(57)【要約】【課題】メンテナンス時における光源の交換が容易で、部品の汎用性が高いライン型光源装置を提供する。【解決手段】複数のＬＥＤ光源１３がライン状に実装されている光源基板１１を、放熱部材１２に接合してなる光源ユニット７を本体ハウジング５に固設すると共に、駆動制御部６から延出する配線ライン１９を光源基板１１に対してコンプレッションコネクタ１６を介して接続させる。ＬＥＤ光源１３を交換するに際しては光源ユニット７全体を交換する。その際、光源基板１１がコンプレッションコネクタ１６を介して配線ライン１９と接続されているため、コネクタが自動的に挿脱されるため、作業性が良い。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源がライン状に実装されている光源基板、及び前記光源基板からの熱を放熱する放熱部材を接合してなる光源ユニットと、
該光源ユニットを複数個配列して装着される本体ハウジングと、
前記各光源ユニットの光源基板に駆動信号を出力する駆動制御部とを備え、
前記本体ハウジングは、前記光源から出射される照明光を被照明体へ導くシリンドリカルレンズと、前記光源から出射される照明光及び／又は前記シリンドリカルレンズを経て出射される照明光を拡散させる拡散部材と、前記各光源ユニットの光源基板に接続される配線ラインとを有しており、
前記駆動制御部は、前記配線ラインを介して、前記各光源ユニットの光源基板に接続されていることを特徴とするライン型光源装置。
【請求項２】
前記光源ユニットと前記本体ハウジングとの対向面の一方に位置決めピンが突設され、他方に該位置決めピンに嵌合する位置決め孔が形成されていることを特徴とする請求項１記載のライン型光源装置。
【請求項３】
前記光源ユニットの光源基板は、前記本体ハウジングとの接合面側に向けて配置されており、前記本体ハウジングの配線ラインは、前記光源ユニットの装着部に対応する位置にそれぞれ接続基板を有しており、前記光源基板と前記接続基板との間に、前記光源ユニットを前記本体ハウジングに装着した際に、対応する接点どうしで弾性的に当接するコンプレッションコネクタが装着されていることを特徴とする請求項１或いは２記載のライン型光源装置。
【請求項４】
前記駆動制御部が、前記各光源ユニットの光源基板に対して個別に駆動信号を出力可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のライン型光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源基板を放熱板に保持し、この放熱板を本体ハウジングに固設したライン型光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶ウエハ等の基板の製造過程において行われる表面検査では、被照射体である基板上に照明光を照射して、その反射光、或いは透過光をＣＣＤカメラ等の撮像装置で撮像し、それを画像処理することで異物の付着、欠損、パターン欠陥等を検出するようにしている。
【０００３】
上記基板等の被照射体の表面に照明光を照射する光源装置として、発光ダイオード（ＬＥＤ）を一列に並べて、拡散板や集光レンズ等を通して、線状の照明光を照射するようにしたライン型光源装置が知られている。
【０００４】
例えば下記特許文献１には、多数の発光ダイオード素子を一次元に配列した発光源と、その発光源の前面上に、半円柱状レンズで、当該レンズの曲率を配列発光ダイオード素子間の中間点に発光ダイオード素子よりの光が集光するような曲率としたものを配設したことを特徴とするライン状照明装置が開示されている。
【０００５】
また、下記特許文献２には、光軸がほぼ一直線上に並んだ状態で配置した複数の発光ダイオードと、前記各発光ダイオードから照射される照射光を集光して細長いライン状平行光に変換するための凸状シリンドリカルレンズと、前記凸状シリンドリカルレンズを通過した光が焦点を結ぶ位置よりも手前の位置に配置して該凸状シリンドリカルレンズからの光をほぼ平行光に変換するための凹状シリンドリカルレンズと、前記凸状シリンドリカルレンズの外周面に入射してくる光又は該凸状シリンドリカルレンズの外周面から出射する光を遮断するための遮光手段を設けてなる検査用照明装置が開示されている。
【特許文献１】実開平６−４４１５７号公報
【特許文献２】ＷＯ２００１／０９８７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ＬＥＤ光源等の光源には使用寿命があるため、この光源を定期的に、或いは設定使用時間毎に交換する必要がある。上述した各文献に開示されているライン型光源装置では、各ＬＥＤ光源が装置内部の基板に固設されているため、このＬＥＤ光源を交換するに際しては、装置を分解して基板を取出し、ＬＥＤ光源を１個ずつ交換するか、或いは基板毎交換する必要があった。
【０００７】
しかしながら、そのような交換作業は、手間と時間がかかるため、作業効率が悪いと共に、製造中に交換する場合には、製造ラインを停止する時間が長くなり、生産性を低下させてしまうという問題があった。
【０００８】
また、基板へのＬＥＤ光源の脱着作業や、基板毎交換する作業は、ある程度の技術的知識や経験がある者でなければできず、ユーザの誰もが簡単に交換できるような構造にはなっていなかった。
【０００９】
更に、基板毎交換する場合、ライン型光源装置の長さ等に応じて、それぞれに適合する基板を用意しておく必要があり、部品の汎用性に乏しいという問題があった。
【００１０】
したがって、本発明の目的は、メンテナンス時における光源の交換が容易で、部品の汎用性が高いライン型光源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の第１は、複数の光源がライン状に実装されている光源基板、及び前記光源基板からの熱を放熱する放熱部材を接合してなる光源ユニットと、該光源ユニットを複数個配列して装着される本体ハウジングと、前記各光源ユニットの光源基板に駆動信号を出力する駆動制御部とを備え、前記本体ハウジングは、前記光源から出射される照明光を被照明体へ導くシリンドリカルレンズと、前記光源から出射される照明光及び／又は前記シリンドリカルレンズを経て出射される照明光を拡散させる拡散部材と、前記各光源ユニットの光源基板に接続される配線ラインとを有しており、前記駆動制御部は、前記配線ラインを介して、前記各光源ユニットの光源基板に接続されていることを特徴とするライン型光源装置を提供することにある。
【００１２】
このような構成では、光源の寿命等によって交換が必要となったとき、光源ユニットを本体ハウジングから外して、光源ユニット毎に交換することができるので、メンテナンスが容易となり、作業性が良い。例えば光源基板と放熱部材とは、金属粉末等を含有するグリス等を介在させて密着させないと放熱効果が低下してしまうが、光源基板と放熱部材とを予め一体化した光源ユニットを工場で生産すれば、ユーザは光源ユニット毎交換するだけでよいため、特別な知識や技術がなくても交換作業を行える。また、光源ユニットを共通化することにより、長さの異なるライン型光源装置であっても、本体ハウジングの長さと、光源ユニットの配列数を変更するだけで対応することができる。更に、本体ハウジングの一つの面に光源ユニットを配置することにより、本体ハウジングの一つの面の壁を光源ユニットで構成することができ、本体ハウジングの構造を簡素化することができる。
【００１３】
本発明の第２は、第１発明において、前記光源ユニットと前記本体ハウジングとの対向面の一方に位置決めピンが突設され、他方に該位置決めピンに嵌合する位置決め孔が形成されていることを特徴とするライン型光源装置を提供することにある。
【００１４】
このような構成では、光源ユニットを本体ハウジングに装着する際に、光源ユニットと本体ハウジングとの一方に突設されている位置決めピンを、他方に形成されている位置決め孔に嵌合させるだけで位置決めされるため、簡単に位置決めすることができ、光源ユニットの交換作業等が容易になる。
【００１５】
本発明の第３は、第１或いは第２発明において、前記光源ユニットの光源基板は、前記本体ハウジングとの接合面側に向けて配置されており、前記本体ハウジングの配線ラインは、前記光源ユニットの装着部に対応する位置にそれぞれ接続基板を有しており、前記光源基板と前記接続基板との間に、前記光源ユニットを前記本体ハウジングに装着した際に、対応する接点どうしで弾性的に当接するコンプレッションコネクタが装着されていることを特徴とするライン型光源装置を提供することにある。
【００１６】
このような構成では、光源ユニットを本体ハウジングに装着すると、光源ユニットの光源基板と、本体ハウジングの配線ラインに設けられた接続基板とが、コンプレッションコネクタを介して導通するので、コネクタの接続作業が簡略化され、光源ユニットの装着作業を更に容易にすることができる。
【００１７】
本発明の第４は、第１〜第３発明において、前記駆動制御部が、前記各光源ユニットの光源基板に対して個別に駆動信号を出力可能であることを特徴とするライン型光源装置を提供することにある。
【００１８】
このような構成では、複数の光源ユニットのうちのいずれかを選択的に発光させたり、複数の光源ユニットの明るさを個々に変化させたりすることができ、被照明体に合わせて照明の仕方を変えることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、複数の光源がライン状に実装されている光源基板を放熱部材に接合させて光源ユニットを形成し、この光源ユニットを本体ハウジングに装着すると、本体ハウジングに設けられている配線ラインを介して、駆動制御部と光源基板とが電気的に接続されるので、メンテナンス時においては光源ユニット全体を交換するだけで、光源自体を交換する必要がなく、光源の交換が容易となる。また、光源は光源基板に予め実装されているので、交換後に照明光の照射方向を個々に微調整する必要が無く作業性が良い。
【００２０】
また、この光源ユニットを本体ハウジングに複数個配列させることで、異なる長さの本体ハウジングに対応するようにしたので、光源を交換するに際し、本体ハウジングは交換する必要が無く、本体ハウジングの長さが異なる場合は、それに応じて光源ユニットの配列個数を変更するだけで対応できるため、部品管理が容易となり、高い汎用性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１にライン型光源装置を備える基板検査装置のシステム構成図、図２にライン型光源装置の分解斜視図を示す。尚、本実施形態では、ライン型光源装置が基板検査装置に組み込まれている態様を示す。
【００２２】
基板検査装置１は検査ラインに配設されて、被照明体の一例である半導体ウエハや液晶ウエハ等の大型基板２の表面に形成されている欠損やパターン欠陥、及び異物の付着等の製品不良を検査する。
【００２３】
大型基板２は、図示しない搬送装置にて、図２のＹ方向へ移動自在にされている。この検査ラインの大型基板２が通過するライン上に、ライン型光源装置３が配設されている。図１、図２に示すように、このライン型光源装置３は、搬送装置の移送方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）へ配設されている。この光源装置３の長さは、大型基板２の幅よりも長く形成されており、通過する大型基板２の幅方向全体を照射できるように設定されている。
【００２４】
また、このライン型光源装置３の大型基板２を挟む反対方向に、ライン型光源装置３から出射されて大型基板２を透過した光を受光するライン型受光部４が配設されている。このライン型受光部４は、ライン状に配設された複数のフォトダイオード、ＣＣＤラインセンサ等で構成されている。
【００２５】
また、ライン型光源装置３は、本体ハウジング５と、この本体ハウジング５の一端に固設されている駆動制御部６と、本体ハウジング５の上面に１列に装着される複数個（図においては３個）の光源ユニット７と、を備えている。
【００２６】
図２に示すように、本体ハウジング５は対向一対の側板５ｂ，５ｂを有し、この両側板５ｂ，５ｂの両端が固定板５ｃ，５ｃにて連結固定されて、直方体状に形成されている。尚、図２においては、一方の固定板５ｃを便宜的に一点鎖線で示す。
【００２７】
また、図５に示すように、本体ハウジング５の下部に、後述するＬＥＤ光源１３からの照明光を大型基板２側へ導く棒状のシリンドリカルレンズ８が挿通されている。更に、このシリンドリカルレンズ８の上方に、このシリンドリカルレンズ８を覆うと共に、ＬＥＤ光源１３からの照明光をＸ方向に拡散させる拡散部材としての長方形の拡散板９が固定されている。尚、この拡散板９はシリンドリカルレンズ８の出射側に配設されていても良い。
【００２８】
また、各光源ユニット７は、アルミニュウム製等からなる放熱部材１２を有し、本体ハウジング５の上部に形成されている接合面５ａにボルト１０を用いて１列に締結固定されている。本実施形態では、本体ハウジング５の互いに対向する側板５ｂ，５ｂの上面に形成されている接合面５ａが放熱部材１２で連結固定されているため、この放熱部材１２を本体ハウジング５の天井壁として機能させることで構造体が形成されている。従って、相対的に本体ハウジング５の構造が簡素化され、且つ、軽量化を実現することができる。
【００２９】
また、図３、４に示すように、この放熱部材１２の上部には、主に後述するＬＥＤ光源１３の発熱を放熱する放熱フィン１２ａが形成され、更に、底面には基板取付凹部１２ｂが形成されている。また、基板取付凹部１２ｂに光源基板１１が、金属粉末等の熱伝導性粒子を含有する熱伝導性グリス（図示せず）を介して所定に位置合わせした状態で密着接合されている。
【００３０】
また、図４に示すように、光源基板１１には、光源としての複数のＬＥＤ光源１３が長手方向に沿ってライン状に実装されている。更に、この放熱部材１２の底面であって、本体ハウジング５の側板５ｂ，５ｂの接合面５ａに当接する部位に、円形状の基準位置決め孔１４ａと長手方向（Ｘ方向）に沿って延出する長孔状の調整位置決め孔１４ｂとがそれぞれ穿設されている。一方、図５、図６に示すように、この各位置決め孔１４ａ，１４ｂに対向する側板５ｂ，５ｂの接合面５ａに、各位置決め孔１４ａ，１４ｂに嵌合する位置決めピン１５が突設されている。
【００３１】
また、図４に示すように、各光源基板１１のＸ方向の略中央部であって、Ｙ方向の一側にコンプレッションコネクタ１６が実装されている。一方、このコンプレッションコネクタ１６に対向する本体ハウジング５の接合面５ａ側の位置に接続基板１７が、側板５ｂの内壁にブラケット１８を介して固設されている。尚、この接続基板１７は光源ユニット７に対応して配設されているため、本実施形態では３カ所に設けられている。また、この各接続基板１７が配線ライン１９を介して、本体ハウジング５のＸ方向の一端に固設されている駆動制御部６に電気的に接続されている。
【００３２】
図７に示すように、コンプレッションコネクタ１６のコネクタ本体１６ａが光源基板１１に固設されており、このコネクタ本体１６ａにばね性を有するコンタクト１６ｂが固定されている。また、このコンタクト１６ｂの一端が光源基板１１の接点端子１１ａに電気的に接続されている。光源ユニット７を本体ハウジング５の接合面５ａに接合させると、コンプレッションコネクタ１６のコンタクト１６ｂが、接続基板１７に形成されている接点端子１７ａに弾性的に当接されて導通される。このように、本実施形態では、本体ハウジング５に配設されている配線ライン１９と光源基板１１とが、光源基板１１に実装されているコンプレッションコネクタ１６を介して接続されているため、ＬＥＤ光源１３の周辺に余分な配線の引き回しが無く、従って、ＬＥＤ光源１３からの照明光が配線によって遮られてしまうこともない。
【００３３】
駆動制御部６は、マイクロコンピュータで構成された制御ユニット２１からの制御信号に基づいて各光源ユニット７に対して個別に駆動信号を出力する。尚、この駆動制御部６には、光源基板１１に供給する電源（図示せず）が接続されている。
【００３４】
また、制御ユニット２１にコントロールスイッチ２２が接続されており、操作者がコントロールスイッチ２２を操作することで、例えば各光源ユニット７に設けられているＬＥＤ光源１３の明るさを個別に調整したり、個別にＯＮ／ＯＦＦさせることができる。従って、検査する大型基板２のＸ方向の幅が短い場合、発光させる必要のないＬＥＤ光源１３は予めＯＦＦさせることができる。或いは、例えば大型基板２のＸ方向の幅の中央部分に対して両端を１０％程度明るくしたい。或いは暗くしたい場合も、コントロールスイッチ２２の操作により簡単に設定することができる。
【００３５】
また、本体ハウジング５の長さは、被照明体である大型基板２のＸ方向の幅に合わせて、少なくともそれ以上のサイズに設定されているが、光源ユニット７の長さは予め決められたサイズに設定されている。従って、本体ハウジング５の長さは、光源ユニット７の長さの整数倍に両端のはみ出し部分を加算したサイズで設定される。光源ユニット７が共通化されるため、製品管理が容易となるばかりでなく、部品の共通化により高い汎用性を得ることができる。
【００３６】
次に、このような構成による本実施形態の作用について説明する。図１、図２に示すように、ライン型光源装置３は検査ライン上に配設されている。また、このライン型光源装置３に固設されている各光源ユニット７のＬＥＤ光源１３の明るさは、コントロールスイッチ２２を操作することで調整することができる。尚、この明るさ調整は、全てのＬＥＤ光源１３を一律に設定することができるばかりでなく、各ＬＥＤ光源１３を個別に調整することも可能である。
【００３７】
各ＬＥＤ光源１３から出射した照明光は、拡散板８にて均一に拡散された後、シリンドリカルレンズ８に入射され、このシリンドリカルレンズ８にて予め設定された集光位置にライン状の照明光が照射される。
【００３８】
検査ラインには大型基板２が搬送装置（図示せず）にて図２のＹ方向へ移送されている。上述したシリンドリカルレンズ８から出射される照明光は、この大型基板２上に集光されるように設定されており、図５に示すように、大型基板２がライン型光源装置３の下方を通過する際に、この大型基板２を透過する照明光を、ライン型受光部４で受光して、大型基板２の表面の欠損やパターン欠陥、及び異物の付着等の製品不良を検査する。尚、この場合、ライン型光源装置３を大型基板２の移動方向に対して所定角度傾斜させ、照明光を大型基板２に対して斜めに照射し、その反射方向にライン型受光部４を配設するようにしても良い。そして、大型基板２からの反射光をライン型受光部４で受光することで、大型基板２の表面を検査する。
【００３９】
本体ハウジング５は大型基板２の幅（Ｘ方向）に併せて設定されているが、この本体ハウジング５の接合面５ａに固定されている複数の光源ユニット７は共通化されているため、部品管理が容易で、しかも、部品の共通化により高い汎用性を得ることができる。また、放熱部材１２の底面に形成されている基板取付凹部１２ｂに固設されている光源基板１１からの発熱は、熱伝導性グリスを介して放熱部材１２に伝達され、この放熱部材１２に形成されている放熱フィン１２ａから放熱される。
【００４０】
ところで、ＬＥＤ光源１３には使用寿命があり、定期的或いは設定使用時間毎に交換する必要がある。ＬＥＤ光源１３を交換するに際しては、放熱部材１２を本体ハウジング５から取り外す。放熱部材１２は本体ハウジング５に対してボルト１０にて締結されているだけであるため、このボルト１０を緩めることで放熱部材１２を簡単に取り外すことができる。
【００４１】
また、ＬＥＤ光源１３が実装されている光源基板１１は、放熱部材１２の底面に形成されている基板取付凹部１２ｂに固設されているため、放熱部材１２を本体ハウジング５から取り外すだけで、光源基板１１を一体で取り外すことができる。更に、この光源基板９は本体ハウジング５に固設されている接続基板１７に対してコンプレッションコネクタ１６を介して電気的に接続されているため、放熱部材１２を本体ハウジング５から取り外す際にコネクタ接続が自動的に外れる。従って、コネクタの挿脱を行う作業が不要となり作業性がよい。
【００４２】
その後、新しいＬＥＤ光源が装着された光源ユニット７を、本体ハウジング５の接合面５ａに取付ける。その際、放熱部材１２の底面にそれぞれ穿設されている基準位置決め孔１４ａ，１４ａと調整位置決め孔１４ｂ，１４ｂを、接合面５ａに突設されている位置決めピン１５に嵌合させる。すると、放熱部材１２が本体ハウジング５の接合面５ａに所定に位置決めされた状態で仮止めされる。その結果、図７（ａ）に示すように、光源基板１１に実装されているコンプレッションコネクタ１６のコンタクト１６ｂが、本体ハウジング５に固設されている接続基板１７の接点端子１７ａに対して所定に位置決めされた状態で接続される。
【００４３】
その後、放熱部材１２を本体ハウジング５の接合面５ａにボルト１０を介して締結固定して本締めすると、図７（ｂ）に示すように、ばね性を有するコンタクト１６ｂが接続基板１７の接点端子１７ａに押圧されて導通される。
【００４４】
このように、本実施形態では、ＬＥＤ光源１３の交換に際し、光源基板１１と放熱部材１２とが一体化されている光源ユニット７全体を交換するようにしたので、ＬＤＥ光源１３を一つずつ交換する場合に比し、効率よく交換作業を行うことができる。また、光源ユニット７全体を交換するようにしたので、光源基板１１と放熱部材１２とを予め一体化した光源ユニット７は工場生産が可能となり、ユーザは特別な知識や技術がなくても交換作業を行うことができる。更に、光源ユニット７を工場生産とすることで、光源基板１１と放熱部材１２との間に介在させる熱伝導性グリスの塗付不良や、光源基板１１の放熱部材１２に対する密着不良が無くなり、高い信頼性を得ることができる。
【００４５】
また、光源基板１１は放熱部材１２に対して所定に位置合わせした状態で接合されており、更に、放熱部材１２が位置決め孔１４ａ，１４ｂを位置決めピン１５に嵌合されて位置決めされているため、ＬＥＤ光源１３からの照明光の照射方向を個々に微調整する必要がなく、交換作業をよりスムーズに行うことができる。
【００４６】
また、放熱部材１２を本体ハウジング５に装着すると、光源基板１１に実装されているコンプレッションコネクタ１６のコンタクト１６ｂが、本体ハウジング５に固設されている接続基板１７に形成されている接点端子１７ａに導通されるので、コネクタの接続作業が簡略化され、放熱部材１２の装着作業を更にスムーズに行うことができる。
【００４７】
尚、本発明は、上述した実施形態に限るものではなく、例えばシリンドリカルレンズ８は棒状レンズに限らず、円筒面平凸レンズであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ライン型光源装置を備える基板検査装置のシステム構成図である。
【図２】ライン型光源装置の分解斜視図である。
【図３】光源ユニットの斜視図である。
【図４】光源ユニットの背面斜視図である。
【図５】ライン型光源装置の断面側面図である。
【図６】図５のVI-VI断面図である。
【図７】（ａ）は仮止め状態にあるコンプレッションコネクタの接続状態を示す断面図、（ｂ）は本締め状態にあるコンプレッションコネクタの接続状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１：基板検査装置
２：大型基板
３：ライン型光源装置
５：本体ハウジング
５ａ：接合面
５ｂ：側板
５ｃ：固定板
６：駆動制御部
７：光源ユニット
８：シリンドリカルレンズ
９：拡散板
１１：光源基板
１２：放熱部材
１３：ＬＥＤ光源
１４ａ：基準位置決め孔
１４ｂ：調整位置決め孔
１５：位置決めピン
１６：コンプレッションコネクタ
１７：接続基板
１９：配線ライン
【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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