(57)【要約】【課題】重量の増大化を抑えつつ低コストにてフレームの強度を高め、運搬・設置作業が容易で、しかも大型の被検査対象の検査を可能とする。【解決手段】外観検査用投光装置１は、検査対象であるガラス基板Ｇへ照明光を照射する照明光学系を備えている。投光装置１は、マクロ照明光源２と、この光源からの照明光を基板Ｇに向けて反射させる第１反射ミラー３及び第２反射ミラー４と、反射光を集光するフレネルレンズ５とを備えている。照明光学系は側面視略三角形状の三角屋根構造のフレームユニット７と逆三角屋根構造のフレームユニット６とを連結して支持する。フレームユニット６は逆三角屋根構造の底面のフレーム構造部材でマクロ照明光源２と第１反射ミラー３を支持する。フレームユニット７はフレーム構造部材からなる三角屋根構造の一方の斜面で第２反射ミラー４を支持し、底面でフレネルレンズ６を支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象である基板へ照明光を照射する照明光学系を備えた外観検査用投光装置であって、
前記照明光学系は、マクロ照明光源と、該マクロ照明光源からの照明光を前記基板に向けて反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された照明光を集光するフレネルレンズと、これら反射ミラー及びフレネルレンズを支持する複数のフレーム構造部材からなるフレームユニットとを有し、
該フレームユニットは、前記フレーム構造部材を少なくとも側面視略三角形状の三角屋根構造で構成し、当該略三角屋根構造の一方の斜面で反射ミラーを支持し、前記略三角屋根構造の底面で前記フレネルレンズを支持することを特徴とする外観検査用投光装置。
【請求項２】
前記フレームユニットは、他の前記フレーム構造部材からなる少なくとも側面視略三角形状の逆三角屋根構造を有していて、該逆三角屋根構造のフレーム構造部材を前記三角屋根構造の他方の斜面に連結し、前記逆三角屋根構造のフレーム構造部材に前記マクロ照明光源を支持させる請求項１に記載の外観検査用投光装置。
【請求項３】
検査対象である基板へ照明光を照射する照明光学系を複数備えた外観検査用投光装置であって、
前記各照明光学系は、マクロ照明光源と、該マクロ照明光源からの照明光を前記基板に向けて反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された照明光を集光するフレネルレンズと、これら反射ミラー及びフレネルレンズを支持する複数のフレーム構造部材からなるフレームユニットとを有し、
該フレームユニットは、前記フレーム構造部材を少なくとも側面視略三角形状の三角屋根構造に構成し、当該三角屋根構造の一方の斜面で反射ミラーを支持し、前記略三角屋根構造の屋根形状の底面で前記フレネルレンズを支持し、
前記フレームユニットは複数連結して設けられ、前記複数のフレームユニットは前記各照明光学系の各フレネルレンズにより収束される前記照明光の光束が重なるように各フレームユニットを互いに内側を向くよう傾けて配置されていることを特徴とする外観検査用投光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のガラス基板等の検査対象である基板に光を照射して外観を検査する外観検査用投光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイ（ＰＤＰ）といったフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造分野では、ディスプレイの多面取りによるコスト削減といった要望に対応するために、マザーガラス基板の一辺が２０００ｍｍを越えるような大型サイズのものが出現している。
フラットパネルディスプレイ製造工程で製造される大型のガラス基板に対しては、フォトリソ工程の現像後に欠陥検査が行われており、この欠陥検査の一つの手法として観察者の目視で行うマクロ検査と呼ばれる外観検査が行われている。この外観検査では、ガラス基板に照明光を照射して反射する光を目視観察し、ガラス基板表面の傷や塵などの有無を検査している。
【０００３】
この外観検査装置としては、検査するガラス基板を揺動ステージ上に保持し、この揺動ステージを観察者が目視観察し易い角度に傾斜させて目視観察する外観検査装置本体と、この外観検査装置本体の上部に設置され、ガラス基板の上方からマクロ照明光を照射する投光装置とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この投光装置は、光源からの光を反射ミラーによってフレネルレンズへ向かって反射させ、このフレネルレンズにて集光させて揺動ステージに保持されたガラス基板へ照射するものである。これらの光源、反射ミラー及びフレネルレンズからなる照明光学系は、直方体形状に組み立てたフレームユニットの内部に支持され、外観検査装置本体の上部に組み込まれる。
【特許文献１】特開２００４−２４５６４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、検査対象であるガラス基板の大型化にともない検査装置も大型化し、反射ミラーやフレネルレンズを含めた投光装置も大型化されるため重量が増大し、これらを支えるために高強度なフレームユニットが必要となる。フレームユニットとしては、本体のフレーム構造部材を矩形状に接合し、これら矩形フレームを箱状に組み込んで構成した立方体フレームユニットが用いられている。この立方体フレームユニットの強度を高めるためには、フレーム構造部材を太くして強度を高め、さらに矩形フレームの各隅部に筋交いなどの補強材を入れて補強する必要があり、この補強により装置のコストアップを招くばかりか重量増大を招くという問題が生じる。
また、外観検査装置の高さ寸法が、ガラス基板の大型化にともなって非常に高くなるため、外観検査装置本体から投光装置を分割し、現場で投光装置を外観検査装置本体の上に取り付ける方法が取られている。投光装置を別体構造にすると、重量が増大することにより、設置作業に多大な労力を要するという問題が生ずる。
【０００５】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、重量の増大を抑えつつ低コストにて照明系を保持する投光装置用のフレームユニットの強度を高め、運搬・設置作業が容易な外観検査用投光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の外観検査用投光装置は、検査対象である基板へ照明光を照射する照明光学系を備えた外観検査用投光装置であって、前記照明光学系は、マクロ照明光源と、該マクロ照明光源からの照明光を前記基板に向けて反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された照明光を集光するフレネルレンズと、これら反射ミラー及びフレネルレンズを支持する複数のフレーム構造部材からなるフレームユニットとを有し、該フレームユニットは、前記フレーム構造部材を少なくとも側面視略三角形状の三角屋根構造に構成し、当該略三角屋根構造の一方の斜面で反射ミラーを支持し、前記略三角屋根構造の底面で前記フレネルレンズを支持することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の外観検査用投光装置では、フレームユニットは、他の前記フレーム構造部材として少なくとも側面視略三角形状の逆三角屋根構造を有していて、該逆三角屋根構造のフレーム構造部材を前記三角屋根構造の他方の斜面に連結し、前記逆三角屋根構造のフレーム構造部材に前記マクロ照明光源を支持させることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の外観検査用投光装置は、検査対象である基板へ照明光を照射する照明光学系を複数備えた外観検査用投光装置であって、各照明光学系は、マクロ照明光源と、該マクロ照明光源からの照明光を前記基板に向けて反射させる反射ミラーと、該反射ミラーにて反射された照明光を集光するフレネルレンズと、これら反射ミラー及びフレネルレンズを支持する複数のフレーム構造部材からなるフレームユニットとを有し、該フレームユニットは、前記フレーム構造部材を少なくとも側面視略三角形状の三角屋根構造に構成し、当該三角屋根構造の一方の斜面で反射ミラーを支持し、前記略三角屋根構造の屋根形状の底面で前記フレネルレンズを支持し、前記フレームユニットは複数連結して設けられ、前記各照明光学系の各フレネルレンズにより収束される前記照明光の光束が重なるように各フレームユニットを互いに内側を向くよう傾けて配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の外観検査用投光装置によれば、反射ミラー及びフレネルレンズを支持する投光装置用フレームユニットを構成するフレーム構造部材を三角屋根構造に構成することにより、従来の直方体フレームユニットと比較して、重量の増大を抑えつつ低コストにて強度を大幅に高め、大型の反射ミラー及びフレネルレンズを確実に支持することができ、且つ運搬及び設置作業が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施形態）
まず、第１実施形態について図１乃至図６により説明する。
図１は第１実施形態による外観検査用投光装置のフレームユニット構造を示す斜視図、図２はフレームユニット構造の平面図、図３はフレームユニット構造の側面図、図４は図３に示すフレームユニット構造のＡ方向から見た背面図、図５は図３におけるフレームユニット構造のＢ方向から見た正面図、図６はフレームユニット構造の底面図である。
【００１１】
図１に示すように、この外観検査用投光装置１は、マクロ照明光源２と、このマクロ照明光源２から出射される照明光を内側に向けて折り返す小型の第１反射ミラー３と、この第１反射ミラー３で折り返された照明光を下方に折り返す大型の第２反射ミラー４と、この第２反射ミラー４で反射した照明光を収束させるフレネルレンズ５とからなる照明光学系を有する。この照明光学系を構成するマクロ照明光源２と第１反射ミラー３は、逆三角屋根構造の第１フレームユニット６に支持され、照明光学系を構成する第２反射ミラー４とフレネルレンズ５は、三角屋根構造の第２フレームユニット７により支持されている。  第２フレームユニット７は、図６に示す矩形状のフレネルレンズ５を支持する４本のフレーム構造部材８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを矩形状に連結したレンズ支持フレーム８と、このレンズ支持フレーム８の両角部に２本のフレーム構造部材９ａ，９ｂと９ｃ，９ｄを逆Ｖ字に連結し、この逆Ｖ字の頂点部をフレーム構造部材９ｅで連結する。これにより、第２フレームユニット７は、フレーム構造部材９ａ，９ｂ，８ｂと、９ｃ，９ｄ，８ｄにより側面視三角形状とされ、その頂部同士をフレーム構造部材９ｅにより連結することによりレンズ支持フレーム８を底面とする三角屋根構造に形成される。
三角屋根の一方の側面を構成するフレーム構造部材９ｂ，９ｄ，９ｅの内側には、第２反射ミラー４が反射面を向けて支持される。
なお、レンズ支持フレーム８は、フレネルレンズ５と液晶散乱板を一体に組み込んだレンズフレームを利用することにより省略することができる。
【００１２】
また、第２反射ミラー４が取り付けられる傾斜面と反対側のフレーム構造部材９ａ，９ｃには、マクロ照明光源２と第１反射ミラー３を取り付ける第１フレームユニット６が連結される。第１フレームユニット６は、三角屋根構造の第２フレームユニット７に比べて小さい逆三角屋根をなし、フレーム構造部材９ａ，９ｃの中央部より下方に配置されている。
第１フレームユニット６は、フレーム構造部材９ａ，９ｃの略中央部から水平方向に延在するフレーム構造部材１０ａ，１０ｂと、フレーム構造部材９ａ，９ｃの下端部から斜め上方へ延在してフレーム構造部材１０ａ，１０ｂの端部に連結されたフレーム構造部材１０ｃ，１０ｄと、フレーム構造部材９ａ，９ｃにより側面視逆三角形状に構成される。
第１フレームユニット６を構成するフレーム構造部材１０ａ，１０ｂ間には、間隔をあけて一対のフレーム構造部材１０ｆ，１０ｇが連結され、これらフレーム構造部材１０ｆ，１０ｇにマクロ照明光源２及び第１反射ミラー３が支持される。本実施の形態では、第１反射ミラー３の反射光路が第２反射ミラー４に向けて水平になるように第２反射ミラー４の中心の高さにあわせたが、フレーム構造部材１０ａ，１０ｂをフレーム構造部材９ａ，９ｃの中央部からさらに低い位置に取り付け、第１反射ミラー３を第２反射ミラー４の中心より下方に配置するようにしても良い。この第１反射ミラー３を下げることにより、マクロ照明光源２側の光路をコンパクトに折り曲げることが可能になり、フレネルレンズ５の大型化にともなって焦点距離が長くなった場合にも容易に対応することができる。
【００１３】
また、図４に示すように、第１フレームユニット６を構成するフレーム構造部材１０ｃ，１０ｄにより形成される矩形の対角線には、補強のための筋交いとしてフレーム構造部材１０ｈが斜めに連結されている。そのため、図２、図４に示すように、第１フレームユニット６では、フレーム構造部材１０ｄ，８ｃ，１０ｈが三角形状に配置され、フレーム構造部材１０ｃ，１０ｇ，１０ｈが三角形状に配置されている。
また、図５に示すように、フレーム構造部材９ｂ，９ｄ，９ｅ，８ａにより構成される矩形の対角線には、第２反射ミラー４を平面に支持するためと補強のための筋交いとしてフレーム構造部材９ｆが斜めに連結されている。そのため、図２、図５に示すように、第２フレームユニット７の一方の斜面では、フレーム構造部材８ａ，９ｄ及び９ｆが三角形状に配置され、またフレーム構造部材９ｂ，９ｅ及び９ｆが三角形状に配置されている。
【００１４】
上記構造の外観検査用投光装置１では、マクロ照明光源２は第１フレームユニット６のフレーム構造部材１０ｆ，１０ｇの長手方向へ向けて略水平に支持され、第１反射ミラー３に向かって照明光を照射する。第１反射ミラー３は、マクロ照明光源２からの照明光の光軸に対して第２反射ミラー４側へ向けて水平方向に約４５°傾けられており、マクロ照明光源２からの照明光を第２反射ミラー４へ向けて反射させる。
また、第２反射ミラー４は例えば台形状（長方形でもよい）に形成され、下方のフレネルレンズ５へ向けて垂直方向に約４５°傾けられて第２フレームユニット７に支持されている。第２反射ミラー４の下端は、レンズ支持フレーム８のフレーム構造部材８ａに支持され、上端は第２フレームユニット７の三角屋根の頂部に位置するフレーム構造部材９ｅから突出して支持されている。第２反射ミラー４の一部を第２フレームユニット７から突出させることよって照明光の反射領域を大きく確保できる。なお、第２反射ミラー４の上端は、反射領域を確保できればフレーム構造材９ｅから突出させなくてもよい。
そして、第１反射ミラー３にて反射された照明光を第２反射ミラー４によってフレネルレンズ５へ向けて反射させる。第２反射ミラー４によって反射された照明光は、フレネルレンズ５によって集光されて収束光として下方へ照射される。
この外観検査用投光装置１は、図示しない外観検査装置の装置本体の上方に設置される。この外観検査装置本体内には、検査対象となるガラス基板Ｇを保持し、このガラス基板Ｇを検査員が目視観察し易い角度に傾斜させる揺動ステージが設計されている。フレネルレンズ５により集光された照明光は、下方に位置するガラス基板Ｇに照射され、検査員によってガラス基板Ｇの外観検査が目視にて行われる。
【００１５】
上述のように、本実施形態による外観検査用投光装置１によれば、マクロ照明光源２と第１反射ミラー３を取り付ける第１フレームユニット６を逆三角屋根構造に構成し、第２反射ミラー４とフレネルレンズ５を取り付ける第２フレームユニット７を三角屋根構造に構成することにより、従来の箱形状に構成した直方体フレーム構造と比較して、少ないフレーム構造部材で強度を大幅に高めることが可能になり、重量の増大を抑えつつ低コストにて構造体としての大型の第２反射ミラー４及びフレネルレンズ５を確実に支持することができ、さらなる大型のガラス基板Ｇの検査が実現可能である。
また、大型の第２反射ミラー４が取り付けられるフレーム構造部材９ｂ，９ｄ，９ｅ，８ａの対角線に筋交いとしてフレーム構造部材９ｆを設け、照明光が通過する開口部を除いてすべてを三角形状の構成とすることにより、三角屋根構造の強度を更に高めることができる。
また、マクロ照明光源２及び第１反射ミラー３を取り付ける第１フレームユニット６を逆三角屋根構造に構成し第２フレームユニット７に一体に連結することにより、従来の箱形状に構成した直方体フレーム構造と比較して、大幅な軽量化とコンパクト化を容易に実現できるため、投光装置１のトラックなどによる輸送が容易になり、かつ輸送先の現場で高さの高い外観検査装置本体の上に設置する作業も従来のものに比べて容易になる。
【００１６】
なお、上記実施形態では、マクロ照明光源２からの照明光を第２反射ミラー４へ向けて反射させる第１反射ミラー３を設けたが、この第１反射ミラー３は、必ずしも設ける必要はない。例えば、図７及び図８に示す第一変形例では、第１フレームユニット６にマクロ照明光源２だけを支持させ、このマクロ照明光源２からの照明光を第２反射ミラー４へ向けて直接照射させている。
【００１７】
また、マクロ照明光源２及び第１反射ミラー３の設置位置は、上記実施形態に限定されない。
例えば図９に示す第二変形例では、レンズ支持フレーム８の対向する２辺をなすフレーム構造部材８ｂ，８ｄから略水平にフレーム構造部材１０ｈ，１０ｉを延在させ、これらフレーム構造部材１０ｈ、１０ｉ間に梁状の構造材を架けてマクロ照明光源２及び第１反射ミラー３を支持させたものである。
また、図１０に示す第三変形例では、レンズ支持フレーム８の対向する２辺をなすフレーム構造材８ｂ，８ｄから延在させたフレーム構造部材１０ｈ，１０ｉの下部に、フレーム構造部材９ａ，９ｃを延長させた一対のフレーム構造材１０ｊ，１０ｋと、フレーム構造部材１０ｌ，１０ｍをＶ字状に接合して側面視逆三角形状として強度向上を図ったものである。
図１１に示す第四変形例では、フレーム構造部材９ａ，９ｃに沿って斜め下方へ延在させたフレーム構造材１０ｊ，１０ｋ間に梁状の構造材を架けてマクロ照明光源２及び第１反射ミラー３を支持させたものである。
【００１８】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図１２及び図１３により説明する。なお、上記第１実施形態と同一構造部分は、同一符号を付して説明を省略する。
図１２は外観検査用投光装置を示す要部正面図、図１３は図１２に示す外観検査用投光装置の要部側面図である。
図に示すように、この外観検査用投光装置２１は、第１実施形態で説明した外観検査用投光装置１を一対備えている。これら投光装置１ａのレンズ支持フレーム８を構成するフレーム構造部材８ｄと、投光装置１ｂのレンズ支持フレーム８を構成するフレーム構造部材８ｂが蝶番により互いに連結されている。また、これら投光装置１ａ，１ｂは、それぞれの第２フレームユニット７，７の頂部をなすフレーム構造部材９ｅ，９ｅが連結部材２２によって所定の間隔をあけて連結されている。更に投光装置１ａの第１フレームユニット６を構成する水平方向のフレーム構造部材１０ｂと、投光装置１ｂの第１フレームユニット６を構成する水平方向のフレーム構造部材１０ａが連結材２３によってそれぞれ所定の間隔をあけて連結されている。
【００１９】
これにより、それぞれの投光装置１ａ，１ｂは、フレネルレンズ５，５にて集光されて収束光として観察系本体側へ照射されるマクロ照明光源２，２の照明光の光軸Ｏ１、Ｏ２が、下方へ向かって次第に接近して交差するように向かい合わせに傾斜して配設されている。即ち、二つの投光装置１ａ，１ｂは、フレネルレンズ５，５で収束された各照明光路（光束）がガラス基板Ｇで重なるように互いに内側を向くように線対称に連結されている（図１２参照）。
そして、各投光装置１ａ，１ｂの照明光の光束が重なり合う位置Ｐに検査対象であるガラス基板Ｇが配設され、外観検査が行われる。
【００２０】
本第２実施形態による外観検査用投光装置２１によれば、第１実施形態と同様に、それぞれの投光装置１ａ，１ｂの第１フレームユニット６，６と、第２フレームユニット７，７の高強度化が図られているので、大型の反射ミラー４及びフレネルレンズ５を確実に支持することができる。さらに、二つの投光装置１ａ，１ｂを連結したので、ガラス基板Ｇへの照明光の照射面積を大幅に大きくすることができ、大型化に限度があるフレネルレンズ５及び第２反射ミラー４について、ガラス基板Ｇの大型化に容易に対応できる。また、投光装置１を複数設けることにより、小型のフレネルレンズを用いることが可能となり、フレネルレンズの焦点距離が短くなることから、大きなフレネルレンズを用いる場合と比べて小型化と軽量化を容易に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態による外観検査用投光装置のフレームユニット構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示す外観検査用投光装置のフレームユニット構造の平面図である。
【図３】フレームユニット構造の側面図である。
【図４】図３に示すフレームユニット構造のＡ方向から見た背面図である。
【図５】図３に示すフレームユニット構造のＢ方向から見た正面図である。
【図６】フレームユニット構造の底面図である。
【図７】外観検査用投光装置の第一変形例を示す平面図である。
【図８】図７に示す外観検査用投光装置の側面図である。
【図９】外観検査用投光装置の第二変形例を示す側面図である。
【図１０】外観検査用投光装置の第三変形例を示す側面図である。
【図１１】外観検査用投光装置の第四変形例を示す側面図である。
【図１２】第２実施形態による外観検査用投光装置を示す正面図である。
【図１３】図１２に示す外観検査用投光装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１、１ａ、１ｂ、２１  外観検査用投光装置
２  マクロ照明光源
３  第１反射ミラー
４  第２反射ミラー
５  フレネルレンズ
６  第１フレームユニット
７  第２フレームユニット
８  レンズ支持フレーム
８ａ、８ｂ，８ｃ，８ｄ  フレーム構造部材
９ａ、９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ、９ｆ  フレーム構造部材
１０ａ、１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ  フレーム構造部材
Ｇ  ガラス基板（基板）
【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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【図１１】
2008164320.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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