JP2008513742A5

JP2008513742A5 -

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Publication number: JP2008513742A5
Application number: JP2007531555A
Authority: JP
Filing date: 2005-09-19
Publication date: 2012-01-12

Description

さらに他の観点では、透明媒質内の欠陥を検出するための装置を提供し、その装置は前記透明媒質にコリメートされた光を供給する照射手段と、前記透明媒質を透過するとき、前記透明媒質を走査し、前記走査に関連する像、好ましくは欠陥部分のみに関連する像を記憶および表示する手段とを備える。

他の観点では、透明媒質内の欠陥を検出する方法を提供し、その方法は光源から前記透明媒質にコリメートされた光を送出するステップと、前記コリメートされた光が前記透明媒質を透過するとき、前記透明媒質を走査するステップと、前記走査ステップの結果を記憶するステップと、前記透明媒質の写像として前記結果を表示するステップとを含む。

典型的なＣＩＳを図１に概略的に示す。ＣＩＳ１０は、コリメート光学系を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ１４と、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）フォトダイオード・アレイ１６と、ＧＲＩＮ小型レンズ・アレイ１９とを収納するＣＩＳ筐体１２を備える。筐体１２は、筐体１２の底部に配置された保護ガラス窓１８も備える。走査されるべき物体２０が筐体１２の真下に配置され、好ましくは保護ガラス窓１８と平行に位置合せされ、その結果、ＬＥＤアレイ１４からの光はガラス窓１８を透過し、そして走査されるべき物体２０から散乱されることがある。

図２を参照すると、本発明の実施形態の概略図が示されている。この実施形態では、暗視野モードでの平面の媒質の光学検査向け装置が示されている。装置５０は、フォトダイオード・アレイ（好ましくはＣＭＯＳ線形フォトダイオード・アレイ）５６とＧＲＩＮレンズ・アレイ５８と共に、コリメート光学系を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ５４を収納する筐体５２を備える。装置５０は平面の媒質（この実施形態では好ましくは１枚のＬＣＤガラス６０、パターンなしの不透明な材料など）を検査するために使用されて、平面の媒質６０の上面内に欠陥があるか否かを判定する。光源５４はＬＣＤガラス板６０などの走査すべき物体に対して傾斜角を成して配置されることが好ましい。

動作中、板状のコリメートされた光（矢印６６により示される）が、ＬＥＤアレイ５４からガラス窓６４を通ってＬＣＤガラス板６０に向かって送出される。ガラス板６０に対する光源５４の位置により、ＬＣＤガラスが欠陥のない場合、板状のコリメートされた光は次いで、光線（矢印６８として参照）によって示されるように、ＬＣＤガラス６０から反射してＧＲＩＮレンズ・アレイの入口孔から離れていく。この方法では、像はフォトダイオード・アレイ５６上に形成されず、像は暗いままである。しかし、検査されている媒質６０の表面上に欠陥が存在する場合、その欠陥は入射光６６を散乱し、したがって破線７０により概略的に示すように、ＧＲＩＮレンズ・アレイ５８の入口孔に向かって入射光の向きを変える。レンズ・アレイ５８に光が存在することによって、明像がフォトダイオード・アレイ５６上に形成されて、欠陥の存在を示す。この検査は線単位ベースで行われるので、ＬＣＤガラス板６０上の欠陥の存在のみならず位置も容易に判定することができる。欠陥は裸眼で見ることができない可能性があるので、その位置の特定は重要である。

図３ａに示す他の実施形態では、１枚のガラス８１のような平面の媒質を検査するための装置８０は、ＧＲＩＮレンズ・アレイ８４と、フォトダイオード・アレイ、好ましくはＣＭＯＳ８６とを収納する筐体８２を備える。装置８０は、筐体８２から離れて配置されている光源８８をさらに備える。明視野動作モードでは、ガラス８１は光源８８からコリメートされた光のシート（矢印９０として参照）により底部から照射される。光源８８からの光はコリメータ組立体９４によってコリメートされる。明視野モードでは、ガラス片８１は透明なものとして作用し、ガラス８１内の任意の欠陥は光が透過することを妨げる。ガラス８１を透過する光は像を生成し、その像は次いでガラス８１と筐体８２の間に配置される軟らかいフィルム拡散体上に形成される。次いで、この像はレンズ８４によって受光され、その結果、検出のためにフォトダイオード・アレイ８６上に投影される。フォトダイオード・アレイ上に投影された像を吟味することによって、ユーザはガラス片８１に何らかの欠陥があるかどうかを判定することができる。

図４を参照すると、明視野モードでの透明媒質の表面を検査するための装置が示されている。装置１００は、コリメート光学系を有する発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ１０４と、好ましくはＣＭＯＳのフォトダイオード・アレイ１０６と、ＧＲＩＮレンズ・アレイ１０８とを収納する筐体１０２を備える。装置１００は光拡散面１１０をさらに備え、この光拡散面１１０は、検査されるべきＬＣＤガラスなど、１枚の透明媒質１１２の下に配置される。

検査プロセス中、ＬＥＤアレイ１０４からの光線（矢印１１４として示す）は、透明媒質１１２に向かって送出され、そしてＧＲＩＮレンズ・アレイ１０８から離れるように反射される（矢印１１５）。これらの光線はフォトダイオード・アレイ１０６によって記録されない。ＬＥＤアレイ１０４からの他の光線１１６は、媒質１１２を透過し、光の拡散面１１０によって散乱される。これらの光線は次いで、透明媒質１１２を透過するように戻り、それによって透明媒質１１２を照射する。光線のいくつかは、ＧＲＩＮアレイ１０８に送出されて像を生成し、その像は次いでフォトダイオード１０６に送出される。ＧＲＩＮレンズ・アレイの被写界深度は、好ましくは約５０μｍであり、したがってガラスの上面からの欠陥およびＧＲＩＮレンズ・アレイ１０８の被写界深度（約５０μｍ）よりも深くない所に埋め込まれた欠陥のみが、フォトダイオード・アレイ１０６によって明瞭に検出される。照射光線は拡散面１１０から創出され、したがってコリメートされていないので、ピットなどの光学的倍率を有する欠陥は記録されない。

Claims

透明媒質内の欠陥を検出する方法であって、
光源から前記透明媒質に、コリメートされた光線を送出するステップと、
前記コリメートされた光線が前記透明媒質を透過するとき、前記透明媒質を走査することによって前記欠陥を検出するステップと、
前記欠陥から反射した光に基づいて受像媒質上に前記欠陥の像を形成するステップであって、前記像はフィルム拡散体に送出されて、ＧＲＩＮレンズ・アレイを介してフォトダイオード・アレイに送出されるステップと、を含む方法。
前記像のサイズはキルヒホッフ・フレネル回折モデル、フラウンホーファ回折モデル、または他の回折モデルにより計算される、請求項１に記載の方法。
前記コリメートされた光線を送出する前記ステップは、
波長のコリメートされた光線を送出するステップ
を含む、請求項１に記載の方法。
前記コリメートされた光線を送出する前記ステップは
非干渉性のコリメートされた光線を送出するステップ
を含む、請求項１に記載の方法。
前記光源及び前記受像媒質が前記透明媒質の上方にある、請求項１に記載の方法。
前記光源が前記透明媒質及び前記受像媒質の下方にある、請求項１に記載の方法。
前記受像媒質が密着型イメージ・センサと軟らかい前記フィルム拡散体とを含む請求項１に記載の方法。