(57)【要約】【課題】光線に指向性を与えることで、多くの光量が要求されるライン状撮像体に対し十分な光量を供給して微細欠陥の検出力の向上も図れるライン状照射体および該ライン状照射体を含む被検査基板外観検査用撮像ユニットの提供。【解決手段】正反射側照射灯３２と暗視野側照射灯３３として用いられるライン状照射体１１と、正反射側照射灯３２と暗視野側照射灯３３との間に配置されるライン状撮像体３５とで構成され、正反射側照射灯３２は、射出口２７を搬送方向での下流側から被検査基板Ｐの検査位置Ｓに向けて、暗視野側照射灯３３は、射出口２７を被検査基板搬送方向での上流側から被検査基板Ｐの検査位置Ｓに向けてそれぞれ配置され、ライン状撮像体３５は、搬送方向と直交する垂直軸Ｌから上流側に向けて１５度程度後傾させた位置で受光できるようにその撮像面３５ａを位置させて配置した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側管部と他側管部とからなる蛍光管と、これら一側管部と他側管部とが縦列方向に配列された前記蛍光管をその深さ方向に収容配置した際にその全体を隠蔽する深さを有し、かつ、該蛍光管が発する光線に指向性を与えて外部に照射する射出口を下端面に備えるカバーとで構成され、
該カバーの内側面には、拡散反射材としての超微細発泡反射板を配設したことを特徴とするライン状照射体。
【請求項２】
正反射側照射灯と暗視野側照射灯として用いられる請求項１に記載のライン状照射体と、これら正反射側照射灯と暗視野側照射灯との間に配置されるライン状撮像体とで構成され、
前記正反射側照射灯は、前記射出口を被検査基板搬送方向での下流側から被検査基板の検査位置に向けて、前記暗視野側照射灯は、前記射出口を被検査基板搬送方向での上流側から前記被検査基板の検査位置に向けてそれぞれが配置され、
前記ライン状撮像体は、前記被検査基板の検査位置にあってその搬送方向と直交する垂直軸から上流側に向けて１５度程度後傾させた位置で受光できるようにその撮像面を位置させて配置したことを特徴とする被検査基板外観検査用撮像ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査基板のキズ、汚れ、異物等の欠陥の有無をライン撮像体を用いて外観検査する際に必要なライン状照射体および該ライン状照射体を含む被検査基板外観検査用撮像ユニットに関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板からなる被検査基板の外観上の適否を検査する外観検査手法には、人間が目視確認する検査手法のほか、例えば下記特許文献１に開示されている「プリント基板の穴充填部欠陥検査システム」などのような被検査基板外観検査用撮像ユニットを用いる検査手法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１２４３０６号公報
【０００４】
このうち、上記特許文献１に開示されている被検査基板外観検査用撮像ユニットによる検査手法は、スルーホールに充填材料が充填されたプリント基板を被検査基板とし、該被検査基板の穴充填部に形成される凹部の深さを高精度に検出して、欠陥の有無を高精度に判定できるようにしようとするものである。
【０００５】
この場合、搬送手段を介して検査位置を通過するように搬送される被検査基板は、前記検査位置にてライン状照射体からのライン状の照射光を受け、その反射光をライン状撮像体によりライン状に撮像した上で欠陥の有無が判定されることになる。
【０００６】
図６は、上記特許文献１を含めてプリント基板を被検査基板として外観検査する際に通常用いられる被検査基板外観検査用撮像ユニットの一例を示す説明図である。
【０００７】
同図によれば、図示しない搬送手段を介して被検査基板Ｐが一定速度で搬送される途上位置に設定されている検査位置Ｓの上方位置には、ライン状照射体２である正反射側照射灯３および暗視野側照射灯４と、被検査基板Ｐの搬送方向と直交する垂直軸Ｌから下流側に向けて２０度後傾させた位置で受光できるようにその撮像面８ａを位置させたラインスキャンカメラからなるライン状撮像体８とで構成された被検査基板外観検査用撮像ユニット１が固定配置されている。
【０００８】
この場合に用いられる正反射側照射灯３と暗視野側照射灯４とについては、安価であることから２本の直管タイプの蛍光管を横列方向に組み込んだものが従来から用いられてきている。しかし、最近では、直管２本を使用するよりも管間距離を密にして、被検査対象物に対する照射密度を高くすることができる図７に示すようなＵラインやツイン管と称されているＵ字形蛍光管６を横列方向に配置するパターンが多く採用されるようになってきている。
【０００９】
すなわち、正反射側照射灯３と暗視野側照射灯４とのそれぞれは、図６に示されているように、深さが比較的浅い断面コ字形を呈して反射板としても機能するアルミニウム板などからなるカバー５と、該カバー５の幅方向を列方向として一側折返し管部６ａと他側折返し管部６ｂとが横列配置されるＵ字形蛍光管６とで形成されているものが多く用いられるようになってきている。
【００１０】
また、カラーラインスキャンカメラなどからなるライン状撮像体８は、正反射側照射灯３からの光線の反射光により被検査基板Ｐ上の欠陥を陰影として捕らえることができるほか、被検査基板Ｐの凹凸面に対し正反射側照射灯３から光線を照射した際に発生する陰影の影響を暗視野側照射灯４で軽減するとともに、正射光線のみによっては捕らえられない欠陥を散乱光として検出することもできるようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、図６に示すライン状照射体２を用いる場合には、図８に示されているようにカバー５の内側面５ａに光線Ｒが反射され、これが拡散光となって被検査基板Ｐ側に到達してさらに反射され、その反射光がライン状撮像体８の撮像面８ａの受光領域のほか、それ以外の領域にも幅広く照射される結果、撮像面８ａへの照射効率が悪くなるという不都合があった。
【００１２】
特に、ライン状撮像体８としてカラーラインスキャンカメラを用いる場合には、カラーフィルタが付加されている分だけモノクロタイプに比べて感度が落ちて光量不足となることから、スキャンレートを遅くすることでこれに対処しようとすればタクトタイムの増大を招き、感度を上げるとノイズが増加して検査に不具合を生じるなどの問題があった。
【００１３】
また、このような問題に対しては、カバー５の内側反射面の反射率を大きくすることで、被検査基板Ｐに対する照度をある程度までは上げることができるものの、例えば金属表面の鏡面反射による場合にはＵ字形蛍光管６の後面からの光が管面に邪魔されて効率を上げることができないという問題があった。
【００１４】
さらに、Ｕ字形蛍光管６を用いる場合には、これから生じる拡散光によりパッド部の研磨筋等の微細欠陥を消すことができるので、それだけ虚報（エラー）を減らすことができる効果があるものの、逆に微細欠陥を検出するためには指向性の強い光源が必要になるという要請には効果的に対処することができないデメリットもあった。
【００１５】
本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、従来は撮像に寄与させることなく無駄に拡散させていた光線に指向性を与えて有効に活用することで、ライン状撮像体がより多くの光量を要求されるものであっても十分な光量を供給できるほか、微細欠陥に対する検出力も向上させることができるライン状照射体および該ライン状照射体を含む被検査基板外観検査用撮像ユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明は、一側管部と他側管部とからなる蛍光管と、これら一側管部と他側管部とが縦列方向に配列された前記蛍光管をその深さ方向に収容配置した際にその全体を隠蔽する深さを有し、かつ、該蛍光管が発する光線に指向性を与えて外部に照射する射出口を下端面に備えるカバーとで構成され、該カバーの内側面には、拡散反射材としての超微細発泡反射板を配設したことを最も主要な特徴とする。
【００１７】
また、第２の発明は、正反射側照射灯と暗視野側照射灯として用いられる第１の発明に係るライン状照射体と、これら正反射側照射灯と暗視野側照射灯との間に配置されるライン状撮像体とで構成され、前記正反射側照射灯は、前記射出口を被検査基板搬送方向での下流側から被検査基板の検査位置に向けて、前記暗視野側照射灯は、前記射出口を被検査基板搬送方向での上流側から前記被検査基板の検査位置に向けてそれぞれが配置され、前記ライン状撮像体は、前記被検査基板の検査位置にあってその搬送方向と直交する垂直軸から上流側に向けて１５度程度後傾させた位置で受光できるようにその撮像面を位置させて配置したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
第１の発明によれば、蛍光管が発する光線を減衰量を極端に少なくしてあらゆる方向に拡散反射させることができるので、蛍光管の背面側や側面側が発する光線であっても超微細発泡反射板との間で拡散反射を繰り返させながらカバーの射出口へと効率よく導くことができる光源を安価に提供することができる。
【００１９】
しかも、カバーは、一側管部と他側管部とを縦列の配列にした蛍光管をその深さ方向に配置することができる内部空間を備えているので、その射出口も狭幅にすることができることから、蛍光管が発する光線が射出口から照射される際に指向性を付与してやることができる。
【００２０】
第２の発明によれば、第１の発明に係るライン状照射体が正反射側照射灯と暗視野側照射灯として用いられているので、正反射側照射灯側からの光線も被検査基板の搬送方向に対し射出口を狭くすることで指向性が付与されるため、被検査基板の搬送方向と直交する垂直軸と正反射側照射灯との間の角度を小さくした状態のもとで被検査基板の凸部に照射できることから、虚報の要因となる凸部の陰影をそれだけ小さくすることができる。
【００２１】
このため、ライン状撮像体は、その配置位置も被検査基板の検査位置に対し被検査基板の搬送方向との直交する垂直軸から上流側に向けて１５度程度後傾させた位置で、被検査基板で反射された正反射側照射灯からの光線を照射効率を高めて撮像面で受光することができることになり、虚報の要因となる凸部の陰影を小さくして撮像することができるほか、ユニット全体の配置関係もそれだけコンパクト化することができることになる。
【００２２】
しかも、暗視野側照射灯側からの光線は、被検査基板の凸部に対し正反射側照射灯から光線を照射した際に発生する陰影の影響を軽減するとともに、正反射側照射灯側からの光線Ｒのみによっては捕らえられない欠陥をライン状撮像体が散乱光として検出することもできることになる。
【００２３】
また、ライン状撮像体については、光量不足を来すことなくスキャンレートを高めながらタクトタイムの減少を図ることができるほか、ノイズを少なくして撮像することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１の発明による場合の光線の拡散反射状況の一例を模式的に示す説明図。
【図２】第２の発明の構成例を搬送途上にある検査位置に到達した被検査基板との関係で示す説明図。
【図３】本発明のライン状照射体と図６に示すライン状照射体とを用いた場合の照射状況例を各別に示す説明図であり、そのうちの（ａ）は本発明による照射状況を、（ｂ）は図６に示すライン状照射体の照射状況をそれぞれ示す。
【図４】超微細発泡光反射板（古河電工製品「ＭＣＰＥＴ」）と金属鏡面系反射板とを拡散反射材として用いた場合の全反射率を比較して示すグラフ図。
【図５】超微細発泡光反射板（古河電工製品「ＭＣＰＥＴ」）と金属鏡面系反射板とを拡散反射材として用いた場合の拡散反射率を比較して示すグラフ図。
【図６】従来からある被検査基板外観検査用撮像ユニットの構成例を示す説明図。
【図７】通常に使用されているＵ字形蛍光管の形状例を示す説明図。
【図８】図６に示されているライン状照射体における光線の拡散反射状況を模式的に示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明のうち、第１の発明であるライン状照射体の一例についての断面構造を示す説明図であり、ライン状照射体１１は、図７に示されているように一側管部１２ａと他側管部１２ｂとで略Ｕ字形を呈してなる蛍光管１２と、これら一側管部１２ａと他側管部１２ｂとが縦列方向に配列された蛍光管１２をその深さ方向に収容配置した際にその全体を隠蔽する深さを有し、かつ、該Ｕ字形蛍光管１２が発する光線Ｒに指向性を与えて外部に照射する射出口２７を下端面に備えるカバー２２とで構成されている。なお、本発明における蛍光管１２としては、図７に示されているような略Ｕ字形を呈して一体に形成された蛍光管１２のほか、独立した２本の直線状の蛍光管を所望に応じて用いることもできる。
【００２６】
この場合、適宜の金属材や合成樹脂材からなるカバー２２は、収容される蛍光管１２の管長さ方向を長辺側とし、該蛍光管１２にあって縦列配置される一側管部１２ａまたは他側管部１２ｂの管径方向を短辺側とする略長方形を呈する天板部２３と、該天板部２３の各長辺側から垂設された左側板部２４および右側板部２５と、天板部２３の各短辺側から垂設された前側板部および後側板部（図示省略）とで、その下端面に射出口２７を備える内部空間２６を有して形成されている。
【００２７】
この場合、カバー２２の内部空間２６の深さの程度は、左側板部２４および右側板部２５と前側板部および後側板部との縦方向での寸法により規定される。
【００２８】
これを具体的に説明すれば、左側板部２４、右側板部２５、前側板部および後側板部の縦寸は、一側折返し管部１２ａと他側折返し管部１２ｂとを縦列方向に配列させた状態で蛍光管１２を収容した際に、該蛍光管１２の全体を内部空間２６内に確実に、かつ、余裕をもって隠蔽することができる程度の適宜長さ、例えば図７に示すように折り返された一側管部１２ａと他側管部１２ｂとが縦列となっている蛍光管１２の縦寸ａの例えば略１．８倍程度の長さとなっている。
【００２９】
また、カバー２２の内部空間２６の横幅、つまり図１における射出口２７の左右方向での横幅は、一側管部１２ａまたは他側管部１２ｂの外径の例えば略１．９倍程度の長さとなっている。
【００３０】
つまり、カバー２２は、内部空間２６の深さ（縦寸）が深く、かつ、射出口２７が一側管部１２ａまたは他側管部１２ｂの外径の１．５〜２倍程度の狭幅となって形成することができることから、蛍光管１２が発する光線Ｒが射出口２７から照射される際に指向性を付与することができることになる。
【００３１】
しかも、カバー２２の内側面２８には、例えば古河電工製品「ＭＣＰＥＴ」などのような超微細発泡反射板２９を拡散反射材として貼着するなどして固着配置されているので、蛍光管１２が発する光線Ｒをあらゆる方向に減衰量を極端に少なくして拡散反射させることができる。
【００３２】
このため、カバー２２の射出口２７には、蛍光管１２の背面側や側面側が発する光線Ｒであっても超微細発泡反射板２９との間で拡散反射を繰り返させながら効率よく導いてやることができることになる。
【００３３】
図２は、第１の発明である図１に示すライン状照射体１１を組み込んで構成される第２の発明の一例を示す説明図であり、被検査基板外観検査用撮像ユニット３１の全体は、正反射側照射灯３２と暗視野側照射灯３３として用いられるライン状照射体１１と、これら正反射側照射灯３２と暗視野側照射灯３３との間の上方位置に配置されるカラーラインスキャンカメラやモノクロラインスキャンカメラからなるライン状撮像体３５とで構成されている。
【００３４】
この場合、正反射側照射灯３２は、その射出口２７を被検査基板搬送方向での下流側から被検査基板Ｐの検査位置Ｓに向けて、暗視野側照射灯３３は、その射出口２７を被検査基板搬送方向での上流側から前記被検査基板Ｐの検査位置Ｓに向けて、それぞれが被検査基板Ｐの上方に配置されている。
【００３５】
図３は、図１に示すライン状照射体１１を正反射側照射灯３２として用いた場合と、従来からある図６に示すライン状照射体２を正反射側照射灯３として用いた場合とにおける光線Ｒの照射状況を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は図１の正反射側照射灯３２の照射状況を、（ｂ）は図６の正反射側照射灯３の照射状況をそれぞれ示す。同図によれば、図１に示す正反射側照射灯３２を用いる場合には、照射される光線Ｒに指向性を与えることができることにより、被検査基板Ｐの搬送方向と直交する垂直軸Ｌと正反射側照射灯３２との間の角度を小さくすることができるので、被検査基板Ｐに凸部Ｔがあっても、該凸部Ｔの陰影ｔが小さくなるようにして検査位置を照射することができる。これに対し、図６に示す正反射側照射灯３を用いる場合には、カバー５が大きく、照射される光線Ｒが拡散光となることにより、被検査基板Ｐの搬送方向と直交する垂直軸Ｌと正反射側照射灯３との間の角度を小さく配置できないために照射される光線Ｒが拡散光となることから、被検査基板Ｐに凸部Ｔがあった場合に該凸部Ｔの陰影ｔが大きくなった状態のもとで検査位置を照射することになる。
【００３６】
したっがって、ライン状撮像体３５は、図３（ａ）からも明らかなように、被検査基板Ｐの検査位置Ｓに対し被検査基板Ｐの搬送方向と直交する垂直軸Ｌから上流側に向けて例えば１５度程度後傾させた位置で、被検査基板Ｐで反射された正反射側照射灯３２や暗視野側照射灯３３からの光線Ｒを受光できるようにその撮像面３５ａを対向させて配置することができることになる。
【００３７】
次に、図１ないし図５を参酌しながら本発明の作用効果を説明すれば、正反射側照射灯３２や暗視野側照射灯３３として用いられるライン状照射体１１は、蛍光管１２が発する光線Ｒを減衰量を極端に少なくしてあらゆる方向に拡散反射させることができるので、蛍光管１２の背面側や側面側が発する光線Ｒであっても超微細発泡反射板２９との間で拡散反射を繰り返させながらカバー２２の射出口２７へと効率よく導いてやることができる。
【００３８】
すなわち、超微細発泡光反射板（古河電工製品「ＭＣＰＥＴ」）２９を拡散反射材として用いる場合には、図４および図５からも明らかなように可視光領域における全反射率が９９％で、拡散反射率が９５％であることから、従来から用いられている金属鏡面系反射板に比較して蛍光管１２が発する光線Ｒを減衰量を極端に少なくしてあらゆる方向に拡散反射させることができることが判明する。
【００３９】
しかも、カバー２２は、一側管部１２ａと他側管部１２ｂとを縦列に配列にした蛍光管１２をその深さ方向に配置することができる内部空間２６を備えているので、その射出口２７も極端に狭幅にすることができることから、蛍光管１２が発する光線Ｒが射出口２７から照射される際に指向性を付与してやることもできる。
【００４０】
つまり、ライン状照射体１１を用いる場合には、図６に示すライン状照射体２に比較して約２．５倍の光量を射出口２７から照射することができることになる。
【００４１】
また、上記したライン状照射体１１を含んで構成される被検査基板外観検査用撮像ユニット３１によれば、図１に示すライン状照射体１１が図２に示されているように正反射側照射灯３２と暗視野側照射灯３３として用いられているので、搬送途上にある被検査基板Ｐの検査位置Ｓに対する指向性を高め、かつ、従来例に比較して約２．５倍の光量のもとで光線Ｒをそれぞれの射出口２７から照射することができる。
【００４２】
また、正反射側照射灯３２と暗視野側照射灯３３とは、それぞれの射出口２７を被検査基板Ｐの搬送方向に対し狭くした状態のもとで向けることができるので、正反射側照射灯３２側からの光線Ｒも、図３（ａ）に示すように被検査基板Ｐの凸部Ｔに対しその斜め上方から照射された際に、指向性が高いために垂直軸Ｌ側により接近した状態で入射されることになり、虚報の要因となる凸部Ｔの陰影ｔも図３（ｂ）の従来例に比較して減少させてやることができる。
【００４３】
このように正反射側照射灯３２および暗視野側照射灯３３にライン状照射体１１を用いたことにより、ライン状撮像体３５は、その配置位置に余裕ができ、図２に示されているように被検査基板Ｐの検査位置Ｓに対し被検査基板Ｐの搬送方向と直交する垂直軸Ｌから上流側に向けて例えば１５度後傾させた位置で、被検査基板Ｐで反射された正反射側照射灯３２からの光線Ｒを撮像面３５ａで受光することができるので、図３（ａ）に示されているように虚報の要因となる凸部Ｔの陰影ｔを小さくして撮像することができることになる。
【００４４】
しかも、暗視野側照射灯３３側からの光線Ｒは、被検査基板Ｐの凸部Ｔに対し正反射側照射灯３から光線Ｒを照射した際に発生する陰影ｔの影響を軽減するとともに、正反射側照射灯３２側からの光線Ｒのみによっては捕らえられない欠陥をライン状撮像体３５が散乱光として検出することもできることになる。
【００４５】
また、正反射側照射灯３２側からの光線Ｒは、カバー２２の内側面２８に固着配置されている超微細発泡反射板２６と、内部空間２６の深さおよび射出口２７の具体的形状とにより、指向性が付与された高い光量のもとでその射出口２７から照射される結果、被検査基板Ｐで反射した反射光がライン状撮像体３５の撮像面３５ａに照射効率を高めて到達させることができる。
【００４６】
したがって、ライン状撮像体３５については、モノクロラインスキャンカメラを用いる場合のみならず、カラーラインスキャンカメラを用いる場合であっても、光量不足を来すことなくスキャンレートを高めながらタクトタイムの減少を図ることができるほか、ノイズを少なくして撮像することもできることになる。
【００４７】
以上は、本発明を図示例に基づいて説明したものであり、その具体的な構成例はこれに限定されるものではない。例えば、カバー２２は、図示例では断面が略コ字径を呈するものが用いられているが、一側管部１２ａと他側管部１２ｂとを縦列に配列させた蛍光管１２が隠蔽される深さを有し、かつ、該蛍光管１２が発する光線Ｒに指向性を与えて外部に照射する射出口２７を下端面に備えているものでさえあれば、その具体的な形状は所望に応じて適宜設計変更することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１１  ライン状照射体
１２  蛍光管
１２ａ  一側管部
１２ｂ  他側管部
２２  カバー
２３  天板部
２４  左側板部
２５  右側板部
２６  内部空間
２７  射出口
２８  内側面
２９  超微細発泡反射板
３１  被検査基板外観検査用撮像ユニット
３２  正反射側照射灯
３３  暗視野側照射灯
３５  ライン状撮像体
３５ａ  撮像面
Ｌ  垂直軸
Ｐ  被検査基板
Ｒ  光線
Ｓ  検査位置
Ｔ  凸部
ｔ  陰影
【図１】
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【図２】
2011112423.tif 000004
【図３】
2011112423.tif 000005
【図４】
2011112423.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011112423.tif 000008
【図７】
2011112423.tif 000009
【図８】
2011112423.tif 000010