(57)【要約】  照明部３５から射出された後に基板１０で正反射されて傾斜カメラ３２へ向かう光の進行経路Ｐにおいて、基板１０の入射側に入射側偏光板３７が配されるとともに、基板１０の反射側に反射側偏光板３８が配される。入射側偏光板３７および反射側偏光板３８はそれぞれ、２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させるものであるとともに、互いに異なる偏光成分を選択的に通過させる。基板１０で正反射された正反射光は、入射光と同じ偏光成分（Ｓ偏光成分）の光となって進行経路Ｐを傾斜カメラ３２に向かって進む。ただし、反射側偏光板３８が設けられているため、正反射光は反射側偏光板３８により遮断されて傾斜カメラ３２に到達できない。その結果、基板１０での正反射光が傾斜カメラ３２に到達するのを遮って照明部３５の像の写り込みを抑制しつつ傾斜カメラ３２により基板１０を適切に撮像することが可能となっている。
2016038703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象を保持する保持部と、
前記検査対象へ向けて光を射出する照明部と、
前記検査対象を撮像するカメラと、
前記照明部から射出された後に前記検査対象で正反射されて前記カメラへ向かう光の進行経路において光の偏光状態を２種類の偏光成分の間で調整する偏光手段と
を備え、
前記偏光手段は、前記進行経路における前記検査対象の入射側に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる入射側偏光部材と、前記進行経路における前記検査対象の反射側に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる反射側偏光部材とを有し、
前記入射側偏光部材が通過させる偏光成分と前記反射側偏光部材が通過させる偏光成分とは異なる外観検査装置。
【請求項２】
前記照明部は、所定の中心線を中心とする円環形状を有し、
前記保持部は、前記中心線が延びる方向から前記環状射の中心に前記検査対象が対向するように前記検査対象を保持し、
前記カメラは、前記中心線に対して傾いた方向から前記検査対象に対向する傾斜カメラである請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
複数の前記傾斜カメラが前記中心線の回りに配され、前記複数の傾斜カメラのそれぞれには互いに異なる前記進行経路を進む光が入射する請求項２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記入射側偏光部材および前記反射側偏光部材が前記進行経路毎に設けられ、同一の前記進行経路に設けられた前記入射側偏光部材および前記反射側偏光部材が互いに異なる種類の偏光成分を通過させる請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記入射側偏光部材はＳ偏光成分を通過させ、前記反射側偏光成分はＰ偏光成分を通過させる請求項４に記載の外観検査装置。
【請求項６】
前記照明部は、前記保持部が保持する前記検査対象へ向けて光を射出する、前記中心線を中心とする円環形状を有した環状射出面を有し、
前記入射側偏光部材は、前記環状射出面に配される請求項４または５に記載の外観検査装置。
【請求項７】
前記環状射出面のうち、前記検査対象で正反射された後に前記カメラとは異なる方向へ向かう光を射出する領域の少なくとも一部を外して、前記入射側偏光部材は前記環状射出面に配される請求項６に記載の外観検査装置。
【請求項８】
前記反射側偏光部材が前記進行経路毎に設けられるとともに、単一の前記入射側偏光部材が前記各進行経路に交差するように配されることで前記各進行経路に対して共通に設けられ、前記入射側偏光部材はその全域で一様な向きに光を偏光し、前記各反射側偏光部材は、前記入射側偏光部材による偏光の向きに直交する向きに光を偏光する請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項９】
前記照明部は、前記保持部が保持する前記検査対象へ向けて光を射出する、前記中心線を中心とする円環形状を有した環状射出面を有し、
前記反射側偏光部材は、前記中心線を中心とする円環形状を有し、前記環状射出面の全域を覆うように前記環状射出面に配される請求項８に記載の外観検査装置。
【請求項１０】
前記中心線が延びる方向から前記検査対象に対向して前記検査対象を撮像する正対カメラをさらに備える請求項２ないし９のいずれか一項に記載の外観検査装置。
【請求項１１】
前記傾斜カメラ、前記正対カメラおよび前記照明部を制御する制御部をさらに備え、前記制御部は、前記照明部から前記検査対象へ向けて光を射出しつつ前記傾斜カメラおよび前記正対カメラの撮像をそれぞれの露光時間を重複させて実行する請求項１０に記載の外観検査装置。
【請求項１２】
前記照明部とは異なる角度から前記検査対象へ向けて光を射出する、前記正対カメラによる撮像に専用の正対専用照明部をさらに備え、
前記傾斜カメラは、ローリングシャッタ方式のカメラであり、
前記制御部は、前記正対専用照明部から前記検査対象へ向けて光を射出しつつ前記正対カメラにより前記検査対象を撮像し終えてから、前記照明部から前記検査対象へ向けて光を射出しつつ前記傾斜カメラおよび前記正対カメラの撮像をそれぞれの露光時間を重複させて実行する請求項１１に記載の外観検査装置。
【請求項１３】
検査対象を保持する保持部と、
前記検査対象を撮像するカメラと、
Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分の両方を含む光を前記検査対象に照射する照明部と、
前記検査対象で反射されて前記カメラへ向かう光に含まれるＳ偏光成分およびＰ偏光成分のうちＰ偏光成分を選択的に通過させる偏光部材と
を備える外観検査装置。
【請求項１４】
平板形状の基板を前記検査対象として撮像する請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の外観検査装置と、
前記外観検査装置による前記基板の撮像結果に基づいて前記基板の状態を判定する判定部と
を備える基板検査装置。
【請求項１５】
前記判定部は、状態が不良であると判断した前記基板の撮像結果を保存する請求項１４に記載の基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検査対象に光を照射しつつ検査対象を撮像した結果に基づいて検査対象を検査する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、照明装置およびカメラを備え、照明装置から検査対象に光を照射しつつカメラにより検査対象を撮像した結果に基づいて検査対象の外観を検査する外観検査装置が記載されている。つまり、この外観検査装置は、検査対象で反射された光をカメラにより受光することで、検査対象を撮像する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３０７５９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ただし、このような外観検査装置では、照明部（照明装置）から射出されて検査対象で正反射された光がカメラに入射すると、照明部の像が検査対象の撮像結果に写り込んで、検査対象の外観検査の精度に影響を及ぼすおそれがあった。これに対して、特許文献１では照明部の像の写り込みについて特に考慮されていない。【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、照明部から検査対象に光を照射しつつカメラにより検査対象を撮像することで検査対象を検査する技術において、照明部の像がカメラの撮像結果に写り込むのを抑制しつつカメラにより検査対象を適切に撮像するのを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様にかかる外観検査装置は、上記目的を達成するために、検査対象を保持する保持部と、検査対象へ向けて光を射出する照明部と、検査対象を撮像するカメラと、照明部から射出された後に検査対象で正反射されてカメラへ向かう光の進行経路において光の偏光状態を２種類の偏光成分の間で調整する偏光手段とを備え、偏光手段は、進行経路における検査対象の入射側に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる入射側偏光部材と、進行経路における検査対象の反射側に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる反射側偏光部材とを有し、入射側偏光部材が通過させる偏光成分と反射側偏光部材が通過させる偏光成分とは異なる。【０００７】
このように構成された本発明の第１態様（外観検査装置）では、照明部から射出された後に検査対象で正反射されてカメラへ向かう光の進行経路において、検査対象の入射側に入射側偏光部材が配されるとともに、検査対象の反射側に反射側偏光部材が配される。入射側偏光部材および反射側偏光部材はそれぞれ、２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させるものであるとともに、互いに異なる偏光成分を選択的に通過させる。かかる構成では、入射側偏光部材を通過して進行経路から検査対象へ入射する入射光は、特定の偏光成分の光となる。そして、検査対象で正反射された正反射光は、入射光と同じ偏光成分の光となって進行経路をカメラに向かって進む。ただし、入射側偏光部材と異なる偏光成分、すなわち正反射光とは異なる偏光成分を選択的に通過させる反射側偏光部材が設けられているため、正反射光は反射側偏光部材により遮断されてカメラに到達できない。こうして、照明部の像がカメラの撮像結果に写り込むことが抑制可能となっている。一方、検査対象で拡散反射された光の少なくとも一部は、反射側偏光部材を通過してカメラに到達できるため、カメラはかかる拡散反射光によって検査対象を適切に撮像することができる。このように本発明の第１態様では、検査対象での正反射光がカメラに到達するのを遮って照明部の像の写り込みを抑制しつつカメラにより検査対象を適切に撮像することが可能となっている。【０００８】
また、照明部は、所定の中心線を中心とする円環形状を有し、保持部は、中心線が延びる方向から環状射の中心に検査対象が対向するように検査対象を保持し、カメラは、中心線に対して傾いた方向から検査対象に対向する傾斜カメラであるように、外観検査装置を構成することができる。さらに、複数の傾斜カメラが中心線の回りに配され、複数の傾斜カメラのそれぞれには互いに異なる進行経路を進む光が入射するように、外観検査装置を構成することができる。【０００９】
この際、入射側偏光部材および反射側偏光部材が進行経路毎に設けられ、同一の進行経路に設けられた入射側偏光部材および反射側偏光部材が互いに異なる種類の偏光成分を通過させるように、外観検査装置を構成しても良い。これによって、検査対象での正反射光が各カメラに到達するのを遮って照明部の像の写り込みを抑制しつつ、各カメラにより検査対象を適切に撮像することができる。【００１０】
また、入射側偏光部材はＳ偏光成分を通過させ、反射側偏光成分はＰ偏光成分を通過させるように、外観検査装置を構成しても良い。【００１１】
また、照明部は、保持部が保持する検査対象へ向けて光を射出する、中心線を中心とする円環形状を有した環状射出面を有し、入射側偏光部材は、環状射出面に配されるように、外観検査装置を構成しても良い。かかる構成は、入射側偏光部材と照明部の環状射出面との間のスペースを排することができるため、外観検査装置を小型化するにあたって有利となる。【００１２】
ところで、上述のとおり、照明部の像の写り込みの原因となるのは検査対象で正反射されてカメラに入射する光である。換言すれば、検査対象で正反射された後にカメラとは異なる方向へ向かう光は、照明部の像の写り込みの原因とはならない。そこで、環状射出面のうち、検査対象で正反射された後にカメラとは異なる方向へ向かう光を射出する領域の少なくとも一部を外して、入射側偏光部材は環状射出面に配されるように、外観検査装置を構成しても良い。かかる構成では、環状射出面が入射側偏光部材で覆われる面積を抑えて、カメラの視野を明るくすることができる。【００１３】
また、反射側偏光部材が進行経路毎に設けられるとともに、単一の入射側偏光部材が各進行経路に交差するように配されることで各進行経路に対して共通に設けられ、入射側偏光部材はその全域で一様な向きに光を偏光し、各反射側偏光部材は、入射側偏光部材による偏光の向きに直交する向きに光を偏光するように、外観検査装置を構成しても良い。かかる構成では、単一の入射側偏光部材を各進行経路に共通に設けることで、外観検査装置の構成の簡素化を図ることができる。【００１４】
また、照明部は、保持部が保持する検査対象へ向けて光を射出する、中心線を中心とする円環形状を有した環状射出面を有し、反射側偏光部材は、中心線を中心とする円環形状を有し、環状射出面の全域を覆うように環状射出面に配されるように、外観検査装置を構成しても良い。かかる構成は、入射側偏光部材と照明部の環状射出面との間のスペースを排することができるため、外観検査装置を小型化するにあたって有利となる。【００１５】
また、中心線が延びる方向から検査対象に対向して検査対象を撮像する正対カメラをさらに備えるように、外観検査装置を構成しても良い。かかる構成は、傾斜カメラと正対カメラによって異なる角度から検査対象を撮像することができ、検査精度の向上に資する。【００１６】
また、傾斜カメラ、正対カメラおよび照明部を制御する制御部をさらに備え、制御部は、照明部から検査対象へ向けて光を射出しつつ傾斜カメラおよび正対カメラの撮像をそれぞれの露光時間を重複させて実行するように、外観検査装置を構成しても良い。このように傾斜カメラおよび正対カメラの露光時間を重複させて撮像することで、撮像の完了に要する時間を短縮して、効率的に検査を行うことができる。【００１７】
また、照明部とは異なる角度から検査対象へ向けて光を射出する、正対カメラによる撮像に専用の正対専用照明部をさらに備え、傾斜カメラは、ローリングシャッタ方式のカメラであり、制御部は、正対専用照明部から検査対象へ向けて光を射出しつつ正対カメラにより検査対象を撮像し終えてから、照明部から検査対象へ向けて光を射出しつつ傾斜カメラおよび正対カメラの撮像をそれぞれの露光時間を重複させて実行するように、外観検査装置を構成しても良い。つまり、ローリングシャッタ方式の傾斜カメラの撮像に続いて正対専用照明部を用いた正対カメラによる撮像が実行されると、正対専用照明部からの光がローリングシャッタ効果によって傾斜カメラの撮像結果に影響を及ぼすおそれがある。これに対して、正対専用照明部を用いた正対カメラの撮像を終えてから傾斜カメラの撮像を行うことで、ローリングシャッタ効果による影響を排して、傾斜カメラの撮像を適切に行うことができる。【００１８】
本発明の第２態様にかかる外観検査装置は、上記目的を達成するために、検査対象を保持する保持部と、検査対象を撮像するカメラと、Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分の両方を含む光を検査対象に照射する照明部と、検査対象で反射されてカメラへ向かう光に含まれるＳ偏光成分およびＰ偏光成分のうちＰ偏光成分を選択的に通過させる偏光部材とを備える。【００１９】
このように構成された本発明の第２態様（外観検査装置）では、Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分の両方を含む光が検査対象に照射される。この際、Ｓ偏光成分はＰ偏光成分に比べて高い反射率で検査対象に正反射されるため、カメラに到達すると照明像の写り込みの主要因となる。これに対して、本発明の第２態様では、検査対象で反射されてカメラへ向かう光に含まれるＳ偏光成分およびＰ偏光成分のうちＰ偏光成分を選択的に通過させる偏光部材が設けられている。そのため、検査対象で正反射されたＳ偏光成分がカメラに到達するのを抑制できる。こうして、検査対象での正反射光がカメラに到達するのを遮って照明部の像の写り込みを抑制しつつカメラにより検査対象を適切に撮像することが可能となっている。【００２０】
本発明にかかる基板検査装置は、上記目的を達成するために、平板形状の基板を検査対象として撮像する上記外観検査装置と、外観検査装置による基板の撮像結果に基づいて基板の状態を判定する判定部とを備える。【００２１】
このように構成された発明（基板検査装置）は、上記外観検査装置を備えている。したがって、検査対象での正反射光がカメラに到達するのを遮って照明部の像の写り込みを抑制しつつカメラにより検査対象を適切に撮像することが可能となっている。【００２２】
また、判定部は、状態が不良であると判断した基板の撮像結果を保存するように、基板検査装置を構成しても良い。これによって、例えば作業者が保存された撮像結果を参照して状態が不良であると判断された基板を確認するといったことが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
照明部の像がカメラの撮像結果に写り込むのを抑制しつつカメラにより検査対象を適切に撮像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明にかかる基板検査装置を模式的に例示するブロック図である。
【図２】図１の基板検査装置が備える検査ヘッドの一例を示す部分側面図である。
【図３】図１の検査ヘッドが備える照明部の周囲の構成の一例を示す部分底面図である。
【図４】入射側偏光板および反射側偏光板の配置を模式的に示した部分断面図である。
【図５】基板検査装置が実行する自動検査の一例を示すフローチャートである。
【図６】図５の自動検査の結果に基づいて作業者が行う目視判定の一例を示すフローチャートである。
【図７】ＮＧ画像の表示の一例を模式的に示す図である。
【図８】検査ヘッドの変形例を示す部分底面図である。
【図９】検査ヘッドの別の変形例を示す部分側面図である。
【図１０】図９の検査ヘッドによる撮像の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、本発明にかかる基板検査装置を模式的に例示するブロック図である。同図および以下に示す図では、矢印が上方を向くＺ方向で鉛直方向を適宜示す。この基板検査装置１は、搬送コンベア２、検査ヘッド３および駆動機構４を有する外観検査装置１００を制御装置２００によって制御することで、平板形状を有する基板１０（プリント基板）の表面１０Ａの状態、特に基板１０の表面１０Ａに部品（電子部品）を接合する半田の状態を検査する。
【００２６】
搬送コンベア２は、基板１０を所定の搬送経路に沿って搬送する。具体的には、搬送コンベア２は、検査前の基板１０を外観検査装置１００内の検査位置Ｌ１０（図１に示す位置）に搬入し、基板１０を検査位置Ｌ１０で水平に保持する。こうして基板１０を検査位置Ｌ１０で保持した状態において、基板１０の表面１０Ａは水平となり、基板１０の表面１０Ａの法線は鉛直方向Ｚに平行となる。ここで、基板１０の表面１０Ａの法線は、基板１０の表面１０Ａのうち露出した平面の法線、すなわち部品や半田等の付着物が存在しない平面の法線に相当する。そして、検査位置Ｌ１０での基板１０への検査が終了すると、搬送コンベア２は、検査後の基板１０を検査位置Ｌ１０から外観検査装置１００の外へ搬出する。
【００２７】
検査ヘッド３は、撮像範囲Ｒ３を上側から撮像する単一の正対カメラ３１、複数の傾斜カメラ３２、および撮像範囲Ｒ３を上側から照らす照明部３５を一体的に備える。正対カメラ３１は、鉛直方向Ｚに対して平行な方向から撮像範囲Ｒ３に対向し、傾斜カメラ３２は、鉛直方向Ｚに対して傾斜した方向から撮像範囲Ｒ３に対向する。そして、検査位置Ｌ１０に搬入された基板１０の検査対象部分を撮像範囲Ｒ３内に収めた状態で、照明部３５から撮像範囲Ｒ３へ光を照射しつつ正対カメラ３１および傾斜カメラ３２で撮像を行う。かかる検査ヘッド３は、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２のそれぞれによって、異なる角度から基板１０の検査対象部位の画像が撮像することができ、検査精度の向上に資する。ちなみに、検査ヘッド３は４個の傾斜カメラ３２を備えるが、図１では、図示を簡便化するために２個の傾斜カメラ３２が代表して示されている。かかる検査ヘッド３の詳細は、図２および図３を用いて後述する。
【００２８】
駆動機構４は、検査ヘッド３を支持しつつ、モーターによって水平方向および鉛直方向Ｚへ検査ヘッド３を駆動させる。つまり、駆動機構４によって、検査ヘッド３を基板１０の検査対象部位の上方へ移動させることができるとともに、検査ヘッド３を基板１０の検査対象部位に対して上下方向へ移動させることができる。
【００２９】
制御装置２００は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)およびメモリーで構成された主制御部１１０を有しており、主制御部１１０が装置各部の制御を統括することで、検査が実行される。制御装置２００は、照明部３５を制御する照明制御部１２０、カメラ３１、３２を制御する撮像制御部１３０および駆動機構４を制御する駆動制御部１４０を有する。搬送コンベア２が検査位置Ｌ１０に基板１０を搬入すると、主制御部１１０は、駆動制御部１４０により駆動機構４を制御して、基板１０の検査対象部位の上方へ検査ヘッド３を移動させる。これによって、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２の撮像範囲Ｒ３内に検査対象部位が収まる。続いて、制御装置２００は、照明制御部１２０により照明部３５を制御することで照明部３５から撮像範囲Ｒ３へ所定照度の光を照射する。こうして撮像範囲Ｒ３を照らした状態で、制御装置２００は、撮像制御部１３０により正対カメラ３１および傾斜カメラ３２それぞれの露光時間を制御しつつ正対カメラ３１および傾斜カメラ３２のそれぞれで撮像を行う。これによって、撮像範囲Ｒ３内における基板１０の検査対象部位の画像が撮像される。
【００３０】
さらに、制御装置２００は、画像処理部１５０、記憶部１６０および通信部１７０を有する。画像処理部１５０は、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２により撮像された画像に対して適宜の画像処理を行う。記憶部１６０は、不揮発性メモリーで構成され、画像処理部１５０による画像処理を受けた画像を記憶する。通信部１７０は、基板検査装置１の外部に設けられたデータベース３００へデータを送信可能であり、主制御部１１０は、記憶部１６０に記憶された画像を、通信部１７０を介してデータベース３００にアップロードできる。したがって、作業者は、基板検査装置１の外部に設けられたコンピューター４００からデータベース３００へアクセスすることで、基板検査装置１で撮像されてデータベース３００にアップロードされた画像をコンピューター４００にダウンロードすることができる。
【００３１】
図２は、図１の基板検査装置が備える検査ヘッドの一例を示す部分側面図である。図３は、図１の検査ヘッドが備える照明部の周囲の構成の一例を示す部分底面図である。なお、図２では、検査ヘッド３の内部に隠れて側面視に現れない構成が破線で示されるとともに、検査ヘッド３の他に搬送コンベア２および基板１０が示されている。検査ヘッド３は、正対カメラ３１、傾斜カメラ３２および照明部３５を一体的に支持する保持フレーム３０を有する。保持フレーム３０は、鉛直方向Ｚに平行な中心線Ｃ３に対して回転対称な形状を具備しており、鉛直方向Ｚの上側のカメラ支持部３０１と、鉛直方向Ｚの下側の照明支持部３０２とで構成される。
【００３２】
カメラ支持部３０１は略円筒形状を有しており、その上面を貫通するように配置された正対カメラ３１と、その側面の周りに円周状に配置された４個の傾斜カメラ３２とをそれぞれ支持する。正対カメラ３１の光軸Ａ３１（正対カメラ３１の対物レンズの光軸）は中心線Ｃ３に平行であり、換言すれば基板１０の表面１０Ａの法線に平行である。こうして、正対カメラ３１は中心線Ｃ３の延びる方向から撮像範囲Ｒ３に対向する。４個の傾斜カメラ３２は、中心線Ｃ３を中心として等角度ピッチ（９０度ピッチ）で円周状に並ぶ。各傾斜カメラ３２の光軸Ａ３２（各傾斜カメラ３２の対物レンズの光軸）は中心線Ｃ３に対して傾斜しており、換言すれば基板１０の表面１０Ａの法線に対して傾斜している。こうして、各傾斜カメラ３２は、中心線Ｃ３に対して傾斜する方向から撮像範囲Ｒ３に対向する。
【００３３】
照明支持部３０２は略ドーム形状を有しており、その上部がカメラ支持部３０１の底部に取り付けられ、その底部に照明部３５が取り付けられている。この照明支持部３０２は、カメラ支持部３０１と撮像範囲Ｒ３との間に位置しており、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２のそれぞれは、照明支持部３０２に設けられた開口Ｈ３１、Ｈ３２を介して撮像範囲Ｒ３に対向する。つまり、正対カメラ３１の光軸Ａ３１上では、円形の開口Ｈ３１が照明支持部３０２に貫通し、傾斜カメラ３２の光軸Ａ３２上では、円形の開口Ｈ３２が照明支持部３０２に貫通している。こうして、図３に示すように鉛直方向Ｚから見た場合において、照明支持部３０２では、正対カメラ３１に対して設けられた開口Ｈ３１が中央に位置し、傾斜カメラ３２毎に設けられた開口Ｈ３２が開口Ｈ３１の周囲に位置する。
【００３４】
照明部３５は、中心線Ｃ３を中心とする円環形状を有する。具体的には、照明部３５は、中心線Ｃ３を中心とする円環形状を有した平板状の環状平板３５１と、中心線Ｃ３を中心とする円環状に配列されて環状平板３５１の直上に位置する多数の点光源３５２（例えば、Light Emitting Diode）とを有する。環状平板３５１の下面３５１Ａ（環状射出面）は、中心線Ｃ３を中心とする円環形状を有し、点光源３５２から射出された光を下側へ向けて射出する。鉛直方向Ｚから見た場合において、撮像範囲Ｒ３を囲むように環状平板３５１および点光源３５２が配置されており、点光源３５２から射出された光は、環状平板３５１にて一部は拡散光となり、大部分は指向性を保ちつつ中心線Ｃ３の方向に曲がり、鉛直方向Ｚに対して傾斜した方向から撮像範囲Ｒ３へ照射される。一方、検査位置Ｌ１０に保持される基板１０の表面１０Ａは、中心線Ｃ３が延びる方向から環状平板３５１の中心に対向し、撮像範囲Ｒ３において光の照射を受ける。
【００３５】
かかる検査ヘッド３では、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２は、環状平板３５１の下面３５１Ａから射出されて撮像範囲Ｒ３内にて基板１０で反射された光を受光する。具体的には、正対カメラ３１は、撮像範囲Ｒ３内にて基板１０で反射された後に開口Ｈ３１を通過した光を受光することで、撮像範囲Ｒ３内の基板１０を撮像する。また、各傾斜カメラ３２は、撮像範囲Ｒ３内にて基板１０で反射された後に対応する開口Ｈ３２を通過した光を受光することで、撮像範囲Ｒ３内の基板１０を撮像する。この際、環状平板３５１の下面３５１Ａから射出された光は基板１０の表面１０Ａに対して傾いた方向から撮像範囲Ｒ３に入射する。これに対して、正対カメラ３１は基板１０の表面１０Ａに対して垂直な方向から対向するため、正対カメラ３１には、環状平板３５１の円周全域から光が撮像範囲Ｒ３へ照射され、基板１０の撮像範囲Ｒ３の表面１０Ａで拡散反射された拡散反射光のうち方向が一致するものが主に向かう。一方、傾斜カメラ３２は基板１０の表面１０Ａに対して傾いた方向から対向するため、傾斜カメラ３２には拡散反射光の他に、基板１０の表面１０Ａで正反射された正反射光も向かう。このような正反射光が傾斜カメラ３２に入射すると、傾斜カメラ３２の撮像結果に、照明部３５の構成部品、例えば点光源３５２の像が写り込んでしまうおそれがある。この写り込みに対応するために、検査ヘッド３は、入射側偏光板３７および反射側偏光板３８を、傾斜カメラ３２毎に設けている。
【００３６】
図４は、入射側偏光板および反射側偏光板の配置を模式的に示した部分断面図である。なお、図４では、１個の傾斜カメラ３２と当該傾斜カメラ３２に対応して設けられた入射側偏光板３７および反射側偏光板３８が示されている。続いては、図２〜図４を用いて入射側偏光板３７および反射側偏光板３８について説明する。図４に示すように、中心線Ｃ３に対して傾斜カメラ３２の反対側には、環状平板３５１の一部の領域（第１領域Ｄ１）が位置する。このような配置関係では、環状平板３５１の当該第１領域Ｄ１から射出された光を傾斜カメラ３２へ向けて正反射する正反射範囲Ｒｒが、傾斜カメラ３２の撮像範囲Ｒ３（視野）のうちに存在しうる。そこで、かかる正反射光が傾斜カメラ３２へ入射するのを抑制するために、入射側偏光板３７および反射側偏光板３８が設けられている。これによって、環状平板３５１から射出された後に正反射範囲Ｒｒにおいて基板１０の表面１０Ａで正反射されて傾斜カメラ３２へ向かう光の進行経路Ｐ（図４において破線で示された光路が通る経路）において光の偏光状態が２種類の偏光成分の間で調整される。なお、４個の傾斜カメラ３２のそれぞれには、互いに異なる進行経路Ｐを進んで光が進行する。したがって、次に説明するように、入射側偏光板３７および反射側偏光板３８は、各傾斜カメラ３２の進行経路Ｐそれぞれに対して設けられる。
【００３７】
入射側偏光板３７は、４個の傾斜カメラ３２のそれぞれに１枚ずつ設けられている。各入射側偏光板３７は、中心線Ｃ３を挟んで対応する傾斜カメラ３２の反対側において、環状平板３５１の下面３５１Ａの第１領域Ｄ１に配されて、環状平板３５１と撮像範囲Ｒ３（換言すれば、基板１０の表面１０Ａ）との間に位置する。つまり、図３に示すように、鉛直方向Ｚから見た場合において、４枚の入射側偏光板３７は中心線Ｃ３を中心として等角度ピッチ（９０度ピッチ）で円周状に並ぶ。したがって、各入射側偏光板３７は、環状平板３５１の第１領域Ｄ１から撮像範囲Ｒ３へ射出される光を偏光する。なお、各入射側偏光板３７が光を偏光する向きは、図３において入射側偏光板３７に対して施された直線の向きに相当する。すなわち、図３に示した４個の入射側偏光板３７のうち、上下それぞれに配置された入射側偏光板３７による偏光の向きは横向きであり、左右それぞれに配置された入射側偏光板３７による偏光の向きは縦向きである。
【００３８】
なお、環状平板３５１の下面３５１Ａのうちには、撮像範囲Ｒ３において基板１０の表面１０Ａで正反射された後に各傾斜カメラ３２とは異なる方向、換言すれば、円周方向に隣り合う各傾斜カメラ３２の間へ向かう光を射出する領域（第２領域Ｄ２）が存在する。図３では、環状平板３５１の下面３５１Ａの外周縁部であって円周方向に隣り合う各第１領域Ｄ１の間の領域が第２領域Ｄ２に相当する。各入射側偏光板３７は、第２領域Ｄ２を外して配置されており、第２領域Ｄ２から射出された光は偏光されることなく撮像範囲Ｒ３において基板１０の表面１０Ａに入射する。第２領域Ｄ２から入射した光の一部は基板１０の表面１０Ａにて正反射し、入射光と中心線Ｃ３を含む平面上を、中心線Ｃ３に対して入射光と線対称となる方向に進む。この方向の先に傾斜カメラ３２は無く、正反射光は傾斜カメラ３２に取り込まれることはない。一方、入射した光の一部は基板１０の表面１０Ａにて拡散反射し、正対カメラ３１や各傾斜カメラ３２が拡散反射光の一部をそれぞれ取り込む。
【００３９】
反射側偏光板３８は、４個の傾斜カメラ３２のそれぞれに１枚ずつ設けられている。各反射側偏光板３８は、対応する傾斜カメラ３２に対して対物レンズに対向するように取り付けられて、対応する傾斜カメラ３２と撮像範囲Ｒ３（換言すれば、基板１０の表面１０Ａ）との間に位置する。つまり、図３に示すように、鉛直方向Ｚから見た場合において、４個の開口Ｈ３２のそれぞれから反射側偏光板３８が覗く。したがって、各反射側偏光板３８は、撮像範囲Ｒ３において基板１０の表面１０Ａで反射されて対応する傾斜カメラ３２へ向かう光を偏光する。なお、各反射側偏光板３８が光を偏光する向きは、図３において各反射側偏光板３８に対して施された直線の向きに相当する。すなわち、図３に示した４個の反射側偏光板３８のうち、上下それぞれに配置された反射側偏光板３８による偏光の向きは縦向きであり、左右それぞれに配置された反射側偏光板３８による偏光の向きは横向きである。
【００４０】
図３に示すように、同一の傾斜カメラ３２に対応する、換言すれば同一の進行経路Ｐに対応する入射側偏光板３７と反射側偏光板３８は、互いに直交する向きに光を偏光する。同一の進行経路Ｐに対して設けられた入射側偏光板３７および反射側偏光板３８の動作について具体的に説明すると次の通りである。入射側偏光板３７は、環状平板３５１から射出された光に含まれる偏光成分のうち、Ｓ偏光成分を選択的に通過させてＰ偏光成分を遮断する。したがって、撮像範囲Ｒ３において基板１０の表面１０Ａには、Ｓ偏光成分の光のみが入射する。続いて基板１０の表面１０Ａで反射される過程において、正反射される光は反射前と同じ単一の偏光成分（Ｓ偏光成分）のみを含む一方、拡散反射される光には２種類の偏光成分（ＳおよびＰ偏光成分）が混在する。したがって、基板１０の表面１０Ａで反射されて傾斜カメラ３２に向かう光には、正反射および拡散反射それぞれに由来するＳ偏光成分と、拡散反射に由来するＰ偏光成分とが含まれる。これに対して、基板１０の表面１０Ａと傾斜カメラ３２との間には反射側偏光板３８が設けられており、反射側偏光板３８は、Ｐ偏光成分を選択的に通過させてＳ偏光成分を遮断する。したがって、傾斜カメラ３２には、基板１０の表面１０Ａで拡散反射されたＰ偏光成分の光のみが入射する。つまり、傾斜カメラ３２は、当該Ｐ偏光成分の光を受光して、基板１０の表面１０Ａを撮像する。なお、傾斜カメラ３２は、環状平板３５１の第２領域Ｄ２から射出され偏光されずに基板１０の表面１０Ａに入射し、拡散反射した光に含まれるＰ偏光成分の光も加えて受光し、基板１０の表面１０Ａを撮像する。これにより、傾斜カメラ３２の視野を明るくすることができる。
【００４１】
以上が基板検査装置１の構成の説明である。続いては、基板検査装置１の動作について説明する。図５は、基板検査装置が実行する自動検査の一例を示すフローチャートである。図６は、図５の自動検査の結果に基づいて作業者が行う目視判定の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、基板１０の表面１０Ａにおいて部品を接合する半田の状態を検査する場合を例示して説明する。
【００４２】
図５のフローチャートは、主制御部１１０が基板検査装置１の各部を制御することで実行される。ステップＳ１０１で、基板１０を搬送コンベア２によって検査位置Ｌ１０に搬入して検査位置Ｌ１０に固定する。続いて、ステップＳ１０２で、検査ヘッド３を駆動機構４によって基板１０の上方に移動させて、検査ヘッド３の撮像範囲Ｒ３（視野）を、基板１０上の対象部品を含む範囲にまで移動させ、上下方向への移動調整が必要であれば並行して実施させる。
【００４３】
こうして検査対象である基板１０と検査ヘッド３との位置決めが完了すると、撮像範囲Ｒ３（視野）の画像を撮像する（ステップＳ１０３）。具体的には、撮像範囲Ｒ３内の基板１０の表面１０Ａに照明部３５から光を照射しつつ、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２により撮像範囲Ｒ３の画像を撮像する。これによって、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２のそれぞれが撮像範囲Ｒ３における基板１０の表面１０Ａの画像を撮像する。この際、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２の露光時間を重複させて撮像を実行する。これによって撮像の完了に要する時間を短縮して、効率的に検査を行うことができる。なお、検査ヘッド３では、１個の正対カメラ３１と４個の傾斜カメラ３２とが互いに異なる方向から撮像範囲Ｒ３に対向しているため、互いに異なる方向から撮像された５枚の画像が得られることとなる。
【００４４】
続いて、画像処理部１５０によって、対象部品を含む所定サイズの画像である部品画像を撮像結果から切り出し（ステップＳ１０４）、部品画像に対して検査を行う（ステップＳ１０５）。この部品画像の検査は、対象部品を接合する半田の状態の良否を公知の技術を用いて判断することで実行可能である。検査の結果が不良である場合（ステップＳ１０６で「ＮＧ」の場合）は、ステップＳ１０７で通信部１７０によりＮＧ画像をデータベース３００にアップロードしてからステップＳ１０８に進む。一方、検査の結果が良好である場合（ステップＳ１０６で「ＯＫ」の場合）は、そのままステップＳ１０８に進む。ちなみに、ステップＳ１０３では互いに異なる角度から撮像範囲Ｒ３を撮像した５枚の画像が得られる。そこで、ステップＳ１０６では、５枚全てが良好と判断される場合にのみ「ＯＫ」と判断し、５枚のうち１枚でも不良と判断される場合は「ＮＧ」と判断して５枚のＮＧ画像をデータベース３００にアップロードする。
【００４５】
ステップＳ１０８では撮像範囲Ｒ３（視野）内の全部品について検査を完了したか否かを判断し、未検査の部品が残存する場合（ステップＳ１０８で「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ１０４〜Ｓ１０８を繰り返す。そして、撮像範囲Ｒ３内の全部品について検査を完了した場合（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」の場合）は、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、基板１０の全範囲について検査を完了したか否かを判断し、未検査の範囲が基板１０に残存する場合（ステップＳ１０９で「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ１０２〜Ｓ１０９を繰り返して、異なる撮像範囲Ｒ３について検査を行う。そして、基板１０の全範囲について検査を完了した場合（ステップＳ１０９で「ＹＥＳ」の場合）は、搬送コンベア２により検査位置Ｌ１０から外観検査装置１００の外に基板１０を搬出して、図５のフローチャートを終了する。
【００４６】
かかる図５の自動検査が完了すると、作業者が図６の目視判定を実行する。この目視判定は、図５の自動検査で不良とされたＮＧ画像の良否を目視で再確認するものである。ステップＳ２０１では、作業者はコンピューター４００を操作してデータベース３００からＮＧ画像をダウンロードする。続いて、ステップＳ２０２において、コンピューター４００のディスプレイにＮＧ画像を表示する（図７）。図７は、ＮＧ画像の表示の一例を模式的に示す図であり、半田により接合されたチップ形状の電子部品（抵抗、コンデンサー等）を撮像したＮＧ画像を示している。図７に示すように、コンピューター４００には、互いに異なる角度から撮像範囲Ｒ３を撮像した５枚のＮＧ画像が表示される。具体的には、中央に正対カメラ３１が撮像したＮＧ画像が表示され、その周りに各傾斜カメラ３２が撮像したＮＧ画像が表示される。
【００４７】
ステップＳ２０３では、作業者が表示されたＮＧ画像の良否を目視により判定し、その判定結果に応じてディスプレイに表示されたＮＧ画像の表示画面における「ＯＫ」および「ＮＧ」のいずれかのアイコンをクリックする。これによって、ＮＧ画像の良否を再確認した結果がコンピューター４００に入力されて、確定する。ステップＳ２０５では、ＮＧと判断された全部品について判定が完了したか否かを判断し、未判定の部品が残存する場合（ステップＳ２０５で「ＮＯ」の場合）は、ステップＳ２０１〜Ｓ２０５を繰り返す。そして、全部品について判定が完了した場合（ステップＳ２０５で「ＹＥＳ」の場合）は、図６のフローチャートを終了する。
【００４８】
このように構成された外観検査装置１００では、照明部３５から射出された後に基板１０で正反射されて傾斜カメラ３２へ向かう光の進行経路Ｐにおいて、基板１０の入射側に入射側偏光板３７が配されるとともに、基板１０の反射側に反射側偏光板３８が配される。入射側偏光板３７および反射側偏光板３８はそれぞれ、２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させるものであるとともに、互いに異なる偏光成分を選択的に通過させる。かかる構成では、入射側偏光板３７を通過して進行経路Ｐから基板１０へ入射する入射光は、特定の偏光成分（Ｓ偏光成分）の光となる。そして、基板１０で正反射された正反射光は、入射光と同じ偏光成分（Ｓ偏光成分）の光となって進行経路Ｐを傾斜カメラ３２に向かって進む。ただし、入射側偏光板３７と異なる偏光成分（Ｐ偏光成分）、すなわち正反射光とは異なる偏光成分を選択的に通過させる反射側偏光板３８が設けられているため、正反射光は反射側偏光板３８により遮断されて傾斜カメラ３２に到達できない。こうして、照明部３５の像が傾斜カメラ３２の撮像結果に写り込むことが抑制可能となっている。一方、基板１０で拡散反射された光の少なくとも一部（Ｐ偏光成分の光）は、反射側偏光板３８を通過して傾斜カメラ３２に到達できるため、傾斜カメラ３２はかかる拡散反射光によって基板１０を適切に撮像することができる。このようにして、基板１０での正反射光が傾斜カメラ３２に到達するのを遮って照明部３５の像の写り込みを抑制しつつ傾斜カメラ３２により基板１０を適切に撮像することが可能となっている。
【００４９】
ちなみに、外観検査装置１００では、複数の傾斜カメラ３２が設けられている。したがって、各傾斜カメラ３２について、照明部３５の像の写り込みを抑制することが求められる。これに対して、複数の傾斜カメラ３２それぞれの進行経路Ｐに対して入射側偏光板３７および反射側偏光板３８が設けられている。そして、同一の進行経路Ｐに設けられた入射側偏光板３７および反射側偏光板３８が互いに異なる種類の偏光成分を通過させる。これによって、基板１０での正反射光が各傾斜カメラ３２に到達するのを遮って照明部３５の像の写り込みを抑制しつつ、各傾斜カメラ３２により基板１０を適切に撮像することができる。
【００５０】
また、入射側偏光板３７は、照明部３５が有する環状平板３５１の下面３５１Ａに配されている。したがって、反射側偏光板３８と環状平板３５１の下面３５１Ａとの間のスペースを排することができ、外観検査装置１００を小型化するにあたって有利となる。
【００５１】
ところで、上述のとおり、照明部３５の像の写り込みの原因となるのは基板１０で正反射されて傾斜カメラ３２に入射する光である。換言すれば、基板１０で正反射された後に傾斜カメラ３２とは異なる方向へ向かう光は、照明部３５の像の写り込みの原因とはならない。そこで、環状平板３５１の下面３５１Ａのうち、基板１０で正反射された後に傾斜カメラ３２とは異なる方向へ向かう光を射出する領域の少なくとも一部を外して、入射側偏光板３７が配されている。したがって、照明部３５が有する環状平板３５１の下面３５１Ａが入射側偏光板３７で覆われる面積を抑えて、傾斜カメラ３２の視野を明るくすることができる。
【００５２】
このように本実施形態では、基板検査装置１が本発明の「基板検査装置」の一例に相当し、主制御部１１０および画像処理部１５０が協働して本発明の「判定部」の一例として機能し、外観検査装置１００が本発明の「外観検査装置」の一例に相当し、搬送コンベア２が本発明の「保持部」の一例に相当し、照明部３５が本発明の「照明部」の一例に相当し、環状平板３５１の下面３５１Ａが本発明の「環状射出面」の一例に相当し、入射側偏光板３７と反射側偏光板３８とが協働して本発明の「偏光手段」として機能し、入射側偏光板３７が本発明の「入射側偏光部材」の一例に相当し、反射側偏光板３８が本発明の「反射側偏光部材」の一例に相当し、傾斜カメラ３２が本発明の「カメラ」あるいは「傾斜カメラ」の一例に相当し、正対カメラ３１が本発明の「正対カメラ」の一例に相当し、照明制御部１２０および撮像制御部１３０が協働して本発明の「制御部」の一例として機能している。
【００５３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、基板１０を検査対象としていた。しかしながら、検査対象は基板１０に限られず、基板１０以外のものを検査するにあっても本発明を用いることができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、入射側偏光板３７はＳ偏光成分を選択的に通過させ、反射側偏光板３８がＰ偏光成分を選択的に通過させていた。しかしながら、入射側偏光板３７がＰ偏光成分を選択的に通過させ、反射側偏光板３８がＳ偏光成分を選択的に通過させるように構成しても構わない。
【００５５】
また、上記実施形態では、複数の傾斜カメラ３２のそれぞれに対して１個の入射側偏光板３７が設けられていた。しかしながら、図８に示す検査ヘッド３のように、単一の入射側偏光板３７を複数の傾斜カメラ３２に対して共通に設けても良い。図８は、検査ヘッドの変形例を示す部分底面図である。この変形例では、入射側偏光板３７は、鉛直方向Ｚから見て照明部３５の環状平板３５１と同一の環状形状を有しており、環状平板３５１の下面３５１Ａに配されている。つまり、単一の入射側偏光板３７が、環状平板３５１の下面３５１Ａを覆って、複数の傾斜カメラ３２それぞれに対する進行経路Ｐに交差する。こうして、単一の入射側偏光板３７が各進行経路Ｐに対して共通に設けられている。入射側偏光板３７はその全域で一様な向き（図８において縦向き）に光を偏光する。一方、各反射側偏光板３８はいずれも、入射側偏光板３７による偏光の向きに直交する向き（図８において横向き）に光を偏光する。
【００５６】
図８に示す変形例においても、照明部３５から射出された後に基板１０で正反射されて傾斜カメラ３２へ向かう光の進行経路Ｐにおいて、基板１０の入射側に入射側偏光板３７が配されるとともに、基板１０の反射側に反射側偏光板３８が配される。そして、入射側偏光板３７と反射側偏光板３８は、互いに異なる偏光成分を選択的に通過させる。そのため、基板１０の表面１０Ａで反射された光のうち、拡散反射光のみが反射側偏光板３８を通過することができ、正反射光は傾斜カメラ３２へ到達できない。このようにして、基板１０での正反射光が傾斜カメラ３２に到達するのを遮って照明部３５の像の写り込みを抑制しつつ傾斜カメラ３２により基板１０を適切に撮像することが可能となっている。
【００５７】
さらに、単一の入射側偏光板３７を各進行経路Ｐに共通に設けている。そのため、基板検査装置１の構成の簡素化を図ることも可能となっている。
【００５８】
また、入射側偏光板３７は、照明部３５が有する環状平板３５１の下面３５１Ａに配されている。したがって、反射側偏光板３８と環状平板３５１の下面３５１Ａとの間のスペースを排することができ、外観検査装置１００を小型化するにあたって有利となる。
【００５９】
ところで、上記実施形態では、正対カメラ３１および傾斜カメラ３２に共通の照明部３５のみが設けられていた。しかしながら、図９に示すように、照明部３５の他に正対カメラ３１に専用の正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂを設けても良い。図９は、検査ヘッドの別の変形例を示す部分側面図である。図１０は、図９の検査ヘッドによる撮像の一例を示すタイミングチャートである。図９の変形例と図１の実施形態との違いは、正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂを設けた点であるため、図１の実施形態との差異点を中心に説明し、共通点については相当符号を付して適宜説明を省略する。
【００６０】
図９の変形例にかかる検査ヘッド３は、中心線Ｃ３を中心とする円環形状をそれぞれ有する正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂを備える。正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂおよび照明部３５はこの順に小さな径を有し、鉛直方向Ｚの上方から下方へ並んでいる。そして、正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂおよび照明部３５のそれぞれが射出した光は、撮像範囲Ｒ３における基板１０の表面１０Ａに照射される。このように、正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂおよび照明部３５を設けることで、例えば特許文献１と同様に、異なる方向から光を照射しつつ正対カメラ３１による撮像を行うことができる。
【００６１】
図１０に示すように、時刻ｔ１に正対カメラ３１の露光を開始すると、時刻ｔ２〜ｔ３の間、正対専用照明部３６Ａを点灯させた後に、時刻ｔ４に正対カメラ３１の露光を終了する。こうして、時刻ｔ２〜ｔ３の間に正対専用照明部３６Ａから光を照射しつつ正対カメラ３１による撮像を行う。次に、時刻ｔ５に正対カメラ３１の露光を開始すると、時刻ｔ６〜ｔ７の間、正対専用照明部３６Ｂを点灯させた後に、時刻ｔ８に正対カメラ３１の露光を終了する。こうして、時刻ｔ６〜ｔ７の間に正対専用照明部３６Ｂから光を照射しつつ正対カメラ３１による撮像を行う。続いて、時刻ｔ９に正対カメラ３１の露光を開始すると、時刻ｔ１０〜ｔ１２の間、照明部３５を点灯させた後に、時刻ｔ１３に正対カメラ３１の露光を終了する。こうして、時刻ｔ１０〜ｔ１２の間に照明部３５から光を照射しつつ正対カメラ３１による撮像を行う。なお、正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂおよび照明部３５を用いた撮像における正対カメラ３１の明るさの調整は、各照明部３６Ａ、３６Ｂ、３５の発光パルス幅（ｔ２〜ｔ３、ｔ６〜ｔ７、ｔ１０〜ｔ１２）を調整することで実行できる。さらに、時刻ｔ１０〜ｔ１２においては、照明部３５から光を照射しつつ各傾斜カメラ３２による撮像も並行して行う。すなわち、時刻ｔ１０に照明部３５が点灯すると、時刻ｔ１１に各傾斜カメラ３２の露光を開始する。その後、時刻ｔ１２において照明部３５を消灯すると同時に各傾斜カメラ３２の露光を終了する。この際、各傾斜カメラ３２の明るさは、露光開始時間、すなわち時刻ｔ１１を調整することで実行できる（ただし、ｔ１０≦ｔ１１）。なお、照明部３５を用いた撮像において、正対カメラ３１が露光を開始する時刻ｔ９よりも各傾斜カメラ３２が露光を開始する時刻ｔ１１は遅く、正対カメラ３１が露光を終了する時刻ｔ１３より傾斜カメラ３２が露光を終了する時刻ｔ１２は早い。つまり、正対カメラ３１の露光時間ｔ９〜ｔ１３内に、各傾斜カメラ３２の露光時間ｔ１１〜ｔ１２は収まっている。そして、ローリングシャッタ方式の各傾斜カメラ３２は、時刻ｔ１２〜ｔ１４をかけて、データを読み出す。この際、各照明部３６Ａ、３６Ｂ、３５は全て消灯しており、各傾斜カメラ３２のデータの読み出しへの影響が防止されている。
【００６２】
このように図１０の撮像動作では、正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂを用いた正対カメラ３１による撮像を終えてから、照明部３５を用いた正対カメラ３１および傾斜カメラ３２による撮像を行っている。かかる撮像動作は、ローリングシャッタ方式のカメラを傾斜カメラ３２として用いた場合に特に好適となる。つまり、ローリングシャッタ方式の傾斜カメラ３２の撮像に続いて正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂを用いた正対カメラ３１による撮像が実行されると、正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂからの光がローリングシャッタ効果によって傾斜カメラ３２の撮像結果に影響を及ぼすおそれがある。これに対して、正対専用照明部３６Ａ、３６Ｂを用いた正対カメラ３１の撮像を終えてから傾斜カメラ３２の撮像を行うことで、ローリングシャッタ効果による影響を排して、傾斜カメラ３２の撮像を適切に行うことができる。
【００６３】
また、上記実施形態では、基板１０に対する光の入射側および反射側のそれぞれに偏光板（入射側偏光板３７、反射側偏光板３８）を設けていた。しかしながら、入射側偏光板３７を排して、反射側偏光板３８のみを設けるように構成しても良い。この際、反射側偏光板３８としては、Ｐ偏光成分を選択的に通過させて、Ｓ偏光成分を遮断するものを用いると良い。
【００６４】
このように構成された外観検査装置１００では、Ｓ偏光成分およびＰ偏光成分の両方を含む光が基板１０の表面１０Ａに照射される。この際、Ｓ偏光成分はＰ偏光成分に比べて高い反射率で基板１０に正反射されるため、傾斜カメラ３２に到達すると照明部３５の像の写り込みの主要因となる。これに対して、この外観検査装置１００では、基板１０で反射されて傾斜カメラ３２へ向かう光に含まれるＳ偏光成分およびＰ偏光成分のうちＰ偏光成分を選択的に通過させる反射側偏光板３８が設けられている。そのため、基板１０で正反射されたＳ偏光成分が傾斜カメラ３２に到達するのを抑制できる。こうして、基板１０での正反射光が傾斜カメラ３２に到達するのを遮って照明部３５の像の写り込みを抑制しつつ傾斜カメラ３２により基板１０を適切に撮像することが可能となっている。
【符号の説明】
【００６５】
１…基板検査装置
１００…外観検査装置
２…搬送コンベア２
３…検査ヘッド
３１…正対カメラ
３２…傾斜カメラ
３５…照明部
３５１…環状平板３５１
３５１Ａ…環状平板の下面
３７…入射側偏光板
３８…反射側偏光板
１１０…主制御部
１２０…照明制御部
１３０…撮像制御部
１５０…画像処理部
【図１】
2016038703.tif 000003
【図２】
2016038703.tif 000004
【図３】
2016038703.tif 000005
【図４】
2016038703.tif 000006
【図５】
2016038703.tif 000007
【図６】
2016038703.tif 000008
【図７】
2016038703.tif 000009
【図８】
2016038703.tif 000010
【図９】
2016038703.tif 000011
【図１０】
2016038703.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月31日(2015.3.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象を保持する保持部と、
前記保持部が保持する前記検査対象へ向けて光を射出する、所定の中心線を中心とする円環形状の環状射出面を有する照明部と、
前記中心線に対して傾いた方向から前記検査対象に対向して前記検査対象を撮像する傾斜カメラと、
前記照明部から射出された後に前記検査対象で正反射されて前記傾斜カメラへ向かう光の進行経路において光の偏光状態を２種類の偏光成分の間で調整する偏光手段と
を備え、
前記保持部は、前記中心線が延びる方向から前記円環形状の中心に前記検査対象が対向するように前記検査対象を保持し、
複数の前記傾斜カメラが前記中心線の回りに配され、前記複数の傾斜カメラのそれぞれには互いに異なる前記進行経路を進む光が入射し、
前記偏光手段は、前記進行経路における前記検査対象の入射側において前記環状射出面に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる入射側偏光部材と、前記進行経路における前記検査対象の反射側に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる反射側偏光部材とを有し、
前記入射側偏光部材が通過させる偏光成分と前記反射側偏光部材が通過させる偏光成分とは異なり、
前記環状射出面のうち、前記検査対象で正反射された後に前記傾斜カメラとは異なる方向へ向かう光を射出する領域の少なくとも一部を外して、前記入射側偏光部材は前記環状射出面に配される外観検査装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
（削除）
【請求項４】
前記入射側偏光部材および前記反射側偏光部材が前記進行経路毎に設けられ、同一の前記進行経路に設けられた前記入射側偏光部材および前記反射側偏光部材が互いに異なる種類の偏光成分を通過させる請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項５】
前記入射側偏光部材はＳ偏光成分を通過させ、前記反射側偏光成分はＰ偏光成分を通過させる請求項４に記載の外観検査装置。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
（削除）
【請求項８】
前記反射側偏光部材が前記進行経路毎に設けられるとともに、単一の前記入射側偏光部材が前記各進行経路に交差するように配されることで前記各進行経路に対して共通に設けられ、前記入射側偏光部材はその全域で一様な向きに光を偏光し、前記各反射側偏光部材は、前記入射側偏光部材による偏光の向きに直交する向きに光を偏光する請求項１、４あるいは５に記載の外観検査装置。
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
前記中心線が延びる方向から前記検査対象に対向して前記検査対象を撮像する正対カメラをさらに備える請求項１、４、５あるいは８に記載の外観検査装置。
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
検査対象を保持する保持部と、
所定の中心線を中心とする円環形状を有して前記検査対象へ向けて光を射出する照明部と、
前記中心線に対して傾いた方向から前記検査対象に対向して前記検査対象を撮像する  ローリングシャッタ方式の傾斜カメラと、
前記中心線が延びる方向から前記検査対象に対向して前記検査対象を撮像する正対カメラと、
前記傾斜カメラ、前記正対カメラおよび前記照明部を制御して、前記照明部から前記検査対象へ向けて光を射出しつつ前記傾斜カメラおよび前記正対カメラの撮像をそれぞれの露光時間を重複させて実行する制御部と、
前記照明部から射出された後に前記検査対象で正反射されて前記傾斜カメラへ向かう光の進行経路において光の偏光状態を２種類の偏光成分の間で調整する偏光手段と、
前記照明部とは異なる角度から前記検査対象へ向けて光を射出する、前記正対カメラによる撮像に専用の正対専用照明部と
を備え、
前記保持部は、前記中心線が延びる方向から前記円環形状の中心に前記検査対象が対向するように前記検査対象を保持し、
前記偏光手段は、前記進行経路における前記検査対象の入射側に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる入射側偏光部材と、前記進行経路における前記検査対象の反射側に配されて２種類の偏光成分のうち１種類を選択的に通過させる反射側偏光部材とを有し、
前記入射側偏光部材が通過させる偏光成分と前記反射側偏光部材が通過させる偏光成分とは異なり、
前記制御部は、前記正対専用照明部から前記検査対象へ向けて光を射出しつつ前記正対カメラにより前記検査対象を撮像し終えてから、前記照明部から前記検査対象へ向けて光を射出しつつ前記傾斜カメラおよび前記正対カメラの撮像をそれぞれの露光時間を重複させて実行する外観検査装置。
【請求項１３】
（削除）
【請求項１４】
（削除）
【請求項１５】
（削除）
【請求項１６】
複数の前記傾斜カメラが前記中心線の回りに配され、前記複数の傾斜カメラのそれぞれには互いに異なる前記進行経路を進む光が入射する請求項１２に記載の外観検査装置。
【請求項１７】
前記入射側偏光部材および前記反射側偏光部材が前記進行経路毎に設けられ、同一の前記進行経路に設けられた前記入射側偏光部材および前記反射側偏光部材が互いに異なる種類の偏光成分を通過させる請求項１６に記載の外観検査装置。
【請求項１８】
前記入射側偏光部材はＳ偏光成分を通過させ、前記反射側偏光成分はＰ偏光成分を通過させる請求項１７に記載の外観検査装置。
【請求項１９】
前記照明部は、前記保持部が保持する前記検査対象へ向けて光を射出する、前記中心線を中心とする円環形状を有した環状射出面を有し、
前記入射側偏光部材は、前記環状射出面に配される請求項１７または１８に記載の外観検査装置。
【請求項２０】
前記環状射出面のうち、前記検査対象で正反射された後に前記傾斜カメラとは異なる方向へ向かう光を射出する領域の少なくとも一部を外して、前記入射側偏光部材は前記環状射出面に配される請求項１９に記載の外観検査装置。
【請求項２１】
前記反射側偏光部材が前記進行経路毎に設けられるとともに、単一の前記入射側偏光部材が前記各進行経路に交差するように配されることで前記各進行経路に対して共通に設けられ、前記入射側偏光部材はその全域で一様な向きに光を偏光し、前記各反射側偏光部材は、前記入射側偏光部材による偏光の向きに直交する向きに光を偏光する請求項１６に記載の外観検査装置。
【請求項２２】
前記照明部は、前記保持部が保持する前記検査対象へ向けて光を射出する、前記中心線を中心とする円環形状を有した環状射出面を有し、
前記入射側偏光部材は、前記中心線を中心とする円環形状を有し、前記環状射出面の全域を覆うように前記環状射出面に配される請求項２１に記載の外観検査装置。
【請求項２３】
平板形状の基板を前記検査対象として撮像する請求項１、４、５、８、１０、１２、１６、１７、１８、１９、２０、２１あるいは２２に記載の外観検査装置と、
前記外観検査装置による前記基板の撮像結果に基づいて前記基板の状態を判定する判定部と
を備える基板検査装置。
【国際調査報告】
2016038703.tif 000013
2016038703.tif 000014
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