JP2006194896A - 外観検査用投光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶基板などの大型基板の外観検査用投光装置において、装置の高さを押さえ、小型化を図る。
【解決手段】本発明の外観検査用投光装置は、照明光源と、この照明光源からの光を被検査部材に向けて反射させる反射光学系と、この反射光学系の反射光路に配置される集光光学系と、を具備し、前記集光光学系は少なくとも２分割され、これら分割された各集光光学系からの照明光束により前記被検査部材の全面を照射可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶ガラス基板などの大型基板の外観検査に用いられる外観検査用投光装置に関するものである。

従来、液晶ディスプレイのガラス基板の品質を安定した状態に保つため、基板上のレジストなどの膜厚のむらやＩＴＯ膜上のピンホールなどの外観検査を始め、基板上に印刷されたパターンの乱れやむら、あるいは基板表面に付着したごみや傷などの外観検査が極めて重要になっている。このような基板の外観検査には、特開平５−２３２０４０号公報、特開平５−２３２０３２号公報、特開平９−２７３９９６号公報、特開２０００−９７８６４号公報に開示された外観検査用投光装置が用いられている。

図７は、特開平５−２３２０３２号公報に開示された外観検査用投光装置の概略構成を示す図である。図７に示す外観検査用投光装置では、ガラス基板上のレジストなどの膜厚のむらやＩＴＯ膜上のピンホールなどの外観検査が行なわれる。

光源１０１の背部には、楕円回転ミラー１０２が配置されている。光源１０１からの照明光は、楕円回転ミラー１０２で反射され、熱線吸収フィルタ１０３を介してゲート１０４に集められる。さらに照明光は、フィルタ１０５を介して集光用フレネルレンズ１０６に入射され、平行光束に規制される。この集光用フレネルレンズ１０６により規制される平行光束中に、被検査部材であるガラス基板１０７が、光軸に対し所定の角度を有して配置されている。

このような構成をなす外観検査用投光装置では、ガラス基板１０７の表面がむらなく照明され、観察者１０８は、ガラス基板１０７の表面から発生する微小な散乱光を、目視により観察することができる。これにより、ガラス基板１０７上のレジストなどの膜厚のむらや、ＩＴＯ膜上のピンホールなどの欠陥部１０９が検出される。

図８は、特開平５−２３２０３２号公報に開示された外観検査用投光装置の概略構成を示す図である。図８において図７と同一な部分には同符号を付してある。図８に示す外観検査用投光装置では、ガラス基板上に印刷されたパターンの乱れやむら、あるいは基板表面に付着したごみや傷などの外観検査が行なわれる。

図８では、図７の構成に加え、集光用フレネルレンズ１０６により規制される平行光束中に、さらに投光用フレネルレンズ１１０が配置されている。この投光用フレネルレンズ１１０による光束の収束位置Ａの手前の光路中に、被検査部材であるガラス基板１０７が、光軸に対し所定の角度を有して配置されている。

このような構成をなす外観検査用投光装置では、ガラス基板１０７の表面がむらなく照明され、観察者１０８は、ガラス基板１０７からの反射光の収束位置Ｓの近傍で、ガラス基板１０７の表面から発生する微小な散乱光を、目視により観察することができる。これにより、ガラス基板１０７上に印刷されたパターンの乱れやむら、あるいはガラス基板１０７表面に付着したごみや傷などの欠陥部１１１が検出される。

ところで、最近、液晶ディスプレイは、ますます大型化の傾向にある。これにともない、液晶ディスプレイに用いられるガラス基板は大型化され、１０００ｍｍ×１２００ｍｍの大きさのものもある。

ところが、上述した構成をなすいずれの外観検査用投光装置でも、ガラス基板が大型化されると、そのガラス基板の大きさと同等以上の集光用フレネルレンズ１０６や投光用フレネルレンズ１１０が必要となる。このため、これら集光用フレネルレンズ１０６や投光用フレネルレンズ１１０は、ますます大型化する傾向にある。

現在の技術では、レンズ径を必要以上に大きくすることは、レンズ性能を一定に保つ上で製作上困難であり、これによりガラス基板１０７上をむらなく照明することも難しくなる。このため、大型基板の外観検査の信頼性が低下するという問題がある。また大型の集光用フレネルレンズ１０６や投光用フレネルレンズ１１０を使用すると、自重によるレンズの撓みが生じないよう、装置に取り付けることが困難になるとともに、装置の大型化も避けられないという問題が生じる。

本発明の目的は、光源からの光を折り返すことで、装置の高さを抑え小型化を図ることができる外観検査用投光装置を提供することにある。また本発明の目的は、集光光学系を複数に分割して照明系の焦点距離を短くすることで、装置の高さを抑えて小型化を図ることができる外観検査用投光装置を提供することにある。

（１）本発明の外観検査用投光装置は、大型基板の表面を照射して基板面に対してマクロ検査を行う外観検査用投光装置において、装置本体内部で前後方向に起傾するように回動可能に設けられ、前記大型基板を保持するホルダと、前記装置本体の壁面に沿って配置され、前記大型基板の表面を照明するための照明光源と、前記照明光源の出射光軸上に配置され、前記照明光源から出射される照明光を斜め上方に反射する第１の反射ミラーと、前記ホルダの上方に配置され、前記第１の反射ミラーにより反射された照明光を前記ホルダに保持された前記大型基板の基板面に向けて反射する第２の反射ミラーと、前記第２の反射ミラーと前記ホルダとの間に配置され、前記第２の反射ミラーで反射された照明光を収束させて前記大型基板の表面を照射する集光光学系と、を具備している。

（２）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記照明光源を出射光軸が前記装置本体の壁面に対してほぼ平行になるように配置し、前記第１の反射ミラーを前記照明光源の出射光軸上に移動可能に設け、前記第１の反射ミラーを前記出射光軸に沿って移動させることにより、前記照明光源からの照明光を前記第２の反射ミラーを介して前記大型基板の表面に対して走査する。

（３）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記照明光源を出射光軸がほぼ水平になるように配置し、かつ前記照明光源を前記出射光軸に沿って移動可能に設け、前記第１の反射ミラーを、前記照明光源に連動して前記出射光軸に沿って移動可能に設け、前記第２の反射ミラーを、前記第１の反射ミラーの移動方向と交差する方向に回動可能に設け、前記照明光源及び前記第１の反射ミラーの移動と前記第２の反射ミラーの回動により、前記第１及び第２の反射ミラーで反射された照明光を前記大型基板上で走査する。

（４）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記照明光源を出射光軸がほぼ水平になるように配置し、かつ前記照明光源を前記出射光軸に沿って前記装置本体の正面に向かって左右方向に移動可能に設け、前記第１の反射ミラーを、前記照明光源に連動して前記出射光軸に沿って前記左右方向に移動可能に設け、更に前記第２の反射ミラーを、前記左右方向に対して前後方向に回動可能に設け、前記照明光源及び前記第１の反射ミラーを前記左右方向に移動させると共に、前記第２の反射ミラーを前記前後方向に回動させることにより、前記第１及び第２の反射ミラーで反射された照明光を前記大型基板上で前後左右方向に走査する。

（５）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記集光光学系は、前記第２の反射ミラーと前記大型基板の間の反射光路中に少なくとも２分割されて配置され、分割された各集光光学系を、該各集光光学系からの収束光の一部が前記大型基板上で互いに重なるように傾斜させる。

（６）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記照明光源及び前記第１の反射ミラーを、前記装置本体の正面に対して左右方向に２組配置し、前記第２の反射ミラーを、前記各第１の反射ミラーの各反射光路に対応させて左右方向に２個配置し、前記集光光学系を、前記各第２の反射ミラーの反射光路に対応させて左右方向に２分割にして配置した。

（７）本発明の外観検査用投光装置は上記（５）又は（６）に記載の装置であり、かつ前記集光光学系は、前記各第２の反射ミラーに対応して複数に分割されたフレネルレンズからなり、前記各第２の反射ミラーで反射された前記照明光を収束させて前記大型基板の表面を照明する。

（８）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記集光光学系は、前記第２の反射ミラーに対応させて複数に分割されたフレネルレンズからなり、このフレネルレンズにより収束された光束に対して散乱特性を与える透過型液晶板を備えた。

（９）本発明の外観検査用投光装置は上記（２）乃至（４）のいずれかに記載の装置であり、かつ前記第１の反射ミラーは、前記照明光源に連動して前記出射光軸に沿って移動するとともに、前記第１の反射ミラーの反射面が、カム機構により前記第２の反射ミラーに向くように回動する。

（１０）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記照明光源及び第１の反射ミラーは、前記装置本体の上方に対称に２組配置され、前記各照明光源及び前記各第１の反射ミラーを、前記各照明光源の射光軸に沿って移動可能に設けるとともに、前記各第１の反射ミラーに対応する前記各第２の反射ミラーを、前記各第１の反射ミラーの移動方向と交差する方向に回動可能に設け、前記各第１及び第２の反射ミラーを独立に移動及び回動させることにより、前記集光光学系を介して前記大型基板の全面を２次元的に走査する。

（１１）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記第１の反射ミラーと対応する前記照明光源との間隔を変えて、前記第１及び第２の反射ミラーを介して前記大型基板面に照射される照明光の照射範囲を調整する。

（１２）本発明の外観検査用投光装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記集光光学系と対応する前記第２の反射ミラーとの間隔を変えて、前記第１及び第２の反射ミラーを介して前記大型基板面に照射される照明光の照射範囲を調整する。

本発明によれば、光源からの光を折り返すことで、装置の高さを抑え小型化を図ることができる外観検査用投光装置を提供できる。また本発明によれば、集光光学系を複数に分割して照明系の焦点距離を短くすることで、装置の高さを抑えて小型化を図ることができる外観検査用投光装置を提供できる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す側面図である。図１において、装置本体１の内部には、ホルダ２が配置されている。このホルダ２は、被検査部材として、例えばＬＣＤなどのフラットディスプレイに用いられる大型のガラス基板３を保持する。ホルダ２は、その中心部が回転自在に支持され、その支持部を中心に所定角度の範囲で前後方向に起倒（揺動）または反転が可能である。さらに、ホルダ２を左右方向に、または前後と左右方向に揺動させることもできる。

装置本体１内部の上方には、複数個の第１の照明光源４が設けられている。照明光源４は、例えばメタルハライドランプからなる。照明光源４は、装置本体１の正面側から向かって前後左右方向に合計４個配置されている。図１では、便宜上、左側前後の２個の照明光源４，４のみを図示している。

また、装置本体１内部の上方には、反射光学系である複数個の反射ミラー５が、それぞれ各照明光源４に個別に対応して設けられている。反射ミラー５は、正面側から向かって前後左右方向に合計４個配置されている。各反射ミラー５は、水平方向に対して所定の角度傾けて配置されている。前側の二つの反射ミラー５は、それぞれ前側の各照明光源４からの光を後述するガラス基板方向に反射するよう、表面が前側下方に向けられている。後側の二つの反射ミラー５は、それぞれ後側の各照明光源４からの光を後述するガラス基板方向に反射するよう、表面が後側下方に向けられている。

これら反射ミラー５の各反射光路には、４分割された集光光学系６が配置されている。各集光光学系６は、矩形状に形成された第１のフレネルレンズ６１と第２のフレネルレンズ６２を有している。第１のフレネルレンズ６１は、反射ミラー５から照明光を入射して平行光束を出射する。第２のフレネルレンズ６２は、第１のフレネルレンズ６１から入射される平行光束を収束させて照明光束７としてガラス基板３上に照射する。

これら４個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲ）は、装置本体１の前後方向と左右方向に２個ずつ並べて配置されている。図１では、便宜上、左側前後の２個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＲＬ）のみを図示している。装置本体１の前側に左右対称に位置された２個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）は、後側に左右対称に位置された２個の集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）に対して、幅寸法（左右寸法）が同じであり、奥行き寸法（前後寸法）がやや短めに形成されている。装置本体１の後側に左右対称に位置された２個の集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）は、前側の２個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）に対して、幅寸法が同じであり、奥行き寸法がやや長めに形成されている。

また、装置本体１内部の上方には、複数個の第２の照明光源８が設けられている。照明光源８は、例えばナトリウムランプからなる。照明光源８は、装置本体１の正面側から向かって前後左右方向に合計４個配置されている。これら照明光源８は、照明光源４のメタルハライドランプと異なる波長の光を、それぞれ対応する反射ミラー５、集光光学系６を介してガラス基板３上に照射する。

図２は、上記外観検査用投光装置の概略構成を示す正面図である。図２において図１と同一な部分には同符号を付してある。図２に示すように、装置本体１前側の２個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）の各一側縁は、装置本体１の幅方向の中心付近で互いに接している。そして、前側に配列された各集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）は、接する各側縁を中心に、下方へ所定の角度θ１傾斜している。このとき、各集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）からの照明光束７，７が、ガラス基板３上で一部が互いに重なるように、各集光光学系６の光軸を焦点近傍で交差もしくは集中させる。これにより、ガラス基板３上の前側半分の領域３１が部分照明される。

また、装置本体１後側の２個の集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）の各一側縁は、上述したと同様に装置本体１の幅方向の中心付近で互いに接している。そして、後側に配列された各集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）は、接する各側縁を中心に、下方へ所定の角度θ１傾斜している。このとき、各集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）からの照明光束７，７が、ガラス基板３上で一部が互いに重なるように、各集光光学系６の光軸を焦点近傍で交差もしくは集中させる。これにより、ガラス基板３上の後側半分の領域３２が部分照明される。

さらに、装置本体１後側に位置する２個の集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）は、装置本体１前側に位置する２個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）に対しても、下方へ所定の角度傾斜している。これにより、前後に配列された各集光光学系６ＦＲと６ＦＬ、または６ＲＲと６ＲＬの各収束光は、焦点近傍で、それぞれ異なる位置Ａ，Ａ’、Ｂ，Ｂ’で収束する。

これにより、前後左右に配列された４個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲ）の収束光は、ガラス基板３上で全ての収束光の一部が重なる。

なお、これら集光光学系６の前後と左右の傾斜角度は、ホルダ２とともにガラス基板３を回転させた際にも、各集光光学系６を透過した照明光束７によりガラス基板３全面を均一に照明できるよう、任意の角度に設定される。また、装置本体１前側に位置する２個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）と装置本体１後側に位置する２個の集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）は、各焦点距離がほぼ等しいものを用いている。しかし、例えば装置本体１前側に位置する２個の集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ）の焦点距離を短く設定し、装置本体１後側に位置する２個の集光光学系６（６ＲＬ，６ＲＲ）の焦点距離を長く設定してもよい。

次に、以上のように構成された外観検査用投光装置の動作を説明する。まず、観察者は、被検査部材であるガラス基板３をホルダ２上に載置して保持させる。次に観察者は、図１に示すように、ホルダ２を視線の高さに対応させて立ち上げ、所定角度に傾斜させる。

この状態で、各照明光源４からの光は、それぞれ各反射ミラー５で反射され、４個の各集光光学系６に入射される。すると、これら集光光学系６では、それぞれ第１のフレネルレンズ６１から平行光束を出射し、第２のフレネルレンズ６２から照明光束７を出射して、ホルダ２上のガラス基板３の部分領域を均一に照射する。これにより観察者は、各照明光束７で照明されたガラス基板３全面について、目視により傷や汚れなどのマクロ検査を行なうことができる。

本第１の実施の形態によれば、各照明光源４からの光を、それぞれ反射ミラー５でガラス基板３側へ反射させるとともに、その反射光路に集光光学系６が配置されている。このような集光光学系６を４個設けて、これら集光光学系６からの照明光束７をガラス基板３の部分領域に照射することで、ガラス基板３全面が照明される。このため、ガラス基板３が大型になっても、基板全面をむらなく照明することができ、傷や汚れなどを検査するマクロ観察を精度良く行なうことができる。

図３は、本発明の第２の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す側面図である。図３において、図１と同一な部分には、同符号を付してある。

図３では、装置本体１の前後方向に２個づつ並べて配置される４個の集光光学系６の上方に、２個の照明光源１０が設けられている。照明光源１０は、例えばメタルハライドランプからなる。照明光源１０は、装置本体１の正面側から向かって左右方向に並べて配置されている。なお、各集光光学系６（６ＦＬ，６ＦＲ，６ＲＬ，６ＲＲ）は、第１の実施の形態と同様に、ガラス基板３の中心に向けて傾斜しており、各収束光は収束点近傍でそれぞれ異なる位置Ａ，Ａ’、Ｂ，Ｂ’で収束し、全ての収束光の一部がガラス基板３上で重なる。

図３では、便宜上、左側の１個の照明光源１０のみを図示している。これら照明光源１０は、図示しない駆動機構により、鉛直方向に対して図中矢印方向へ１８０゜の範囲で回動可能である。

図４は、上記外観検査用投光装置の概略構成を示す正面図である。図４において図３と同一な部分には同符号を付してある。この構成では、各照明光源１０を同じ一方向に１８０°回動させ、それぞれ装置本体１前側の各反射ミラー５に向けた状態で、各照明光源１０からの光が、それぞれ各反射ミラー５及び各集光光学系６を介してガラス基板３上の前側半分の領域３１に照射される。

また、各照明光源１０を同じ他方向に１８０°回動させ、それぞれ装置本体１後側の各反射ミラー５に向けた状態で、各照明光源１０からの光が、それぞれ各反射ミラー５及び各集光光学系６を介してガラス基板３上の後側半分の領域３２に照射される。

すなわち、各照明光源１０を１８０゜回動することにより照射方向を切換えることで、ガラス基板３の前側半分と後側半分の各領域を交互に照明することができる。これにより、ガラス基板３の傷や汚れなどを検査するマクロ観察を精度良く行なうことができる。

本第２の実施の形態によれば、２個の照明光源１０で構成できるので、第１の実施の形態に比べて部品点数が少なくなり、装置を小型化できるとともに、価格的にも安価に製作できる。

図５は、本発明の第３の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す側面図である。図５において、図１と同一な部分には、同符号を付してある。図５では、装置本体１内部の上方に、照明光源２１と反射ミラー２２からなる駆動式の照明光学系２０が複数組（図示例では２組）設けられている。照明光源２１は、例えばメタルハライドランプからなる。照明光学系２０は、装置本体１の正面側から向かって後側の左右方向に合計２組配置されている。図５では、便宜上、左側の照明光学系２０（２０Ｌ）のみを図示している。

また、装置本体１内部の上方には、反射光学系である複数個の反射ミラー５１が、それぞれ各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）に個別に対応して設けられている。反射ミラー５１は、正面側から向かって後側の左右方向に合計２個配置されている。各反射ミラー５１は、支持部５２を中心に所定角度の範囲で前後方向に揺動可能であり、各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）からの光を後述するガラス基板方向に反射する。

これら反射ミラー５１の各反射光路には、２分割された集光光学系６が配置されている。これら２個の集光光学系６（６Ｌ，６Ｒ）は、下方へ所定の角度傾斜して装置本体１の左右方向に並べて配置されている。このとき、各集光光学系６Ｌ，６Ｒの各収束光は、収束点の近傍でそれぞれ異なる位置Ａ，Ａ’で収束し、全ての収束光の一部がガラス基板３上で重なる。図５では、便宜上、左側の１個の集光光学系６（６Ｌ）のみを図示している。

図６は、上記外観検査用投光装置の概略構成を示す下面図である。図６において図５と同一な部分には同符号を付してある。各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）では、照明光源２１と反射ミラー２２が連動して左右方向へ駆動されるとともに、反射ミラー２２が図示しないカム機構により回動される。照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）の各照明光源２１は、それぞれ左方向、右方向へ光を照射する。各照明光源２１の光路には、それぞれ反射ミラー２２が配置されている。各反射ミラー２２は、各照明光源２１からの光をそれぞれ反射ミラー５１に向け斜め上方向へ反射する。

各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）がＡの状態からＢの状態へ駆動された場合、各照明光源２１がそれぞれ装置本体１の外側方向（左方向，右方向）へ移動する。各照明光源２１に連動して各反射ミラー２２は、該外側方向へ移動するとともに、上記カム機構によりやや外側方向へ回動する。各照明光源２１からの光は、それぞれ反射ミラー２２により斜め上方向へ照射される。これにより、各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）からの光が、それぞれ各反射ミラー５１及び各集光光学系６を介してガラス基板３上の外側（左側，右側）の領域に照射される。各照明光学系２０Ｌ，２０Ｒは、独立して駆動したり、または同一方向に連動させて駆動することもできる。

また、各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）がＢの状態からＡの状態へ駆動された場合、各照明光源２１がそれぞれ装置本体１の内側方向（左方向，右方向）へ移動する。各照明光源２１に連動して各反射ミラー２２は、該内側方向へ移動するとともに、上記カム機構によりやや内側方向へ回動する。各照明光源２１からの光は、それぞれ反射ミラー２２により斜め上方向へ照射される。これにより、各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）からの光が、それぞれ各反射ミラー５１及び各集光光学系６を介してガラス基板３上の内側（右側，左側）の領域に照射される。

すなわち、照明光源２１と反射ミラー２２からなり左右対称に配置された各照明光学系２０（２０Ｌ，２０Ｒ）を、左右方向へ移動可能とし、さらに各反射ミラー５１を前後方向へ回動可能とすることにより、照射光を前後左右に走査し、ガラス基板３上の各領域を任意に照明することができる。これにより、各反射ミラー２２と５１によりガラス基板３の全面に対して照明光を走査でき、ガラス基板３の傷や汚れなどを検査するマクロ観察を精度良く行なうことができる。

本第３の実施の形態によれば、２個の照明光源２１と２個の反射ミラー５１で構成できるので、第１，第２の実施の形態に比べて部品点数が少なくなり、装置を小型化できるとともに、価格的にも安価に製作できる。

上述した第１〜第３の実施の形態では、集光光学系６を４個または２個用いて、ガラス基板３上の全面を均一に照明している。これに限らず、集光光学系６を３個以上用いて、ガラス基板３上での部分照明の領域をさらに細分化してもよい。また、照明領域の細分割化により集光光学系６の光束径を小さくできれば、集光光学系６をフレネルレンズに代えて凸レンズで構成することも可能である。

また、上記第２の実施の形態では、照明光源１０のみを回動させるようにしたが、１個の照明光源１０と１個の反射ミラー５とを連動して駆動可能とし、ガラス基板３上の前側半分と後側半分の各領域を交互に照明してもよい。このように構成すれば、さらに部品点数が少なくなり、装置を小型化できるとともに、価格的にも安価に製作できる。

また、上記第１〜第３の実施の形態における照明光源４，１０，２１を、図示しない駆動機構により、それぞれ反射ミラー５，５，２２（光軸方向）に対して移動可能としてもよい。この場合、照明光源４，１０，２１を反射ミラー５，５，２２に近づけるに従い、反射ミラー５，５，２２から反射される光束が広がるため、ガラス基板３上の照射範囲が大きくなる。また、照明光源４，１０，２１を反射ミラー５，５，２２から遠ざけるに従い、反射ミラー５，５，２２から反射される光束が狭まるため、ガラス基板３上の照射範囲が小さくなる。

同様に、集光光学系６を、図示しない駆動機構により、反射ミラー５，５，５１（光軸方向）に対して移動可能としてもよい。この場合、集光光学系６を反射ミラー５，５，５１に近づけるに従い、反射ミラー５，５，５１から反射される光束が広がるため、ガラス基板３上の照射範囲が大きくなる。また、集光光学系６を反射ミラー５，５，５１から遠ざけるに従い、反射ミラー５，５，５１から反射される光束が狭まるため、ガラス基板３上の照射範囲が小さくなる。なお、各照明光源と各集光光学系を、それぞれ個別に移動可能とし、さらに各集光光学系の傾斜角度を、個別に調整可能とすることもできる。

このように、照明光源と集光光学系とを相対的に移動させ、集光光学系の焦点位置に対して照明光源の位置を光軸方向にずらすことで、ガラス基板３のサイズに合わせた照射範囲の調整が可能になる。

また、集光光学系から導光された収束光束に所定の光学的特性を与える目的で、不透明または透明に切換え可能な液晶散乱板（透過型液晶板）を設けることもできる。この液晶散乱板を用いたシャーカス照明により、大型基板の全面を斑なく照明でき、膜厚のむらや透明導電膜上のピンホールなどの欠陥を良好に検出できる。

以上のように本発明によれば、大型の被検査部材の全面をむらなく照明することができ、傷や汚れなどのマクロ検査を精度良く行なうことができる。また、照明系からの光をミラーで折り返し、さらに集光光学系を複数に分割して照明系の焦点距離を短くし、装置の高さを抑えることにより、装置の小型化を図ることできる。

本発明によれば、大型の被検査部材に対して全体をむらなく照明できる小型の外観検査用投光装置を提供できる。

本発明は上記各実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適時変形して実施できる。

本発明の第１の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す側面図。 本発明の第１の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す正面図。 本発明の第２の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す側面図。 本発明の第２の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す正面図。 本発明の第３の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す側面図。 本発明の第３の実施の形態に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す下面図。 従来例に係る外観検査用投光装置の概略構成を示す図。 従来例に係る他の外観検査用投光装置の概略構成を示す図。

Claims (12)

1. 大型基板の表面を照射して基板面に対してマクロ検査を行う外観検査用投光装置において、
   装置本体内部で前後方向に起傾するように回動可能に設けられ、前記大型基板を保持するホルダと、
   前記装置本体の壁面に沿って配置され、前記大型基板の表面を照明するための照明光源と、
   前記照明光源の出射光軸上に配置され、前記照明光源から出射される照明光を斜め上方に反射する第１の反射ミラーと、
   前記ホルダの上方に配置され、前記第１の反射ミラーにより反射された照明光を前記ホルダに保持された前記大型基板の基板面に向けて反射する第２の反射ミラーと、
   前記第２の反射ミラーと前記ホルダとの間に配置され、前記第２の反射ミラーで反射された照明光を収束させて前記大型基板の表面を照射する集光光学系と、
   を具備したことを特徴とする外観検査用投光装置。
2. 前記照明光源を出射光軸が前記装置本体の壁面に対してほぼ平行になるように配置し、前記第１の反射ミラーを前記照明光源の出射光軸上に移動可能に設け、前記第１の反射ミラーを前記出射光軸に沿って移動させることにより、前記照明光源からの照明光を前記第２の反射ミラーを介して前記大型基板の表面に対して走査することを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
3. 前記照明光源を出射光軸がほぼ水平になるように配置し、かつ前記照明光源を前記出射光軸に沿って移動可能に設け、前記第１の反射ミラーを、前記照明光源に連動して前記出射光軸に沿って移動可能に設け、前記第２の反射ミラーを、前記第１の反射ミラーの移動方向と交差する方向に回動可能に設け、前記照明光源及び前記第１の反射ミラーの移動と前記第２の反射ミラーの回動により、前記第１及び第２の反射ミラーで反射された照明光を前記大型基板上で走査することを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
4. 前記照明光源を出射光軸がほぼ水平になるように配置し、かつ前記照明光源を前記出射光軸に沿って前記装置本体の正面に向かって左右方向に移動可能に設け、前記第１の反射ミラーを、前記照明光源に連動して前記出射光軸に沿って前記左右方向に移動可能に設け、更に前記第２の反射ミラーを、前記左右方向に対して前後方向に回動可能に設け、前記照明光源及び前記第１の反射ミラーを前記左右方向に移動させると共に、前記第２の反射ミラーを前記前後方向に回動させることにより、前記第１及び第２の反射ミラーで反射された照明光を前記大型基板上で前後左右方向に走査することを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
5. 前記集光光学系は、前記第２の反射ミラーと前記大型基板の間の反射光路中に少なくとも２分割されて配置され、分割された各集光光学系を、該各集光光学系からの収束光の一部が前記大型基板上で互いに重なるように傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
6. 前記照明光源及び前記第１の反射ミラーを、前記装置本体の正面に対して左右方向に２組配置し、前記第２の反射ミラーを、前記各第１の反射ミラーの各反射光路に対応させて左右方向に２個配置し、前記集光光学系を、前記各第２の反射ミラーの反射光路に対応させて左右方向に２分割にして配置したことを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
7. 前記集光光学系は、前記各第２の反射ミラーに対応して複数に分割されたフレネルレンズからなり、前記各第２の反射ミラーで反射された前記照明光を収束させて前記大型基板の表面を照明することを特徴とする請求項５又は６に記載の外観検査用投光装置。
8. 前記集光光学系は、前記第２の反射ミラーに対応させて複数に分割されたフレネルレンズからなり、このフレネルレンズにより収束された光束に対して散乱特性を与える透過型液晶板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
9. 前記第１の反射ミラーは、前記照明光源に連動して前記出射光軸に沿って移動するとともに、前記第１の反射ミラーの反射面が、カム機構により前記第２の反射ミラーに向くように回動することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の外観検査用投光装置。
10. 前記照明光源及び第１の反射ミラーは、前記装置本体の上方に対称に２組配置され、前記各照明光源及び前記各第１の反射ミラーを、前記各照明光源の射光軸に沿って移動可能に設けるとともに、前記各第１の反射ミラーに対応する前記各第２の反射ミラーを、前記各第１の反射ミラーの移動方向と交差する方向に回動可能に設け、前記各第１及び第２の反射ミラーを独立に移動及び回動させることにより、前記集光光学系を介して前記大型基板の全面を２次元的に走査することを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
11. 前記第１の反射ミラーと対応する前記照明光源との間隔を変えて、前記第１及び第２の反射ミラーを介して前記大型基板面に照射される照明光の照射範囲を調整することを特徴とする請求項１に記載の外観検査用投光装置。
12. 前記集光光学系と対応する前記第２の反射ミラーとの間隔を変えて、前記第１及び第２の反射ミラーを介して前記大型基板面に照射される照明光の照射範囲を調整することを特徴とする請求項１記載の外観検査用投光装置。

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