TW201329437A - 照明裝置、照明方法及檢查裝置 - Google Patents

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Yoshinori Hayashi
Osamu Izutsu
Katsutoshi Seki
Hiroshi Wakaba
Yoko Ono
Takanori Gondo
Akihiko Takizawa
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Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

本發明之課題係提供一種照明裝置，即使使用對於切換設定光量之響應性較差的照明單元，也可在切換設定光量時使照明光量以較短的時間成為目標光量。本發明所提供之解決手段係成為具有如下元件之構成：第1照明單元，係以因應了設定光量的照明光量來照明被照明體者；第2照明單元，係對於切換設定光量之響應性較前述第1照明單元佳，且以與來自第1照明單元之照明光重疊的照明光來照明前述被照明體者；及照明控制手段，係一面將第1照明單元之照明光量維持為預定量，一面藉由依照了控制資訊的設定光量之切換，來控制第2照明單元之照明光量。

Description

照明裝置、照明方法及檢查裝置 發明領域
本發明係有關於一種照明光量為可變之照明裝置及照明方法，以及使用該照明裝置之檢査裝置。
發明背景
迄今，已知一種記載於專利文獻1的透明板狀體之缺陷檢測裝置。在該缺陷檢測裝置(檢査裝置)中，在藉由配置於作為被檢査體之透明板狀體其中一面側的照明器來將透明板狀體進行照明的狀態下，藉由配置於透明板狀體另一面側的CCD照相機來將該透明板狀體攝影。然後，將CCD照相機之攝影所得到的圖像進行處理，藉此來檢測位於透明板狀體的傷痕等缺陷。
使用於該缺陷檢査裝置之照明器(照明裝置)係使用鹵素燈、氙燈、高壓水銀燈、鈉燈等作為光源。並且，因應被檢查體之品項等來決定前述照明器之適當照明光量，以藉由CCD照相機之攝影來得到可判別傷痕等缺陷的圖像。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本發明公開公報特開2001-141662號
發明概要
而，由於照明光量高、且壽命長等優點，照明裝置之光源可使用已公知之高亮度LED。此以高亮度LED作為光源的照明裝置，為了維持較高的照明光量，舉例來說，可為以混合了螢光體的樹脂密封複數LED(發光元件)的構造。然而，從以當初所設定之初期光量發光的狀態，將其設定光量切換至目標光量時，由於前述螢光體之存在、及先前所述之構造等原因，實際的照明光量到成為前述目標光量為止，需要比較之下較長的時間(例如，有時需要花上20分左右)。因此，隨著被檢查體之品項變更而必須變更照明光量時，到成為適當的照明光量為止，會花費時間，而會延誤品項切換後的檢查。另一方面，在達到適當的照明光量前就開始檢查，則難以進行精度佳的檢查。
本發明係有鑑於上述情事而作成者，提供一種照明裝置及照明方法，即使如使用了高亮度IED等光源的照明裝置般，使用當將設定光量切換成目標光量時照明光量達到前述目標光量為止所需要的時間比較之下較長(亦即，對於切換設定光量的響應性較差)的照明單元，也可在設定光量切換時使實際的照明光量以比較之下較短的時 間成為目標光量。
又，本發明係提供一種使用如上述般之照明裝置的檢査裝置者。
本發明之照明裝置係構成為具有：第1照明單元，係以因應了設定光量的照明光量來照明被照明體者；第2照明單元，係對於切換設定光量之響應性較前述第1照明單元佳，且以與來自前述第1照明單元之照明光重疊的照明光，來照明前述被照明體者；及照明控制手段，係一面將前述第1照明單元之照明光量維持為預定量，一面藉由依照了控制資訊的設定光量之切換，來控制前述第2照明單元之照明光量。
本發明之照明方法係構成為：第1照明單元以因應了設定光量的照明光量來照明被照明體，對於切換設定光量之響應性較前述第1照明單元佳的第2照明單元，以與來自前述第1照明單元之照明光重疊的照明光，來照明前述被照明體，並且，一面將前述第1照明單元之照明光量維持為預定量，一面藉由依照了控制資訊的設定光量之切換，來控制前述第2照明單元之照明光量。
藉由該等構成，使來自第2照明單元的照明光與維持為預定量之來自第1照明單元的照明光重疊而照明被照明體。並且，藉由依照了控制資訊的設定光量之切換控制來控制來自第2照明單元的照明光量，藉此，來自第1照明單元的照明光與來自第2照明單元的照明光重疊所得的 全體照明光之光量，可以第2照明單元之對於切換設定光量之響應性來進行控制。
前述對於切換設定光量之響應性，係基於從將設定光量切換成目標光量時、至照明光量成為前述目標光量為止的時間而來的特性，其時間越短，則響應性越佳。
又，本發明之檢査裝置係構成為具有：將被檢査體作為前述被照明體而進行照明的前述照明裝置；攝影單元，係將藉由前述照明裝置所照明之前述被檢査體攝影者；及處理單元，使用藉由前述攝影單元之攝影所得的圖像，進行關於前述被檢査體的檢査處理。
藉由如上之構成，光量維持為預定量之來自第1照明單元的照明光、與藉由設定光量的切換而切換控制光量的來自第2照明單元的照明光會重疊而照明被檢査體，以攝影單元攝影如上述之被檢查體，使用以該攝影所得之圖像來進行該被檢査體之檢査處理。
根據本發明之照明裝置及照明方法，即使使用如使用了高亮度LED等光源的照明單元般，從將設定光量切換成目標光量時、至照明光量達到目標光量為止所需要的時間較長的照明單元(亦即，對於切換設定光量之響應性較差的照明單元)，來作為第1照明單元，來自該第1照明單元的照明光光量也會維持預定量，並且來自對於切換設定光量之響應性比該第1照明單元佳的第2照明單元之照明光與前述第1照明單元的照明光重疊，而照明被照明 體。因此，藉由切換第2照明單元的設定光量，在其設定光量切換時，可以較短的時間(具體而言，係以比第1照明單元單體短的時間)使對被照明體之照明光量成為目標光量。
10‧‧‧感測器面板組合件(被檢查體)
11‧‧‧感測器面板
13‧‧‧接著劑
12‧‧‧蓋玻璃
12b‧‧‧不透光區域
12a‧‧‧透光區域
15‧‧‧接著劑
20‧‧‧液晶面板組合件
30‧‧‧第1照明單元
31‧‧‧光源裝置
32‧‧‧照明頭
33‧‧‧光導
34‧‧‧集光器
41‧‧‧線感測器照相機
42‧‧‧反射板(擴散板)
43‧‧‧第2照明單元
50‧‧‧移動機構
60‧‧‧處理單元
61‧‧‧顯示單元
62‧‧‧操作單元
63‧‧‧位準調整電路
64‧‧‧記憶部
310‧‧‧LED
311‧‧‧高亮度LED單元
312‧‧‧導光鏡
313‧‧‧電源單元
314‧‧‧冷卻扇
A‧‧‧移動方向
AOPT1‧‧‧光軸
AOPT2‧‧‧光軸
B‧‧‧方向
F‧‧‧補正資訊
QDWN、QUP‧‧‧照明光量特性
圖1A係顯示以本發明之一實施形態之檢查裝置進行檢查的感測器面板組合件(貼合板狀體)之構造的截面圖。
圖1B係顯示感測器面板組合件之構造的平面圖。
圖1C係顯示藉由接著劑將圖1A及圖1B所示之感測器面板組合件與液晶面板組合件貼合的構造之觸摸面板式液晶面板之構造的截面圖。
圖2係顯示本發明之一實施形態之檢查裝置的基本構成的圖。
圖3係顯示使用於圖2所示之檢查裝置的第1照明裝置所含的光源裝置之構造的圖。
圖4A係顯示將第1照明裝置之設定光量從初期光量切換成較之為低的目標光量時，照明光量之變化特性之一例的圖。
圖4B係顯示將第1照明裝置之設定光量從初期光量切換成較之為高的目標光量時，照明光量之變化特性之一例的圖。
圖5係顯示本發明之一實施形態之檢查裝置的處理系統統基本構成的圖。
圖6A係顯示第2照明裝置之照明光量切換狀態之一例的圖。
圖6B係顯示使第1照明裝置第2照明裝置重合之照明光量切換狀態之一例的圖。
圖7係顯示在檢査裝置中進行陰影補正之狀態的圖。
圖8係顯示本發明第2實施形態之檢查裝置的基本構成的圖。
圖9係顯示本發明第3實施形態之檢查裝置的基本構成的圖。
圖10係顯示本發明第4實施形態之檢查裝置的基本構成的圖。
較佳實施例之詳細說明
使用圖式來說明本發明之實施形態。
參照圖1A~圖1C說明使用了本發明實施形態之照明裝置的檢查裝置之檢查對象(被檢查體)。此例係使用於觸摸面板式之液晶表示面板的感測器面板組合件。另外，圖1A係顯示感測器面板組合件10之構造的截面圖，圖1B係顯示感測器面板組合件10之構造的平面圖，圖1C係顯示以接著劑將感測器面板組合件10與液晶面板組合件20貼合而成的觸摸面板式之液晶表示面板之構造的截面圖。
在圖1A及圖1B中，該感測器面板組合件10係如下之構造：將排列形成有感測器元件或柵極等電路零件之感測器面板11與蓋玻璃12，藉由塗布於該感測器面板11全 面之具有透光性的接著劑13(樹脂)貼合。感測器面板11係於玻璃基板上形成有電路零件的構造，全體為具有透光性的透光區域(但是，電路零件的部分不透光)。又，蓋玻璃12之周邊部為預定寬度的不透光區域12b(黑色區域)，其內側之區域為具有透光性的透光區域12a。
如此般構造之感測器面板組合件10，如圖1C所示，係藉由具有透光性之接著劑15接著於液晶面板組合件20(以液晶面板、濾色器、偏光板等所構成)。在如此形成之觸摸面板式之液晶表示面板中，藉由液晶面板組合件20來進行圖像顯示，並且從與手指所觸摸之蓋玻璃12上之位置對應的感測器面板11上之感測器元件來輸出信號。而且，藉由該從感測器面板11之各感測器元件所輸出的信號，可控制液晶面板組合件20之圖像顯示。
在製造如上述之構造的感測器面板組合件10的過程中，有時會在接著劑13內產生氣泡；或是在接著劑13內混入垃圾等異物。又，有時接著劑13會從感測器面板11與蓋玻璃12之間跑出來、或是發生接著劑13不足的情形。用以檢查如上述般之感測器面板組合件10缺陷的檢查裝置，例如構成為如圖2所示。
在圖2中，該檢查裝置具有：線感測器照相機41、第1照明單元30、具有擴散機能的反射板42、第2照明單元43及移動機構50。藉由第1照明單元30及第2照明單元43，來構成使用於該檢查裝置之照明裝置。移動機構50係在感測器面板11朝向上方、且蓋玻璃12朝向下方的狀態 下，使設定於移動路徑上之感測器面板組合件10以預定的速度直線移動。線感測器照相機41包含例如以CCD元件列構成的線感測器及透鏡群(可包含用以擴大視野的放大透鏡)等光學系統，被固定配置成與移動路徑上之感測器面板組合件10之感測器面板11相對向。而且，將線感測器照相機41之姿態調整成：該線感測器照相機41所具有之線感測器(CCD元件列)的延伸方向橫切過感測器面板組合件10之移動方向A(例如，與移動方向A直交)，並且，其光軸AOPT1係調整成與感測器面板組合件10(感測器面板11)的表面直交。反射板42具有加工成可使入射光漫反射的反射面，在移動路徑上之感測器面板組合件10附近，其反射面係固定配置成與感測器面板組合件10之蓋玻璃12相對向。藉由如此配置之反射板42的反射光，可從感測器面板組合件10之蓋玻璃12側，向線感測器照相機41進行照明。
第1照明單元30具有：光源裝置31、照明頭32、將光源裝置31之出射光導向照明頭32的光導33、及結合於照明頭32的光之出射面而可調整集光位置的集光器34。光源裝置31例如圖3所示，具有：高亮度LED單元311、導光鏡312、電源單元313及冷卻扇314。高亮度LED單元311為以混合有螢光體的樹脂密封住多數LED310(發光元件)的構造。高亮度LED單元311接受來自於電源單元313的電力供給，藉由各個LED310的發光、以及隨之的螢光體發光，從樹脂製之密封體全體照射光。從高亮度LED單元311照射的光藉由導光鏡312被引導而入射至光導33之端部，其 光傳輸於光導33而從照明頭32出射(參照圖2)。包含發光之多數LED310的高亮度LED單元311係藉由冷卻扇314進行冷卻，而使其動作溫度可維持在規定溫度範圍內。
第1照明單元30之照明頭32係配置成：在移動路徑上之感測器面板組合件10之移動方向A中線感測器照相機41的下游側，亦即，線感測器照相機41之掃描方向B中該線感測器照相機41的上游側，與感測器面板11相對向。照明頭32的姿態係調整為：從感測器面板組合件10的斜上方(具體而言係從對於感測器面板組合件10(感測器面板11)表面之法線方向，其光軸AOPT2成為預定角度α的方向)，不橫切過線感測器照相機41之光軸AOPT1地照明感測器面板組合件10表面。藉由如此之調整，從第1照明單元30之照明頭32出射的光之一部分，會在作為被檢查體的感測器面板組合件10表面反射而入射至線感測器照相機41。又，從照明頭32出射的光的其他一部分，會透過感測器面板組合件10而在反射板42漫反射，該漫反射光的一部分會透過感測器面板組合件10而入射至線感測器照相機41。
在包含高亮度LED單元311的第1照明單元30之調光控制中，當將其設定光量從初期光量Iint切換至目標光量Itgt時，第1照明單元30實際的照明光量到達到目標光量Itgt為止(例如，目標光量Itgt低於初期光量Iint時，會如圖4A之曲線QDWN所示；又，目標光量Itgt高於初期光量Iint時，會如圖4B之曲線QUP所示)會花費時間(例如，20分鐘左右)。此係因為如前所述般，有螢光體的存在、以及 以混有螢光體的樹脂來密封高亮度LED單元311中多數LED310(參照圖3)的緣故。另外，在圖4A、圖4B中，縱軸顯示照射光量，横軸則顯示將照射光量進行切換後的經過時間。
第2照明單元43係配置成：在與具有擴散機能之反射板42反射面為相反側之面側，其光軸與線感測器照相機41之光軸AOPT1一致。來自於第2照明單元43的照明光，透過反射板42，與以反射板42反射之來自第1照明單元30的照明光之成分重疊，透過感測器面板組合件10(被照明體‧被檢査體)而入射至線感測器照相機41。如此一來，感測器面板組合件10係藉由來自第1照明單元30之照明光與來自第2照明單元43之照明光重疊後的照明光而來進行照明。
第2照明單元43包含低亮度LED(例如，於密封體內未混合有螢光體的一般LED)作為光源，對於切換設定光量之響應性(基於從切換至設定光量之目標光量Itgt時、至照明光量成為該目標光量Itgt為止之時間的特性)較第1照明單元30佳，可幾乎不產生切換時之遲滯而將照明光量進行切換。
在如此構造的檢查裝置中，藉由以移動機構50使感測器面板組合件10朝方向A移動於移動路徑上，一面維持線感測器照相機41與照明頭32(第1照明單元30)及第2照明單元43間的相對位置關係，線感測器照相機41一面朝前述移動方向A之反方向B將感測器面板組合件10光學式 掃描。藉由該掃描，線感測器照相機41進行對感測器面板組合件10的攝影。
檢査裝置之處理系統係構成如圖5所示。
在圖5中，於處理單元60，連接有線感測器照相機41，並且連接有顯示單元61及操作單元62，更連接有第1照明單元30(光源裝置31)及第2照明單元43。處理單元60係將來自於與移動機構50使感測器面板組合件10(被照明體‧被檢查體)產生之移動同步而對感測器面板組合件10進行光學性掃描之線感測器照相機41的圖像信號輸入，並根據該圖像信號來生成表示感測器面板組合件10圖像的檢查圖像資料。
處理單元60係作為照明控制手段而產生機能，依照控制資訊將對於切換設定光量之響應性佳的第2照明單元43之照明光量進行切換控制。前述控制資訊係當因作為被檢査體之感測器面板組合件10的品項切換而必須切換照明光量時，由其他系統、或者由操作者所操作的操作單元62來提供。又，處理單元60進行控制，使第1照明單元30(光源裝置31)無關於感測器面板組合件10之品項切換，而維持為預定光量。
又，處理單元60根據已生成的檢査圖像資料而在表示單元71顯示感測器面板組合件10的圖像，又，使用該檢査圖像資料來執行檢査處理。
在如上述般檢査裝置中，對於切換設定光量之響應性良好的第2照明單元43之照明光量，係在最大光量 IMAX(I3)為止的範圍內進行切換控制。例如，如圖6A所示，在作為被檢査體之感測器面板組合件10品項被切換的時點t1、t2、t3，照明光量從零切換成I2，從I2切換成I3(IMAX)，更從I3切換成I1。此時，包含高亮度LED單元311以作為光源的第1照明單元30之照明光量，係維持為預定光量Io。結果，如圖6B所示，來自第1照明單元30之照明光與來自第2照明單元43之照明光重疊，在作為被檢査體之感測器面板組合件10品項被切換的時點t1、t2、t3，設定光量從Io切換成(Io+I2)，從(Io+I2)切換成(Io+I3(IMAX))，更從(Io+I3)切換成(Io+I1)，以成為適合該品項的照明光量。
另外，在如圖6B所示之例中，在檢査時之適當的照射光量為Io的感測器面板組合件之情況下，使第2照明單元43的照明光量為零。假設當第1照明單元30因為劣化等理由而無法維持預定光量Io的狀態時，亦可將預定光量Io設定為在作為檢査對象之複數種感測器面板組合件中，比檢査時之適當照明光量最低之值還要來得更低的值，然後使第2照明單元43之照明光量不為零，而得到適當的照射光量。
又，此時，亦可為例如事先在移動機構50的一部分設置照度計，根據該照度計的輸出值來將第2照明單元43的照明光量自動調整、或者由操作者進行操作。
另外，在圖6B的說明中，為了容易理解，係使來自第1照明單元30之照明光全部與來自第2照明單元43之 照明光全部重疊，但實際上，來自第1照明單元30之照明光一部分與來自第2照明單元43之照明光一部分重疊而對作為被檢査體之感測器面板單元10進行照明。
根據如上述之檢査裝置，將來自於使用高亮度LED單元311作為光源而對於切換設定光量之響應性差的第1照明單元30之照明光、與來自使用低亮度LED作為光源而對於切換設定光量之響應性較第1照明單元30佳的第2照明單元43之照明光重疊，來照明感測器面板組合件10，一面將來自第1照明單元30之照明光量維持為預定量Io，一面藉由設定光量之切換來切換控制來自第2照明單元43之照明光的光量，因此，可使用以照明感測器面板組合件10之照明光量比第1照明單元30單體為較短時間內(例如，一切換之後)成為目標光量。結果，可對於多品項的感測器面板組合件有效率地進行適當的檢査。
另外，在前述之檢査裝置中，在進行使用於陰影補正之調整時，如圖7所示，感測器面板組合件10退避，而使來自第1照明單元30及第2照明單元43之照明光不會入射至作為被檢査體之感測器面板組合件10。
第1照明單元30、第2照明單元43、線感測器照相機41及作為被檢査體之感測器面板組合件10的相對位置關係，並不限定於前述之檢査裝置中所說明者。例如，亦可如圖8所示，使線感測器照相機41之光軸從垂直方向傾斜。又，也可如圖9所示，將第2照明單元43配置在夾著線感測器照相機41而在第1照明單元30的相反側。此時，來 自第1照明單元30之照明光與來自第2照明單元43之照明光雙方為在感測器面板組合件10之反射光而入射至線感測器照相機41。此外，也可如圖10所示，將第1照明單元30與第2照明單元43配置在反射板42的背後。此時，來自第1照明單元30之照明光與來自第2照明單元43之照明光雙方藉由反射板42而透過感測器面板組合件10，其透過光會入射至線感測器照相機41。
又，在上述之一實施形態中，係使本發明之照明裝置使用於檢査裝置者，但本發明之照明裝置可代替例如使用為光學顯微鏡光源之金屬鹵化物燈等，在檢査裝置以外亦可適用。
此外，在上述之一實施形態中，係第1照明單元及第2照明單元各具有1個之例，但關於數量並無限定，可一方為單數而另一方為複數、兩者皆為複數等自由進行組合。
30‧‧‧第1照明單元
41‧‧‧線感測器照相機
43‧‧‧第2照明單元
50‧‧‧移動機構
60‧‧‧處理單元
61‧‧‧顯示單元
62‧‧‧操作單元

Claims (4)

  1. 一種照明裝置，具有：第1照明單元，係以因應了設定光量的照明光量來照明被照明體者；第2照明單元，係對於切換設定光量之響應性較前述第1照明單元佳，且以與來自前述第1照明單元之照明光重疊的照明光，來照明前述被照明體者；及照明控制手段，係一面將前述第1照明單元之照明光量維持為預定量，一面藉由依照了控制資訊的設定光量之切換，來控制前述第2照明單元之照明光量。
  2. 如申請專利範圍第1項之照明裝置，前述第1照明單元包含有高亮度LED作為光源。
  3. 一種照明方法，係如以下：第1照明單元以因應了設定光量的照明光量來照明被照明體，對於切換設定光量之響應性較前述第1照明單元佳的第2照明單元，以與來自前述第1照明單元之照明光重疊的照明光，來照明前述被照明體，並且，一面將前述第1照明單元之照明光量維持為預定量，一面藉由依照了控制資訊的設定光量之切換，來控制前述第2照明單元之照明光量。
  4. 一種檢査裝置，具有：如申請專利範圍第1或2項之照明裝置，係將被檢査 體作為前述被照明體進行照明者；攝影單元，係將藉由前述照明裝置所照明之前述被檢査體攝影者；及處理單元，使用藉由前述攝影單元之攝影所得的圖像，進行關於前述被檢査體的檢査處理。
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