(57)【要約】【課題】検査対象を好適に照明できかつ容易に製造できる照明部を有する欠陥検査装置等を提供する。【解決手段】光源１１１からの拡散光Ｌ２から、ハニカム構造を有するルーバ１１２により平行光Ｌ３が抽出され、当該平行光Ｌ３はフレネルレンズ１１３でラインセンサカメラ１２０に集光される。検査対象Ｔは、ラインセンサカメラ１２０に集光される集光光Ｌ４により照明されるので、好適に照明される。具体的には、平行光Ｌ３により、欠陥の方向によって撮像画像における写り方が異なる等の不都合が解消される。さらに、仮にフレネルレンズ１１３が無いとすると、本来撮像したい撮像範囲の境界付近領域を透過した平行光Ｌ３がラインセンサカメラ１２０に入射することができず、撮像画像において、境界付近領域が暗くなってしまう不都合が生じるが、フレネルレンズ１１３で平行光Ｌ３を集光するので、このような不都合を防止できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象を照明する照明部と、
前記照明部により照明された前記検査対象を撮像するカメラと、
前記カメラにより撮像された前記検査対象の撮像画像に基づいて前記検査対象の欠陥の有無を検査する検査部と、を備え、
前記照明部は、
前記検査対象を照明するための光を出射する光源と、
中心軸が平行な複数の貫通孔であって、前記光源から出射された前記光のうち、前記中心軸方向に進む第１の光を通過させ、前記中心軸方向とは異なる方向に進む第２の光の通過を制限する複数の貫通孔を有するルーバと、
前記複数の貫通孔を通過した前記第１の光を前記カメラに集光させる集光レンズと、
を備える、
欠陥検査装置。
【請求項２】
前記カメラは、左右方向に延びたライン状の領域を撮像するラインセンサカメラであり、
前記集光レンズは、フレネルレンズであり、
前記ラインセンサカメラは、前記検査対象における前記フレネルレンズの中心から出射される光により照明される領域に対してずれた前記ライン状の領域を撮像する、
請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記カメラは、左右方向に延びたライン状の領域を撮像するラインセンサカメラであり、
前記集光レンズは、フレネルレンズであり、
前記ライン状の領域の左右方向の中心は、前記フレネルレンズの中心を通る光軸と前記左右方向において一致している、
請求項１又は２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記フレネルレンズは、前記ルーバの上面に配置され、
前記照明部は、前記ルーバの上面に、前記フレネルレンズにより覆われない前記貫通孔を塞ぐとともに、前記フレネルレンズの前後方向への移動を規制する遮光部材を備える、
請求項２又は３に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記集光レンズと前記カメラとを備える複数のユニットを備え、
前記複数のユニットは、第１の列に配置された複数の第１のユニットと、前記第１列と平行な第２の列に配置された複数の第２のユニットとを備え、
前記複数の第１のユニットそれぞれと前記複数の第２のユニットそれぞれとは、互い違いに配置されている、
請求項１から４のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の欠陥検査装置を製造する製造方法であって、
前記検査対象に応じて前記ルーバの前記中心軸方向の長さを設定する、
欠陥検査装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査装置、及び、欠陥検査装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、検査対象をカメラにより撮像した撮像画像に基づいて当該検査対象の欠陥の有無を検査する欠陥検査装置が知られている。このような欠陥検査装置は、一般に、検査対象を照明する照明部を有する。例えば、特許文献１に記載された欠陥検査装置は、光源（光源１１）と、当該光源から出射された光のうち、中心軸方向に進む第１の光を通過させ、中心軸方向とは異なる方向に進む第２の光の通過を制限する複数の貫通孔を有し、第１の光をカメラに集光させるために湾曲した形状に形成されたルーバ（ハニカム構造体１７ａ）と、を備える照明部（投光手段１０）を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６０３９１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１が開示する欠陥検査装置の照明部は、第１の光をカメラに集光できるため検査対象を好適に照明できる。しかしながら、当該照明部を実際に製造するのは容易でない。例えば、当該ルーバは、湾曲しているために中心軸方向が異なる複数の貫通孔を備えるが、このような複数の貫通孔を備えるルーバは形状が複雑であり、容易に製造できない。さらに、当該ルーバの湾曲曲率をどのような値にするかの計算も煩雑であるとともに、計算通りの曲率でルーバを製造することも容易でない。さらに、ルーバの複数の貫通孔それぞれに好適に照明用の光を入射させるため、各貫通孔の中心軸と各貫通孔に入射される光の光軸とが合うように光源を形成する必要もあるが、このような光源を形成することも容易でない。
【０００５】
この発明は、検査対象を好適に照明できかつ容易に製造できる照明部を有する欠陥検査装置、及び、検査対象を好適に照明できかつ容易に製造できる照明部を有する欠陥検査装置の製造方法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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る欠陥検査装置は、
検査対象（検査対象Ｔ）を照明する照明部（例えば、照明装置１１０）と、
前記照明部により照明された前記検査対象を撮像するカメラ（例えば、ラインセンサカメラ１２０）と、
前記カメラにより撮像された前記検査対象の撮像画像に基づいて前記検査対象の欠陥の有無を検査する検査部（例えば、コンピュータ１３０）と、を備え、
前記照明部は、
前記検査対象を照明するための光を出射する光源（例えば、光源１１１）と、
中心軸（例えば、中心軸１１２Ｂ）が平行な複数の貫通孔（例えば、貫通孔１１２Ａ）であって、前記光源から出射された前記光のうち、前記中心軸方向に進む第１の光を通過させ、前記中心軸方向とは異なる方向に進む第２の光の通過を制限する複数の貫通孔を有するルーバ（例えば、ルーバ１１２）と、
前記複数の貫通孔を通過した前記第１の光を前記カメラに集光させる集光レンズ（例えば、フレネルレンズ１１３）と、
を備える。
【０００７】
上記構成によれば、検査対象を好適に照明できる照明部を容易に製造できる。
【０００８】
前記カメラは、左右方向に延びたライン状の領域を撮像するラインセンサカメラであり、
前記集光レンズは、フレネルレンズであり、
前記ラインセンサカメラは、前記検査対象における前記フレネルレンズの中心から出射される光により照明される領域に対してずれた前記ライン状の領域を撮像する、
ようにしてもよい。
【０００９】
上記構成によれば、欠陥の有無の検査に好適な撮像画像を得ることができる。
【００１０】
前記カメラは、左右方向に延びたライン状の領域を撮像するラインセンサカメラであり、
前記集光レンズは、フレネルレンズであり、
前記ライン状の領域の左右方向の中心は、前記フレネルレンズの中心を通る光軸と前記左右方向において一致している、
ようにしてもよい。
【００１１】
上記構成によれば、欠陥の有無の検査に好適な撮像画像を得ることができる。
【００１２】
前記フレネルレンズは、前記ルーバの上面に配置され、
前記照明部は、前記ルーバの上面に、前記フレネルレンズにより覆われない前記貫通孔を塞ぐとともに、前記フレネルレンズの前後方向への移動を規制する遮光部材を備える、
ようにしてもよい。
【００１３】
上記構成によれば、余計な光を遮光しつつ、フレネルレンズの前後方向への移動を規制できる。
【００１４】
なお、上記「左右方向」は、上記「ライン状の領域」が延びている方向であればよく、水平方向の他、天地方向等であってもよい。上記「上」や「前後方向」は、「左右方向」に対する方向であればよい。
【００１５】
上記欠陥検査装置は、
前記集光レンズと前記カメラとを備える複数のユニットを備え、
前記複数のユニットは、第１の列に配置された複数の第１のユニットと、前記第１列と平行な第２の列に配置された複数の第２のユニットとを備え、
前記複数の第１のユニットそれぞれと前記複数の第２のユニットそれぞれとは、互い違いに配置されている（例えば、図８、図９参照）、
ようにしてもよい。
【００１６】
上記構成によれば、検査対象が大きなものであっても、欠陥の有無の検査に好適な撮像画像を得ることができる。
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係る欠陥検査装置の製造方法は、
上記欠陥検査装置を製造する製造方法であって、
前記検査対象に応じて前記ルーバの前記中心軸方向の長さを設定する（例えば、変形例９）。
【００１８】
これにより、検査対象を好適に照明できかつ容易に製造できる照明部を有し、好適な検査を行える欠陥検査装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、検査対象を好適に照明できかつ容易に製造できる照明部を有する欠陥検査装置、及び、検査対象を好適に照明できかつ容易に製造できる照明部を有する欠陥検査装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る欠陥検査装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の照明装置及びラインセンサカメラの構成を示す模式的に示す図である。
【図３】図２のルーバの模式的な平面図（上方から見た図）である。
【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】ルーバの貫通孔内を通る光の様子を示す図である。
【図６】集光光と、ラインセンサカメラの撮像範囲と、検査対象において集光光により照明された領域と、当該領域のうち撮像範囲により区画された領域との関係を示す図である。
【図７】フレネルレンズとラインセンサカメラとの組み合わせを複数設けた場合の構成を示す模式的に示す図である。
【図８】フレネルレンズとラインセンサカメラとの組み合わせを複数設けた場合の模式的な平面図である。
【図９】複数のラインセンサカメラの各撮像範囲の位置を説明するための平面図である。
【図１０】ルーバ上面にフレネルレンズとともに遮光部材を配置した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態に係る欠陥検査装置１００について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、同じもの、同等のもの、対応するものについて、同じ符号を付す。また、図において、同じ符号を付すべき部材等が複数ある場合、その一部のみに符号を付している。
【００２２】
（欠陥検査装置１００の構成）
欠陥検査装置１００は、図１に示すように、照明装置１１０と、ラインセンサカメラ１２０と、コンピュータ１３０と、を備える。欠陥検査装置１００は、合成樹脂性の透明フィルムの製造ラインに配置され、当該透明フィルムに欠陥があるかを検査する。当該製造ラインでは、形成された透明フィルムが順次ロール状に巻かれていく（図１のロールＲ参照）。欠陥検査装置１００は、ロール状に巻かれる前の透明フィルムを検査対象Ｔとして、当該検査対象Ｔに欠陥があるかを検査する。欠陥としては、例えば、検査対象Ｔについたキズ及び打痕と、検査対象Ｔに付着した埃と、が挙げられる。
【００２３】
照明装置１１０は、検査対象Ｔを下から照明する。照明装置１１０の詳細は後述するが、照明装置１１０は、上方から見た場合に左右方向（図１では紙面を貫く方向）に長尺な形状の照明光により、検査対象Ｔを照明する。
【００２４】
ラインセンサカメラ１２０は、左右方向に延びた帯状（ライン状）の領域を撮像するカメラである。ラインセンサカメラ１２０は、検査対象Ｔよりも上方に配置されている。詳細については後述するが、ラインセンサカメラ１２０は、検査対象Ｔのうち、照明装置１１０により下から照明された左右方向に長尺な照明領域のうち、前後方向中央よりも前方部分（詳細は後述）を上方から撮像する。
【００２５】
コンピュータ１３０は、表示部１３１と、操作部１３２と、記憶部１３３と、制御部１３４と、を備える。
【００２６】
表示部１３１は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイなどからなり、操作画面などを表示する。
【００２７】
操作部１３２は、キーボードなどからなり、ユーザからの操作を受け付ける。当該操作には、例えば、欠陥検査に必要な各種パラメータを入力する操作が含まれる。
【００２８】
記憶部１３３は、ハードディスク、フラッシュメモリなどの１以上の不揮発性記憶装置を含んで構成される。記憶部１３３は、制御部１３４が処理を実行するときに使用される各種プログラム、各種データを記憶する。また、記憶部１３３は、制御部１３４の後述のプロセッサのメインメモリとなるＲＡＭ（Random Access Memory）も有する。
【００２９】
制御部１３４は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等の１以上のプロセッサを含んで構成されている。制御部１３４は、照明装置１１０及びラインセンサカメラ１２０を制御する。前記のプロセッサは、記憶部１３３に記憶されたプログラムに従って、検査対象Ｔの欠陥を検査する欠陥検査処理（詳しくは後述）を行う。ＲＡＭ等のメインメモリの機能は、前記プロセッサに内蔵させてもよい。
【００３０】
（照明装置１１０及びラインセンサカメラ１２０）
図２に示すように、照明装置１１０は、光源１１１と、ルーバ１１２と、フレネルレンズ１１３と、を備える。光源１１１と、ルーバ１１２と、フレネルレンズ１１３と、は、光漏れがないよう、図示しない所定の筐体に収容される。
【００３１】
光源１１１は、左右方向に並んだ複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）１１１Ａと、当該ＬＥＤ１１１Ａを制御部１３４の制御のもとで駆動する回路基板１１１Ｂと、複数のＬＥＤ１１１Ａの上方に配置された拡散板１１１Ｃと、を有する。拡散板１１１Ｃは、ＬＥＤ１１１Ａが出射した光Ｌ１を拡散する。従って、光源１１１は、全体として拡散光Ｌ２を出射する。
【００３２】
ルーバ１１２は、図３〜図４に示すように、正六角柱形状の複数の貫通孔１１２Ａ（各貫通孔１１２Ａは同形状）が隙間の無いように配置されたハニカム構造を有する。各貫通孔１１２Ａの中心軸１１２Ｂ（断面の正六角形の中心が通る軸）は上下方向に平行に伸びており、ルーバ１１２は、全体として、左右方向に長尺な直方体の形状である（各貫通孔１１２Ａは、上下方向において同じ位置に配置されている）。ルーバ１１２は、黒色に形成されている。このため、各貫通孔１１２Ａの内壁は黒色である。拡散板１１１Ｃにより拡散された拡散光Ｌ２は、ルーバ１１２の各貫通孔１１２Ａに入射する。
【００３３】
ここで、各貫通孔１１２Ａに入射した拡散光Ｌ２の様子を、図５を参照して説明する。貫通孔１１２Ａに入射した光（拡散光Ｌ２）のうち、中心軸１１２Ｂの方向に進む第１の光Ｌ１０は、貫通孔１１２Ａを通過する。一方で、貫通孔１１２Ａに入射した光のうち、中心軸１１２Ｂの方向以外の方向に進む第２の光Ｌ１１は、貫通孔１１２Ａの黒色の内壁に当たって吸収される。このような現象は、各貫通孔１１２Ａで同じである。従って、ルーバ１１２の各貫通孔１１２Ａは、第１の光Ｌ１０を通過させ、第２の光Ｌ１１の通過を制限する。貫通孔１１２Ａそれぞれから出射される各第１の光Ｌ１０は、全体として平行光Ｌ３を構成している。つまり、ルーバ１１２は、拡散板１１１Ｃから出射された拡散光Ｌ２から、平行光Ｌ３を抽出して出射する。当該平行光Ｌ３は、上方に出射される。
【００３４】
フレネルレンズ１１３は、円形のフレネルレンズを、ルーバ１１２の上面の形状に合わせた左右方向に長尺な形状（例えば、長方形。短辺が円弧状の長方形等であってもよい。）にカットすることにより形成されている。図２では、ルーバ１１２とフレネルレンズ１１３とが離れているが、実際には、フレネルレンズ１１３は、ルーバ１１２の上面に載せられ、固定される。フレネルレンズ１１３は、同心円状の円又は円弧状の複数の凸部を有し、複数の凸部によりルーバ１１２からの平行光Ｌ３を屈折させ、当該平行光Ｌ３をラインセンサカメラ１２０に集光するように設計されている。この集光される光を集光光Ｌ４とする。フレネルレンズ１１３から出射され、ラインセンサカメラ１２０に集光される集光光Ｌ４は、途中で検査対象Ｔを透過する。これにより、検査対象Ｔが照明される。
【００３５】
ラインセンサカメラ１２０は、左右方向に一列に並んだ複数のフォトダイオードを有する各種のイメージセンサ（撮像素子）１２１と、当該イメージセンサ１２１の下方に配置され、検査対象Ｔに焦点を合わせる撮像レンズ１２２と、を有する。イメージセンサ１２１としては、ＣＣＤ（Charged-coupled devices）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）イメージセンサなどが挙げられる。イメージセンサ１２１の光軸と、撮像レンズ１２２の光軸とは一致している。イメージセンサ１２１及び撮像レンズ１２２の光軸は、集光光Ｌ４の光軸Ｃ１（フレネルレンズ１１３の中心を通る軸）よりも後方に位置している。このような配置により、イメージセンサ１２１は、撮像レンズ１２２を介して、集光光Ｌ４の一部の光であって、検査対象Ｔのうち光軸Ｃ１よりも前方の領域を透過した光を受光する。従って、ラインセンサカメラ１２０は、イメージセンサ１２１による前記の受光により、検査対象Ｔにおける集光光Ｌ４により照明された照明領域のうち、光軸Ｃ１よりも前方の領域を撮像する。ラインセンサカメラ１２０は、撮像により得られた撮像画像を制御部１３４に出力する。
【００３６】
（集光光Ｌ４と、ラインセンサカメラ１２０の撮像範囲Ｈとの関係）
ここで、集光光Ｌ４と、ラインセンサカメラ１２０により撮像される撮像範囲Ｈとの関係を、図６を参照して説明する。
【００３７】
光源１１１は、左右方向に並んだ複数のＬＥＤ１１１Ａにより、上方から見た場合に左右方向に長尺な帯状（長方形状）の光を出射する。ルーバ１１２も左右方向に長尺であり、ルーバ１１２から出射される平行光Ｌ３も、上方から見た場合に左右方向に長尺な帯状の光である。このため、図６に示すように、上下方向における検査対象Ｔの位置の集光光Ｌ４も、上方から見た場合に左右方向に長尺な帯形状である。
【００３８】
ラインセンサカメラ１２０により撮像される撮像範囲Ｈは、図６に示すように、左右方向に延びたライン状（左右方向に長尺な細い帯状）の領域であり、検査対象Ｔを左右方向において全て収めている。ここで、フレネルレンズ１１３は、中心から出射する光（つまり、光軸Ｃ１上の光）の輝度が、他の部分から出射される光の輝度よりも極端に高いという光学特性を有する。このため、この実施の形態では、輝度の高い部分が撮像画像に写り込まないように、ラインセンサカメラ１２０により撮像される撮像範囲Ｈが、光軸Ｃ１よりも前方の領域、つまり、フレネルレンズ１１３の中心から出射される光により照明される領域に対して前方に外れた領域に設定されている。なお、撮像範囲Ｈの左右方向中心は、左右方向において、光軸Ｃ１の位置と一致している。
【００３９】
ラインセンサカメラ１２０により撮像される撮像画像には、検査対象Ｔにおける集光光Ｌ４に照明される領域（つまり、集光光Ｌ４が透過する領域）Ｒ１のうち、撮像範囲Ｈで区画された領域Ｒ２が写る。領域Ｒ２は、撮像範囲Ｈで区画されているので、フレネルレンズ１１３の中心から出射される光により照明される領域に対して前方に外れている。領域Ｒ２は、検査対象Ｔの左辺及び右辺を含むので、撮像画像には、検査対象Ｔの左右方向全体が写る。
【００４０】
上記撮像範囲Ｈの設定は、例えば、ラインセンサカメラ１２０の位置を調整することにより行う。例えば、まず、イメージセンサ１２１及び撮像レンズ１２２の光軸（撮像範囲Ｈの中心）と、光軸Ｃ１（フレネルレンズ１１３の中心）と、を合わせる。その後、ラインセンサカメラ１２０で撮像した撮像画像を確認しながら、周囲よりも高い輝度を有する領域が撮像画像から外れるように、ラインセンサカメラ１２０を後方に移動させる。ラインセンサカメラ１２０の撮像画像から前記領域が外れた位置、又は、ラインセンサカメラ１２０の振動等を考慮してさらに所定距離外した位置を、ラインセンサカメラ１２０の撮像位置とし、その位置で、ラインセンサカメラ１２０を固定する。これにより、ラインセンサカメラ１２０は、検査対象Ｔのうち、フレネルレンズ１１３の中心から出射される光により照明される領域を避けたライン状の領域を撮像することができる。
【００４１】
（欠陥検査処理）
制御部１３４（プロセッサ）は、上記欠陥検査処理として以下の処理を行う。
【００４２】
制御部１３４は、照明装置１１０を制御し、常時点灯させる。さらに、制御部１３４は、ラインセンサカメラ１２０を制御する。ラインセンサカメラ１２０は、制御部１３４による制御のもとで、照明装置１１０により照明され、かつ、前方に移動する検査対象Ｔを連続的に撮像する。ラインセンサカメラ１２０は、１回の撮像毎に得られる撮像画像（領域Ｒ２が写ったライン状の画像）を順次制御部１３４に供給する。
【００４３】
制御部１３４は、ラインセンサカメラ１２０から順次供給される複数枚分の撮像画像を合成し、一枚の画像（以下、合成画像ともいう）を生成する。制御部１３４は、当該合成画像に基づき、当該合成画像に写った検査対象Ｔに欠陥が有るか否かの検査（詳細は後述）を行う。その後、前記複数枚分の撮像画像のうち、最も古く供給（撮像）された撮像画像を除き、新たに供給（撮像）された撮像画像を加えた複数枚分の撮像画像を組み合わせ、一枚の合成画像を生成し、当該合成画像に基づき、当該合成画像に写った検査対象Ｔに欠陥が有るか否かの検査を行う。以降、一枚の合成画像の生成、生成した合成画像に基づく前記検査を繰り返す。これにより、前方に移動していく検査対象Ｔに対して、連続的に欠陥の有無の検査を行うことができる。
【００４４】
検査対象Ｔに欠陥が有る場合、当該欠陥は集光光Ｌ４を散乱又は反射させるので、欠陥が無い部分（集光光Ｌ４を透過する部分）よりも暗く写る。そこで、制御部１３４は、合成画像に写った検査対象Ｔに欠陥が有るか否かの検査を、例えば以下のように行う。制御部１３４は、合成画像に対して所定の閾値による２値化処理を施し、当該撮像画像における明るい画素を「白」、暗い画素を「黒」とした２値化画像を生成する。制御部１３４は、２値化画像に対してラベリング処理を行い、「黒」の画素が集まった塊の領域を特定する。制御部１３４は、特定した前記塊の領域の画素数が所定の閾値以上であれば、当該塊の領域が、欠陥が写った領域であるとして、欠陥有りの判定を行う。
【００４５】
制御部１３４は、欠陥の有りと判定した場合には、その旨を、表示部１３１などを介してユーザに報知する。
【００４６】
（本実施の形態の効果の説明）
この実施の形態では、光源１１１からの拡散光Ｌ２から、ハニカム構造を有するルーバ１１２により平行光Ｌ３が抽出され、当該平行光Ｌ３はフレネルレンズ１１３でラインセンサカメラ１２０に集光される。検査対象Ｔは、ラインセンサカメラ１２０に集光される集光光Ｌ４により照明されるので、好適に照明される。具体的には、平行光Ｌ３により、欠陥の方向によって撮像画像における写り方が異なる等の不都合が解消される。さらに、仮にフレネルレンズ１１３が無いとすると、本来撮像したい撮像範囲Ｈの境界付近領域を透過した平行光Ｌ３がラインセンサカメラ１２０に入射することができず、撮像画像において、前記境界付近領域が暗くなってしまう不都合が生じるが、集光光Ｌ４により、このような不都合を防止できる。
【００４７】
また、この実施の形態では、ルーバ１１２の構造としてハニカム構造を採用し、平行光Ｌ３の集光をフレネルレンズ１１３で行う。ハニカム構造のルーバ１１２は、比較的容易に製造（設計を含む。以下同じ）できる。例えば、ルーバ１１２は、金型などで容易に製造できる。また、フレネルレンズ１１３は、従来から知られており、容易に製造できることは知られている。従って、この実施の形態の照明装置１１０は、検査対象Ｔを好適に照明でき、かつ、容易に製造できる。
【００４８】
上記特許文献１のルーバは、湾曲しているために中心軸方向が異なる複数の貫通孔を備えるが、このような複数の貫通孔を備えるルーバは形状が複雑であり、容易に製造できない。例えば、金型等では当該ルーバを製造できない。さらに、当該ルーバの湾曲曲率をどのような値にするかの計算も煩雑であるとともに、計算通りの曲率でルーバを製造することも容易でない。さらに、ルーバの複数の貫通孔それぞれに好適に照明用の光を入射させるため、各貫通孔の中心軸と各貫通孔に入射される光の光軸とが合うように光源を形成する必要もあるが、このような光源を形成することも容易でない。ルーバ１１２は、直方体形状で各貫通孔１１２Ａが同形状で中心軸１１２Ｂが平行であるので、上記特許文献１のような湾曲構造を取っておらず、上記の不都合が無く、金型等で容易に製造できる。
【００４９】
フレネルレンズ１１３は、平行光Ｌ３を好適に集光できるが、上述のように、その中心から出射される光（つまり、光軸Ｃ１を通る光）の輝度が、他の部分から出射される光の輝度よりも極端に高い光学特性を有する。そこで、この実施の形態では、ラインセンサカメラ１２０の撮像範囲Ｈが、光軸Ｃ１が通る位置を避けた範囲に設定されている（図６）。つまり、ラインセンサカメラ１２０は、フレネルレンズ１１３の中心から出射された光により照明される領域に対して外れたライン状の領域を撮像する。従って、ラインセンサカメラ１２０は、輝度が極端に高い部分を撮像することなく、好適な撮像画像を得ることができる。このことは、好適に欠陥の有無の検査に繋がる。
【００５０】
また、この実施の形態では、ラインセンサカメラ１２０の撮像範囲Ｈの左右方向中心が、左右方向における光軸Ｃ１の位置と一致するように、ラインセンサカメラ１２０が設けられている。これにより、ラインセンサカメラ１２０による撮像は、光学的に好適な条件で行われる。例えば、左右方向において暗い部分が発生してしまい輝度ムラが生じてしまうような不都合の発生を防止できる。従って、欠陥の有無の検査に好適な撮像撮像が得られる。
【００５１】
（変形例）
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態に対して種々の変形（構成要素の削除を含む。）が可能である。以下、変形例について説明するが、各変形例の少なくとも一部同士を組み合わせてもよい。
【００５２】
（変形例１）
光源１１１は、例えば、拡散板と蛍光管との組み合わせ、又は、導光部材と各種ランプ（ハロゲンランプ、キセノンランプ等）との組み合わせであってもよい。
【００５３】
（変形例２）
ルーバ１１２の構造は、ハニカム構造に限らず、貫通孔１１２Ａの形状を、例えば、四角柱、三角柱、又は、円柱に変更した構造であってもよい。各貫通孔１１２Ａは、平行光Ｌ３を抽出するため、前後方向に複数配置し、左右方向に複数配置するマトリクス状（ハニカム構造もこの一例）に配置されるとよい。また、ルーバ１１２は、異なる形状の貫通孔１１２Ａを有する複数の構造体を上下方向に重ねたものであってもよい。
【００５４】
（変形例３）
フレネルレンズ１１３の代わりに他の集光レンズ（例えば、非球面レンズ）等を採用してもよい。また、フレネルレンズ１１３をカットせずに円形のまま用いてもよい。なお、集光レンズを用いずに、撮像レンズ１２２としてテレセントリックレンズを用いることも可能である。しかしながら、集光レンズの代わりにテレセントリックレンズを用いると、撮像レンズ１２２が大型化し、コストが増大してしまう。このような観点からも、集光レンズを用いた方がよい。
【００５５】
（変形例４）
ラインセンサカメラ１２０は、フレネルレンズ１１３の中心から出射された光により照明される領域（上記実施形態では、光軸Ｃ１が通る位置）を避けた範囲で検査対象Ｔを撮像できればよい。従って、撮像範囲Ｈは、光軸Ｃ１よりも後方に位置してもよい。この場合、上記撮像範囲Ｈの設定において、ラインセンサカメラ１２０を前方に移動させる。なお、撮像レンズ１２２の光軸と光軸Ｃ１とを一致させたまま、イメージセンサ１２１の光軸をずらして、撮像範囲Ｈを設定してもよい。
【００５６】
（変形例５）
検査対象Ｔが大きい場合、ラインセンサカメラ１２０を複数設けてもよい。この場合、例えば、図７及び図８に示すように、複数のラインセンサカメラ１２０分の左右方向の長さを有する光源１１１及びルーバ１１２を用意し、その上に、複数のフレネルレンズ１１３を左右方向に並べ、その上方に複数のラインセンサカメラ１２０を各フレネルレンズと一対一に対応するように並べる。フレネルレンズ１１３は、ルーバ１１２の上面上に配置される。ここで、１つのフレネルレンズ１１３とラインセンサカメラ１２０とからなる組をユニットＵともいう。前記構成により、ユニットＵは、左右方向に配列される。さらに、当該複数のユニットＵ、光源１１１及びルーバ１１２を複数列（ここでは、２列）、前後方向に並べる。複数列に配列されたユニットＵは、図８に示すように、左右方向において互い違いに配置されるとよい。１列目のユニットＵの撮像範囲Ｈと２列目のユニットＵの撮像範囲Ｈとが左右方向において重複するよう、ユニットＵを配置してもよいし（図９（Ａ））、１列目のユニットＵの撮像範囲Ｈの端部の位置と、２列目のユニットＵの撮像範囲Ｈの位置とが、左右方向において一致するよう、ユニットＵを配置してもよい（図９（Ｂ））。前者の場合、ユニットＵの配置が容易である。一方、後者の場合、容易に合成画像を生成できる。当該変形例５によれば、検査対象Ｔを余すことなく全体的に撮像でき、欠陥検査に好適な合成画像を得ることができる。なお、ラインセンサカメラ１２０それぞれに対して照明装置１１０を別々に用意してもよい（ルーバ１１２等を共用しなくてもよい）。
【００５７】
（変形例６）
図１０に示すように、照明装置１１０は、ルーバ１１２の上面のうち、フレネルレンズ１１３よりも前方及び後方の貫通孔１１２Ａ（フレネルレンズ１１３により覆われない貫通孔１１２Ａ）を遮光する遮光部材１１７Ａ及び１１７Ｂを備えてもよい。遮光部材１１７Ａ及び１１７Ｂは、図１０では、一部切り欠いて描かれているが略同形状である。遮光部材１１７Ａ及び１１７Ｂは、左右方向に長尺な板状の長方形状であり、ルーバ１１２の上面上に配置されるフレネルレンズ１１３に接する位置に配置される。これにより、ルーバ１１２の余計な箇所からの光を遮光しつつ、フレネルレンズ１１３の前後方向への移動を規制することができる。また、フレネルレンズ１１３の左右方向への移動を可能とすることで、ラインセンサカメラ１２０とフレネルレンズ１１３との左右方向における相対位置をフレネルレンズ１１３の左右への移動により調整できる。具体的には、フレネルレンズ１１３を移動させることで、ラインセンサカメラ１２０の撮像範囲Ｈの左右方向中央を、左右方向における光軸Ｃ１の位置と一致させることができる。なお、ルーバ１１２から出射される光であって、フレネルレンズ１１３から外れた位置から出射される光は、上方に直進し、ラインセンサカメラ１２０に入射されないので、上記のような遮光は無くてもよいが、後述のようにルーバ１１２の上下方向の長さが短い場合には、ルーバ１１２から光の指向性が悪くなるので、遮光はあった方がよい。なお、このような構成は、上記実施の形態のように、フレネルレンズ１１３及びラインセンサカメラ１２０が１つのときにも適用できる。
【００５８】
（変形例７）
検査対象Ｔは、透明フィルムに限らず、ガラス基板、回路パターン、ウェハ等、他のものであってもよい。検査対象Ｔは、照明装置１１０からの照明光を反射し、ラインセンサカメラ１２０は、反射光を受光して検査対象Ｔを撮像してもよい。検出対象の欠陥も、キズ等に限らず、種々のものを対象にできる。欠陥の例としては、ピンホール、異物、パターン不良、スジ状のキズなどが挙げられる。欠陥検査装置１００は、例えば、各種製造ラインに配置され、上流で製造された製品を順次検査していくものなどであればよい。
【００５９】
（変形例８）
ルーバ１１２は、光学的に理想的な場合には平行光Ｌ３のみを出射し他の光はカットする（当該他の光の通過をすべて制限（つまり禁止）する）が、実際には平行光Ｌ３以外の光も出射する。これは、中心軸１１２Ｂに沿って進む光ではないが、貫通孔１１２Ａの内壁に当たらず、貫通孔１１２Ａを通過してしまう光（意図しない光）があるからである。当該意図しない光の量は、貫通孔１１２Ａを同形状とした場合、ルーバ１１２の厚み（上下方向の長さ）に依存する。従って、ルーバ１１２から出射される光の指向性（理想的の場合には、平行光のみとなる）は、ルーバ１１２の厚みに依存する。ルーバ１１２の厚みを厚くする方が、ルーバ１１２から出射される光の指向性は良い（但し、出射される光の全光量は少ない）。検査対象Ｔに元々凹凸等がある場合、ルーバ１１２から出射される光の指向性が良いと（つまり、平行光に近いと）、撮像画像において凹凸がしっかり写ってしまうことで欠陥と凹凸との区別がつきにくくなり、欠陥をうまく検出できない場合がある。このような場合、ルーバ１１２から出射される光の指向性を悪くすると、撮像画像において凹凸を目立たなくして欠陥を検出しやすくなる場合がある。また、検査対象Ｔが平坦の場合には、ルーバ１１２から出射される光の指向性をよくするとよい。光の指向性を良くすることで、欠陥とその他の部分とのコントラストを大きくすることができ、欠陥を検出精度を良くしたり、欠陥の誤検出を防止したりすることができる。このように、欠陥検査装置１００を製造する際、検査対象Ｔがどのようなものであるかに応じて、ルーバ１１２の厚みを調整するとよい。
【００６０】
（変形例９）
ラインセンサカメラ１２０の撮像範囲Ｈの中心をフレネルレンズ１１３の中心に合わせてもよい。この場合には、中心を透過する光の光量を低下させるフィルタ（例えば、アポダイジングフィルタ）をラインセンサカメラ１２０とフレネルレンズ１１３との間に配置するとよい。
【００６１】
（変形例１０）
ラインセンサカメラ１２０の代わりに他のカメラを採用してもよい。例えば、エリアセンサカメラを採用してもよい。カメラの種類に応じて、照明装置１１０を構成する各部品の形状等を変更することが好ましい。
【符号の説明】
【００６２】
１００    欠陥検査装置
１１０    照明装置
１１１    光源
１１１Ａ  ＬＥＤ
１１１Ｃ  拡散板
１１２    ルーバ
１１２Ａ  貫通孔
１１２Ｂ  中心軸
１１３    フレネルレンズ
１１７Ａ  遮光部材
１１７Ｂ  遮光部材
１２０    ラインセンサカメラ
１２１    イメージセンサ
１２２    撮像レンズ
１３０    コンピュータ
Ｌ１      ＬＥＤが出射した光
Ｌ２      拡散光
Ｌ３      平行光
Ｌ４      集光光
Ｌ１０    第１の光
Ｌ１１    第２の光
Ｈ        撮像範囲
Ｃ１      光軸
Ｔ        検査対象
Ｒ１      検査対象における集光光に照明される領域
Ｒ２      領域Ｒ１のうち、撮像範囲Ｈで区画された領域
Ｕ        ユニット
【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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