JP3472750B2

JP3472750B2 - 表面検査装置

Info

Publication number: JP3472750B2
Application number: JP2000177649A
Authority: JP
Inventors: 賢治米田
Original assignee: CCS Inc
Current assignee: CCS Inc
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2003-12-02
Anticipated expiration: 2020-06-13
Also published as: JP2002039956A; TW455672B; WO2001077652A1; US20010028452A1; DE10065560B4; DE10065560A1; KR100635989B1; US6538729B2; KR20010090707A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤや半導体ウェ
ハ、ＤＶＤ、ＭＤ等のような鏡面状をなす表面を有した
被検査物に生じた傷を主として検査するための表面検査
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＤや半導体ウェハ等のような鏡
面状をなす表面を有した被検査物に生じた傷を検査する
ために種々の表面検査装置が考えられており、その一つ
として、図１６に示すように、面発光する照明装置によ
って被検査物の表面に一様に照明し、その反射光を撮像
して傷の有無を検査するようにしたものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、被検査面が
鏡面状をなすものの場合には、複数の光源から射出され
たような平行光でない拡散光が照射されると、その被検
査面に生じた傷や刻印が見えなくなってしまい、効果的
な検査が行えない場合がある。具体的には、図１４に示
すように、引っかき傷のような細い線状の傷９２や、点
状の傷９２等、その傷が微細な場合にそれを極めて検出
しにくいという不具合がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、点光源
またはそれに近い光源から射出された光をレンズによっ
て屈折させて徐々に収束する平行光に近い光とし、この
光を検査対象面に当て、その反射光が収束する部位に撮
像手段を配置するようにしたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】すなわち、本発明に係る表面検査
装置は、フレネルレンズの焦点近辺に設けた発光手段か
ら光を射出し、この光を前記フレネルレンズを通過させ
て収束する向きに屈折させ、このフレネルレンズで屈折
させた光をハーフミラーによって反射させて、前記検査
対象面の略全面に照射するとともに、その反射光を撮像
手段に導くようにしたものであり、前記発光手段が、点
光源またはそれに近い光源である点発光要素と、この点
発光要素の周囲を取り囲むように配置されたリング状の
面発光要素とを具備してなり、この点発光要素と面発光
要素とを切り替えて発光させることが可能なものである
ことを特徴とする。

【０００６】このようなものであれば、鏡面のみなら
ず、例えばＣＤであればその鏡面の裏側の印刷面等も検
査できるようにし、装置の汎用性を高めることができ
る。

【０００７】すなわち、上述した鏡面検査の時には、点
発光要素を点灯させ、印刷面等を検査するときには、面
発光要素を点灯するようにする。

【０００８】このようにすれば、面発光要素を点灯して
照明することにより、印刷面等のような鏡面以外の面を
検査することもできるようになる。特にこの装置では、
フレネルレンズを透過することにより照明光の拡散が促
進されるので、検査精度が向上する。なお、この場合
は、照明光を白色とし撮像装置をカラー対応のものとし
ておくことが好ましい。

【０００９】面発光要素の具体的態様としては、円盤状
をなす透明体と、この透明体の一方の面板部に重ねてな
る円盤状の保持体と、前記透明体の外周に中心に向かっ
て発光するように周設された複数のＬＥＤとを具備し、
中心に点発光要素から射出される光を通過させ得る貫通
孔を設けたものであり、前記透明体の他方の面板部を発
光面として面発光するものを挙げることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を第１比較例、第２
比較例と比較し、図面を参照して説明する。＜第１比較例＞第１比較例を図１〜４を参照して説明する。

【００１１】図１〜図３に示す表面検査装置１は、例え
ば、ＣＤやＤＶＤ等の被検査物９８の検査対象面たる鏡
面部２に生じた傷９２を検査するものであり、装置本体
たるケーシング３と、発光手段４と、全反射ミラー７
と、フレネルレンズ５と、ハーフミラー６と、撮像手段
たるＣＣＤカメラ１０とを具備するものである。

【００１２】各部を詳述すると、ケーシング３は、長方
形状をなしその長辺が鉛直となるように起立させた正面
板１３１と、この正面板１３１の長辺部分から後方にそ
れぞれ延出した一対の側板１３２と、これら側板１３２
及び正面板１３１によって形成される内部空間Ｓを、第
１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との上下に二分するように側
板１３２間に架設した仕切板１３３と、前記側板１３２
の周縁間に外側から覆うように被せたカバー１３４とか
らなる。しかして、側板１３２の下縁間の正面板側略半
分は、このカバー１３４によって覆われないようにし、
その部分に開口部９９が形成されるようにしてある。な
お、上記各部材には、つや消し加工たる黒アルマイト加
工が施されている。

【００１３】発光手段４は、先端に導光面４３を有し基
端に発光面４１を有した柱状透光体４２と、照射した光
が前記柱状透光体４２の導光面４３に集中するように配
列された複数のＬＥＤ４４とからなる点光源要素４Ａ
を、段付筒状をなす筐体１０４内に内蔵させてなるもの
で、前記発光面４１から前記光１ａを射出するように構
成したものである。なお、本比較例では、前記柱状透光
体４２の発光面４１に板状の光拡散板部４７を重ね合わ
せることにより、その部分で光拡散作用が営まれるよう
に構成している。

【００１４】また、この発光手段４は、前記第１空間Ｓ
１内の反正面側において、発光面４１が下方を向く姿勢
で、すなわち光１ａが鉛直下方に射出される姿勢で、発
光手段支持板Ｐ１を介して側板１３２に支持させてあ
る。この発光手段支持板Ｐ１は、側板１３２間に架設さ
れ、上下にスライド移動可能に固定したもので、具体的
には、側板１３２に上下に延びるように設けた貫通溝４
６にねじＢを挿通させ、そのねじＢを前記発光手段支持
板Ｐ１の側端縁に設けたねじ穴（図示しない）に締緩す
ることにより、発光手段支持板Ｐ１及び発光手段４を光
軸１ｂに沿って上下に移動させたり固定したりすること
ができるようにしている。

【００１５】全反射ミラー７は、第２空間Ｓ２内の反正
面板側において、斜め４５度の角度で固定した平面鏡で
あって、発光手段４から射出された鉛直下方向きの光の
進行方向を９０度変え、正面板側に向かって水平に進む
光１ａとするものである。

【００１６】フレネルレンズ５は、第２空間Ｓ２内の略
中央において、正面板１３１と平行な姿勢で鉛直に起立
させたもので、全反射ミラー７によって反射された光１
ａの光軸１ｂがその中心を通り、なおかつ通過して屈折
した光１ａが、平行に近い収束する向きのものとなる位
置に配置してある。なお、このフレネルレンズ５には、
検査可能な最大の検査対象面径（本比較例では１００ｍ
ｍ）より大きいものを用いている。

【００１７】ハーフミラー６は、照射された光１ａのう
ち略半分を反射し残り半分を透過する平板状のものであ
り、第２空間Ｓ２内の正面板側における前記開口部９９
の上方かつフレネルレンズ５の前方に、全反射ミラー７
と平行をなす姿勢、すなわち斜め４５度の角度で固定し
てある。

【００１８】ＣＣＤカメラ１０は、前記第１空間Ｓ１内
において、ハーフミラーの鉛直上方にレンズが下方を向
く姿勢で、すなわち鉛直下方から進行してくる光１ａを
導入できる姿勢で、カメラ支持板Ｐ２を介して側板１３
２に支持させてある。このカメラ支持板Ｐ２は、側板１
３２間に架設され上下にスライド移動可能に固定したも
ので、具体的には、側板１３２に上下に延びるように設
けた貫通溝５６にねじＢを挿通させ、そのねじＢを前記
カメラ支持板Ｐ２の側端縁に設けたねじ穴（図示しな
い）に締緩することにより、カメラ支持板Ｐ２及びＣＣ
Ｄカメラ１０を光軸１ｂに沿って上下に移動させたり固
定したりすることができるようにしている。また、この
ＣＣＤカメラ１０には、撮像した画像等を外部に出力で
きるコード５７及びその先端には図示しないコネクタが
設けられており、ディスプレイ等で、その画像を見るこ
とができるようになっている。

【００１９】以上に説明した表面検査装置１の作用につ
き説明する。

【００２０】先ず、使用に際しては、ＣＤやＭＤ等の被
検査物９８を、その鏡面部２が、開口部９９に臨むよう
な姿勢でケーシング３の外部に配置する。

【００２１】その後、発光手段４を作動させると、この
発光手段４から出た光１ａは、鉛直下方に向かって広が
りながら進み、仕切板１３３に設けた第１貫通窓Ｍ１を
通過した後、全反射ミラー７によって反射されて水平前
方にその進む向きを変える。

【００２２】そして、フレネルレンズ５を通過すること
により、徐々に収束する光１ａとなるように屈折する。
屈折した光１ａは、ハーフミラー６によって反射され
て、その一部が鉛直下方に進むように向きを変え、開口
部９９を通過してケーシング３の外部に設置した被検査
物９８の鏡面部２に照射される。

【００２３】さらに、この鏡面部２に照射された光１ａ
は、ここで反射して鉛直上方に進み、開口部９９、ハー
フミラー６及び仕切板１３３に設けた第２貫通窓Ｍ２を
通過して、徐々に収束しながらＣＣＤカメラ１０に向か
って、収束状態に近い状態で取り込まれることとなる。

【００２４】このように構成したものであると、傷９２
が形成された部分に照射した光１ａは、この傷９２の微
細な凹凸によって収束方向とは異なる方向に反射するた
め、ＣＣＤカメラ１０には、傷９２が形成された部分か
ら反射される光１ａが欠けた状態で反射像が取り込まれ
ることになる。したがって、図４に示すように、傷９２
の形成された部分と他の部分とが明暗によってはっきり
分かれ、従来の表面検査装置では発見できなかった引っ
かき傷のような線状の傷９２や打痕等による微小な傷９
２をも確実に検出することができるようになる。また傷
のみならず、刻印も鮮明に読み取れるため、その読み取
り装置に応用することもできる。

【００２５】また、薄型で焦点距離が短くしかも安価な
フレネルレンズ５を用いているので、ＣＤやＤＶＤなど
比較的大きな鏡像面２を有したものに対して、好適に対
応することができる。

【００２６】一方、上述した検出精度を向上させるに
は、理論上、発光手段４をできるだけ点光源に近いもの
とし、その光１ａを屈折させて、できるだけ平行に近い
光１ａにすればよい。しかしながら、あまりに理論に近
いものとすると、フレネルレンズ５の取付け誤差やひず
み、あるいはＣＤやＤＶＤの置かれた台のわずかな傾き
や反り等によっても、光１ａがＣＣＤカメラ１０に取り
込まれなくなり、結果として、ＣＣＤカメラ１０に写し
出される映像において傷９２のない部分も暗くなる場合
が生じる。

【００２７】そこで、本比較例では、発光手段４から射
出される光１ａを光拡散部４７によって拡散させ、発光
面積を若干大きくしている。このことにより、フレネル
レンズ５の取付け誤差やひずみ、あるいはＣＤやＤＶＤ
の反りや被検査物９８が置かれた台の傾き等をある程度
許容することができるようになり、実用上極めて好まし
いものとすることができる。

【００２８】また、発光手段４とＣＣＤカメラ１０とを
光軸１ｂに沿ってスライド可能にしているので、被検査
物９８の設置位置の違いや、経年変化等による結像位置
のずれを容易に調整することができる。

【００２９】また、ケーシング３に黒アルマイト加工に
よるつや消し加工を施しているため、ケーシング３内部
での光散乱をおさえて、上述した効果を顕著なものとす
ることができ、表面検査装置１の信頼性を向上させ得
る。

【００３０】さらに言えば、上記表面検査装置１を用い
れば、ＣＤの鏡面部に施した印刷文字Ｍ等も判別するこ
とができる。なぜなら、被検査面に照射された光は、印
刷文字Ｍ等に乱反射されるのに対して、印刷文字Ｍが施
されていない鏡面部分に収束性を保ったまま反射される
ため、図１５に示すように、印刷文字Ｍ部分と他の部分
とが明暗によってはっきり分かれるようになり、印刷状
態のコントラストがはっきりとＣＣＤカメラ等の撮像手
段に写し出されるからである。＜第２比較例＞次に、第２比較例を、図５〜図８を参照して説明する。
なお前記第１比較例と対応する部材には、同一の符号を
付すこととする。

【００３１】図５〜図８に示す表面検査装置１は、第１
比較例と同様の目的のものであり、ケーシング３、この
ケーシング３の内部に配置した発光手段４、フレネルレ
ンズ５、ハーフミラー６、三枚の全反射ミラー７、８、
９及び撮像手段たるＣＣＤカメラ１０を具備するもので
ある。

【００３２】ケーシング３は、概略Ｌ字型をなす一対の
上部側板３３と、この上部側板３３の下端縁間にまたが
るように配置した水平板３４と、この水平板３４の左右
端部から垂下した下部側板３５と、前記上部側板３３と
下部側板３５の後端縁に亘って配置した後板３７と、前
記上部側板３３を上方から覆い得る上カバー８１と、前
記下部側板３５の下端縁前半部分及び前端縁に亘って配
置させ得る側面視L字型をなす下カバー８２と、前記下
部側板３５の下端縁の後端部間にまたがるように配置し
た底カバー８３とを具備するもので、その底面後半部分
には、被検査物９８を臨ませるための開口部９９が設け
てあり、前記水平板３４の後半部分には、前記開口部９
９の上方に位置するように設けられた開口部９７が設け
てある。そして、その内部には、発光手段載置室１１、
ミラー載置室１２、撮像手段載置室１３が形成されてい
る。なお、上記各部材には、つや消し加工たる黒アルマ
イト加工が施されている。

【００３３】発光手段載置室１１は、ケーシング３の前
半下部に形成したもので、前記水平板３４と、下部側板
３５と、蓋体８２とに囲まれてなる。そしてその内部に
発光手段４を収容している。

【００３４】ミラー載置室１２は、ケーシング３の後半
部に形成されたもので、前記発光手段載置室１１の後方
に位置し、下部側板３５と、底カバー８３と、上部側板
３３と、後板３７とに囲まれている。そしてその内部
に、三枚の全反射ミラー７、８、９と、ハーフミラー６
とを収容している。

【００３５】撮像手段載置室１３は、前記発光手段載置
室１１の上部に位置し、上部側板３３と、上カバー８１
と、水平板３４とに囲まれてなり、ＣＣＤカメラ１０を
内部に収容している。

【００３６】発光手段４は、先端に導光面４３を有し基
端に発光面４１を有した柱状透光体４２と、照射した光
が前記柱状透光体４２の導光面４３に集中するように配
列された複数のＬＥＤ４４とからなる点光源要素４Ａを
具備し、前記発光面４１から前記光１ａを射出するよう
に構成したものである。そして、前記柱状透光体４２の
発光面４１に板状の光拡散板部４７を設け、その部分で
光拡散作用を営むように構成している。また、この発光
手段４は、射出される光１ａがミラー載置室１２に向か
ってその光軸１ｂが前後に水平となるように、その姿勢
を設定してある。さらに、本比較例では、この発光手段
４を、光軸１ｂに沿って前後にスライド移動可能なよう
に、発光手段載置室１１に配置している。具体的には、
下部側板３５に水平に延びるように貫通溝４６を設ける
とともに、この貫通溝４６にねじＢを挿通させ、そのね
じＢを発光手段４を支持する発光手段支持板Ｐ１の側端
縁に設けたねじ穴（図示しない）に締緩させ得るように
している。そして、このねじＢの締緩により、発光手段
支持板Ｐ１及び発光手段４を、光軸１ｂに沿って前後に
移動させ所望の位置で固定できるようにしている。

【００３７】フレネルレンズ５は、既知のもので、本比
較例ではその径が、検査可能な最大の検査対象面径（本
比較例では１４０ｍｍ）より大きいものを用いている。
そして、その焦点距離よりも発光手段４からやや離間さ
せるとともに、発光手段４から射出された光１ａの光軸
１ｂがその中心を通り、なおかつその面板方向と光軸１
ｂとが直交するように、ミラー載置室１２と発光手段載
置室１１との境界部分に起立させてある。

【００３８】ハーフミラー６は、照射された光のうち略
半分を反射し残り半分を透過する既知のものであり、そ
の下端縁が前記底カバー８３に支えられ、前記フレネル
レンズ５の後方であって前記開口９９の上方に配置され
ている。具体的には、その上端が下端より前方に位置す
るように４５度前方に傾斜させ、なおかつ反射面６１
を、左右水平軸と平行をなすものとしている。

【００３９】三つの全反射ミラー、すなわち、第一全反
射ミラー７、第二全反射ミラー８及び第三全反射ミラー
９は、その順にその反射面が小さくなり、発光手段４か
らの光１ａのうち、開口部９９の下に配置した被検査物
９８に照射されて反射した光１ａを、順次反射させて、
ＣＣＤカメラ１０に導くためものである。

【００４０】第一全反射ミラー７は、前記ハーフミラー
６の上方に設けられたものである。具体的には、その上
端が下端より後方に位置するように４５度後方に傾斜さ
せ、なおかつ反射面７１を、左右水平軸と平行をなすも
のとしている。

【００４１】第二全反射ミラー８は、前記第一全反射ミ
ラー７の後方に設けられたものである。具体的には、そ
の上端が下端より前方に位置するように４５度前方に傾
斜させ、なおかつ反射面８１を、左右水平軸と平行をな
すものとしている。

【００４２】第三全反射ミラー９は、前記第二反射ミラ
ー８の下方に設けられたものである。具体的には、その
上端が下端より後方に位置するように４５度後方に傾斜
させ、なおかつ反射面９１を、左右水平軸と平行をなす
ものとしている。

【００４３】ＣＣＤカメラ１０は、レンズ１０１を具備
し、そのレンズ１０１の中心を、前記第三全反射ミラー
９の略中央点を通る前後水平軸上に配置し、なおかつ該
レンズ１０１の面板方向と前記水平軸とが直交するよう
にしている。本比較例では、このＣＣＤカメラ１０を、
撮像手段載置室１３において、カメラ支持板Ｐ２を介し
て上部側板３３に支持させている。このカメラ支持板Ｐ
２は、上部側板３３間に架設され前後にスライド移動可
能に固定したもので、具体的には、上部側板３３に前後
に延びるように設けた貫通溝５６にねじＢを挿通させ、
そのねじＢを前記カメラ支持板Ｐ２の側端縁に設けたね
じ穴（図示しない）に締緩することにより、カメラ支持
板Ｐ２及びＣＣＤカメラ１０を光軸１ｂに沿って前後に
移動させたり固定したりすることができるようにしてい
る。また、このＣＣＤカメラ１０には、撮像した画像等
を外部に出力できるコード５７及びその先端には図示し
ないコネクタが設けられており、ディスプレイ等で、そ
の画像を見ることができるようになっている。

【００４４】以上に説明した表面検査装置１の作用につ
き説明する。

【００４５】先ず、使用に際しては、ＣＤ等の被検査物
９８における鏡面部２が、開口部９９に臨むような姿勢
で配置する。そして、発光手段４を作動させると、この
発光手段４から出た光１ａは、水平後方に向かって広が
りながら進み、フレネルレンズ５を通過することによ
り、徐々に収束する光１ａとなるように屈曲させられ
る。屈折した光１ａは、ハーフミラー６によって、反射
されて鉛直下方に進むように向きを変え、開口部９９を
通過して、被検査物９８の鏡面部２に照射される。そし
て、この鏡面部２で反射されて鉛直上方に進み、開口部
９９、ハーフミラー６を通過して、徐々に収束しながら
第一全反射ミラー７に向かう。次に、この第一全反射ミ
ラー７により反射されて後方に向かって水平に進むよう
に向きを変え、その後、第二全反射ミラー８によって、
反射されて鉛直下方に進むように向きを変える。最後
に、第三全反射ミラー９により、反射されて水平前方に
向かうように向きを変えてＣＣＤカメラ１０に収束状態
に近い状態で取り込まれることとなる。

【００４６】したがって、このようなものであれば、第
１比較例による効果に加え、被検査物に当たって反射し
た後の光１ａを装置本体の内部において複数回反射させ
て光路長を長くしつつ、ＣＣＤカメラ１０に導入してい
るので、ＣＤやＤＶＤなど比較的大きな鏡像面２を有し
たものに対して、好適に対応することができるうえ、装
置のコンパクト化に寄与でき、現実の使用に即した大き
さや価格を実現することができるようになる。＜実施例＞次に本発明の一実施例を、図９〜図１２を参照して説明
する。この実施例は、前記第２比較例と比べ、発光手段
４の構成のみが異なったものであるため、発光手段４以
外の構成については原則的に説明を省略する。なお、第
１、第２比較例と対応する部材については同一の符号を
付すものとする。

【００４７】この発光手段４は、フレネルレンズ５の焦
点近辺に設けたもので、点光源またはそれに近い光源で
ある点発光要素４Ａと、この点発光要素４Ａの周囲を取
り囲むように配置されたリング状の面発光要素４Ｂとを
具備してなり、この点発光要素４Ａと面発光要素４Ｂと
を切り替え可能に発光させるように構成したものであ
る。

【００４８】点発光要素４Ａについては、前記第１比較
例のものとその構成や配置位置に差異はないので、詳細
説明を省略する。

【００４９】面発光要素４Ｂは、図１１、図１２に示す
ように、円盤状をなす透明体１４１と、この透明体１４
１の一方の面板部１４１ａに重ねてなる円盤状の保持体
Ｐ１と、前記透明体１４１の外周に中心に向かって発光
するように周設された複数のＬＥＤ１４３とを具備する
もので、中心に厚み方向に貫通する貫通孔１４４を設け
てなり、前記透明体１４１の他方の面板部１４１ｂを発
光面として面発光する。そして、この発光面１４１ｂが
フレネルレンズ５と平行かつ相対する姿勢で、前記点発
光要素４Ａに一体的に取り付けられている。各部を詳述
すれば、保持体Ｐ１は不透明なもので、その反透明体側
の端面Ｐ１ａには取付用のねじ孔Ｐ１ｂが設けてある。
透明体１４１は、その外周面に複数の凹部１４１ｃを一
定間隔で形成してなるものであり、この凹部１４１ｃに
ＬＥＤ１４３をそれぞれ埋め込んでいる。またその発光
面１４１ｂはすりガラス面状にしてあり、均一な面発光
が営まれるように構成している。なお、ＬＥＤを周設せ
ずに、透明体の一方の面板部に敷設し、これらＬＥＤか
ら射出された光によりダイレクトに発光面を照射するよ
うにしても構わない。

【００５０】しかして、これら点発光要素４Ａと面発光
要素４Ｂとは、切り替えて発光させることが可能なよう
にしてある。そして、上述した鏡面検査の時には、点発
光要素４Ａを点灯させ、印刷面等を検査するときには、
面発光要素４Ｂを点灯するようにする。

【００５１】このようにすれば、面発光要素４Ｂを点灯
して照明することにより、印刷面等のような鏡面以外の
面を検査することもできるようになる。特にこの装置で
は、フレネルレンズ５を透過することにより照明光の拡
散が促進されるので、その検査精度が向上する。この場
合は、照明光を白色とし、撮像装置１０をカラー表示可
能なものとしておくことが好ましい。

【００５２】また、印刷の状態を検査できることから、
ＣＤ等の反鏡面部に印刷を施す印刷機と併設しておくな
どすることにより、製品の製造から検査までを一環した
流れ作業の中で行うことも可能になる。

【００５３】なお、この実施例における発光手段の構成
を、第１比較例に係る発光手段に適用して構わないのは
言うまでもない。

【００５４】なお、本発明は上記実施例に限られるもの
ではない。例えば、全反射ミラーをもう一枚増やして偶
数枚とすれば、撮像手段で取り込む映像が鏡像となら
ず、表面検査の作業性の向上を図ることができる。これ
を、変形例として図１３に示す。この変形例では、前記
実施例と比べ、さらにもう一枚の全反射ミラー９Ａを追
加し、ＣＣＤカメラ１０に導入される光１ａを上向きの
ものとするとともにＣＣＤカメラ１０を縦置きにしてい
る。また、点発光要素４Ａも発光面４１が下を向く縦向
きの姿勢とし、反射ミラーＭＲで水平横向きにされた光
１ａに対して、その進行方向と垂直に（縦向きに）光拡
散部４７を配置して光拡散作用が営まれるように構成し
ている。このことにより、奥行き方向のコンパクト化が
図れることにもなる。

【００５５】さらに、光源もＬＥＤのみならす、光ファ
イバ等でもよい。つや消し加工についても、黒アルマイ
ト加工に限られるものではない。

【００５６】また、上述した表面検査装置を、ひっくり
返して、開口の位置を上側にする等して使用することも
できるのはいうまでもなく、用途に応じて姿勢を変更で
きるのはもちろんである。

【００５７】その他各部の具体的な構成は、上述した実
施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲で種々変形が可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、前記発
光手段が、点光源またはそれに近い光源である点発光要
素と、この点発光要素の周囲を取り囲むように配置され
たリング状の面発光要素とを具備してなり、この点発光
要素と面発光要素とを切り替えて発光させることが可能
なものであれば、点発光要素を点灯して、鏡面検査に用
いることができるうえ、面発光要素を点灯して照明する
ことにより、印刷面等のような鏡面以外の面を検査する
こともできるようになり、装置の汎用性を高め得る。特
にこの装置では、フレネルレンズを透過することにより
照明光の拡散が促進されるので、検査精度が向上する。

【００５９】しかして面発光要素が、円盤状をなす透明
体と、この透明体の一方の面板部に重ねてなる円盤状の
保持体と、前記透明体の外周に中心に向かって発光する
ように周設された複数のＬＥＤとを具備し、中心に点発
光要素から射出される光を通過させ得る貫通孔を設けた
ものであり、前記透明体の他方の面板部を発光面として
面発光するようにしておけば、ＬＥＤの長寿命性等を活
かした好適な検査装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明と対比される第１比較例における表面検
査装置を示す分解斜視図。

【図２】同比較例における表面検査装置の内部構造を示
す側断面図。

【図３】同比較例における表面検査装置を示す正面図。

【図４】同比較例におけるＣＣＤカメラで撮影したＣＤ
の映像。

【図５】本発明と対比される第２比較例における表面検
査装置を示す分解斜視図。

【図６】同比較例における表面検査装置の内部構造を示
す側断面図。

【図７】同比較例における表面検査装置を示す正面図。

【図８】同比較例における表面検査装置を示す底面図。

【図９】本発明の一実施例における表面検査装置の内部
構造を示す側断面図。

【図１０】同実施例における表面検査装置を示す正面
図。

【図１１】同実施例における面発光要素を示す平面図。

【図１２】同実施例における面発光要素を示す縦断面
図。

【図１３】同実施例の変形例における表面検査装置の内
部構造を示す側断面図。

【図１４】従来の表面検査装置において撮影されたＣＤ
の映像。

【図１５】本発明と対比される第１比較例における表面
検査装置により印刷文字を有する検査面をＣＣＤカメラ
で撮影した映像。

【図１６】従来の表面検査装置を示す模式図。

【符合の説明】

１・・・表面検査装置１ａ・・・光１ｂ・・・光軸２・・・検査対象面（鏡面部）３・・・ケーシング４・・・発光手段４Ａ・・・点発光要素４Ｂ・・・面発光要素４２・・・柱状透光体４３・・・導光面４４・・・ＬＥＤ４７・・・光拡散部５・・・フレネルレンズ６・・・ハーフミラー７・・・全反射ミラー８・・・全反射ミラー９・・・全反射ミラー１０・・・撮像手段（ＣＣＤカメラ）４１・・・発光面９２・・・傷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平９−139162（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−103548（ＪＰ，Ａ) 特開2000−55826（ＪＰ，Ａ) 特開平11−2598（ＪＰ，Ａ) 特開平７−27709（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−149807（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】フレネルレンズの焦点近傍に設けた発光手
段から光を射出し、この光を前記フレネルレンズを通過
させて収束する向きに屈折させ、このフレネルレンズで
屈折させた光をハーフミラーによって反射させて、前記
検査対象面の略全面に照射するとともに、その反射光を
撮像手段に導くようにしたものであり、前記発光手段が、点光源またはそれに近い光源である点
発光要素と、この点発光要素の周囲を取り囲むように配
置されたリング状の面発光要素とを具備してなり、この
点発光要素と面発光要素とを切り替えて発光させること
が可能なものであることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】検査対象面から反射した反射光を内部に設
けた複数の反射ミラーによって撮像手段と同軸方向に反
射させ、該撮像手段に導くようにしたことを特徴とする
請求項１記載の表面検査装置。
【請求項３】面発光要素が、円盤状をなす透明体と、こ
の透明体の一方の面板部に重ねてなる円盤状の保持体
と、前記透明体の外周に中心に向かって発光するように
周設された複数のＬＥＤとを具備し、中心に点発光要素
から射出される光を通過させ得る貫通孔を設けてなるも
のであり、前記透明体の他方の面板部を発光面として面
発光するように構成している請求項１または２記載の表
面検査装置。