(57)【要約】【課題】受光した干渉光の干渉縞などが明瞭であり、高いコントラストである光学検査システムを提供する。【解決手段】光学検査システムは、被検査物に光を照射する光源と、被検査物にて生じる干渉光を受光する受光系とを有する。光源と被検査物の間に光のスペクトルを制限する機構が設けられていない。受光系は、干渉光から、光源より出射される光の波長帯域の範囲内で、光源より出射された光よりも狭いスペクトル幅の光のみを透過する狭帯域フィルタを備える。光源は、基板に配置され、光を出射する一つ又は複数の発光素子を有し、発光素子からの光を拡散光に変換し、拡散光を被検査物に照射する拡散板を備えることが好ましい。発光素子は、ＬＥＤ素子や有機ＥＬ素子であることが好ましい。狭帯域フィルタは、バンドパスフィルタ、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ等であり、透過する光のスペクトル幅が１０ｎｍ以下であることが好ましい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物に光を照射する光源と、
前記被検査物にて生じる干渉光を受光する受光系とを有し、
前記被検査物と前記光源の間には光のスペクトルを制限する機構が設けられていない光学検査システムにおいて、
前記受光系は、前記干渉光から、前記光源より出射される光の波長帯域の範囲内で、前記光源より出射された光よりも狭いスペクトル幅の光のみを透過する狭帯域フィルタを備える
ことを特徴とする光学検査システム。
【請求項２】
前記光源は、基板に配置され、光を出射する一つ又は複数の発光素子を有し、
前記発光素子からの光を拡散光に変換し、前記拡散光を前記被検査物に照射する拡散板を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の光学検査システム。
【請求項３】
前記発光素子は、ＬＥＤ素子、又は有機ＥＬ素子であることを特徴とする請求項２に記載の光学検査システム。
【請求項４】
前記狭帯域フィルタは、バンドパスフィルタ、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタの何れか又はその２以上の組み合わせであり、
前記狭帯域フィルタは、透過する光のスペクトル幅が１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の光学検査システム。
【請求項５】
前記受光系は、前記狭帯域フィルタと前記被検査物との間に配置された直線偏光フィルタを有し、
前記直線偏光フィルタは、偏光角が調整可能に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の光学検査システム。
【請求項６】
前記受光系は、前記狭帯域フィルタを備えるメガネを有することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光学検査システム。
【請求項７】
前記狭帯域フィルタは、視角が６０°以下となるサイズに規定されていることを特徴とする請求項６に記載の光学検査システム。
【請求項８】
前記受光系は、遮光隔壁を備えることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１項に記載の光学検査システム。
【請求項９】
前記受光系は、前記狭帯域フィルタを透過した光を受光する撮像部と、
前記撮像部で得られた画像に基づいて、前記被検査物を検査する処理を行う検査処理部とを有することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の光学検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学検査システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光源としての低圧ナトリウムランプは、例えば、トンネル照明などに用いられている。
また、低圧ナトリウムランプはそれ自体が狭帯域の単色性を有するので、干渉縞測定装置等の光源としても採用されている。干渉縞測定装置等では被検査物からの干渉光に基づいて、例えば、被検査物としての膜の膜厚測定、フィルムを基板に貼付した際に生じる気泡の検査、被検査物として基板表面に粉塵等が付着した際の粉塵検査、異物検査、指紋検査などを行う用途に用いられている。
また、例えば、液晶カラーフィルタを生産する工場では、干渉縞測定装置等を用いて、各色レイヤーの均一性検査が行われている。
干渉縞測定装置等に用いる光源の波長は低圧ナトリウムランプの波長５８９ｎｍや５８９．６ｎｍに限定されるものではなく、他の光源から狭帯域フィルタを用いて取り出した他の波長の狭帯域の単色光を用いることもできる。
【０００３】
例えば、特許文献１、特許文献２には、低圧ナトリウムランプを利用したカラーフィルタや膜厚等の検査装置が記載されている。また、特許文献３には、赤外光による干渉現象により膜厚ムラを検出する検査装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１１８５４４号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１４０１号公報
【特許文献３】特開２００７−２０５７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、低圧ナトリウムランプは、需要低下により生産量が低下し今後の安定的供給が危ぶまれている。光源としての低圧ナトリウムランプの代替品や、低圧ナトリウムランプを用いない検査装置等が望まれている。
例えば低圧ナトリウムランプの代替光源として検査員が見慣れている色に合わせるため黄色のＬＥＤ（波長ピーク約５９０ｎｍ）を準備したとする。しかし、通常のＬＥＤは人間の眼には単色に見えたとしても干渉縞を観察するにはスペクトル幅が広すぎて（半値全幅で約２０ｎｍ）検査には不十分である。
一方で、そのＬＥＤ等の代替光源に狭帯域フィルタを取り付けることにより、干渉縞を観察するに足る十分な狭帯域化を実現することはできるものの、昨今の液晶基板の大型化により、用いられている低圧ナトリウムランプの発光長は１ｍを優に超すものが使用されており、その全面に渡って狭帯域化フィルタを配置することは技術的には可能であっても、低圧ナトリウムランプの代替システムとしては経済合理性を欠くものとなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光学検査システムは、少なくとも以下の構成を具備するものである。
被検査物に光を照射する光源と、
前記被検査物にて生じる干渉光を受光する受光系とを有し、
前記被検査物と前記光源の間には光のスペクトルを制限する機構が設けられていない光学検査システムにおいて、
前記受光系は、前記干渉光から、前記光源より出射される光の波長帯域の範囲内で、前記光源より出射された光よりも狭いスペクトル幅の光のみを透過する狭帯域フィルタを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、受光した干渉光の干渉縞などが明瞭であり、コントラストが高い光学検査システムを安価な構成で提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学検査システムの一例を示す図である。
【図２】比較例に係る光学検査システムの一例を示す図である。
【図３】被検査物による干渉光の一例を説明するため概念図である。
【図４】光源から出射された光のスペクトル、狭帯域フィルタの特性、狭帯域フィルタを透過した光のスペクトルの一例を示す概念図、（ａ）はＬＥＤ光源から出射された光のスペクトル、バンドパスフィルタの特性、バンドパスフィルタを透過した光のスペクトルの一例を説明するための図、（ｂ）はＬＥＤ光源から出射された光のスペクトル、ロングパスフィルタの特性、ロングパスフィルタを透過した光のスペクトルの一例を説明するための図、（ｃ）はＬＥＤ光源から出射された光のスペクトル、ショートパスフィルタの特性、ショートパスフィルタを透過した光のスペクトルの一例を説明するための図である。
【図５】本発明に係る狭帯域フィルタを備えたメガネを有する受光系を含んだ光学検査システムの一例を示す概念図である。
【図６】バンドパスフィルタの入射角依存特性の一例を説明するための図である。
【図７】実験の結果を示す干渉縞の一例を示す図であり、（ａ）は本発明に係る光学検査システムの受光系のバンドパスフィルタを介して撮像した干渉縞の一例を示す図、（ｂ）は比較例のＬＥＤ単体での干渉縞の一例を示す図である。
【図８】被検査物としてのガラス板へ光照射したときのｓ偏光及びｐ偏光の入射角とガラスの反射率の関係を示す図である。
【図９】光学検査システムの受光系のメガネ（ゴーグル）の一例を示す概念斜視図である。
【図１０】本発明に係る他の実施形態の一例を示す図であり、狭帯域フィルタを備えた撮像部を有する受光系を含んだ光学検査システムの一例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一実施形態に係る光学検査システムは、被検査物に光を照射する光源と、前記被検査物にて生じる干渉光を受光する受光系とを有する。本実施形態の光学検査システムでは、前記被検査物と前記光源の間には光源からの光のスペクトルを制限する機構が設けられておらず、前記受光系は、その干渉光から、光源より出射される光の波長帯域の範囲内で、光源より出射された光よりも狭いスペクトル幅の光のみを透過する狭帯域フィルタを備える。例えば、光源から被検査物へ光を照射し、被検査物で生じた干渉光、干渉縞などを高コントラストで鮮明に検査可能な光学検査システムを安価な構成で提供することができる。
【００１０】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態は図示の内容を含むが、これのみに限定されるものではない。尚、以後の各図の説明で、既に説明した部位と共通する部分は同一符号を付して重複説明を一部省略する。
【００１１】
図１は本発明の一実施形態に係る光学検査システム１の一例を示す図である。図２は比較例に係る光学検査システムの一例を示す図である。図３は被検査物３による干渉光の一例を説明するため概念図である。
【００１２】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る光学検査システム１は、被検査物３に光を照射する光源１１０と、被検査物３にて生じる干渉光を受光する受光系１５０とを有する。受光系１５０は、狭帯域フィルタ１５１を備える。狭帯域フィルタ１５１は、その干渉光から、光源より出射される光の波長帯域の範囲内で、光源より出射された光よりも狭いスペクトル幅の光のみを透過する。狭帯域フィルタ１５１は受光系１５０に備えられているだけであって光源１１０と被検査物３の間には何らスペクトルを制限する機構（例えば狭帯域フィルタ等）は設けられていない。例えば、光源１１０から出射された光は被検査物３に直接照射される。なお、光源１１０から出射された光はミラーやレンズ等の光学素子を介して被検査物３へ照射されてもよい。
そして、被検査物３からの光が狭帯域フィルタ１５１に入射し、狭帯域フィルタ１５１を透過した光が、例えば、検査者の目１５５等で受光される。狭帯域フィルタ１５１の周囲には遮光隔壁１５６が設けられていてもよい。
【００１３】
光源１１０は、例えば、基板１１２に配置され、光を出射する一つ又は複数の発光素子１１１を有する。発光素子１１１は、例えば、ＬＥＤ（Light emitting diode）発光素子や有機ＥＬ（Organic electro-luminescence）発光素子等である。本実施形態では、発光素子は可視光を出射する。また、本実施形態では、発光素子１１１としてＬＥＤ発光素子（ＬＥＤ素子ともいう）を採用している。その発光素子１１１の光の出射側には、拡散板１１３が設けられている。
【００１４】
拡散板１１３は、発光素子１１１からの光を拡散光に変換し、その拡散光を被検査物３に照射する。一般的な単色のＬＥＤ素子は、出射される光の波長帯域のスペクトル幅（半値全幅）が約２０ｎｍである。
発光素子１１１として面発光型の有機ＥＬ素子を採用した場合、拡散板１１３は設けなくともよい。有機ＥＬ素子から出射される光の波長帯域のスペクトル幅（半値全幅）は、各色ごとに約７０ｎｍ〜１００ｎｍである。また、本実施形態では、光源１１０の発光素子は、中心波長が可視光領域（波長約４２０ｎｍ〜７６０ｎｍ）の白色光源であってもよい。
【００１５】
例えば、図３に示すように、薄膜などの被検査物３（検査対象）に、光を照射すると、薄膜の被検査物３の表面で反射した光と、薄膜の裏面で反射した光とが干渉し、干渉光が狭帯域フィルタ１５１を介して、検査者の目１５５で受光される。
【００１６】
図３に示すように、光の波長をλ、被検査物３として例えば薄膜の屈折率をｎ、空気の屈折率を１、薄膜の厚みをｔ、屈折角をθとすると、干渉光が暗くなる条件は数式（１）により規定される。また、干渉光が明るくなる条件は、数式（２）により規定される。但し、ｍ＝０，１，２，３，・・・である。
【００１７】
２ｎｔ×ｃｏｓθ＝ｍ×λ                  ・・・（１）
２ｎｔ×ｃｏｓθ＝（ｍ＋（１／２））×λ   ・・・（２）
【００１８】
数式（１）、数式（２）により、膜厚が均一でない場合、干渉縞にムラが見えることになり、また、見る角度が変わると干渉縞の間隔や濃淡も変化する。
しかるに、光の波長λが複数あるいは連続的に幅を持って分布する場合、干渉縞の濃淡の間隔がずれ、各々が重なり合うことで干渉縞の濃淡が不明瞭になり、実質的に干渉縞が見えにくくなり、検査に耐えられなくなる。
従来の解決法は狭帯域の単色光を照射することにより、干渉縞を作り出そうとするものであるが、本願発明者らが鋭意検討した結果、複数あるいは連続的に幅を持った波長の光で照射された場合でも干渉光が存在していないわけではなく、単に観測者側で認識されにくくなっているだけであることがわかった。逆に言えば、観測者としての受光系側で必要な波長領域だけを取り出せば、十分に濃淡が明瞭な干渉縞が見えることとなる。
【００１９】
図２に示すように、比較例の単色光源１１０ｚは、例えば、低圧ナトリウムランプを有し、薄膜などの被検査物３（検査対象）に単色光を照射する。低圧ナトリウムランプの場合はそれ自体が狭帯域の単色光を照射するが、他の光源の場合は必要に応じ、狭帯域の単色光になるように調整される。図２の比較例では、被検査物３で生じた干渉光を、狭帯域フィルタを介さずに、直接検査者の目１５５で受光している。
低圧ナトリウムランプは、波長が５８９ｎｍや５８９．６ｎｍの光を出射し、その光の波長帯域のスペクトル幅は約５ｎｍであり、干渉縞のコントラストが高く、明瞭である。
【００２０】
ところで、上述したように、光源１１０として、一般的な単色のＬＥＤ素子を採用した場合、ＬＥＤ素子から出射される光の波長帯域のスペクトル幅が約２０ｎｍであり、狭帯域フィルタを介さずに直接、目１５５で受光した場合、干渉縞のコントラストが低く、明瞭でないことがある。これは上述したとおり、干渉縞が存在していないわけではなくて、複数あるいは幅を持った波長による干渉縞が重なり合って見えにくくなってしまったためと考えられる。
【００２１】
図１に示した、本発明の実施形態では、光源１１０として一般的な単色のＬＥＤ素子を採用した場合であっても、受光系１５０が狭帯域フィルタ１５１を備えているので、この狭帯域フィルタ１５１により、被検査物３にて生じる干渉光から、光源１１０より出射される光の波長帯域の範囲内で、光源１１０より出射された光よりも狭いスペクトル幅の光のみが透過し、例えば、検査者の目１５５で受光される。
この狭帯域フィルタ１５１を透過した光のスペクトル幅は、例えば、１０ｎｍ以下であることが好ましい。光のスペクトル幅が小さくなり、単色に近くなると、目１５５等で受光した場合、干渉縞が明瞭となり、コントラストが高くなる。
【００２２】
図４は光源１１０から出射された光のスペクトル、狭帯域フィルタ１５１のフィルタ特性、受光した光のスペクトルの一例を示す概念図である。
【００２３】
詳細には、図４（ａ）は光源１１０としてＬＥＤ光源から出射された光のスペクトル、狭帯域フィルタ１５１としてバンドパスフィルタの特性、バンドパスフィルタを透過した光のスペクトルの一例を説明するための図である。図４では、横軸は波長［ｎｍ］を示し、縦軸は光源からの光の分光放射照度（任意単位）、フィルタの透過率（％）、及びフィルタを透過した光の分光放射照度（任意単位）を示している。
図４（ａ）に示した例では、ＬＥＤ光源から出射される光の中心波長は５９０ｎｍであり、波長帯域のスペクトル幅が比較的大きい。バンドパスフィルタの中心波長は５９０ｎｍ（光源から出射される光の中心波長と同じ、又は略同じ）とし、半値全幅が約１０ｎｍ以下に規定されている。バンドパスフィルタを透過した光は、波長帯域のバンド幅が約１０ｎｍであり単色光に近くなる。
【００２４】
また、図４（ｂ）に示すように、狭帯域フィルタ１５１としてロングパスフィルタを採用してもよい。図４（ｂ）に示した例では、ロングパスフィルタを透過した光が、波長帯域のバンド幅が約１０ｎｍとなるように、ロングパスフィルタのカットオフ波長が規定されている。カットオフ波長は、光源１１０としてＬＥＤ光源から出射された光の波長帯域内の波長である。
【００２５】
また、図４（ｃ）に示すように、狭帯域フィルタ１５１としてショートパスフィルタを採用してもよい。図４（ｃ）に示した例では、ショートパスフィルタを透過した光が、波長帯域のバンド幅が約１０ｎｍとなるように、ショートパスフィルタのカットオフ波長が規定されている。カットオフ波長は、光源１１０としてＬＥＤ光源から出射された光の波長帯域内の波長である。
【００２６】
すなわち、光源から出射される光の中心波長、光の波長帯域のスペクトル幅などに応じて、狭帯域フィルタ１５１としてのロングパスフィルタやショートパスフィルタのカットオフ波長や、バンドパスフィルタの中心波長、半値全幅、上側カットオフ波長、下側カットオフ波長などが最適に規定されることが好ましい。
【００２７】
図５は本発明に係る光学検査システム１の受光系１５０の一例を示す概念図である。詳細には、図５は狭帯域フィルタ１５１を備えたメガネを有する受光系１５０の一例を示す概念図である。図６はバンドパスフィルタの入射角依存特性の一例を説明するための図である。図６において、横軸に波長［ｎｍ］を示し、縦軸にフィルタの透過率（％）を示し、実線は、板状の狭帯域フィルタの表面に対して入射する光の角度（入射角）が０°の場合を示し、破線は、入射角が１５°の場合を示している。
【００２８】
図５に示した例では、受光系１５０は、検査者の目１５５等の前方に狭帯域フィルタ１５１が配置される。狭帯域フィルタ１５１と目１５５との間の距離ｄと、狭帯域フィルタ１５１のサイズ（縦幅、横幅等のサイズφ）と、視角θｓは、数式（３）の関係がある。例えば、光軸１５０ａｘは、狭帯域フィルタ１５１の中心と目１５５を通るものとする。この視角θｓとは、狭帯域フィルタ１５１の上下又は左右両端と目とを結ぶ２本の直線がつくる角である。本実施形態では、距離ｄは例えば、約３ｍｍ〜１００ｍｍ、好ましくは約３０ｍｍ〜５０ｍｍである。狭帯域フィルタは、サイズφが例えば、直径約１５ｍｍ〜５０ｍｍ、好ましくは約２０ｍｍ〜３５ｍｍの円板である。なお、狭帯域フィルタは、円形に限らず、矩形状など、任意の形状であってもよい。
【００２９】
φ＝２ｄ×ｔａｎ（θｓ／２）        ・・・（３）
【００３０】
図６に示すように、バンドパスフィルタ等の狭帯域フィルタ１５１は、入射角が大きいほど波長がシフトするが、入射角が２０°以上になると、波長シフトの影響が大きくなり、波長シフトを無視できなくなる。
本発明の実施形態では、図５に示す、視角θｓが６０°以下、好ましくは５０°以下、より好ましくは４０°以下となるように、狭帯域フィルタ１５１のサイズ（横幅や縦幅等の長さ）を比較的小さく規定することで、視野が制限される。視野が制限されると人間は対象物を見ようとする時に眼球を動かすのではなく頭を振って確認しようとする。その結果、目と狭帯域フィルタと対象物（この場合は被検査物）が略正対する配置となり、結果、波長シフトの影響を低減することができ、高精度に光学検査を行うことができる。図５に示す例では、視角θｓは入射角の２倍に相当する。
比較例として、例えば、光源側に狭帯域フィルタを設ける場合、大きいサイズの狭帯域フィルタを配置することを要し、製造コストが高くなる。
【００３１】
次に、本願発明者は、実際に本発明に係る光学検査システムと、比較例の光学検査装置を作製して実験し、本発明による効果を確認した。
詳細には、本発明に係る光学検査システムの光源１１０として、中心波長５９０ｎｍのＬＥＤ発光素子を採用した（中心波長５８９ｎｍのＮａランプに近いもの）。また、８１個のＬＥＤ発光素子を基板上に格子状に配置し（縦９個×横９個）、ＬＥＤ発光素子の光出射側約１０ｃｍの位置に拡散板１１３を配置した。
本発明に係る光学検査システムの受光系１５０として、メガネ（ゴーグル）に、スペクトル幅１０ｎｍのバンドパスフィルタ（狭帯域フィルタ１５１）を設けた。検査者の目の位置にカメラ（撮像部）を配置し、撮像した。
【００３２】
また、被検査物３（試験サンプル）として、干渉縞実験でよく用いられる、くさび型空気層を作製した。詳細には、一対のガラス板を準備し、ガラス板の一方の端に薄い紙等を挟むことにより、一対のガラス板の間にくさび型空気層を作製した。
【００３３】
光源から光が出射された場合、光が一方のガラス板に入射し、その一方のガラス板の裏面とくさび型空気層の境界で反射する反射光と、反射せずにそのままくさび型空気層を透過して、他方のガラス板の表面で反射して、一方のガラス板を透過して出射される反射光とが干渉し、受光系でその干渉光が受光される。
【００３４】
また、実験では、比較例として、光源が低圧Ｎａ（ナトリウム）ランプ照射器を準備し、狭帯域フィルタを介さずに受光した。
また、他の比較例として、黄色のＬＥＤ発光単体を準備し、狭帯域フィルタを介さずに受光した。
【００３５】
図７（ａ）は、本発明に係る光学検査システムの受光系のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を介して撮像した干渉縞の一例を示す図である。図７（ｂ）は比較例のＬＥＤ発光素子単体（バンドパスフィルタなし）での干渉縞の一例を示す図である。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
実際に実験を行い、図７（ａ）、図７（ｂ）、表１に示す結果となった。二重丸マークは干渉縞が明瞭に見えたことを示し、丸マークは干渉縞が少し明瞭に見えたことを示し、三角マークは干渉縞が見え難かったことを示し、×マークは干渉縞が見えなかったことを示している。
【００３８】
詳細には、比較例（従来技術）として、光源である低圧ナトリウムランプ単体から単色光を出射し、バンドパスフィルタを設けない受光系で受光した場合、被検査物（試験サンプル）のくさび型空気層のギャップ厚が３μｍ、５μｍ、１０μｍの場合、干渉縞を明瞭に見ることができた。
【００３９】
また、他の比較例として、光源であるＬＥＤ発光素子単体から光を出射し、バンドパスフィルタを設けない受光系で受光した場合、被検査物（試験サンプル）のくさび型空気層のギャップ厚が３μｍ、５μｍ、１０μｍそれぞれで干渉縞が見え難く、具体的には、ギャップ厚が大きくなるほど干渉縞が見え難かった（図７（ｂ）参照）。
【００４０】
一方、本発明に係る光学検査システムにおいて、狭帯域フィルタ（バンドパスフィルタ）を介して受光した場合、くさび型空気層のギャップ厚が３μｍ、５μｍ、１０μｍそれぞれで干渉縞の縞模様が、比較例の低圧Ｎａランプと略同程度に明瞭に見えた。
【００４１】
また、バンドパスフィルタは高価であるが、本発明に係る光学検査システムでは、比較的小さいサイズのバンドパスフィルタを受光系に設けたので、安価に受光系を実現することができ、また、結果として視角制限がかかり、バンドパスフィルタを例えばガラス板等の基材に所定の蒸着材料を蒸着する方法にて作製する場合、入射角依存性を気にしなくて良い。
【００４２】
図８は、被検査物としてのガラス板（屈折率ｎ＝約１．５）へ光を照射したときのｓ偏光及びｐ偏光の入射角と、ガラスの反射率の関係を示す図である。
被検査物としてのガラス板（屈折率ｎ＝約１．５）へ光を照射した場合、ガラス表面での反射は、図８に示すように、偏光状態が変化する。
例えば、干渉縞は、被検査物としてのガラス板の表面の反射光と、下面の反射光の干渉により生じるため、約４５〜８０°の反射角の場合、偏光制限によりコントラストが高まる可能性がある。
本発明の一実施形態に係る光学検査システムでは、受光系１５０は、狭帯域フィルタ１５１と被検査物３との間に直線偏光フィルタ１５２を備えていてもよい。また、直線偏光フィルタ１５２は、偏光角が調整可能に設けられていることが好ましい。
例えば、ガラス板などの被検査物の表面で反射光は、偏光状態が変化するが、本発明の一実施形態では、直線偏光フィルタ１５２の偏光角を調整することにより、例えば、偏光フィルタを透過するｓ偏光とｐ偏光の混合割合を最適にすることにより、コントラストが大きくなり、高精度に光学検査を行うことができる。例えば、受光される干渉縞のコントラストが大きくなるように、検査者が直線偏光フィルタ１５２の偏光角を調整する。なお、受光系は、コンピュータ（１５９）が撮像部により得られた画像（干渉縞の画像）に基づいて、干渉縞のコントラストが大きくなるように、直線偏光フィルタ１５２の偏光角を調整する調整手段を有していてもよい。
【００４３】
図９は本発明の一実施形態に係る受光系１５０のメガネ（ゴーグル）の一例を示す概念斜視図である。
受光系１５０は、例えば、図９に示すように、狭帯域フィルタ１５１を備えたメガネ（ゴーグル）であってもよい。この狭帯域フィルタ１５１を有するメガネ（ゴーグル等）は、例えば、検査者に装着される。
検査者は、このメガネ（ゴーグル等）を装着して、狭帯域フィルタ１５１を介して、被検査物からの干渉光や干渉縞を見ることで、干渉光や干渉縞のコントラストが高くなり、高精度に光学検査を行うことができる。
【００４４】
図９に示した受光系１５０としてのメガネ（ゴーグル）は、２つの貫通孔部（不図示）が設けられた固定本体部１５４を有し、この固定本体部の貫通孔部の前面側に、筒形状の可動部１５３が設けられている。
可動部１５３の可動本体部１５３ａの前面側には、円板形状の狭帯域フィルタ１５１が設けられ、その狭帯域フィルタ１５１の前面側に直線偏光フィルタ１５２（偏光板）が設けられている。狭帯域フィルタ１５１、直線偏光フィルタ１５２は、筒形状のフィルタ保持部１５３ｂにより保持されている。直線偏光フィルタ１５２は、筒形状のフィルタ保持部１５３ｂにより、偏光角が調整可能に保持されている。また、可動部１５３の前面側において、狭帯域フィルタ１５１、直線偏光フィルタ１５２が配置されている部分以外に遮光部１５３ｃが設けられている。
なお、直線偏光フィルタ１５２は、必要に応じて着脱可能に設けられていてもよい。
【００４５】
また、可動部１５３の可動本体部１５３ａは、ヒンジ１５４ｈにより、メガネの固定本体部１５４に上方に９０°〜１８０°回動可能に設けられている。つまり、図９に示すメガネ（ゴーグル）は、検査時に、狭帯域フィルタ１５１を介して受光することができ、非検査時に、可動部１５３を上方に移動して開状態とし、狭帯域フィルタ１５１を介さずに、直接、検査対象物等を容易に見ることができる。
【００４６】
また、図９に示すメガネ（ゴーグル）は、遮光隔壁１５６を備えることが好ましい。例えば、検査者が、本発明に係るメガネ（ゴーグルなど）を装着して、被検査物の検査を行う時、狭帯域フィルタ１５１以外から、光が検査者の目に入射しないように、メガネ（ゴーグル等）に遮光隔壁１５６を設けることにより、不要な光が検査者の目に入射することを防止することができ、高精度に光学検査を行うことができる。
また、検査者がメガネ（ゴーグル）を装着した場合に、メガネ（ゴーグル）を固定するためのベルト１５７（ゴム等の弾性部材）が設けられていることが好ましい。図９に示す例では、遮光隔壁１５６にベルト１５７の両端部が接続されている。ベルト１５７を設けたことにより、検査時にメガネ（ゴーグル）がずれ落ちることない。また、検査者は、検査時に両手を自由に使用することができる。
【００４７】
図１０は本発明の他の実施形態に係る受光系１５０の観察媒体を目１５５から撮像部１５８に置き換えた一例を示す概念図である。図１０に示した例では、受光系１５０は、撮像部１５８を有し、撮像部１５８の前方に狭帯域フィルタ１５１が配置される。図１０に示した例では、受光系１５０は、狭帯域フィルタ１５１と、狭帯域フィルタ１５１を透過した光を受光する撮像部１５８と、撮像部１５８で得られた画像に基づいて、被検査物３を検査する処理を行う検査処理部１５９を有する。検査処理部１５９は、コンピュータや制御部（制御装置）などにより構成されている。また、検査処理部１５９（コンピュータ等）は、光源１１０から出力される光の強度や発光のタイミング、発光の位置や、被検査物への照射角度等を制御し、それらの光源の制御と、撮像部１５８で得られた画像に基づいて、高精度に光学検査を行うように構成されていてもよい。
【００４８】
以上、説明したように、本発明の一実施形態に係る光学検査システム１は、被検査物３に光を照射する光源１１０と、被検査物３にて生じる干渉光を受光する受光系１５０とを有する。被検査物３と光源１１０の間には光源１１０から出射された光のスペクトルを制限する機構（狭帯域フィルタ等）が設けられていない。例えば、光源１１０から出射された光は直接被検査物３へ照射される。なお、光源１１０から出射された光は、鏡やレンズ等の光学素子を介して被検査物３へ照射されてもよい。
受光系１５０は、被検査物３にて生じる干渉光から、光源１１０より出射される光の波長帯域の範囲内で、光源１１０より出射された光よりも狭いスペクトル幅の光のみを透過する狭帯域フィルタ１５１を備える。例えば、受光系１５０は、被検査物３により生じた干渉光や干渉縞等を受光する。なお、検査対象物からの干渉光は、反射光、または透過光であってもよい。
すなわち、受光系１５０は上記狭帯域フィルタ１５１を有しているので、受光系１５０で受光した干渉光の干渉縞などが明瞭であり、高いコントラストである。つまり、簡単な構成で、容易に高精度に光学検査を行うことが可能な光学検査システムを提供することができる。
詳細には、本発明に係る光学検査システムでは、光源側でスペクトルを狭帯化するのではなく、又は光源がスペクトル幅の狭い光を出射するのではなく、光源１１０が広いスペクトル幅の光を出射して被検査物に照射し、被検査物３からの光を狭帯域フィルタ１５１を介して受光することで、例えば狭帯域フィルタ１５１がない場合には埋もれていた所定波長帯域の干渉縞を、狭帯域フィルタ１５１を設けることにより抽出することで、コントラストが高く、明瞭な干渉縞を受光ことができる。つまり、簡単な構成で、安価な光学検査システムを実現することができる。
【００４９】
また、本発明の一実施形態に係る光学検査システム１の光源１１０は、基板に配置され、光を出射する一つ又は複数の発光素子１１１を有し、その発光素子１１１からの光を拡散光に変換し、その拡散光を被検査物３に照射する拡散板１１３を備える。
すなわち、例えば、発光素子１１１として、複数のＬＥＤ発光素子（ＬＥＤ素子）などを、基板１１２に格子状、直線状、同心円状など規定の位置に配置した場合、その発光素子１１１から出射した光を拡散する拡散板１１３を発光素子の出射側に設けることにより、光源１１０が面光源となり、受光系１５０で明瞭で、コントラストの高い干渉縞を受光することができる。
【００５０】
また、本発明の一実施形態に係る光学検査システム１の発光素子１１１としては、例えば、ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子などを採用することができる。
本発明では、受光系１５０が狭帯域フィルタ１５１を有しているので、例えば、スペクトル幅が小さい単色の低圧ナトリウムランプ等（単色光源）を用いることなく、それよりもスペクトル幅が大きい、安価なＬＥＤ素子や有機ＥＬ素子を光源として採用することができる。
なお、光源として、所定のサイズの面発光する有機ＥＬ素子を採用した場合、光源は、拡散板１１３を備えなくともよい。
【００５１】
また、本発明の一実施形態に係る光学検査システム１の狭帯域フィルタ１５１は、バンドパスフィルタ、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタの何れか又はその２以上の組み合わせである。狭帯域フィルタ１５１を透過する光のスペクトル幅は狭い方が干渉縞としては明確となり有利であるが、スペクトル幅が狭すぎると暗くなってかえって見えにくくなるので、狭帯域フィルタ１５１を透過する光は、ある程度のスペクトル幅が必要である。具体的には、例えば、狭帯域フィルタ１５１を透過した光のスペクトル幅が１５ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以下４ｎｍ以上、より好ましくは８ｎｍ以下５ｎｍ以上、さらに好ましくは６ｎｍ以下５ｎｍ以上となるように規定されていることが好ましい。
すなわち、例えば、図４に示したように、ＬＥＤ素子からのスペクトル（ＬＥＤスペクトル）に対して、図４に示したフィルタ特性を有するバンドパスフィルタ、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ（狭帯域フィルタ１５１）等を受光系１５０が採用することで、狭帯域のスペクトルの光を受光することができ、干渉縞が明瞭で、コントラストが高く、高精度に光学検査を行うことができる。
つまり、狭帯域フィルタ１５１は、両側制限（幅を持つもの）のバンドパスフィルタや、片側制限のダイクロイックフィルタ（ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ等）でもよい。ただし、この場合、単色性を有することが必要となり、狭帯域フィルタを透過した光のスペクトル幅が１０ｎｍ以下となるようにする。
また、片側制限のフィルタ（ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ等）のほうが、バンドパスフィルタと比較して安価であるので、安価な受光系、安価な光学検査システムを提供することができる。
【００５２】
また、狭帯域フィルタ１５１は、透過する光のスペクトルの半値全幅が１０ｎｍ以下のフィルタ特性を有するバンドパスフィルタを有する場合、バンドパスフィルタの中心波長は、光源１１０から出射される光のスペクトルの中心波長と同じ、又は略同じであることが好ましい。また、それらの中心波長のズレは約５ｎｍ以下であることが好ましい。
【００５３】
また、本発明の一実施形態に係る光学検査システム１の受光系１５０の狭帯域フィルタは、視角が６０°以下となるサイズ（横幅や縦幅等の長さ）に規定されていることが好ましい。例えば、メガネ（ゴーグル等）を検査者が装着した場合に、狭帯域フィルタ１５１の視角が６０°以下となるように、狭帯域フィルタ１５１のサイズ（横幅や縦幅等の長さ）が規定されていることが好ましい。
すなわち、バンドパスフィルタ等の狭帯域フィルタ１５１は、視角が６０°以下、好ましくは５０°以下、より好ましくは４０°以下となるように、狭帯域フィルタ１５１のサイズ（横幅や縦幅等の長さ）を比較的小さく規定することで、波長シフトの影響を低減することができ、高精度に光学検査を行うことができる。また、比較的小さいサイズの狭帯域フィルタ１５１を受光系１５０に設けることで、安価に受光系１５０を実現することができる。
比較例として、例えば、光源側に狭帯域フィルタを設ける場合、大きいサイズの狭帯域フィルタを配置することを要し、製造コストが高くなる。
【００５４】
また、本発明の実施形態に係る光学検査システム１の受光系１５０は、狭帯域フィルタ１５１を透過した光を受光する撮像部１５８と、撮像部１５８で得られた画像に基づいて、被検査物３を検査する処理を行う検査処理部１５９（コンピュータ、制御部など）とを有する。
すなわち、被検査物からの干渉光や干渉縞を、高いコントラストで鮮明に撮像部１５８で受光することで、得られた画像により検査処理部１５９が高精度に光学検査を行うことができる。
【００５５】
また、受光系１５０として、狭帯域フィルタ１５１及び撮像部１５８を採用した場合、狭帯域フィルタ１５１以外から、光が撮像部１５８に入射しないように遮光隔壁を設けてもよく、この遮光隔壁を設けることにより、不要な光が撮像部１５８に入射することを防止することができ、検査処理部１５９が高精度に光学検査を行うことができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
また、上述の各図で示した実施形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの記載内容を組み合わせることが可能である。
また、各図の記載内容はそれぞれ独立した実施形態になり得るものであり、本発明の実施形態は各図を組み合わせた一つの実施形態に限定されるものではない。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、光学検査システムは、干渉縞検査を行うが、この形態に限られるものではなく、例えば、光源からの光を被検査物に照射して、被検査物からの干渉光に基づいて、例えば、被検査物としての膜の膜厚測定、フィルムを基板に貼付した際に生じる気泡の検査、被検査物として基板表面に粉塵等が付着した際の粉塵検査、異物検査、指紋検査などを行ってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…光学検査システム
３…被検査物（検査対象物）
１１０…光源
１１１…発光素子（ＬＥＤ素子、有機ＥＬ素子等）
１１３…拡散板（拡散部）
１５０…受光系
１５１…狭帯域フィルタ（バンドパスフィルタ、ロングパスフィルタ、ショートパスフィルタ等）
１５２…直線偏光フィルタ（偏光板）
１５３…可動部
１５３ａ…可動本体部
１５３ｂ…フィルタ保持部
１５４…固定本体部
１５４ｈ…ヒンジ
１５６…遮光隔壁
１５８…撮像部
１５９…検査処理部（制御部、コンピュータ等）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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