专利名称：外观检查用投光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于液晶玻璃基板等大型基板的外观检查的外观检查用投光装置。
图7是表示披露于特开平5-232032号公报中的外观检查用投光装置的概略结构的图。在图7所示的外观检查用投光装置中，进行玻璃基板上的抗蚀剂等膜厚的不匀或ITO膜上的针孔等外观检查。
在光源101的背部中配置椭圆旋转镜102。来自光源101的照明光由椭圆旋转镜102反射，通过红外线吸收滤光器103聚集在闸门104上。进而，照明光通过滤光器105入射到聚光用菲涅耳透镜106上，被限制为平行光束。在由该聚光用菲涅耳透镜106限制的平行光束中，将作为被检查部件的玻璃基板107相对于光轴具有规定的角度来配置。
在构成这样的结构的外观检查用投光装置中，均匀地照明玻璃基板107的表面，观察者108可以通过目视来观察从玻璃基板107的表面产生的微小的散射光。由此，检测出玻璃基板107上的抗蚀剂等膜厚的不匀、ITO膜上的针孔等缺陷部109。
图8是表示披露于特开平5-232032号公报中的外观检查用投光装置的概略结构的图。在图8中，对于与图7相同的部分附以相同标号。在图8所示的外观检查用投光装置中，可进行在玻璃基板上印刷的图形的不齐或不匀、或者基板表面上附着的灰尘或损伤等的外观检查。
在图8中，除了图7的结构以外，在由聚光用菲涅耳透镜106限制的平行光束中，还配置投光用菲涅耳透镜110。在该投光用菲涅耳透镜110产生的光束的聚束位置A前面的光路中，将被检查部件的玻璃基板107相对于光轴具有规定的角度来配置。
在构成这样的结构的外观检查用投光装置中，均匀地照明玻璃基板107的表面，观察者108在从玻璃基板107的反射光的聚束位置S附近可以通过目视来观察从玻璃基板107的表面产生的微小的散射光。由此，可检测出在玻璃基板107上印刷的图形不齐或不匀、或者玻璃基板107表面上附着的灰尘或损伤等缺陷部111。
但是，目前，液晶显示器有日益大型化的趋势。随着这种趋势，用于液晶显示器的玻璃基板也被大型化，达到1000mm×1200mm的尺寸。
然而，即使构成上述结构的任何一个外观检查用投光装置，在玻璃基板大型化时，也需要与该玻璃基板的尺寸同等以上的聚光用菲涅耳透镜106或投光用菲涅耳透镜110。因此，这些聚光用菲涅耳透镜106或投光用菲涅耳透镜110有日益大型化的趋势。
在现有技术中，透镜直径增大到必要以上，制作上难以将透镜性能保持一定，因此也难以均匀地照明在玻璃基板107上。因此，存在使大型基板的外观检查的可靠性下降的问题。而且，如果使用大型的聚光用菲涅耳透镜106或投光用菲涅耳透镜110，那么要不产生因自重造成的透镜的挠曲变位，则难以安装在装置上，而且还产生避免不了装置大型化这样的问题。
本发明的目的在于提供一种小型的外观检查用投光装置，对于大型的被检查部件可以均匀地照明整体。
(2)本发明的外观检查用投光装置是上述(1)所述的装置，并且来自所述各聚光光学系统的照明光束分别照射所述被检查部件的部分区域。
(3)本发明的外观检查用投光装置是上述(1)所述的装置，并且将所述照明光源和所述反射光学系统设置在所述各聚光光学系统中。
(4)本发明的外观检查用投光装置是上述(1)所述的装置，并且使所述各聚光光学系统的光轴在焦点附近交叉或集中。
(5)本发明的外观检查用投光装置是上述(1)所述的装置，并且将所述照明光源对每个多组的所述聚光光学系统公用设置。
(6)本发明的外观检查用投光装置是上述(1)所述的装置，并且所述反射光学系统由第1反射部件和第2反射部件组成，所述第1反射部件将来自所述照明光源的光向所述第2反射部件反射，所述第2反射部件将来自所述第1反射部件的光向所述被检查部件反射。
(7)本发明的外观检查用投光装置是上述(6)所述的装置，并且所述第2反射部件可摆动。
(8)本发明的外观检查用投光装置是上述(7)所述的装置，并且通过所述照明光源和所述第1反射部件进行连动，能够变更所述被检查部件的照射区域。
(9)本发明的外观检查用投光装置是上述(1)至(8)任何一项所述的装置，并且使所述照明光源和所述聚光光学系统能够向光轴方向相对地移动。
图2是表示本发明第1实施例的外观检查用投光装置的概略结构的正面图。
图3是表示本发明第2实施例的外观检查用投光装置的概略结构的侧面图。
图4是表示本发明第2实施例的外观检查用投光装置的概略结构的正面图。
图5是表示本发明第3实施例的外观检查用投光装置的概略结构的侧面图。
图6是表示本发明第3实施例的外观检查用投光装置的概略结构的俯视图。
图7是表示现有例的外观检查用投光装置的概略结构的图。
图8是表示现有例的另一外观检查用投光装置的概略结构的图。
图1是表示本发明第1实施例的外观检查用投光装置的概略结构的侧面图。在图1中，在装置本体1的内部配置支架2。该支架2保持作为被检查部件、例如LCD等平板显示器中使用的大型玻璃基板3。支架2的其中心部被可自由旋转地支撑，以该支撑部为中心按规定的角度范围沿前后方向起倒(摆动)或反转。而且，还可以在左右方向或在前后及左右方向上摆动支架2。
在装置本体1内部的上方，设置多个第1照明光源4。照明光源4例如由金属卤化物灯构成。照明光源4朝向装置本体1的正面侧并在前后左右方向上配置共计4个。在图1中，为了简明，仅图示左侧前后的两个照明光源4、4。
在装置本体1内部的上方，将作为反射光学系统的多个反射镜分别与各照明光源4对应设置。反射镜5朝向正面并在前后左右方向配置共计4个。各反射镜5相对于水平方向倾斜规定的角度来配置。前侧的两个反射镜5将表面朝向前侧下方，以便分别将来自前侧的各照明光源4的光向后述的玻璃基板方向反射。后侧的两个反射镜5将表面朝向后侧下方，以便将来自后侧的各照明光源4的光向后述的玻璃基板方向反射。
在这些反射镜5的各反射光路中，配置4分割的聚光光学系统6。各聚光光学系统6包括有矩形状形成的第1菲涅耳透镜61和第2菲涅耳透镜62。第1菲涅耳透镜61从反射镜5入射照明光并射出平行光束。第2菲涅耳透镜62使从第1菲涅耳透镜61入射的平行光束聚束并作为照明光束照射到玻璃基板3上。
这四个聚光光学系统6(6FL、6FR、6RL、6RR)在装置本体1的前后方向和左右方向上各并排配置两个。在图1中，为了简明，仅图示左侧前后的两个聚光光学系统6(6FL、6RL)。在装置本体1的前侧左右对称位置的两个聚光光学系统6(6FL、6FR)对于后侧左右对称位置的两个聚光光学系统6(6RL、6RR)有相同的宽度尺寸(左右尺寸)，进深尺寸(前后尺寸)稍短地形成。在装置本体1的后侧左右对称位置的两个聚光光学系统6(6RL、6RR)对于前侧的两个聚光光学系统6(6FL、6FR)有相同的宽度尺寸，进深尺寸稍长地形成。
在装置本体1内部的上方，设置多个第2照明光源8。照明光源8例如由钠蒸气灯构成。照明光源8朝向装置本体1的正面侧，在前后左右方向上配置共计4个。这些照明光源8将波长与照明光源4的金属卤化物灯不同的光通过分别对应的反射镜5、聚光光学系统6照射到玻璃基板3上。
图2是表示上述外观检查用投光装置的概略结构的正面图。在图2中，对于与图1相同的部分附以相同标号。如图2所示，装置本体1前侧的两个聚光光学系统6(6FL、6FR)的各一侧缘在装置本体1的宽度方向的中心附近相互连接。而且，前侧排列的各聚光光学系统6(6FL、6FR)以连接的各侧缘为中心，向下方倾斜规定的角度θ1。此时，使各聚光光学系统6的光轴在焦点附近交叉或集中，以便来自各聚光光学系统6(6FL、6FR)的照明光束7、7在玻璃基板3上相互重叠一部分。由此，玻璃基板3上的前半侧部分的区域被部分照明。
装置本体1后侧的两个聚光光学系统6(6RL、6RR)的各一侧源与上述同样在装置本体1的宽度方向的中心附近相互连接。而且，后侧排列的各聚光光学系统6(6FL、6FR)以连接的各侧缘为中心，向下方倾斜规定的角度θ1。此时，使各聚光光学系统6的光轴在焦点附近交叉或集中，以便来自各聚光光学系统6(6RL、6RR)的照明光束7、7在玻璃基板3上相互重叠一部分。由此，玻璃基板3上的前半侧部分的区域被部分照明。
而且，位于装置本体1后侧的两个聚光光学系统6(6RL、6RR)相对于位于装置本体1前侧的两个聚光光学系统6(6FL、6FR)向下方倾斜规定的角度。由此，前后排列的各聚光光学系统6FR和6FL、或6RR和6RL的各聚束光在焦点附近，聚束在各自不同的位置A、A′、B、B′。
由此，前后左右排列的4个聚光光学系统6(6FL、6FR、6RL、6RR)的聚束光在玻璃基板3上重叠所有的聚束光的一部分。
这些聚光光学系统6的前后和左右的倾斜角度被设定为任意的角度，以便在使支架2和玻璃基板3同时旋转时，通过透过各聚光光学系统6的照明光束7可以均匀地照明玻璃基板3的整个表面。此外，位于装置本体1前侧的两个聚光光学系统6(6FL、6FR)和位于装置本体1后侧的两个聚光光学系统6(6RL、6RR)使用各焦距大致相等的焦距。然而，也可以将例如位于装置本体1前侧的两个聚光光学系统6(6FL、6FR)的焦距设定得短，而将位于装置本体1后侧的两个聚光光学系统6(6RL、6RR)的焦距设定得长。
下面，说明如上构成的外观检查用投光装置的工作情况。首先，观察者将作为被检查部件的玻璃基板3放置在支架2上。接着，如图1所示，观察者使支架2上升至对应于视线的高度，并倾斜至规定角度。
在该状态下，来自各照明光源4的光由各个反射镜5反射，入射到4个聚光光学系统上。于是，在这些聚光光学系统6中，从各自第1菲涅耳透镜61射出平行光束，从第2菲涅耳透镜62射出照明光束7，均匀地照射支架2上的玻璃基板3的部分区域。由此，观察者可以对于各照明光束7照明的玻璃基板3的整个表面通过目视来进行损伤或污迹等微细检查。
根据本第1实施例，将来自各照明光源4的光由各个反射镜5向玻璃基板3反射，并且将聚光光学系统6配置在其反射光路上。通过设置4个这样的聚光光学系统6，将来自这些聚光光学系统6的照明光束7照射到玻璃基板3的部分区域，使玻璃基板3的整个表面被照明。因此，即使是玻璃基板3是大型的，也可以均匀地照明整个基板表面，可以高精度地进行检查损伤或污迹的微细观察。
图3是表示本发明第2实施例的外观检查用投光装置的概略结构的侧面图。在图3中，对于与图1相同的部分附以相同标号。
在图3中，在装置本体1的前后方向上各并列配置两个、即四个聚光光学系统6的上方，设置两个照明光源10。照明光源10例如由金属卤化物灯组成。照明光源10朝向装置本体1的正面侧，在左右方向上并排配置。各聚光光学系统6(6FL、6FR、6RL、6RR)与第1实施例同样，向玻璃基板3的中心倾斜，各聚光光束在聚束点附近、聚束在各自不同的位置A、A′、B、B′，所有的聚束光的一部分重叠在玻璃基板3上。
在图3中，为了简明，仅示出左侧一个照明光源10。这些照明光源10通过未图示的驱动机构，相对于垂直方向向图中箭头方向180°的范围内可转动。
图4是表示上述外观检查用投光装置的概略结构的正面图。在图4中，对于与图3相同的部分附以相同标号。在该结构中，使各照明光源10沿相同一方向进行180°旋转，在各自装置本体1朝向前侧的各反射镜5的状态下，来自各照明光源10的光通过各反射镜5及各聚光光学系统6照射到玻璃基板3上的前半侧区域31。
使各照明光源10同样沿另一方向180°旋转，在各自装置本体1朝向后侧的各反射镜5的状态下，来自各照明光源10的光通过各反射镜5及各聚光光学系统6照射到玻璃基板3上的后半侧区域32。
即，通过使各照明光源10旋转180°来切换照射方向，可以交替照明玻璃基板3的前半侧和后半侧的各区域。由此，可以高精度地进行检查玻璃基板3的损伤或污迹等的微细观察。
根据本第2实施例，可以由两个照明光源10来构成，与第1实施例相比，部件数目减少，可以使装置小型化，并且可以价格便宜地制作。
图5是表示本发明实施例3的外观检查用投光装置的概略结构的侧面图。在图5中，对于与图1相同的部分附以相同标号。在图5中，在装置本体1内部的上方，设置多组(在图示例中为两组)照明光源21和反射镜组成的驱动式的照明光学系统20。照明光源21例如由金属卤化物灯组成。照明光学系统20朝向装置本体1的正面侧，在后侧的左右方向上合计配置两组。在图5中，为了简明，仅示出左侧的照明光学系统20(20L)。
而且，在装置本体1内部的上方，将作为反射光学系统的多个反射镜51分别与各照明光学系统20(20L、20R)对应设置。反射镜51朝向正面侧并在后侧的左右方向上合计配置两个。各反射镜51以支撑部52为中心，在规定的角度范围内沿前后方向可摆动，将来自各照明光学系统20(20L、20R)的光向后述的玻璃基板方向反射。
在这些反射镜51的各反射光路中，配置二分割的聚光光学系统6。这两个聚光光学系统6(6L、6R)向下方倾斜规定的角度并并排配置在装置本体1的左右方向上。此时，各聚光光学系统6L、6R的各聚束光在聚束点附近分别聚束在不同的位置A、A，所有聚束光的一部分重叠在玻璃基板3上。在图5中，为了简明，仅图示左侧的一个聚光光学系统6(6L)。
图6是表示上述外观检查用投光装置的概略结构的俯视图。在图6中，对于与图5相同的部分附以相同标号。在各照明光学系统20(20L、20R)中，照明光源21和反射镜22进行连动并被向左右方向驱动，同时反射镜22由未图示的凸轮机构来转动。照明光学系统20(20L、20R)的各照明光源21分别向左方向、右方向照射光。在各照明光源21的光路上，分别配置反射镜22。各反射镜22将来自各照明光源21的光分别倾斜朝向反射镜51向上方向反射。
在各照明光学系统20(20L、20R)从A状态向B状态驱动的情况下，各照明光源21分别向装置本体1的外侧方向(左方向、右方向)移动。与各照明光源21连动的各反射镜22向该外侧方向移动，同时通过上述凸轮机构稍稍向外侧方向转动。来自各照明光源21的光通过各个反射镜22向斜上方向照射。由此，来自各照明光学系统20(20L、20R)的光通过各自反射镜51及各聚光光学系统6照射到玻璃基板3上的外侧(左侧、右侧)的区域上。各照明光学系统20L、20R进行独立驱动，或者也可以在同一方向上连动驱动。
在各照明光学系统20(20L、20R)从B的状态被驱动到A的状态的情况下，各照明光源21分别向装置本体1的内侧方向(左方向、右方向)移动。与各照明光源21连动的各反射镜22向该内侧方向移动，同时通过上述凸轮机构稍稍向内侧方向转动。来自各照明光源21的光分别通过反射镜22向斜上方照射。由此，来自各照明光学系统20(20L、20R)的光分别通过各反射镜51和各聚光光学系统6照射到玻璃基板3上的内侧(右侧、左侧)的区域。
即，可向左右方向移动照明光源21和反射镜22组成的左右对称配置的各照明光学系统20(20L、20R)，而且通过将各反射镜51可向前后方向移动，使照射光前后左右地扫描，可以任意地照明玻璃基板3上的各区域。由此，可以通过各反射镜22和51对玻璃基板3的整个表面扫描照明光，可以高精度地进行检查玻璃基板3的损伤或污迹的微细观察。
根据第3实施例，由两个照明光源21和两个反射镜51来构成，所以与第1、第2实施例相比，部件数目减少，可以使装置小型化，并且可以价格便宜地制作。
在上述第1～第3实施例中，使用四个或两个聚光光学系统6，均匀地照明玻璃基板3上的整个表面。本发明并不限于此，也可以使用三个以上聚光光学系统6，将玻璃基板3上的局部照明的区域进一步细分。此外，如果通过照明区域的细分割可以减小聚光光学系统6的光束直径，那么可以用凸透镜取代菲涅耳透镜来构成聚光光学系统6。
在上述第2实施例中，仅转动照明光源10，但也可以将一个照明光源10和一个反射镜5连动驱动，交替照明玻璃基板3上的前半侧和后半侧的各区域。根据这样的结构，进一步减少部件数目，可以使装置小型化，并且价格便宜地制作。
也可以将上述第1～第3实施例的照明光源4、10、21通过未图示的驱动机构可分别相对于反射镜5、5、22(光轴方向)移动。这种情况下，随着使照明光源4、10、21靠近反射镜5、5、22，从反射镜5、5、22反射的光束扩大，因而玻璃基板3上的照射范围增大。随着照明光源4、10、21远离反射镜5、5、22，从反射镜5、5、22反射的光束变窄，因而玻璃基板3上的照射范围减小。
同样，也可以通过未图示的驱动机构使聚光光学系统6可相对于反射镜5、5、21(光轴方向)移动。这种情况下，随着使聚光光学系统6靠近反射镜5、5、51，从反射镜5、5、51反射的光束扩大，因而玻璃基板3上的照射范围增大。随着聚光光学系统6远离反射镜5、5、51，从反射镜5、5、51反射的光束变窄，因而玻璃基板3上的照射范围减小。再有，能够分别驱动各照明光源和各聚光光学系统，并且可以单独调整各聚光光学系统的倾斜角度。
于是，通过使照明光源和聚光光学系统相对地移动，对于聚光光学系统的焦点位置来说，使照明光源的位置偏离光轴方向，能够进行适合玻璃基板3尺寸的照射范围的调整。
按照对从聚光光学系统导光的聚束光束赋予规定的光学特性的目的，也可以设置能够切换为不透明或透明的液晶散射板(透射型液晶板)。通过使用了该液晶散射板的切变(シャ-カス)照明，可以无斑纹地照明大型基板的整个表面，良好地检测膜厚不匀或透明导电膜上的针孔等的缺陷。
根据如上的本发明，可以均匀地照明大型的被检查部件的整个表面，可以高精度地进行损伤和污迹等的微细检查。此外，通过用反射镜返回来自照明系统的光，将聚光光学系统分割为多个来缩短照明系统的焦点距离，抑制装置的高度，可以实现装置的小型化。
本发明不限定于上述各实施例，可以在不变更主要精神的范围内适时变形实施。
产业上的可使用性根据本发明，可以提供对大型的被检查部件均匀地照明整体的小型的外观检查用投光装置。
权利要求
1.一种外观检查用投光装置，包括照明光源；反射光学系统，使来自该照明光源的光向被检查部件反射；以及聚光光学系统，配置在该反射光学系统的反射光路上；其特征在于，所述聚光光学系统至少被分割成2个部分，通过来自这些被分割的各聚光光学系统的照明光束，能够照射所述被检查部件的整个表面。
2.如权利要求1所述的外观检查用投光装置，其特征在于，来自所述各聚光光学系统的照明光束分别照射所述被检查部件的部分区域。
3.如权利要求1所述的外观检查用投光装置，其特征在于，将所述照明光源和所述反射光学系统设置在所述各聚光光学系统中。
4.如权利要求1所述的外观检查用投光装置，其特征在于，使所述各聚光光学系统的光轴在焦点附近交叉或集中。
5.如权利要求1所述的外观检查用投光装置，其特征在于，所述照明光源被设置成对每个多组的所述聚光光学系统是公用的。
6.如权利要求1所述的外观检查用投光装置，其特征在于，所述反射光学系统由第1反射部件和第2反射部件组成，所述第1反射部件将来自所述照明光源的光向所述第2反射部件反射，所述第2反射部件将来自所述第1反射部件的光向所述被检查部件反射。
7.如权利要求6所述的外观检查用投光装置，其特征在于，所述第2反射部件可摆动。
8.如权利要求7所述的外观检查用投光装置，其特征在于，通过所述照明光源和所述第1反射部件进行连动，能够变更所述被检查部件的照射区域。
9.如权利要求1至8所述的外观检查用投光装置，其特征在于，使所述照明光源和所述聚光光学系统能够向光轴方向相对地移动。
全文摘要
本发明的外观检查用投光装置,其包括:照明光源;将来自该照明光源的光向被检查部件反射的反射光学系统;以及配置在该反射光学系统的反射光路上的聚光光学系统;所述聚光光学系统至少被分成2个部分,通过来自这些被分割的各聚光光学系统的照明光束能够照射所述被检查部件的整个表面。
文档编号G01N21/88GK1388897SQ01802520
公开日2003年1月1日 申请日期2001年8月23日 优先权日2000年8月24日
发明者今井伸明, 西泽诚 申请人:奥林巴斯光学工业株式会社