JP2015036655A - 検査ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】損傷の方向による影響を極力低減し、損傷の方向によらずに精度よく検査対象の損傷の検査を行うことのできる検査ユニットを提供すること。
【解決手段】検査ユニット１１は、複数のＬＥＤ１５が列状に配列された発光手段Ｇ１と、発光手段Ｇ１からの照明光をフィルムＦに向けて導くことにより、フィルムＦを列状に照明する照明光学系Ｇ３と、発光手段Ｇ１と照明光学系Ｇ３との間に配置され、発光手段Ｇ１からの照明光を入射端面１６ａから入射して照明光学系Ｇ３へと導く導光手段Ｇ２と、照明されたフィルムＦの像を撮像するラインセンサ２０ｂと、を有し、導光手段Ｇ２が、隣接するＬＥＤ１５から入射端面１６ａに入射した照明光同士が導光手段Ｇ２内で混濁するのを防止する複数の隙間１７が、複数のＬＥＤ１５に各々対応する位置に配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、検査ユニットに係り、特にフィルム等の検査対象のキズや折れ等の検査工程に用いるのに好適な検査ユニットに関する。

従来、フィルム等の検査対象の検査が行われている。例えば、フィルムの表面に対して斜めに照明光を照射することで、キズの検出を容易とする検出装置が開示されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００８−００８８１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示のものは、検査対象のキズ、折れ、皺等（以下、これを総称して「損傷」ということとする。）の方向による影響が考慮されていない。すなわち、検査対象の検査においては、照明光の照射方向や指向性によって、特定の方向の損傷が検出しやすくなったり検出し難くなったりする。したがって、このような損傷の方向によらず、精度よく検査対象の損傷の検査を行うことのできる方策が求められている。

本発明は上記の事情に鑑みて為されたもので、損傷の方向による影響を極力低減し、損傷の方向によらずに精度よく検査対象の損傷の検査を行うことのできる検査ユニットを提供することを例示的課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明の例示的側面としての検査ユニットは、複数の光源が列状に配列された発光手段と、発光手段からの照明光を検査対象に向けて導くことにより、検査対象を列状に照明する照明光学系と、発光手段と照明光学系との間に配置され、発光手段からの照明光を入射端面から入射して照明光学系へと導く導光手段と、照明された検査対象の像を撮像する撮像手段と、を有する検査ユニットであって、導光手段が、隣接する光源から入射端面に入射した照明光同士が導光手段内で混濁するのを防止する複数の光指向性確保部が、複数の光源に各々対応する位置に配置される。

撮像手段が、ラインセンサであり、光指向性確保部が、隣接する光源と光源との間に位置するように配置されて照明光の通過を遮断する遮光部であってもよい。

導光手段が、複数の光源の各々に対応して配置された複数の長尺透明体であり、複数の長尺透明体の各々は、隙間をあけて配置されており、隙間が、光指向性確保部として機能してもよい。

本発明の更なる目的又はその他の特徴を、以下添付図面を参照して説明される好ましい実施の形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、損傷の方向による影響を極力低減し、損傷の方向によらずに精度よく検査対象の損傷の検査を行うことができる。

実施形態に係る検査ユニットの全体構成の概略図である。 表面にＩＣチップが実装されたフィルムの平面図である。 検査ステージの概略構成図である。 導光手段の平面図である。 導光手段の側面図である。 変形例に係る導光手段の平面図である。 変形例に係る導光手段の入射端面側から見た側面図及びその部分拡大図である。

実施するための形態

以下、実施形態を、添付図面を用いて説明する。図１は、実施形態に係る検査装置Ｓの全体構成の概略図である。検査装置Ｓは、全体として躯体Ｂ上に構成され、送出ユニット１、検査ユニット１１、巻取りユニット２１、パンチユニット３１を有している。この実施形態では、検査装置Ｓは検査対象としてのフィルムＦの損傷等の検査を行うものである。フィルムＦは、ＩＣチップ等の電子部品をその表面に実装する電子基板用フィルムである。

送出ユニット１は、リール２、駆動モータ３、複数のガイドローラ４等を有して、フィルムＦを検査ユニット１１へと送出するものである。リール２にフィルムＦが巻かれている。リール２に巻かれた状態において、フィルムＦ表面には、ＩＣチップが実装されている。図２は、表面にＩＣチップ５が実装されたフィルムＦの平面図である。図２は、ＩＣチップ５の実装面側、すなわち、フィルムＦの表面側であって、図１に示す検査ユニット１１におけるフィルムＦの上側の面から見た図である。

フィルムＦ上には、フィルム状の複数の電子基板６が列状に連続的に形成されている。つまち、フィルムＦから切り出すことにより、複数の電子基板６が作成される。各々の電子基板６に、各々１又は複数のＩＣチップ５が実装されている。

フィルムＦは、リール２から複数のガイドローラ４を介して検査ユニット１１へと至るように搬送される。リール２は、駆動モータ３によって駆動されるようになっている。検査ユニット１１での検査速度に応じて、駆動モータ３がフィルムＦを連続的又は間欠的に送出する方向にリール２を回転させる。

巻取りユニット２１は、リール２２、駆動モータ２３、複数のガイドローラ２４等を有して、検査ユニット１１を通ったフィルムＦを巻き取るものである。検査ユニット１１にて検査が終了したフィルムＦは、複数のガイドローラ２４を介してリール２２へと巻き取られるようになっている。リール２２は、駆動モータ２３によって駆動されるようになっている。検査ユニット１１での検査速度に応じて、駆動モータ２３がフィルムＦを連続的又は完結的に巻き取る方向にリール２２を回転させる。

パンチユニット３１は、検査ユニット１１における検査において不合格と判定された部分に「不合格」を示す標識であるパンチ孔を穿孔するためのものである。パンチユニット３１は、検査ユニット１１と巻取りユニット２１との間に配置され、穿孔装置３２を有している。検査ユニット１１においてフィルムＦの損傷（キズ、折れ、皺）の検査及びＩＣチップ５の実装検査が行われ、ある電子基板６において不合格が判明した場合に、穿孔装置３２によってその不合格の電子基板６に対応するフィルムＦ上の特定位置にパンチ孔が穿孔される。後の工程で、パンチ孔を検出することにより、その位置に対応する電子基板６を不合格品として排除することができる。

検査ユニット１１は、検査対象としてのフィルムＦの検査を行う機能を有する。この実施形態では、検査ユニット１１は、フィルムＦの損傷の検査及びＩＣチップ５の実装状態の検査を行う。検査ユニット１１は、１つ又は複数の検査ステージを有しており、各検査ステージには、照明系と撮像系とが配置される。本実施形態では、検査ユニット１１は、３つの検査ステージＬ１〜Ｌ３を有している。

検査ステージＬ１は、フィルムＦの表面側（すなわち、図１における上面側）の損傷（キズ、折れ、皺等）を検査するためのステージである。検査ステージＬ１では、フィルムＦの表面側に照明系Ｇ及び撮像系Ｈが配置されている。本実施形態では、照明系Ｇに落射照明が用いられる。

検査ステージＬ２は、フィルムＦの裏面側（すなわち、図１における下面側）の損傷を検査するためのステージである。検査ステージＬ１では、フィルムＦの裏面側に照明系Ｇ及び撮像系Ｈが配置されている。本実施形態では、検査ステージＬ１同様に検査ステージＬ２でも照明系Ｇに落射照明が用いられる。図３は、検査ステージＬ２の概略構成図である。

検査ステージＬ３は、フィルムＦの表面側におけるＩＣチップ５の実装状態を検査するためのステージである。検査ステージＬ１，Ｌ２同様に照明系と撮像系とを有するが、詳細は省略する。

検査ユニット１１は、送出ユニット１から送出されたフィルムＦをガイドローラ１２で搬送しつつ検査を行う。フィルムＦの両側部が、所定間隔で開口形成されたパーフォレーションＦ２を有しており、ガイドローラ１２は、そのパーフォレーションＦ２に嵌合する複数の歯部を有するスプロケットであってもよい。

また、検査ユニット１１は、画像処理回路（不図示）、表示部１３、コンピュータ１４等を有してもよい。画像処理回路は、撮像系Ｈからの画像信号に基づき画像処理を実行し、撮像画像の画像形成を行う。表示部１３は、画像形成された撮像画像を表示する。コンピュータ１４は、内部に演算処理装置としてのＣＰＵ、記憶装置としてのメモリを有している。

メモリ内には、検査プログラムが格納されている。検査プログラムの実行に基づき、検査ステージＬ１〜Ｌ３における検査が行われる。検査では、撮像画像に基づく合否判定が実行され、電子基板６の検査合格／検査不合格が判定される。電子基板６が不合格となると、その情報に基づいて、パンチユニット３１がその電子基板６の所定位置にパンチ孔を穿孔するが、これらの詳細については説明を省略する。

以下、検査ユニット１１の要部について説明をするが、ここでは検査ステージＬ２の構造について例示的に説明する。もちろん、ここで説明した構成を検査ステージＬ１や検査ステージＬ３に適用することが可能である。

図３は、検査ステージＬ２の概略構成図である。検査ステージＬ２では、落射照明タイプの照明系Ｇ及び撮像系Ｈが、フィルムＦの裏面側に配置されている。この検査装置Ｓでは、検査ステージＬ２においてエアーフローによりフィルムＦが浮上するようになっている。エアーフローによるフィルムＦの浮上とは、検査ステージＬ２において、エアーフローによってフィルムＦを搬送面から浮上させ、搬送面とフィルムＦとの摺動を防止してフィルムＦへのキズ付きを防止する構成である。

照明系Ｇは、図３に示すように、発光手段Ｇ１、導光手段Ｇ２、照明光学系Ｇ３を有している。

発光手段Ｇ１は、複数のＬＥＤ（光源）１５が列状に配列されたものである。本実施形態では、光源としてＬＥＤ１５を適用し、多数のＬＥＤ１５が一列に配列されているが、もちろんその他の発光光源（例えば、ハロゲンランプ等）を適用することが可能である。

導光手段Ｇ２は、発光手段Ｇ１と照明光学系Ｇ３との間に配置され、発光手段Ｇ１からの照明光を入射端面１６ａから入射させ、出射端面１６ｂから出射させるものである。図４Ａは、導光手段Ｇ２の平面図であり、図４Ｂは、導光手段Ｇ２の側面図である。導光手段Ｇ２はガラス又は透明樹脂を材料とする導光板（長尺透明体）１６が複数配列されたものである。ここで長尺とは、例えば、１つの導光板１６において、図４Ａ，Ｂにおける幅方向及び高さ方向よりも長さ方向が長いことを意味する。導光板１６が長尺であるので、ＬＥＤ１５からの照明光の光指向性を高める機能を発揮する。

導光板１６は、１つ１つのＬＥＤ１５からの照明光を各々の入射端面１６ａから入射させるために、１つ１つのＬＥＤ１５に対応して複数配列されている。隣接する導光板１６同士の間には、隙間１７があけられている。結果的に、隙間１７は、隣接するＬＥＤ１５とＬＥＤ１５との間に位置するように配置される。

この隙間１７によって、１つの導光板１６内を通る照明光が隣接する導光板１６内へと漏れ入ることが防止されている。つまり、隣接するＬＥＤ１５の照明光同士が、導光板１６内で混濁することが防止され、この隙間１７は、遮光部として機能している。したがって、１つのＬＥＤ１５から発光された照明光は、１つの導光板１６の入射端面１６ａから導光板１６内へと入射し、導光板１６内を通ってその導光板１６の出射端面１６ｂから出射するようになっている。導光板１６の途中から外部へと漏出して隣接する導光板１６の途中からその内部へと侵入することは殆どなく、導光板１６内での照明光の混濁は殆どない。

その結果、１つの導光板１６から出射する照明光は、その進行方向（すなわち、導光板１６の長さ方向）についての光指向性が高い光となっており、隙間１７は、光指向性確保部としての機能を発揮している。

なお、この実施形態では、隙間１７が光指向性確保部として機能する例について説明したが、光指向性確保部は必ずしも隙間に限られない。隣接する導光板１６同士の間に遮光板（例えば、不透明板）を配置することにより、隙間１７をあけずとも遮光板によって遮光部及び光指向性確保部としての機能を発揮させることができる。また、隣接する導光板１６同士の間に、導光板１６と屈折率が異なる光指向性確保部を配置することにより、隣接する導光板１６への照明光の混濁を防止することも考えられる。

なお、導光板１６は、図４Ａ，Ｂに示すように、幅方向寸法及び高さ方向寸法が、長さ方向寸法よりも小さいことが、光指向性の向上にとって好ましい。例えば、幅方向寸法と高さ方向寸法が略同寸法であってもよい。

照明光学系Ｇ３は、導光手段Ｇ２の出射端面１６ｂからの照明光を検査位置にあるフィルムＦの裏面に向けて導くことにより、フィルムＦを列状に照明するものである。照明光学系Ｇ３は、例えば、図３に示すように、集光レンズ１８、ハーフミラー１９等を有し、導光手段Ｇ２からの照明光を集光してフィルムＦの裏面へと至らせる。

撮像系Ｈは、例えば、集光光学系２０ａとラインセンサ（撮像手段）２０ｂとを有して構成される。ラインセンサ２０ｂは、照明光学系Ｇ３によって照明された検査位置のフィルムＦの像を撮像するためのものである。ハーフミラー１９を介し、集光光学系２０ａによって集光されたフィルムＦの像がラインセンサ２０ｂへと結像されるようになっている。

ラインセンサ２０ｂは、フィルムＦの搬送方向に直交する方向に沿ってセンサ配列されている。フィルムＦがガイドローラ１２で搬送されることにより、ラインセンサ２０ｂによる副走査が行われ、フィルムＦの裏面像のスキャンが実行される。

このように、本実施形態に係る検査装置Ｓでは、導光手段Ｇ２により照明光の光指向性が高められている。そして、隣接する照明光同士の混濁が防止されて、照明光の光指向性が劣化することが防止されている。照明光の光指向性は、導光板１６における幅方向においても高さ方向においても高められており、その結果、フィルムＦの裏面に到達する照明光は、列状のスリット光であるにも拘わらず、そのスリット幅方向のみならずスリット長さ方向においても光指向性が高い。

光指向性が高い照明光を用いて検査を行うことで、フィルムＦの裏面における損傷を精度よく検出することができる。つまり、フィルムＦの裏面におけるキズ、折れ、皺等を高感度に撮像することができる。その照明光の光指向性が、スリット幅方向においても長さ方向においても高いので、フィルムＦの裏面における損傷の形成方向に拘わらず、高い精度で損傷検出を行うことができる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その要旨の範囲内で様々な変形や変更が可能である。

［変形例］
図５Ａは、変形例に係る導光手段Ｇ２の平面図であり、図５Ｂは、その入射端面１６ａ側から見た側面図及びその部分拡大図である。この変形例においては、導光手段Ｇ２は、１つ１つのＬＥＤ１５に対応して複数配列されるのでなく、全体として１つの導光手段Ｇ２が、１つ１つのＬＥＤ１５に対応する入射端面１６ａを有している。また、導光手段Ｇ２は、その幅方向において入射端面１６ａ側（ＬＥＤ１５側）が幅広となっており、出射端面１６ｂ側（照明光学系Ｇ３側）が幅狭となっている。

入射端面１６ａ側が幅広とされているので、配列数が多いＬＥＤ１５や幅広のＬＥＤ１５に対応して幅の広い照明光を導光手段Ｇ２内に入射させることができる。また、出射端面１６ｂ側が幅狭とされているので、照明光学系Ｇ３を小型とすることができ、幅広の照明光を効率よく集光して照明光学系Ｇ３へと導くことができる。

この変形例に係る導光手段Ｇ２においても、隙間１７が遮光部として機能している。図５Ｂに示すように、導光手段Ｇ２は、ＬＥＤ１５の１つ１つに対応する入射端面１６ａが接続部１６ｃにおいて部分的に接続されている。しかしながら、隣接する入射端面１６ａ同士の間には深い切欠きが形成され、その切欠きが隙間１７を形成している。例えば、アルミニウムやステンレス等の金属で構成された補強板１６ｄ上に導光手段Ｇ２を接着することで、接続部１６ｃでの破損を防止している。補強板１６ｄを導光手段Ｇ２に接着することにより、接続部１６ｃを極めて薄く形成することもできる。また、接続部１６ｃをなくして、隙間１７を形成することもできる。接続部１６ｃの有無やその薄さに拘わらず、補強板１６ｄによって導光手段Ｇ２全体としての強度を維持することができ、また、バラバラになることなく全体として１つの導光手段Ｇ２を構成することができる。

このように、接続部１６ｃで接続されて全体として１つの導光手段Ｇ２を形成しつつ、１つ１つのＬＥＤ１５に対応する入射端面１６ａ間には隙間１７を形成することで、光指向性確保部としての機能を発揮させつつ、導光手段Ｇ２の取扱性の向上（部品点数削減、組立工数の削減）を実現している。

なお、導光手段Ｇ２の入射端面１６ａ側を幅広とし、出射端面１６ｂ側を幅狭とする構成としては、入射端面１６ａよりも出射端面１６ｂを幅狭とし、入射端面１６ａから出射端面１６ｂへと至る導光部分をテーパ状とする構成も考えられる。入射端面１６ａと出射端面１６ｂとの幅は同一とし、入射端面１６ａ側の隙間１７に比較して出射端面１６ｂ側の隙間１７を幅狭として、隙間１７をテーパ状とする構成も考えられる。もちろん、それらの組み合わせも考えられる。

躯体：Ｂ
フィルム（検査対象）：Ｆ
パーフォレーション：Ｆ２
照明系：Ｇ
発光手段：Ｇ１
導光手段：Ｇ２
照明光学系：Ｇ３
撮像系：Ｈ
検査ステージ：Ｌ１〜Ｌ３
検査装置：Ｓ
送出ユニット：１
リール：２，２２
駆動モータ：３，２３
ガイドローラ：４，２４
ＩＣチップ：５
電子基板：６
検査ユニット：１１
ガイドローラ：１２
表示部：１３
コンピュータ：１４
ＬＥＤ（光源）：１５
導光板：１６
入射端面：１６ａ
出射端面：１６ｂ
接続部：１６ｃ
補強板：１６ｄ
隙間（光指向性確保部、遮光部）：１７
集光レンズ：１８
ハーフミラー：１９
集光光学系：２０ａ
ラインセンサ（撮像手段）：２０ｂ
巻取りユニット：２１
パンチユニット：３１
穿孔装置：３２

Claims (3)

1. 複数の光源が列状に配列された発光手段と、
   前記発光手段からの照明光を検査対象に向けて導くことにより、前記検査対象を列状に照明する照明光学系と、
   前記発光手段と前記照明光学系との間に配置され、前記発光手段からの照明光を入射端面から入射して前記照明光学系へと導く導光手段と、
   照明された前記検査対象の像を撮像する撮像手段と、を有する検査ユニットであって、
   前記導光手段が、
   隣接する前記光源から前記入射端面に入射した照明光同士が前記導光手段内で混濁するのを防止する複数の光指向性確保部が、前記複数の光源に各々対応する位置に配置される、検査ユニット。
2. 前記撮像手段が、ラインセンサであり、
   前記光指向性確保部が、前記隣接する光源と光源との間に位置するように配置されて前記照明光の通過を遮断する遮光部である、請求項１に記載の検査ユニット。
3. 前記導光手段が、前記複数の光源の各々に対応して配置された複数の長尺透明体であり、
   前記複数の長尺透明体の各々は、隙間をあけて配置されており、
   前記隙間が、前記光指向性確保部として機能する、請求項１又は請求項２に記載の検査ユニット。

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