JP2015166997A

JP2015166997A - Ｃｉｓ検査計測装置

Info

Publication number: JP2015166997A
Application number: JP2014041774A
Authority: JP
Inventors: 英二澤; Eiji Sawa
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2015-09-24

Abstract

【課題】ＣＩＳを被検査物に非接触で対向させて計測するＣＩＳ検査計測装置を提供する。
【解決手段】被検査物に対して対向して配設されるＣＩＳ（Contact Image Sensor）と、被検査物に対して、ＣＩＳのフォーカスを合せるための機構である第１の伸縮機構と、ＣＩＳと被検査物との平行度を制御するための機構である第２の伸縮機構と、ＣＩＳのレンズに対向する位置に配置され、基準白板を有し、白レベルおよび黒レベル調整によって、ＣＩＳの感度のバラツキを補正するキャリブレーション機構を備えるＣＩＳ検査計測装置。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、CIS検査計測装置に関する。

連続的に流れているシートや回転体や平板などの寸法計測や検査では、従来、ラインセンサなどが使われているが、照明や光学レンズなど付帯部品が必要であり、焦点距離も長いため、狭い空間への設置が難しかった。

一方、スキャナ等に用いられるＣＩＳ（Contact Image Sensor）は、照明や光学レンズなどの付帯部品を必要とせず、狭い空間への設置が可能である。

しかしながら、フォーカス距離が3ｍｍ程度しかないため、シートあるいは回転する被検査物から剥離あるいは飛散するゴミや油などがCISに付着して撮像困難となる場合がある。

特開２０１０−５２９２３号公報特開２０１２−２０４９０７号公報特許第２５１３３８０号公報

本発明が解決しようとする課題は、ＣＩＳを被検査物に非接触で対向させて計測するＣＩＳ検査計測装置を提供することである。

実施形態のＣＩＳ検査計測装置は、被検査物に対して対向して配設されるＣＩＳ（Contact Image Sensor）と、被検査物に対して、前記ＣＩＳのフォーカスを合せるための機構である第１の伸縮機構と、前記ＣＩＳと被検査物との平行度を制御するための機構である第２の伸縮機構と、前記ＣＩＳのレンズに対向する位置に配置され、基準白板を有し、白レベルおよび黒レベル調整によって、前記ＣＩＳの感度のバラツキを補正するキャリブレーション機構を備える。

第１の実施形態に係わるＣＩＳ検査計測装置の概略構成例を示す構成図である。フォーカス調整を説明する図である。キャリブレーション機構およびカバーの一構成例を示す図である。カバーによる遮光を説明する図である。第２の実施形態に係わるＣＩＳ検査計測装置の概略構成例を示す構成図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。尚、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。

本実施形態に係る検査計測装置は、２つの伸縮機構を備え、ＣＩＳをフォーカス位置まで移動させ、非接触で検査計測用に適用するものである。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係わるＣＩＳ検査計測装置の概略構成例を示す図である。図１に示すように、ＣＩＳ検査計測装置１００は、大別すると、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１０と、第１の伸縮機構２０と、第２の伸縮機構３０を備えている。

ＣＩＳ（Contact Image Sensor）１０は、光源（例えば、ＬＥＤ）と受光レンズ、ＣＭＯＳイメージセンサーを棒状に一列に並べて構成し、被検査物に光を当て、反射光をＣＭＯＳイメージセンサーで読み取るものである。本実施形態においては、ＣＩＳ１０を被検査物に対して対向して配設し、ＣＩＳ１０を被検査物に密着させることなく、非接触状態で使用する。ＣＩＳ１０は、クリップ１１によって保持されている。

本実施形態では、第１の伸縮機構２０と第２の伸縮機構３０とで、ＣＩＳ１０をフォーカス位置に移動させる。第１の伸縮機構２０は、被検査物に対向するＣＩＳ１０を前進あるいは後退可能に構成されている。例えば、ＣＩＳ１０の焦点距離は、３．４２ｍｍである。図２は、フォーカス調整を説明する図である。

図１（ａ）に示す上面図、図１（ｂ）に示す側面図に示されるように、フレーム１２にガイド部材１３が取り付けられている。ガイド部材１３には、溝１３ａが形成されており、その溝１３ａにレール１４が介装されている。レール１４の一端側は、クリップ１１と連結ピン１５で固定されている。フレーム１２には、例えばステッピングモータ１６によって回転可能に、円板状部材１７が取り付けられている。

レール１４の他端側は、円板状部材１７の辺縁部近傍にピン１８を介して連結部材１９で取り付けられている。

したがって、円板状部材１７の時計回りあるいは反時計回りの回転量に応じて、レール１４はガイド部材１３の溝１３ａ中を前進あるいは後退する。つれて、レール１４と連結したクリップ１１も前進あるいは後退することにより、ＣＩＳ１０の位置が制御される。

第２の伸縮機構３０は、被検査物とＣＩＳ１０との平行度を調整するための機構である。ＣＩＳ１０から出射した光が被検査物に均一に照射されるためには、被検査物とＣＩＳ１０との平行度が確保されている必要がある。第２の伸縮機構３０は、図１（ａ）に示すように、図中、ＣＩＳ１０の左右端を上下させて平行度を確保する。

検査計測装置１００は、さらに、キャリブレーション機構４０およびカバー５０を備えている。図３は、キャリブレーション機構およびカバーの一構成例を示す図である。図３では、待機時および検査計測時のカバーの状態を示している。

キャリブレーション機構４０は、ＣＩＳ１０のレンズ１０ａに対向する位置に配置され、基準白板４１を有し、白レベルおよび黒レベル調整によって、ＣＩＳ１０の感度のバラツキを補正するものである。キャリブレーションは、例えば、ＣＩＳ１０の光源１０ｂで基準白板４１を照射した場合に、ＣＭＯＳイメージセンサー１０ｃで読み取った反射光を表示器（図示しない）に表示させながら調整を行う。白レベルは光源１０ｂを点灯し、黒レベルは光源１０ｂを消灯して、ＣＩＳ１０の全画素のキャリブレーション値が求められる。基準白板４１は、例えば、アルミ板材の表面に光沢の無い白色塗料を塗布して製作することができる。

本実施形態では、キャリブレーション機構４０は、カバー５０と一体的に設けることが好適である。例えば、カバー５０の内側に上述の基準白板４１を貼付しておく。

カバー５０は、被検査物から剥離あるいは飛散するゴミや油などがＣＩＳ１０に付着するのを防ぐものである。したがって、待機時には、カバー５０は閉めておき、飛散するゴミや油等からＣＩＳ１０を保護し、検査計測時に開けるようにする。

図４は、カバー５０による遮光を説明する図である。図４に示すように、カバー５０はシェル構造とするのが好適である。シェル構造の内側に白レベルと黒レベルのキャリブレーションを可能とする基準白板４１が取り付けられる。

係る構造により、ＣＩＳ１０に対する下面からの外光を効果的に遮光することができ、安定したキャリブレーションが可能となっている。さらに、ＣＩＳ１０の上方に、カバー５０と相対する位置に配置されたシェード５１を配設するのが好適である。係る構造とし、カバー５０とシェード５１の角度を適宜調整することにより、ＣＩＳ１０に対する上面および下面からの外光を効果的に遮光することができる。

さらに、ＣＩＳ１０を両側面から挟むようにフレーム１２に仕切り板５２を配設するのが好適である。係る構造とすることにより、ＣＩＳ１０に対する側面方向からの外光を効果的に遮光することができる。

第１の実施形態によれば、
（１）待機中は、いつでもキャリブレーションができ、飛散する油やゴミからＣＩＳを保護できるので、長期に渡って安定して撮像することが可能となる。
（２）カバーとシェードと仕切り版の一体構造とすることで、測定中に上下左右からの外光の影響も受けることがない。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。図５は、第２の実施形態に係わるＣＩＳ検査計測装置の概略構成例を示す構成図である。第２の実施形態では、ＣＩＳ１０毎に仕切り板５２で仕切り、複数のカバー５０と複数のシェード５１をそれぞれ連動して可動可能に連結している。複数のＣＩＳ１０を連動させる場合、カバー５０とシェード５１をそれぞれシャフト５３で連結して、側面からの遮光を兼ねた複数の仕切り板５２でシャフト５３を保持することで、１つの駆動モータ５４で可動させることができる。尚、シャフト５３で連動させるものに限定されるものではなく、各機構ユニットを並列させてもよい。

第２の実施形態によれば、複数のＣＩＳを連動させることで、検査計測範囲を拡大することが容易に実現できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１００・・・CIS検査計測装置
１０・・・ＣＩＳ（Contact Image Sensor）
１１・・・クリップ
１２・・・フレーム
１３・・・ガイド部材
１４・・・レール
１５・・・連結ピン
１６・・・ステッピングモータ
１７・・・円板状部材
１８・・・ピン
１９・・・連結部材
２０・・・第１の伸縮機構
３０・・・第２の伸縮機構
４０・・・キャリブレーション機構
５０・・・カバー
５１・・・シェード
５２・・・仕切り板
５３・・・シャフト
５４・・・駆動モータ

Claims

被検査物に対して対向して配設されるＣＩＳ（Contact Image Sensor）と、
被検査物に対して、前記ＣＩＳのフォーカスを合せるための機構である第１の伸縮機構と、
前記ＣＩＳと被検査物との平行度を制御するための機構である第２の伸縮機構と、
前記ＣＩＳのレンズに対向する位置に配置され、基準白板を有し、白レベルおよび黒レベル調整によって、前記ＣＩＳの感度のバラツキを補正するキャリブレーション機構を備えるCIS検査計測装置。
撮像待機中に、前記CISを汚染から保護するためのカバーを備える請求項１に記載のCIS検査計測装置。
前記カバーの内側に載置した基準白板で白レベルと黒レベルのキャリブレーションを可能とする請求項２に記載のCIS検査計測装置。
前記カバーはシェル形状とし、前記カバーと相対する位置に配置されたシェードと側板で上下左右を遮光する構造である請求項２又は請求項３に記載のCIS検査計測装置。
被検査物に対して対向して配設される複数のＣＩＳ（Contact Image Sensor）を、前記ＣＩＳ毎に仕切り板で仕切り、
撮像待機中に、前記CISを汚染から保護するための複数のカバーと、
前記カバーと相対する位置に配置された複数のシェードとを備え、
前記カバーと前記シェードをそれぞれ連動して可動できるように連結したCIS検査計測装置。