(57)【要約】【課題】透明膜のムラ、傷、汚れ、ゴミ等の欠陥を簡単、かつ精度よく検査する。【解決手段】保持枠２１に生化学センサ２を固定する。透明膜５のムラは、拡散光源ユニット２８の光源３８を点灯させ、乳白色板３９、拡散板４０、カラーフィルタ４１により拡散された拡散光Ｓ１を透明膜５の全域に照射し、金属膜４で反射された光の濃淡に基づいて検査する。透明膜５の傷等は、線状光源ユニット４７の光源３８を点灯させ、反射板５４、集光レンズ５５で集光され、遮光カバー５６でライン状にされた線状光Ｓ２を透明膜５に照射し、矢印Ｘ方向に移動させ、金属膜４の反射状態に基づいて検査する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上の金属膜の上に設けられた透明膜のムラを検査する透明膜検査装置において、
前記透明膜が略上方を向くように前記支持体を保持する支持体保持手段と、
前記支持体保持手段の上方に配置され、前記透明膜の全域に対して拡散光を照射する拡散照明手段とを備えることを特徴とする透明膜検査装置。
【請求項２】
支持体上の金属膜の上に設けられた透明膜の傷、汚れ、ゴミ等を検査する透明膜検査装置において、
前記透明膜が略上方を向くように前記支持体を保持する支持体保持手段と、
前記支持体保持手段の上方に配置され、前記透明膜に対して所定の方向に伸びる線状光を照射し、かつ前記所定の方向に直交する方向で前記線状光を走査させる線状照明手段とを備えることを特徴とする透明膜検査装置。
【請求項３】
支持体上の金属膜の上に設けられた透明膜のムラ、傷、汚れ、ゴミ等を検査する透明膜検査装置において、
前記透明膜が略上方を向くように前記支持体を保持する支持体保持手段と、
前記支持体保持手段の上方に配置され、前記透明膜の全域に対して拡散光を照射する拡散照明手段と、
前記支持体保持手段の上方、かつ前記拡散光の照射範囲外に配置され、前記透明膜に対して所定の方向に伸びる線状光を照射し、かつ前記所定の方向に直交する方向で前記線状光を走査させる線状照明手段と、
前記拡散照明手段と前記線状照明手段の発光を切り替える発光切替手段とを備えることを特徴とする透明膜検査装置。
【請求項４】
前記拡散照明手段は、前記透明膜に光を照射する光源と、前記光源の前方に配置され、前記金属膜への前記光源の映り込みを防止する乳白色板と、前記光源から照射された光を拡散する拡散板とを有する拡散光源ユニットを備えることを特徴とする請求項１または３いずれか記載の透明膜検査装置。
【請求項５】
前記拡散光源ユニットは、前記光源の前方に配置された藤色のカラーフィルタを有することを特徴とする請求項４記載の透明膜検査装置。
【請求項６】
前記拡散照明手段は、前記拡散光源ユニットの位置及び角度を調整する拡散光源位置調整機構を備えることを特徴とする請求項４または５記載の透明膜検査装置。
【請求項７】
前記線状照明手段は、前記透明膜に光を照射する光源と、前記光源から照射された光を反射する反射板と、前記光源及び反射板から照射された光を集光する集光レンズと、前記集光レンズの前方に配置されて出射された光を遮り、前記線状光を形成するライン状のスリットが設けられた遮光カバーとを有する線状光源ユニットを備えることを特徴とする請求項２または３記載の透明膜検査装置。
【請求項８】
前記線状照明手段は、前記線状光源ユニットの位置及び角度を調整し、かつ前記所定の方向に直交する方向で前記線状光が走査されるように前記線状光源ユニットを移動させる線状光源位置調整機構を備えることを特徴とする請求項７記載の透明膜検査装置。
【請求項９】
前記支持体保持手段と、前記拡散照明手段、及び／または前記線状照明手段の外側を覆う遮光フードを備えることを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の透明膜検査装置。
【請求項１０】
前記支持体保持手段は、前記支持体を保持する保持枠と、前記透明膜の角度を調整できるように前記保持枠を回転させる角度調整機構とを有することを特徴とする請求項１〜９いずれか記載の透明膜検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体上の金属膜の上に設けられた透明膜に対し、ムラ、傷、汚れ、ゴミ等を検査する透明膜検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持体上に設けられた金や銀等の金属膜の上に試料を含む透明膜が設けられた生化学センサが知られている。透明膜は、タンパク質等の試料を溶かした溶液が金属膜の上に塗布されたもので、その厚さは２００〜３００ｎｍ程度である。この透明膜の塗布品質は検査精度にも影響を及ぼすため、ムラや傷が生じず、かつ汚れやゴミ等が付着しないように塗布することが望まれている。
【０００３】
従来、透明膜の検査は、作業者の目視によって行なわれていた。この検査は、金属膜で反射される光の反射状態を観察して、ムラ、傷、汚れ、ゴミ等の有無を判定する。しかし、透明膜は薄くかつ透明であり、検査用の光源と透明膜との位置関係が一定ではない場合もあったため、判定が難しく、時間がかかり、検査精度も低いという問題があった。
【０００４】
透明な塗布膜を検査する方法として、塗布膜に蛍光増白剤を混入させ、塗布後に紫外線を照射して検査する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０５−１５７７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、透明膜に対する蛍光増白剤の混入は、透明膜製造の工数、及びコストが増加するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するために、透明膜のムラ、傷、汚れ、ゴミ等の欠陥をローコスト、かつ精度よく、短時間で検査できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の透明膜検査装置は、支持体上の金属膜の上に設けられた透明膜のムラを検査するため、透明膜が略上方を向くように支持体を保持する支持体保持手段と、支持体保持手段の上方に配置されて透明膜の全域に対して拡散光を照射する拡散照明手段を設けたものである。
【０００８】
また、本発明の別の透明膜検査装置は、支持体上の金属膜の上に設けられた透明膜の傷や汚れ、ゴミ等を検査するため、透明膜が略上方を向くように支持体を保持する支持体保持手段と、支持体保持手段の上方に配置されて透明膜に対して所定の方向に伸びる線状光を照射し、かつ所定の方向に直交する方向で線状光を走査させる線状照明手段を設けたものである。
【０００９】
本発明の更に別の透明膜検査装置は、支持体上の金属膜の上に設けられた透明膜のムラや傷、汚れ、ゴミ等を検査するため、透明膜が略上方を向くように支持体を保持する支持体保持手段と、支持体保持手段の上方に配置されて透明膜の全域に対して拡散光を照射する拡散照明手段と、支持体保持手段の上方、かつ拡散光の照射範囲外に配置され、透明膜に対して所定の方向に伸びる線状光を照射し、かつ所定の方向に直交する方向で線状光を走査させる線状照明手段と、拡散照明手段と線状照明手段の発光を切り替える発光切替手段を設けたものである。
【００１０】
また、拡散照明手段は、透明膜に光を照射する光源と、光源の前方に配置され、金属膜への光源の映り込みを防止する乳白色板と、光源から照射された光を拡散する拡散板を有する拡散光源ユニットを備えるものである。また、拡散光源ユニットの光源の前方に、藤色のカラーフィルタを配置することが好ましい。更に、拡散光源ユニットの位置及び角度を調整する拡散光源位置調整機構を設けてもよい。
【００１１】
また、線状照明手段は、透明膜に光を照射する光源と、光源から照射された光を集光する集光レンズと、光源から照射された光を集光レンズに向けて反射する反射板と、集光レンズの前方に配置されて光を遮り、線状光を形成するライン状のスリットが設けられた遮光カバーとを有する線状光源ユニットを備えるものである。更に、線状光源ユニットの位置及び角度を調整し、かつ所定の方向に直交する方向で線状光が走査されるように線状光源ユニットを移動させる線状光源位置調整機構を設けることが好ましい。
【００１２】
また、支持体保持手段と、拡散照明手段、及び／または線状照明手段の外側を覆う遮光フードを設け、透明膜の検査に対する外光の影響が小さくなるようにすることが好ましい。
【００１３】
更に、支持体保持手段は、支持体を保持する保持枠と、透明膜の観察角度を調整できるように保持枠を回転させる角度調整機構を設けることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の透明膜検査装置によれば、透明膜を一定の方向から検査することができ、かつ安定的に拡散光または線状光を照射することができるので、精度よく、簡単、迅速に透明膜の各種欠陥を検査することができる。
【００１５】
また、拡散光と線状光とを選択的に透明膜に照射できるようにしたので、透明膜のムラ検査と、傷等の検査を１台の検査装置で行なうことができる。
【００１６】
更に、拡散光源ユニットに対し、拡散板とともに乳白色板を用いたので、金属膜に対する光源の映り込みを防止して、検査精度を向上させることができる。また、藤色のカラーフィルタを用いた場合には、検査を行なう作業者の目の疲れを軽減することができる。更に、拡散光源ユニットの位置を調整できるようにしたので、検査環境、作業者の個人差等に合せてより最適な状態で検査を行なうことができる。
【００１７】
また、線状光源ユニットは、反射板、集光レンズによって光を集光するようにしたので、検査に適した強い光を得ることができる、
【００１８】
また、遮光フードを設けたので、外光の影響を受けずに検査を行なうことができる。更に、支持体保持手段の角度も調整できるようにしたので、検査精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に示す生化学センサ（以下、センサと呼ぶ）２は、支持体であるプリズム３と、このプリズム３の一つの面に形成される金属膜４と、この金属膜４の上に形成される透明膜５から構成されている。なお、透明膜５は、その塗布状態を明確にするためハッチングを施して図示している。
【００２０】
プリズム３は、例えば透明な光学ガラスやプラスチックによって角棒状に形成されており、その外面の一つに、例えば金や銀等の金属からなる金属膜４が形成されている。
【００２１】
透明膜５は、生理的食塩水や純水、または各種のバッファ液等の溶媒にタンパク質等の試料を溶かした溶液をセンサ面となる金属膜４の上に塗布したもので、その厚みは、例えば２００〜３００ｎｍ程度となる。この透明膜５は、図２に示す透明膜検査装置１０を用いて、塗布ムラ、傷、汚れ、ゴミ等の不良が検査される。
【００２２】
透明膜検査装置１０は、基板１１と、この基板１１上に設置してセンサ２の保持に用いるセンサ保持部（支持体保持手段）１２と、透明膜５のムラの検査に用いる拡散照明部（拡散照明手段）１３と、透明膜５の傷、汚れ、ゴミ等の検査に用いる線状照明部（線状照明手段）１４と、これらの両側方、上方、背後を覆い、外光の影響を受けずに前面側から透明膜５を観察できるようにする遮光フード１５と、この遮光フード１５の側面に設けた制御ボックス１６から構成されている。
【００２３】
図３に示すように、センサ保持部１２は、基板１１上に垂直に立設される支持板１９と、この支持板１９の一方の面に取り付けられる角度調整機構２０と、この角度調整機構２０に保持される保持枠２１から構成されている。
【００２４】
保持枠２１は、例えば、金属製の薄板を略コ字状に屈曲し、その両端にプリズム３の外形形状に合せた切欠２１ａが形成されたもので、センサ２は、切欠２１ａ内に挿入されて保持される。この保持枠２１は、角度調整機構２０に設けられた略Ｌ字形状のブラケット２２に取り付けられる。
【００２５】
角度調整機構２０は、いわゆる回転ステージであり、上部に設けられた調整ノブ２３の回転操作によって保持枠２１を長手方向周りに回転させ、透明膜検査装置１０の前面側から検査を行なう作業者に対して、透明膜５の角度を調整する。
【００２６】
拡散照明部１３は、基板１１上に垂直に立設される支持板２６と、この支持板２６の一方の面に取り付けられる拡散照明位置調整機構２７と、この拡散照明位置調整機構２７に保持される拡散光源ユニット２８から構成されている。
【００２７】
拡散照明位置調整機構２７は、支持板２６に取り付けられる垂直ステージ２９と、この垂直ステージ２９に取り付けられる水平ステージ３０と、この水平ステージ３０に取り付けられる回転ステージ３１から構成されている。この回転ステージ３１には、拡散光源ユニット２８を保持する略Ｌ字状のブラケット３２が取り付けられている。各ステージ２９〜３１は、それぞれに設けられた調整ノブ２９ａ〜３１ａの回転操作によって拡散光源ユニット２８の位置及び角度を調整する。
【００２８】
図４に示すように、拡散光源ユニット２８は、長方形のケース３５内に多数の白色ＬＥＤ３６がマトリクス状に配列されたプリント基板３７（図５参照）を収納する光源３８と、この光源３８の開口３５ａを塞ぐように取り付けられ、白色ＬＥＤ３６の金属膜４への映り込みを防止する乳白色板３９と、この乳白色板３９の前方に取り付けられ、光源３８から照射された光を拡散する拡散板４０と、拡散板４０の前方に取り付けられ、拡散された光を着色するカラーフィルタ４１から構成されている。
【００２９】
カラーフィルタ４１には、例えば、藤色のものが用いられる。なお、このカラーフィルタ４１による光の着色は、目視検査を行なう作業者の目の疲れを軽減することが目的であるため、藤色に限定されるものではなく、光源及び金属膜の種類、作業者に応じて、目の疲れが少なく透明膜５のムラが判別しやすい色のカラーフィルタを用いることが好ましい。
【００３０】
図５は、センサ２と、拡散光源ユニット２８の位置関係を表す側面断面図であり、図中左方が透明膜検査装置１０の前面側であって、作業者による目視検査が行なわれる方向となる。センサ２は、作業者が透明膜５を斜め上方から目視しやすくするため、基板１１に対して角度α、例えば２０°程度傾斜して配置されている。なお、この角度αは、角度調整機構２０により調整可能である。
【００３１】
拡散光源ユニット２８は、センサ２の上方で、わずかに目視方向側に寄った位置に配置され、拡散板４０等が透明膜５に対して略平行に対面する。拡散光源ユニット２８は、透明膜５の全域に拡散光Ｓ１を照射する。拡散光Ｓ１は、センサ２の透明膜５を透過して金属膜４で反射されるが、透明膜５の屈折率により、透明膜５のムラのある部分と無い部分に濃淡が生じるので、簡単に透明膜５のムラを検査することができる。
【００３２】
なお、拡散光源ユニット２８がセンサ２の真上に配置されていないのは、透明膜５に照射される拡散光Ｓ１を弱く、かつ均一にしてムラを発見しやすくするためであり、拡散光源ユニット２８の光量、拡散板４０の拡散具合によってはセンサ２の真上に配置してもよく、本実施形態の位置に限定されるものではない。
【００３３】
図３に示す線状照明部１４は、基板１１上に垂直に立設される支持板４５と、この支持板４５の一方の面に取り付けられる線状照明位置調整機構４６と、この線状照明位置調整機構４６に保持される線状光源ユニット４７から構成されている。
【００３４】
線状照明位置調整機構４６は、支持板４５に取り付けられる垂直ステージ４８と、この垂直ステージ４８に取り付けられる水平ステージ４９と、この水平ステージ４９に取り付けられる回転ステージ５０から構成されている。この回転ステージ５０には、線状光源ユニット４７を保持する略Ｌ字状のブラケット５１が取り付けられている。各ステージ４８〜５０は、それぞれに設けられた調整ノブ４８ａ〜５０ａの回転操作によって線状光源ユニット２８の位置及び角度を調整する。なお、水平ステージ４９は、線状光源ユニット４７の走査にも用いられる。
【００３５】
図６に示すように、線状光源ユニット４７は、拡散光源ユニット２８と同じ光源３８と、開口３５ａから光源３８のケース３５内に挿入される反射板５４と、この反射板５４の上方に挿入される集光レンズ５５と、光源３８の外側に被せられる遮光カバー５６から構成されている。
【００３６】
反射板５４は、薄い金属板またはプラスチックによって断面が漏斗状に形成され、内面にメッキ等で反射面５４ａが設けられている。その上部には、反射した光を出射する開口５４ｂが形成されている。反射板５４は、白色ＬＥＤ３６から放射された光を反射面５４ａで反射し、開口５４ｂから集光レンズ５５に向けて出射する。集光レンズ５５は、透明な光学ガラスまたはプラスチックで形成され、反射板５４から入射された光を集光して青白い光を生成する。
【００３７】
遮光カバー５６は、薄い金属板またはプラスチックにより略箱状に形成され、光源３８の外側に被せられる。遮光カバー５６の上面には、長手方向に沿って線状の開口５６ａが形成されており、集光レンズ５５によって集光された光は、この開口５６ａを通過することにより線状光となる。
【００３８】
図５に示すように、線状光源ユニット４７は、センサ２と拡散光源ユニット２８の間で、かつ拡散光源ユニット２８による拡散光の照射範囲外に配置されている。また、線状光源ユニット４７は、透明膜５に対して線状光Ｓ２を鋭角に照射し、かつ金属膜４での反射光が作業者側に向けて反射するように傾けて配置されている。なお、この照射角度は、回転ステージ５０により調整可能である。
【００３９】
線状光源ユニット４７は、透明膜５に対して斜め上方から長手方向に沿った線状光Ｓ２を照射する。線状光Ｓ２は、透明膜５を透過して金属膜４で反射されるが、透明膜５の傷や汚れ、ゴミ等によって反射方向が変化し、点状または線状に輝度が高くまたは低くなるので、簡単に透明膜５の傷、汚れ、ゴミ等を検査することができる。また、線状光源ユニット４７は、図に示す待機位置から、水平ステージ４９によって矢印Ｘ方向に移動されるので、線状光Ｓ２で透明膜５の全域を走査して検査することができる。
【００４０】
図７に示すように、制御ボックス１６は、拡散光源ユニット２８及び線状光源ユニット４７の光源３８を発光させる電源回路６０と、発光強度を切り換える調光回路６１と、拡散光源ユニット２８と線状光源ユニット４７の発光を切り替える切換回路６２と、前面に設けられて各回路を操作する電源スイッチ６３、調光スイッチ６４、切替スイッチ６５から構成されている。電源回路６０は、電源スイッチ６３の操作によってオン／オフが切り換えられ、切替スイッチ６５の操作により切換回路６２が発光を切り換える。また、調光スイッチ６４によって各光源３８の発光強度が調整され、透明膜５を検査しやすい光量を得ることができる。
【００４１】
次に上記実施形態の作用について説明する。図８に示すように、センサ保持部１２にセンサ２を固定する。電源スイッチ６３を操作して電源回路６０をオンさせ、拡散光源ユニット２８の光源３８を発光させる。
【００４２】
拡散光Ｓ１は、透明膜５の全域に照射され、透明膜５を透過して金属膜４により反射されるので、その際の反射光の濃淡により透明膜５のムラを検査する。
【００４３】
次いで切換スイッチ６５を操作して切換回路６２を切り換え、拡散光源ユニット２８を消灯させ、線状光源ユニット４７を点灯させる。そして、水平ステージ４９を操作して透明膜５上で線状光Ｓ２を走査させ、その際の反射光の反射状態により、透明膜５の傷、汚れ、ゴミ等を検査する。
【００４４】
検査終了後、電源スイッチ６３を操作して線状光源ユニット４７を消灯し、更に水平ステージ４９で待機位置に戻す。そして、検査済みのセンサ２をセンサ保持部１２から取り出す。なお、連続して複数本のセンサ２を検査する場合には、消灯せずにセンサ２の固定及び取出しを行なってもよい。また、線状光Ｓ２による傷等の検査の後で、拡散光Ｓ１によるムラ検査を行なってもよい。
【００４５】
上記実施形態では、透明膜５のムラと傷等の検査を１台の透明膜検査装置１０で行なえるようにしたが、センサ保持部１２と拡散照明部１３だけで検査装置を構成してムラ検査専用にしてもよいし、センサ保持部１２と線状照明部１４だけで構成して傷等検査専用の検査装置にしてもよい。また、光源としてＬＥＤを用いたが、その他の光源を用いてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、手動でセンサ２の固定、取出し、線状光の走査を行なうようにしたが、自動機を用いてもよい。更に、拡散光または線状光の反射を撮像及び画像処理して検査を行なってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】センサの構成を示す外観斜視図である。
【図２】透明膜検査装置の外観形状を示す斜視図である。
【図３】センサ保持部、拡散照明部、線状照明部の構成を示す外観斜視図である。
【図４】拡散光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図５】センサと拡散光源ユニット及び線状光源ユニットの位置関係を表す断面図である。
【図６】線状光源ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図７】制御ボックスの構成を示すブロック図である。
【図８】透明膜の検査手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４８】
２  生化学センサ
３  プリズム
４  金属膜
５  透明膜
１０  透明膜検査装置
１２  センサ保持部
１３  拡散照明部
１４  線状照明部
１５  遮光フード
１６  制御ボックス
２０  角度調整機構
２１  保持枠
２７  拡散照明位置調整機構
２８  拡散光源ユニット
３６  白色ＬＥＤ
３８  光源
３９  乳白色板
４０  拡散板
４１  カラーフィルタ
４６  線状照明位置調整機構
４７  線状光源ユニット
５４  反射板
５５  集光レンズ
５６  遮光カバー
６２  切換回路
６５  切換スイッチ
【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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