專利名稱：縫隙開口部的形狀及調(diào)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在利用光學(xué)顯微鏡和圖像傳感器非接觸地檢查基板等微小物的裝置中使用的調(diào)光裝置。
背景技術(shù)：
調(diào)光裝置主要在利用光學(xué)顯微鏡和CCD(Charge CoupledDevice)攝像機(jī)等圖像傳感器非接觸地檢查IC(Integrated Circuit)晶片及LCD(Liquid Crystal Device)的TFT(Thin Film Transistor)基板等微小物的裝置等圖像處理系統(tǒng)中使用。
通過圖1和圖2，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行說明。圖1是表示現(xiàn)有的利用顯微鏡的圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖(例如參照特許文獻(xiàn)1)。圖2是表示CCD攝像機(jī)6的受光量與輸出影像的亮度水平的關(guān)系的圖。1是被攝體，2是物鏡，3是物鏡轉(zhuǎn)換器，21是設(shè)在轉(zhuǎn)換器3上的備用物鏡，4是照明光學(xué)系統(tǒng)，5是顯微鏡，6是CCD攝像機(jī)，7是控制部，8是監(jiān)視器，90是燈，91是照明光源9內(nèi)的縫隙，92是縫隙91的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，93是光導(dǎo)引器，94是擴(kuò)散板。9是照明電源，包括燈90、縫隙91、移動(dòng)機(jī)構(gòu)92及擴(kuò)散板94。
在圖1中，被攝體1固定在未圖示的載置臺(tái)上，顯微鏡5將其一部分放大，CCD攝像機(jī)6將放大后的光學(xué)像進(jìn)行攝像并變換為電信號(hào)后輸出給控制部7?？刂撇?實(shí)施規(guī)定的圖像處理，以規(guī)定的形式顯示在監(jiān)視器8上。
此時(shí)，CCD攝像機(jī)6為了得到規(guī)定亮度的圖像而需要將照明光照射在被攝體1上，使反射光經(jīng)由顯微鏡5進(jìn)入到CCD攝像機(jī)6的攝像面。
因此，使照明電源9的光經(jīng)由光導(dǎo)引器93進(jìn)入到顯微鏡5的照明光學(xué)系統(tǒng)4中。接著，從物鏡2通過同軸反射照明入射到被攝體1上，使其反射光進(jìn)入到CCD攝像機(jī)6中。
CCD攝像機(jī)6的影像輸出進(jìn)入到控制部7中，將影像在監(jiān)視器8上顯示?？刂撇?通過電壓觀測(cè)影像的亮度水平，評(píng)價(jià)其電壓是否是正規(guī)電壓。
此時(shí)，CCD6的受光量與亮度水平如圖2所示那樣成正比例。從燈9輸出的光通過縫隙91的開口部(縫隙)進(jìn)入到光導(dǎo)引器93中。在光導(dǎo)引器93前放入用來使光擴(kuò)散的擴(kuò)散板94，使光均勻地進(jìn)入到光導(dǎo)引器93中。因而，按照光通過的地方的縫隙的開口面積及配置，照射在被攝體1上并反射，通過顯微鏡5入射到CCD攝像機(jī)6中。
從CCD攝像機(jī)6輸出、入射到控制部7中的影像的亮度水平在規(guī)定值以上時(shí)，縮窄縫隙寬度即縫隙的開口部的寬度，以使通過縫隙91經(jīng)由光導(dǎo)引器93、照明光學(xué)系統(tǒng)4等入射到被攝體1中的光量變少。因此，利用縫隙移動(dòng)機(jī)構(gòu)92移動(dòng)縫隙91。
這樣，如果燈90上的縫隙寬度變窄(即輸入到光導(dǎo)引器93中的光量減少)，則CCD攝像機(jī)6的受光量也減少，所以影像的亮度水平變低。因而，成為規(guī)定的亮度水平。
在亮度水平?jīng)]有達(dá)到規(guī)定值時(shí)，同樣擴(kuò)大縫隙寬度，以使入射到被攝體1中的光量變多。因此，利用縫隙移動(dòng)機(jī)構(gòu)92移動(dòng)縫隙91。
這樣，如果燈90上的縫隙寬度變寬(即輸入到光導(dǎo)引器93中的光量增加)，則CCD攝像機(jī)6的受光量也增加，所以影像的亮度水平變高。因而，成為規(guī)定的亮度水平。
作為這樣的技術(shù)的公開例，例如有特許文獻(xiàn)2。
圖3是表示燈90的發(fā)光位置與發(fā)光量的關(guān)系的圖。燈90的發(fā)光部分即便是點(diǎn)光源也具有規(guī)定的面積(或者，在輸出口中即使是點(diǎn)，也通過照射而產(chǎn)生擴(kuò)散)。并且，對(duì)應(yīng)于該光輸出的場(chǎng)所，光量也不同。即具有對(duì)應(yīng)于輸出場(chǎng)所的光量分布特性。圖3(a)表示燈90的X方向的發(fā)光量的分布圖，圖3(b)表示Y方向的發(fā)光量的分布圖。燈90在燈90的水平方向(X方向)與垂直方向(Y方向)上具有擴(kuò)散性，中心光量較多，如果從中心向周邊離開則變少。
通過圖4～圖6說明光量的調(diào)整方法。圖4和圖5是用來說明縫隙91的移動(dòng)與燈90的發(fā)光量的關(guān)系的圖。此外，圖6是表示縫隙位置與縫隙的通過光量的關(guān)系的圖。
在圖3與圖4中，利用移動(dòng)機(jī)構(gòu)92使縫隙91在燈90的光軸上移動(dòng)，以使影像的亮度水平成為規(guī)定的值。即，通過移動(dòng)機(jī)構(gòu)92使縫隙91的開口部91B沿X方向移動(dòng)。開口部91B的形狀為底邊與Y方向平行的等腰三角形，以使當(dāng)向X方向移動(dòng)時(shí)Y方向開口的寬度線性變化。另外，在圖3以后，將縫隙91的開口的形狀表示為開口部91B，而省略縫隙91。
圖4是表示通過Y方向的縫隙91的光量為最大時(shí)的X方向的縫隙的位置、即X方向的縫隙最大位置與燈90的光量分布的關(guān)系的圖，圖5是表示通過Y方向的縫隙91的光量為最小時(shí)的X方向的縫隙的位置、即X方向的縫隙最小位置與燈90的光量分布的關(guān)系的圖。該關(guān)系在通過X方向的縫隙91的光量為最大或最小時(shí)的Y方向的縫隙位置也同樣。
另外，縫隙91的縫隙最大位置與縫隙最小位置是移動(dòng)機(jī)構(gòu)92可移動(dòng)的范圍的界限。
縫隙通過光量與CCD攝像機(jī)6的受光光量成比例。
設(shè)反射率最低的被攝體1的反射率為100％。此時(shí)，相對(duì)于縫隙91的移動(dòng)，通過開口部91B的通過光量如圖6所示。在反射率200％的被攝體1的情況下，為了使被攝體的影像的亮度水平成為規(guī)定的亮度水平(對(duì)于反射率100％、縫隙的通過光量為100％時(shí)的影像亮度水平)，必須使縫隙的通過光量成為50％，所以縫隙的位置為35％的位置。在反射率為400％的被攝體1的情況下，為了使縫隙的通過光量成為25％，縫隙位置為15％的位置。
在反射率800％的被攝體1的情況下，為了使縫隙的通過光量為12.5％，縫隙位置成為5％的位置。
特許文獻(xiàn)1特開2000-028319號(hào)公報(bào)特許文獻(xiàn)2特開平8-240412號(hào)公報(bào)在以往的技術(shù)中，由于縫隙位置的再現(xiàn)性的界限，在被攝體1的反射率為400％以上的情況下自動(dòng)調(diào)整變得困難。
此外，對(duì)于縫隙的移動(dòng)機(jī)構(gòu)而言，即使在移動(dòng)機(jī)構(gòu)中使用的馬達(dá)移動(dòng)中的縫隙位置的再現(xiàn)性較好，縫隙位置與燈的位置關(guān)系也不穩(wěn)定，難以將縫隙位置穩(wěn)定地確定控制在5％的位置上。此外，反射率越大，調(diào)整范圍就越小，移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)范圍也越小，移動(dòng)的控制變得困難。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述問題，提供一種即使是反射率較大的被攝體也能夠自動(dòng)調(diào)光的調(diào)光方法及調(diào)光裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的調(diào)光方法及調(diào)光裝置采用如下的縫隙開口部的形狀在縫隙最大位置，燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心在燈軸上；在縫隙最小位置，燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心在燈的周邊(燈的發(fā)光部分的周緣部)。
即，本發(fā)明的縫隙的開口部的形狀為在控制照明的光量以使影像的亮度水平成為規(guī)定的值、通過縫隙調(diào)整從光源照射在被攝體上的光量調(diào)光裝置中，對(duì)應(yīng)于上述縫隙的移動(dòng)，通過上述縫隙的光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
此外，本發(fā)明的調(diào)光裝置，是控制照明的光量以使影像的亮度水平成為規(guī)定的值、通過縫隙調(diào)整從光源照射在被攝體上的光量的調(diào)光裝置，對(duì)應(yīng)于上述縫隙的移動(dòng)，通過上述縫隙的光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
此外，優(yōu)選的特征是，在通過上述縫隙的光量為最大時(shí)的縫隙的位置，上述燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心位于上述照明的光軸中心上。
此外，優(yōu)選的特征是，在通過上述縫隙的光量為最小時(shí)的縫隙的位置，上述燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心離上述照明的光軸最遠(yuǎn)。
此外，優(yōu)選的特征是，上述縫隙旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，通過上述縫隙的光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)即使是反射率較大的被攝體也能夠自動(dòng)調(diào)光的調(diào)光方法及調(diào)光裝置。
此外，能夠使基準(zhǔn)試料的反射率達(dá)到1600％，能夠得到高倍的動(dòng)態(tài)范圍。
此外，擴(kuò)大了對(duì)于改變了物鏡時(shí)的明亮度的變化也能夠?qū)?yīng)的范圍。
此外，能夠減小縫隙移動(dòng)機(jī)構(gòu)的體積，與此對(duì)應(yīng)，能夠裝備在照明電源內(nèi)。


圖1是表示以往的圖像處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示CCD攝像機(jī)的受光量與輸出影像的亮度水平的關(guān)系的圖。
圖3是表示燈的發(fā)光部位與發(fā)光量的關(guān)系的圖。
圖4是用來說明縫隙的移動(dòng)與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。
圖5是用來說明縫隙的移動(dòng)與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。
圖6是表示縫隙位置與縫隙的通過光量的關(guān)系的圖。
圖7是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙的移動(dòng)與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。
圖8是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙的移動(dòng)與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。
圖9是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙位置與縫隙的通過光量的關(guān)系的圖。
圖10是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙的移動(dòng)與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式
利用圖7和圖8說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙的開口部的形狀與燈的光量的關(guān)系。圖7是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙最大位置與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。此外，圖8是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙最小位置與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。
圖7和圖8中的縫隙的開口部91A采用如下的形狀在縫隙為最大縫隙位置時(shí)，燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心在燈90的軸上，在縫隙最小位置時(shí)，燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心在燈90的周邊(燈的發(fā)光部分的周緣部)。另外，在圖7和圖9中，縫隙沒有圖示。僅表示了縫隙的開口部91A的形狀。
相對(duì)于縫隙的開口部91A的移動(dòng)，通過開口部91A的通過光量如圖7和圖8所示。
即，在縫隙開口部91A位于最大位置時(shí)，燈90的光量幾乎都通過，輸入到光導(dǎo)引部93中，照射在被攝體1上(圖7)。此外，在縫隙開口部91A位于最小位置時(shí)，開口部91A不是使燈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過。因而，比中央部弱的光量輸入到燈導(dǎo)引部93中，照射在被攝體1上(圖8)。以往，即使是最小位置，開口部也位于燈90的中央部的光量最多的部位，所以不能調(diào)整為比其少的光量。但是，根據(jù)本發(fā)明，由于能夠使開口部91A的開口位置位于燈90的光量較小的部位，所以能夠調(diào)整為較少的光量。
下面說明在縫隙的通過光量為100％時(shí)，預(yù)先設(shè)定影像的亮度水平(在調(diào)整縫隙位置以成為規(guī)定的亮度水平時(shí))，以使當(dāng)被攝體1的反射率成為100％。如果參照?qǐng)D9，則相對(duì)于縫隙的位置移動(dòng)，縫隙的通過光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
例如，為了使反射率為200％的被攝體的影像的亮度水平成為規(guī)定的亮度水平(在反射率100％下、縫隙的通過光量為100％時(shí)的影像的亮度水平)，只要將縫隙的通過光量設(shè)為1/2的50％就可以。此外，例如為了使反射率為400％的被攝體的影像的亮度水平成為規(guī)定的亮度水平，只要將縫隙的通過光量設(shè)為1/4的25％就可以。
在此情況下，被攝體1采用具備作為基準(zhǔn)的反射率的所謂標(biāo)準(zhǔn)試樣(基準(zhǔn)試料)。
在被攝體1的反射率為200％的情況下，為了將縫隙的通過光量設(shè)為50％，縫隙位置成為75％位置。在被攝體1的反射率為400％的情況下，為了將縫隙的通過光量設(shè)為25％，縫隙的位置成為50％位置。在被攝體1的反射率為800％的情況下，為了將縫隙的通過光量設(shè)為12.5％，縫隙位置成為25％位置。如果為25％的縫隙位置，則能夠穩(wěn)定地控制。
進(jìn)而，在被攝體1的反射率為1600％的情況下，為了將縫隙的通過光量設(shè)為6.25％，縫隙位置成為12.5％位置，還能夠進(jìn)行控制。此外，在被攝體1的反射率為3200％的情況下，為了將縫隙的通過光量設(shè)為3.125％，縫隙位置成為6.25％位置，還能夠進(jìn)行控制。
以往從基準(zhǔn)試料的反射率從100％到400％是界限，但是，如果做成上述實(shí)施例的縫隙開口部的形狀，則能夠達(dá)到至少1600％到3200％，可以得到大約4倍到8倍的動(dòng)態(tài)范圍。
因而，例如通過轉(zhuǎn)換器3改變?yōu)槲镧R21那樣，對(duì)于改變倍率時(shí)的明亮度的變化也擴(kuò)大了可對(duì)應(yīng)的范圍。
因而，即使反射率變大，與以往的技術(shù)相比調(diào)整范圍也不會(huì)變得那樣小，移動(dòng)機(jī)構(gòu)的移動(dòng)范圍也不變化，移動(dòng)的控制也不困難。
雖然在上述實(shí)施例中沒有說明，但在上述實(shí)施例中，是以將縫隙91的移動(dòng)方向設(shè)為X方向、將亮度變化設(shè)為Y方向的例子進(jìn)行了說明。但實(shí)際上，也能夠進(jìn)行將縫隙91的移動(dòng)方向設(shè)為Y方向、將亮度變化設(shè)為X方向的調(diào)整，能夠進(jìn)行至少某一種亮度調(diào)整。
此外，并不一定需要是水平方向、垂直方向，根據(jù)裝置的構(gòu)造也可以是傾斜方向。
利用圖10說明本發(fā)明的另一實(shí)施例的縫隙的開口形狀與燈的光量的關(guān)系。圖10是用來說明本發(fā)明的一實(shí)施例的縫隙的移動(dòng)與燈的發(fā)光量的關(guān)系的圖。
圖10的實(shí)施例通過使縫隙的開口部91C的形狀向旋轉(zhuǎn)方向彎曲、使縫隙以旋轉(zhuǎn)中心101為中心旋轉(zhuǎn)，來進(jìn)行調(diào)光。這樣，通過做圓周運(yùn)動(dòng)、減少縫隙移動(dòng)機(jī)構(gòu)的容積，能夠?qū)崿F(xiàn)更小型的照明電源。在此情況下，例如在縫隙最大的位置，燈的發(fā)光部分的中心通過縫隙的開口部，在縫隙的最小位置，燈的發(fā)光部分的中心不通過縫隙的開口部，所以縫隙的開口部具有縫隙寬度W越減少、縫隙的開口部的中心線102越接近于縫隙旋轉(zhuǎn)中心101的螺旋狀形態(tài)。
另外，通過改變縫隙的寬度，以使在縫隙最大位置縫隙寬度最窄、在縫隙最小位置縫隙寬度最寬，能夠得到相對(duì)于基準(zhǔn)試料的反射率更高倍的動(dòng)態(tài)范圍。
權(quán)利要求
1.一種縫隙開口部形狀，其特征在于，在控制照明的光量以使影像的亮度水平成為規(guī)定的值、通過縫隙調(diào)整從光源照射在被攝體上的光量的調(diào)光裝置中，對(duì)應(yīng)于上述縫隙的移動(dòng)，通過上述縫隙的光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
2.一種調(diào)光裝置，其特征在于，控制照明的光量以使影像的亮度水平成為規(guī)定的值，通過縫隙調(diào)整從光源照射在被攝體上的光量，對(duì)應(yīng)于上述縫隙的移動(dòng)，通過上述縫隙的光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
3.如權(quán)利要求2所述的調(diào)光裝置，其特征在于，在通過上述縫隙的光量為最大時(shí)的縫隙的位置，上述燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心位于上述照明的光軸中心上。
4.如權(quán)利要求2所述的調(diào)光裝置，其特征在于，在通過上述縫隙的光量為最小時(shí)的縫隙的位置，上述燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心離上述照明的光軸最遠(yuǎn)。
5.如權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的調(diào)光裝置，其特征在于，上述縫隙旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，通過上述縫隙的光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
全文摘要
提供一種即使是反射率較大的被攝體也能夠進(jìn)行自動(dòng)調(diào)光的調(diào)光方法及調(diào)光裝置。在控制照明的光量以使影像的亮度水平成為規(guī)定的值的調(diào)光裝置中，利用如下的縫隙開口部的形狀在縫隙最大位置，燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心在燈的軸上；在縫隙最小位置，燈的發(fā)光部分中的通過縫隙的開口部的部分的中心在燈的周邊(燈的發(fā)光部分的周緣部)；在通過縫隙調(diào)整從光源照射在被攝體上的光量的調(diào)光裝置中，對(duì)應(yīng)于上述縫隙的移動(dòng)，通過上述縫隙的光量呈指數(shù)函數(shù)變化。
文檔編號(hào)H04N7/18GK1932434SQ20061009570
公開日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2006年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者小菅正吾, 伊從潔, 野上大, 清水高博 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立國(guó)際電氣