(57)【要約】【課題】線状の照明領域に光を照射する照明装置に関し、その照明領域を均一に効率良く照明すること。簡略化された照明装置を提供すること。撮像領域を均一に効率良く照明する照明装置を用いて検査装置の解像度を高めること。【解決手段】線状の照明領域（１２２）に光（１０６）を照射する照明装置、係る照明装置を用いた検査装置である。照明装置は第１及び第２の導光手段（ファイバ群１１２、１１４）を備え、第１の導光手段は照明領域に対向して複数の第１の出射口（１１６）を配列させ、第１の出射口から出る光に第１の出射角度（θ１  ）を設定し、第２の導光手段は第１の出射口と近接するとともに、照明領域に対向して複数の第２の出射口（１１８）を配列させ、第２の出射口から出る光に第１の出射角度と交差方向の第２の出射角度（θ２  ）を設定している。【選択図】        図８
2004233189.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状の照明領域に光を照射する照明装置であって、
前記照明領域に対向して複数の第１の出射口を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度を設定した第１の導光手段と、
この第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度を設定した第２の導光手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
線状の照明領域に光を照射する複数の照明ユニットを備えた照明装置であって、前記照明ユニットが、
前記照明領域に対向して複数の第１の出射口を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度を設定した第１の導光手段と、
この第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度を設定した第２の導光手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
前記出射角度は、前記出射口の傾斜角度により設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光手段は、光ファイバで構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項５】
被検査試料の線状の照明領域に光を照射する照明装置を備える検査装置であって、前記照明装置が、
前記照明領域に対向して複数の第１の出射口を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度を設定した第１の導光手段と、
この第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度を設定した第２の導光手段と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置等のように凹凸面や傾斜面等、変化に富む表面性状を持つ被検査試料の撮像に用いられる照明装置及び検査装置に関し、線状の撮像領域（照明領域）に対する光照射やその撮像に用いられる照明装置及び検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体装置等の表面検査にはラインセンサ（ラインカメラ）が用いられ、このラインセンサは、撮像素子を一列に配列したものであって、ライン状に配列された撮像素子で視野が構成されている。このようなラインセンサによる撮像には、線状の撮像領域を照明領域とする照明装置が必要である。この照明装置は、例えば、光ファイバ照明装置として知られており、光源よりの光を光ファイバによって導き、撮像対象物の照明領域に照射する。
【０００３】
このようなライン状の撮像では、照明装置から照射される光、即ち、照明領域の照明状態が解像度に大きく影響する。照明領域に凹凸面部分や傾斜面部分が照明領域に影や照度のばらつき（照度むら）を生じさせ、影が生じた部分は撮像が困難であり、照度むらは解像度を低下させることになる。
【０００４】
そこで、例えば、図１に示すように、撮像対象物２の撮像領域に対応する照明領域４に２方向から光６を照射する。この場合、ラインセンサ８及びレンズ１０の光軸１２を中心に、撮像対象物２の照明領域４の斜め上方に２つのライン型光ファイバ１４が設置され、各ライン型光ファイバ１４を用いて図示しない光源よりの光６を２方向から照明領域４に照射している。この場合、照明領域４は、ラインセンサ８の撮像領域と同一かそれを包含し得る幅及び長さからなる面積に設定される。
【０００５】
各ライン型光ファイバ１４は、例えば、図２の（Ａ）に示すように、複数の光ファイバ１６を配列し、各光ファイバ１６から撮像対象物２に直角に光６を照射する構成であり、例えば、図２の（Ｂ）及び図３に示すように、各光ファイバ１６にはその垂直端面により出射口１８が形成されている。このため、各光ファイバ１６の出射口１８には同一方向の垂直な光６が得られている。
【０００６】
また、このようなライン型光ファイバ１４による２方向からの照明では、撮像対象物２の照明領域４に影や照度むらが生じることが予想される。このような場合には、例えば、図４に示すように、２つのライン型光ファイバ１４の補完照明として２つのスポット型光ファイバ２０を設置して光２２を照射する。即ち、照明領域４に４方向から光６、２２を照射する。このような複数方向からの光６、２２を照射すれば、影や照度むらを防止することが可能になる。
【０００７】
また、このような光６、２２の照射に対し、例えば、図５に示すように、リング型光ファイバ２４を設置すれば、照明領域４を包囲する全周方向から光２５を照射することができる。これは、エリアセンサカメラの撮像に用いられる照明方法である。
【０００８】
この線状の照明領域への照明や、係る照明を用いた検査技術には、次のような先行特許文献が存在する。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００１−２７５０４２号公報「撮像装置」
【００１０】
【特許文献２】
特開平１１−２９５２３５号公報「光学式表面検査装置」
【００１１】
【特許文献３】
特開２０００−２６６６８１号公報「ライン照明装置」
【００１２】
【特許文献４】
特開平１１−２５８１７３号公報「照明装置」
【００１３】
特許文献１には、ラインカメラを用いた撮像装置が開示され、この撮像装置には複数の光源よりの光を光ファイバ照明器を用いて複数方向から試料に照射することが開示されている（図２、図５、図７及びその説明）。特許文献２には、光源からの光を任意に設定される傾斜角度で物体表面にライン状に照射し、その照明領域をエリアＣＣＤカラーカメラで撮像する表面検査装置について開示されている。また、特許文献３には、光源よりの光を複数の照射ユニットの光出射面を半円筒面状に配置し、被検査物の線状照射領域を複数方向から光照射をするライン照明装置が開示されている（図１、図２及びその説明）。そして、特許文献４には、凹凸面がある被検査面の検査を行う際の解像度の高い照明を行うため、光軸が交差するように複数の投光部を設置し、各投光部の光軸が被照射領域の前方で交差するようにした照明装置が開示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１に示す照明装置では、各ライン型光ファイバ１４から照射される光６が単一方向であるため、２つのライン型光ファイバ１４を組み合わせて２方向から光６を照明領域４に照射している。このような照明では、例えば、図６に示すように、撮像対象物２のパターン２６、２８が存在し、パターン２６には傾斜側面３０、パターン２８には傾斜側面３２を有すると、傾斜側面３０の反射光３４はレンズ１０を通してラインセンサ８に到達するので、傾斜側面３０を撮像することは可能であるが、傾斜側面３２の反射光３６はラインセンサ８の撮像範囲外に発散してラインセンサ８に到達しないため、傾斜側面３２における表面性状を撮像に捉えることは困難である。この場合、傾斜側面３２は影としてラインセンサ８に現れることになる。
【００１５】
また、図４に示す照明装置では、各ライン型光ファイバ１４による２方向の照明を補完するため、スポット型光ファイバ２０が設置されている。これらライン型光ファイバ１４及びスポット型光ファイバ２０の組み合わせにより４方向から光６、２２を照明領域４に照射しているため、例えば、図７に示すように、各スポット型光ファイバ２０からの光２２がパターン２６、２８の傾斜側面３０、３２に照射され、傾斜側面３２の撮像が可能になる。傾斜側面３２の照明及びその撮像は、ライン型光ファイバ１４の照明では不可能であったが、スポット型光ファイバ２０からの光２２によって撮像が可能となっている。しかし、スポット型光ファイバ２０の照明領域３８の中央部にない部分を撮像した場合には、光２２Ａと光２２Ｂとの光路長の差が光量差を生じさせ、均一な照明ができない。即ち、光量差が照明領域４に照度差を生じさせ、これが解像度を変化させることになる。
【００１６】
また、図５に示す照明装置では、容易に全周照明を実現できるが、照明領域４を照らす光２５は照明領域２７を照らし、必要な照明領域４の照明はリング型光ファイバ２４が照射する光量の一部であって、大半の光が照明領域４から外れているため、照射効率が低い。
【００１７】
このように従来の照明装置では、照明領域４に設定される被検査物等の表面性状の複雑化に対応して均一な照明を実現するために、複数箇所から照明を行うことで対応しており、照明装置の構成の複雑化や非効率化が問題である。このような課題について、特許文献１〜特許文献４に開示された技術を参照しても、照明装置の簡略化や影、照度むら、照射効率等を改善することはできない。
【００１８】
そこで、本発明は、線状の照明領域に光を照射する照明装置に関し、その照明領域を均一に効率良く照明する照明装置を提供することを第１の目的とする。
【００１９】
また、本発明は、線状の照明領域に光を照射する照明装置に関し、簡略化された照明装置を提供することを第２の目的とする。
【００２０】
また、本発明は、線状の撮像領域を撮像する検査装置に関し、撮像領域を均一に効率良く照明する照明装置を用いて解像度を高めた検査装置を提供することを第３の目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
係る課題を解決した本発明に係る照明装置や検査装置の構成は、以下の通りである。
【００２２】
本発明の照明装置は、第１又は第２の目的を達成するため、線状の照明領域（１２２）に光（１０６）を照射する照明装置であって、第１の導光手段（ファイバ群１１２）と、第２の導光手段（ファイバ群１１４）とを備えている。第１の導光手段は、前記照明領域に対向して複数の第１の出射口（１１６）を配列させ、これら第１の出射口から出る光（１０６Ａ）に第１の出射角度（θ１  ）を設定している。また、第２の導光手段は、第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口（１１８）を配列させ、これら第２の出射口から出る光（１０６Ｂ）に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度（θ２  ）を設定している。
【００２３】
この照明装置において、第１及び第２の導光手段は、光源よりの光を照明領域側に導く導光部材であって、例えば、光ファイバで構成することができるが、光ファイバに限定されるものではない。また、第１及び第２の導光手段で照明領域に導かれる光は、共通の光源（光源装置１６６、１６８）又は別の光源のいずれであってもよい。
【００２４】
要するに、第１の導光手段は第１の出射口を配列させ、第１の出射口から発せられる光に第１の出射角度、第２の導光手段は第２の出射口を配列させ、第２の出射口から発せられる光に第２の出射角度を設定し、各出射角度が交差方向である。これは、従来の照明装置のように、例えば、図２に示すように出射口から垂直光を照明領域に当てる場合と全く異なり、凹凸面部や傾斜面部等を持つ照明領域の面性状に対応した光の照射が可能になる。
【００２５】
従って、この照明装置によれば、線状の照明領域に対し、異なる出射角度からの光が照射される結果、照明領域の凹凸面や傾斜面に対して均一な照射光量が得られ、照明領域に影や照度むらを生ずることなく、均一な照明を効率的に行うことができる。しかも、出射角度が異なる光を照射可能な第１及び第２の導光手段を備えて単一の照明装置を構成するので、簡略化された照明装置を実現することもできる。
【００２６】
また、本発明の照明装置は、第１又は第２の目的を達成するため、線状の照明領域（１２２）に光（１０６）を照射する複数の照明ユニット（ライン型光ファイバ装置１０２、１０２１、１０２２）を備えた照明装置であって、前記照明ユニットが、既述の第１及び第２の導光手段を備えている。既述の通り、第１の導光手段は、前記照明領域に対向して複数の第１の出射口（１１６）を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度（θ１  ）を設定している。また、第２の導光手段は、第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口（１１８）を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度（θ２  ）を設定している。
【００２７】
複数の照明ユニットを用いて異なる方向から複数の照明を行えば、各照明ユニットによる第１及び第２の導光手段による出射角度の異なる光の照射と相俟って照明領域に対し、均一な照明を効率的に行うことができる。出射角度が異なる光を照射可能な第１及び第２の導光手段を備えて複数の照明ユニットを以て照明装置を構成するので、簡略化された照明装置を実現することができるとともに、照射光量を増大させることができる。
【００２８】
この照明装置において、前記出射角度は、前記出射口の傾斜角度（θｓ）により設定されていることを特徴とする。光ファイバ等の導光手段と照明領域側の媒体の屈折率の相違により、前記導光手段の光軸と前記出射口の成す角度により、所望の出射角度を設定する事が可能である。
【００２９】
この照明装置において、前記導光手段は、光ファイバで構成したことを特徴とする。導光手段には光が伝送可能な各種の導光材料を用いることができるが、その一例として、光ファイバを用いることにより、所望の出射角度を設定し、効率的な照明を行うことが可能である。
【００３０】
また、本発明の検査装置は、第３の目的を達成するため、被検査試料（撮像対象物１２０）の線状の照明領域（１２２）に光（１０６）を照射する照明装置を備える検査装置であって、既述の照明装置を備えたことを特徴とする。前記照明装置は、第１及び第２の導光手段を備えている。既述の通り、第１の導光手段は、前記照明領域に対向して複数の第１の出射口（１１６）を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度（θ１  ）を設定している。また、第２の導光手段は、第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口（１１８）を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度（θ２  ）を設定している。
【００３１】
このような検査装置によれば、均一な照明を効率的に行うことができる照明装置を用いているので、解像度の高い撮像が得られるとともに、従来のように、照明装置の構成が複雑化することもなく、装置の簡略化、照明装置エリアのコンパクト化を図ることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
図８は、本発明の第１の実施の形態に係る照明装置を示している。
【００３３】
この照明装置には、照明ユニットを構成するライン型光ファイバ装置（以下「光ファイバ装置」と称する）１０２が設けられ、この光ファイバ装置１０２には、導光手段であるファイバケーブル１０４によって光源（例えば、図１６に示す光源装置１６６）よりの光１０６が導かれる。ファイバケーブル１０４は、導光部材である複数本のファイバ１０８から構成されている。
【００３４】
そこで、この光ファイバ装置１０２には、各ファイバ１０８を保持する保持手段としての筐体１１０が備えられ、この筐体１１０内に収容されているファイバケーブル１０４の各ファイバ１０８を分割し、この実施の形態では、二分割されたファイバ１０８により第１の導光手段としてファイバ群１１２と、第２の導光手段としてファイバ群１１４とに分割されている。
【００３５】
各ファイバ群１１２、１１４は、筐体１１０内で互いに離間方向に湾曲させるとともに、各ファイバ群１１２、１１４の端面側を筐体１１０の下面側に配置させることにより、外観上、互いに向き合うＣ字形の湾曲体を構成している。例えば、図９及び図１０に示すように、ファイバ群１１２側には複数の第１の出射口１１６、ファイバ群１１４側に複数の第２の出射口１１８が形成され、各出射口１１６、１１８は撮像対象物１２０に設定される線状の照明領域１２２に対応して配列されている。その配列形態は、線状の照明領域１２２に対応した線状配列であり、筐体１１０の下面側には、各出射口１１６、１１８の配列により、光１０６Ａ、１０６Ｂの出射面１２４が形成されている。この実施の形態では、ファイバケーブル１０４の中心軸Ｏ側で、ファイバ群１１２、１１４の各一部に重なりを持たせることにより、配列された各ファイバ群１１２、１１４の出射口１１６、１１８が独立した線分を構成しながら、概略的には出射口１１６、１１８が単一の線分を構成している。
【００３６】
そして、ファイバ群１１２の出射口１１６から出る光１０６Ａには第１の出射角度θ１  、ファイバ群１１４の出射口１１８から出る光１０６Ｂには出射角度θ１  と交差方向（対向方向）を成す第２の出射角度θ２  が設定されている。即ち、出射面１２４を基準にすると、出射角度θ１  は例えば、４５°、出射角度θ２  は例えば、１３５°に設定され、中心軸Ｏ（図８）を基準にすれば、各光１０６Ａ、１０６Ｂは左右対称に傾斜角４５°が設定されている。これらの角度は一例であって、任意の角度に出射角度θ１  、θ２  を設定することができる。
【００３７】
この実施の形態では、筐体１１０の下面側に平坦な出射面１２４が形成されており、各ファイバ群１１２、１１４の各出射口１１６、１１８は平坦な出射面１２４に一致している。そこで、図１１に示すように、各ファイバ群１１２、１１４の各出射口１１６、１１８はファイバ１０８の中心軸Ｐに対して角度θｓの傾斜面を形成し、この傾斜面によって、光１０６Ａ、１０６Ｂの出射角度θ１  、θ２  が設定されている。
【００３８】
従って、各ファイバ群１１２、１１４を構成する各ファイバ１０８を円柱体とすれば、傾斜面からなる各出射口１１６、１１８は楕円を構成することになる。この場合、ファイバ１０８には、一定の屈折率ｎが存在しており、出射口１１６、１１８から出る光１０６Ａ、１０６Ｂは、屈折率ｎによって屈曲して空気中に出る。このため、光１０６Ａ、１０６Ｂの出射角度θ１  、θ２  は、屈折率ｎによって、ファイバ１０８側の傾斜角度θｓと一致しない。そこで、出射角度θ１  、θ２  を基準にすれば、屈折率ｎを考慮してファイバ１０８側の出射口１１６、１１８側の傾斜角度θＳ  を設定することが必要である。
【００３９】
そこで、例えば、図８及び図９に示すように、照明領域１２２の長さ、即ち、領域長をＭ、筐体１１０の出射面１２４と照明領域１２２との距離をＤとすれば、この距離Ｄだけ離間した領域長Ｍの照明領域１２２に光１０６Ａ、１０６Ｂを照射するには、各ファイバ群１１２、１１４の各出射口１１６、１１８の各出射長をＬ１  、Ｌ２  、両者の重なり部分の長さをＬｄ、ファイバ群１１２、１１４の各出射口１１６、１１８で形成される出射長をＬｍとすると、この出射長Ｌｍは、
Ｌｍ＝Ｌ１  ＋Ｌ２  −Ｌｄ                    ・・・（１）
となる。ここで、ファイバ群１１２、１１４の各出射長Ｌ１  、Ｌ２  をＬ１  ＝Ｌ２  ＝Ｌとすれば、出射長Ｌｍは、
Ｌｍ＝２Ｌ−Ｌｄ                          ・・・（２）
となる。また、各ファイバ群１１２、１１４の各出射口１１６、１１８の出射幅をｗ１  、ｗ２  とし、ファイバ群１１２、１１４の重なり部分Ｌｄの全出射幅をＷｍとすると、この出射幅Ｗｍは、
Ｗｍ＝ｗ１  ＋ｗ２                            ・・・（３）
となる。この場合、各出射幅ｗ１  、ｗ２  をｗ１  ＝ｗ２  ＝ｗとすると、出射幅Ｗｍ＝２ｗとなる。
【００４０】
この光ファイバ装置１０２を用いれば、例えば、図１２に示すように、交差方向に設定された出射角度θ１  、θ２  からなる光１０６Ａ、１０６Ｂを撮像対象物１２０の照明領域１２２に照射することができる。この場合、撮像対象物１２０の照明領域１２２にパターン１２８、１３０が存在し、パターン１２８には傾斜側面１３２、１３４、パターン１３０には傾斜側面１３６、１３８が存在しているが、例えば、図１３に示すように、傾斜側面１３２、１３６にはファイバ群１１２の出射口１１６から発せられた光１０６Ａが当たって、その反射光１０６ＡＲが得られる。傾斜側面１３４にはファイバ群１１４の出射口１１８から発せられた光１０６Ｂが当たって、その反射光１０６ＢＲが得られる。また、傾斜側面１３８にはファイバ群１１２の出射口１１６から発せられた光１０６Ａ、ファイバ群１１４の出射口１１８から発せられた光１０６Ｂの双方が当たり、それぞれの反射光１０６ＡＲ、１０６ＢＲが得られることになる。
【００４１】
従って、このような光ファイバ装置１０２によれば、光１０６Ａ、１０６Ｂにより単一の照明領域１２２を照射することができ、しかも、出射角度θ１  、θ２  の設定により、光１０６Ａ、１０６Ｂが交差方向に照射されるので、光１０６Ｂで影が発生する部分には光１０６Ａが照射され、また、光１０６Ａで影が発生する部分には光１０６Ｂが照射されるので、出射角度が異なる各光１０６Ａ、１０６Ｂが互いに補完し合い、影の発生を防止できる。また、このような光１０６Ａ、１０６Ｂの重合により、照明領域１２２の照射光量も一様化できるので、均一な照明を効率よく行うことができる。しかも、ファイバ群１１２、１１４は、単一又は共通の光源よりの光１０６を光１０６Ａ、１０６Ｂに分離して照明領域１２２側で複合化するので、効率的な照明が可能となる。
【００４２】
また、この実施の形態では、単一の照明ユニットを以て出射角度θ１  を４５°、出射角度θ２  を１３５°に設定して２方向から光１０６Ａ、１０６Ｂを照明領域１２２に照射しているので、向きの異なる傾斜面や凹凸面が存在していても、影を生じることがなく、均一な照明を効率よく行うことができる。
【００４３】
また、この光ファイバ装置１０２では、例えば、図１４の（Ａ）に示すように、ファイバ群１１２、１１４を構成するファイバ１０８の出射口１１６、１１８は、その中心軸Ｐに対し、光１０６Ａ、１０６Ｂに出射角度θ１  、θ２  を設定するため、角度θｓを持つ傾斜面である。この結果、出射口１１６、１１８は、図１４の（Ｂ）に示すように、短径Ｒ（ファイバ１０８の垂直断面の直径）、長径ＲＬ  からなる楕円面を構成している。そこで、ファイバ１０８の垂直断面の面積をＳ１  、楕円面を成す出射口１１６、１１８の面積をＳ２  とすれば、面積Ｓ１  、Ｓ２  は、
Ｓ２  ＝Ｓ１  ／ｃｏｓ  θｓ                      ・・・（４）
の関係で、出射口１１６、１１８の面積Ｓ２  は、長径ＲＬ  （＝Ｒ／ｃｏｓ  θｓ）によってファイバ１０８の垂直断面の面積Ｓ１  より拡大されている。
【００４４】
従って、このような光ファイバ装置１０２によれば、ファイバ１０８の垂直断面を出射口とする場合に比較し、出射面積は面積Ｓ２  となり、拡大することができる。
【００４５】
そして、このような楕円面からなる出射口１１６、１１８を用いて形成される出射長Ｌ１  、Ｌ２  （図９）は、出射口１１６、１１８の長径ＲＬ  の加算値（比例値）で与えられることから、加算数をＮとすれば、
Ｌ１  ＝Ｎ・ＲＬ  ＝Ｎ・Ｒ／ｃｏｓ  θｓ＞Ｎ・Ｒ        ・・・（５）
Ｌ２  ＝Ｎ・ＲＬ  ＝Ｎ・Ｒ／ｃｏｓ  θｓ＞Ｎ・Ｒ        ・・・（６）
となる。
【００４６】
従って、出射口１１６、１１８を傾斜面、即ち、楕円面としたことから、ファイバ１０８の垂直断面、即ち、真円面で構成した場合に比較し、少ない本数で出射長Ｌｍ、Ｌ１  、Ｌ２  を延長でき、照明領域１２２の拡大を図ることができることになる。
【００４７】
次に、図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る照明装置を示している。
【００４８】
この照明装置では、第１の照明ユニットとして光ファイバ装置１０２１、第２の照明ユニットとして光ファイバ装置１０２２が撮像側のレンズ１４０の光軸Ｑを挟んで所定角度だけ傾斜させて設置されている。各光ファイバ装置１０２１、１０２２は、図８〜図１４を参照して既述した通り、ファイバ群１１２、１１４を備えたものである。即ち、第１の導光手段であるファイバ群１１２には、照明領域１２２に対向して配列させた複数の出射口１１６を備え、各出射口１１６から出る光１０６Ａに出射角度θ１  が設定され、また、第２の導光手段であるファイバ群１１４には、ファイバ群１１２側の出射口１１６に近接して配列させた出射口１１８を備え、各出射口１１８から出る光１０６Ｂに光１０６Ａの出射角度θ１  と交差方向に向かう出射角度θ２  が設定されている。
【００４９】
このように、撮像側のレンズ１４０の光軸Ｑを挟んで所定角度だけ傾斜させて２つの光ファイバ装置１０２１、１０２２を設置すれば、各光ファイバ装置１０２１、１０２２からそれぞれ光１０６Ａ、１０６Ｂが照明領域１２２に照射されるので、照明領域１２２には２つの光ファイバ装置１０２１、１０２２で４方向から角度の異なる光照射が得られることになる。即ち、照明装置のコンパクト化とともに、均一な照明を効率よく行うことができる。
【００５０】
この実施の形態では、２つの光ファイバ装置１０２１、１０２２から２方向の出射角度θ１  、θ２  を持つ光１０６Ａ、１０６Ｂが照明領域１２２に照射され、２つの照明ユニットで交差する照射方向を持つ光が４方向から照射されるので、照明装置の編成を変えることなく、ラインセンサを用いた光学系に対して均一な照明を、効率よく行うことができる。従来のように補完照明としてスポット型光ファイバを用いる必要がなく、リング型光ファイバのように不要な領域までも照明することもなく、効率的な照明を実現できるとともに、照明装置の簡略化を図ることができる。
【００５１】
次に、図１６は、本発明の第３の実施の形態に係る検査装置を示している。
【００５２】
この検査装置はプリント板外観検査装置であり、その装置本体１５０の上面部には、矢印ａ、ｂ方向に移動可能にステージ１５２が設置され、ステージ１５２には被検査試料である撮像対象物１２０（図８）が設置される。ステージ１５２の進退方向には、撮像対象物１２０の授受を行う手段としてローダ１５４及びアンローダ１５６が設けられている。そして、ステージ１５２の背面側に立設されたフレーム１５８には、フレーム１５８を支持部材として撮像手段であるラインセンサ１６０、その光軸上に光学系１６２が設置され、この光学系１６２にはレンズ１４０（図１５）が設置され、撮像対象物１２０からの反射光が受光可能である。また、フレーム１５８には、図１７に示すように、光学系１６２を挟むように第１及び第２の光ファイバ装置１０２１、１０２２が設置されるとともに、装置本体１５０のテーブル１６４に光源装置１６６、１６８が設置されている。光源装置１６６、１６８よりの光１０６（図８）が光源装置１６６、１６８毎に個別に設けられたファイバケーブル１０４Ａ、１０４Ｂを通して光ファイバ装置１０２１、１０２２に導かれている。
【００５３】
このプリント板外観検査装置には、例えば、図１８に示す照明・検査システムが搭載されており、この照明・検査システムは、照明、撮像、検査及び判定を実行する。
【００５４】
ステージ１５２には、その移動制御等を実行する手段としてステージ制御装置１７０が設置されている。また、ラインセンサ１６０の撮像情報の記憶手段として画像メモリ１７２が設置されている。そして、光源装置１６６、１６８の点灯や光量制御、ラインセンサ１６０による撮像制御、画像メモリ１７２への画像情報の取り込み制御、ステージ制御装置１７０に対する制御等、各種の制御を実行する制御手段として検査・判定システム制御装置１７４が設置され、プリント基板等の撮像対象物１２０の連続的な自動検査システムが構成されている。
【００５５】
このようなプリント板外観検査装置によれば、ローダ１５４及びアンローダ１５６を用いてプリント基板等の撮像対象物１２０を連続的にステージ１５２に供給でき、ステージ１５２に設置された撮像対象物１２０はラインセンサ１６０の撮像毎に移動し、その被検査面を不連続的に撮像することができる。このラインセンサ１６０の撮像において、撮像対象物１２０には光ファイバ装置１０２１、１０２２から連続的に光１０６が照射される。この光照射については、図８〜図１４を参照して既述した通りである。例えば、図１２に示すように、照明装置としての光ファイバ装置１０２１、１０２２には、照明領域１２２より外側に出射口１１６、１１８が備えられているので、各出射口１１６、１１８から光ファイバ装置１０２１、１０２２の中心方向に傾斜した光が照射され、その結果、照明領域１２２上のパターン１２８、１３０に存在する傾斜側面１３２、１３４、１３６、１３８（図１３）からも反射光を得ることができる。この結果、撮像対象物１２０の照明領域１２２にはその表面性状に関係なく、均一な照明を効率よく行うことができ、ラインセンサ１６０には解像度の高い撮像が得られる。この撮像は、画像メモリ１７２に取り込まれて欠陥検査に用いられるが、係る検査装置では、均一な照明により、影や照度むらが生じないため、解像度の高い撮像情報が得られ、撮像対象物１２０の表面に存在する傷等の検査を高精度化を図ることができる。
【００５６】
次に、図１９は、本発明の第４の実施の形態に係る照明装置を示している。図８に示す第１の実施の形態では、ファイバ群１１２を出射長Ｌ１  、ファイバ群１１４を出射長Ｌ２  とし、全出射長Ｌｍより短い形態（Ｌｍ＞Ｌ１  、Ｌｍ＞Ｌ２  ）としたが、図１９に示すように、ファイバ群１１２、１１４を同一の出射長（Ｌ１  ＝Ｌ２  ＝Ｌｍ）とし、幅方向にファイバ群１１２、１１４を重合させて設置してもよい。係る構成とすれば、出射光量を高めることができるとともに、各出射口１１６、１１８から出る光１０６Ａ、１０６Ｂを長さ方向に混合させることができる。
【００５７】
次に、図２０は、本発明の第５の実施の形態に係る照明装置を示している。図１５に示す第２の実施の形態では、ファイバ群１１２、１１４を備えた光ファイバ装置１０２１、１０２２を設置しているが、図２０に示すように、光ファイバ装置１０２１と同一の２つの光ファイバ装置１０２１Ａ、１０２１Ｂを設置するとともに、光ファイバ装置１０２２と同一の２つの光ファイバ装置１０２２Ａ、１０２２Ｂを設置してもよい。このような構成とすれば、幅の広い照明領域１２２に対応することができ、照明領域の拡大を図ることができる。
【００５８】
なお、各実施の形態では、撮像対象物１２０に光１０６Ａ、１０６Ｂを照射し、その反射光をラインセンサ１６０に撮像させる場合について説明したが、本発明に係る照明装置や検査装置は、透明や半透明な撮像対象物の照明や検査にも利用することができ、反射光を対象とするものに限定されるものではない。
【００５９】
また、各実施の形態では、導光手段として光ファイバを例に取って説明したが、本発明の照明装置や検査装置には導光手段として光ファイバ以外の光伝送材料を使用してもよい。
【００６０】
次に、以上述べた照明装置及び検査装置の実施の形態から抽出される技術的思想を請求項の記載形式に準じて付記として列挙する。本発明に係る技術的思想は上位概念から下位概念まで、様々なレベルやバリエーションにより把握できるものであり、以下の付記に本発明が限定されるものではない。
【００６１】
（付記１）線状の照明領域に光を照射する照明装置であって、
前記照明領域に対向して複数の第１の出射口を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度を設定した第１の導光手段と、
この第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度を設定した第２の導光手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【００６２】
（付記２）  線状の照明領域に光を照射する複数の照明ユニットを備えた照明装置であって、前記照明ユニットが、
前記照明領域に対向して複数の第１の出射口を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度を設定した第１の導光手段と、
この第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度を設定した第２の導光手段と、
を備えたことを特徴とする照明装置。
【００６３】
（付記３）  前記出射角度は、前記出射口の傾斜角度により設定されていることを特徴とする付記１又は２記載の照明装置。
【００６４】
（付記４）  前記導光手段は、光ファイバで構成したことを特徴とする付記１又は２記載の照明装置。
【００６５】
（付記５）  被検査試料の線状の照明領域に光を照射する照明装置を備える検査装置であって、前記照明装置が、
前記照明領域に対向して複数の第１の出射口を配列させ、これら第１の出射口から出る光に第１の出射角度を設定した第１の導光手段と、
この第１の導光手段の前記第１の出射口と近接するとともに、前記照明領域に対向して複数の第２の出射口を配列させ、これら第２の出射口から出る光に前記第１の出射角度と交差方向に向かう第２の出射角度を設定した第２の導光手段と、
を備えたことを特徴とする検査装置。
【００６６】
（付記６）  前記第１の導光手段の第１の出射口と、前記第２の導光手段の第２の出射口とを線状に配列させるとともに、平行に配置させたことを特徴とする付記１記載の照明装置。
【００６７】
（付記７）  前記第１の出射口及び前記第２の出射口を楕円面とし、これら出射口をその長径方向に配列させたことを特徴とする付記１記載の照明装置。
【００６８】
（付記８）  線状の照明領域に光を照射する複数の照明ユニットを備えた照明装置であって、前記照明ユニットを縦列させて配置したことを特徴とする付記２記載の照明装置。
【００６９】
（付記９）  前記照明装置は、前記被検査試料の線状の照明領域に対向する当該照明装置の領域外に、前記第１の出射口及び前記第２の出射口を少なくとも備えたことを特徴とする付記５記載の検査装置。例えば、図１２に示されているように、照明領域より外側に出射口を備えた照明装置を用いれば、その出射口から照明装置の中心方向に傾斜した光が照射され、その照明領域上のパターンに存在する傾斜側面からも反射光が得られる。
【００７０】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明の詳細な説明に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、係る変形や変更は、本発明の範囲に含まれるものである。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、次の効果が得られる。
（１）  本発明の照明装置によれば、第１及び第２の導光手段によって第１及び第２の出射口を配列させ、第１の出射口から出る光と第２の出射口から出る光とを交差方向に向かうように出射角度を設定して線状の照明領域を照射するので、出射角度の異なる各光によって照明領域を均一に効率良く照明することができる。
（２）  本発明の照明装置によれば、第１及び第２の導光手段によって第１及び第２の出射口を配列させ、第１の出射口から出る光と第２の出射口から出る光とを交差方向に向かうように出射角度を設定して照明領域を照射できるので、各光が照明領域を均一に効率よく照明することができ、照明装置を簡略化でき、照明領域の照度を同一とすれば、照明装置をコンパクト化することができる。
（３）  本発明の検査装置によれば、本発明に係る照明装置によって撮像領域を均一に効率良く照明することができるので、解像度を高めることができ、解像度の高い撮像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ファイバ照明装置の概要を示す斜視図である。
【図２】従来の他の光ファイバ照明装置の概要を示し、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその出射面を示す底面図である。
【図３】従来の出射面及び出射光の概要を示す斜視図である。
【図４】スポット型光ファイバが併用された従来の光ファイバ照明装置の概要を示す斜視図である。
【図５】リング型光ファイバを用いた従来の光ファイバ照明装置の概要を示す斜視図である。
【図６】従来の光ファイバ照明装置を用いた照明状態を示す斜視図である。
【図７】従来のスポット型光ファイバによる照明状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る照明装置の概要を示す図である。
【図９】照明装置の出射面の概要を示す図である。
【図１０】出射面及び出射光を示す斜視図である。
【図１１】ファイバ及びその出射角度を示す図である。
【図１２】照明領域に対するファイバ群の光照射を示す図である。
【図１３】照明領域に対する光照射を拡大して示した図である。
【図１４】各ファイバ群の配列形態を示し、（Ａ）はファイバの配列及び外観形態を示す図、（Ｂ）はファイバの出射口を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態に係る照明装置の概要を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る検査装置の概要を示す斜視図である。
【図１７】検査装置に搭載された照明装置を示す斜視図である。
【図１８】検査システムを示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態に係る照明装置の概要を示す図である。
【図２０】本発明の第５の実施の形態に係る照明装置の概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０２、１０２１、１０２２  ライン型光ファイバ装置（照明ユニット）
１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ  光
１１２  ファイバ群（第１の導光手段）
１１４  ファイバ群（第２の導光手段）
１１６  第１の出射口
１１８  第２の出射口
１２０  撮像対象物（被検査試料）
１２２  照明領域
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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