合成光量を一定に保
   つことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の欠陥検
   査用光源装置。
5. 【請求項５】前記複数の光源は紫外光を放射する紫外蛍
   光灯で構成されるとともに、前記光センサは、可視光強
   度に応じた光電信号を出力する受光素子と、その受光面
   の前面に配置され紫外光を可視光に変換する波長変換部
   材とで構成されていることを特徴とする請求項４記載の
   欠陥検査用光源装置。