JP5247892B2 - Emission status measurement device - Google Patents

Emission status measurement device Download PDF

Info

Publication number
JP5247892B2
JP5247892B2 JP2011547104A JP2011547104A JP5247892B2 JP 5247892 B2 JP5247892 B2 JP 5247892B2 JP 2011547104 A JP2011547104 A JP 2011547104A JP 2011547104 A JP2011547104 A JP 2011547104A JP 5247892 B2 JP5247892 B2 JP 5247892B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
led
light
lens
light emission
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011547104A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPWO2012120613A1 (en
Inventor
望月  学
昭一 藤森
浩義 廣田
美穂 市川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Pioneer FA Corp
Original Assignee
Pioneer Corp
Pioneer FA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Corp, Pioneer FA Corp filed Critical Pioneer Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP5247892B2 publication Critical patent/JP5247892B2/en
Publication of JPWO2012120613A1 publication Critical patent/JPWO2012120613A1/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/02Details
    • G01J1/04Optical or mechanical part supplementary adjustable parts
    • G01J1/0407Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings
    • G01J1/0411Optical elements not provided otherwise, e.g. manifolds, windows, holograms, gratings using focussing or collimating elements, i.e. lenses or mirrors; Aberration correction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • G01J2001/4247Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for testing lamps or other light sources
    • G01J2001/4252Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors for testing lamps or other light sources for testing LED's

Description

本発明は、LEDなどの半導体発光素子からの光を受光してその発光状況を測定する発光状況測定装置に関する。   The present invention relates to a light emission state measuring apparatus that receives light from a semiconductor light emitting element such as an LED and measures the light emission state thereof.

特許文献1には、LEDから放射された光を半透明のスクリーンにあて、その像を撮影装置で撮影した撮影像によりLEDから放射された光の強さの分布を測定する技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique for measuring the distribution of the intensity of light emitted from an LED using a photographed image obtained by applying the light emitted from the LED to a translucent screen and photographing the image with a photographing device. Yes.

特公平5―39532号公報Japanese Patent Publication No. 5-39532

しかしながら、特許文献1の技術では、LED自体の発光の状況、及び外観等を検査可能とするような装置ではなかった。   However, the technique disclosed in Patent Document 1 is not an apparatus that can inspect the light emission status and appearance of the LED itself.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、簡単な構成でLEDチップ自体の発光状況、外観を検査することが可能な発光状況測定装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an example of the object thereof is to provide a light emission state measuring device capable of inspecting the light emission state and appearance of the LED chip itself with a simple configuration. .

本発明の発光状況測定装置は、LEDが放射する光を受光して発光状況を直接測定する発光状況測定装置であって、前記LEDの発光中心軸上で、かつ、前記LEDに対向して配置され、前記LEDの発光状況を撮像する撮像手段と、前記LEDが発光する光が入射され、前記光を前記撮像手段へ向けて出射するレンズ部と、を有し、前記レンズ部は、前記LEDと前記撮像手段との間に配置されるとともに、前記撮像手段よりも前記LEDの近傍位置に配置され、前記レンズ部は、複数のレンズから構成され、少なくとも前記複数のレンズのうち最もLEDに近い位置に配置されるレンズは、フレネルレンズによって構成される。 The light emission state measuring device of the present invention is a light emission state measuring device that receives light emitted from an LED and directly measures the light emission state, and is disposed on the light emission central axis of the LED and facing the LED. Image pickup means for picking up the light emission state of the LED, and a lens portion that receives light emitted from the LED and emits the light toward the image pickup means, and the lens portion includes the LED And the imaging means, and is arranged nearer to the LED than the imaging means, and the lens unit is composed of a plurality of lenses, and is at least closest to the LED among the plurality of lenses The lens arranged at the position is constituted by a Fresnel lens.

本発明の第1の実施形態におけるLEDの発光状況の説明図である。It is explanatory drawing of the light emission condition of LED in the 1st Embodiment of this invention. 本実施形態によるLED発光状況を測定する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method of measuring LED light emission condition by this embodiment. 本実施形態によるLEDの発光状況を測定する方法を説明する際に参照する比較例である。It is a comparative example referred when demonstrating the method to measure the light emission condition of LED by this embodiment. 第1の実施形態の半導体発光素子用受光モジュールの説明図である。It is explanatory drawing of the light reception module for semiconductor light emitting elements of 1st Embodiment. 発光状況測定装置の概要の説明図である。It is explanatory drawing of the outline | summary of the light emission condition measuring apparatus. 本実施形態の効果の説明図である。It is explanatory drawing of the effect of this embodiment. 本実施形態の効果を説明する際に用いられる比較例である。It is a comparative example used when demonstrating the effect of this embodiment.

以下、本発明の第1の実施形態を、図1を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態におけるLED101の発光状況の説明図である。
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
FIG. 1 is an explanatory diagram of a light emission state of the LED 101 according to the first embodiment of the present invention.

図1(a)に記載されているように、LED(Light Emitting Diode)101は発光面101aから光を発光する。このLED101の発光面101aの法線を発光中心軸(LCA)という。
なお、LED101から放射された光が発光面101aの法線方向を中心としていない場合(例えば、図1(a)で斜め方向を中心として光が放射される場合等)には、LED101によって放射される光の中心となる方向を発光中心軸という。
図1(b)は、発光中心軸上の発光面101a側から見たLED101の外観図である。なお、LED101の形状はこのような形状に限定されるものではない。
ここで、LED101は発光可能なように設計した全ての部分で光の強度が均一であることが望ましい。
つまり、LED101の一部に発光していない部分が無いか、発光しているとしてもその光の強度が一定の範囲内であるか、等の状況の測定をして一定の性能を満足するLED101のみを分別する必要が生ずる。
なお、LED101の、これらの発光の状況を総称して発光状況という。
特に、今後のLED101は、より、発光状況が一定以上の性能を有するものが求められることが予想される。
そこで、LED101の各部分ごとに、発光の有無、発光している場合にはその強度を測定し、これに基づいて分別する必要がある。さらに、LED101の外観に何らかの異常が無いか等の検査をする必要も生ずる。
そこで、本実施形態では、LED101が放射した光が一定の位置でどのように受光されるかではなく、LED101の各部分でどのように発光しているかを直接測定して発光状況を測定する。
そのための具体的な方法を以下説明する。
As described in FIG. 1A, an LED (Light Emitting Diode) 101 emits light from a light emitting surface 101a. The normal line of the light emitting surface 101a of the LED 101 is referred to as a light emission central axis (LCA).
When the light emitted from the LED 101 is not centered on the normal direction of the light emitting surface 101a (for example, when light is emitted centering on the oblique direction in FIG. 1A), the light is emitted by the LED 101. The direction that becomes the center of the emitted light is called the emission central axis.
FIG. 1B is an external view of the LED 101 viewed from the light emitting surface 101a side on the light emission central axis. Note that the shape of the LED 101 is not limited to such a shape.
Here, it is desirable that the light intensity of the LED 101 is uniform in all portions designed to emit light.
In other words, the LED 101 that satisfies a certain performance by measuring the situation such as whether there is no part that does not emit light in the LED 101 or whether the intensity of the light is within a certain range even if it emits light. It is necessary to separate only the water.
Note that the light emission status of the LED 101 is collectively referred to as the light emission status.
In particular, it is expected that the future LED 101 will be required to have a performance with a light emission state of a certain level or more.
Therefore, it is necessary to measure the presence / absence of light emission for each part of the LED 101 and the intensity of the light emission, if any, and classify based on this. Furthermore, it is necessary to inspect whether there is any abnormality in the appearance of the LED 101.
Therefore, in this embodiment, the light emission state is measured by directly measuring how each part of the LED 101 emits light, not how the light emitted from the LED 101 is received at a certain position.
A specific method for this will be described below.

図2は、本実施形態によるLED101の発光状況を測定する方法の説明図である。
図3は、本実施形態によるLED101の発光状況を測定する方法を説明する際に参照する比較例である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method for measuring the light emission state of the LED 101 according to the present embodiment.
FIG. 3 is a comparative example that is referred to when describing the method of measuring the light emission state of the LED 101 according to the present embodiment.

図2のように、ワーク102上に配置されている測定対象であるLED101を配置し、このLED101の電極にプローブ針109の先端を接触させて電圧を印加する。
それによって発光したLED101の光をレンズ部123によって、屈折させてCCD105にLED101の像(実像)が結ばれる。
その際に、レンズ部123はCCD105よりもLED101側の近傍位置に配置される。より限定的にいうと、レンズ部123のLED101側の焦点位置D2よりもわずかに遠方にLED101が位置するような位置にレンズ部123を配置する。
このわずかに遠方とは、レンズ部123の第1主点位置(物体側主点)及び第2主点位置(像側主点)がともにレンズ部中心位置C1のとき、レンズ部123中心C1と焦点位置D2までの距離(焦点距離、(有効焦点距離))から、レンズ部123中心位置C1と焦点位置D2までの距離の2倍の距離の間の距離をいう。
換言すると、レンズ部123の第1主点位置(物体側主点)及び第2主点位置(像側主点)がともにレンズ部中心位置C1のときには、焦点距離の1倍から2倍の間の距離の位置に、LED101が配置される。
この範囲であれば、CCD105に結ばれる実像は実際のLED101よりも大きくなるからである。
また、CCD105は、このLED101の像(実像)が結ばれる位置に配置されている。
なお、LED101の発光中心軸上に、レンズ部123のLED101側の焦点D2、レンズ部123の中心C1、レンズ部123のCCD105側の焦点D1、CCD101の中心が配置される。
また、CCD105の受光面は発光中心軸と垂直になるように配置される。
As shown in FIG. 2, the LED 101 that is the measurement object is disposed on the workpiece 102, and the tip of the probe needle 109 is brought into contact with the electrode of the LED 101 to apply a voltage.
As a result, the light emitted from the LED 101 is refracted by the lens unit 123 and an image (real image) of the LED 101 is formed on the CCD 105.
At that time, the lens unit 123 is disposed at a position closer to the LED 101 than the CCD 105. More specifically, the lens unit 123 is disposed at a position where the LED 101 is positioned slightly farther than the focal position D2 of the lens unit 123 on the LED 101 side.
This slightly distant position means that when the first principal point position (object side principal point) and the second principal point position (image side principal point) of the lens part 123 are both at the lens part center position C1, the lens part 123 center C1. This is a distance between the distance to the focal position D2 (focal distance, (effective focal distance)) and twice the distance from the lens section 123 center position C1 to the focal position D2.
In other words, when the first principal point position (object side principal point) and the second principal point position (image side principal point) of the lens unit 123 are both the lens part center position C1, the focal length is between 1 and 2 times. The LED 101 is disposed at the position of the distance.
This is because a real image connected to the CCD 105 is larger than the actual LED 101 within this range.
The CCD 105 is disposed at a position where the image (real image) of the LED 101 is formed.
The focal point D2 on the LED 101 side of the lens unit 123, the center C1 of the lens unit 123, the focal point D1 on the CCD 105 side of the lens unit 123, and the center of the CCD 101 are arranged on the light emission central axis of the LED 101.
The light receiving surface of the CCD 105 is arranged so as to be perpendicular to the light emission center axis.

以上のような位置関係を有するように、LED101、レンズ部123及びCCD105を配置すると、図2からわかるようにCCD105には実際のLED101よりも大きな実像が結ばれる。
したがって、CCD105によって、高い分解能でLED101の状況が撮像することができる。つまり、LED101の表面を写真で撮影したのと同じ状況になる。
また、CCD105のピントが完全にLED101に合っている状態なので、LED101の発光状況をCCD105によって測定することができる。
具体的には、LED101のどの部分が発光していないか判別可能である。
さらに、光学フィルタ等を用いれば発光している部分であってもその光の波長及び強度を部分ごとに検出することができる。そして、場合には本実施形態の光の強度等による分別のならず波長による分別も可能となる。
When the LED 101, the lens unit 123, and the CCD 105 are arranged so as to have the above positional relationship, a larger real image than the actual LED 101 is formed on the CCD 105 as can be seen from FIG.
Accordingly, the state of the LED 101 can be imaged with high resolution by the CCD 105. That is, the situation is the same as when the surface of the LED 101 is photographed.
Further, since the CCD 105 is completely in focus with the LED 101, the light emission state of the LED 101 can be measured by the CCD 105.
Specifically, it is possible to determine which part of the LED 101 is not emitting light.
Furthermore, if an optical filter or the like is used, the wavelength and intensity of the light can be detected for each part even if the part emits light. In this case, it is possible not only to discriminate based on the light intensity of this embodiment but also to discriminate based on wavelength.

しかも、図2から分かるようにこの方法では、θ1までの角度の光をレンズ部123で集光してCCD105に導光することができる。つまり、広範囲の光をCCD105に集光させることができ、短時間での測定が可能となる。
また、LED101のある部分の光の放射方向が発光中心軸とは異なる方向を向いている光をもCCD105に導光可能となる。
In addition, as can be seen from FIG. 2, in this method, light having an angle up to θ 1 can be condensed by the lens unit 123 and guided to the CCD 105. That is, a wide range of light can be condensed on the CCD 105, and measurement can be performed in a short time.
In addition, it is possible to guide light to the CCD 105 even when the light emission direction of a part of the LED 101 is in a direction different from the light emission central axis.

さらに、フォーカスしているLED101とレンズ部123の距離が近いため、被写界深度が浅い状態となる。
なお、被写界深度が浅いと、フォーカスポイントの範囲が狭くなり、それを外れた距離の被写体はピントが合わずに撮影されることになる
本実施形態の場合には、プローブ針109の位置は相対的にフォーカスポイントから遠い状態となり、CCD105に撮像される映像にはプローブ針109は全くピントが合っていない状態で撮像される。
場合によっては、全く映らない状態にもなる。
したがって、この方法では、実質的にLED101のみを撮像することが可能となる。
また、プローブ針109に隠れた部分の発光状況をも測定することが可能となる。なお、このプローブ針109に隠れた部分の光は、プローブ針109によって遮られない光路を通った光によって測定されている。
Furthermore, since the distance between the focused LED 101 and the lens unit 123 is short, the depth of field is shallow.
If the depth of field is shallow, the range of the focus point is narrowed, and the subject at a distance away from the focus point is photographed without being focused. In this embodiment, the position of the probe needle 109 is Is relatively far from the focus point, and the image picked up by the CCD 105 is picked up with the probe needle 109 not in focus at all.
In some cases, the image may not appear at all.
Therefore, in this method, it is possible to image only the LED 101 substantially.
It is also possible to measure the light emission state of the portion hidden behind the probe needle 109. The light hidden behind the probe needle 109 is measured by light passing through an optical path that is not blocked by the probe needle 109.

それに対して、図3に示された比較例の方法(CCD105側にレンズ部123を配置する方法)では、CCD105に実像が結ばれるとしても、その大きさは実際のLED101よりも図3のように小さなものになってしまう。その結果、この方法では高い分解能でLED101を撮像することができない。
また、図3に示された比較例の方法では、CCD105によって導光される光の範囲はθ2の範囲だけである。その結果、CCD105へ入射する光の光量が少なくなり、その分高速での撮像が困難になる。さらに、LED101のある部分の光の放射方向が発光中心軸とは異なる方向を向いている光の大部分を導光することはできなくなってしまう。
さらに、図3に示された比較例の方法では、フォーカスしているLED101とレンズ部123の距離が遠いため、被写界深度が深い状態となっている。
つまり、プローブ針109も被写界深度の範囲内に入ってしまい、不要なプローブまで撮像してしまう。
そして、プローブ針109をも撮像してしまう結果、プローブ針109に隠れた部分の発光状況を測定することができない。
なお、図3において、C2はレンズ部123の中心であり、D3はレンズ部123のCCD105側の焦点であり、D4はレンズ部123のLED101側の焦点である。
On the other hand, in the method of the comparative example shown in FIG. 3 (the method of disposing the lens unit 123 on the CCD 105 side), even if a real image is formed on the CCD 105, the size thereof is as shown in FIG. It will become a small thing. As a result, this method cannot image the LED 101 with high resolution.
In the method of the comparative example shown in FIG. 3, the range of light guided by the CCD 105 is only the range of θ2. As a result, the amount of light incident on the CCD 105 is reduced, and imaging at high speed becomes difficult accordingly. Furthermore, it becomes impossible to guide most of the light whose light emitting direction in a certain part of the LED 101 is in a direction different from the light emission central axis.
Furthermore, in the method of the comparative example shown in FIG. 3, the distance between the focused LED 101 and the lens unit 123 is long, so that the depth of field is deep.
That is, the probe needle 109 is also within the range of the depth of field, and an unnecessary probe is imaged.
As a result of imaging the probe needle 109 as well, the light emission state of the portion hidden by the probe needle 109 cannot be measured.
In FIG. 3, C2 is the center of the lens unit 123, D3 is the focal point of the lens unit 123 on the CCD 105 side, and D4 is the focal point of the lens unit 123 on the LED 101 side.

ところで上述したように、CCD105が撮像する画像は拡大率が高いほど高い分解能でLED101の発光状況を測定できる。また、レンズ部123がLED101に近いほどCCD105に導光できる光の範囲を大きくすることができる。
さらに、レンズ部123がLED101に近いほどプローブ針109の被写界深度を浅く設定することができる。
焦点距離が短いレンズ部123を用いると、これらを同時に実現することができる。
なぜなら、焦点距離が短いと拡大率を上げることできるからである。
また、焦点距離が短いと、レンズ部123の焦点よりもわずかに遠距離に配置するLED101の位置もよりレンズ部123に近接できるからである。
さらに、LED101の位置もよりレンズ部123に近接させることができると、よりフォーカスポイントの位置とプローブ針109との距離差の影響を大きくすることができ、プローブ針の被写界深度を浅くして、プローブ針109の位置が被写界深度から相対的に大きく外れさせることができる。そして、その結果、プローブ針109をほとんど撮像しないようにすることが可能となる。
そこで、以下に、焦点距離を大きくすることが可能な実際の装置(半導体発光素子用受光モジュール1)の構造を説明する。
As described above, the image captured by the CCD 105 can measure the light emission state of the LED 101 with higher resolution as the magnification ratio increases. Further, the closer the lens portion 123 is to the LED 101, the larger the range of light that can be guided to the CCD 105.
Furthermore, the closer the lens unit 123 is to the LED 101, the shallower the depth of field of the probe needle 109 can be set.
If the lens unit 123 having a short focal length is used, these can be realized simultaneously.
This is because the enlargement ratio can be increased when the focal length is short.
In addition, when the focal length is short, the position of the LED 101 arranged slightly far from the focal point of the lens unit 123 can also be closer to the lens unit 123.
Furthermore, if the position of the LED 101 can be made closer to the lens unit 123, the influence of the distance difference between the focus point position and the probe needle 109 can be increased, and the depth of field of the probe needle can be reduced. Thus, the position of the probe needle 109 can be relatively greatly deviated from the depth of field. As a result, the probe needle 109 can be hardly imaged.
Therefore, the structure of an actual device (light-receiving module 1 for semiconductor light-emitting elements) capable of increasing the focal length will be described below.

図4は、第1の実施形態の半導体発光素子用受光モジュール1の説明図である。   FIG. 4 is an explanatory diagram of the light-receiving module 1 for semiconductor light-emitting elements according to the first embodiment.

図4(a)のように、半導体発光素子用受光モジュール1は、本実施形態では、ワーク102(試料設置台)、CCD105、ホルダ107、信号線111、画像処理部113、通信線115、スペーサ117、レンズ部123を有している。
もっとも、この全てが半導体発光素子用受光モジュール1の必須の構成ではなく、少なくとも、CCD105、レンズ部123を有していれば足りる。
なお、図5の発光状況測定装置3は、半導体発光素子用受光モジュール1に加え、LED101の電気特性を検査するためのプローブ針109及び電気特性計測部119及びテスタ151を有している。
LED101は水平に設置されているワーク102上に配置されている。
このワーク102と対向する位置に、ホルダ107が、空間を隔てて配置されている。
ホルダ107の内部には、CCD105が配置されている。
LED101、ワーク102及びCCD105は互いに平行となる様に配置されている。
プローブ針109は、光量の測定及び電気特性測定時にはLED101に接触して、電圧をLED101に印加する。
ワーク102及びLED101が固定されている状態でプローブ針109が移動して、プローブ針109とLED101とが接触してもよい。逆に、プローブ針109が固定されている状態でワーク102及びLED101が移動して、プローブ針109とLED101とが接触してもよい。
プローブ針109は、電気特性計測部119と接続されている。
プローブ針109は、LED101の発光面101aとほぼ平行に、LED101の発光面101aの法線と直角方向に放射状に延在している。
As shown in FIG. 4A, in the present embodiment, the light receiving module 1 for a semiconductor light emitting element includes a workpiece 102 (sample mounting table), a CCD 105, a holder 107, a signal line 111, an image processing unit 113, a communication line 115, a spacer. 117 and a lens portion 123.
However, all of these are not essential components of the light-receiving module 1 for semiconductor light-emitting elements, and it is sufficient to have at least the CCD 105 and the lens unit 123.
5 includes a probe needle 109, an electrical characteristic measuring unit 119, and a tester 151 for inspecting electrical characteristics of the LED 101, in addition to the light receiving module 1 for semiconductor light emitting elements.
LED101 is arrange | positioned on the workpiece | work 102 installed horizontally.
A holder 107 is disposed at a position facing the workpiece 102 with a space therebetween.
A CCD 105 is arranged inside the holder 107.
The LED 101, the workpiece 102, and the CCD 105 are arranged in parallel to each other.
The probe needle 109 is in contact with the LED 101 and applies a voltage to the LED 101 when measuring the amount of light and measuring the electrical characteristics.
The probe needle 109 may move while the workpiece 102 and the LED 101 are fixed, and the probe needle 109 and the LED 101 may contact each other. Conversely, the workpiece 102 and the LED 101 may move while the probe needle 109 is fixed, and the probe needle 109 and the LED 101 may come into contact with each other.
The probe needle 109 is connected to the electrical characteristic measurement unit 119.
The probe needles 109 extend radially in a direction perpendicular to the normal line of the light emitting surface 101 a of the LED 101 substantially parallel to the light emitting surface 101 a of the LED 101.

ホルダ107は、遮蔽部107a、円筒形状の側面部107bを有している。
さらに、ホルダ107は、遮蔽部107a、円筒形状の側面部107bとの間に、円筒形状の円筒部107d及び延在部107eを有している。
側面部107bは円筒形状を有し、θ=0°の方向(LED101の発光面101a法線方向)に延在した形状を有している。
円筒部107dは、底面(円形状)の直径の1.5倍程度の長さを有する円筒の形状を有している。そして、円筒部107dの中空空間を形成する内周面は、延在部107eがなす円柱状の中空空間を形成する内周面と一致するように形成されている。
円筒部107dの内周面及び延在部107eの内周面の直径、円筒部107dの外周面、側面部107bの内周面、側面部107bの外周面及び延在部107eの外周面の順に、直径が大きく形成されている。
遮蔽部107a、円筒部107d、延在部107e及び側面部107bの中心軸はθ=0°の方向を有しており、LED101の発光面101aの法線と同一である。
側面部107bの内周面が形成する中空空間に、CCD105が配置されている。
遮蔽部107aの中心部には、円錐台形の中空部を形成する円形開口部107cが形成されている。この円形開口部107cがあることによって、LED101から放射された光をCCD105が受光可能となっている。
遮蔽部107aの外周面は、LED101に向かって傾斜する外周傾斜面107iから形成されている。遮蔽部107aの内周面によって形成される中空空間は、傾斜面107f、平行面107g及び直角面107hから形成されている。
LED101側から、傾斜面107f、平行面107g及び直角面107hの順に形成されている。
傾斜面107fは、LED101側に向かって直径が大になるように形成されており、これによって上記した円錐台形の中空部をなす円形開口部107cを形成する。
平行面107gは、上記した発光中心軸からの放射方向に向かって延在する平面を有しており、より具体的には、上記した円錐台形の中空部をなす円形開口部107cの上面の外周位置(開口面端部107j)から底面の外周位置に相当する経方向の位置に向かって水平に延びる平面を有している。また、平行面107gの法線方向は発光中心軸と同一の方向を有している。
直角面107hは、発光中心軸を中心とした円柱形状の中空区間を形成する。
また、この傾斜面107fのCCD105側の端部である開口面端部107jは、θ=60°以上となる位置に形成される。
The holder 107 has a shielding part 107a and a cylindrical side part 107b.
Furthermore, the holder 107 has a cylindrical part 107d and an extending part 107e between the shielding part 107a and the cylindrical side part 107b.
The side surface portion 107b has a cylindrical shape and has a shape extending in the direction of θ = 0 ° (the light emitting surface 101a normal direction of the LED 101).
The cylindrical portion 107d has a cylindrical shape having a length of about 1.5 times the diameter of the bottom surface (circular shape). And the internal peripheral surface which forms the hollow space of the cylindrical part 107d is formed so that it may correspond with the internal peripheral surface which forms the column-shaped hollow space which the extended part 107e makes.
The diameter of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 107d and the inner peripheral surface of the extending portion 107e, the outer peripheral surface of the cylindrical portion 107d, the inner peripheral surface of the side surface portion 107b, the outer peripheral surface of the side surface portion 107b, and the outer peripheral surface of the extending portion 107e. The diameter is large.
The central axes of the shielding portion 107a, the cylindrical portion 107d, the extending portion 107e, and the side surface portion 107b have a direction of θ = 0 °, and are the same as the normal line of the light emitting surface 101a of the LED 101.
The CCD 105 is disposed in a hollow space formed by the inner peripheral surface of the side surface portion 107b.
A circular opening 107c that forms a frustoconical hollow portion is formed at the center of the shielding portion 107a. Due to the circular opening 107c, the CCD 105 can receive light emitted from the LED 101.
The outer peripheral surface of the shielding part 107 a is formed from an outer peripheral inclined surface 107 i that is inclined toward the LED 101. A hollow space formed by the inner peripheral surface of the shielding portion 107a is formed by an inclined surface 107f, a parallel surface 107g, and a right-angle surface 107h.
From the LED 101 side, an inclined surface 107f, a parallel surface 107g, and a right angle surface 107h are formed in this order.
The inclined surface 107f is formed so that its diameter increases toward the LED 101 side, thereby forming the circular opening 107c that forms the above-mentioned frustoconical hollow portion.
The parallel surface 107g has a plane extending in the radial direction from the light emission central axis, and more specifically, the outer periphery of the upper surface of the circular opening 107c forming the frustoconical hollow portion. It has a plane extending horizontally from the position (opening surface end 107j) toward the position in the longitudinal direction corresponding to the outer peripheral position of the bottom surface. Moreover, the normal direction of the parallel surface 107g has the same direction as the light emission central axis.
The right-angled surface 107h forms a cylindrical hollow section centered on the light emission central axis.
An opening surface end 107j, which is the end of the inclined surface 107f on the CCD 105 side, is formed at a position where θ = 60 ° or more.

レンズ部123は、LED101から放射された光を屈折させてCCD105に導く機能を有している。
レンズ部123は、LED101側から順に、第1のフレネルレンズ125a(第1のレンズ125)、第2のフレネルレンズ127a(第2のレンズ127)及び第3のフレネルレンズ129a(第3のレンズ129)から形成される。
このように複数のレンズを用いることで、全体としてみれば焦点距離が短いレンズ部123とすることが可能となる。
以下、レンズ部123について、より詳細に説明する。
The lens unit 123 has a function of refracting light emitted from the LED 101 and guiding it to the CCD 105.
The lens unit 123 includes, in order from the LED 101 side, a first Fresnel lens 125a (first lens 125), a second Fresnel lens 127a (second lens 127), and a third Fresnel lens 129a (third lens 129). ).
By using a plurality of lenses in this way, the lens portion 123 having a short focal length can be obtained as a whole.
Hereinafter, the lens unit 123 will be described in more detail.

レンズ部123はCCD105よりもLED101側の近傍位置に配置される。より限定的にいうと、レンズ部123のLED101側の焦点位置D2よりもわずかに遠方にLED101が位置するような位置にレンズ部123を配置する。
このわずかに遠方とは、レンズ部123の第1主点位置(物体側主点)及び第2主点位置(像側主点)がともにレンズ部中心位置C1のとき、レンズ部123中心C1と焦点位置D2までの距離(焦点距離、(有効焦点距離))から、レンズ部123中心位置C1と焦点位置D2までの距離の2倍の距離の間の距離をいう。
換言すると、レンズ部123の第1主点位置(物体側主点)及び第2主点位置(像側主点)がともにレンズ部中心位置C1のときには、焦点距離の1倍から2倍の間の距離の位置に、LED101が配置される。
この範囲であれば、CCD105に結ばれる実像は実際のLED101よりも大きくなるからである。
また、CCD105は、このLED101の像(実像)が結ばれる位置に配置されている。
さらに、第1のフレネルレンズ125a、第2のフレネルレンズ127a及び第3のフレネルレンズ129aから形成されるレンズ部123の開口数NAは0.86以上を有していると好適である。
なぜ、開口数NAが0.86以上であると好適であるか以下説明する。
まず、開口数NAは、
NA=nsinθ で表される(図4(b)も参照のこと)。
nはレンズ入射前光を通過させている物質の屈折率である。
本実施形態では、LED101から放射された光は、空気内を通過するのでn=1.0003程度であるから、NA=sinθと考えて良い。
ここで、通常のLED101はθが60°までの範囲に光を照射可能であればよい場合が大多数である。
また、θが60°以上の範囲は通常光の強度が弱く、そのθが60°以上の範囲については使用しないことが通常である。
したがって、θが60°の範囲までの光をCCD101で受光してその光の状況を測定できれば足りる。
そのため、上記NAを求める式のθに60°を代入すると、開口数NAは0.86以上を有すれば良いことになる。
また、開口数NAが大きいということは、屈折率か高いことを意味し、屈折率が高いということは焦点距離も短いということである。
The lens unit 123 is disposed at a position closer to the LED 101 than the CCD 105. More specifically, the lens unit 123 is disposed at a position where the LED 101 is positioned slightly farther than the focal position D2 of the lens unit 123 on the LED 101 side.
This slightly distant position means that when the first principal point position (object side principal point) and the second principal point position (image side principal point) of the lens part 123 are both at the lens part center position C1, the lens part 123 center C1. This is a distance between the distance to the focal position D2 (focal distance, (effective focal distance)) and twice the distance from the lens section 123 center position C1 to the focal position D2.
In other words, when the first principal point position (object side principal point) and the second principal point position (image side principal point) of the lens unit 123 are both the lens part center position C1, the focal length is between 1 and 2 times. The LED 101 is disposed at the position of the distance.
This is because a real image connected to the CCD 105 is larger than the actual LED 101 within this range.
The CCD 105 is disposed at a position where the image (real image) of the LED 101 is formed.
Furthermore, it is preferable that the numerical aperture NA of the lens portion 123 formed from the first Fresnel lens 125a, the second Fresnel lens 127a, and the third Fresnel lens 129a is 0.86 or more.
The reason why the numerical aperture NA is preferably 0.86 or more will be described below.
First, the numerical aperture NA is
NA = nsinθ (see also FIG. 4B).
n is the refractive index of the substance that transmits the light before entering the lens.
In the present embodiment, since the light emitted from the LED 101 passes through the air and n = 1.0003, it may be considered that NA = sin θ.
Here, in most cases, the ordinary LED 101 only needs to be able to irradiate light in the range of θ up to 60 °.
In addition, in the range where θ is 60 ° or more, the intensity of normal light is weak, and it is normal not to use the range where θ is 60 ° or more.
Therefore, it is sufficient that the light up to the range of θ of 60 ° is received by the CCD 101 and the state of the light can be measured.
Therefore, if 60 ° is substituted for θ in the above equation for obtaining NA, the numerical aperture NA should be 0.86 or more.
A large numerical aperture NA means that the refractive index is high, and a high refractive index means that the focal length is short.

もっとも、1個のレンズ部123で開口数NAを0.86以上とすることは困難なので、本実施形態では、レンズ部123は、第1のフレネルレンズ125a、第2のフレネルレンズ127a及び第3のフレネルレンズ129aから形成されている。
つまり、第1のフレネルレンズ125a、第2のフレネルレンズ127a及び第3のフレネルレンズ129aを組み合わせて1つのレンズ部123としてみなしたことで、開口数NAが0.86以上となるように形成されている。
However, since it is difficult to set the numerical aperture NA to 0.86 or more with one lens unit 123, in this embodiment, the lens unit 123 includes the first Fresnel lens 125a, the second Fresnel lens 127a, and the third lens unit 123. The Fresnel lens 129a is formed.
That is, when the first Fresnel lens 125a, the second Fresnel lens 127a, and the third Fresnel lens 129a are combined and regarded as one lens portion 123, the numerical aperture NA is 0.86 or more. ing.

ここで、レンズ部123を第1のフレネルレンズ125a、第2のフレネルレンズ127a及び第3のフレネルレンズ129aで形成した理由は以下の理由による。
第1の理由は、フレネルレンズは薄く形成することができることから、第1のフレネルレンズ125aをLED101に近接させることが可能となるからである。
つまり、例えば通常の凸レンズであれば、発光中心軸部分が大きく膨らんだ構造となってしまうことから、レンズ部123をLED101に近接させることが困難となるが、フレネルレンズとしたことから第1のフレネルレンズ125aをLED101に近接させることが可能となる。
第2の理由は、レンズ部123は、第1のフレネルレンズ125a、第2のフレネルレンズ127a及び第3のフレネルレンズ129aの3つのレンズ部材から構成されているが、これらを発光中心軸部分が膨らんだ凸レンズ等を使用してしまうと、一つ一つが大きく空間を占有してしまい、レンズ部123の厚みが大きくなってしまうからである。
第3の理由は、凸レンズで形成すると、レンズ部123第1のレンズ中心125cと第2のレンズ中心127cとの距離、及び、第2のレンズ中心127cと第3のフレネルレンズ中心129cとの距離を大きく取らなければならないからである。
つまり、このようにレンズを配置する距離が大きくなると、第1のレンズ125を通過した後の光はフレネルレンズを使用した場合に比べて長い距離直進することになる、同様に、第2のレンズ127を通過した後の光は長い距離直進することになる。そうすると、光は大きく広がって進むことになり、この広がった光をCCD105の受光領域内に収める様に屈折させる為の第2のレンズ127および第3のレンズ129は大きな直径のレンズが必要となってしまう。
さらに、大きな直径の凸レンズは、発光中心軸の厚さがさらに厚くなってしまうという悪循環となってしまうからである。
以上より、複数枚のレンズを使用してレンズ部123を形成する場合には、フレネルレンズを用いることがより好適である。
Here, the reason why the lens portion 123 is formed by the first Fresnel lens 125a, the second Fresnel lens 127a, and the third Fresnel lens 129a is as follows.
The first reason is that since the Fresnel lens can be formed thin, the first Fresnel lens 125a can be brought close to the LED 101.
That is, for example, in the case of a normal convex lens, the light emission central axis portion has a greatly swelled structure, so that it is difficult to bring the lens portion 123 close to the LED 101. The Fresnel lens 125a can be brought close to the LED 101.
The second reason is that the lens portion 123 is composed of three lens members, a first Fresnel lens 125a, a second Fresnel lens 127a, and a third Fresnel lens 129a. This is because if a bulging convex lens or the like is used, each one occupies a large space, and the thickness of the lens portion 123 increases.
The third reason is that when formed with a convex lens, the distance between the first lens center 125c and the second lens center 127c of the lens portion 123 and the distance between the second lens center 127c and the third Fresnel lens center 129c. This is because a large amount must be taken.
That is, when the distance for disposing the lens is increased in this way, the light after passing through the first lens 125 goes straight ahead for a longer distance than when the Fresnel lens is used. Similarly, the second lens The light after passing through 127 goes straight for a long distance. Then, the light travels with a large spread, and the second lens 127 and the third lens 129 for refracting the spread light within the light receiving region of the CCD 105 need to have large diameter lenses. End up.
Furthermore, a convex lens having a large diameter becomes a vicious circle in which the thickness of the light emission central axis is further increased.
As described above, when the lens portion 123 is formed using a plurality of lenses, it is more preferable to use a Fresnel lens.

フレネルレンズの材質はシリコンを主成分とすることが好適である。
このように構成すると、半導体発光素子用受光モジュール1が測定可能な波長の範囲を300nm〜1500nmと広範囲とすることが可能となる。
つまり、フレネルレンズの材質はシリコンを主成分としたことによって、レンズ部123を高温にも耐えられるようにすることが可能となる。そして、高温に耐えられることから、LED101が放射する光の波長が300nm〜1500nmであっても使用可能となる。
また、アクリル等のプラスチック材料であると光によって劣化のおそれがあるが、シリコンを主成分としたことから、光による劣化が極めて小さくすることが可能となる。
さらに、シリコンが主成分であることによって、アクリル等のプラスチック材料よりも高い屈折率を実現することが可能となる。
The material of the Fresnel lens is preferably composed mainly of silicon.
If comprised in this way, it will become possible to make the range of the wavelength which the light reception module 1 for semiconductor light emitting elements can measure into 300 nm-1500 nm.
In other words, since the material of the Fresnel lens is mainly composed of silicon, the lens unit 123 can withstand high temperatures. And since it can endure high temperature, even if the wavelength of the light which LED101 radiates | emits is 300 nm-1500 nm, it can be used.
In addition, although plastic materials such as acrylic may be deteriorated by light, since the main component is silicon, deterioration by light can be extremely reduced.
Further, since silicon is the main component, it is possible to achieve a higher refractive index than plastic materials such as acrylic.

なお、以上の実施形態ではレンズ部123を構成するレンズの数は3個であったが、これ以上であってもよい。また、1つのレンズによって焦点距離を短くできるのであれば1つのレンズであってよい。   In the above embodiment, the number of lenses constituting the lens unit 123 is three, but it may be more. Further, one lens may be used as long as the focal length can be shortened by one lens.

第1のフレネルレンズ125aは、平行面107g及び直角面107hが形成する中空空間に嵌合される。
また、第2のフレネルレンズ127a及び第3のフレネルレンズ129aの順に、円筒部107dの内周面に所定の光学距離だけ離間した位置で発光中心軸に沿って嵌合される。
The first Fresnel lens 125a is fitted into a hollow space formed by the parallel surface 107g and the right-angle surface 107h.
In addition, the second Fresnel lens 127a and the third Fresnel lens 129a are fitted in this order along the light emission central axis at a position separated from the inner peripheral surface of the cylindrical portion 107d by a predetermined optical distance.

遮蔽部107aの外周傾斜面107iの外部には、電気特性計測部119の機能をも有するニードル保持機構が配置されている。
このニードル保持機構は、プローブ針109を保持する位置決めユニット159としての機能を有している。また、このニードル保持機構は、後述するESDユニット155及びHVユニット153に電気的に接続されており、これらによって電気特性を計測する。
また、プローブ針109が移動してLED101と接触する場合には、ニードル保持機構はプローブ針109を移動する機能及び位置決めする機能をも有している。
このように、外周傾斜面107iの外部にニードル保持機構を配置したことによって、ニードル保持機構が邪魔になって第1のフレネルレンズ125aをLED101に近接させることが困難となることがない。
つまり、このような構成によって、第1のフレネルレンズ125aをLED101に近接させることが可能となる。
A needle holding mechanism that also has the function of the electrical characteristic measuring unit 119 is disposed outside the outer peripheral inclined surface 107i of the shielding unit 107a.
This needle holding mechanism has a function as a positioning unit 159 that holds the probe needle 109. The needle holding mechanism is electrically connected to an ESD unit 155 and an HV unit 153, which will be described later, and the electrical characteristics are measured by these.
In addition, when the probe needle 109 moves and comes into contact with the LED 101, the needle holding mechanism also has a function of moving and positioning the probe needle 109.
Thus, by arranging the needle holding mechanism outside the outer peripheral inclined surface 107i, the needle holding mechanism does not get in the way and it is not difficult to bring the first Fresnel lens 125a close to the LED 101.
That is, with such a configuration, the first Fresnel lens 125a can be brought close to the LED 101.

CCD105の各受光素子は、LED101から放射された光を受光する。
そして、その受光素子は受光した光の強度(情報)の電気信号をアナログ信号として、信号線111を介して画像処理部113に出力する。
このCCD105が出力する光の情報は、X方向(横方向)及びY方向(縦方向)の位置が特定された情報であることから、面としての受光情報(画像情報)ということができる。
また、CCD105はレンズ部123によりLED101にフォーカスしていることから、CCD105はLED101の発光状況の情報(発光情報)を測定している。
画像処理部113は、このアナログ値をアナログ値からデジタル値にA/D変換する。
さらに、画像処理部113は必要に応じて画像処理を行う。
そして、デジタル値に変換された光量情報は、通信線を介してテスタ151に出力される(図5も参照のこと)。
画像処理部113はスペーサ117を介してホルダ107と物理的に接続している。
Each light receiving element of the CCD 105 receives light emitted from the LED 101.
Then, the light receiving element outputs an electric signal of the intensity (information) of the received light as an analog signal to the image processing unit 113 via the signal line 111.
The light information output from the CCD 105 is information in which the positions in the X direction (horizontal direction) and the Y direction (vertical direction) are specified, and can be referred to as light reception information (image information) as a surface.
Further, since the CCD 105 is focused on the LED 101 by the lens unit 123, the CCD 105 measures information (light emission information) on the light emission state of the LED 101.
The image processing unit 113 A / D converts this analog value from an analog value to a digital value.
Further, the image processing unit 113 performs image processing as necessary.
Then, the light amount information converted into the digital value is output to the tester 151 via the communication line (see also FIG. 5).
The image processing unit 113 is physically connected to the holder 107 via the spacer 117.

図5は、発光状況測定装置3の概要の説明図である。   FIG. 5 is an explanatory diagram of the outline of the light emission state measuring device 3.

発光状況測定装置3は、半導体発光素子用受光モジュール1、電気特性計測部119、テスタ151及び表示部152を有している。
半導体発光素子用受光モジュール1は、本実施形態では、ワーク102(試料設置台)、CCD105、ホルダ107、信号線111、画像処理部113、通信線115、スペーサ117及びレンズ123を有している。
もっとも、この全てが半導体発光素子用受光モジュール1の必須の構成ではなく、少なくとも、CCD105及びレンズ123を有していれば足りる。
電気特性計測部119は、HVユニット153、ESDユニット155、切替えユニット157及び位置決めユニット159を有している。
The light emission state measuring device 3 includes a light receiving module 1 for a semiconductor light emitting element, an electrical characteristic measuring unit 119, a tester 151, and a display unit 152.
In the present embodiment, the light-receiving module 1 for a semiconductor light-emitting element includes a workpiece 102 (sample mounting table), a CCD 105, a holder 107, a signal line 111, an image processing unit 113, a communication line 115, a spacer 117, and a lens 123. .
However, all of these are not essential components of the light-receiving module 1 for semiconductor light-emitting elements, and it is sufficient to have at least the CCD 105 and the lens 123.
The electrical characteristic measurement unit 119 includes an HV unit 153, an ESD unit 155, a switching unit 157, and a positioning unit 159.

CCD105の各受光素子は、LED101から放射された光を受光する。
そして、その受光素子は受光した光の強度(情報)の電気信号をアナログ信号として、信号線111を介して画像処理部113に出力する。
このCCD105が出力する光の情報は、X方向(横方向)及びY方向(縦方向)の位置が特定された情報であることから、面としての受光情報(画像情報)ということができる。
つまり、CCD105が出力する情報は面としての受光情報であるから画像情報ということもできる。そのため、CCD105は受光手段であるということができ、さらに特定的に表現すれば撮像手段であるということができる。
また、CCD105はレンズ部123によりLED101にフォーカスしていることから、CCD105はLED101の発光状況の情報(発光情報)を測定している。
画像処理部113は、このアナログ値をアナログ値からデジタル値にA/D変換する。さらに、画像処理部113は必要に応じて画像処理を行う。
そして、デジタル値に変換された光量情報は、通信線を介してテスタ151に出力される。
Each light receiving element of the CCD 105 receives light emitted from the LED 101.
Then, the light receiving element outputs an electric signal of the intensity (information) of the received light as an analog signal to the image processing unit 113 via the signal line 111.
The light information output from the CCD 105 is information in which the positions in the X direction (horizontal direction) and the Y direction (vertical direction) are specified, and can be referred to as light reception information (image information) as a surface.
That is, since the information output from the CCD 105 is light reception information as a surface, it can also be called image information. Therefore, the CCD 105 can be said to be a light receiving means, and more specifically, it can be said to be an imaging means.
Further, since the CCD 105 is focused on the LED 101 by the lens unit 123, the CCD 105 measures information (light emission information) on the light emission state of the LED 101.
The image processing unit 113 A / D converts this analog value from an analog value to a digital value. Further, the image processing unit 113 performs image processing as necessary.
Then, the light amount information converted into the digital value is output to the tester 151 via the communication line.

プローブ針109は、LED101の表面に物理的に接触してLED101を発光させるための電圧を印加する機能を有している。
また、プローブ針109は位置決めユニット159によって位置決め固定されている。
この位置決めユニット159は、ワーク102が移動する形式のものであれば、プローブ針109の先端位置を一定の位置に保持する機能を有する。逆に、この位置決めユニット159は、プローブ針109が移動する形式のものであれば、プローブ針109の先端位置をLED101が載置されるワーク102上の所定の位置に移動させ、その後その位置に保持する機能を有する。
The probe needle 109 has a function of applying a voltage for causing the LED 101 to emit light by physically contacting the surface of the LED 101.
The probe needle 109 is positioned and fixed by a positioning unit 159.
If the positioning unit 159 is of a type in which the workpiece 102 moves, the positioning unit 159 has a function of holding the tip position of the probe needle 109 at a fixed position. Conversely, if the positioning unit 159 is of a type in which the probe needle 109 moves, the tip position of the probe needle 109 is moved to a predetermined position on the workpiece 102 on which the LED 101 is placed, and then the position is reached. Has the function of holding.

HVユニット153は、定格電圧を印加して、定格電圧に対するLED101での各種特性を検出する役割を有している。
通常、このHVユニット153からの電圧の印加状態で、LED101が発光する光をCCD105が測定を行う。
HVユニット153が検出した各種特性情報はテスタ151に出力される。
The HV unit 153 has a role of detecting various characteristics of the LED 101 with respect to the rated voltage by applying the rated voltage.
Normally, the CCD 105 measures the light emitted from the LED 101 in a state where the voltage from the HV unit 153 is applied.
Various characteristic information detected by the HV unit 153 is output to the tester 151.

ESDユニット155は、LED101に一瞬の間大きな電圧をかけて静電気放電させ静電気破壊されないか等の検査を行うユニットである。
ESDユニット155が検出した静電破壊情報はテスタ151に出力される。
The ESD unit 155 is a unit that inspects whether or not the LED 101 is electrostatically discharged by applying a large voltage to the LED 101 for a moment to cause electrostatic discharge.
The electrostatic breakdown information detected by the ESD unit 155 is output to the tester 151.

切替えユニット157は、HVユニット153とESDユニット155との切替えを行う。
つまり、この切替えユニット157によって、プローブ針109を介してLED101に印加される電圧が変更される。そして、この変更によって、LED101の検査項目が、定格電圧での各種特性を検出、又は、静電破壊の有無を検出にそれぞれ変更される。
The switching unit 157 switches between the HV unit 153 and the ESD unit 155.
That is, the voltage applied to the LED 101 via the probe needle 109 is changed by the switching unit 157. And by this change, the inspection item of LED101 is each changed to the detection of the various characteristics in a rated voltage, or the presence or absence of an electrostatic breakdown.

テスタ151は、画像処理部113が出力する画像情報、HVユニット153が検出した各種電気特性情報、ESDユニット155が検出した静電破壊情報の入力を受ける。
そして、テスタ151は、この入力からLED101の特性を分析・分別を行う。つまり、テスタ151はこの発光状況測定装置3の制御部としての機能を有している。
特に、本実施形態においては、テスタ151は、画像情報から必要に応じて画像処理等を行い、発光状況を検出(検査、測定)する。
さらに、テスタ151はこの発行状況に応じてLED101を分析・分別する。
例えば、テスタ151は、一定の性能を有しないLED101は破棄するべき旨の分別を行う。さらに、光の強度(光量)毎に分別を行う。
なお、物理的な分別は、発光状況測定装置3による検査の後の工程で行われる。
The tester 151 receives input of image information output from the image processing unit 113, various electrical characteristic information detected by the HV unit 153, and electrostatic breakdown information detected by the ESD unit 155.
Then, the tester 151 analyzes and sorts the characteristics of the LED 101 from this input. That is, the tester 151 has a function as a control unit of the light emission state measuring device 3.
In particular, in the present embodiment, the tester 151 performs image processing and the like from image information as necessary, and detects (inspects and measures) a light emission state.
Further, the tester 151 analyzes and sorts the LEDs 101 according to the issue status.
For example, the tester 151 performs the classification that the LED 101 that does not have a certain performance should be discarded. Further, separation is performed for each light intensity (light quantity).
The physical separation is performed in a step after the inspection by the light emission state measuring device 3.

また、テスタ151は、発光状況を表示部(ディスプレイ等)に表示する。この表示に基づいてユーザが黙して確認等してもよい。
この場合には、ユーザによってさらに必要な検査・分別が可能となるという利点がある。
Further, the tester 151 displays the light emission status on a display unit (display or the like). Based on this display, the user may silently confirm.
In this case, there is an advantage that further necessary inspection / separation can be performed by the user.

図6は本実施形態の効果の説明図である。図7は、本実施形態の効果を説明する際に用いられる比較例である。   FIG. 6 is an explanatory diagram of the effect of this embodiment. FIG. 7 is a comparative example used when explaining the effect of the present embodiment.

図6では、プローブ針109ではなく、リード線101cによってLED101に電力を供給して発光させている。なお、プローブ針109の場合であってもほぼ同様の結果となる。
図6(a)では、LED101の端子101bにリード線101cによって電力を供給することによってLED101が発光している。また、レンズ部123はLED101の近傍に位置している。それに対して、比較例では、図7(a)のように、レンズ部123はCCD105の近傍に位置している。
図6(a)の本実施形態の発光状況測定装置3を用いると図6(b)のような画像情報が取得できる。それに対して、図7(a)の比較例の方法では、図7(b)のような画像情報しか取得できない。なお、図7(a)の方法では、図6(b)のような拡大した画像は取得できない(図3参照のこと)が、比較するために10倍以上拡大して図7(b)の画像としている。
この図6(b)と図7(b)とを比較すると容易に理解可能であるが、図6の方がより高分解能の画像と言うことができる。
また、本実施形態の発光状況測定装置3では、リード線101cが無い画像を得ることができたことも分かる。
In FIG. 6, not the probe needle 109 but the lead wire 101c supplies power to the LED 101 to emit light. Even in the case of the probe needle 109, substantially the same result is obtained.
In FIG. 6A, the LED 101 emits light by supplying power to the terminal 101b of the LED 101 through the lead wire 101c. The lens unit 123 is located in the vicinity of the LED 101. On the other hand, in the comparative example, the lens portion 123 is positioned in the vicinity of the CCD 105 as shown in FIG.
Image information as shown in FIG. 6B can be acquired by using the light emission state measuring device 3 of the present embodiment shown in FIG. On the other hand, only the image information as shown in FIG. 7B can be acquired by the method of the comparative example of FIG. In the method of FIG. 7A, an enlarged image as shown in FIG. 6B cannot be acquired (see FIG. 3). It is an image.
It can be easily understood by comparing FIG. 6B and FIG. 7B, but FIG. 6 can be said to be a higher resolution image.
It can also be seen that the light emission state measuring apparatus 3 of the present embodiment can obtain an image without the lead wire 101c.

<第2の実施形態>
本発明の方法は、発光しない半導体デバイスにも適用可能である。それらのデバイスであってもその外観等を測定する必要がある場合もあり、その場合には同様に測定可能であるからである。
<Second Embodiment>
The method of the present invention can also be applied to a semiconductor device that does not emit light. Even in these devices, it may be necessary to measure the appearance and the like, and in that case, the measurement is possible in the same manner.

<実施形態の効果>
本実施形態の発光状況測定装置3は、LED101が放射する光を受光して発光状況の測定を行う発光状況測定装置3である。
また、発光状況測定装置3は、LED101の発光中心軸上で、かつ、LED101に対向して配置され、LED101の発光状況を撮像するCCD105と、を有する。
そして、LED101が発光する光が入射され、光をCCD105へ向けて出射するレンズ部123と、を有する。
加えて、レンズ部123は、LED101とCCD105との間に配置されるとともに、CCD105よりもLED101の近傍位置に配置されている。
このような構成を有することから、簡単な構成でLED101自体の発光状況、外観を検査することが可能な発光状況測定装置3を得ることができる。
<Effect of embodiment>
The light emission state measurement device 3 of the present embodiment is a light emission state measurement device 3 that receives light emitted from the LED 101 and measures the light emission state.
The light emission state measuring device 3 includes a CCD 105 that is disposed on the light emission central axis of the LED 101 and is opposed to the LED 101 and images the light emission state of the LED 101.
The lens unit 123 includes a lens unit 123 that receives light emitted from the LED 101 and emits the light toward the CCD 105.
In addition, the lens unit 123 is disposed between the LED 101 and the CCD 105, and is disposed closer to the LED 101 than the CCD 105.
Since it has such a structure, the light emission condition measuring apparatus 3 which can test | inspect the light emission condition and external appearance of LED101 itself with a simple structure can be obtained.

レンズ部123のLED101側の焦点よりもわずかに遠方にLED101が位置するような位置にレンズ部123を配置し、CCD105は、このLED101の実像が結ばれる位置に配置されている。
このような構成を有することから、CCD105によって、高い分解能でLED101の状況が撮像することができる。また、CCD105のピントが完全にLED101に合っている状態なので、LED101の発光状況をCCD105によって測定することができる。具体的には、LED101のどの部分が発光していないか判別可能である。さらに、光学フィルタ等を用いれば発光している部分であってもその光の強度及び波長を部分ごとに検出することができる。
また、広範囲の光をCCD105に集光させることができ、短時間での測定が可能となる。さらにまた、LED101のある部分の光の放射方向が発光中心軸とは異なる方向を向いている光をもCCD105に導光可能となる。
加えて、実質的にLED101のみを撮像することが可能となる。また、プローブ針109に隠れた部分の発光状況をも測定することが可能となる。なお、このプローブ針109に隠れた部分の光は、プローブ針109によって遮られない光路を通った光によって測定されている。
The lens unit 123 is disposed at a position where the LED 101 is positioned slightly far from the focal point of the lens unit 123 on the LED 101 side, and the CCD 105 is disposed at a position where a real image of the LED 101 is formed.
Since it has such a configuration, the state of the LED 101 can be imaged with high resolution by the CCD 105. Further, since the CCD 105 is completely in focus with the LED 101, the light emission state of the LED 101 can be measured by the CCD 105. Specifically, it is possible to determine which part of the LED 101 is not emitting light. Furthermore, if an optical filter or the like is used, the intensity and wavelength of the light can be detected for each part even if the part is emitting light.
Further, a wide range of light can be condensed on the CCD 105, and measurement in a short time is possible. Furthermore, it is possible to guide the CCD 105 with light in which the light emission direction of a portion of the LED 101 is directed in a direction different from the emission central axis.
In addition, substantially only the LED 101 can be imaged. It is also possible to measure the light emission state of the portion hidden behind the probe needle 109. The light hidden behind the probe needle 109 is measured by light passing through an optical path that is not blocked by the probe needle 109.

レンズ部123は、その開口数が0.86以上に形成される。
このような構成を有することから、より拡大されたことによって分解能が高く、θの角度が広範囲の光をCCD105に受光させることができ、LED101以外を排除した画像情報を得ることができる。
The lens portion 123 has a numerical aperture of 0.86 or more.
Since it has such a configuration, it is possible to cause the CCD 105 to receive light with a wide resolution and a wide angle of θ by being further enlarged, and to obtain image information excluding other than the LED 101.

CCD105において撮像された画像情報を処理する画像処理部113と、画像情報を画像として表示する表示部152と、を有する。
このような構成を有することから、ユーザによってさらに必要な検査・分別が可能となるという利点がある。
An image processing unit 113 that processes image information captured by the CCD 105 and a display unit 152 that displays the image information as an image are provided.
Since it has such a structure, there exists an advantage that the test | inspection and classification which are further required by a user are attained.

レンズ部123は複数のレンズから構成される。
このような構成によって高いNA値を容易に得ることが可能となる。
The lens unit 123 includes a plurality of lenses.
With such a configuration, a high NA value can be easily obtained.

少なくとも複数のレンズのうち最もLED101に近い位置に配置されるレンズは、フレネルレンズによって構成される。
このような構成を有することによって、第1のフレネルレンズ125aをLED101に近接させることが可能となる。
A lens arranged at a position closest to the LED 101 among at least a plurality of lenses is constituted by a Fresnel lens.
By having such a configuration, the first Fresnel lens 125a can be brought close to the LED 101.

また、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、様々な変化した構造、構成を行っていても良い。   Further, the present invention is not limited to the above embodiment, and various changed structures and configurations may be performed.

<定義等>
本発明において発光状況とは、部分ごとの発光の有無、その部分において発光している光の強度、その部分において発光している光の波長等の光に含まれる全ての情報をいう。
また、実施形態のCCD105は、本発明における撮像手段の一例である。つまり、撮像手段とは面としての受光情報を取得可能なものであればどのようなものであっても良い。
また、LED101は、本発明における半導体発光素子の一例である。つまり、半導体発光素子とは、光を発光する素子であればどのようなものであっても良い。ここで、光は可視光に限定されるものではなく、例えば、赤外線、紫外線等であってよい。
さらに、レンズ部123は、本発明のレンズ部の一例である。つまり、レンズ部123は、光を屈折し像を拡大可能なものであればどのようなものであっても良い。複数のレンズから構成されていても良い。また、凸レンズのみから構成される必要もない。
本発明において発光中心軸は、半導体発光素子が光を発する際に光の中心となる軸をいう。
<Definition etc.>
In the present invention, the light emission state refers to all information contained in light such as the presence / absence of light emission for each part, the intensity of light emitted in that part, and the wavelength of light emitted in that part.
The CCD 105 according to the embodiment is an example of an imaging unit in the present invention. That is, the imaging means may be anything as long as it can acquire light reception information as a surface.
The LED 101 is an example of a semiconductor light emitting element in the present invention. That is, the semiconductor light emitting element may be any element that emits light. Here, the light is not limited to visible light, and may be, for example, infrared rays or ultraviolet rays.
Furthermore, the lens unit 123 is an example of the lens unit of the present invention. That is, the lens unit 123 may be anything as long as it can refract light and enlarge an image. It may be composed of a plurality of lenses. Further, it is not necessary to be composed only of convex lenses.
In the present invention, the emission central axis is an axis that becomes the center of light when the semiconductor light emitting element emits light.

1 半導体発光素子用受光モジュール
3 発光状況測定装置
101 LED(半導体発光素子)
105 CCD(撮像手段)
113 画像処理部
123 レンズ部
125a 第1のフレネルレンズ
151 テスタ
152 表示部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light reception module for semiconductor light emitting elements 3 Light emission condition measuring apparatus 101 LED (semiconductor light emitting element)
105 CCD (imaging means)
113 Image processing unit 123 Lens unit 125a First Fresnel lens 151 Tester 152 Display unit

Claims (5)

LEDが放射する光を受光して発光状況を直接測定する発光状況測定装置であって、
前記LEDの発光中心軸上で、かつ、前記LEDに対向して配置され、前記LEDの発光状況を撮像する撮像手段と、
前記LEDが発光する光が入射され、前記光を前記撮像手段へ向けて出射するレンズ部と、を有し、
前記レンズ部は、前記LEDと前記撮像手段との間に配置されるとともに、前記撮像手段よりも前記LEDの近傍位置に配置され、
前記レンズ部は、複数のレンズから構成され、少なくとも前記複数のレンズのうち最もLEDに近い位置に配置されるレンズは、フレネルレンズによって構成される発光状況測定装置。
A light emission state measuring device that directly receives light emitted from an LED and directly measures the light emission state.
An imaging unit that is disposed on the light emission central axis of the LED and is opposed to the LED, and that images the light emission state of the LED;
A lens unit that receives light emitted from the LED and emits the light toward the imaging unit;
The lens unit is disposed between the LED and the imaging unit, and is disposed closer to the LED than the imaging unit.
The lens unit includes a plurality of lenses, and at least a lens disposed at a position closest to the LED among the plurality of lenses is a light emission state measuring device configured by a Fresnel lens.
前記レンズ部の前記LED側の焦点の距離の1倍よりもわずかに大の位置から2倍の位置の距離に前記LEDが位置するような位置にレンズ部を配置し撮像手段は、このLEDの実像が結ばれる位置に配置されている
求項1に記載の発光状況測定装置。
The LED is a lens unit disposed at a position at a distance of 2 times the position from the slightly larger location than 1 times the distance of the focal point of the LED side of the lens unit, imaging means, this It is arranged at the position where the real image of LED is connected
Emitting state measuring device according to Motomeko 1.
前記レンズ部は、その開口数が0.86以上に形成されてい
請求項2に記載の発光状況測定装置。
The lens unit has its numerical aperture that is formed in less than 0.86
The light emission state measuring device according to claim 2 .
前記撮像手段において撮像された画像情報を処理する画像処理部と、
前記画像情報を画像として表示する表示部と、を有する
請求項1〜のいずれか1項に記載の発光状況測定装置。
An image processing unit for processing image information captured by the imaging unit;
Emitting state measuring device according to any one of claims 1 to 3, and a display unit for displaying the image information as an image.
前記発光状況測定装置の外部には、前記LEDの表面に物理的に接触して前記LEDを発光させるための電圧を印加するプローブ針を備えたニードル保持機構を備える
請求項1〜のいずれか1項に記載の発光状況測定装置。
Wherein the outside of the light-emitting state measuring device, any one of claims 1-4 comprising a needle holding mechanism having a probe for applying a voltage to the cause LED to emit light in physical contact with the surface of the LED The light emission state measuring device according to item 1.
JP2011547104A 2011-03-07 2011-03-07 Emission status measurement device Expired - Fee Related JP5247892B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2011/055228 WO2012120613A1 (en) 2011-03-07 2011-03-07 Light-emission status measurement device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5247892B2 true JP5247892B2 (en) 2013-07-24
JPWO2012120613A1 JPWO2012120613A1 (en) 2014-07-07

Family

ID=46797620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011547104A Expired - Fee Related JP5247892B2 (en) 2011-03-07 2011-03-07 Emission status measurement device

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP5247892B2 (en)
CN (1) CN103415932B (en)
WO (1) WO2012120613A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102085601B1 (en) * 2019-02-01 2020-03-09 ㈜킴스옵텍 An Apparatus for Investigating an Angle of Beam Spread of a Light Emitting Element
CN110261755B (en) * 2019-05-28 2022-04-19 常州纵慧芯光半导体科技有限公司 Probe card, detection device and wafer detection method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6291833A (en) * 1985-10-18 1987-04-27 Hamamatsu Photonics Kk Measuring instrument for two-dimensional light distribution of light source
JPH04220536A (en) * 1990-12-21 1992-08-11 Hamamatsu Photonics Kk Observing device for very small light emitting body
JPH0831901A (en) * 1994-07-19 1996-02-02 Toshiba Corp Method for visually inspecting light emitting element
JP2000286452A (en) * 1999-03-29 2000-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd Method for detecting light emitting center in light emitting element
JP2003130758A (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Toshiba Corp Visual examination device and method for optical semiconductor element
JP2008524661A (en) * 2004-12-21 2008-07-10 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング LENS, LASER DEVICE, AND LASER DEVICE MANUFACTURING METHOD
JP2010249718A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Micronics Japan Co Ltd Photodetector used for testing led

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3027674B2 (en) * 1993-08-30 2000-04-04 シャープ株式会社 Laser emission angle detection method
US6208419B1 (en) * 1998-11-18 2001-03-27 Fuji Photo Film Co., Ltd. Method of and apparatus for bonding light-emitting element
US6741351B2 (en) * 2001-06-07 2004-05-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. LED luminaire with light sensor configurations for optical feedback
JP2004070018A (en) * 2002-08-07 2004-03-04 Mitsubishi Electric Corp Conformation of illumination optical system in projector, and projector
JP4513918B2 (en) * 2008-06-03 2010-07-28 エプソンイメージングデバイス株式会社 Illumination device and electro-optical device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6291833A (en) * 1985-10-18 1987-04-27 Hamamatsu Photonics Kk Measuring instrument for two-dimensional light distribution of light source
JPH04220536A (en) * 1990-12-21 1992-08-11 Hamamatsu Photonics Kk Observing device for very small light emitting body
JPH0831901A (en) * 1994-07-19 1996-02-02 Toshiba Corp Method for visually inspecting light emitting element
JP2000286452A (en) * 1999-03-29 2000-10-13 Fuji Photo Film Co Ltd Method for detecting light emitting center in light emitting element
JP2003130758A (en) * 2001-10-29 2003-05-08 Toshiba Corp Visual examination device and method for optical semiconductor element
JP2008524661A (en) * 2004-12-21 2008-07-10 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング LENS, LASER DEVICE, AND LASER DEVICE MANUFACTURING METHOD
JP2010249718A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Micronics Japan Co Ltd Photodetector used for testing led

Also Published As

Publication number Publication date
CN103415932A (en) 2013-11-27
JPWO2012120613A1 (en) 2014-07-07
WO2012120613A1 (en) 2012-09-13
CN103415932B (en) 2016-04-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101185205B1 (en) Probing apparatus with on-probe device-mapping function
JP4892118B1 (en) Light receiving module for light emitting element and inspection device for light emitting element
JP2019124542A (en) Optical inspection device and optical inspection method
JP2008183408A5 (en)
JP6522181B2 (en) Image measuring instrument
TWI460405B (en) Light amount measuring device and light amount measuring method
JP2016118541A (en) Bore imaging system
KR101577119B1 (en) Pattern inspection apparatus and pattern inspection method
JP5247892B2 (en) Emission status measurement device
JP2015055561A (en) Defect inspection method and defect inspection device of microlens array
JP2020076717A (en) Optical inspection device and optical inspection method
CN111338071A (en) Microscopic imaging system
US10558010B2 (en) Solid immersion lens holder and image acquisition device
JP2021535373A (en) Image of surface color and liquid contact angle
JP5829280B2 (en) Inner surface shape measuring device, detection head, and endoscope device
JP5513260B2 (en) Dark field optics
JP2011226869A (en) Emission measuring device
JPWO2012073346A1 (en) Light receiving module for light emitting diode element and inspection device for light emitting diode element
KR101761980B1 (en) Optical inspection device
KR101735553B1 (en) Jig apparatus for inspecting defect of substrate using oct system
KR102057956B1 (en) An Optical Sensing Apparatus Integrated with a Camera
JP5813861B2 (en) Measuring device for semiconductor light emitting element and measuring method for semiconductor light emitting element
JP2014052398A (en) Optical fiber reference position detection device
KR101542468B1 (en) A thermal characteristic apparatus for semiconductor wafer device
TWI730681B (en) Apparatus for determining an orientation of a die

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120306

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130409

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5247892

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160419

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees