(57)【要約】【課題】検査対象物を検査する際の検査条件値の再現性を向上させることができる光学系駆動機構を提供すること。【解決手段】本発明に係る光学系駆動機構は、検査対象物１の面上の一直線又は一点を半径中心とするタイミングベルト１０ａを内歯とする内歯車１０と、内歯車１０の内歯と嵌合しながら回転するタイミングプーリ９と、タイミングプーリ９を回転させる第１のモータ８ａと、タイミングプーリ９の回転に伴い一直線又は一点を中心に回動し、検査対象物１を検査する検査部とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物の面上の一直線又は一点を半径中心とするタイミングベルトを有し、当該タイミングベルトを内歯とする内歯車と、
前記内歯車の内歯と嵌合しながら回転するタイミングプーリと、
前記タイミングプーリを回転させる第１のモータと、
前記タイミングプーリの回転に伴い前記一直線又は前記一点を中心に回動し、前記検査対象物を検査する検査部とを有する光学系駆動機構。
【請求項２】
前記タイミングプーリを前記内歯車に押し当てるバネ及び当該バネの伸縮方向をガイドする第１のガイドをさらに有する
ことを特徴とする請求項１記載の光学系駆動機構。
【請求項３】
前記タイミングベルトが貼り付けられるガイドレールを有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の光学系駆動機構。
【請求項４】
前記タイミングプーリを支持するアームと、
前記アームに設けられ、前記検査部を前記検査対象物の方向へスライドさせるための第２のガイドと、
前記第２のガイドに沿って前記検査部を移動させる第２のモータとをさらに有する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の光学系駆動機構。
【請求項５】
前記検査部は、前記検査対象物を撮像する撮像手段である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光学系駆動機構。
【請求項６】
前記検査部は、前記検査対象物に光を照射する光源である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の光学系駆動機構。
【請求項７】
光学系駆動機構を一又は複数備え、
前記光学系駆動機構は、
検査対象物の面上の一直線又は一点を半径中心とするタイミングベルトを有し、当該タイミングベルトを内歯とする内歯車と、
前記内歯車の内歯と嵌合しながら回転するタイミングプーリと、
前記タイミングプーリを回転させる第１のモータと、
前記タイミングプーリの回転に伴い前記一直線又は前記一点を中心に回動し、前記検査対象物を検査する検査部とを有する検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象部物の検査を行う光学系駆動機構及び検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＣＣＤカメラ等を用いて物体の表面の検査を行う光学式表面検査装置が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の光学式表面検査装置は、物体（基板）に光を照射するライン状ライトガイドを有し、光が照射された基板を撮像し、撮像された画像に基づいて基板の表面の検査を行う。ここで、図６に特許文献１に記載の光学式表面検査装置９０の斜視図を示し、その構成について説明する。
【０００３】
図６に示すように、検査を行う基板（図示せず）がワークテーブル９１に載置される。また、ワークテーブル９１に対して垂直にスタンド９２が支持されている。スタンド９２には基板を撮像するカメラ９３が支持されている。そして、スタンド９２の下端部の軸受け９４を中心に回動する支持アーム９５に、ライン状ライトガイド９６が支持されている。また、支持アーム９５には、当該支持アーム９５の軸受け９４とは反対側の端部にネジ付ストッパ９８が設けられている。そして、スタンド９２には、支持アーム９５が摺動される円弧状案内溝９７ａが形成されている固定板９７が支持されている。すなわち、支持アーム９５は、固定板９７に形成されている円弧状案内溝９７ａに沿って摺動され、所望の位置でネジ付ストッパ９８によって固定される。支持アーム９５を所望の位置で固定することにより、当該支持アーム９５に設けられているライン状ライトガイド９６から照射される光の角度を調整する。
【特許文献１】特開平１１―２９５２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、検査する基板は基板毎に光の照射位置を変更するため、基板毎に支持アーム９５の位置を調整する必要がある。上述したように、特許文献１に記載の光学式表面検査装置９０は、ネジ付ストッパ９８によって、当該支持アーム９５の位置が調整される。支持アーム９５の位置がネジ付ストッパ９８によって調整されるため、一度検査が行われた基板と同一の型の基板を検査する場合、当該同一の型の基板を検査する際に設定した支持アームの位置と同じ位置に、再度支持アームの位置を調整することが困難である。このため、基板を撮像する際の光の照射角度及び光の照射強度等の検査条件値の再現性が低減するという問題点がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、検査対象物を検査する際の検査条件値の再現性を向上させることができる光学系駆動機構及び検査装置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】
上述した課題を解決するために、本発明に係る光学系駆動機構は、検査対象物の面上の一直線又は一点を半径中心とするタイミングベルトを内歯とする内歯車と、前記内歯車の内歯と嵌合しながら回転するタイミングプーリと、前記タイミングプーリを回転させる第１のモータと、前記タイミングプーリの回転に伴い前記一直線又は前記一点を中心に回動し、前記検査対象物を検査する検査部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る光学系駆動機構及び検査装置によれば、検査対象物を検査する際の検査条件値の再現性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、検査対象物をカメラで撮像して検査を行う光学系駆動機構（以下、駆動機構という。）に適用したものである。図１乃至図３を用いて本実施の形態にかかる駆動機構５０について説明する。図１に、本実施の形態にかかる駆動機構の斜視図を示す。図２に図１で示す駆動機構の正面図を示す。図３に図１に示す駆動機構の側面図を示す。
【０００９】
駆動機構５０は、検査対象物１を検査する検査部を有する。本実施の形態では、例えば、検査部を検査対象物１を撮像するカメラとする。検査対象物１を検査する際、検査対象物１毎に、撮像角度、及びカメラと検査対象物１との距離等の検査条件が異なる。このため、駆動機構５０は、検査対象物１毎に、検査対象物１に対する検査部の位置の調整を行う。
【００１０】
以下、本実施の形態にかかる駆動機構５０の構成について詳細に説明する。図１に示すように、本実施の形態にかかる駆動機構５０は、検査対象物１の面上において、例えば、当該検査対象物１が搬送される方向に対して直交する方向の一直線を基準軸Ａとする。
【００１１】
基準軸Ａの延長線上に、駆動機構５０を回動させる支持回転軸となるベアリング２を介してアーム３が設けられている。アーム３は、基準軸Ａを半径中心として回動するように設けられている。アーム３には、当該アーム３から基準軸Ａと平行に光学支持アーム５が固定されている。光学支持アーム５には、検査対象物１と略対向する位置に、当該検査対象物１を撮像するカメラ４が設けられている。例えば、検査対象物１の下側から当該検査対象物１を撮像する。また、本実施の形態では、光学支持アーム５に支持される検査部としてカメラ４を有することとするが、例えば、検査対象物１に光を照射する光源等が形成されてもよい。この場合、検査対象物１を撮像するカメラ４は、例えば、駆動機構５０上以外に固定して設ける。
【００１２】
また、アーム３において、ベアリング２が形成されている側とは反対側に、第１のモータ８ａを支持するモータ取り付け板６が設けられている。このモータ取り付け板６の一側面に、第１のエンコーダ７ａを有する第１のモータ８ａが設けられている。そして、モータ取り付け板６の第１のモータ８ａが設けられている側とは反対側の面に、歯付きプーリであるタイミングプーリ９が設けられている。また、基準軸Ａを中心とするタイミングベルト１０ａが設けられている。このタイミングベルト１０ａは、基準軸Ａを半径中心とする円に沿って設けられている円弧状のガイドレールであるＲガイド１０ｂ上に貼り付けられている。そして、タイミングベルト１０ａを内歯として、当該タイミングベルト１０ａ及びＲガイド１０ｂによって内歯車１０を構成している。
【００１３】
上述の第１のエンコーダ７ａは検査部であるカメラ４の位置を検出するセンサである。第１のエンコーダ７ａが検出するカメラ４の位置に基づいて第１のモータ８ａの駆動を制御する。このとき、第１のモータ８ａの駆動に応じてタイミングプーリ９が回転し、当該タイミングプーリ９の歯と、Ｒガイド１０ｂに貼り付けられているタイミングベルト１０ａの内歯とがかみ合う。タイミングプーリ９が、タイミングベルト１０ａとかみ合って回動することに伴い、アーム３が基準軸Ａを中心に回動する。アーム３の回動に合わせて、アーム３に設けられている光学支持アーム５上のカメラ４が基準軸Ａを中心に回動する。これにより、検査対象物１を撮像する際のカメラ４の撮像角度θが調整される（図２、θ参照）。以上から、第１のモータ８ａを駆動させることにより、アーム３が回動する。これに伴い、当該アーム３に固定されている光学支持アーム５上のカメラ４がアーム３と供に回動し、カメラ４の撮像角度を調整することができる。これにより、例えば同じ型の検査対象物１を周期的に検査する場合において、一旦調整した撮像角度を再度調整する際、撮像角度を精度良く調整することができる。すなわち、撮像角度の再現性を向上させることができる。
【００１４】
ここで、図２及び図３を用いて、タイミングプーリ９近傍の構成について詳細に説明する。図２及び図３に示すように、アーム３に第１のガイドが設けられている。本実施の形態では、第１のガイドとして、例えばリニアボールブッシュ１１を設けることとする。また、モータ取り付け板６の上端にバネ１２が設けられている。バネ１２が伸び縮みすることにより、モータ取り付け板６に設けられているタイミングプーリ９が内歯車１０に押し当てられる。このとき、リニアボールブッシュ１１は、バネ１２の伸縮方向を、基準軸Ａとタイミングプーリ９軸とを結ぶ直線と平行にガイドする。すなわち、リニアボールブッシュ１１は、アーム３に沿ってバネ１２の伸縮方向をガイドする。これにより、タイミングプーリ９の歯と内歯車１０のタイミングベルト１０ａの内歯のかみ合わせの精度を向上させることができる。また、アーム３の一端に形成されたベアリング２、及びアーム３の他端に設けられているタイミングプーリ９とかみ合うタイミングベルト１０ａを有する内歯車１０が側面板１３に固定されている。そして、内歯車１０を挟んで側面板１３と反対側に、カムフォロア１４が設けられている（図３参照）。カムフォロア１４により、基準軸Ａを中心軸とする駆動機構５０の回動方向に対して垂直方向のぶれを抑制することができる。
【００１５】
また、図３を用いて、カメラ４が支持される光学支持アーム５近傍の構成について詳細に説明する。図３に示すように、アーム３に、スライド機構である第２のガイドが設けられている。本実施の形態では、第２のガイドとして、例えばＬＭガイド（リニアモーションガイド）１５を設けることとする。このＬＭガイド１５に光学支持アーム５が設けられている。また、ＬＭガイド１５には、ボールネジ１６、第２のモータ８ｂ、及び第２のエンコーダ７ｂが設けられている。第２のエンコーダ７ｂがカメラ４の位置を検出し、検出されたカメラ４の位置に基づいて第２のモータ８ｂが駆動する。第２のモータ８ｂが駆動することにより、ボールネジ１６が閉められる、又は緩められる。これにより、カメラ４がアーム３に設けられたＬＭガイド１５に沿って上下に移動し、検査対象物１とカメラ４との焦点距離Ｂの調整を行う。すなわち、第２のモータ８ｂを駆動させることにより、カメラ４と検査対象物１との撮像距離の調整を行うことができ、当該撮像距離の再現性を向上させることができる。
【００１６】
本実施の形態では、第１のエンコーダ７ａの検出するカメラ４の位置に基づいて第１のモータ８ａが駆動する。そして、当該第１のモータ８ａの駆動に合わせてタイミングプーリ９が回動することにより、アーム３が回動する。これに伴い、アーム３に固定されている光学支持アーム５上のカメラ４が回動し、基準軸Ａを中心にカメラ４の撮像角度θを調整することができる。これにより、検査対象物１毎に撮像角度を変更する場合であって、周期的に同じ型の検査対象物１を検査する場合等において、一旦調整したカメラ４の撮像角度θを再度精度良く調整することができる。また、カメラ４と検査対象物１との距離を、第２のモータ８ｂの駆動によって調整することができる。このため、検査対象物１毎に異なる撮像角度、及び検査対象物１とカメラ４との距離等の検査条件値の再現性を向上させることができる。ここでは、駆動機構５０の光学支持アーム５にカメラ４を設けることとしたが、例えば、カメラ４を駆動機構５０上以外に固定して設け、光学支持アーム５上に検査対象物１に光を照射する光源等を設けてもよい。光学支持アーム５に光源を設ける場合は、駆動機構５０の第１のモータ８ａを駆動させることにより、検査対象物１に照射される光の入射角を制御することができる。また、第２のモータ８ｂを駆動させることにより、検査対象物１と光源との距離を制御することができる。これにより、検査対象物１に照射される光の照射強度を制御することができる。また、本実施の形態では、検査対象物１の面内において、当該検査対象物１が搬送される方向に対して直交する方向の一直線を基準軸Ａとし、基準軸Ａを半径中心とするタイミングベルト１０ａを内歯とする内歯車１０設けることとしたが、検査対象物１の面上の一点を半径中心として、タイミングベルト１０ａを内歯とする内歯車１０を設けてもよい。
【００１７】
ここで、上述の駆動機構を複数有する光学系検査装置について説明する。図４に駆動機構を複数有する検査装置６０の図を示す。また、図５に図４に示す検査装置６０の側面図を示す。
【００１８】
図４及び図５に示すように、検査装置６０は、例えば複数個のカメラ４を有する駆動機構５１と、例えばラインライトガイド等の光源１７を有する駆動機構５２とを有する。駆動機構５２の光源１７は、当該光源１７に電源を供給する光源装置１７ａに接続されている。そして、第１のエンコーダ７ａが検出する駆動機構の位置に応じて第１のモータ８ａが駆動し、駆動機構５１、５２は、それぞれ側面板１３に取り付けられている内歯車１０に沿って回動する。これにより、カメラ４の撮像角度を制御することができる。また、光源１７の照射角度を制御することができる。ここでは図示しないが、駆動機構５１の第２のエンコーダ７ｂが検出するカメラ４の位置に応じて、第２のモータ８ｂが駆動する。これにより、カメラ４と検査対象物１との距離を制御することができる。また、駆動機構５２の第２のエンコーダ７ｂが検出する光源１７の位置に応じて、第２のモータ８ｂが駆動する。これにより、光源１７と検査対象物１との距離を制御する。これにより、検査対象物１に照射される光の照射強度を制御することができる。
【００１９】
そして、駆動機構５１、５２の基準軸Ａを含む平面に検査対象物１を搬送するコンベア１８が設けられている。コンベア１８は、例えば搬送コロ部等からなる。このコンベア１８は、駆動機構５１、５２の回動方向と平行方向に検査対象物１を搬送するように形成される。また、コンベア１８は、基準軸Ａにおいては搬送コロ部が形成されていない。これにより、基準軸Ａを通過する検査対象物１をコンベア１８の下側から光を照射し、コンベア１８の下側から、検査対象物１を反射する反射光を撮像する。すなわち、基準軸Ａが検査装置６０の検査ポイントとなる。また、カメラ４を有する駆動機構５１は、例えばコンピュータ等の画像処理装置１９に接続される。そして、画像処理装置１９（図４にのみ図示）において、カメラ４等で撮像された撮像画像の画像処理を行い、検査対象物１の表面の傷及び異物の付着等の検査を行う。ここで、画像処理装置１９は、例えば、駆動機構５１、５２が取り付けられている側面板１３上に形成される架台２０上に載置される。
【００２０】
また、検査する検査対象物１に応じて、当該検査対象物１を透過する透過光を撮像する場合がある。この場合、検査ポイントを通過する検査対象物１上から当該検査対象物１に光を照射する位置に蛍光灯２１を形成する。これにより、検査ポイントを通過する検査対象物１上から当該検査対象物１に照射される光の透過光を、駆動機構５１に設けられているカメラ４等で撮像することができる。
【００２１】
図４及び図５に示す検査装置６０は、カメラ４等の撮像手段を有する駆動機構５１と、光源１７を有する駆動機構５２とを有する。カメラ４等を有する駆動機構５１は、第１のモータ８ａを駆動させることにより、基準軸Ａを中心に回動しカメラ４の撮像角度を制御することができる。また、第２のモータ８ｂを駆動させることにより、カメラ４と検査対象物１との距離を制御することができる。これにより、検査対象物１毎に異なる撮像角度、及び検査対象物１とカメラ４との距離等の検査条件値の再現性を向上させることができる。そして、光源１７を有する駆動機構５２は、第１のモータ８ａを駆動させることにより、基準軸Ａを中心に回動し、光源１７の照射角度を制御することができる。また、第２のモータ８ｂを駆動させることにより、検査対象物１に照射される光の照射強度を制御することができる。これにより、検査対象物１毎に異なる光の照射角度及び照射強度等の検査条件値の再現性を向上させることができる。また、検査装置６０は、カメラ４を有する駆動機構５１と、光源１７を有する駆動機構５２を有するため、カメラ４の検査条件値と、光源１７の検査条件値をそれぞれ単独に制御することができる。このため、検査対象物１毎に細かな検査条件値を設定することができる。
【００２２】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態にかかる駆動機構を示す斜視図である。
【図２】図１に示す駆動機構の正面図である。
【図３】図１に示す駆動機構の側面図である。
【図４】本実施の形態にかかる駆動機構を有する光学系検査装置を示す図である。
【図５】図４に示す光学系検査装置の側面図である。
【図６】従来の光学式表面検査装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  検査対象物、２  ベアリング、３  アーム、４、９３  カメラ、５  光学支持アーム、６  モータ取り付け板、７ａ  第１のエンコーダ、７ｂ  第２のエンコーダ、８ａ  第１のモータ、８ｂ  第２のモータ、９  タイミングプーリ、１０  内歯車、１０ａ  タイミングベルト、１０ｂ  Ｒガイド、１１  リニアボールブッシュ、１２  ネジ、１３  側面板、１４  カムフォロア、１５  ＬＭガイド、１６  ボールネジ、１７  光源、１７ａ  光源装置、１８  コンベア、１９  画像処理装置、２０  架台、５０、５１、５２  光学系駆動機構、６０  検査装置、９０  光学式表面検査装置、９１  ワークテーブル、９２  スタンド、９４  軸受け、９５  支持アーム、９６  ライン状ライトガイド、９７  固定板、９７ａ  案内溝、９８  ネジ付きストッパ
【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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