JP2008309503A - Optical drive mechanism and inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、検査対象部物の検査を行う光学系駆動機構及び検査装置に関する。 The present invention relates to an optical system drive mechanism and an inspection apparatus for inspecting an object to be inspected.
例えばCCDカメラ等を用いて物体の表面の検査を行う光学式表面検査装置が特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の光学式表面検査装置は、物体(基板)に光を照射するライン状ライトガイドを有し、光が照射された基板を撮像し、撮像された画像に基づいて基板の表面の検査を行う。ここで、図6に特許文献1に記載の光学式表面検査装置90の斜視図を示し、その構成について説明する。
For example, Patent Document 1 discloses an optical surface inspection apparatus that inspects the surface of an object using a CCD camera or the like. The optical surface inspection apparatus described in Patent Document 1 has a line-shaped light guide that irradiates light on an object (substrate), images the substrate irradiated with light, and the surface of the substrate based on the captured image Perform the inspection. Here, FIG. 6 shows a perspective view of the optical
図6に示すように、検査を行う基板(図示せず)がワークテーブル91に載置される。また、ワークテーブル91に対して垂直にスタンド92が支持されている。スタンド92には基板を撮像するカメラ93が支持されている。そして、スタンド92の下端部の軸受け94を中心に回動する支持アーム95に、ライン状ライトガイド96が支持されている。また、支持アーム95には、当該支持アーム95の軸受け94とは反対側の端部にネジ付ストッパ98が設けられている。そして、スタンド92には、支持アーム95が摺動される円弧状案内溝97aが形成されている固定板97が支持されている。すなわち、支持アーム95は、固定板97に形成されている円弧状案内溝97aに沿って摺動され、所望の位置でネジ付ストッパ98によって固定される。支持アーム95を所望の位置で固定することにより、当該支持アーム95に設けられているライン状ライトガイド96から照射される光の角度を調整する。
しかしながら、検査する基板は基板毎に光の照射位置を変更するため、基板毎に支持アーム95の位置を調整する必要がある。上述したように、特許文献1に記載の光学式表面検査装置90は、ネジ付ストッパ98によって、当該支持アーム95の位置が調整される。支持アーム95の位置がネジ付ストッパ98によって調整されるため、一度検査が行われた基板と同一の型の基板を検査する場合、当該同一の型の基板を検査する際に設定した支持アームの位置と同じ位置に、再度支持アームの位置を調整することが困難である。このため、基板を撮像する際の光の照射角度及び光の照射強度等の検査条件値の再現性が低減するという問題点がある。
However, since the substrate to be inspected changes the light irradiation position for each substrate, it is necessary to adjust the position of the
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、検査対象物を検査する際の検査条件値の再現性を向上させることができる光学系駆動機構及び検査装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and provides an optical system driving mechanism and an inspection apparatus capable of improving the reproducibility of inspection condition values when inspecting an inspection object. For the purpose.
上述した課題を解決するために、本発明に係る光学系駆動機構は、検査対象物の面上の一直線又は一点を半径中心とするタイミングベルトを内歯とする内歯車と、前記内歯車の内歯と嵌合しながら回転するタイミングプーリと、前記タイミングプーリを回転させる第1のモータと、前記タイミングプーリの回転に伴い前記一直線又は前記一点を中心に回動し、前記検査対象物を検査する検査部とを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an optical system driving mechanism according to the present invention includes an internal gear having a timing belt having a radius centered on a straight line or a point on the surface of the inspection object, and an internal gear of the internal gear. A timing pulley that rotates while being engaged with a tooth, a first motor that rotates the timing pulley, and the rotation of the timing pulley rotates about the straight line or the point to inspect the inspection object. And an inspection unit.
本発明に係る光学系駆動機構及び検査装置によれば、検査対象物を検査する際の検査条件値の再現性を向上させることができる。 The optical system driving mechanism and the inspection apparatus according to the present invention can improve the reproducibility of the inspection condition value when inspecting the inspection object.
実施の形態1.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、検査対象物をカメラで撮像して検査を行う光学系駆動機構(以下、駆動機構という。)に適用したものである。図1乃至図3を用いて本実施の形態にかかる駆動機構50について説明する。図1に、本実施の形態にかかる駆動機構の斜視図を示す。図2に図1で示す駆動機構の正面図を示す。図3に図1に示す駆動機構の側面図を示す。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an optical system drive mechanism (hereinafter referred to as a drive mechanism) that performs inspection by imaging an inspection object with a camera. A
駆動機構50は、検査対象物1を検査する検査部を有する。本実施の形態では、例えば、検査部を検査対象物1を撮像するカメラとする。検査対象物1を検査する際、検査対象物1毎に、撮像角度、及びカメラと検査対象物1との距離等の検査条件が異なる。このため、駆動機構50は、検査対象物1毎に、検査対象物1に対する検査部の位置の調整を行う。
The
以下、本実施の形態にかかる駆動機構50の構成について詳細に説明する。図1に示すように、本実施の形態にかかる駆動機構50は、検査対象物1の面上において、例えば、当該検査対象物1が搬送される方向に対して直交する方向の一直線を基準軸Aとする。
Hereinafter, the configuration of the
基準軸Aの延長線上に、駆動機構50を回動させる支持回転軸となるベアリング2を介してアーム3が設けられている。アーム3は、基準軸Aを半径中心として回動するように設けられている。アーム3には、当該アーム3から基準軸Aと平行に光学支持アーム5が固定されている。光学支持アーム5には、検査対象物1と略対向する位置に、当該検査対象物1を撮像するカメラ4が設けられている。例えば、検査対象物1の下側から当該検査対象物1を撮像する。また、本実施の形態では、光学支持アーム5に支持される検査部としてカメラ4を有することとするが、例えば、検査対象物1に光を照射する光源等が形成されてもよい。この場合、検査対象物1を撮像するカメラ4は、例えば、駆動機構50上以外に固定して設ける。
On the extension line of the reference axis A, an arm 3 is provided via a
また、アーム3において、ベアリング2が形成されている側とは反対側に、第1のモータ8aを支持するモータ取り付け板6が設けられている。このモータ取り付け板6の一側面に、第1のエンコーダ7aを有する第1のモータ8aが設けられている。そして、モータ取り付け板6の第1のモータ8aが設けられている側とは反対側の面に、歯付きプーリであるタイミングプーリ9が設けられている。また、基準軸Aを中心とするタイミングベルト10aが設けられている。このタイミングベルト10aは、基準軸Aを半径中心とする円に沿って設けられている円弧状のガイドレールであるRガイド10b上に貼り付けられている。そして、タイミングベルト10aを内歯として、当該タイミングベルト10a及びRガイド10bによって内歯車10を構成している。
In addition, a
上述の第1のエンコーダ7aは検査部であるカメラ4の位置を検出するセンサである。第1のエンコーダ7aが検出するカメラ4の位置に基づいて第1のモータ8aの駆動を制御する。このとき、第1のモータ8aの駆動に応じてタイミングプーリ9が回転し、当該タイミングプーリ9の歯と、Rガイド10bに貼り付けられているタイミングベルト10aの内歯とがかみ合う。タイミングプーリ9が、タイミングベルト10aとかみ合って回動することに伴い、アーム3が基準軸Aを中心に回動する。アーム3の回動に合わせて、アーム3に設けられている光学支持アーム5上のカメラ4が基準軸Aを中心に回動する。これにより、検査対象物1を撮像する際のカメラ4の撮像角度θが調整される(図2、θ参照)。以上から、第1のモータ8aを駆動させることにより、アーム3が回動する。これに伴い、当該アーム3に固定されている光学支持アーム5上のカメラ4がアーム3と供に回動し、カメラ4の撮像角度を調整することができる。これにより、例えば同じ型の検査対象物1を周期的に検査する場合において、一旦調整した撮像角度を再度調整する際、撮像角度を精度良く調整することができる。すなわち、撮像角度の再現性を向上させることができる。
The
ここで、図2及び図3を用いて、タイミングプーリ9近傍の構成について詳細に説明する。図2及び図3に示すように、アーム3に第1のガイドが設けられている。本実施の形態では、第1のガイドとして、例えばリニアボールブッシュ11を設けることとする。また、モータ取り付け板6の上端にバネ12が設けられている。バネ12が伸び縮みすることにより、モータ取り付け板6に設けられているタイミングプーリ9が内歯車10に押し当てられる。このとき、リニアボールブッシュ11は、バネ12の伸縮方向を、基準軸Aとタイミングプーリ9軸とを結ぶ直線と平行にガイドする。すなわち、リニアボールブッシュ11は、アーム3に沿ってバネ12の伸縮方向をガイドする。これにより、タイミングプーリ9の歯と内歯車10のタイミングベルト10aの内歯のかみ合わせの精度を向上させることができる。また、アーム3の一端に形成されたベアリング2、及びアーム3の他端に設けられているタイミングプーリ9とかみ合うタイミングベルト10aを有する内歯車10が側面板13に固定されている。そして、内歯車10を挟んで側面板13と反対側に、カムフォロア14が設けられている(図3参照)。カムフォロア14により、基準軸Aを中心軸とする駆動機構50の回動方向に対して垂直方向のぶれを抑制することができる。
Here, the configuration in the vicinity of the timing pulley 9 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. As shown in FIGS. 2 and 3, the arm 3 is provided with a first guide. In the present embodiment, for example, a
また、図3を用いて、カメラ4が支持される光学支持アーム5近傍の構成について詳細に説明する。図3に示すように、アーム3に、スライド機構である第2のガイドが設けられている。本実施の形態では、第2のガイドとして、例えばLMガイド(リニアモーションガイド)15を設けることとする。このLMガイド15に光学支持アーム5が設けられている。また、LMガイド15には、ボールネジ16、第2のモータ8b、及び第2のエンコーダ7bが設けられている。第2のエンコーダ7bがカメラ4の位置を検出し、検出されたカメラ4の位置に基づいて第2のモータ8bが駆動する。第2のモータ8bが駆動することにより、ボールネジ16が閉められる、又は緩められる。これにより、カメラ4がアーム3に設けられたLMガイド15に沿って上下に移動し、検査対象物1とカメラ4との焦点距離Bの調整を行う。すなわち、第2のモータ8bを駆動させることにより、カメラ4と検査対象物1との撮像距離の調整を行うことができ、当該撮像距離の再現性を向上させることができる。
Further, the configuration in the vicinity of the
本実施の形態では、第1のエンコーダ7aの検出するカメラ4の位置に基づいて第1のモータ8aが駆動する。そして、当該第1のモータ8aの駆動に合わせてタイミングプーリ9が回動することにより、アーム3が回動する。これに伴い、アーム3に固定されている光学支持アーム5上のカメラ4が回動し、基準軸Aを中心にカメラ4の撮像角度θを調整することができる。これにより、検査対象物1毎に撮像角度を変更する場合であって、周期的に同じ型の検査対象物1を検査する場合等において、一旦調整したカメラ4の撮像角度θを再度精度良く調整することができる。また、カメラ4と検査対象物1との距離を、第2のモータ8bの駆動によって調整することができる。このため、検査対象物1毎に異なる撮像角度、及び検査対象物1とカメラ4との距離等の検査条件値の再現性を向上させることができる。ここでは、駆動機構50の光学支持アーム5にカメラ4を設けることとしたが、例えば、カメラ4を駆動機構50上以外に固定して設け、光学支持アーム5上に検査対象物1に光を照射する光源等を設けてもよい。光学支持アーム5に光源を設ける場合は、駆動機構50の第1のモータ8aを駆動させることにより、検査対象物1に照射される光の入射角を制御することができる。また、第2のモータ8bを駆動させることにより、検査対象物1と光源との距離を制御することができる。これにより、検査対象物1に照射される光の照射強度を制御することができる。また、本実施の形態では、検査対象物1の面内において、当該検査対象物1が搬送される方向に対して直交する方向の一直線を基準軸Aとし、基準軸Aを半径中心とするタイミングベルト10aを内歯とする内歯車10設けることとしたが、検査対象物1の面上の一点を半径中心として、タイミングベルト10aを内歯とする内歯車10を設けてもよい。
In the present embodiment, the
ここで、上述の駆動機構を複数有する光学系検査装置について説明する。図4に駆動機構を複数有する検査装置60の図を示す。また、図5に図4に示す検査装置60の側面図を示す。
Here, an optical system inspection apparatus having a plurality of the drive mechanisms described above will be described. FIG. 4 shows a diagram of an
図4及び図5に示すように、検査装置60は、例えば複数個のカメラ4を有する駆動機構51と、例えばラインライトガイド等の光源17を有する駆動機構52とを有する。駆動機構52の光源17は、当該光源17に電源を供給する光源装置17aに接続されている。そして、第1のエンコーダ7aが検出する駆動機構の位置に応じて第1のモータ8aが駆動し、駆動機構51、52は、それぞれ側面板13に取り付けられている内歯車10に沿って回動する。これにより、カメラ4の撮像角度を制御することができる。また、光源17の照射角度を制御することができる。ここでは図示しないが、駆動機構51の第2のエンコーダ7bが検出するカメラ4の位置に応じて、第2のモータ8bが駆動する。これにより、カメラ4と検査対象物1との距離を制御することができる。また、駆動機構52の第2のエンコーダ7bが検出する光源17の位置に応じて、第2のモータ8bが駆動する。これにより、光源17と検査対象物1との距離を制御する。これにより、検査対象物1に照射される光の照射強度を制御することができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
そして、駆動機構51、52の基準軸Aを含む平面に検査対象物1を搬送するコンベア18が設けられている。コンベア18は、例えば搬送コロ部等からなる。このコンベア18は、駆動機構51、52の回動方向と平行方向に検査対象物1を搬送するように形成される。また、コンベア18は、基準軸Aにおいては搬送コロ部が形成されていない。これにより、基準軸Aを通過する検査対象物1をコンベア18の下側から光を照射し、コンベア18の下側から、検査対象物1を反射する反射光を撮像する。すなわち、基準軸Aが検査装置60の検査ポイントとなる。また、カメラ4を有する駆動機構51は、例えばコンピュータ等の画像処理装置19に接続される。そして、画像処理装置19(図4にのみ図示)において、カメラ4等で撮像された撮像画像の画像処理を行い、検査対象物1の表面の傷及び異物の付着等の検査を行う。ここで、画像処理装置19は、例えば、駆動機構51、52が取り付けられている側面板13上に形成される架台20上に載置される。
And the
また、検査する検査対象物1に応じて、当該検査対象物1を透過する透過光を撮像する場合がある。この場合、検査ポイントを通過する検査対象物1上から当該検査対象物1に光を照射する位置に蛍光灯21を形成する。これにより、検査ポイントを通過する検査対象物1上から当該検査対象物1に照射される光の透過光を、駆動機構51に設けられているカメラ4等で撮像することができる。
Further, depending on the inspection object 1 to be inspected, the transmitted light that passes through the inspection object 1 may be imaged. In this case, the
図4及び図5に示す検査装置60は、カメラ4等の撮像手段を有する駆動機構51と、光源17を有する駆動機構52とを有する。カメラ4等を有する駆動機構51は、第1のモータ8aを駆動させることにより、基準軸Aを中心に回動しカメラ4の撮像角度を制御することができる。また、第2のモータ8bを駆動させることにより、カメラ4と検査対象物1との距離を制御することができる。これにより、検査対象物1毎に異なる撮像角度、及び検査対象物1とカメラ4との距離等の検査条件値の再現性を向上させることができる。そして、光源17を有する駆動機構52は、第1のモータ8aを駆動させることにより、基準軸Aを中心に回動し、光源17の照射角度を制御することができる。また、第2のモータ8bを駆動させることにより、検査対象物1に照射される光の照射強度を制御することができる。これにより、検査対象物1毎に異なる光の照射角度及び照射強度等の検査条件値の再現性を向上させることができる。また、検査装置60は、カメラ4を有する駆動機構51と、光源17を有する駆動機構52を有するため、カメラ4の検査条件値と、光源17の検査条件値をそれぞれ単独に制御することができる。このため、検査対象物1毎に細かな検査条件値を設定することができる。
The
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1 検査対象物、2 ベアリング、3 アーム、4、93 カメラ、5 光学支持アーム、6 モータ取り付け板、7a 第1のエンコーダ、7b 第2のエンコーダ、8a 第1のモータ、8b 第2のモータ、9 タイミングプーリ、10 内歯車、10a タイミングベルト、10b Rガイド、11 リニアボールブッシュ、12 ネジ、13 側面板、14 カムフォロア、15 LMガイド、16 ボールネジ、17 光源、17a 光源装置、18 コンベア、19 画像処理装置、20 架台、50、51、52 光学系駆動機構、60 検査装置、90 光学式表面検査装置、91 ワークテーブル、92 スタンド、94 軸受け、95 支持アーム、96 ライン状ライトガイド、97 固定板、97a 案内溝、98 ネジ付きストッパ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection object, 2 Bearing, 3 Arm, 4, 93 Camera, 5 Optical support arm, 6 Motor mounting plate, 7a 1st encoder, 7b 2nd encoder, 8a 1st motor, 8b 2nd motor, 9 Timing pulley, 10 Internal gear, 10a Timing belt, 10b R guide, 11 Linear ball bushing, 12 Screw, 13 Side plate, 14 Cam follower, 15 LM guide, 16 Ball screw, 17 Light source, 17a Light source device, 18 Conveyor, 19 Image Processing device, 20 frame, 50, 51, 52 Optical system drive mechanism, 60 inspection device, 90 optical surface inspection device, 91 work table, 92 stand, 94 bearing, 95 support arm, 96 line light guide, 97 fixing
Claims (7)
前記内歯車の内歯と嵌合しながら回転するタイミングプーリと、
前記タイミングプーリを回転させる第1のモータと、
前記タイミングプーリの回転に伴い前記一直線又は前記一点を中心に回動し、前記検査対象物を検査する検査部とを有する光学系駆動機構。 An internal gear having a timing belt centered on a straight line or a point on the surface of the inspection object and having the timing belt as an internal tooth;
A timing pulley that rotates while fitting with the internal teeth of the internal gear;
A first motor for rotating the timing pulley;
An optical system drive mechanism that includes an inspection unit that inspects the inspection object by rotating about the straight line or the one point as the timing pulley rotates.
ことを特徴とする請求項1記載の光学系駆動機構。 The optical system drive mechanism according to claim 1, further comprising: a spring that presses the timing pulley against the internal gear; and a first guide that guides an expansion / contraction direction of the spring.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の光学系駆動機構。 The optical system driving mechanism according to claim 1, further comprising a guide rail to which the timing belt is attached.
前記アームに設けられ、前記検査部を前記検査対象物の方向へスライドさせるための第2のガイドと、
前記第2のガイドに沿って前記検査部を移動させる第2のモータとをさらに有する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の光学系駆動機構。 An arm that supports the timing pulley;
A second guide provided on the arm for sliding the inspection portion toward the inspection object;
The optical system drive mechanism according to claim 1, further comprising: a second motor that moves the inspection unit along the second guide.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の光学系駆動機構。 The optical system driving mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the inspection unit is an imaging unit that images the inspection object.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の光学系駆動機構。 The optical system driving mechanism according to any one of claims 1 to 4, wherein the inspection unit is a light source that irradiates light to the inspection object.
前記光学系駆動機構は、
検査対象物の面上の一直線又は一点を半径中心とするタイミングベルトを有し、当該タイミングベルトを内歯とする内歯車と、
前記内歯車の内歯と嵌合しながら回転するタイミングプーリと、
前記タイミングプーリを回転させる第1のモータと、
前記タイミングプーリの回転に伴い前記一直線又は前記一点を中心に回動し、前記検査対象物を検査する検査部とを有する検査装置。 One or more optical system drive mechanisms are provided,
The optical system drive mechanism is
An internal gear having a timing belt centered on a straight line or a point on the surface of the inspection object and having the timing belt as an internal tooth;
A timing pulley that rotates while fitting with the internal teeth of the internal gear;
A first motor for rotating the timing pulley;
An inspection apparatus including an inspection unit that rotates about the straight line or the one point as the timing pulley rotates and inspects the inspection object.
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