JP3217228B2 - 画像入力装置 - Google Patents

画像入力装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像入力装置に係り、
特に、ステ−ジに載置された基板を撮像手段で画像とし
て取り込む際の基板への照明構成に関する。
【0002】
【従来の技術】ステ−ジに載置された基板の表面を、画
像入力装置の撮像手段により、画像として取り込んで、
基板上に設けられた電極パタ−ンを確認したり、電極パ
タ−ンなどの上に塗布した透光性有色ペ−ストの表面状
況を確認することなどが行なわれている。
【0003】液晶表示装置の製作においては、基板は透
明なガラスであって、基板表面に設けた電極パタ−ンは
金属薄膜であり、撮像手段は基板に対してほぼ垂直な方
向から画像として取り込むが、電極パタ−ンは高反射率
で鏡面状になっていることが多いことから、基板の照明
は撮像手段の光軸に沿った同軸落射方式としている。具
体的には、撮像手段と基板の間にハ−フミラ−を設け、
照射源からハ−フミラ−で直角に反射させた入射光を基
板に照射し、基板での反射光はハ−フミラ−を通過させ
て撮像手段に至るようにしている。
【0004】なお、同軸落射方式の照明構成を示すもの
としては、例えば、特開平6−120697号公報など
に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】基板を載置するステ−
ジには、基板の載置(ロ−ド)や除去(アンロ−ド)の
ために、ロ−ダあるいはアンロ−ダのフォ−クを差し入
れる溝が掘られており、作業者の怪我防止のために、溝
の角部には、面取り加工が施されている。面取角度はス
テ−ジあるいは基板の表面に対して大概45°であるか
ら、同軸落射方式の照明では、ガラス基板を透過して面
取部に至った入射光が、面取部でステ−ジあるいは基板
の表面と平行な方向に反射されてどこかに行ってしまっ
て、ハ−フミラ−を通過して撮像手段に至らなくなる。
このため、面取部に至った入射光の反射光がないことか
ら、面取部の画像は暗くなり、面取部を含めてステ−ジ
の表面を正確に画像化できないという問題がある。
【0006】また、ガラス基板上に透光性有色ペ−スト
が塗布されている場合には、光が吸収されて反射する光
量が少なくなり、横断面が蒲鉾型になるように塗布され
ている場合には、さらにペ−ストの傾斜面は入射光と垂
直にならないので、ステ−ジの面取部の場合と同様に、
反射光がないことから、ペ−ストにおける傾斜面の画像
は暗くなり、一層ペ−ストの表面を正確に画像化できな
いという問題がある。
【0007】同軸落射方式照明に代えて、特開昭63−
106506号公報に示されたような間接照明方式を採
用すると、照明光はステ−ジや基板の表面に対して斜め
に入射されるので、面取部やペ−ストにおける傾斜面は
画像化できるが、基板上の電極パタ−ンなどでは鏡面反
射が生じ、反射光が撮像手段に入らないため、画像化で
きない。
【0008】反射光が撮像手段に入らないために画像化
できない極端な例では、暗くなると云うより真っ黒くな
ってしまう。そうなると、その部分には何があるのか全
く判断できない状況になる。
【0009】本発明の目的は、かかる問題を解消し、透
明な基板上に透光性有色ペ−ストが塗布されていても、
確実に撮像することができるようにした画像入力装置を
提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ステ−ジに載置された高反射率のパター
ンや透光性のペーストを有する基板を画像として取り込
む撮像手段と、該基板に対して該撮像手段の光軸に沿っ
た照明を行なう同軸落射方式照明手段と、該同軸落射方
式照明手段における照明光の光束の範囲外で該光束を取
り囲むように設けられた環状の照明手段と、該環状照明
手段からの照明光で該基板における該撮像手段の視野内
の部分に対し間接照明のみを行なうための間接照明手段
と、該環状照明手段と該撮像手段との間に設けられ、
環状照明手段における照明光が該撮像手段に直接取り込
まれることを阻止し、該同軸落射方式照明手段における
照明光の光束通過口を有する照明光遮断手段とを備え、
該間接照明手段は該照明光遮断手段の周囲に光反射板
備えた構成とする。
【0011】
【作用】同軸落射方式照明手段によって位置合せマ−ク
は撮像でき、間接照明手段によってステ−ジの面取部や
ペ−ストにおける傾斜面も画像できるが、撮像手段の基
板における視野外において基板に環状照明手段が映って
も、撮像手段には反射光が入らない。また、照明光遮断
手段があって、環状照明手段の照明光が撮像手段に直接
入らないから、撮像手段には、基板やステ−ジの表面を
明確に取り込むことができる。
【0012】
【実施例】まず、図2により、本発明による画像入力装
置をガラス基板検査装置付きペ−スト塗布機に使用した
場合について説明する。但し、1はペースト塗布機、2
はXYテーブル、3はステージ、4はガラス基板、5は
ボールねじ、6は位置合わせカメラ、7はモニタ、8は
本発明による画像入力装置、9は支持部、10はZテー
ブル、11はシリンジ、12は搬送用の空間、13は制
御装置、14は画像処理装置である。
【0013】同図において、ペ−スト塗布機1は、XY
テ−ブル2のステ−ジ3上にガラス基板4を載置してい
る。ボ−ルねじ5の回転により、図面上、左右に移動
し、かつ、手動操作で上下に移動させることができる位
置合わせカメラ6が備えられており、位置合わせカメラ
6で捉えた基板4上の位置合わせマ−ク(図示せず)を
モニタ7の画面に表示させつつ、XYテ−ブル2を駆動
して、ステ−ジ3上のガラス基板4の位置合わせを行な
う。
【0014】支持部9にZ軸テ−ブル10が図面上垂直
方向に移動可能に支持されており、画像入力装置8がZ
軸テ−ブル10に固定されている。Z軸テ−ブル10に
は、また、透光性有色ペ−ストをガラス基板4上に塗布
するシリンジ11も固定されている。Z軸テ−ブル10
を操作してガラス基板4とシリンジ11の間隔を所望の
値に保ち、この状態でXYテ−ブル2を駆動することに
より、透光性有色ペ−ストをガラス基板4上に任意のパ
タ−ンで塗布することができる。
【0015】画像入力装置8は、ガラス基板4の状況を
捉えてモニタ7の画面に表示させつつ、シリンジ11か
らガラス基板4に塗布したペ−ストの塗布状況を検査す
るものである。搬送用の空間12は、ステ−ジ3上にガ
ラス基板4を垂直方向から搬入あるいは搬出するための
ものである。
【0016】これらの操作や駆動は、ペ−スト塗布機1
に内蔵された制御装置13の制御によって行なわれ、位
置合わせカメラ6や画像入力装置8でガラス基板4を撮
像して得られる画像をモニタ7の画面に表示させること
は、ペ−スト塗布機1に内蔵された画像処理装置14で
行なわれる。
【0017】次に、本発明の実施例を図面により説明す
る。図3は図2における本発明による画像入力装置8の
外観斜視図であって、20は面発光照明部、30はハー
フミラーボックス、40は画像入力部、50は光拡散
部、60はリング蛍光部である。
【0018】同図において、画像入力装置8は、面発光
照明部20,ハ−フミラ−ボックス30,画像入力部4
0及び光拡散部50から構成されており、この光拡散部
50に環状照明手段としてのリング蛍光部60が内蔵さ
れている。
【0019】図1は本発明による画像入力装置の一実施
例を示す縦断面図であって、3aは溝、3bは面取部、
31はハーフミラー、41はレンズ系、42はCCD撮
像素子、51は支持部材、51aは光束通過口、51b
は突出部、52a〜52cは反射板、53,54は遮光
板、61はリング蛍光灯、61aは接続ソケット、62
は金具であり、図3に対応する部分には同一符号を付け
ている。
【0020】また、図4は図1における光拡散部50の
分解組立図であって、52dは反射板、53aは光束通
過口、53bは切欠部、54aは光束通過口、54bは
切欠部であり、図1に対応する部分には同一符号を付け
ている。
【0021】図1及び図4において、面発光照明部20
は光ファイバで外部から得られた光を方向転換して平行
光線としたり、面発光体などからなって、平行光線を発
生するものであり、この平行光線はハ−フミラ−ボック
ス30のハ−フミラ−31に照射される。面発光照明部
20とハ−フミラ−ボックス30は、光拡散部50の支
持部材51上に固定されている。
【0022】画像入力部40はハ−フミラ−ボックス3
0上に設置されており、レンズ系41とCCD撮像素子
42を備えている。CCD撮像素子42で撮像された基
板4の画像信号は画像処理装置14(図2)に送られて
処理され、モニタ7の映像信号などに変換される。
【0023】光拡散部50の支持部材51に光束通過口
51aが設けられており、ハ−フミラ−31で反射され
た面発光照明部20からの平行光線はこの光束通過口5
1aを通過して基板4に照射される。基板4及びステ−
ジ3の表面からの反射光は、再び光束通過口51aを通
過し、さらに、ハ−フミラ−31とレンズ系41を通っ
てCCD撮像素子42に至る。これにより、基板4の表
面が撮像される。
【0024】従って、面発光照明部20から出力された
平行光線は、撮像手段としてのCCD撮像素子42の光
軸に沿った照明を行なう同軸落射方式照明となってい
る。
【0025】光拡散部50の支持部材51に突出部51
bが設けられ、この突出部51bの下部にリング蛍光灯
61を有するリング蛍光部60が設けられている。即
ち、突出部51bの下面に接続ソケット61aが取り付
けられて金具62がねじで固定されており、この接続ソ
ケット61aにリング蛍光灯61が設置される。
【0026】図1においては、一点鎖線が面発光照明部
20から発せられて基板4に照射される平行光線、二点
鎖線がこの平行光線の基板4からの反射光であり、基板
4上のこれら一点鎖線,二点差線の光束範囲がCCD撮
像素子42の基板4上の視野Fとなり、リング蛍光灯6
1はこれら光束の範囲外でこれら光束を取り囲むように
配置されている。これにより、リング蛍光灯61がCC
D撮像素子42で撮像されないようにしている。
【0027】支持部材51の周囲には、接続ソケット6
1aが取り付けられている場所を除いて、基板4側に垂
下した反射板52a〜52dがねじ止めされている。ま
た、突出部51bから垂下した反射板52aには、遮光
板53がねじで固定され、さらに、遮光板53の下面に
遮光板54がねじで固定されている。これら遮光板5
3,54は基板4とリング蛍光灯61との間に位置付け
られており、リング蛍光灯61の照明光が基板4上での
CCD撮像素子42の視野F内を直接照射しないように
している。図1では、リング蛍光灯61の照明光がCC
D撮像素子42の視野Fに最も接近して直接基板4を照
射する光を点線で示している。
【0028】遮光板53,54には、支持部材51の光
束通過口51aと同様に、面発光照明部20からの光束
や基板4からの反射光が通過できる光束通過口53a,
54aが設けられている。
【0029】しかし、遮光板53,54が厚すぎると、
光束通過口53a,54aの内周面が広くなり、これが
リング蛍光灯61の照明光で明るく照らされると、これ
ら内周面の反射光でこれら内周面の形が基板4に写り、
これをCCD撮像素子42が基板3を介して撮像してし
まうことになる。このため、基板4側の遮光板54はで
きるだけ薄いものとし、機械的な支持は厚目の遮光板5
3で行なうようにし、さらに、遮光板53の光束通過口
53aを遮光板54の光束通過口54aよりも大口径と
して、光束通過口53a内周面が広くても、遮光板54
によってリング蛍光灯61の形が基板4に写らないよう
にし、CCD撮像素子42に直接取り込まれることを阻
止している。
【0030】また、リング蛍光灯61がCCD撮像素子
42の視野F以外の領域を照射することは差し支えな
く、基板4が明るいと、CCD撮像素子42による撮像
が容易になるので、遮光板53,54の4隅部には、切
欠部53b,54bを設けている。
【0031】なお、反射板52a〜52d及び遮光板5
4としては、軽く乱反射して光を散乱させ易いアルミニ
ュウムや白色の紙などを、また、遮光板53としては、
薄くても強度の高いステンレスを用いるが、同様の間接
照明用の機能を持つものであれば、その他の素材も利用
することができる。
【0032】基板4の上面あるいは下面などに蒸着され
たクロムの電極パタ−ンなど平坦で高反射率のものは、
面発光照明部20による同軸落射方式の照明でCCD撮
像素子42に容易に撮像される。また、基板4の上面に
シリンジ11で塗布された透光性有色ペ−ストや、ステ
−ジ3に基板4をロ−ドあるいはアンロ−ドするフォ−
クを差し入れるために設けられた溝3aの面取部3bに
は、反射板52a〜52dで反射された基板4の主面に
平行に近い角度のリング蛍光灯61の光が間接照射さ
れ、図1に実線矢印Aで示すように、その反射光が同軸
落射方式の照明光と平行になってCCD撮像素子42に
至るので、透光性有色ペ−ストや面取部3bの形も容易
に撮像される。
【0033】CCD撮像素子42は、リング蛍光灯61
を撮像せず、ステ−ジ3や基板4の表面状態のみを撮像
することができる。その映像を鮮明にするために、遮光
板53,54の4隅に設けられた切欠部53b,54b
の大きさを調節したり、面発光照明部20やリング蛍光
部60に調光手段を設けるとよい。面発光照明部20や
リング蛍光部60を個別に調光することにより、反射率
の高いものと透過率の高いものを同時に明瞭に撮像する
ことができる。
【0034】図5は本発明による画像入力装置の他の実
施例を示す縦断面図であって、51cは内筒部、55は
支持板、55aは光束通過口、56は透光板であり、図
1に対応する部分には同一符号を付けて重複する説明を
省略する。
【0035】同図において、支持部材51に、基板4側
に垂下し、面発光照明部20からの平行光線や基板4か
らの反射光の通路を形成しているが、リング蛍光灯61
をこの光束の通路から隔離するようにした内筒部51c
が設けられている。内筒部51cの内周面は、カメラの
レンズ鏡筒のように黒色にしている。
【0036】また、この実施例では、図1での遮光板5
3,54に代えて、環状の支持板55と透光板56とが
用いられている。支持板55の光束通過口55aは、支
持板55が透光板56を支持できる程度にできるだけ大
口径としている。透光板56はリング蛍光灯61の照明
光を透過させるものであるが、さらに、これを散乱させ
る機能も有している。また、内筒部51cの外周面も、
リング蛍光灯61の照明光を散乱させる。
【0037】従って、リング蛍光灯61からの直進照明
光は、点線矢印Bで示すように、基板4を直接照射する
が、この照射はCCD撮像素子42の視野F外であって
問題はない。また、透光板56,内筒部51cの外周面
及び反射板52a〜52dで散乱したリング蛍光灯61
からの照明光は、図1に示した実施例と同様に、実線矢
印Aで示すように、面取部3bや図示していないペ−ス
トの傾斜面でCCD撮像素子42に向かうように反射さ
れて撮像される。
【0038】この実施例では、リング蛍光灯61がCC
D撮像素子42の視野Fに映ることを全く気にしなくて
よい。
【0039】以上、本発明の実施例を説明したが、本発
明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。例
えば、基板4をガラス製のものとしていたが、透明なプ
ラスチック製のフレクシブルプリント基板などであって
もよい。また、基板4が不透明であれば適用できないと
いうものではなくて、当然のことながら不透明であって
も画像入力は可能である。
【0040】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板上に透光性有色ペ−ストが塗布されていても、確実
にこれを撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による画像入力装置の一実施例を示す縦
断面図である。
【図2】本発明による画像入力装置を用いたガラス基板
検査装置付きペ−スト塗布機を示す側面図である。
【図3】本発明による画像入力装置の外観斜視図であ
る。
【図4】図1における光拡散部の分解組立図である。
【図5】本発明による画像入力装置の他の実施例を示す
縦断面図である。
【符号の説明】
3 ステ−ジ 3a 溝 3b 面取部 4 ガラス基板 8 画像入力装置 20 面発光照明部 30 ハ−フミラ−ボックス 31 ハ−フミラ− 40 画像入力部 41 レンズ系 42 CCD撮像素子 50 光拡散部 51 支持部材 51a 光束通過口 51b 突出部 51c 内筒部 52a〜52d 反射板 53 遮光板 53a 光束通過口 53b 切欠部 54 遮光板 54a 光束通過口 54b 切欠部 60 リング蛍光部 61 リング蛍光灯 61a 接続ソケット 62 金具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−17700(JP,A) 特開 平5−343447(JP,A) 特開 平4−122840(JP,A) 特開 平8−101128(JP,A) 特開 昭63−204867(JP,A) 特開 平4−55742(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 5/222 - 5/257 G03B 15/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ステ−ジに載置された高反射率のパター
    ンや透光性のペーストを有する基板を画像として取り込
    む撮像手段と、 該基板に対して該撮像手段の光軸に沿った照明を行なう
    同軸落射方式照明手段と、 該同軸落射方式照明手段における照明光の光束の範囲外
    で該光束を取り囲むように設けられた環状の照明手段
    と、 該環状照明手段からの照明光で該基板における該撮像手
    段の視野内の部分に対し間接照明のみを行なうための間
    接照明手段と、該環状照明手段と該撮像手段との間に設けられ、 該環状
    照明手段における照明光が該撮像手段に直接取り込まれ
    ることを阻止し、該同軸落射方式照明手段における照明
    光の光束通過口を有する照明光遮断手段とを備え 該間接照明手段は該照明光遮断手段の周囲に光反射板を
    備えている ことを特徴とする画像入力装置。
  2. 【請求項2】 ステ−ジに載置された高反射率のパター
    ンや透光性のペーストを有する基板を画像として取り込
    む撮像手段と、 該基板に対して該撮像手段の光軸に沿った照明を行なう
    同軸落射方式照明手段と、 該同軸落射方式照明手段における照明光の光束の範囲外
    で該光束を取り囲むように設けられた環状の照明手段
    と、 該環状照明手段からの照明光で該基板における該撮像手
    段の視野内の部分に対し間接照明のみを行なうための間
    接照明手段と、 該環状照明手段における照明光が該撮像手段に直接取り
    込まれることを阻止するための照明光遮断手段と を備
    え、 該間接照明手段は、該環状照明手段の内周側に該同軸落
    射方式照明手段における照明光の光束は通過させるよう
    に設けた筒状の光遮断手段と、該照明光遮断手段の周囲
    に設けた光反射板とを備えている ことを特徴とする画像
    入力装置。
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