专利名称：缝隙开口部的形状及调光装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在利用光学显微镜和图像传感器非接触地检查基板等微小物的装置中使用的调光装置。
背景技术：
调光装置主要在利用光学显微镜和CCD(Charge CoupledDevice)摄像机等图像传感器非接触地检查IC(Integrated Circuit)晶片及LCD(Liquid Crystal Device)的TFT(Thin Film Transistor)基板等微小物的装置等图像处理系统中使用。
通过图1和图2，对现有技术进行说明。图1是表示现有的利用显微镜的图像处理系统的结构的框图(例如参照特许文献1)。图2是表示CCD摄像机6的受光量与输出影像的亮度水平的关系的图。1是被摄体，2是物镜，3是物镜转换器，21是设在转换器3上的备用物镜，4是照明光学系统，5是显微镜，6是CCD摄像机，7是控制部，8是监视器，90是灯，91是照明光源9内的缝隙，92是缝隙91的移动机构，93是光导引器，94是扩散板。9是照明电源，包括灯90、缝隙91、移动机构92及扩散板94。
在图1中，被摄体1固定在未图示的载置台上，显微镜5将其一部分放大，CCD摄像机6将放大后的光学像进行摄像并变换为电信号后输出给控制部7。控制部7实施规定的图像处理，以规定的形式显示在监视器8上。
此时，CCD摄像机6为了得到规定亮度的图像而需要将照明光照射在被摄体1上，使反射光经由显微镜5进入到CCD摄像机6的摄像面。
因此，使照明电源9的光经由光导引器93进入到显微镜5的照明光学系统4中。接着，从物镜2通过同轴反射照明入射到被摄体1上，使其反射光进入到CCD摄像机6中。
CCD摄像机6的影像输出进入到控制部7中，将影像在监视器8上显示。控制部7通过电压观测影像的亮度水平，评价其电压是否是正规电压。
此时，CCD6的受光量与亮度水平如图2所示那样成正比例。从灯9输出的光通过缝隙91的开口部(缝隙)进入到光导引器93中。在光导引器93前放入用来使光扩散的扩散板94，使光均匀地进入到光导引器93中。因而，按照光通过的地方的缝隙的开口面积及配置，照射在被摄体1上并反射，通过显微镜5入射到CCD摄像机6中。
从CCD摄像机6输出、入射到控制部7中的影像的亮度水平在规定值以上时，缩窄缝隙宽度即缝隙的开口部的宽度，以使通过缝隙91经由光导引器93、照明光学系统4等入射到被摄体1中的光量变少。因此，利用缝隙移动机构92移动缝隙91。
这样，如果灯90上的缝隙宽度变窄(即输入到光导引器93中的光量减少)，则CCD摄像机6的受光量也减少，所以影像的亮度水平变低。因而，成为规定的亮度水平。
在亮度水平没有达到规定值时，同样扩大缝隙宽度，以使入射到被摄体1中的光量变多。因此，利用缝隙移动机构92移动缝隙91。
这样，如果灯90上的缝隙宽度变宽(即输入到光导引器93中的光量增加)，则CCD摄像机6的受光量也增加，所以影像的亮度水平变高。因而，成为规定的亮度水平。
作为这样的技术的公开例，例如有特许文献2。
图3是表示灯90的发光位置与发光量的关系的图。灯90的发光部分即便是点光源也具有规定的面积(或者，在输出口中即使是点，也通过照射而产生扩散)。并且，对应于该光输出的场所，光量也不同。即具有对应于输出场所的光量分布特性。图3(a)表示灯90的X方向的发光量的分布图，图3(b)表示Y方向的发光量的分布图。灯90在灯90的水平方向(X方向)与垂直方向(Y方向)上具有扩散性，中心光量较多，如果从中心向周边离开则变少。
通过图4～图6说明光量的调整方法。图4和图5是用来说明缝隙91的移动与灯90的发光量的关系的图。此外，图6是表示缝隙位置与缝隙的通过光量的关系的图。
在图3与图4中，利用移动机构92使缝隙91在灯90的光轴上移动，以使影像的亮度水平成为规定的值。即，通过移动机构92使缝隙91的开口部91B沿X方向移动。开口部91B的形状为底边与Y方向平行的等腰三角形，以使当向X方向移动时Y方向开口的宽度线性变化。另外，在图3以后，将缝隙91的开口的形状表示为开口部91B，而省略缝隙91。
图4是表示通过Y方向的缝隙91的光量为最大时的X方向的缝隙的位置、即X方向的缝隙最大位置与灯90的光量分布的关系的图，图5是表示通过Y方向的缝隙91的光量为最小时的X方向的缝隙的位置、即X方向的缝隙最小位置与灯90的光量分布的关系的图。该关系在通过X方向的缝隙91的光量为最大或最小时的Y方向的缝隙位置也同样。
另外，缝隙91的缝隙最大位置与缝隙最小位置是移动机构92可移动的范围的界限。
缝隙通过光量与CCD摄像机6的受光光量成比例。
设反射率最低的被摄体1的反射率为100％。此时，相对于缝隙91的移动，通过开口部91B的通过光量如图6所示。在反射率200％的被摄体1的情况下，为了使被摄体的影像的亮度水平成为规定的亮度水平(对于反射率100％、缝隙的通过光量为100％时的影像亮度水平)，必须使缝隙的通过光量成为50％，所以缝隙的位置为35％的位置。在反射率为400％的被摄体1的情况下，为了使缝隙的通过光量成为25％，缝隙位置为15％的位置。
在反射率800％的被摄体1的情况下，为了使缝隙的通过光量为12.5％，缝隙位置成为5％的位置。
特许文献1特开2000-028319号公报特许文献2特开平8-240412号公报在以往的技术中，由于缝隙位置的再现性的界限，在被摄体1的反射率为400％以上的情况下自动调整变得困难。
此外，对于缝隙的移动机构而言，即使在移动机构中使用的马达移动中的缝隙位置的再现性较好，缝隙位置与灯的位置关系也不稳定，难以将缝隙位置稳定地确定控制在5％的位置上。此外，反射率越大，调整范围就越小，移动机构的移动范围也越小，移动的控制变得困难。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种即使是反射率较大的被摄体也能够自动调光的调光方法及调光装置。
为了达到上述目的，本发明的调光方法及调光装置采用如下的缝隙开口部的形状在缝隙最大位置，灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心在灯轴上；在缝隙最小位置，灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心在灯的周边(灯的发光部分的周缘部)。
即，本发明的缝隙的开口部的形状为在控制照明的光量以使影像的亮度水平成为规定的值、通过缝隙调整从光源照射在被摄体上的光量调光装置中，对应于上述缝隙的移动，通过上述缝隙的光量呈指数函数变化。
此外，本发明的调光装置，是控制照明的光量以使影像的亮度水平成为规定的值、通过缝隙调整从光源照射在被摄体上的光量的调光装置，对应于上述缝隙的移动，通过上述缝隙的光量呈指数函数变化。
此外，优选的特征是，在通过上述缝隙的光量为最大时的缝隙的位置，上述灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心位于上述照明的光轴中心上。
此外，优选的特征是，在通过上述缝隙的光量为最小时的缝隙的位置，上述灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心离上述照明的光轴最远。
此外，优选的特征是，上述缝隙旋转移动，对应于旋转移动，通过上述缝隙的光量呈指数函数变化。
发明效果根据本发明，能够实现即使是反射率较大的被摄体也能够自动调光的调光方法及调光装置。
此外，能够使基准试料的反射率达到1600％，能够得到高倍的动态范围。
此外，扩大了对于改变了物镜时的明亮度的变化也能够对应的范围。
此外，能够减小缝隙移动机构的体积，与此对应，能够装备在照明电源内。
图1是表示以往的图像处理系统的结构的框图。
图2是表示CCD摄像机的受光量与输出影像的亮度水平的关系的图。
图3是表示灯的发光部位与发光量的关系的图。
图4是用来说明缝隙的移动与灯的发光量的关系的图。
图5是用来说明缝隙的移动与灯的发光量的关系的图。
图6是表示缝隙位置与缝隙的通过光量的关系的图。
图7是用来说明本发明的一实施例的缝隙的移动与灯的发光量的关系的图。
图8是用来说明本发明的一实施例的缝隙的移动与灯的发光量的关系的图。
图9是用来说明本发明的一实施例的缝隙位置与缝隙的通过光量的关系的图。
图10是用来说明本发明的一实施例的缝隙的移动与灯的发光量的关系的图。
具体实施例方式
利用图7和图8说明本发明的一实施例的缝隙的开口部的形状与灯的光量的关系。图7是用来说明本发明的一实施例的缝隙最大位置与灯的发光量的关系的图。此外，图8是用来说明本发明的一实施例的缝隙最小位置与灯的发光量的关系的图。
图7和图8中的缝隙的开口部91A采用如下的形状在缝隙为最大缝隙位置时，灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心在灯90的轴上，在缝隙最小位置时，灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心在灯90的周边(灯的发光部分的周缘部)。另外，在图7和图9中，缝隙没有图示。仅表示了缝隙的开口部91A的形状。
相对于缝隙的开口部91A的移动，通过开口部91A的通过光量如图7和图8所示。
即，在缝隙开口部91A位于最大位置时，灯90的光量几乎都通过，输入到光导引部93中，照射在被摄体1上(图7)。此外，在缝隙开口部91A位于最小位置时，开口部91A不是使灯90的光源的中央部、而是使位于光量分布的端部部位的部分的光通过。因而，比中央部弱的光量输入到灯导引部93中，照射在被摄体1上(图8)。以往，即使是最小位置，开口部也位于灯90的中央部的光量最多的部位，所以不能调整为比其少的光量。但是，根据本发明，由于能够使开口部91A的开口位置位于灯90的光量较小的部位，所以能够调整为较少的光量。
下面说明在缝隙的通过光量为100％时，预先设定影像的亮度水平(在调整缝隙位置以成为规定的亮度水平时)，以使当被摄体1的反射率成为100％。如果参照图9，则相对于缝隙的位置移动，缝隙的通过光量呈指数函数变化。
例如，为了使反射率为200％的被摄体的影像的亮度水平成为规定的亮度水平(在反射率100％下、缝隙的通过光量为100％时的影像的亮度水平)，只要将缝隙的通过光量设为1/2的50％就可以。此外，例如为了使反射率为400％的被摄体的影像的亮度水平成为规定的亮度水平，只要将缝隙的通过光量设为1/4的25％就可以。
在此情况下，被摄体1采用具备作为基准的反射率的所谓标准试样(基准试料)。
在被摄体1的反射率为200％的情况下，为了将缝隙的通过光量设为50％，缝隙位置成为75％位置。在被摄体1的反射率为400％的情况下，为了将缝隙的通过光量设为25％，缝隙的位置成为50％位置。在被摄体1的反射率为800％的情况下，为了将缝隙的通过光量设为12.5％，缝隙位置成为25％位置。如果为25％的缝隙位置，则能够稳定地控制。
进而，在被摄体1的反射率为1600％的情况下，为了将缝隙的通过光量设为6.25％，缝隙位置成为12.5％位置，还能够进行控制。此外，在被摄体1的反射率为3200％的情况下，为了将缝隙的通过光量设为3.125％，缝隙位置成为6.25％位置，还能够进行控制。
以往从基准试料的反射率从100％到400％是界限，但是，如果做成上述实施例的缝隙开口部的形状，则能够达到至少1600％到3200％，可以得到大约4倍到8倍的动态范围。
因而，例如通过转换器3改变为物镜21那样，对于改变倍率时的明亮度的变化也扩大了可对应的范围。
因而，即使反射率变大，与以往的技术相比调整范围也不会变得那样小，移动机构的移动范围也不变化，移动的控制也不困难。
虽然在上述实施例中没有说明，但在上述实施例中，是以将缝隙91的移动方向设为X方向、将亮度变化设为Y方向的例子进行了说明。但实际上，也能够进行将缝隙91的移动方向设为Y方向、将亮度变化设为X方向的调整，能够进行至少某一种亮度调整。
此外，并不一定需要是水平方向、垂直方向，根据装置的构造也可以是倾斜方向。
利用图10说明本发明的另一实施例的缝隙的开口形状与灯的光量的关系。图10是用来说明本发明的一实施例的缝隙的移动与灯的发光量的关系的图。
图10的实施例通过使缝隙的开口部91C的形状向旋转方向弯曲、使缝隙以旋转中心101为中心旋转，来进行调光。这样，通过做圆周运动、减少缝隙移动机构的容积，能够实现更小型的照明电源。在此情况下，例如在缝隙最大的位置，灯的发光部分的中心通过缝隙的开口部，在缝隙的最小位置，灯的发光部分的中心不通过缝隙的开口部，所以缝隙的开口部具有缝隙宽度W越减少、缝隙的开口部的中心线102越接近于缝隙旋转中心101的螺旋状形态。
另外，通过改变缝隙的宽度，以使在缝隙最大位置缝隙宽度最窄、在缝隙最小位置缝隙宽度最宽，能够得到相对于基准试料的反射率更高倍的动态范围。
权利要求
1.一种缝隙开口部形状，其特征在于，在控制照明的光量以使影像的亮度水平成为规定的值、通过缝隙调整从光源照射在被摄体上的光量的调光装置中，对应于上述缝隙的移动，通过上述缝隙的光量呈指数函数变化。
2.一种调光装置，其特征在于，控制照明的光量以使影像的亮度水平成为规定的值，通过缝隙调整从光源照射在被摄体上的光量，对应于上述缝隙的移动，通过上述缝隙的光量呈指数函数变化。
3.如权利要求2所述的调光装置，其特征在于，在通过上述缝隙的光量为最大时的缝隙的位置，上述灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心位于上述照明的光轴中心上。
4.如权利要求2所述的调光装置，其特征在于，在通过上述缝隙的光量为最小时的缝隙的位置，上述灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心离上述照明的光轴最远。
5.如权利要求2至4中任一项所述的调光装置，其特征在于，上述缝隙旋转移动，对应于旋转移动，通过上述缝隙的光量呈指数函数变化。
全文摘要
提供一种即使是反射率较大的被摄体也能够进行自动调光的调光方法及调光装置。在控制照明的光量以使影像的亮度水平成为规定的值的调光装置中，利用如下的缝隙开口部的形状在缝隙最大位置，灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心在灯的轴上；在缝隙最小位置，灯的发光部分中的通过缝隙的开口部的部分的中心在灯的周边(灯的发光部分的周缘部)；在通过缝隙调整从光源照射在被摄体上的光量的调光装置中，对应于上述缝隙的移动，通过上述缝隙的光量呈指数函数变化。
文档编号H04N7/18GK1932434SQ20061009570
公开日2007年3月21日 申请日期2006年6月29日 优先权日2005年9月16日
发明者小菅正吾, 伊从洁, 野上大, 清水高博 申请人:株式会社日立国际电气