JP2013205041A - 照明、検査装置及び基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】正確な平行光を得ることができる照明などの技術を提供する。
【解決手段】照明２０は、光源２１と、ハニカム構造体２７とを具備する。前記ハニカム構造体２７は、前記光源からの光が入射される入射面２７ａを有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射する。
【選択図】図２

Description

本技術は、照明、この照明を備える検査装置及び基板の製造方法に関する。

従来から、半田が印刷された基板、電子部品が実装された基板、液晶ガラス基板等の各種の検査対象物の品質を検査する方法として、検査対象物を撮像して得られた画像を解析して、検査対象物の品質を検査する方法が用いられている。２次元的な画像解析では、検査対象物の高さ方向の欠陥検出が困難であるため、近年においては、３次元的な画像解析により検査対象物の３次元形状を測定して、検査対象物の品質を検査する方法が用いられるようになってきている。

近年、検査対象物を３次元的に測定する方法として、照度差ステレオ法が注目を集めている（例えば、特許文献１、２参照）。

照度差ステレオ法では、まず、光の照射方向が異なる３つ以上の照明によって検査対象物に対して順番に光が照射され、照明が切り換えられる度に撮像部によって基板が撮像される。次に、撮像部によって得られた３枚以上の画像に基づいて検査対象物表面の各点における法線方向が法線マップとして取得される。これにより、検査対象物を３次元的に測定することができる。

特開２００５−１７２３４号公報 特開２０１０−２３７０３４号公報

照度差ステレオ法を利用して検査対象物を正確に３次元測定するためには、照明から発せられる光の指向性が強くなければならないという条件がある。従って、例えば、このような技術分野において、より平行光に近い光を得ることができる技術が求められている。

以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、より平行光に近い光を得ることができる照明などの技術を提供することにある。

本技術に係る照明は、光源と、ハニカム構造体とを具備する。
前記ハニカム構造体は、前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射する。

本技術に係る照明は、ハニカム構造体により、より平行光に近い光を得ることができる。

上記照明は、前記光源の前方側に配置され、入射された光を拡散してハニカム構造体側に向けて出射する拡散部材をさらに具備していてもよい。

これにより、光源からの光を拡散部材により拡散させてハニカム構造体側に導くことができる。

上記照明において、前記拡散部材は、入射された光を拡散しつつ、入射された光に一方向への指向性を付与して出射してもよい。

この照明では、拡散部材によって光に一方向への指向性が付与されるので、光源からの光が拡散部材を通過した時点で、大まかな平行光を得ることができる。

上記照明において、前記拡散部材は、第１のレンズシートと、第２のレンズシートを有していてもよい。
前記第１のレンズシートは、一方向に長い形状の複数の第１のレンズが並べられて形成される。
前記第２のレンズシートは、前記第１のレンズシートに積層され、一方向に長い形状の複数の第２のレンズが前記第１のレンズが並べられる方向と直交する方向に並べられて形成される。

上記照明において、前記ハニカム構造体は、前記光源の光の出射方向に対して垂直な方向から所定の角度傾斜して配置されていてもよい。
この場合、前記照明は、透明部材と、ミラーとをさらに具備していてもよい。
上記透明部材は、前記ハニカム構造体の前記入射面側の位置に、前記ハニカム構造体と共に前記所定の角度傾斜して配置され、光の入射角に応じて、入射される光の一部を反射し、他の一部を透過させる。
前記ミラーは、前記透明部材によって反射された光を反射させて、前記光を前記透明部材側に戻す。

このような構造により、ハニカム構造体の入射面に平行に入射される光が多くなり、この光がハニカム構造体を通過することで、より平行光に近い光を得ることができる。

上記照明において、前記所定の角度は、前記透明部材の反射臨界角以上の角度とされてもよい。
この場合、前記ミラーは、前記光源の出射方向と平行に配置されてもよい。

このような構造により、ハニカム構造体の入射面に平行に入射される光が多くなるため、さらに平行光に近い光を得ることができる。

上記照明において、前記透明部材は、前記ハニカム構造側に、拡散面を有していてもよい。

このような構造により、ハニカム構造体の入射面に平行に入射される光が多くなるため、さらに平行光に近い光を得ることができる。

上記照明において、前記透明部材は、前記光源側に、光沢面を有していてもよい。

上記照明において、前記ハニカム構造体は、検査対象物に向けて光を照射してもよい。

上記照明において、前記検査対象物は、光が照射される照射面を有していてもよい。
この場合、前記ハニカム構造体は、前記検査対象物の照射面に対して傾斜して配置されてもよい。
この場合、前記照明は、前記ハニカム構造体の前記入射面と前記検査対象物の前記照射面との距離に応じた前記照射面に照射される光の照度のバラつきを吸収可能な減光フィルタをさらに具備していてもよい。

例えば、照度差ステレオ法により異なる方向から光を照射する場合などに、検査対象物の照射面に対して斜め方向から平行光を照射する場合がある。この場合、ハニカム構造体の入射面と検査対象物の照射面との距離に応じて、照射面に照射される光の照度にバラつきが生じる。一方、本技術に係る照明では、減光フィルタにより、上記照度のバラつきを吸収することができるので、検査対象物の照射面に対して照度が均一な平行光を照射することができる。

上記照明において、前記ハニカム構造体の前記入射面から入射される光の入射面内での輝度のバラつきを吸収可能な減光フィルタをさらに具備していてもよい。

これにより、照明から均一な輝度の光を出射させることができる。

上記照明において、前記ハニカム構造体は、その表面が黒であってもよい。

これにより、平行な成分の光以外の光をハニカム構造体の表面に適切に吸収させることができるので、平行な成分の光以外の光を適切にカットすることができる。

本技術に係る検査装置は、照明と、撮像部とを具備する。
前記照明は、光源と、前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体と有し、検査対象物に向けて光を照射する。
前記撮像部は、前記照明により光が照射された検査対象物を撮像する。

本技術に係る基板の製造方法は、光源と、前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体とを有する照明により、基板に向けて光を照射することを含む。
前記照明により光が照射された前記基板が撮像部により撮像される。
撮像された画像に基づいて、前記基板の良否を判定が判定される。
良品と判定された基板が残され、不良品と判定された基板が廃棄される。

以上のように、本技術によれば、正確に平行光を得ることができる照明などの技術を提供することができる。

本技術の第１実施形態に係る検査装置を示す模式的な側面図である。 検査装置に用いられる照明を示す模式的な側面図である。 照明が有する光源及び拡散部材を示す模式的な拡大側面図である。 照明が有する透明部材を示す拡大側面図である。 照明が有するハニカム構造体を示す正面拡大図である。 透明部材に対する光の入射角と、光の動きとの関係を示す図である。 構造体の開口形状として、正六角形が用いられた場合の干渉縞発生リスクを説明するための図である。 構造体の開口形状として、正四角形が用いられた場合の干渉縞発生リスクを説明するための図である。 本技術の第２実施形態に係る照明を示す分解斜視図である。

以下、本技術に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
［検査装置１００の全体構成及び各部の構成］
図１は、本技術の第１実施形態に係る検査装置１００を示す模式的な側面図である。図１に示す検査装置１００は、基板１上に電子部品を実装する実装システムに用いられる検査装置１００である。実装システムは、典型的には、基板１上にクリーム半田を印刷する印刷装置、印刷が施された基板１の印刷状態を検査する印刷検査装置、及び印刷状態の検査後の基板１（良品）上に電子部品を実装する実装装置を備えている。また、実装システムは、実装装置によって電子部品が実装された基板１を検査する基板検査装置、検査後の基板１（良品）をリフロー処理するリフロー処理装置、及びリフロー処理後の基板１を検査する最終検査装置を備えている。

図１に示す検査装置１００は、例えば、上記した印刷検査装置、基板検査装置、又は最終検査装置として用いられる。この検査装置１００は、２次元的あるいは３次元的な測定により、基板１の良否（例えば、クリーム半田の位置や量、電子部品の位置等）を判定して、良品と判断された基板１を次の装置へ受け渡し、不良品と判断された基板１を廃棄する処理を実行する。

図１には、検査装置１００の一例として、照度差ステレオ法によって基板１を３次元測定する検査装置１００が示されている。

図１に示すように、検査装置１００は、ステージ１０と、ステージ移動機構１１と、複数の照明２０と、撮像部１２と、制御部１３と、記憶部１４と、表示部１５と、入力部１６と、通信部１７とを備えている。

ステージ１０は、クリーム半田が印刷された基板１、電子部品が実装された基板１、リフロー処理後の基板１等の各種の検査対象物を載置する。ステージ移動機構１１は、制御部１３に電気的に接続されており、制御部１３からの駆動信号に応じて、ステージ１０をＸＹＺ方向に移動させる。

撮像部１２は、基板１の上方に配置され、照明２０によって光が照射された基板１を撮像する。撮像部１２は、ＣＣＤセンサ（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）、あるいはＣＭＯＳセンサ（ＣＭＯＳ：Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子と、結像レンズ等の光学系とを含む。

複数の照明２０は、基板１の斜め上方の位置において、撮像部１２の光軸の周囲を囲むようにして配置される。各照明２０は、それぞれ、基板１の斜め上方の位置から、基板１に対して平行光を照射する。各照明２０は、それぞれ、制御部１３に電子的に接続されており、制御部１３の制御に応じて、点灯したり、消灯したりする。

複数の照明２０のうち、特定の１つの照明２０が点灯している間、他の照明２０は、消灯している。点灯する照明２０は、制御部１３の制御に応じて順次切り換えられる。照度差ステレオ法によって基板１を３次元測定する場合、異なる方向から光が照射された３以上の画像が必要とされるため、照明２０の数は、典型的には、３つ以上とされる。照明２０の構成については、図２乃至図５を参照して後に詳述する。

制御部１３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成される。制御部１３は、検査装置１００の各部と電気的に接続されており、記憶部１４に記憶された各種のプログラムに基づき、検査装置１００の各部を統括的に制御する。記憶部１４は、検査装置１００の処理に必要な各種のプログラムが記憶される不揮発性のメモリと、制御部１３の作業領域として用いられる揮発性のメモリとを有する。上記各種のプログラムは、光ディスク、半導体メモリ等の可搬性の記録媒体から読み取られても構わない。

表示部１５は、例えば、液晶ディスプレイ等により構成され、制御部１３の制御に応じて、基板１の検査データ等を表示する。入力部１６は、キーボード、マウス、タッチパネル等により構成され、ユーザからの指示を入力する。通信部１７は、印刷装置、実装装置などの他の装置へ情報を送信したり、他の装置から情報を受信したりする。

［照明２０の構成］
次に、照明２０の構成について詳細に説明する。

図２は、照明２０を示す模式的な側面図である。図３は、照明２０が有する光源２１及び拡散部材２２を示す模式的な拡大側面図である。図４は、照明２０が有する透明部材２５を示す拡大側面図である。図５は、照明２０が有するハニカム構造体２７を示す正面拡大図である。

これらの図に示すように、照明２０は、複数の光源２１と、拡散部材２２と、透明部材２５と、ミラー２６と、ハニカム構造体２７とを含む。

図２及び図３を参照して、複数の光源２１は、ｘ−ｙ方向で所定の間隔を開けて規則的に配列される。光源２１としては、典型的には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が用いられる。

光源２１の光の出射方向（ｚ軸方向）の前方側には、矩形の平板形状の拡散部材２２が配置されている。この拡散部材２２は、入射された光をｘ−ｙ方向に拡散しつつ、入射された光に一方向（ｚ軸方向）への指向性を付与してハニカム構造体２７側に向けて出射する。

拡散部材２２は、第１のレンチキュラーレンズシート２３と、この第１のレンチキュラーレンズシート２３に対して光の進行方向の前方側の位置に積層された第２のレンチキュラーレンズシート２４とを含む。第１のレンチキュラーレンズシート２３は、その下側の面に、複数の第１のシリンドリカルレンズ２３ａが形成されている。各第１のシリンドリカルレンズ２３ａは、それぞれ、ｘ軸方向に長い形状を有しており、ｙ軸方向に沿って並べられている。

第２のレンチキュラーレンズシート２４は、その下側の面に、複数の第２のシリンドリカルレンズ２４ａが形成されている。各第２のシリンドリカルレンズ２４ａは、それぞれ、ｙ軸方向に長い形状を有しており、第１のシリンドリカルレンズ２３ａが並べられた方向に直交する方向（ｘ軸方向）に沿って並べられている。なお、シリンドリカルレンズの代わりに、プリズムレンズが用いられても構わない。

図２及び図４を参照して、透明部材２５は、ハニカム構造体２７の入射面２７ａ側の位置に、ハニカム構造体２７と共に、光源２１の光の出射方向に対して垂直な方向（ｘ−ｙ平面）から所定の角度傾斜して配置されている。透明部材２５は、矩形の平板形状を有しており、透明部材２５の上端部は、拡散部材２２の一端部側に固定されている。この透明部材２５は、アクリル材や、ガラス材などの材料により構成される。

透明部材２５は、光源２１側の面において、光の入射角θに応じて、入射される光の一部を反射し、他の一部を透過させる。たとえば、透明部材２５がアクリル材によって構成される場合、透明部材２５は、光源２１側の面において、アクリル材の反射臨界角である４２°以上の入射角で入射された光を全反射し、４２°未満の入射角で入射された光を透過させる。

透明部材２５がｘ−ｙ平面に対して傾斜する角度は、透明部材２５の反射臨界角以上の角度とされる。例えば、透明部材２５の材料として、アクリル材が用いられる場合、透明部材２５は、ｘ−ｙ平面に対して、アクリル材の反射臨界角である４２°以上傾斜して配置される。図に示す一例では、透明部材２５がｘ−ｙ平面に対して傾斜する角度が６０°である場合が示されている。

透明部材２５は、光源２１側の面に光沢面２５ａを有しており、ハニカム構造体２７側の面に拡散面２５ｂを有している。例えば、光沢面２５ａは、真空蒸着法、スパッタ法等の方法によって金属薄膜を光源２１側の面に形成することで形成することができる。拡散面２５ｂは、例えば、光拡散性を有する複数の微粒子をハニカム構造体２７側の面に含有させることで形成することができる。

図２を参照して、ミラー２６は、透明部材２５と対向する位置に、光源２１の光の出射方向（ｚ軸方向）と平行に配置されている。ミラー２６は、矩形の平板状の形状を有している。ミラー２６は、その上端部が拡散部材２２の他端部に対して垂直に固定されており、その下端部が透明部材２５の下端部に対して３０°の角度で固定されている。このミラー２６は、透明部材２５によって反射された光を反射させて、光を前記透明部材２５側に戻す役割を担っている。

なお、図２では、図示を省略しているが、照明２０は、照明２０の両側の側面の位置に、拡散部材２２、透明部材２５、ミラー２６によって形成される三角形に対応する形の一対の側壁部を有している。この一対の側壁部は、ミラーによって構成されていてもよい。

図２及び図５を参照して、ハニカム構造体２７は、透明部材２５に対して光の進行方向の前方側の位置に配置される。ハニカム構造体２７は、透明部材２５と同様に、ｘ−ｙ平面に対して透明部材２５の反射臨界角以上の角度分傾斜して配置されている。ハニカム構造体２７は、光源２１からの光が入射される入射面２７ａと、光を出射する出射面２７ｂとを有している。このハニカム構造体２７は、入射面２７ａから入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射面２７ｂから出射する。

ハニカム構造体２７は、正六角形が縦横に規則的に並べられるようにして構成されている。ハニカム構造体２７の材料としては、典型的には、樹脂や金属が用いられる。ハニカム構造体２７は、少なくとも、ハニカム構造体２７を構成する正六角形の内周面（つまり、ハニカム構造体２７の表面）が黒とされている。これにより、平行な成分の光以外の光をハニカム構造体２７の表面に吸収させることができるので、平行な成分の光以外の光を適切にカットすることができる。例えば、ハニカム構造体２７の表面を黒とするために、ハニカム構造体２７の材料自体に黒の材料が用いられてもよいし、ハニカム構造体２７の表面に黒の塗料が塗布されていてもよい。

ハニカム構造体２７は、縦の長さ及び横の長さが５ｃｍ〜２０ｃｍ程度とされ、その厚さが２０μｍ〜１００μｍ程度とされる。また、ハニカム構造体２７を構成する正六角形の対辺の距離は、１ｍｍ〜１ｃｍ程度とされる。なお、ここで示した値は、一例に過ぎず、本技術は、これに限定されない。

［動作説明］
次に、検査装置１００の処理及び照明２０における光の動きについて説明する。
まず、検査装置１００の制御部１３は、ステージ移動機構１１を制御して、ステージ１０上に載置された基板１を所定の位置に位置決めする。次に、制御部１３は、特定の１つの照明２０における複数の光源２１を点灯させる。このとき、その特定の１つの照明２０以外の照明２０は、消灯されている。

図３を参照して、複数の光源２１から光が出射されると、その光は、まず、拡散部材２２を通過する。このとき、光源２１から出射された光は、第１のレンチキュラーレンズシート２３の下面側に設けられた複数の第１のシリンドリカルレンズ２３ａによって、ｙ軸方向に拡散される。ｙ軸方向に拡散された光は、次の第２のレンチキュラーレンズシート２４の下側に設けられた複数の第２のシリンドリカルレンズ２４ａによって、ｘ軸方向に拡散される。

このようにして、光源２１から出射された光が拡散部材２２を通過するときに、拡散部材２２によってｘ−ｙ方向に均一に拡散される。

また、光が拡散部材２２を通過するとき、第１のシリンドリカルレンズ２３ａ及び第２のシリンドリカルレンズ２４ａの集光作用によって、光にはｚ軸方向への指向性が付与される。これにより、光源２１の光の出射方向（ｚ軸方向）に指向性を持った拡散光が拡散部材２２から出射されることになる。但し、拡散部材２２から出射される全ての光に対してｚ軸方向への指向性が付与されるわけではなく、図３に示すように、一部の光は、ｚ軸方向への指向性が付与されずに、拡散部材２２から斜め方向に出射される。

すなわち、光源２１からの光は、拡散部材２２によって、ｚ軸方向に大まかな指向性が付与され、大まかな平行光とされた状態で拡散部材２２から出射される。なお、光が拡散部材２２を通過する時点では、ｚ軸方向への指向性が付与されずに、斜め方向に出射される光も未だ多い状態である。

拡散部材２２から出射された光は、透明部材２５に対して入射される。図６には、透明部材２５に対する光の入射角と、光の動きとの関係が示されている。透明部材２５に対して入射される光の動きについては、図２、図４及び図６が参照される。

透明部材２５がｘ−ｙ平面に対して、反射臨界角以上傾斜して配置されている関係上、ｚ軸方向に指向性を持った光は、透明部材２５に対して、反射臨界角以上の入射角θで入射される。ここでの例では、ｚ軸方向に指向性を持った光は、透明部材２５に対して６０°の入射角θで入射される。従って、ｚ軸方向に指向性を持った光は、透明部材２５の光源２１側の面（光沢面２５ａ）により６０°の反射角で全反射される。

透明部材２５の光源２１側の面（光沢面２５ａ）によって反射された光は、ミラー２６に対して３０°の入射角で入射されて、３０°の反射角で反射される。ミラー２６で反射された光は、０°の入射角θで透明部材２５に対して入射される。拡散部材２２によって、ｚ軸方向への指向性が付与された光は、このような経路を辿って、透明部材２５に対して垂直に入射され、そして、透明部材２５の内部に進入することになる。本実施形態では、このようにして、平行光に近い光が作られる。なお、このような経路で、透明部材２５の内部に進入する光は、この照明２０の構造上、透明部材２５の下側の領域で多くなる。

一方、ｚ軸方向への指向性が付与されずに拡散部材２２から斜め方向に向けて出射された光は、透明部材２５の反射臨界角未満の入射角θで透明部材２５に入射される光が多い。この光は、透明部材２５の光源２１側の面において、透明部材２５の材質に応じた屈折角で屈折されて、透明部材２５の内部に進入する。本実施形態では、このような経路を辿る光についても、平行光に近い光とすることができる。なお、このような経路で透明部材２５の内部に進入する光は、照明２０の構造上、透明部材２５の上側の領域で多くなる。

透明部材２５の反射臨界角未満の入射角θで透明部材２５に入射される光は、全てが透明部材２５の光源２１側の面を透過して透明部材２５の内部に進入するわけではなく、一部は、光源２１側の面で反射される。透明部材の光源２１側の面は、光沢面２５ａとされているため、反射臨界角未満の入射角θで透明部材２５に入射される光のうち、入射角θが０に近い光（透明部材２５に対して垂直に近い角度で入射される光）が光源２１側の面を透過し易い構成とされている。

透明部材２５の内部に進入した平行光に近い光は、透明部材２５におけるハニカム構造体２７側の面、即ち、拡散面２５ｂに達する。拡散面２５ｂに達した光は、光拡散性を有する複数の微粒子によって、さらに平行に近い光となって、拡散面２５ｂから出射される。

図２及び図５を参照して、透明部材２５の拡散面２５ｂから出射された平行光に近い光は、ハニカム構造体２７の入射面２７ａ側から入射される。ハニカム構造体２７の入射面２７ａに入射された平行光に近い光のうち、正確に平行でない光は、ハニカム構造体２７を通過するときに、正六角形の内周面（黒）によって吸収される。

これにより、正確に平行でない光の成分がハニカム構造体２７によってカットされて、ハニカム構造体２７の出射面２７ｂから平行光に近い光が出射される。本実施形態では、このように、ハニカム構造体２７により平行光に近い光を得ることができる。

ハニカム構造体２７から出射された平行光に近い光は、基板１の照射面１ａ（上面）に対して斜め上方から照射される。

ここで、後述の図９を参照して、平行光が基板１の照射面１ａに対して斜め上方から照射される場合、基板１の照射面１ａ内における光の照度は、透明部材２５の拡散面２５ｂにおける輝度×１／（照射距離）^２で表される。例えば、透明部材２５の拡散面２５ｂにおける輝度が拡散面２５ｂ内において均一であると仮定した場合、基板１の照射面１ａにおいて、拡散面２５ｂから近い位置（図９右側）では照度が大きくなり、拡散面２５ｂから遠い位置（図９左側）では照度が小さくなる。

一方で、本実施形態に係る照明２０は、上記したように、拡散部材２２によってｚ軸方向への指向性が付与され、透明部材２５によって全反射され、ミラー２６によって反射される経路を辿ることで平行光とされる光は、透明部材２５の下側の領域で多くなる。このような経路を辿る光は、反射が繰り返えされているため、輝度が小さい。すなわち、本実施形態では、透明部材２５の拡散面２５ｂの下側から出射される光は、相対的に輝度が小さい。

また、上述のように、ｚ軸方向への指向性が付与されずに拡散部材２２から斜め方向に向けて出射され、透明部材２５の光源２１側の面で屈折される経路を辿ることで平行光とされる光は、透明部材２５の上側の領域で多くなる。このような経路を辿る光は、反射を繰り返えしていないため、相対的に輝度が大きい。すなわち、本実施形態では、透明部材２５の拡散面２５ｂの上側から出射される光は、相対的に輝度が大きい。

以上の説明から分かるように、本実施形態では、透明部材２５の拡散面２５ｂ内における光の輝度は、基板１の照射面１ａに対する照射距離が近い位置（下側）で相対的に小さく、照射面１ａからの距離が遠い位置（上側）で相対的に大きい。従って、本実施形態では、照明２０が基板１に対して斜め方向から平行光を照射する場合に、基板１の照射面１ａに対して均一な平行光を照射することができる。

基板１の照射面１ａに対して、平行光が照射されると、制御部１３は、撮像部１２を制御して、平行光が照射された基板１の画像を取得する。次に、制御部１３は、先ほど点灯された照明２０を消灯して、他の照明２０を点灯させる。そして、制御部１３は、再び、撮像部１２を制御して、平行光が照射された基板１の画像を取得する。照明２０が点灯される順番については、特に制限はない。

制御部１３は、１つの照明２０を点灯させて、撮像部１２によって撮像する処理を照明２０が設置されている数と同じ回数分、繰り返す。照明２０の数は、３つ以上であるため、この処理は、典型的には、３回以上繰り返される。これにより、異なる照射角度で平行光が照射された３以上の基板１の画像が取得される。

次に、制御部１３は、撮像部１２によって得られた３枚以上の画像に基づいて基板１上の各点における法線方向を法線マップとして取得する。これにより、制御部１３は、基板１を３次元的に測定する。本実施形態では、照明２０により基板１に対してより平行光に近い光を照射することができるため、制御部１３は、基板１を正確に３次元測定することができる。次に、制御部１３は、測定結果に基づいて、基板１の良否（例えば、クリーム半田の位置や量、電子部品の位置等）を判定する。そして、制御部１３は、良品と判断された基板１を次の装置へ受け渡し、不良品と判断された基板１を廃棄する処理を実行する。

［ハニカム構造体２７を採用する場合の利点］
次に、ハニカム構造体２７を採用する場合の利点について説明する。

ここでの説明では、正確に平行でない平行光をカットする構造体の開口形状として、正六角形が用いられた場合と、正四角形や、正三角形などの正六角形以外の形状が採用された場合とを比較しつつ、ハニカム構造体２７の利点について説明する。

複数の開口の開口形状として、正六角形が用いられた場合の第１の利点は、正四角形などの他の形状が用いられた場合と比べて、基板１上に投影される影を最小にしつつ、効率よく平行な成分以外の光をカットすることができる点である。

正六角形が用いられる場合の第２の利点は、正四角形などの他の形状が用いられた場合と比べて、干渉縞の発生リスクが低い点である。図７は、構造体の開口形状として、正六角形が用いられた場合の干渉縞発生リスクを説明するための図であり、図８は、構造体の開口形状として、正四角形が用いられた場合の干渉縞発生リスクを説明するための図である。

図８を参照して、正四角形が規則的に並べられる形態の場合、正四角形の対辺の距離が僅かに異なっていく現象（微小ピッチずれ）が、構造上発生し易い。つまり、歪み無く正確な正四角形を規則的に並べた構造体を作成することは、その構造上、困難である。図８では、左から右へ向かうに従って、四角形の横幅が少しずつ小さくなっていく場合の一例が示されている。微小ピッチずれが生じた場合、基板１上に干渉縞が生じてしまうといった問題がある。

図７を参照して、正六角形が規則的に並べられる形態の場合、正六角形の対辺の距離が僅かに異なっていく現象（微小ピッチずれ）が、他の形状が用いられる場合に比べて、構造上発生しにくい。微小ピッチずれのリスクが３方向に分散されており、また、より大きなばらつきが許容されているためである。このように、正六角形の場合、滑らかに変化する微小ピッチずれが発生しにくいため、他の形状に比べて、基板１上に干渉縞が発生してしまうリスクが小さい。また、正六角形を規則的に並べた構造体を作成することは、構造上簡単であり、これは、コスト削減にも繋がる。

［作用等］
以上説明したように、本実施形態に係る照明２０は、ハニカム構造体２７により、より平行光に近い光を得ることができる。さらに、本実施形態に係る照明２０は、例えば、点光源と、１枚のレンズとの組み合わせや、２枚のレンズとアイリスとの組み合わせなどの平行光を得るための構造に比べて、コンパクト化が容易となる。また、２枚のレンズとアイリスとの組み合わせによってより平行光に近い光を得ようとすると、各部品について、厳格な部品取り付け精度が要求されるが、本実施形態では、このような厳格な部品取り付け精度は要求されない。

さらに、本実施形態に係る照明２０に用いられている各部材は、全て、入手が簡単であり、かつ、安価な部材である。従って、本実施形態に係る照明２０は、安価な費用で簡単に製造することができる。

＜第２実施形態＞
次に、本技術の第２実施形態について説明する。第２実施形態以降の説明では、上述の第１実施形態と同様の構成及び機能を有する部材については、同一符号を付し、説明を省略又は簡略化する。

第２実施形形態では、上述の第１実施形態に係る照明２０に対して、さらに、減光フィルタ２８が設けられる点で上述の第１実施形態と異なっている。従って、その点を中心に説明する。

図９は、第２実施形態に係る照明２０を示す分解斜視図である。図９では、透明部材２５の拡散面２５ｂ、減光フィルタ２８、及びハニカム構造体２７（入射面２７ａ、出射面２７ｂ）が示されており、それ以外の部分については、省略されている。

図９に示すように、減光フィルタ２８は、透明部材２５（拡散面２５ｂ）と、ハニカム構造体２７（入射面２７ａ）との間に配置される。この減光フィルタ２８は、透明部材２５の拡散面２５ｂ（ハニカム構造体２７の入射面２７ａ）と、基板１上の照射面１ａとの距離に応じた、照射面１ａに照射される光の照度のバラつきを吸収可能とされる。

図９に示すように、照明２０からの平行光が斜めから照射される場合、基板１の照射面１ａ内における光の照度は、透明部材２５の拡散面２５ｂにおける輝度×１／（照射距離）^２で表される。例えば、透明部材２５の拡散面２５ｂにおける輝度が拡散面２５ｂ内において均一であると仮定した場合、基板１の照射面１ａにおいて、拡散面２５ｂから近い位置（図９右側）では照度が大きくなり、拡散面２５ｂから遠い位置（図９左側）では照度が小さくなる。

上記したように、上述の第１実施形態では、透明部材２５の拡散面２５ｂ内における光の輝度は、基板１の照射面１ａに対する照射距離が近い位置（下側）で相対的に小さく、照射面１ａからの距離が遠い位置（上側）で相対的に大きい。従って、上述のように、第１実施形態では、平行光を斜め方向から照射する場合に、基板１の照射面１ａに対して均一な平行光を照射することができる。

しかしながら、これだけでは、基板１上へ照射される平行光の均一化対策としては、十分ではない場合も想定される。そこで、第２実施形態では、透明部材２５の拡散面２５ｂ（ハニカム構造体２７の入射面２７ａ）と、基板１上の照射面１ａとの距離に応じた、照射面１ａに照射される光の照度のバラつきを吸収可能な減光フィルタ２８をさらに設けることとしている。

減光フィルタ２８は、典型的には、照射距離（拡散面２５ｂ（ハニカム構造体２７の入射面２７ａ）上の特定の位置と、その特定の位置から出射された平行光が基板１上に到達する位置との距離）が近いほど、光の透過率が低くなるように構成されている。従って、減光フィルタ２８は、上側から下側に向かうに従って、徐々に透過率が低くなるように構成されている。これにより、平行光を斜め方向から照射する場合に、さらに均一な照度の平行光を基板１の照射面１ａに対して照射することができる。

［減光フィルタ２８の製造方法］
次に、減光フィルタ２８の製造方法について説明する。減光フィルタ２８を製造する方法として、２つの方法がある。まず、第１の方法について説明する。

第１の方法では、まず、減光フィルタ２８の作成者は、減光フィルタ２８も、ハニカム構造体２７も存在しない状態で、透明部材２５の拡散面２５ｂに対してカメラを正対させ、このカメラによって透明部材２５の拡散面２５ｂを撮像する。これによって、作成者は、透明部材２５の拡散面２５ｂ内（ハニカム構造体２７の入射面２７ａ内）における輝度分布のバラつきに応じたデータを得ることができる。

次に、作成者は、照射距離を測定する。そして、作業者は、光の照度が、透明部材２５の拡散面２５ｂにおける輝度×１／（照射距離）^２で表されることを考慮して、基板１の照射面１ａでの平行光の照度が均一となるように、減光フィルムの設計を行なう。

第２の方法では、減光フィルタ２８の作成者は、減光フィルタ２８も、ハニカム構造体２７も存在しない状態で、透明部材２５の拡散面２５ｂに対する基板１の照射面１ａの位置及び角度に応じた位置及び角度にカメラをセットする。そして、作成者は、カメラによって、透明部材２５の拡散面２５ｂを撮像する。これにより、透明部材２５の拡散面２５ｂ内（ハニカム構造体２７の入射面２７ａ内）における輝度分布のバラつきと、上記照射距離に起因する基板１上の照射面１ａ内における照度のバラつきとの両方とに応じたデータを得ることができる。次に、作成者は、得られたデータを減光フィルムに反映させればよい。

減光フィルタ２８の製造方法としては、上記した２つの方法のうち、どちらが用いられても構わない。減光フィルタ２８を製造する際に、どちらの方式が用いられたとしても、精度のよい減光フィルタ２８を作成することができる。

＜各種変形例＞

上述の各実施形態では、照明２０が基板１の斜め上方の位置に位置され、基板１の照射面１ａに対して照明２０が斜め方向から平行光を照射する場合について説明した。一方、照明２０が基板１の直上に位置され、基板１に対して照明２０が直上から平行光を照射してもよい（例えば、照度差ステレオ法による３次元測定以外の場合）。この場合、撮像部１２は、斜め上方に位置され、斜め上方から基板１を撮像する。

上記した例では、減光フィルタ２８の位置が、ハニカム構造体２７の入射面２７ａ側の位置に配置される場合について説明したが、減光フィルタ２８の位置は、ハニカム構造体２７の出射面２７ｂ側に配置されていてもよい。なお、ハニカム構造体２７の入射面２７ａ側の位置に減光フィルタ２８が配置される形態の場合、ハニカム構造体２７の出射面２７ｂ側の位置に減光フィルタ２８が配置される形態に比べて、減光フィルタ２８の透過率の変化が滑らかになる。従って、ハニカム構造体２７の入射面２７ａ側の位置に減光フィルタ２８が配置される形態は、ハニカム構造体２７の出射面２７ｂ側の位置に減光フィルタ２８が配置される形態に比べて、特に有利である。

照明２０が基板１の直上から平行光を照射する場合の減光フィルタについて説明する。この場合、減光フィルタ２８は、照射距離に起因する基板１上の照射面１ａ内における照度のバラつきを考慮せずに、透明部材２５の拡散面２５ｂ内（ハニカム構造体２７の入射面２７ａ内）における輝度分布のバラつきのみを考慮して作成される。この場合、減光フィルタ２８の作成者は、減光フィルタ２８も、ハニカム構造体２７も存在しない状態で、透明部材２５の拡散面２５ｂに対してカメラを正対させ、このカメラによって透明部材２５の拡散面２５ｂを撮像する。そして、作成者は、透明部材２５の拡散面２５ｂ内（ハニカム構造体２７の入射面２７ａ内）における輝度分布のバラつきに応じたデータを得て、このデータを減光フィルタ２８に反映させればよい。これにより、照明２０から均一な輝度の光を出射させて、基板１の照射面１ａに対して均一な照度の光を照射させることができる。

上記した各実施形態では、照明２０は、照度差ステレオ法によって基板１を３次元検査するときの照明２０として用いられている。しかし、本技術に係る照明２０は、位相シフト等の他の３次元測定用の照明２０として用いられてもよいし、２次元測定用の照明２０として用いられてもよい。本技術に係る照明２０は、画像処理が要求される検査装置１００等の装置に用いられると、特に有効であるが、画像処理が要求されない装置についても用いることができる。例えば、技術に係る照明２０は、顕微鏡等の照明２０として用いられても構わない。本技術に係る照明２０は、コンパクト化が容易であるので、スペース制約が多い装置についての有効活用が期待される。

本技術は、以下の構成をとることもできる。
（１） 光源と、
前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体と
を具備する照明。
（２） 上記（１）に記載の照明であって、
前記光源の前方側に配置され、入射された光を拡散してハニカム構造体側に向けて出射する拡散部材
をさらに具備する照明。
（３） 上記（２）に記載の照明であって、
前記拡散部材は、入射された光を拡散しつつ、入射された光に一方向への指向性を付与して出射する
照明。
（４） 上記（２）又は（３）に記載の照明であって、
前記拡散部材は、一方向に長い形状の複数の第１のレンズが並べられて形成された第１のレンズシートと、前記第１のレンズシートに積層され、一方向に長い形状の複数の第２のレンズが前記第１のレンズが並べられる方向と直交する方向に並べられて形成された第２のレンズシートとを有する
照明。
（５） 上記（１）乃至（４）のうちいずれか１つに記載の照明であって、
前記ハニカム構造体は、前記光源の光の出射方向に対して垂直な方向から所定の角度傾斜して配置され、
前記照明は、
前記ハニカム構造体の前記入射面側の位置に、前記ハニカム構造体と共に前記所定の角度傾斜して配置され、光の入射角に応じて、入射される光の一部を反射し、他の一部を透過させる透明部材と、
前記透明部材によって反射された光を反射させて、前記光を前記透明部材側に戻すミラーとをさらに具備する
照明。
（６） 上記（５）に記載の照明であって、
前記所定の角度は、前記透明部材の反射臨界角以上の角度とされ、
前記ミラーは、前記光源の出射方向と平行に配置される
照明。
（７） 上記（５）又は（６）に記載の照明であって、
前記透明部材は、前記ハニカム構造側に、拡散面を有する
照明。
（８） 上記（５）乃至（７）のうちいずれか１つに記載の照明であって、
前記透明部材は、前記光源側に、光沢面を有する
照明。
（９） 上記（１）乃至（８）のうちいずれか１つに記載の照明であって、
請求項１に記載の照明であって、
前記ハニカム構造体は、検査対象物に向けて光を照射する
照明。
（１０） 上記（９）に記載の照明であって、
前記検査対象物は、光が照射される照射面を有し、
前記ハニカム構造体は、前記検査対象物の照射面に対して傾斜して配置され、
前記照明は、前記ハニカム構造体の前記入射面と前記検査対象物の前記照射面との距離に応じた前記照射面に照射される光の照度のバラつきを吸収可能な減光フィルタをさらに具備する
照明。
（１１） 上記（１）乃至（９）に記載のうちいずれか１つに記載の照明であって、
前記ハニカム構造体の前記入射面から入射される光の入射面内での輝度のバラつきを吸収可能な減光フィルタをさらに具備する
照明。
（１２） 上記（１）乃至（１２）のうちいずれか１つに記載の照明であって、
前記ハニカム構造体は、その表面が黒である
照明。
（１３） 光源と、前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体と有し、検査対象物に向けて光を照射する照明と、
前記照明により光が照射された検査対象物を撮像する撮像部と
を具備する検査装置。
（１４） 光源と、前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体とを有する照明により、基板に向けて光を照射し、
前記照明により光が照射された前記基板を撮像部により撮像し、
撮像された画像に基づいて、前記基板の良否を判定し、
良品と判定された基板を残し、不良品と判定された基板を廃棄する
基板の製造方法。

１…基板
１ａ…照射面
２０…照明
２１…光源
２２…拡散部材
２３…第１のレンチキュラーレンズシート
２３ａ…第１のシリンドリカルレンズ
２４…第２のレンチキュラーレンズシート
２４ａ…第２のシリンドリカルレンズ
２５…透明部材
２５ａ…光沢面
２５ｂ…拡散面
２６…ミラー
２７…ハニカム構造体
２７ａ…入射面
２７ｂ…出射面
２８…減光フィルタ
１００…検査装置

Claims (14)

1. 光源と、
   前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体と
   を具備する照明。
2. 請求項１に記載の照明であって、
   前記光源の前方側に配置され、入射された光を拡散してハニカム構造体側に向けて出射する拡散部材
   をさらに具備する照明。
3. 請求項２に記載の照明であって、
   前記拡散部材は、入射された光を拡散しつつ、入射された光に一方向への指向性を付与して出射する
   照明。
4. 請求項２に記載の照明であって、
   前記拡散部材は、一方向に長い形状の複数の第１のレンズが並べられて形成された第１のレンズシートと、前記第１のレンズシートに積層され、一方向に長い形状の複数の第２のレンズが前記第１のレンズが並べられる方向と直交する方向に並べられて形成された第２のレンズシートとを有する
   照明。
5. 請求項１に記載の照明であって、
   前記ハニカム構造体は、前記光源の光の出射方向に対して垂直な方向から所定の角度傾斜して配置され、
   前記照明は、
   前記ハニカム構造体の前記入射面側の位置に、前記ハニカム構造体と共に前記所定の角度傾斜して配置され、光の入射角に応じて、入射される光の一部を反射し、他の一部を透過させる透明部材と、
   前記透明部材によって反射された光を反射させて、前記光を前記透明部材側に戻すミラーとをさらに具備する
   照明。
6. 請求項５に記載の照明であって、
   前記所定の角度は、前記透明部材の反射臨界角以上の角度とされ、
   前記ミラーは、前記光源の出射方向と平行に配置される
   照明。
7. 請求項５に記載の照明であって、
   前記透明部材は、前記ハニカム構造側に、拡散面を有する
   照明。
8. 請求項５に記載の照明であって、
   前記透明部材は、前記光源側に、光沢面を有する
   照明。
9. 請求項１に記載の照明であって、
   前記ハニカム構造体は、検査対象物に向けて光を照射する
   照明。
10. 請求項９に記載の照明であって、
    前記検査対象物は、光が照射される照射面を有し、
    前記ハニカム構造体は、前記検査対象物の照射面に対して傾斜して配置され、
    前記照明は、前記ハニカム構造体の前記入射面と前記検査対象物の前記照射面との距離に応じた前記照射面に照射される光の照度のバラつきを吸収可能な減光フィルタをさらに具備する
    照明。
11. 請求項１に記載の照明であって、
    前記ハニカム構造体の前記入射面から入射される光の入射面内での輝度のバラつきを吸収可能な減光フィルタをさらに具備する
    照明。
12. 請求項１に記載の照明であって、
    前記ハニカム構造体は、その表面が黒である
    照明。
13. 光源と、前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体と有し、検査対象物に向けて光を照射する照明と、
    前記照明により光が照射された検査対象物を撮像する撮像部と
    を具備する検査装置。
14. 光源と、前記光源からの光が入射される入射面を有し、前記入射面から入射された光のうち平行な成分の光以外の光をカットし、平行な成分の光を出射するハニカム構造体とを有する照明により、基板に向けて光を照射し、
    前記照明により光が照射された前記基板を撮像部により撮像し、
    撮像された画像に基づいて、前記基板の良否を判定し、
    良品と判定された基板を残し、不良品と判定された基板を廃棄する
    基板の製造方法。

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