JP3185906U

JP3185906U - 電子機器用検査装置

Info

Publication number: JP3185906U
Application number: JP2013001419U
Authority: JP
Inventors: エイチ．ベイリートーマス; ジョーンズロイド
Original assignee: フォトン・ダイナミクス・インコーポレーテッド
Priority date: 2012-03-27
Filing date: 2013-03-15
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2023-03-15
Also published as: KR200477847Y1; KR20130005847U; CN103366656A; TWM467880U; CN203588644U

Abstract

【課題】ＬＣＤ及びＯＬＥＤパネル等の電子機器を検査すると共に、低質量、低コストの電子機器用検査装置を提供する。
【解決手段】検査ヘッドと、駆動電子機器とを有する。検査ヘッドは、光電モジュレータ２０７と、光電モジュレータ２０７に印加されるバイアス電圧パターンを生成するバイアス電圧源と、光電モジュレータ２０７を照射するための光パルスを生成するための光源となる照明器２１０と、非テレセントリックレンズ２０１と、照射された光電モジュレータ画像を得るためのカメラ２０８とを有する。駆動電子機器は、被験の電子機器に電圧信号を印加するように構成され、照射されている光パルスは、光電モジュレータを照射する前は非テレセントリックレンズ２０１を通過しない。
【選択図】図２

Description

本考案は、ＬＣＤ及びＯＬＥＤパネル等の電子機器を検査するシステム及び方法に関し、特に、低質量、低コストのモジュラー及び倍率調整電圧撮像光システム（ＶＩＯＳ）並びにこれに対応する方法に関する。

液晶表示パネル（ＬＣＤ）は、電界に応じて変化する光変調特性を示す液晶を有している。それらは、ＦＡＸ装置、ノートパソコン、大画面、高解像度テレビ等の様々な装置の画像や他の情報の表示に多く用いられる。アクティブマトリックスＬＣＤパネルは、複雑な階層構造であり、偏光膜と、ガラス基板と、ポリイミドからなる方向性フィルムと、ＬＣＤセルの正確な厚みを維持するためのプラスチック又はガラス製スペーサを備えた実際の液晶材と、を備える複数の機能層から構成される。ガラス基板は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴｓ）と、蓄積キャパシタと、画素電極及び相互接続配線と、黒マトリックスとカラーフィルタアレイと透明共通電極とを備えたカラーフィルターガラス基板と、を備えている。

ＬＣＤ及びＯＬＥＤパネルは、生産量を最大にするために、高度に環境が管理されているクリーンルームで製造される。それにもかかわらず、かなりの数のＬＣＤ及びＯＬＥＤパネルが、製造上の不具合により廃棄される。

ＬＣＤパネルの生産量を上げるために、ＬＣＤパネル製造工程全体の中で複数の調査や修理工程が実行される。それらの中で最も重大な調査工程は、ＴＦＴ配置製造工程の最後に行われる電子調査のアレイテストである。

従来から、ＬＣＤ及びＯＬＥＤパネル製造工程で、業界内において利用されるアレイテスト技術があり、最も普及しているのは光電変換器を用いた電子調査である。この調査装置の一例として、Ｏｒｂｏｔｅｃｈ社のＰｈｏｔｏｎＤｙｎａｍｉｃｓのアレイチェッカーが商用として市販されている。特に、前述のアレイチェッカー調査システムは、個々のＴＦＴアレイピクセルの電圧を計測するように構成されている反射液晶ベース光電変換器（モジュレータ）を用いた「ＶＯＬＴＡＧＥＩＭＡＧＩＮＧ（登録商標）」と呼ばれる方法を採用している。アレイチェッカーでＴＦＴアレイを調査するとき、テストとして駆動電圧パターンをＴＦＴパネルに印加し、前述の光電モジュレータをテストとしてＴＦＴアレイの近接位置（約５０ミクロン）に配置することによりパネルピクセル電圧を計測し、又は「撮像」し、高圧矩形電圧波パターンを印加する。例えば、モジュレータに印加する矩形電圧波パターンの大きさは、３００Ｖであって、６０Ｈｚであってもよい。駆動電圧がテストとして印加されたＴＦＴアレイのピクセルに近接した調査システムの光電モジュレータによって形成された電位は、モジュレータ内の液晶の電界依存の空間的定位を変化させ、そこでモジュレータを横切る光伝達を変化させる。換言すると、モジュレータの光伝達は、近接したアレイピクセルの電圧を表していることとなる。モジュレータの伝達の変化を把握するため、モジュレータは１回又は複数回の光パルスで点灯し、モジュレータによって反射された光は、カメラにおいて撮像され、その結果得られるフレームを取得してデジタル化し、それらをイメージに結合する。前述の光パルスの期間は、例えば、１ミリ秒でもよい。ＴＦＴパネルの領域のピクセル電圧配分が前述の液晶ベース光電変換器によって計測されると、変換器はＴＦＴパネルの他の領域に移動し、新たなイメージを取得する。

本考案は、電子機器を検査する従来技術に関連した上記の一つ以上の問題及びその他の問題を実質的に防止する方法及びシステムを提供することを目的とする。

ここに記述される技術の一つの態様によると、被験の電子機器を電気的に検査する検査装置は、検査ヘッドと、駆動電子機器とを有し、検査ヘッドは、光電モジュレータと、光電モジュレータに印加されるバイアス電圧パターンを生成するバイアス電圧源と、光電モジュレータを照射するための光パルスを生成するための光源と、非テレセントリックレンズアセンブリと、照射された光電モジュレータ画像を得るためのカメラとを有し、駆動電子機器は、被験の電子機器に電圧信号を印加するように構成されている検査装置を提供する。本考案の装置において、照射されている光パルスは、光電モジュレータを照射する前は非テレセントリックレンズアセンブリを通過しない。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、折り畳みミラーを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、ビームスプリッタを更に有し、光源は、光発光ダイオード又は互いに波長が異なる複数の光発光ダイオードを有し、光源はビームスプリッタと同一側に設けられている。

請求項１の検査装置は、ビームスプリッタを更に有し、光源は、光発光ダイオード又は互いに波長が異なる複数の光発光ダイオードを有し、光源は、ビームスプリッタとは反対側に設けられている。

一つ以上の実施の形態において、光源は、単一のまたはいくつかの波長の光を発生するように構成されたシート状の光照射体を有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、非テレセントリックレンズアセンブリの入射瞳に光源を撮像させるための屈折性の集光レンズを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、楕円形状の屈折性の内面を有する集光レンズを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、屈折性のフレネル面を有する集光レンズを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、非球面形状の屈折性の内面を有する集光レンズを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、屈折性の集光レンズを更に有し、光源は集光レンズの内側の楕円面の第１軌跡に設けられて、非テレセントリックレンズアセンブリの瞳と一致する第２軌跡に撮像される。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、照射中の光パルスの光路に設けられている拡散器を更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、光源は、単一の光発光ダイオードから成る。

一つ以上の実施の形態において、光源は、互いに異なる波長で動作する２個の光発光ダイオードから成る。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、照射中の光パルスを光電モジュレータに向かわせるためのビームスプリッタを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、レンズ瞳を更に有し、光源が該レンズの瞳に撮像されている。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、アポタイザと、照射中の光パルスの光路に設けられている拡散器とを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、該シート状の光照射器の後ろ側に設けられたルーバを有し、該ルーバは、該光電モジュレータの直接の照射を避けるように構成されている。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、ミラースキャナを更に有する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、フレキシブルなビームスプリッタを更に有し、ビームスプリッタの表面形状は、該光電モジュレータを照射している光の照射特性を最適化するために調節可能である。

一つ以上の実施の形態において、光電モジュレータは、非テレセントリックレンズアセンブリと該カメラに対して固定されている。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、それぞれの場所の倍率を計算するための処理ユニットを更に有し、処理に際しては、照射された光電モジュレータの取得されている画像を用いる。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、それぞれの場所の倍率を計算するための処理ユニットを更に有し、処理に際しては、線形変数差動変圧器（ＬＶＤＴ）の値を用いまた非テレセントリックの誤差を修正する。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、線形変数差動変圧器（ＬＶＤＴ）の値計測モジュールを更に有し、非テレセントリックの誤差を最小化するために光電モジュレータの鉛直方向の位置の調節を決定する。

一つ以上の実施の形態において、非テレセントリックレンズアセンブリは、非テレセントリックの誤差を減少させるために、長い焦点距離を有する。

一つ以上の実施の形態において、非テレセントリックレンズアセンブリは、部分的にはテレセントリックである。

一つ以上の実施の形態において、非テレセントリックレンズアセンブリは、複数の非テレセントリックレンズの列を有し、カメラは複数のカメラユニット列を有し、カメラユニット列における個々のカメラは、非テレセントリックレンズ列の単一の非テレセントリックレンズに光学的に接続されている。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、第２の非テレセントリックレンズアセンブリと、レンズスイッチ機構とを有し、第２の非テレセントリックレンズアセンブリは、非テレセントリックレンズアセンブリとは異なる倍率を有し、レンズスイッチ機構は、該検査ヘッドの光路において、非テレセントリックレンズアセンブリを該第２の非テレセントリックレンズアセンブリと交換するように構成されている。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、第２の非テレセントリックレンズアセンブリと、光路スイッチ機構とを有し、第２の非テレセントリックレンズアセンブリは、非テレセントリックレンズアセンブリとは異なる倍率を有し、該光路スイッチ機構は、非テレセントリックレンズアセンブリか又は第２の非テレセントリックレンズアセンブリのいずれかを含めるために、検査ヘッドの光路を変更するように構成されている。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、第２の光電モジュレータとスイッチ機構とを有し、第２の光電モジュレータは、光電モジュレータとは異なる大きさであり、スイッチ機構は該検査ヘッドの光路において、光電モジュレータを第２の光電モジュレータに交換するように構成されている。

一つ以上の実施の形態において、本装置は、折り畳みミラーを有し、折り畳みミラーの表面形状は、光電モジュレータを照射している光の照射特性を最適化するために調節可能である。

本技術の別の態様によれば、光電モジュレータとモジュレータ架台とを有し、モジュレータ架台は、該光電モジュレータの複数の縁部において照射されている光との干渉を防止するために該光電モジュレータに対して外方に傾斜していることを特徴とする光電モジュレータアセンブリを提供する。

本考案に関連する追加的な態様は、後述する部分及び記述から明らかである部分に記載されるか又は、本考案の実施によって知ることができる。本考案の態様は、後述する詳細な説明及び特許請求の範囲で、特に指摘されている要素及び様々な要素と態様との組み合わせの手段でもって実現及び達成される。

前述及び後述する両方の記載は、単なる例示及び説明であって、いかなる方法においてもクレームされた考案又は当該考案の応用を制限するものではない。

本明細書に含まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本考案の実施の形態を示し、明細書と共に考案の技術の本質を示し、説明する。
従来の電圧撮像光システム（ＶＩＯＳ）の実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。非テレセントリックレンズ電圧撮像光システムを用いた従来のモジュレータ構造の制約を示す。非テレセントリックレンズ電圧撮像光システムを用いた従来のモジュレータ構造の制約を排除した改良モジュレータ構造の他の実施の形態を示す。調査ヘッドの倍率又は増加した光電モジュレータの撮像範囲の実施の形態を示す。調査ヘッドの倍率又は増加した光電モジュレータの撮像範囲の実施の形態を示す。調査ヘッドの倍率又は増加した光電モジュレータの撮像範囲の実施の形態を示す。調査ヘッドの倍率又は増加した光電モジュレータの撮像範囲の実施の形態を示す。

以下、本考案の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図中、同一の構成要素に対しては同一の符号を付すこととする。上記した添付図面は例として示すものであり、本考案の原理に一致する特定の実施の形態及び実装を限定するものではない。これらの実装は、当業者により本考案を実施可能な程度に充分詳細に記載されており、また、他の実装も利用され得ること、及び、本考案の範囲及び趣旨から外れることなく構造的な変更及び／又は種々の構成要素の置換をなし得ることが理解される。したがって、以下の詳細な説明は、限定ではないと解釈される。加えて、本考案の種々の実施の形態は、以下に記載されるように、汎用コンピュータにおいて使用されるソフトウェアや、特定のハードウェア、又はソフトウェア及びハードウェアの組み合わせの何れの形式でも実現可能である。

図１は、従来の電圧撮像光システム（ＶＩＯＳ）の実施の形態１００を示す。ここで示される実施の形態１００では、照明器１１０に、長波長ＬＥＤ１０４ａ（例えば６３０ｎｍ）及び任意で短波長ＬＥＤ１０４ｂ（例えば４５５ｎｍ）が組み入れられる。種々の実装において、一つの波長の光が電圧撮像に使用され、他の波長の光が試験中の電子機器での光子吸収による欠陥検出の増幅に使用される。本実施の形態は、また、テレセントリックレンズ１０１、偏光板１０２、１０３、カメラ１０８及び１／４波長板を有するモジュレータ１０７を含む。更に、半透過ミラー（すなわちビームスプリッタ）１０６と二色ミラー（一つの波長の透過及び他の波長の反射に使用可能）１０５とを組み入れることにより、ＬＥＤ１０４による試験用の機器への選択的な照射と、カメラ１０８による像の取得とが可能になる。ここで示される従来のシステム１００では、照明器１１０により生成される照射光は、レンズ１０１を通過してモジュレータ１０７に入射する。言い換えれば、従来のシステムでは、レンズを介して照射される。モジュレータ１０７により反射された光は、向きを変えてレンズ１０１を通過し、カメラ１０８に向けられ、試験用の電子機器の表面に電圧分布を表す像を生成する。テレセントリックレンズ１０１は、主光線がモジュレータ１０７に垂直になるように配置される。種々の実装において、レンズ１０１の底の直径は、モジュレータ１０７のサイズよりも大きくされる。

テレセントリックレンズ１０１の直径は視野よりも大きいため、従来のシステム１００で使用されるレンズ１０１は非常に大きく、重く且つ高価である。加えて、従来のシステムは、大きなＬＥＤ照明器アレイ１０４ａ、１０４ｂ、偏光板１０２、１０３及びモジュレータ１０７の１／４波長板を含む他の複雑且つ高価な構成要素を用いる。上記したように、従来の電圧撮像光システムの設計的特徴は、システムを複雑に、大きくまた高価にするものであることが、当業者であれば理解されよう。

したがって、本考案の一つ以上の態様に基づき、改良された電圧撮像光システムの実施の形態２００が得られる。上記した改良されたシステム２００の実施の形態を、図２に示す。このシステムは、長波長（赤が好ましい）ＬＥＤ２０４及び任意で短波長（青が好ましい）ＬＥＤ２０９により照射光を生成する簡略な照明器２１０を組み入れている。他の実施の形態では、一つのＬＥＤにより、長波長及び短波長の照射光が何れも生成される。単一のＬＥＤを利用することにより、物体面における照射角スペクトルが削減されるため、欠陥対比が改良されることは、当業者であれば理解されよう。

一つ以上の実施の形態において、改良されたシステム２００では、同軸照射サブシステムを撮像レンズ２０１の下方に配置する。これは、図１に示される撮像レンズ１０１を介して同軸照射する従来のシステムとは対照的である。簡略な照明器２１０により生成された照射光は、アポダイザ・拡散器・集光レンズ２１１及び集光レンズ２１２を通過し、ビームスプリッタ２１３によりモジュレータ２０７に向けられる。モジュレータ２０７からの光は、レンズ２０１により集光され、瞳２０２を介してカメラに向けられる。そして、カメラ２０８が、試験用の電子機器（不図示）の表面に電圧分布を表す像を生成する。

一つ以上の実施の形態において、レンズ２０２は、完全に非テレセントリックである。周知のように、図２に示される本実施の形態のシステム２００では、レンズ２０１が非テレセントリックレンズであるので、上記したシステムにおいて、主光線は、モジュレータ２０７に垂直ではなく、カメラ２０８にも垂直にならない。一つ以上の実施の形態において、レンズ２０１は倍率を調節可能である。このため、一つ以上の実施の形態において、レンズ２０１及びカメラ２０８は、モジュレータ２０７のサイズに一致すべく、軸方向に移動して倍率を変更する。代わりに、ズームレンズ２０１により倍率を調節することにより、軸方向に移動することなくモジュレータ２０７のサイズに視野を一致させることもできる。ズームレンズは、倍率を連続的に或いは個別に設定可能である。代わりに、所定のモジュレータサイズに一致させるために軸方向の位置を変更することなく、個別の倍率を持つレンズ２０１を異なる倍率のレンズ２０１と交換しても良い。一つ以上の実施の形態では、この目的で既知のレンズ交換システムが使用される。他の実施の形態では、機械的に一つのレンズを取り除いて異なるレンズを介挿することにより、異なる倍率のレンズ２０１に交換する代わりに、何れのレンズを用いても光電モジュレータにより撮像を実施可能とすべく、検査ヘッドの光路が設計される。上記したように２つの異なる倍率のレンズ２０１が所定の位置に配置される場合、カメラ２０８の視野を非常に早く切り替えることができる。また、光路を切り替える機構には、二つの固定されたレンズの何れか一つを含むべく光路又は検査ヘッドを変更するために、複数のビームスプリッタ、ミラー及び他の適当な光学部品を周知の方法で配置して実装する。

モジュレータを全てカメラ２０８の視野内に配置する必要はない。したがって、上記した倍率変更スキームは、より高解像度の電子機器の欠陥検出を増幅するためのモジュレータ２０７のサブ範囲を検査するために使用される。一つ以上の実施の形態において、モジュレータ２０７のサブ範囲は、モジュレータ全体を粗く検査した後、走査ミラーを用いて検査される。

図１に示される従来のシステム１００では、照射光がテレセントリックレンズ１０１を通過する際に、ゴースト反射及び反射光が生じる。これらの効果により、光ノイズが生み出されると共に、偏極制御の欠如が引き起こされ、カメラ１０８に届く光の多くに影響する。このように、従来の電圧撮像光システムでは、偏光板１０２、１０３を交差させると共に、モジュレータに１／４波長板（不図示）を設けることにより、上記した光ノイズがカメラに届かぬよう遮断していた。

他方、図２に示される改良されたシステム２００では、照射光はモジュレータに届く前にレンズ２０１を通過しないので、光ノイズはほとんど生じず、偏極制御の必要が無い。したがって、図２に示される改良されたシステム２００が、光ノイズを除去するために従来の電圧撮像光システムの偏極制御部品を必要とせず且つ使用しないことは、当業者であれば理解されよう。本実施の形態における改良された電圧撮像検査システムのこの特徴は、検査システム全体の複雑さやコストを実質的に抑制することとなると共に、偏極制御により照明器２１０からの利用可能な長波長光を著しく減じるとすれば、光処理能力を改善することとなる。加えて、完全に非テレセントリックなレンズのサイズは視野には依らないので、図２に示される改良されたシステムで使用される非テレセントリックレンズ２０１の重量、コスト及び複雑さは、図１に示される従来のシステムのものと比較して、かなり低減される。

図２に示す構成では、ＬＥＤ２０４、２０９と拡散器・アポダイザ・集光レンズ２１１とを含む光照射システム２１０は、電圧撮像光システムの残りに対して水平方向に実質的に突出する。これは、実務的な用途に対して不便である。この問題にアクセスするために、改良された電圧撮像光システム３００のさらなる実施の形態を図３に示す。特に、図３は、図２の実施の形態の長所を備え、照射システムの水平範囲を減らした改良された電圧撮像光システムの実施の形態を示す。折畳ミラー３１５は、ＬＥＤ３０４、３０９及びアポダイザ・拡散器・集光レンズ３１１を電圧撮像光システム３００の本体に近づくように動かし、ＬＥＤ３０４、３０９とアポダイザ・拡散器・集光レンズ３１１からなる照射システムのその部分の突出を実質的に減らす。１つ以上の実施の形態において、折畳ミラー３１５は、可撓性部材を使用して製造されて、折畳ミラー３１５の表面形状が、光照射システムの照射特性を最適化するように調整される。

図４は、改良された電圧撮像光システムの他の実施の形態４００を示す。このシステムは、図２に示す実施の形態の長所を備え、ビームスプリッタ４１３の上方から潜在的に強力かつより均一な青色の照射を生成する。図４のシステムにおいて、短波長ＬＥＤ４０９は、長波長ＬＥＤ４０４の隣りよりもビームスプリッタ４１３の上方に配置される。シンフィルムコーティング（図示せず）を有するビームスプリッタ４１３は、長波長光の５０％を透過及び反射し、短波長光の１００％を透過する。図示の実施の形態において、４つの短波長ＬＥＤ４０９が使用され、モジュレータ４０７の角の略上部に配置される。さらなる物体の発光が必要であれば、さらなるコーナＬＥＤを設けても良い。

図２に示す構成では、照明器２１０は、大きく、且つ撮像システムの本体より突出する。これにアドレスするために、改良された電圧撮像光システム５００の他の実施の形態を図５に示す。本実施の形態は、図２に示す実施の形態２００の全ての効果を獲得し、照射システムサイズを減らすために、ライトシート照射を生成する。図５に示すシステムにおいて、ライトシート５１９からなる長波長照射５１０は、近年のフラットパネルテレビにおいて利用されるＯＬＥＤやＬＥＤバックライトによって生成される照明と類似した方法で形成され、当業者には周知である。１つ以上の実施の形態において、光電モジュレータの直接照明を避けるために、５１１の内部にてルーバースクリーンが、上記のライトシートの後に配置されて、ビームスプリッタ５１３に向かう光のみを伝達する。当業者によって理解されるように、ライトシート照明器の使用は、長波長照明器５１０の全体サイズの相当の減少につながる。１つ以上の実施の形態において、短波長ＬＥＤ５０９は、図４に示すように、ビームスプリッタ５１３の上方に配置される。

折畳ミラー３１５のように、１つ以上の実施の形態において、上記光の実施の形態において使用されるビームスプリッタは、可撓性材料から製造され、各ビームスプリッタの表面形状は、光照射システムの照射特性を最適化するように調整される。

図６に、改良された電圧撮像光システムの他の実施の形態６００を示す。このシステムは、図２に示す実施の形態２００の効果を備え、別の波長照射システムに対する必要性を排除し、且つ照射システムサイズを減らすために、マルチ波長ライトシート照明を生成する。図６に示すシステムにおいて、長波長及び短波長ライトシート６２３の組み合わせからなる照射システム６１０は、近年のフラットパネルテレビにおいて使用されるＯＬＥＤアレイ又はＬＥＤバックライトを組み込む照射システムに類似した方法で形成され、当業者には周知である。図５に示す実施の形態５００のように、本実施の形態は、よりコンパクトであり、システムインテグレーションに対して効果を奏する。

図７は、改良された電圧撮像光システムの他の実施の形態７００を示す。このシステムは、図２に示す実施の形態の効果を備え、屈折光学部品よりも、反射集光器７２１を使用し、照射システムのサイズを減らす。図示された実施の形態７００において、反射集光器７２１は、反射内部表面を組み込む。この表面は、楕円形を有する。長波長ＬＥＤ７０４は、楕円の一方の焦点に配置され、反射集光器７２１によって他方の焦点にイメージされる。他方の焦点は、ＶＩＯＳレンズ７０１の瞳７０２である。当業者に理解されるように、本実施の形態において、収差は、最小にされる。１つ以上の実施の形態において、干渉を回避するために、楕円ミラーの軸外部分が使用される。特定の目標を達成するための反射面の他の実現は、本考案の実用新案登録請求の範囲及び実施の形態から逸脱せずに用いられる。例えば、高次の表面変形項を有する反射集光器７２１の楕円、双曲面、又はパラボラ形状を使用してもよく、非球面プロフィールの反射フレネルレンズを使用することもできる。図７に示す実施の形態７００は、図２に示す実施の形態２００よりもコンパクトであり、システムインテグレーションの効果を奏する。

当業者に理解されるように、多数の画素を有するより大きな有効センササイズを獲得するためにマルチカメラセンサを一緒に突き合わせることは、困難且つ高価なプロセスである。非突合カメラセンサのアレイは、かなり複雑であり、単一のテレセントリックレンズが使用されるときに達成は不可能である。一方、図８に示す改良された電圧撮像光システム８００は、マルチ非突合センサのアレイを可能にする。特に、図８は、改良された電圧撮像光システムの他の実施の形態を示す。このシステムは、図２に示す実施の形態２００の効果と共に、非テレセントリックレンズ及びカメラのアレイを使用し、解像度を改善し、有効視野を増やし、非テレセントリックエラーを減らす。図８において、１×２アレイの２つのレンズ・カメラの組み合わせ、又は、２×２アレイの４つのレンズ・カメラの組み合わせ８０１／８０８は、モジュレータ８０７の別の領域を投影する。１×２アレイにおいて、各レンズ・カメラの組み合わせ８０１／８０８は、モジュレータ８０７の半分を投影する。２×２アレイにおいて、各レンズ・カメラの組み合わせ８０１／８０８は、モジュレータ８０７の４分の１を投影する。１×２アレイにおいて、各レンズ・カメラの組み合わせ８０１／８０８は、ＬＥＤ８０４によって照明される。ＬＥＤ８０４は、その投影が、目的とするレンズ・カメラの組み合わせ８０１／８０８の瞳８０２に形成されるように、配置される。故に、１×２アレイでは、２つのＬＥＤ８０４があり、２×２アレイでは、４つのＬＥＤ８０４がある。当業者は、図８に示す実施の形態８００は、より小さな投影画素サイズと、より大きな視野、すなわち、より大きなモジュレータのサイズを提供することを理解する。さらに、図８に示す実施の形態８００は、原則、レンズ・カメラ８０１／８０８の組み合わせの適宜の個数が、追加されて、電圧撮像光システムのアレイを形成するモジュレータそのものである。

図８に示す実施の形態と同様に、図９に示す改良された電圧撮像光システム９００は、マルチ非突合センサのアレイを可能にする。特に、図９は、改良された電圧撮像光システムの他の実施の形態を示す。このシステムは、図２に示す実施の形態２００の効果を備え、非テレセントリックレンズ及びカメラのアレイと、ライトシート照明とを使用して、解像度を改善し、視野を増加させ、非テレセントリックエラーを減らし、照射システムサイズを減らす。独立したＬＥＤを使用するよりは、長波長ライトシート９１９からなる図９に示す実施の形態の照射システム９１０は、図５に示す実施の形態で使用されるものと同様であり、照射システム９１０の全サイズをかなり減らす。さらに、図９に示す光照射システム９１０のシートは、１×２、２×２、又は適宜のサイズのアレイに各レンズ／カメラ９０１／９０８の組み合わせを照射することができる。

当業者によって評価されることであるが、照射システムの上述の全ての実施の形態は、モジュレータ２０７に向けて、四角錐内に集光する光を照射している。この要件は、非テレセントリック撮像の結果である。例えば、図１０に示す実施の形態では、主光線１０２５は、モジュレータ１００７から電圧撮像光システム１０００のレンズ瞳１００２上に集光する。照射光線１０２７の角度１０３１は、レンズ１００１の主光線角度１０２９と一致する、即ち、モジュレータの垂線１０３３に対する主光線角度１０２９のマイナス１倍に等しくなる。図１０は、この負の照射角度１０３１が、モジュレータに集光する光を表すことを示している。当業者であれば、四角錐に集光する照射はモジュレータグラスブロックサイド１０３５、または、金属マウント１０３７などの物体によって周囲が暗くなり、モジュレータ１００７の底部に影１０３９を落とすことに気付くかもしれない。光が存在せず、視野が減少するため、かかる影領域は電圧撮像に使用することができない。

図１１に示すモジュレータ１１０７の別の実施の形態は、モジュレータ１１０７の端部において照射光線１１２７に干渉することを避けるために傾いた金属マウント１１３７を用いており、これにより影領域１１３９を減少させている。さらに、または、代わりに、影領域１１３９をさらに減少させるために、モジュレータ１１０７の厚さは、モジュレータ側面１１３５の高さと共に減少している。

上述のシステムにおける非テレセントリック特性による光学エラーは、いくつかの異なる方法によって軽減されてもよい。最後に、上述のすべての実施の形態において、図２に示すように、モジュレータ２０７はレンズ２０１、カメラ２０８に対して固定され、ＶＩＯＳは試験用の全ての電子機器の上部に間隔を隔てて設けられる。別の実施の形態において、電圧撮像、または、システムによって生成される線形変数微分変圧器（ｌｉｎｅａｒｖａｒｉａｂｌｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ，ＬＶＤＴ）読取を用いて倍率が各位置において計算される。別の実施の形態では、試験用の電気部品の各位置におけるＬＶＤＴ読取は、非テレセントリックエラーを取り除く試験用の部品の上部のＶＩＯＳの高さを制御するモータに送られる。別の実施の形態では、レンズ２０１の焦点距離は、非テレセントリックエラーを減少させるために適切に増加される。別の実施の形態では、上述の非テレセントリックエラーを減少させるために、レンズ２０１は、部分的にテレセントリックになるように、即ち、完全にテレセントリックであることと、非テレセントリックであることとの間になるように設計される。最後に、図８に示すように、非テレセントリックエラーは、１Ｘ２または２Ｘ２レンズ／カメラの組合せ８０１、８０８アレイを用いることによりさらに減少する。これは、各セクションにおいて、モジュレータ８０７のより小さいセクションが、より小さい主光線角度によって検査されるからである。

上記の実施の形態に対する多くの変形例が可能である。詳しくは、図１２から図１５は、検査ヘッドの多数の倍率（視野）、または、光電モジュレータの撮像範囲の増加を提供するいくつかの実施の形態を示している。

詳細には、図１２に示す実施の形態１２００において、異なるスペクトル帯（例えば、赤と赤黄）の２つのＬＥＤ１２０４、１２１６からの光が２つのパス（レンズ１２０１ａを有するマグ１パスと、レンズ１２０１ｂを有するマグ２パス）に分割され、ダイクロックビームスプリッタ１２１５が、大きい視野であって低い解像度の場合の撮像倍率と、小さい視野であって高い解像度の場合の撮像倍率との２つの倍率を許容する。様々な実施の形態において、大きい視野のパスほど粗い検査モードに対応し、小さい視野ほど詳細な検査モードに対応する。例えかなり小さい視野になっても、モジュレータ１２０７の全ての点で高い解像度パスが実現できるように、ミラー１２１４の一つは、モジュレータ１２０７の任意の点に到達するように２次元内で傾斜されてもよい。

図１２の実施の形態における２つのスペクトル帯を用いることと異なり、図１３に示される実施の形態１３００は、大きい視野で低い解像度のパス（マグ１パス）に沿った通過と、または、小さい視野で高い解像度のパス（マグ２パス）に沿った通過とを許容するメカニカルシャッター１３１７を用いている。

イメージセンサは高額なため、図１４に示す実施の形態１４００では、単一のセンサ（カメラ）１４０８が２つのモジュレータ１４０７ａと１４０７ｂとを撮像するために用いられる。まず、１つのモジュレータ１４０７ａは、モジュレータ１４０７ａを照射するための照射ＬＥＤ（１４０４ａ）に電力を供給することで撮像される。モジュレータ１４０７ａの撮像が完了した後に、第２のモジュレータ１４０７ｂは、モジュレータ１４０７ａを照射するための照射ＬＥＤ１４０４ｂに電力を供給することで撮像される。この実施の形態では、２つのモジュレータ１４０７ａと１４０７ｂからの画像がセンサ１４０８上に同時に存在することはない。このアプローチは、図示せぬ２つ以上のモジュレータに拡張してもよい。１つのセンサ１４０８に対して、複数のモジュレータ１４０７ａ、１４０７ｂを用いることの優位点は、イメージヘッドポジションあたり、より広い領域がカバーされながら、より早い検査とコストの削減がなされることである。複数の画像パス間のクロストークを最少にし、標準ビームスプリッタ１４１５の代わりに効果的に複数のパスを分離するために、ダイクロイックビームスプリッタを用いると共に、異なる空間帯域を有する２つのＬＥＤ１４０４ａと１４０４ｂが用いられてもよい。

図１４に示す２つの同じサイズのモジュレータを用いる代わりに、図１５に示す実施の形態１５００では、１つの大きなモジュレータ１５０７ａと、１つの小さなモジュレータ１５０７ｂが備えられている。大きモジュレータのパスは、広い領域を低解像度で検査する場合に用いられ、小さいモジュレータのパスは、小さい領域を高い解像度で検査するのに用いられる。

最後に、上述の処理及び技術は、いかなる固有の装置と本質的に関係しておらず、任意の適切な部品の組合せによって実行されてよい。さらに、様々な汎用装置がここで述べられた技術に従って用いられても良い。ここで述べられた方法のステップを実行する特別な装置を構成することが優位性を有することもありうる。本考案は固有の例に関連して説明されたが、これは、すべての側面を説明するためであって、何らかの制限をするものではない。当業者であれば、特別な部品および入手可能な部品の異なる組合せによって本考案を実施することの価値を認めることができる。

さらに、本考案の別の実施を行うことは、当業者であれば、ここに開示された本明細書および、本考案の実施を考慮することにより明らかである。上述の実施の形態の様々な側面、および／または、要素は、電子部品の検査システムにおいて、単独、または、任意の組合せで用いられてもよい。明細書および例は、一例として考慮されるように意図したものであり、考案の真なる範囲及び精神は、以下の請求項によって示される。

尚、本考案は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１０１テレセントリックレンズ
１０２偏光板
１０４ａ照明器アレイ
１０７モジュレータ
１０８カメラ
１１０照明器
２０１撮像レンズ
２０１非テレセントリックレンズ
２０２瞳
２０７モジュレータ
２０８カメラ
２１０照明器
２１１アポダイザ・拡散器・集光レンズ
２１２集光レンズ
２１３ビームスプリッタ
３００電圧撮像光システム
３１１拡散器・集光レンズ
３１５折畳ミラー
４０７モジュレータ
４１３ビームスプリッタ
５００電圧撮像光システム
５１０長波長照明器
５１３ビームスプリッタ
５１９ライトシート
６１０照射システム
６２３短波長ライトシート
７０１レンズ
７０２瞳
７２１反射集光器
８００電圧撮像光システム
８０１／８０８カメラ
８０２瞳
８０７モジュレータ
９００電圧撮像光システム
９０１／９０８カメラ
９１０光照射システム
９１９長波長ライトシート
１０００電圧撮像光システム
１００１レンズ
１００２レンズ瞳
１００７モジュレータ
１０２５主光線
１０２７照射光線
１０２９主光線角度
１０３１照射角度
１０３５モジュレータグラスブロックサイド
１０３７金属マウント
１１０７モジュレータ
１１２７照射光線
１１３５モジュレータ側面
１１３７金属マウント
１１３９影領域
１２０１ａレンズ
１２０１ｂレンズ
１２０７モジュレータ
１２１４ミラー
１２１５ダイクロックビームスプリッタ
１３１７メカニカルシャッター
１４０７ａモジュレータ
１４０７ｂモジュレータ
１４０８センサ
１４１５標準ビームスプリッタ
１５０７ａモジュレータ
１５０７ｂモジュレータ／レンズ

本技術の別の態様によればモジュレータ架台を更に有し、該モジュレータ架台は、該光電モジュレータの複数の縁部において照射されている光との干渉を防止するために該光電モジュレータに対して外方に傾斜していることを特徴とする電子機器用検査装置を提供する。

Claims

被験の電子機器を電気的に検査する検査装置であって、
検査ヘッドと、駆動電子機器とを有し、
該検査ヘッドは、光電モジュレータと、該光電モジュレータに印加されるバイアス電圧パターンを生成するバイアス電圧源と、該光電モジュレータを照射するための光パルスを生成するための光源と、非テレセントリックレンズアセンブリと、照射された該光電モジュレータ画像を得るためのカメラとを有し、
該駆動電子機器は、被験の電子機器に電圧信号を印加するように構成され、
照射されている該光パルスは、光電モジュレータを照射する前は非テレセントリックレンズアセンブリを通過しないことを特徴とする電子機器用検査装置。
折り畳みミラーを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
ビームスプリッタを更に備え、
該光源は、光発光ダイオード又は互いに波長が異なる複数の光発光ダイオードを有し、該光源はビームスプリッタと同一側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
ビームスプリッタをさらに備え、
該光源は、光発光ダイオード又は互いに波長が異なる複数の光発光ダイオードを有し、該光源はビームスプリッタとは反対側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
該光源は、単一のまたはいくつかの波長の光を発生するように構成されたシート状の光照射体を有することを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
該非テレセントリックレンズアセンブリの入射瞳に該光源を結像させるための屈折性の集光レンズを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
楕円形状の屈折性の内面を有する集光レンズを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
屈折性のフレネル面を有する集光レンズを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
非球面形状の屈折性の内面を有する集光レンズを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
屈折性の集光レンズを更に備え、該光源は該集光レンズの内側の楕円面の第１軌跡に設けられて、該非テレセントリックレンズアセンブリの瞳と一致する第２軌跡に結像されることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
照射中の該光パルスの光路に設けられている拡散器、アポダイザ、又は集光レンズの少なくともいずれか一つを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
該光源は、光発光ダイオードを有することを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
該光源は、互いに異なる波長で動作する２個の光発光ダイオードを有する
ことを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
照射中の光パルスを光電モジュレータに向かわせるためのビームスプリッタを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
レンズ瞳を更に備え、該光源が該レンズ瞳に結像されるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
該光源はシート状の光照射器を有し、該シート状の光照射器の後ろ側にはルーバが設けられ、該ルーバは、該光電モジュレータの直接の照射を避けるように構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
ミラースキャナを更に備えたことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
フレキシブルなビームスプリッタを更に備え、該ビームスプリッタの表面形状は、該光電モジュレータを照射している光の照射特性を最適化するために調節可能であることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
該光電モジュレータは、該非テレセントリックレンズアセンブリと該カメラに対して固定されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
それぞれの場所の倍率を計算するための処理ユニットが更に設けられ、処理に際しては、照射された光電モジュレータの取得されている画像を用いることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
それぞれの場所の倍率を計算するための処理ユニットが更に設けられ、処理に際しては、線形変数差動変圧器（ＬＶＤＴ）の値を用いまた非テレセントリックの誤差を修正することを特徴とする請求項１記載の検査装置。
線形変数差動変圧器（ＬＶＤＴ）の値計測モジュールを更に備え、非テレセントリックの誤差を最小化するために該光電モジュレータの鉛直方向の位置の調節を決定することを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
非テレセントリックの誤差を減少させるために、該非テレセントリックレンズアセンブリは、焦点距離が長いことを特徴とする請求項１記載の検査装置。
該非テレセントリックレンズアセンブリは、部分的にはテレセントリックであることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
該非テレセントリックレンズアセンブリは、複数の非テレセントリックレンズの列で構成され、該カメラは複数のカメラユニット列で構成され、該カメラユニット列における個々のカメラは、該非テレセントリックレンズ列の単一の非テレセントリックレンズに光学的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
第２の非テレセントリックレンズアセンブリと、レンズスイッチ機構とが更に設けられ、該第２の非テレセントリックレンズアセンブリは、該非テレセントリックレンズアセンブリとは異なる倍率を有し、該レンズスイッチ機構は、該検査ヘッドの光路において、該非テレセントリックレンズアセンブリを該第２の非テレセントリックレンズアセンブリと交換するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
第２の非テレセントリックレンズアセンブリと、光路スイッチ機構とが更に設けられ、該第２の非テレセントリックレンズアセンブリは、該非テレセントリックレンズアセンブリとは異なる倍率を有し、該光路スイッチ機構は、該非テレセントリックレンズアセンブリか又は該第２の非テレセントリックレンズアセンブリのいずれかを含めるために、該検査ヘッドの光路を変更するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
第２の光電モジュレータとスイッチ機構とを更に備え、該第２の光電モジュレータは、該光電モジュレータとは異なる大きさであり、該スイッチ機構は該検査ヘッドの光路において、該光電モジュレータを第２の光電モジュレータに交換するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
折り畳みミラーが更に設けられ、該折り畳みミラーの表面形状は、該光電モジュレータを照射している光の照射特性を最適化するために調節可能であることを特徴とする請求項１記載の電子機器用検査装置。
光電モジュレータとモジュレータ架台とを備え、該モジュレータ架台は、該光電モジュレータの複数の縁部において照射されている光との干渉を防止するために該光電モジュレータに対して外方に傾斜していることを特徴とする光電モジュレータアセンブリ。