WO2023248953A1 - 検査装置及び検査用光照射装置 - Google Patents

検査装置及び検査用光照射装置 Download PDF

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WO2023248953A1
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light source
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inspection
laser
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Inventor
貴彦 香山
Original Assignee
シーシーエス株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present invention relates to an inspection device that performs an inspection by irradiating a surface to be inspected with light, and preferably to an apparatus that irradiates the surface to be inspected with monochromatic light to generate interference fringes, and inspects the surface to be inspected using the interference fringes. .
  • Patent Document 1 a measurement method is conventionally known in which interference fringes are generated by irradiating a smooth surface to be inspected with monochromatic light, and irregularities and distortions of the smooth surface are detected from the disturbance of the interference fringes. ing.
  • a light irradiation device such as a surface emitting type or a line emitting type used to generate such interference fringes is required to have monochromatic light.
  • monochromatic light is generated by transmitting multi-wavelength light emitted from a light source such as a mercury lamp through a band-pass filter or the like.
  • the light source when a laser such as a semiconductor laser is used as a light source, the light source itself becomes monochromatic light, which is ideal for interference fringe inspection, so there is no need to cut out unnecessary light with a bandpass filter, etc., but the influence of speckle This causes a problem in that bright spots other than interference fringes occur on the surface to be inspected, resulting in poor inspection accuracy.
  • the present invention has been made to solve the above problems all at once, and its main object is to provide an inspection device that can contribute to miniaturization, output stability, improvement of inspection accuracy, etc. It is something.
  • the inspection device includes a plurality of laser light sources mounted in a line along a predetermined direction, and is provided on the optical path of the laser light emitted from the laser light source, and diffusely reflects the irradiated laser light.
  • the laser light source includes a reflective member having a reflective surface, and a diffusing member that is provided on the optical path of the laser light diffusely reflected by the reflective surface and diffusely transmits the irradiated laser light and irradiates the surface to be inspected.
  • the arrangement is arranged so as to irradiate the laser beam obliquely to the reflective surface, and the angle between the direction in which the laser beam has a wide directional angle and the mounting direction of the laser light source is the directional angle of the laser beam.
  • the arrangement is characterized in that the angle between the narrow direction of the mounting direction and the mounting direction is smaller than the angle formed by the mounting direction.
  • FIG. 3 is a perspective view showing laser light irradiated onto a reflective surface in the same embodiment.
  • FIG. 7 is a perspective view showing laser light irradiated onto a reflective surface in another embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of an inspection light irradiation device in still another embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of an inspection light irradiation device in still another embodiment. It is a schematic diagram seen from the plane direction of the inspection light irradiation device in still another embodiment.
  • the inspection device according to this embodiment (hereinafter also referred to as inspection light irradiation device 100) is of a surface emitting type that irradiates a single wavelength inspection light onto an object to be inspected such as a transparent film or a transparent surface layer.
  • the interference fringes generated by the irradiation are used to inspect the surface distortion, thickness, etc. of the object to be inspected.
  • this inspection light irradiation device 100 includes a rectangular parallelepiped-shaped casing 1, a plurality of laser light sources 2, a reflection member 3, and a diffusion member 4 held or formed in the casing 1. It is equipped with
  • the casing 1 is hollow and has a bottom plate 11, a top plate 12, a front plate 13, a back plate 14, and left and right side plates 15.
  • the normal direction of the bottom plate 11 (or top plate 12) will be referred to as the Z direction or the height direction
  • the normal direction of the side plates 15 will be referred to as the The normal direction is also called the Y direction or the depth direction.
  • the laser beam L emitted from the laser light source 2 has a circular cross-sectional shape when cut along a plane perpendicular to the central axis of the beam (hereinafter referred to as the beam axis C). Rather, it has a light distribution characteristic that is, for example, elliptical.
  • the direction with the widest directivity angle and the direction with the narrowest directivity angle are perpendicular to each other in the beam cross section.
  • the laser light sources 2 are mounted in series at regular intervals along the longitudinal direction of the long substrate 21.
  • the rotation angle of each laser light source 2 around the beam axis C is shown here, as shown in FIG.
  • the arrangement rotation angle of each laser light source 2 is set so that the two coincide with each other.
  • a substrate 21 on which these laser light sources 2 are mounted is held directly above one side of the bottom plate 11, that is, on the front plate 13 of the casing 1. Specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, a housing groove 5 extending in the X direction is formed on the inner surface of the front plate 13, and the substrate 21 has its longitudinal direction aligned with the X direction. It is held in the lever receiving groove 5.
  • this substrate 21 is held in an attitude inclined with respect to the Z direction, and as a result, the laser light source 2 is also inclined, and the beam axis C of the laser beam L is aligned with the accommodation groove 5. It is set so as to pass through the opening 5a and cross the inner surface of the bottom plate 11 obliquely.
  • the position and inclination angle of the laser light source 2 are as shown in FIGS. It is set to cover all parts or the whole.
  • the reflecting member 3 has a rectangular plate shape of equal thickness, and here the bottom plate 11 of the casing 1 plays its role.
  • a reflective surface 3a is formed on the inner surface of the reflective member 3 (bottom plate 11) by machining, coating, or the like.
  • This reflective surface 3a has a characteristic of diffusing and reflecting the incident laser light L with uniform reflectance.
  • the radiance in each direction of the light L2 diffusely reflected by the reflecting surface 3a is the radiance of the light L2 whose reflection angle is 0° in a cross section including the central axis of the laser beam L and the normal to the reflecting surface 3a. It has a diffuse reflection characteristic such that the ratio of the maximum value of the radiance of the light L2 with a reflection angle of ⁇ 89° to 89° to the radiance is 550% or less.
  • the diffusion member 4 has a rectangular plate shape with a constant thickness and is located directly above the reflective surface 3a, and is fitted into a window 12a provided in the top plate 12 and extending along the longitudinal direction. . In this diffusion member 4, the surface exposed within the window 12a becomes a light exit surface.
  • the back plate 14 located on the opposite side of the reflective surface 3a from the front plate 13 holding the laser light source 2 functions as the second reflective member 7, and has a A second reflective surface 7a is formed.
  • the second reflective surface 7a may have the same reflective characteristics as the reflective surface 3a, but it may also have different reflective characteristics, such as a mirror surface, which does not cause diffuse reflection.
  • the laser light L emitted from each laser light source 2 is irradiated onto the reflective surface 3a without overlapping with each other and is diffusely reflected, as shown in FIG.
  • the diffusely reflected light L2 is reflected directly or by the second reflecting surface 7a, reaches the diffusing member 4 disposed above the second reflecting surface 7a, is further diffused and transmitted there, and is transmitted to an external surface to be inspected (not shown). is irradiated.
  • interference fringes are generated on the surface to be inspected, and the irregularities and distortions of the surface to be inspected are detected depending on the form of these interference fringes.
  • the direction in which the laser beam has a wide directional angle and the mounting direction of the laser light source do not necessarily have to match, and the angle between them is greater than the angle between the direction in which the laser beam has a narrow directional angle and the mounting direction. It may be arranged so that it becomes smaller.
  • the arrangement rotation angles of each laser light source around the beam axis were set so that the directions with wide directivity angles of all laser beams matched, but it is possible to set the arrangement rotation angles of some laser light sources to be different. It doesn't matter. For example, for one or more laser light sources at both ends, the arrangement rotation angle should be adjusted so that the direction in which the beam direction angle is wider is at a larger angle (for example, perpendicular) to the mounting direction than the other laser light sources. and the arrangement interval may be set small.
  • the above-mentioned configuration prevents this and further improves the uniformity of the light emitting surface of this inspection light irradiation device. be able to.
  • the second reflective surface may also be provided on other inner surfaces of the casing.
  • the second reflective surface may be formed on all or part of the inner surface of each side plate and the inner surface of the front plate other than the accommodation groove.
  • the inclination angles of the laser beams all match, and some of them may be different.
  • two laser light sources 2, 2' having different inclination angles are arranged alternately. If it is like this, it can also correspond to the reflective surface 3a that is long in the Y direction. In that sense, the laser light sources may be arranged in multiple rows in the Z direction. Furthermore, as shown in the figure, the respective laser beams L may overlap on the reflective surface 3a.
  • the laser light sources 2 may be arranged on both ends of the reflective surface 3a in the Y direction.
  • a transmissive member 3A may be used instead of the reflective member.
  • the laser light source 2 is irradiated obliquely.
  • This transmitting member 3A diffuses and transmits the laser beam L, and may diffuse the laser beam L on its front or back surface, or may diffuse the laser beam L with a filler provided inside. .
  • the reflecting surface and the diffusing member may have not only a rectangular or square shape but also a circular or elliptical shape.
  • the laser light sources 2 may be arranged in a circular or elliptical shape in plan view, as shown in FIG.
  • the mounting direction in this case is the tangential direction of the arrangement locus S such as a circle or an ellipse.
  • the laser light source In order to irradiate the laser light obliquely to the reflective surface, instead of arranging the laser light source in an inclined position, it may be reflected by a mirror or the like.
  • This inspection device or inspection light irradiation device includes a plurality of laser light sources mounted along a predetermined direction, and is provided on the optical path of the laser light emitted from the laser light source, and diffusely reflects the irradiated laser light.
  • the laser light source includes a reflective member having a reflective surface that reflects the laser light, and a diffusing member that is provided on the optical path of the laser light diffusely reflected by the reflective surface and diffusely transmits the irradiated laser light and emits it to the outside.
  • the angle between the direction in which the laser beam has a wide directional angle and the mounting direction of the laser light source is the directional angle of the laser beam.
  • the angle between the narrow direction and the mounting direction is smaller than the angle between the narrow direction and the mounting direction.
  • speckle noise can be reduced, and for example, it is possible to make it as close to zero as possible.
  • speckle noise decreases in inverse proportion to the square root of the number of light sources, by using a diffusing member and a reflecting member, it is possible to approach a state in which there are an infinite number of light sources. As a result, it becomes possible to improve inspection accuracy.
  • the irradiation area is larger than when the laser light is irradiated vertically, which can also contribute to reducing the speckle noise.
  • laser light sources have superior light utilization efficiency compared to other light sources, they do not require optical filters, so energy loss can be suppressed.
  • the heat dissipation function can be minimized and the number of parts can be reduced.
  • the structure can be simplified and the device can be made smaller. Further, since no optical filter is used, the output change depends only on the laser light source, and by using a semiconductor laser or the like as the laser light source, sufficient stability of the output can be ensured.
  • the fact that the laser beam is irradiated obliquely to the reflective member also contributes to the miniaturization of the device. This is because, compared to the case of vertical irradiation, even if the laser light source is brought closer to the reflective member, the irradiation area of the laser light on the reflective member can be increased, and the uniformity of the brightness of the light exit surface can be ensured.
  • Each laser light source is arranged so that the direction in which the laser beam has a wide directivity angle (the direction in which the light distribution is wide) matches the mounting direction. Even if the distance between the laser light sources is long, the irradiation range of each laser beam on the reflective surface can be continued without interruption, or even if the distance is interrupted, the distance between the laser beams can be It can be made narrower, and the uniformity of the light emitted from this light irradiation device can be ensured. Furthermore, the irradiation area in the Y direction, which is perpendicular to the mounting direction, can be sufficiently expanded because the laser beam is irradiated obliquely to the reflective surface.
  • the reflecting surface has a uniform light reflectance, and the central axis of the laser beam and the reflecting surface In the cross section including the normal line of is 550% or less.
  • the laser light diffusely reflected by the reflecting surface can be more efficiently and evenly irradiated onto the diffusing member, and high-quality surface light emission can be ensured.
  • the laser light source is located between the diffusion member and the reflection member, and the laser light source is located between the diffusion member and the reflection member. It is disposed outside the light emitting surface of the diffusion member when viewed from the direction.
  • the laser light source is evacuated from the optical path of the laser light traveling from the reflecting member to the diffusing member, so that loss of light amount can be prevented.
  • the reflecting member and the diffusing member are arranged to face each other, and on one side of the reflecting member.
  • a second reflecting member having a second reflecting surface standing vertically toward the diffusing member is provided, and the laser light is irradiated from the other side of the reflecting member. It is.
  • the laser light that is diffusely reflected by the reflective surface will also be reflected by the second reflective surface and reach the diffusing member, which will improve the light utilization efficiency. improves.
  • This inspection device or inspection light irradiation device has the configuration of [1], [2], [3] or [4], and includes a bottom plate, a top plate facing the bottom plate, a front plate, a back plate, and left and right panels.
  • the casing further includes a rectangular parallelepiped-shaped casing having side plates, the reflective member being the bottom plate or attached to an inner surface of the bottom plate, and the diffusing member being the top plate or the top plate.
  • the laser light source is mounted in a window provided in the front plate, and the laser light source is held in a housing groove that opens on the inner surface of the front plate, with the mounting direction being in the left-right direction.
  • the present invention can be realized with a simple configuration.
  • An inspection device or an inspection lighting device includes a plurality of laser light sources mounted to be lined up along a predetermined direction, and is provided on the optical path of the laser light emitted from the laser light source,
  • the laser light source includes a transmitting member that diffusely transmits light, and a diffusing member that is provided on the optical path of the laser light diffused and transmitted by the transmitting member and that diffusely transmits the laser light and emits it to the outside.
  • the laser beam is arranged so as to irradiate the surface of the member obliquely, and the angle between the direction in which the laser beam has a wide directional angle and the mounting direction of the laser light source is such that the laser beam has a narrow directional angle.
  • the mounting direction is smaller than the angle formed between the mounting direction and the mounting direction. Similar effects can be obtained by using a transmissive member instead of a reflective member.
  • Inspection light irradiation device (inspection device) 2...Laser light source L...Laser light 3...Reflecting member 3a...Reflecting surface 4...Diffusing member 7...Second reflecting member 7a...Second reflecting surface 1... Casing 11... Bottom plate 12... Top plate 12a... Window 13... Front plate 14... Rear plate 15... Left and right side plates

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Abstract

小型化、出力安定性、検査精度向上等に資することのできる検査用光照射装置１００を提供する。所定方向に沿って実装された複数のレーザー光源２と、前記レーザー光源２から出たレーザー光Ｌを拡散反射する反射面３ａを有した反射部材３と、前記反射面３ａで拡散反射したレーザー光を拡散透過して外部に出射する拡散部材４とを備え、前記レーザー光源２は、前記反射面３ａに対して斜めからレーザー光Ｌを照射するように配置されており、かつ、レーザー光Ｌにおける指向角の広い方向と前記レーザー光源２の実装方向とのなす角度が、レーザー光Ｌにおける指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されている。

Description

検査装置及び検査用光照射装置
　本発明は、検査対象面に光を照射して検査する検査装置に関し、好適には検査対象面に単色光を照射して干渉縞を発生させ、その干渉縞によって検査対象面を検査するものに関する。
　特許文献１に示すように、平滑な検査対象面に単色光を照射することにより、干渉縞を発生させ、その干渉縞の乱れから前記平滑面の凹凸や歪みを検出する測定方法が従来知られている。そして、このような干渉縞を発生させる為に用いられる面発光タイプやライン発光タイプ等の光照射装置には光の単色性が求められる。
　そのため、従来のこの種の光照射装置においては、例えば水銀ランプ等の光源から出た多波長光を、バンドパスフィルターなどを透過させることによって単色光を生成するようにしている。
　しかしながら、このような構成では、光源から出た光の多くがカットされる為、光の利用効率が悪く、光照射装置として必要な出力を確保するために光源の出力を高くした場合に、それに見合った放熱性能が必要となり、その分照明装置が大型化するとか、その分価格も高くなるとかといった問題が発生する。
　かといって、単色性が比較的高いＬＥＤを光源として用い、バンドパスフィルターで不要な波長の光をカットする構成にした場合は、確かに光の利用効率は前述の多波長光源に比べ改善されるものの、ＬＥＤは温度によってピーク波長がシフトするため、バンドパスフィルターを通る単位時間当たりの光量が温度に依存して変動し、出力が大きく変動する恐れがある。
　また、半導体レーザー等のレーザーを光源にすると、光源そのものが干渉縞検査にとって理想的な単色光になっているので、バンドパスフィルター等で不要な光をカットする必要はないが、スペックルの影響で、検査対象面に干渉縞以外の輝点が発生し、検査精度が悪くなるという問題が発生する。
特開２０２０－１６５５２号公報
　そこで、本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであって、小型化、出力安定性、検査精度向上等に資することのできる検査装置を提供することをその主たる課題とするものである。
　すなわち、本発明に係る検査装置は、所定方向に沿って並ぶように実装された複数のレーザー光源と、前記レーザー光源から出るレーザー光の光路上に設けられ、照射されたレーザー光を拡散反射する反射面を有した反射部材と、前記反射面で拡散反射したレーザー光の光路上に設けられ、照射されたレーザー光を拡散透過して検査対象面に照射する拡散部材とを備え、前記レーザー光源は、前記反射面に対して斜めからレーザー光を照射するように配置されており、かつ、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されていることを特徴とするものである。
　このように構成した本発明によれば、検査装置において、小型化、出力安定性、低価格化、検査精度向上等を実現することができる。
一実施形態に係る検査用光照射装置の内部構造を示す斜視図である。 同実施形態の検査用光照射装置の横断面図である。 同実施形態で用いられるレーザー光源から出射されるレーザー光の指向角を示す斜視図である。 同実施形態において、反射面に照射されるレーザー光を示す斜視図である。 他の実施形態において、反射面に照射されるレーザー光を示す斜視図である。 さらに他の実施形態における検査用光照射装置の横断面図である。 さらに他の実施形態における検査用光照射装置の模式図である。 さらに他の実施形態における検査用光照射装置の平面方向から視た模式図である。
　以下に本発明に係る検査装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
　本実施形態に係る検査装置（以下では、検査用光照射装置１００ともいう。）は、単波長の検査光を透明フィルムや透明表面層等の検査対象物に照射する面発光タイプのものであり、その照射によって発生する干渉縞により、当該検査対象物の表面の歪みや厚み等を検査するために用いられる。
　以下では、この検査用光照射装置１００の詳細を説明する。
　この検査用光照射装置１００は、図１、図２に示すように、直方体状をなすケーシング１と、このケーシング１に保持または形成された複数のレーザー光源２、反射部材３および拡散部材４とを備えている。
　前記ケーシング１は、底板１１、天板１２、正面板１３、背面板１４、左右側板１５を有した中空のものである。なお、説明の便宜上、以下では底板１１（または天板１２）の法線方向をＺ方向または高さ方向、側板１５の法線方向をＸ方向または左右方向、正面板１３（または背面板１４）の法線方向をＹ方向または奥行方向ともいう。
　前記レーザー光源２としては、ここではカンパッケージに封入された半導体レーザーが用いられている。このレーザー光源２から出射されるレーザー光Ｌは、図３に示すように、光線の中心軸（以下、光線軸Ｃという。）に垂直な面で切った場合に、光線の断面形状が円形状ではなく、例えば楕円形状となるような配光特性を有している。この例でのレーザー光Ｌは、その光線断面においてもっとも指向角が広い方向と最も指向角が狭い方向とは直交している。
　このレーザー光源２は、図１に示すように長尺基板２１の長手方向に沿って一定間隔で直列するように実装されている。また、各レーザー光源２の光線軸Ｃ周りの配置回転角度であるが、ここでは、図４に示すように、その実装方向（基板２１の長手方向）と各レーザー光Ｌにおける指向角の広い方向とが合致するように、各レーザー光源２の配置回転角度が設定されている。
　そして、これらレーザー光源２を表面に搭載した基板２１が、底板１１の一方側の直上位置、すなわち、前記ケーシング１の正面板１３に保持されている。具体的には、図１、図２に示すように、該正面板１３の内面に、Ｘ方向に延びる収容溝５が形成されており、前記基板２１は、その長手方向をＸ方向に合致させてこの収容溝５内に保持されている。
　この基板２１は、図２等に示すように、Z方向に対して傾斜した姿勢で保持されており、このことにより、レーザー光源２も傾斜し、レーザー光Ｌの光線軸Ｃが、収容溝５の開口５ａを通って前記底板１１の内面に斜めに交差するように設定されている。ここで、レーザー光源２の位置及び傾斜角度は、図１、図２に示すように、Y方向において、レーザー光Ｌの反射面３ａでの照射領域の最大長さ部分が、反射面３ａの一部または全体に亘るように設定されている。
　前記反射部材３は、等厚矩形板状をなすもので、ここではケーシング１の底板１１がその役割を担っている。この反射部材３（底板１１）の内面には機械加工や被膜などによって反射面３ａが形成されている。この反射面３ａは、入射したレーザー光Ｌを一様な反射率で拡散反射する特性を有したものである。また、この反射面３ａで拡散反射した光Ｌ２の各方向の放射輝度は、前記レーザー光Ｌの中心軸と該反射面３ａの法線とを含む断面において、反射角が０°の光Ｌ２の放射輝度に対する反射角が－８９°～８９°の光Ｌ２の放射輝度の最大値の比率が５５０％以下となるような拡散反射特性を有している。
　前記拡散部材４は、反射面３ａの直上に位置する一定厚みの矩形板状をなすものであり、ここでは、天板１２に設けられた長手方向に沿って延伸する窓１２ａに嵌め込まれている。そして、この拡散部材４において、前記窓１２ａ内に表出する表面が光出射面となる。
　さらに、この実施形態では、レーザー光源２を保持する正面板１３に対し、反射面３ａを挟んで反対側に位置する背面板１４が第２反射部材７の機能を担っており、その内面に、第２反射面７ａが形成されている。この第２反射面７ａは、前記反射面３ａの反射特性と同等のものでもよいが、これとは異なった反射特性、例えば鏡面など、拡散反射しないような反射特性を有したものでもかまわない。
　このような構成において、レーザー光源２を点灯させると、図4に示すように、各レーザー光源２から出たレーザー光Ｌは、互いに重なることなく前記反射面３ａに照射されて拡散反射し、その拡散反射光Ｌ２は、直接または前記第２反射面７ａで反射した後、その上方に配置した拡散部材４に到達してそこでさらに拡散されて透過し、外部にある検査対象面（図示しない。）に照射される。
　その結果、検査対象面に干渉縞が生じるが、この干渉縞の態様によって、検査対象面の凹凸や歪みを検出する。
　次に、変形実施形態について説明する。なお、以下の説明で用いる図面において、前記実施形態に対応する構成には同一の符号を付している。
　例えば、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とは必ずしも合致させなくともよく、それらのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置してもよい。
　前記実施形態では、すべてのレーザー光の指向角の広い方向が合致するように各レーザー光源の光線軸周りの配置回転角度を設定していたが、一部のレーザー光源の配置回転角度を異ならせてもかまわない。例えば、両端部の１または複数のレーザー光源については、他のレーザー光源に比べて、その指向角の広い方向が実装方向に対して大きな角度（例えば直角など）となるように、配置回転角度を定め、かつその配置間隔を小さく設定してもよい。反射面のＸ方向における両端部においては、レーザー光の照射強度が小さくなりがちであるが、上述の構成によってこれを防止し、ひいてはこの検査用光照射装置の発光面の均一性をより向上させることができる。
　前記第２反射面をケーシングの他の内面にも設けてよい。例えば、各側板の内面、正面板の前記収容溝を除いた内面の全部または一部にも第２反射面を形成してもかまわない。
　レーザー光の傾斜角度はすべて一致させる必要はなく、一部が異なるようにしてもかまわない。例えば、図５に示す態様では、傾斜角度が異なる２つのレーザー光源２、２‘が互い違いに並べてある。このようなものであれば、Ｙ方向に長い反射面３ａにも対応できる。その意味では、レーザー光源をＺ方向に複数列並べてもかまわない。
　また、同図に示すように、各レーザー光Ｌが反射面３ａにおいて重なり合ってもよい。
　図６に示すように、レーザー光源２を反射面３ａのＹ方向両端側にそれぞれ配置してもよい。
　図７に示すように、反射部材に代えて透過部材３Ａを用いてもよい。この場合もレーザー光源２を斜めから照射する。この透過部材３Ａは、レーザー光Ｌを拡散透過するものであり、その表面もしくは裏面でレーザー光Ｌを拡散してもよいし、内部に設けたフィラなどによってレーザー光Ｌを拡散するものでもかまわない。
　反射面や拡散部材は、矩形状や正方形状のみならず、円形状や楕円形状のものでもよい。その場合、レーザー光源２は、図８に示すように、平面視、円形や楕円形となるように並べればよい。この場合の実装方向は、円や楕円といった配置軌跡Ｓの接線方向である。
　レーザー光を反射面に対して斜めに照射するために、レーザー光源を傾斜姿勢で配置するのではなく、ミラーなどで反射してもかまわない。
　その他、本発明は前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
　以上に述べた本実施形態に係る検査用光照射装置の特徴をまとめると次のとおりである。
［１］この検査装置または検査用光照射装置は、所定方向に沿って実装された複数のレーザー光源と、前記レーザー光源から出るレーザー光の光路上に設けられ、照射されたレーザー光を拡散反射する反射面を有した反射部材と、前記反射面で拡散反射したレーザー光の光路上に設けられ、照射されたレーザー光を拡散透過して外部に出射する拡散部材とを備え、前記レーザー光源は、前記反射面に対して斜めからレーザー光を照射するように配置されており、かつ、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されているものである。
　このようなものであれば、以下のような効果を奏し得る。
　レーザー光源から出たレーザー光が、反射部材と拡散部材とを介して出射されるため、スペックルノイズを低減でき、例えば限りなく0に近づけることも可能となる。その理由は、スペックルノイズは光源の数の平方根に反比例して小さくなるが、拡散部材と反射部材を介することで無数の光源が存在している状態に近づけることができるためである。そして、その結果、検査精度を向上させることが可能になる。
　前記反射面に対してレーザー光が斜めに照射されるので、その照射面積が、垂直にレーザー光を照射した場合に比べ大きくなり、このことも前記スペックルノイズを軽減することに寄与し得る。
　レーザー光源の光利用効率は他の光源に比べて優れていることに加え、光学フィルターも不要なので、エネルギーロスを抑制でき、例えば、放熱機能を最小限にできるとか部品点数を削減できるといったことによる構造の簡単化と装置の小型化を図れる。また、光学フィルターを用いないので、出力変化はレーザー光源にのみ依存し、レーザー光源として半導体レーザー等を用いることにより、出力の十分な安定性を担保できる。
　装置の小型化という点においては、レーザー光を反射部材へ斜めに照射している点も寄与する。垂直に照射する場合と比べ、レーザー光源を反射部材に近づけても、反射部材でのレーザー光の照射面積を広くでき、光出射面の輝度の均一性を確保できるからである。
　レーザー光における指向角の広い方向（配光の広い方向）が実装方向と合致するように各レーザー光源が配置されているので、そうでない場合（例えば、指向角の狭い方向を実装方向と合致させるようにレーザー光源を配置した場合）と比べて、レーザー光源の間隔を長くしても、反射面における各レーザー光の照射範囲を途切れることなく連続させることができ、または途切れたとしてもその間隔を狭くすることができ、この光照射装置から出射される光の均一性を確保できる。また、実装方向に垂直な方向であるＹ方向の照射面積については、前記反射面に対してレーザー光が斜めに照射されるので十分に広げることができる。
［２］この検査装置または検査用光照射装置は、［１］の構成において、前記反射面が、一様な光反射率を有しており、かつ、前記レーザー光の中心軸と該反射面の法線とを含む断面において、該反射面で拡散反射した光のうち、反射角が０°の光の放射輝度に対する反射角が－８９°～８９°の光の放射輝度の最大値の比率が５５０％以下となる特性を有したものである。
　このようなものであれば、前記反射面で拡散反射したレーザー光をより効率よく、またムラなく拡散部材に照射することができ、品質の高い面発光を担保できる。
［３］この検査装置または検査用光照射装置は、［１］または［２］の構成において、前記レーザー光源が、前記拡散部材と前記反射部材との間であって、前記拡散部材の法線方向から視て該拡散部材の光出射面の外側に配置されているものである。
　このようなものであれば、レーザー光源が、反射部材から拡散部材へ向けて進むレーザー光の光路上から退避するので、光量ロスを防止することができる。
［４］この検査装置または検査用光照射装置は、［１］、［２］または［３］の構成において、前記反射部材および拡散部材が対向配置されており、前記反射部材の一方側には、前記拡散部材に向かって垂直に起立する第２反射面を有した第２反射部材が設けられており、前記反射部材の他方側から、前記レーザー光が照射されるように構成されているものである。
　このようなものであれば、反射面で拡散反射したレーザー光のうち、直接拡散部材には向かわないレーザー光も、この第２反射面で反射されて拡散部材に到達するので、光利用効率が向上する。
［５］この検査装置または検査用光照射装置は、［１］、［２］、［３］または［４］の構成において、底板、該底板に対向する天板、正面板、背面板および左右側板を有した直方体状をなすケーシングをさらに備え、前記反射部材が、前記底板であり、または該底板の内面に取り付けられており、前記拡散部材が、前記天板であり、または、該天板に設けられた窓に取り付けられており、前記レーザー光源は、左右方向を実装方向として、前記正面板の内面に開口する収容溝内に保持されているものである。
　このようなものであれば、本発明を簡単な構成で実現できる。
［６］別実施態様に係る検査装置または検査用照明装置は、所定方向に沿って並ぶように実装された複数のレーザー光源と、前記レーザー光源から出るレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過する透過部材と、前記透過部材で拡散透過したレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過して外部に出射する拡散部材とを備え、前記レーザー光源は、前記透過部材の表面に対して斜めからレーザー光を照射するように配置されており、かつ、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されているものである。
　反射部材に変えて透過部材を用いても同様の作用効果を奏し得る。
　小型化、出力安定性、検査精度向上等に資することのできる干渉縞検査装置を提供することができる。
１００・・・検査用光照射装置（検査装置）
２・・・レーザー光源
Ｌ・・・レーザー光
３・・・反射部材
３ａ・・・反射面
４・・・拡散部材
７・・・第２反射部材
７ａ・・・第２反射面
１・・・ケーシング
１１・・・底板
１２・・・天板
１２ａ・・・窓
１３・・・正面板
１４・・・背面板
１５・・・左右側板

Claims (8)

  1. 　所定方向に沿って並ぶように実装された複数のレーザー光源と、
    　前記レーザー光源から出るレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散反射する反射面を有した反射部材と、
    　前記反射面で拡散反射したレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過して検査対象面に照射する拡散部材とを備え、
    　前記レーザー光源は、前記反射面に対して斜めからレーザー光を照射するように配置されており、かつ、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されていることを特徴とする検査装置。
  2. 　前記反射面は、一様な光反射率を有しており、かつ、前記レーザー光の中心軸と該反射面の法線とを含む断面において、該反射面で拡散反射した光のうち、反射角が０°の光の放射輝度に対する反射角が－８９°～８９°の光の放射輝度の最大値の比率が５５０％以下となる特性を有したものである請求項１記載の検査装置。
  3. 　前記レーザー光源が、前記拡散部材と前記反射部材との間であって、前記拡散部材の法線方向から視て該拡散部材の光出射面の外側に配置されている請求項１記載の検査装置。
  4. 　前記反射部材および拡散部材が対向配置されており、
    　前記反射部材の一方側には、前記拡散部材に向かって垂直に起立する第２反射面を有した第２反射部材が設けられており、
    　前記反射部材の他方側から、前記レーザー光が照射されるように構成されている請求項１記載の検査装置。
  5. 　底板、該底板に対向する天板、正面板、背面板および左右側板を有した直方体状をなすケーシングをさらに備え、
    　前記反射部材が前記底板であり、または前記底板の内面に取り付けられており、
    　前記拡散部材が前記天板であり、または、該天板に設けられた窓に取り付けられており、
    　前記レーザー光源は、左右方向を実装方向として、前記正面板の内面に開口する収容溝内に保持されている請求項１記載の検査装置。
  6. 　所定方向に沿って並ぶように実装された複数のレーザー光源と、
    　前記レーザー光源から出るレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過する透過部材と、
    　前記透過部材で拡散透過したレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過して検査対象面に照射する拡散部材とを備え、
    　前記レーザー光源は、前記透過部材の表面に対して斜めからレーザー光を照射するように配置されており、かつ、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されていることを特徴とする検査装置。
  7. 　所定方向に沿って並ぶように実装された複数のレーザー光源と、
    　前記レーザー光源から出るレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散反射する反射面を有した反射部材と、
    　前記反射面で拡散反射したレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過して外部に出射する拡散部材とを備え、
    　前記レーザー光源は、前記反射面に対して斜めからレーザー光を照射するように配置されており、かつ、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されていることを特徴とする検査用光照射装置。
  8. 　所定方向に沿って並ぶように実装された複数のレーザー光源と、
    　前記レーザー光源から出るレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過する透過部材と、
    　前記透過部材で拡散透過したレーザー光の光路上に設けられ、該レーザー光を拡散透過して外部に出射する拡散部材とを備え、
    　前記レーザー光源は、前記透過部材の表面に対して斜めからレーザー光を照射するように配置されており、かつ、レーザー光における指向角の広い方向と前記レーザー光源の実装方向とのなす角度が、レーザー光における指向角の狭い方向と前記実装方向とのなす角度よりも小さくなるように配置されていることを特徴とする検査用光照射装置。

     
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01240863A (ja) * 1988-03-23 1989-09-26 Kowa Co スペックルパターン発生方法及び装置
JP2006208053A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Kyoto Denkiki Kk 光源装置

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