JP2006145409A - 光源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光量を減らすことなく、光量検出が行える光源装置を実現することを目的にする。
【解決手段】 本発明は、複数の発光素子と、これらの発光素子の光を入射面から入射し、光束をほぼ同一照度分布とし出射面から照射する照度均一化素子と、この照度均一化素子の入射面側に設けられ、照度均一化素子の反射光の光量を検出する受光素子とを備えたことを特徴とするものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等のイメージセンサの検査に用いられる光源装置に関し、照射光の光量を減らすことなく、光量検出が行える光源装置に関するものである。

従来、ＣＣＤ（電荷結合素子）センサやＣＭＯＳ（相補正金属酸化膜半導体）センサ等のイメージセンサの検査では光源装置を用いて、被検査対象であるイメージセンサに既知の色や光量の光を照射し、イメージセンサからの出力された電気信号をモニタするという構成が用いられている。例えば特許文献１，２に示されている。

特開平２−９０６４５号公報 特開２００２−３１４０５４号公報

以下図２を用いて説明する。図２において、光源１０は複数のＬＥＤ（発光素子）からなる。拡散板２０は、例えば擦りガラスまたは乳白色のアクリル等で、光源１０からの光束を入射面から入射し、拡散して光を出射する。レンズ３０は、拡散板２０から出射された光束を、必要とする広がり角を持つ光束にする。ビームスプリッタ４０は、例えば研磨したガラス板にハーフミラー膜を付着させたもので、一定の光量を通過させ、残りの光量を反射する。レンズ５０は、ビームスプリッタ４０の反射光を集光する。受光素子６０は例えばフォトダイオードで、レンズ５０からの光が入射される。制御部７０は、受光素子６０の出力を入力し、光源１０の制御を行う。ＣＣＤセンサ８０は被検査対象で、ビームスプリッタ４０からの透過光が入射される。

このような装置の動作を以下に説明する。制御部７０が光源１０を制御し、光源１０が複数のＬＥＤから光を拡散板２０に出射し、拡散板２０が光を拡散して、レンズ３０を介して、ビームスプリッタ４０に出射する。ビームスプリッタ４０で反射された光がレンズ５０で集光され、受光素子６０に入射される。そして、受光素子６０が入射光に応じた電気信号を制御部７に出力し、この電気信号に基づいて、制御部７０は光源１０の制御を行う。また、ビームスプリッタ４０で透過された光がＣＣＤセンサ８０に入射され、図示しない装置により、ＣＣＤセンサ８０の試験が行われる。

このような装置では、照度、つまり、光量を検出するために、ビームスプリッタ４０で分光し、レンズ５０で集光する必要があり、ＣＣＤセンサ８０に入射する光量が減ってしまうという問題点があった。

そこで、本発明の目的は、照射光の光量を減らすことなく、光量検出が行える光源装置を実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
複数の発光素子と、
これらの発光素子の光を入射面から入射し、光束をほぼ同一照度分布とし出射面から照射する照度均一化素子と、
この照度均一化素子の入射面側に設けられ、照度均一化素子の反射光の光量を検出する受光素子と
を備えたことを特徴とするものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
複数の発光素子が搭載され、照度均一化素子の反射光を背面に導く貫通穴が設けられる第１の基板と、
この第１の基板の背面側に設けられ、第１の基板の貫通穴の対向位置に受光素子が設けられる第２の基板と
を有することを特徴とするものである。

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
受光素子の出力を入力し、発光素子の出力を制御する制御部を有することを特徴とするものである。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、
被検査対象に所望の光の照射に用いることを特徴とするものである。

本発明によれば、照度均一化素子の反射光を、入射面側の受光素子で検出するので、照射光の光量を減らすことなく、光量検出を行うことができる。また、入射角と波長に依存する反射透過特性を有するビームスプリッタが不要になるので、照射光の波長による照度むらを防止できる。また、ビームスプリッタやレンズ等の光学系が不要になるので、構成が簡単になり、小型化を図ることができる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。

図１において、複数のＬＥＤ（発光素子）１は、第１の基板２に搭載される。基板２は、貫通穴２１がほぼ中央に設けられる。照度均一化素子３は、例えば研磨したガラスの円柱や角柱のようないわゆるライトパイプ等で、複数のＬＥＤ１の光を入射面から入射し、光束をほぼ同一照度分布とし出射面から照射する。受光素子４は、照度均一化素子３の入射面側に設けられ、照度均一化素子３の反射光の光量を検出する。第２の基板５は、表面層をアルミ金属等の遮光性のある材料で覆い、基板２の背面側に設けられ、基板２の貫通穴２１の対向位置に受光素子４が搭載される。シールドケース６は、遮光性のある材料、例えばアルミ金属等からなり、受光素子４を覆い、基板２の貫通穴２１に挿入され、照度均一化素子３の入射面に密着させ、反射光のみを受光素子４に導く。制御部７は、受光素子６の出力を入力し、ＬＥＤ１の制御を行う。ＣＣＤセンサ８は被検査対象で、照度均一化素子３からの光が入射される。

このような装置の動作を以下に説明する。制御部７が複数のＬＥＤ１を制御し、複数のＬＥＤ１から光が照度均一化素子３に入射され、照度均一化素子３が照度を均一化して、ＣＣＤセンサ８に出射され、図示しない装置により、ＣＣＤセンサ８の試験が行われる。また、一部の光が照度均一化素子３の出射面で、反射し、入射面から出射する。この光の一部がシールドケース２１の内部を通過し、受光素子４に入射される。そして、受光素子４が入射光に応じた電気信号を制御部７に出力し、この電気信号に基づいて、制御部７はＬＥＤ１の制御を行う。

このように、照度均一化素子３の出射面の反射光を、入射面側の受光素子４で検出するので、照射光の光量を減らすことなく、光量検出を行うことができる。また、入射角と波長に依存する反射透過特性を有するビームスプリッタが不要になるので、照射光の波長による照度むらを防止できる。また、ビームスプリッタやレンズ等の光学系が不要になるので、構成が簡単になり、小型化を図ることができる。

そして、ＬＥＤ１を搭載する基板２と受光素子４を搭載する基板５とを分け、電気的な絶縁を図ることで、ＬＥＤ１と受光素子４との配線間の電磁結合ノイズを防止することができる。

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、照度均一化素子３の反射光を導く、シールドケース６の導光部に、収光率を向上させるレンズ、ライトパイプなどを取り付ける構成にしてもよい。

また、基板５は受光素子４のみを搭載した例を示したが、Ｉ／Ｖアンプ、Ａ／Ｄ変換器を搭載してもよい。これにより、受光素子４の直近でデジタル信号に変換できるので、Ｓ／Ｎ比の向上を図ることができる。なお、図１におけるＩ／Ｖアンプ、Ａ／Ｄ変換器は制御部７に含まれている。

また、基板２，５を分ける構成を示したが、同一基板上に、複数のＬＥＤ１、受光素子４を設ける構成にしてもよい。この場合、ＬＥＤ１の光が受光素子４に入射しないようにシールドを設けることはいうまでもない。

また、図２に示すように、照度均一化素子３とＣＣＤ８との間に、所望の広がり角により、光束を広げるレンズを設ける構成でもよい。

また、貫通穴２１を基板２のほぼ中央に設けた構成を示したが、中央でなくとも、照度均一化素子３の反射光を受光素子４が受光できれば、どの位置でもよい。

また、制御部７は、受光素子４の出力により、ＬＥＤ１を制御する構成を示したが、常時、受光素子４の出力を監視して、ＬＥＤ１を制御するだけでなく、所望期間ごとに、受光素子４の出力からＬＥＤ１を制御する構成でもよい。

本発明の一実施例を示した構成図である。 従来の検査光源を示した図である。

符号の説明

１ ＬＥＤ
２，５ 基板
２１ 貫通穴
３ 照度均一化素子
４ 受光素子
６ シールドケース
７ 制御部
８ ＣＣＤセンサ

Claims (4)

1. 複数の発光素子と、
   これらの発光素子の光を入射面から入射し、光束をほぼ同一照度分布とし出射面から照射する照度均一化素子と、
   この照度均一化素子の入射面側に設けられ、照度均一化素子の反射光の光量を検出する受光素子と
   を備えたことを特徴とする光源装置。
2. 複数の発光素子が搭載され、照度均一化素子の反射光を背面に導く貫通穴が設けられる第１の基板と、
   この第１の基板の背面側に設けられ、第１の基板の貫通穴の対向位置に受光素子が設けられる第２の基板と
   を有することを特徴とする請求項１記載の光源装置。
3. 受光素子の出力を入力し、発光素子の出力を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
4. 被検査対象に所望の光の照射に用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光源装置。
   

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