(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物を載置するステージと、
前記ステージに載置された前記被検査物の像を形成する対物光学系と、
前記対物光学系により形成された前記像を前記被検査物の検査面に沿って水平方向に伝送する第１のリレー光学系を備えた水平延長鏡筒と、
前記ステージよりも下側に延出する長さに形成され、前記水平延長鏡筒に連結されて前記第１のリレー光学系により伝送された前記像を下方に向けて伝送する第２のリレー光学系を備えた垂直延長鏡筒と、
前記垂直延長鏡筒の下端部に連結されて前記第２のリレー光学系により伝送された前記像を上方に折り返すための折り返し観察鏡筒、及び前記折り返し観察鏡筒に連結されて前記第２のリレー光学系により伝送された前記像を観察する接眼鏡筒を有する観察光学系と、
前記垂直延長鏡筒と前記観察光学系とにおける垂直方向のリレー光学系の一部に設けられ、前記像を平行光で伝送するアフォーカル光学系とを備え、
前記アフォーカル光学系は、その一部を垂直方向に伸縮可能に構成され、前記接眼鏡筒を上下移動させてアイポイントの高さを調整することを特微とする検査装置。
【請求項２】
前記折り返し観察鏡筒は、前記垂直延長鏡筒に備えられた前記第２のリレー光学系により伝送された前記像を水平方向に反射する第１の反射部材と、この第１の反射部材により水平方向に反射された前記像を上方に向けて反射する第２の反射部材とを有し、前記第２の反射部材の反射方向となる前記折り返し観察鏡筒の端部に前記接眼レンズが連結されることを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項３】
前記アフォーカル光学系は、前記接眼鏡筒に向けて垂直方向に折り曲げられた前記折り返し観察鏡筒の端部に設けられ、前記接眼鏡筒を上下方向に移動させて前記アイポイントの高さ位置を調整することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
【請求項４】
前記折り返し観察鏡筒は、前記垂直延長鏡筒の下端部に回動可能に設けられ、前記垂直延長鏡筒の光軸を中心にして回動させることにより検査装置本体側に収納されることを特徴とする請求項１又は２記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば大型の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のガラス基板などの被検査物の検査に適用される検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
顕微鏡を用いて例えば大型のＬＣＤガラス基板（以下、ガラス基板と省略する）を検査する検査装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術がある。この特許文献１は、顕微鏡ヘッドの対物レンズからのガラス基板の像を結像レンズにより結像し、この像を複数のリレー鏡筒内に設けられた各リレー光学系により観察光学系の接眼レンズに伝送する。そして、検査者が接眼レンズを通してガラス基板を目視観察することによりガラス基板面上の欠陥検査を行う。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２７７７５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
液晶ディスプレイの製造分野では、ガラス基板の大型化が進んでいる。大型のガラス基板の検査装置は、複数のガラス基板を収納するカセットと、ガラス基板を載置してガラス基板を検査するためのステージと、カセット内に収納されたガラス基板を取り出してステージ上に載置する搬送ロボットとを有する。
【０００５】
ガラス基板が大型になると、カセット内に収納する各ガラス基板の間隔がガラス基板の大きさに応じて広くなり、このため、カセット内に収納されているガラス基板の収納位置が高くなる。そうすると、搬送ロボットは、カセット内のガラス基板を取り出すためにパスライン（搬送位置）を高くすることになる。このように搬送ロボットのパスラインが高くなると、ステージの高さ位置も高くする必要がある。
【０００６】
特許文献１における観察光学系の接眼レンズの高さ位置、いわゆる検査者が接眼レンズを覗いてガラス基板を観察するアイポイント位置は、ステージ上の載置されたガラス基板面上よりも高い位置にある。
【０００７】
しかるに、大型のガラス基板を観察するためにステージの高さ位置が高くなると、これに伴なってアイポイント位置もさらに高い位置になる。このため、検査者は、例えば台上に乗って接眼レンズを覗いてガラス基板を目視観察しなければならず、床上に立ったままでは接眼レンズから目視観察できなくなる。又、検査者は、台を用意しなければならず、煩雑である。
【０００８】
そこで本発明は、ステージの高さ位置か高くなってもアイポイント位置を下げてガラス基板を目視観察できる検査装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検査物を載置するステージと、前記ステージに載置された前記被検査物の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系により形成された前記像を前記被検査物の検査面に沿って水平方向に伝送する第１のリレー光学系を備えた水平延長鏡筒と、前記ステージよりも下側に延出する長さに形成され、前記水平延長鏡筒に連結されて前記第１のリレー光学系により伝送された前記像を下方に向けて伝送する第２のリレー光学系を備えた垂直延長鏡筒と、前記垂直延長鏡筒の下端部に連結されて前記第２のリレー光学系により伝送された前記像を上方に折り返すための折り返し観察鏡筒、及び前記折り返し観察鏡筒に連結されて前記第２のリレー光学系により伝送された前記像を観察する接眼鏡筒を有する観察光学系と、前記垂直延長鏡筒と前記観察光学系とにおける垂直方向のリレー光学系の一部に設けられ、前記像を平行光で伝送するアフォーカル光学系とを備え、前記アフォーカル光学系は、その一部を垂直方向に伸縮可能に構成され、前記接眼鏡筒を上下移動させてアイポイントの高さを調整することを特微とする検査装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は検査装置の全体構成図であり、図２は上方から見た構成図である。検査装置本体の基台又は門型アームの支柱部１には、観察鏡筒用の固定台２が設けられている。この固定台２上には、水平延長鏡筒の一部を構成する鏡筒３が設けられている。この鏡筒３は、固定台２に対して光軸Ｌを軸に回転可能に設けられている。
【００１２】
この鏡筒３の側面には、水平延長鏡筒４の一端が連結され、さらに連結鏡筒部５を介して水平延長鏡筒６が連結されている。これら水平延長鏡筒４、６は、検査装置本体のステージ７上に載置されているガラス基板８の上面（検査面）に対して略平行に設けられている。
【００１３】
連結鏡筒部５は、各水平延長鏡筒４、６とのなす角度を相互に変更可能にする。この連結鏡筒部５は、第１の連結部９と第２の連結部１０とからなり、第１の連結部９には水平延長鏡筒４の他端が連結され、第２の連結部１０に水平延長鏡筒６の一端が連結されている。これら第１と第２の連結部９、１０とは、例えばボールベアリング１１を介して互いに回動自在に設けられている。
【００１４】
第２の連結部１０の底部には、連結支持アーム１２を介して移動摺動部１３が設けられている。この移動摺動部１３は、互いに平行に所定間隔をおいて設けられた２本のリニアガイド１４、１５上を移動する移動支持体１６に対して例えばボールベアリング１７を介して回動自在に設けられている。移動支持体１６は、２本のリニアガイド１４、１５上をＹ方向に移動可能に設けられている。これらリニアガイド１４、１５は、Ｘ方向に移動可能なステージ６を跨ぐ門型アーム１８の水平アーム部の上面１９に敷設されている。移動摺動部１３は、移動支持体１６上をＸ方向に移動可能に設けられている。
【００１５】
水平延長鏡筒６の他端（先端部）には、対物光学系を構成する顕微鏡ヘッド部２０が設けられている。この顕微鏡ヘッド部２０は、電動レボルバに複数の対物レンズ２１、２２を取り付けるもので、これら対物レンズ２１、２２のうち１つの対物レンズ２１又は２２を光軸ａ上に交換可能になっている。この顕微鏡ヘッド部２０は、水平延長鏡筒６の先端部に設けられた保持体２３に対して回転可能に嵌合している。
【００１６】
顕微鏡ヘッド部２０は、図２に示すように顕微鏡ヘッド用架台２４に載せられている。この顕微鏡ヘッド用架台２４は、２本のリニアガイド１４、１５上に乗せられ、上記Ｙ方向に移動可能になっている。
【００１７】
従って、例えば顕微鏡ヘッド用架台２０を図示しない駆動部により図２に示すＹ方向に往復移動させると、顕微鏡ヘッド用架台２０の往復移動に連動して移動支持体１６が各リニアガイド１４、１５に沿って往復移動すると共に、移動支持体１６に連動して移動摺動部１３が移動支持体１６上をＹ方向に往復移動する。これと共にガラス基板８を載置したステージ７がＸ方向に移動することにより、顕微鏡ヘッド部２０は、ガラス基板８の全面を観察可能になる。
【００１８】
次に光学系について説明する。対物レンズ２１を通る光軸ａ上には、この対物レンズ２１により得られる平行光の像を結像するための結像レンズ３０が保持体２３内に設けられている。この結像レンズ３０は、対物レンズ２１から入射する平行光の像を１次像として結像位置Ｑ１にて再結像する。なお、保持体２３内には、光軸ａ上にミラー３１が設けられている。このミラー３１は、結像レンズ３０により結像される像を水平延長鏡筒６内に向けて反射（偏向）する。
【００１９】
水平延長鏡筒６内には、結像レンズ３１により結像された像を伝送するリレー光学系を構成する各リレーレンズ３２〜３４が設けられている。これらリレーレンズ３２〜３４による結像位置はＱ２である。
【００２０】
水平延長鏡筒６の一端部と連結鏡筒部５と水平延長鏡筒４との内には、各リレーレンズ３２〜３４により伝送された像をさらに伝送するリレー光学系を構成する各リレーレンズ３５、３６及び各ミラー３７、３８が設けられている。これらリレーレンズ３５、３６及び各ミラー３７、３８による結像位置はＱ３である。このうちミラー３７はリレーレンズ３５からの像をミラー３８に向けて垂直方向（上方）に反射（偏向）し、ミラー３８はミラー３７からの像を水平延長鏡筒４内に向けて水平方向に反射する。
【００２１】
水平延長鏡筒４が連結される鏡筒３の上部には、水平延長鏡筒を構成する折り返し鏡筒３９が設けられている。水平延長鏡筒４内にはリレーレンズ４０が設けられ、鏡筒３内にはミラー４１が設けられ、折り返し鏡筒３９内にはリレーレンズ４２及び各ミラー４３、４４が設けられている。これらリレーレンズ４０、ミラー４１、リレーレンズ４２及び各ミラー４３、４４は、各リレーレンズ３５、３６及び各ミラー３７、３８により伝送された像をさらに伝送するリレー光学系を構成する。これらリレーレンズ４０、ミラー４１、リレーレンズ４２及び各ミラー４３、４４による結像位置はＱ４である。このうちミラー４１はリレーレンズ４０からの像をミラー４３に向けて垂直方向（上方）に反射（偏向）する。又、ミラー４３はリレーレンズ４２からの像をミラー４４に向けて水平方向に反射（偏向）し、ミラー４４はミラー４３からの像を垂直方向（下方）に向けて反射（偏向）する。
【００２２】
折り返し鏡筒３９の下部には、垂直延長鏡筒４５が連結されている。この垂直延長鏡筒４５は、例えば折り返し鏡筒３９の下部からステージ７上のガラス基板８の載置位置よりも下方に届く長さに形成されている。この垂直延長鏡筒４５内には、水平延長鏡筒６、４内の各リレー光学系により伝送された像を下方に向って伝送するリレー光学系を構成する各リレーレンズ４６〜４８が設けられている。
【００２３】
垂直延長鏡筒４５の下端部には、接眼レンズ４９を有する観察光学系５０が連結されている。この観察光学系５０は、垂直延長鏡筒４５の下端部に対して連結部５１を介して接続された折返しの観察鏡筒５２と、この観察鏡筒５２に連結された接眼鏡筒部５３とを有する。このうち連結部５１内には、ミラー５４が設けられている。このミラー５４は、各リレーレンズ４６〜４８により伝送された像を水平方向に反射（偏向）する。なお、各リレーレンズ４６〜４８からなるリレー光学系による結像位置はＱ５である。
【００２４】
観察鏡筒５２内には、垂直延長鏡筒４５内の各リレーレンズ４６〜４８により伝送された像を接眼鏡筒部５３に伝送するリレー光学系を構成する各リレーレンズ５５、５６及びミラー５７が設けられている。ミラー５７は、リレーレンズ５６からの像を垂直方向（上方）に向けて反射（偏向）する。各リレーレンズ５５、５６による像の結像位置は、図示しないが各接眼レンズ４９の取付位置になる。
【００２５】
接眼鏡筒部５３は、各接眼レンズ４５を上下方向ｂに回動可能なチルト鏡筒に取り付けている。
【００２６】
なお、折り返し鏡筒３９の上部におけるミラー４１の反射光軸上には、ＣＣＤカメラ等の撮像装置５８が取り付け可能になっている。又、接眼鏡筒部５３の上部にもＣＣＤカメラ等の撮像装置５８が取り付け可能になっている。
【００２７】
次に、上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【００２８】
顕微鏡ヘッド部２０の対物レンズ２１を通して得られたガラス基板８の像は、平行光として結像レンズ３０に入射し、この結像レンズ３０で結像され、ミラー３１で水平方向に反射されて水平延長鏡筒６内に入射する。
【００２９】
この水平延長鏡筒６内では、結像レンズ３１により結像された像を各リレーレンズ３２〜３４により伝送する。これらリレーレンズ３２〜３４により伝送された像は、リレーレンズ３５、各ミラー３７、３８及び水平延長鏡筒４内のリレーレンズ３６により伝送される。ここで、像は、ミラー３７により垂直方向（上方）に向けて反射され、ミラー３８により水平方向に向けて反射される。
【００３０】
そして、リレーレンズ３５、各ミラー３７、３８、リレーレンズ３６により伝送された像は、水平延長鏡筒４内のリレーレンズ４０、ミラー４１、折り返し鏡筒３９内の各ミラー４３、４４により伝送される。ここで、像は、ミラー４１により垂直方向（上方）に向けて反射され、ミラー４３により水平方向に向けて反射され、ミラー４４により垂直延長鏡筒４５内に向けて垂直方向（下方）に反射される。この垂直延長鏡筒４５では、例えば像をステージ７上のガラス基板８の載置位置よりも下方に伝送する。
【００３１】
さらに、リレーレンズ４０、ミラー４１、リレーレンズ４２、及び各ミラー４３、４４により伝送された像は、垂直延長鏡筒４５内の各リレーレンズ４６〜４８により垂直延長鏡筒４５内を下方に伝送し、観察光学系５０の連結部５１に入射し、ミラー５４により水平方向に反射される。
【００３２】
このミラー５４により反射した像は、リレーレンズ５５、ミラー５７及びリレーレンズ５６により接眼鏡筒部５３の各接眼レンズ４９の取付位置に結像される。これにより、検査者は、各接眼レンズ４９を通してガラス基板８の正立拡大像を目視観察する。
【００３３】
このように上記一実施の形態においては、対物光学系２０により形成された像を結像レンズ３０により結像し、この結像された像をガラス基板８の検査面に対してほぼ平行に伝送する各リレー光学系を備えた各水平延長鏡筒６、４内で伝送し、これら水平延長鏡筒６、４内の各リレー光学系により伝送された像を垂直延長鏡筒４５内のリレー光学系により下方に向って伝送し、この垂直延長鏡筒４５内で伝送された像を観察光学系５０の各接眼レンズ４９により目視観察する。
【００３４】
このように垂直延長鏡筒４５内で像を下方に伝送することによりアイポイント位置を下げることができ、ガラス基板８の大型化に伴なって搬送ロボットのパスラインが高くなり、ステージ７の高さ位置も高くなっても、検査者が乗る台等を用意せずに、検査者は床上に立ったままで各接眼レンズ４９を覗いてガラス基板を目視観察できる。これは身長の高い検査者や低い検査者であっても容易にガラス基板を目視観察できる。
【００３５】
又、各接眼レンズ４５はチルト鏡筒に取り付けるので、検査員により各接眼レンズ４５を上下方向ｂに回動することによってアイポイント位置を下げることができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００３７】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００３８】
例えば、上記一実施の形態では、２本の水平延長鏡筒４、６を連結鏡筒部５を介して折り曲げて顕微鏡ヘッド部２０をガラス基板８の全面上に移動されているが、これに限らず、２本の水平延長鏡筒４、６をダイレクトに連結して１本の水平延長鏡筒に形成してもよい。なお、１本の水平延長鏡筒を用いた場合、顕微鏡ヘッド部２０の下方に設けられたガラス基板８を載置するステージ７をＸＹ方向に移動すれば、ガラス基板８の全面を観察可能になる。
【００３９】
又、各水平延長鏡筒４、６内に設けるリレー光学系は、１つ又は複数であってもよく、対物光学系２０により形成されて結像レンズにより結像された像を、１つのリレー光学系又は複数のリレー光学系により垂直延長鏡筒４５に伝送する構成であればよい。
【００４０】
垂直延長鏡筒４５は、当該鏡筒内の一部分にアフォーカル光学系を設け、このアフォーカル光学系により平行光を伝送する鏡筒部分で、当該鏡筒を垂直方向に伸縮可能に構成してもよい。これにより、観察光学系５０の各接眼レンズ４９を覗くアイポイント位置を検査者に応じて垂直方向の任意の位置に調整できる。
【００４１】
垂直延長鏡筒４５は、当該鏡筒内で像を垂直方向に伝送するリレー光学系を１つに限らず、複数のリレー光学系を備えて像を伝送するようにしてもよい。
【００４２】
観察光学系５０は、垂直延長鏡筒４５に対して回動可能に設ける、すなわち水平方向に設けた観察鏡筒５２を垂直延長鏡筒４５に対して当該垂直延長鏡筒４５の軸を中心に回動可能に設けてもよい。これにより、観察光学系５０は、図２に示すように矢印イ方向又は矢印ロ方向（好ましくは矢印イ方向がよい）に回動して、検査装置本体側に収納可能になる。なお、検査装置本体側に収納する場合、観察光学系５０は、検査装置本体の側面に配置したり、検査装置本体に収納用凹部を設け、この収納用凹部内に収納するようにしてもよい。
【００４３】
又、観察光学系５０において接眼鏡筒部５３は、観察鏡筒５２を介して垂直延長鏡筒４５に連結されているが、ダイレクトに垂直延長鏡筒４５に連結してもよい。これにより、各接眼レンズ４９の位置をさらに観察鏡筒５２の垂直方向の長さ分だけ下方に下げることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ステージの高さ位置か高くなってもアイポイント位置を下げてガラス基板を目視観察できる検査装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる検査装置の一実施の形態を示す全体構成図。
【図２】  本発明に係わる検査装置の一実施の形態を示す上方から見た構成図。
【符号の説明】
１：支柱部、２：固定台、３：鏡筒、４，６：水平延長鏡筒、５：連結鏡筒部、７：ステージ、８：ガラス基板、９：第１の連結部、１０：第２の連結部、１１，１７：ボールベアリング、１２：連結支持アーム、１３：移動摺動部、１４，１５：リニアガイド、１６：移動支持体、１８：門型アーム、１９：水平アーム部の上面、２０：顕微鏡ヘッド部、２１，２２：対物レンズ、２３：保持体、２４：顕微鏡ヘッド用架台、３０：結像レンズ、３１，３７，３８，４１，４３，４４，５４，５７：ミラー、３２〜３６，４０，４２、４６〜４８，５５，５６：リレーレンズ、３９：折り返し鏡筒、４５：垂直延長鏡筒、４９：接眼レンズ、５０：観察光学系、５１：連結部、５２：観察鏡筒、５３：接眼鏡筒部、５８：撮像装置。
【図１】
0004409183.tif 000002
【図２】
0004409183.tif 000003