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公開番号2025014085
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-29
出願番号2021199282
出願日2021-12-08
発明の名称検査システム及び検査用スポット照明装置
出願人シーシーエス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 21/84 20060101AFI20250122BHJP(測定;試験)
要約【課題】高倍率の物体側テレセントリック光学系を有する同軸落射構造をなす検査システムにおいて、撮像時の明るさを向上する。
【解決手段】光源体と、前記光源体から出た光を検査光として出射する光出射面とを備える検査用スポット照明装置と、ワークを撮像する物体側テレセントリック光学系を有する撮像装置とを備え、前記光出射面から出射された前記検査光を前記撮像装置の光軸と同軸上から前記ワークに照射するように構成された検査システムであって、前記光源体が半導体レーザを利用して構成されたものである検査システムである。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
光源体と、前記光源体から出た光を検査光として出射する光出射面とを備える検査用スポット照明装置と、ワークを撮像する物体側テレセントリック光学系を有する撮像装置とを備え、前記光出射面から出射された前記検査光を前記撮像装置の光軸と同軸上から前記ワークに照射するように構成された検査システムであって、
前記光源体が、半導体レーザを利用して構成されたものである検査システム。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記光源体が、前記半導体レーザから出たレーザ光をそのまま出射するように構成されており、
前記検査用スポット照明装置が、前記光源体から出射されたレーザ光を拡散させる光拡散部を有する請求項１に記載の検査システム。
【請求項３】
前記光源体が、前記半導体レーザと蛍光体とを備え、前記半導体レーザから出たレーザ光を前記蛍光体に照射して励起させることで生じる二次光を出射するように構成されている請求項１に記載の検査システム。
【請求項４】
前記光源体のエタンデュが１ｍｍ
２
・ｓｒ以下である請求項１～３のいずれかに記載の検査システム。
【請求項５】
前記光出射面から出射される前記検査光の指向角が±５°以内である請求項１～４のいずれかに記載の検査システム。
【請求項６】
前記物体側テレセントリック光学系の光学倍率が２倍以上である請求項１～５のいずれかに記載の検査システム。
【請求項７】
ワークを撮像する物体側テレセントリック光学系を有する撮像装置とともに用いられ、光源体と、前記光源体から出た光を検査光として出射する光出射面とを備える検査用スポット照明装置であって、
前記光源体が半導体レーザを利用して構成されたものである検査用スポット照明装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばワークに光を照射し、例えばワークの外観や傷、欠陥等を撮像するための検査システム及び当該検査システムに用いられる検査用スポット照明装置に関するものである。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ワークに照射する検査光を出射する照明装置と、ワークにおいて散乱又は反射された光によりワークを撮像する物体側テレセントリック光学系を有する撮像装置とを備え、照明装置から出射された検査光を撮像装置の光軸と同軸上からワークに照射できるよう構成した、所謂同軸落射構造をなす検査システムが知られている（例えば特許文献１）。従来この検査システムでは、照明装置の光源体として、多数のＬＥＤチップを平面上に並べた面光源が用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０８５８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者らは、上記したような物体側テレセントリック光学系を有する同軸落射構造をなす検査システムでは、光学系の光学倍率を高くするほどＦ値が大きくなる傾向があり、例えば２倍以上の高倍率で撮像した場合には低倍率で撮像した場合に比べて撮像時の明るさ（露光量）が低下してしまうという問題があることを初めて見出した。
【０００５】
このような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明者らは、検査光を出射する照明装置において、配光特性を狭くする（例えば５°以下）とともに、その照明装置における光出射面の放射輝度を高くすることにより、高倍率の物体側テレセントリック光学系においても撮像時の明るさを向上できるのではないかと考えた。しかしながら、配光特性がランバーシアンであり且つ面光源であるＬＥＤを光源体として用いる従来の照明装置では、このような狭い配光特性で、且つ高輝度な照明装置を実現することが困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、上述した課題を解決すべくなされたものであり、高倍率の物体側テレセントリック光学系を有する同軸落射構造をなす検査システムにおいて、撮像時の明るさを向上することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち本発明の検査システムは、光源体と、前記光源体から出た光を検査光として出射する光出射面とを備える検査用スポット照明装置と、ワークを撮像する物体側テレセントリック光学系を有する撮像装置とを備え、前記光出射面から出射された前記検査光を前記撮像装置の光軸と同軸上から前記ワークに照射するように構成された検査システムであって、前記光源体が半導体レーザを利用して構成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成した本発明の検査システムによれば、検査用スポット照明装置の光源体を点光源である半導体レーザを利用して構成することにより、ＬＥＤを利用した光源体を用いる従来のものに比べて配光特性を狭くし、且つ光出射面の放射輝度を高くすることができるので、高倍率の物体側テレセントリック光学系と組み合わせた場合に撮像装置の像面における放射照度を高くし、撮像時の明るさを向上させることができる。
【０００９】
ところで、半導体レーザを利用して光源体を構成する場合に、半導体レーザから出たレーザ光をそのままワーク面上に照射させると、レーザ光の配光の非対称性に起因してワーク面上の放射照度の均一性が低下する恐れがある。
【００１０】
そのため前記検査システムは、前記光源体が前記半導体レーザから出たレーザ光をそのまま出射するものであり、前記検査用スポット照明装置が、前記光源体から出射されたレーザ光を拡散させる光拡散部を有するのが好ましい。
このようにすれば、光源体から出射されたレーザ光を光拡散部により拡散させることにより配光の対称性を向上させることができるので、撮像時の明るさを向上しながらも、ワーク面上における放射照度の均一性を向上することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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