KR20200064071A - 검사 장치, 검사 방법 및 프로그램 - Google Patents

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카츠지 기무라
히로유키 야마나카
유지 후루카와
코헤이 하라다
히로노리 타카하시
히로유키 고토
헤이이치로 류
카츠아키 타테바야시
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 개시는, 촬상 소자의 성능을 검사할 수 있도록 하는 검사 장치, 검사 방법 및 프로그램에 관한 것이다. 콜리메이트 광을 발생시키고, 차광면에 대해 규칙적으로 배치된 원형 구멍이 설치된 투과 필터에 의해 콜리메이트 광의 일부를 투과함으로써, 규칙적으로 배치된 원주 형상의 콜리메이트 광으로 변환하고, 규칙적으로 배치된 원주 형상의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을, 검사 대상이 되는 촬상 소자에 의해 촬상시킨다. 그리고, 검사 대상이 되는 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과 차분을 구하고, 차분과 임계값과의 비교에 의해, 검사 대상이 되는 촬상 소자의 성능을 검사한다. 본 개시는, 촬상 장치의 제조에 적용할 수 있다.

Description

검사 장치, 검사 방법 및 프로그램
본 개시는, 검사 장치, 검사 방법 및 프로그램에 관한 것으로, 특히, 고체 촬상 소자 상에 탑재되는 렌즈 형상 또는 고체 촬상 소자 상의 글래스 면을 간이한 구성으로 검사할 수 있도록 한 검사 장치, 검사 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
최근, 카메라 부착 이동체 단말장치나, 디지털 스틸 카메라 등에서 이용되는 고체 촬상 소자에 있어서, 고화소화 및 소형화와, 높이를 낮추는 것이 진행되고 있다.
소형화, 박형화의 수법으로서, 고체 촬상 소자를 CSP(Chip Size Package) 형의 고체 촬상 소자로 하고, 또한, 렌즈 구성을 2군 구성으로 하여 최하위층의 렌즈를 CSP 고체 촬상 소자 상에 배치하는 것이 일반적으로 행해지고 있다.
그러나, 박형화의 영향으로 CSP 고체 촬상 소자는 제조 시에 휘어지거나, 구부러지거나, 또는, 형성된 최하위층의 렌즈의 형상이 변형하거나 하는 것이 알려져 있다. 형상 불량의 렌즈가 형성된 CSP 고체 촬상 소자를 탑재한 고체 촬상 장치는 당연히 불량이 되어 수율을 저하시키는 원인이 된다.
이에, 렌즈의 표면 형상을 측정하는 기술을 적용하는 것이 생각된다(특허문헌 1).
특허문헌 1: 일본특허공개 2006-058313호 공보
그러나, 특허문헌 1의 기술은, 렌즈의 표면 형상을 측정하기 위한 기술이기 때문에, 렌즈 한 장의 표면 형상을 측정하는 것은 가능하나, CSP 고체 촬상 소자 상에 형성된 렌즈도 포함하여 CSP 고체 촬상 소자 자체를 측정할 수는 없다.
또한, 렌즈에 직접 접촉하여 형상을 측정하는 기술이 있으나, 접촉할 때 CSP 고체 촬상 소자의 글래스 상에 탑재된 렌즈면에 상처가 생긴다.
이 때문에, 현실적으로는, 현미경으로 관찰함으로써, 형상을 정확하게 측정하기가 어렵고, 이로 인해 제조 시 수율을 저하되어 버린다는 점이 알려져 있다.
본 개시는, 이러한 상황을 감안하여 이루어진 것으로, 특히, 고체 촬상 소자 상에 탑재되는 렌즈 형상 또는 고체 촬상 소자 상의 글래스 면을 간이한 구성으로 검사할 수 있도록 하는 것이다.
본 개시의 일 측면의 검사 장치는, 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생부와, 상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 필터와, 상기 투과 필터에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부를 포함하는 검사 장치이다.
상기 투과 필터는, 차광면으로 이루어지는 평면을 갖는 것으로 할 수 있으며, 상기 차광면 상에 규칙적으로 배치된 상기 콜리메이트 광을 투과시키는 구멍부가 설치되도록 할 수 있다.
상기 투과 필터에는, 상기 차광면으로 이루어지는 평면 상에 원 형상, 사각 형상 또는 삼각 형상의 복수의 구멍부를 설치하도록 할 수 있다.
상기 투과 필터에는, 상기 차광면으로 이루어지는 평면 상에 직선 형상 또는 격자 형상의 구멍부가 설치되도록 할 수 있다.
상기 촬상 소자에는, 입사광의 광량에 따른 화소 신호로 이루어지는 화상을 촬상하는 CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자와, 상기 CSP 고체 촬상 소자에 상기 입사광을 집광하는 렌즈가 설치되도록 할 수 있다.
상기 렌즈는, 수광한 광을 집광하는 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈 군의 일부로 이루어지고, 상기 촬상 소자의 앞단이면서 또한 상기 렌즈 군의 일부인 상위층 렌즈보다 상기 촬상 소자에 가까운 위치에 배치되는, 상기 렌즈 군의 상기 일부와 상이한 다른 일부인 하위층 렌즈로 할 수 있다.
상기 하위층 렌즈는, 복수의 렌즈로 구성되도록 할 수 있다.
광을 흡수하는 기능을 가지고, 상기 촬상 소자의 측면 및 상기 렌즈의 외주부를 덮도록 설치된 광 흡수재를 더 포함하고, 상기 검사부에는, 상기 광 흡수재에 의해 외주부가 일부 덮힌, 상기 렌즈에 의해 집광됨으로써 생기는 상기 촬상 소자 상의 불감대 영역 이외의 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자가 검사되도록 할 수 있다.
상기 촬상 소자에는, 입사광의 광량에 따른 화소 신호로 이루어지는 화상을 촬상하는 CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자가 설치되도록 할 수 있다.
상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 차분을 산출하는 산출부를 더 포함하도록 할 수 있고, 상기 검사부에는, 상기 산출부에 의해 산출된 차분과 소정의 임계값과의 비교에 의해 상기 촬상 소자를 검사하도록 할 수 있다.
상기 산출부에는, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 화소 간의 화소값의 차분 절대값 합을 산출하도록 할 수 있다.
상기 촬상 소자와 접속되고, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화소 신호로 이루어지는 화상을 상기 검사부로 출력하는 접속부를 더 포함하도록 할 수 있다.
상기 촬상 소자는, 촬상 장치의 회로 기판과 접속되도록 할 수 있고, 상기 촬상 소자가 의해 촬상된 화소 신호로 이루어지는 화상은, 상기 회로 기판으로부터 상기 검사부로 출력되도록 할 수 있다.
본 개시의 일 측면의 검사 방법은, 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생 처리와, 상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 처리와, 상기 투과 처리에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사 처리를 포함하는 검사 방법이다.
본 개시의 일 측면의 프로그램은, 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생부와, 상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 필터와, 상기 투과 필터에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자와, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부를 포함하는 검사 장치를 제어하는 컴퓨터를, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부로서 기능시키는 프로그램이다.
본 개시의 일 측면에 있어서는, 콜리메이트 광이 발생되어, 상기 콜리메이트 광의 일부가 투과되고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부가 차광되는 투과 필터에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상이 촬상 소자에 의해 촬상되어, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자가 검사된다.
본 개시의 일 측면에 의하면, 특히, 고체 촬상 소자 상에 탑재되는 렌즈 형상 또는 고체 촬상 소자 상의 글래스 면을 포함한 촬상 소자를 간이한 구성으로 검사하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 개시의 검사 장치의 검사 대상이 되는 촬상 소자가 탑재되는 촬상 장치의 구성예에 대해 설명하는 도면이다.
도 2는 본 개시의 검사 장치의 제1 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 3은 투과 필터의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2의 검사 장치에 있어서의 검사 원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 개시의 검사 장치에 의한 검사 처리를 설명하는 순서도이다.
도 6은 제1 실시형태의 제1 변형예를 설명하는 도면이다.
도 7은 제1 실시형태의 제2 변형예를 설명하는 도면이다.
도 8은 제1 실시형태의 제3 변형예를 설명하는 도면이다.
도 9는 제1 실시형태의 제4 변형예를 설명하는 도면이다.
도 10은 본 개시의 검사 장치의 제2 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 11은 도 10의 검사 장치에 있어서의 검사 원리를 설명하는 도면이다.
도 12는 제2 실시형태의 변형예를 설명하는 도면이다.
도 13은 본 개시의 CSP 고체 촬상 소자의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 14는 범용의 퍼스널 컴퓨터 구성예를 설명하는 도면이다.
이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 개시의 바람직한 실시형태에 대해서 상세히 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성요소에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.
또한, 이하의 순서로 설명을 한다.
1. 본 개시의 개요
2. 제1 실시형태
3. 제1 실시형태의 제1 변형예
4. 제1 실시형태의 제2 변형예
5. 제1 실시형태의 제3 변형예
6. 제1 실시형태의 제4 변형예
7. 제2 실시형태
8. 제2 실시형태 변형예
9. CSP 고체 촬상 소자의 구성에 대하여
10. 소프트웨어에 의해 실행시키는 예
<<1. 본 개시의 개요>>
<촬상 소자를 이용한 촬상 장치의 구성예>
본 개시의 개요를 설명함에 있어서, 촬상 소자를 이용한 촬상 장치의 구성예에 대해 설명한다.
도 1은, 도면 중 상부가 촬상 장치(11)의 측면 단면도이며, 하부가 상부의 AB’단면의 상면도이다. 단, 도 1의 상부의 좌측 절반은 하부의 AA’단면이며, 도 1의 상부의 우측 절반은 하부의 BB’단면이다.
도 1의 촬상 장치(11)는, CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자(고체 촬상 장치라고도 칭함)(22), 회로 기판(37), 액츄에이터(38), 스페이서(40) 및 렌즈(91, 92)로 구성되어 있다. 도 1의 촬상 장치(11)에 있어서의 렌즈는, 렌즈(91, 92)로 이루어지는 2군으로 분리되어 있고, 상위층 렌즈(91)로부터 광의 투과 방향에 대해, 최하위층의 렌즈(92)를 고체 촬상 소자(31)의 바로 위에 배치하는 구성으로 되어 있다.
도 1의 CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자(22)는, 고체 촬상 소자(31), IRCF(적외 컷 필터) 기능을 갖춘 글래스 기판(32)이 일체 구조가 된 것이다. 나아가, 촬상 소자(21)는, CSP 고체 촬상 소자(22) 및 렌즈(92)가 일체 구조로서 형성된 것이다.
보다 상세하게는, 고체 촬상 소자(31)는, 예를 들면, CCD(Charged Coupled Devices) 또는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등으로 이루어지는 이미지 센서이며, 렌즈(91, 92)가 일체로 되어 구성되는 렌즈(9)(도 7)를 통해 입사하는 광을, 화소 단위로 광량에 따라 광전 변환에 의해 전하를 발생시키고, 대응하는 전기 신호로 이루어지는 화소 신호를 출력한다. 고체 촬상 소자(31) 및 IRCF 기능을 갖춘 글래스 기판(32)은, 투명 접착제(61)에 의해 접착되어 있다. 최하위층의 렌즈(92)는, IRCF 기능을 갖춘 글래스 기판(32)과 접착제(62)에 의해 접착되어 있다. 즉, 도면 중 위에서부터, 렌즈(92), 접착제(62), IRCF 기능을 갖춘 글래스 기판(32), 접착제(61) 및 고체 촬상 소자(31)의 순서로 적층되어 있다.
CSP 고체 촬상 소자(22)는, 도 1에 도시된 바와 같은 구성에 의해, 조립 공정에 있어서는, 한 부품으로서 취급된다.
렌즈(91)는, 렌즈(9)(도 7)를 구성하는 렌즈(91, 92)로 이루어지는 2군을 하나의 광학계로 하였을 때의 1군을 구성하고 있고, 피사체 광을 고체 촬상 소자(31)의 촬상면에 대해 집광하기 위한 한 장 이상의 렌즈로 형성된다.
액츄에이터(38)는, 렌즈(91)를 고체 촬상 소자(31)에 대향하는 방향에 대하여, 도면 중 상하 및 수평 방향으로 구동시킴으로써, 오토 포커스 및 손떨림 보정기능 중 적어도 어느 하나 이상의 기능을 구비한다.
회로 기판(37)은, CSP 고체 촬상 소자(22)의 전기 신호를 외부로 출력한다. 스페이서(40)는, 회로 기판(37), 및 CSP 고체 촬상 소자(22)의 광을 흡수하는, 예를 들면, 검은색 수지 등으로 이루어지는 고정제(43)에 의해 접속함으로써, CSP 고체 촬상 소자(22)를 고정한다. 또한, 스페이서(40)는, 도면 중 상면 부분에서 액츄에이터(38)를 탑재함으로써 렌즈(91) 및 액츄에이터(38)를 고정한다.
회로 기판(37)이나 스페이서(40)는, CSP 고체 촬상 소자(22)의 고체 촬상 소자(31) 및 액츄에이터(38)의 구동에 필요한 콘덴서나 액츄에이터 제어 LSI(Large-Scale Integration) 등의 반도체 부품(42)이 실장된다.
또한, CSP 고체 촬상 소자(22)는, 스페이서(40)에 설치된 고정부(41-1 내지 41-4)에 의해, 네 군데의 모서리부가 끼워 넣어지는 구성으로 되어 있으며, 모서리부가 끼워 넣어지는 것만으로 회로 기판(37)에 대해 고정제(43)가 주입되기 전의 상태에서도 중력 작용만으로 회로 기판(37) 상의 대략 적절한 위치로 유도하여 고정할 수 있다. 바꾸어 말하면, 고정부(41-1 내지 41-4)는, CSP 고체 촬상 소자(22)가 스페이서(40)의 개구부에 끼워 넣어지면, CSP 고체 촬상 소자(22)의 네 군데의 모서리부를 회로 기판(37) 상의 적절한 위치로 유도하도록, 스페이서(40)에 형성되어 있는 것이다.
커넥터(39)는, 회로 기판(37)을 통해, 고체 촬상 소자(31)로부터 출력되는 화상신호를 외부로 출력한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 렌즈(92)와 CSP 고체 촬상 소자(22)로 이루어지는 촬상 소자(21)는, 촬상 장치(11)의 일부로서 기능한다.
여기서, 도 1의 촬상 장치(11)의 제조 공정에 있어서는, 렌즈(92)와 CSP 고체 촬상 소자(22)로 이루어지는 촬상 소자(21)가 회로 기판(37)에 실장된 후, 플레어(flare) 및 고스트(ghost) 대책, 및 기울기 대책을 위해, CSP 고체 촬상 소자(22)의 주변을 고정하는 고정제(43)가 도포되고, 그 후, 액츄에이터(38)나 상위층 렌즈(91)가 실장된다.
그러나, 촬상 소자(21)를 구성하는 렌즈(92) 및 CSP 고체 촬상 소자(22) 중 적어도 어느 하나에서 형상 불량이나 휘어짐이 생기는 경우, 조립된 촬상 장치(11)는 적절한 촬상을 할 수 없다. 이 때문에, 조립된 촬상 장치(11)에 사용된 액츄에이터(38)나 상위층 렌즈(91)가 소용없게 되고, 결과적으로, 수율을 저하시켜, 제조 비용이 증대된다.
이에, 본 개시에 있어서는, 이와 같이 촬상 장치(11)에 조립되기 이전 단계에서, 촬상 소자(21)의 성능을 검사하고, 적정한 촬상 소자(21)를 선별하여 촬상 장치(11)를 조립할 수 있도록 함으로써, 수율을 향상시켜, 제조 비용의 저감을 도모하는 것이다.
<<2. 제1 실시형태>>
도 2는, 본 개시의 기술을 적용한 촬상 소자 상의 렌즈 형상을 검사하는 검사 장치의 제1 실시형태의 구성예를 설명하는 도면이다.
도 2의 검사 장치(110)는, 콜리메이트 광 발광부(111), 투과 필터(112), 촬상 소자(113), 접속부(114), 기판(115), 비교부(116) 및 성능 판정부(117)를 구비하고 있다.
콜리메이트 광 발광부(111)는, 콜리메이트 광(평행광)을 도면 중의 투과 필터(112)를 향해 균일하게 발광한다.
투과 필터(112)는, 예를 들면, 도 3의 좌측부에 도시된 바와 같이, 콜리메이트 광에 대해 수직인 평면 형상의 차광면(112b)으로 이루어지는 필터이며, 차광면(112b)에 있어서의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 소정의 간격 d1으로 규칙적으로 직경 φ의 원형 구멍(112a)이 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의해, 콜리메이트 광 발광부(111)에 의해 균일하게 발광된 콜리메이트 광(CL)은, 투과 필터(112)의 평면 형상의 차광면(112b)에 대해 수직으로 조사되어, 일부가 차광면(112b)에 의해 차광되고, 다른 일부가 규칙적으로 배치된 원형 구멍(112a)을 투과함으로써, 규칙적으로 배치된 원주 형상의 콜리메이트 광(SCL)로 변환된다.
투과 필터(112)의 아래에는, 접속부(114)에 접속된 촬상 소자(113)가, 수광면이 투과 필터(112)와 평행하게 대향하는 상태로 배치되어 있다. 한편, 도 2에 있어서, 촬상 소자(113)는, 접속부(114)와는 접속되어 있지 않은 상태로 그려져 있으나, 접속부(114)와는, 물리적으로도, 전기적으로도 접속되어 있다.
촬상 소자(113)는, 도면 중 위에서부터 렌즈(121)와 CSP 고체 촬상 소자(122)가 적층되어 구성되어 있다. 촬상 소자(113)는, 렌즈(121)에 의해 집광된 광을, 광전 변환에 의해, CSP 고체 촬상 소자(122)의 촬상면에 입사한 입사광의 광량에 따른 화소 신호를 생성하여, 접속부(114) 및 기판(115)을 통해 비교부(116)로 출력한다.
한편, 도 2의 촬상 소자(113)는, 도 1의 촬상 소자(21)에 대응하는 것이며, 도 2의 렌즈(121)가 도 1에 있어서의 최하층의 렌즈(92)에 대응하고, 도 2의 CSP 고체 촬상 소자(122)가 도 1의 CSP 고체 촬상 소자(22)에 대응하는 구성이다.
접속부(114)는, 기판(115)과 전기적으로 접속되어 있고 촬상 소자(113)에 대해 전력을 공급함과 함께, 촬상 소자(113)로부터 출력되는 화소 단위의 화소 신호로 이루어지는 화상의 데이터를, 기판(115)을 통해 비교부(116)로 출력한다.
비교부(116)는, 렌즈(121)나 CSP 고체 촬상 소자(122)에 왜곡(distortion)이 없는 촬상 소자(13)로부터 콜리메이트 광(SCL)이 공급될 때 발생하는 이상적인 화소 신호로 이루어지는 화상의 데이터를 기억하고 있으며, 촬상 소자(113)로부터 공급되는 콜리메이트 광(SCL)에 의해 검출되는 화소 신호로 이루어지는 화상 데이터와 비교하여, 비교 결과를 성능 판정부(117)로 출력한다.
보다 구체적으로는, 비교부(116)는, 이상적인 화소 신호로 이루어지는 화상 데이터를 기억하고 있으며, 촬상 소자(113)로부터 공급되는 실제로 검출된 화소 신호로 이루어지는 화상 데이터와의 인접하는 화소 간의 화소값의 차분 절대값 합을 구하여 비교 결과로서 성능 판정부(17)로 출력한다.
성능 판정부(17)는, 이상적인 화소 신호로 이루어지는 화상 데이터와, 촬상 소자(13)로부터 공급되는 실제의 화소 신호로 이루어지는 화상 데이터와의 비교 결과, 즉, 촬상 소자(113)의 렌즈(121)의 형상 성능이 이상값에 가까운지 아닌지를 나타내는 화소간 차분 절대값 합에 기초하여, 접속부(114)에 접속되어 있는 촬상 소자(113)의 렌즈(121)가 적정한 성능을 갖추고 있는지 여부를 판정한다.
<성능 판정의 원리>
다음으로, 도 4를 참조하여, 상술한 도 2의 검사 장치(110)에 의해, 어떤 원리로 렌즈(121)의 성능이 판정되는지에 대해 설명한다.
예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 최하위층의 렌즈(121)가 형성된 CSP 고체 촬상 소자(122)에 대해, 규칙적으로 배열된 원통 형상의 콜리메이트 광(SCL1, SCL2)을 입사시켰을 때의, 렌즈(121) 내에서의 CSP 고체 촬상 소자(122)까지의 광로는 변화한다. 한편, 도 4의 상단은, 렌즈(121) 및 CSP 고체 촬상 소자(122)의 측면 단면도이며, 도 4의 하단은, 고체 촬상 소자(131)의 촬상면 상의 입사광의 입사 위치를 나타내고 있다. 또한, 렌즈(121)와 CSP 고체 촬상 소자(122)는, 투명한 접착제(162)에 의해 접착되어 있으며, 굴절율은 무시할 수 있는 것으로 한다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 원통 형상의 콜리메이트 광(SCL1, SCL2)은, 최하위층의 렌즈(121)에 입사되었을 때, 최하위층의 렌즈(121)의 표면 형상에 맞추어 스넬의 법칙에 의해 굴절된다.
이상적이게 규칙적으로 배열된 콜리메이트 광을, 이상적인 형상이고 CSP 고체 촬상 소자(122)와 중심이 어긋나지 않는 최하위층의 렌즈(121)와, 이상적인 휘어짐 및 왜곡이 없는 CSP 고체 촬상 소자(122)에 입사시키는, 이상적으로 촬상되는 화상이 어떻게 촬상되는지는, 최하위층의 렌즈(121) 및 글래스 기판(132)의 표면 형상과 굴절율로 산출할 수 있다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 이상적이게 규칙적으로 배열된 콜리메이트 광(SCL1, SCL2)이 각각 렌즈(121) 상의 위치(P1, P2)에서 입사하는 경우, 표면 형상에 맞추어 스넬의 법칙에 따라, 광로(Ri1, Ri2)으로 도시된 바와 같이 굴절되어, 고체 촬상 소자(31) 상의 이상 위치인 위치(Pi1, Pi2)에 입사한다.
그러나, 실제의 제조에 있어서는, 렌즈(121)의 틸트, 표면 형상 에러, 두께, 고체 촬상 소자(131)의 왜곡, 휘어짐 및 최하위층 렌즈(121)의 중심 어긋남 등에 의해 실제 입사 위치는, 이상 위치로부터 어긋난 위치가 된다. 한편, 도 4의 고체 촬상 소자(131)는, 도 1의 고체 촬상 소자(31)에 대응하는 구성이다.
즉, 도 4의 경우, 이상적인 규칙적으로 배열된 콜리메이트 광(SCL1, SCL2)이 각각 렌즈(121) 상의 위치(P1, P2)에서 입사되는 경우, 틸트, 표면 형상 에러, 두께, 고체 촬상 소자(131)의 왜곡, 휘어짐 및 최하위층 렌즈(121)의 중심 어긋남에 의해, 광로(Rr1, Rr2)로 도시된 바와 같이 굴절되어, 고체 촬상 소자(131) 상의 실제 입사 위치는 이상 위치로부터 어긋난 위치(Pr1, Pr2)로 입사한다.
따라서, 고체 촬상 소자(131) 상에서의 이상 위치(Pi1, Pi2)와 실제 입사 위치(Pr1, Rr2)와의 차이는, 각각 어긋남량(dif1, dif2)으로 나타난다. 이 어긋남량(dif1, dif2)이 소정의 허용량을 넘으면, 고체 촬상 소자(31)에 의해 촬상되는 화상에는 큰 왜곡이 생겨, 사용할 수 없는 불량품이 된다.
도 2의 검사 장치(110)는, 도 4에 도시된 규칙적으로 배치된 원통 형상의 콜리메이트 광을 CSP 고체 촬상 소자(122)로 수광하여, 화상으로서 촬상하고, 촬상된 실제 화상 데이터와 이상 화상 데이터와의, 예를 들면, 화소 간 차분 절대값 합을 계산하여, 소정의 임계값과의 비교에 의해, 성능을 검사한다.
즉, 렌즈(121)에 생긴, 틸트, 표면 형상 에러, 두께, 고체 촬상 소자(131)의 왜곡, 휘어짐 및 최하위층 렌즈(121)의 중심 어긋남이 실용적으로 사용할 수 있을 정도로 작으면, 실제 화상 데이터와 이상 화상 데이터와의 화소 간 차분 절대값 합은, 소정값보다 작게 된다. 이에 의해, 성능 판정부(117)는, 화소 간 차분 절대값 합이 소정값보다 작으면, 검사 대상이 되는 촬상 소자(113)가 양품이라고 판정할 수 있고, 소정값보다 크면 불량품이라고 판정할 수 있다. 결과적으로, 검사 대상이 되는 촬상 소자(113)가 불량품인지 아닌지에 기초한 촬상 소자(113)의 검사가 실현된다.
한편, 규칙적으로 배치된 원통 형상의 콜리메이트 광을 CSP 고체 촬상 소자(122)에 촬상시킨 화상을 비교에 사용하는 것은, 예를 들면, 전체가 균일한 콜리메이트 광을 사용하면, 다른 광로로부터의 광이 이상 위치로 들어올 우려가 있어, 광로 어긋남의 유무를 확인할 수 없기 때문이다.
이 때문에, 도 2의 투과 필터(112)의 원형 구멍(112a)의 직경 φ는, 이론적으로는 화소 사이즈 이상이면 되고, 투과 필터(112)의 원형 구멍(112a)의 간격(d1)도 이론적으로는 화소 사이즈 이상이면 된다. 나아가, 투과 필터(112)의 원형 구멍(112a)의 배치 밀도도, 상술한 원형 구멍(112a)의 사이즈나 간격이 유지되는 한, 다양한 것이어도 된다. 단, 원형 구멍(112a)의 배치 밀도에 대해서는, 렌즈(121)의 전체면 상태를 확인하기 위해, CSP 고체 촬상 소자(122)의 유효 화소영역에 대해 충분히 넓고 고르게형성되는 것이 바람직하다.
<검사 처리>
다음으로, 도 5의 순서도를 참조하여, 도 2의 검사 장치(110)에 의한 검사 처리에 대해서 설명한다.
스텝(S11)에 있어서, 콜리메이트 광 발광부(111)는, 투과 필터(112)에 대해 수직 방향으로 콜리메이트 광을 발광한다.
스텝(S12)에 있어서, 콜리메이트 광 발광부(111)로부터 투광된 콜리메이트 광은, 일부가 투과 필터(112)의 규칙적으로 배치된 원형 구멍(112a)을 투과하고, 그 밖의 일부가 차광면(112b)에 의해 차광된다. 이 결과, 규칙적으로 배치된 원주 형상의 콜리메이트 광이 투과 필터(112)에 대해 수직 방향으로 형성된다.
스텝(S13)에 있어서, 규칙적으로 배치된 원통 형상의 콜리메이트 광이 렌즈(121)를 투과하여, CSP 고체 촬상 소자(122)의 촬상면에 수광된다.
스텝(S14)에 있어서, CSP 고체 촬상 소자(122)는, 규칙적으로 배치된 원주 형상의 콜리메이트 광을 수광하여, 광량에 따른 화소 신호로 이루어지는 화상을 촬상하고, 비교부(116)로 출력한다.
스텝(S15)에 있어서, 비교부(116)는, CSP 고체 촬상 소자(122)에 의해 촬상된 화상인 실제 화상 데이터와, 이상적인 형상의 렌즈(121)를 이용하였을 경우에 촬상되는 이상 화상 데이터와의 상호 대응하는 화소 간의 화소값의 차분 합(화소 간 차분 절대값 합)을, 실제 화상과 이상 화상과의 각 화소의 어긋남량 정도를 나타내는 값으로 구하고, 성능 판정부(117)로 출력한다.
스텝(S16)에 있어서, 성능 판정부(117)는, CSP 고체 촬상 소자(122)에 의해 촬상된 화상인 실제 화상과, 이상적인 형상의 렌즈(121)를 사용한 경우 촬상되는 이상 화상과의 각 화소의 어긋남량 정도를 나타내는 화소 간 차분 절대값 합과 소정의 임계값과의 크기를 비교함으로써, 성능을 판정하여, 불량품인지 아닌지를 검사한다.
이상과 같은 처리로, 비교적 간이한 구성에 의해, 렌즈(121)가 탑재된 촬상 소자(113)의 성능이 판정되고, 판정 결과에 기초하여 촬상 소자(113)의 불량 유무를 검사하는 것이 가능해진다.
이에 의해, 촬상 장치(11)로 조립되기 전의 단계에서, 촬상 소자(113)의 성능을 판정하여, 불량품인지 아닌지를 검사할 수 있으므로, 불량품이 아닌 양품으로 이루어지는 적정한 촬상 소자(113)를 선별하여 촬상 장치(11)를 조립하는 것이 가능해진다.
결과적으로, 불량한 촬상 소자(113)가 촬상 장치(11)에 탑재되는 것이 저감되기 때문에, 촬상 장치(11)의 제조 수율을 향상시켜, 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
한편, 화소 간 차분 절대값 합과 비교하는 소정의 임계값은, 복수의 등급(grade)에 대응하는 복수의 임계값을 설정하여, 성능을 복수의 등급으로 나누도록 판정하게 하여도 되며, 이 경우, 소정의 등급 이상으로 판정된 성능을 가지는 촬상 소자만을 촬상 장치의 조립에 사용하도록 하여도 된다. 특히 고정밀도의 촬상 장치가 필요할 경우, 가장 등급이 높은 촬상 소자를 채용하도록 하여도 된다.
또한, CSP 고체 촬상 소자(122)에 의해 촬상된 화상인 실제 화상 데이터와, 이상적인 형상의 렌즈(121)를 이용했을 경우에 촬상되는 이상 화상 데이터와의 비교는, 상술한 화소 간 차분 절대값 합 이외의 값을 사용하여도 되고, 화소 간 차분 평균값, 화소 간의 화소값의 비 평균값, 블록 단위에서의 화소값의 차분이나 비 등을 임계값과 비교하도록 하여도 된다.
<<3. 제1 실시형태의 제1 변형예>>
이상에서는, 투과 필터(112)에 관하여, 차광면(112b)에서의 수평 방향 및 수직 방향에 대해 소정 간격으로 규칙적으로 원형 구멍(112a)이 형성되는 구성예에 대해 설명하였다. 그러나, CSP 고체 촬상 소자(122)에 대하여, 전체면 중 일부에 콜리메이트 광이 투과하고, 다른 일부에 콜리메이트 광이 투과하지 않는 상태로 할 수 있으면 된다. 따라서, 투과 필터(112)에 형성되는 구멍부는, 규칙적으로 배치되고 있으면, 원형 구멍(112a)과 같은 원형이 아니어도 되며, 원형 이외의 예를 들면, 사각 형상, 삼각 형상 등의 구멍부에 의해 형성되어도 되고, 모든 구멍부의 형상이 동일하지 않아도 된다. 나아가, 구멍부와 차광면의 배치는, 반전되도록 하여도 되는바, 예를 들면, 도 3의 투과 필터(112)는, 원칙적으로 구멍부로서 형성되고, 그 안에 원형 형상의 차광면(112b)을 규칙적으로 배치하도록 하여도 된다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 격자 형상으로(수평 방향 및 수직 방향의 직선 형상으로) 폭(d2)의 구멍부(콜리메이트 광을 투과시키는 부위)가 형성되고, 수평 방향 사이즈(L1) x 수직 방향 사이즈(L2)의 사각 형상으로 차광면(112b)이 형성되도록 하여도 된다. 즉, 구멍부는, 직선 형상의 것이어도 된다.
<<4. 제1 실시형태의 제2 변형예>>
이상에서는, CSP 고체 촬상 소자(122)의 고체 촬상 소자(31)의 촬상 영역의 전체면에 의해 수광되는 화소 신호로 이루어지는 화상을 실제 화상으로 하고, 이상 화상과의 데이터의 화소 간 차분 절대값 합을 구함으로써, 렌즈(121)의 성능을 판정하는 예에 대해서 설명하였다.
그러나, 도 7의 좌측부에 도시된 바와 같이, 플레어 저감을 위해, 최하위층의 렌즈(121)를 탑재한 CSP 고체 촬상 소자(122)의 주위에 검은색 수지 등의 광 흡수재로 이루어지는 고정제(143)가 매립될 경우, 최하위층의 렌즈(121)에 의해 집광되는 광의 광로(L111)로 도시된 바와 같이, CSP 고체 촬상 소자(122)에 입사하는 입사광이 유효 화소 영역(Z101) 이외의 영역으로 이루어지는 마스크 에리어(Z102)를 덮도록, 고정제(143)가 매립되고 있다(도포되고 있다).
즉, 유효 화소 영역(Z101)에 입사되는 최하위층의 렌즈(121)로부터의 광은, CSP 고체 촬상 소자(122)의 유효 화소 영역(Z101)의 화소에 대해 외측부터 예각으로 입사되는 것이 일반적이며, 이에 의해 플레어 현상이 발생할 우려가 있다. 이에, 최하위층의 렌즈(121)의 외주부인 마스크 에리어(Z102)에는, 일반적으로, 도 7의 좌측부에서 도시된 바와 같이, 검은색 수지 등의 광 흡수재로 이루어지는 고정제(143)가 매립되어 있다(도포되어 있다).
이러한 구성에 의해, 규칙적으로 배치된 원주 형상의 콜리메이트 광(SCL)은, 도 7의 우측부에 도시된 바와 같이, CSP 고체 촬상 소자(122)에 있어서의 촬상면 내의 유효 화소 영역(Z101)에서, 마스크 에리어(Z102)와 겹치는 부분을 제외한 영역인, 유효 광학 영역(Z103) 내에서 수광된다. 이에 대해, 유효 광학 영역(Z103) 이외의 마스크 에리어(Z102)와 같은 폭의 CSP 고체 촬상 소자(122)의 촬상면 내의 영역에서는, 불감대 영역으로 되어, 도면 중 점선으로 둘러싸인 범위의 콜리메이트 광(SCL)이 수광되지 않는다.
여기서, 유효 광학 영역(Z103)은, 상위층 렌즈(91)와 최하위층 렌즈(121)의 구성으로부터 계산에 의해 구하는 것이 가능하다. 즉, CSP 고체 촬상 소자(122)에서 CSP 고체 촬상 소자(122)의 촬상면 내의 불감대 영역이 되는, 마스크 에리어(Z102)와 폭이 같은 영역도, 유효 광학 영역(Z103)으로부터 구하는 것이 가능하다.
따라서, 비교부(116)는, CSP 고체 촬상 소자(122)를 구성하는 고체 촬상 소자(131)에 의해 촬상된 화상 중, 유효 광학 영역(Z103) 내의 화상만을 실제 화상으로서 이상 화상과 비교하도록 하여도 된다.
이와 같이 함으로써, 실제 화상과 이상 화상의 화소 간 차분 절대값 합의 계산량을 저감시키는 것이 가능하게 되어, 처리 속도를 향상시키는 것이 가능해진다.
<<5. 제1 실시형태의 제3 변형예>>
이상에서는, 렌즈(121)가 CSP 고체 촬상 소자(122) 상에 탑재된 촬상 소자(113)를 전용의 접속부(114)에 접속하고, 기판(115)을 통해 화상을 비교부(116)로 출력하고 있었으나, 촬상 소자(113)를 회로 기판(211) 상의 스페이서(211a)에 끼워 넣어 탑재하고, 회로 기판(211)과 전기적으로 접속한 후에, 회로 기판(211)으로부터 커넥터(21lb)를 거쳐 기판(115)의 커넥터(115a)로부터 비교부(116)로 출력하여도 된다.
도 8은, 촬상 소자(113)를 회로 기판(211) 상의 스페이서(211a)에 끼워 넣어 탑재하고, 회로 기판(211)과 전기적으로 접속한 후, 회로 기판(211)으로부터 커넥터(21lb)를 거쳐 기판(115)의 커넥터(115a)로부터 비교부(116)로 출력하도록 한 검사 장치(110)의 구성예이다. 한편, 도 8에 있어서, 도 2의 구성과 동일한 기능을 갖춘 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 적절히 설명을 생략한다.
즉, 도 8의 검사 장치(110)에 있어서는, 도 1의 회로 기판(37) 상에 설치된 스페이서(40)에 촬상 소자(21)가 탑재되도록, 촬상 소자(113)가 회로 기판(211) 상에 설치된 스페이서(211a)에 끼워 넣어 회로 기판(211)과 전기적으로 접속되고 있다. 또한, 회로 기판(211)의 커넥터(21lb)가, 기판(115)에 설치된 커넥터(115a)와 전기적으로 접속되어 있다.
도 8의 촬상 소자(113)과 회로 기판(211)의 구성은, 도 1을 참조하여 설명한 촬상 장치(11)를 제조하는 공정에 있어서의, 상위층 렌즈(91)를 구비한 액츄에이터(38)를 마운트하기 전의 상태에 상당하는 구성이다.
이와 같이, 촬상 장치(11)를 제조하는 공정에 있어서의, 상위층 렌즈(91)를 구비한 액츄에이터(38)를 마운트하기 전의 구성에 의해, 촬상 소자(113)를 구성하는 CSP 고체 촬상 소자(122)에 의해 촬상된 화상은, 전기적으로 접속된 회로 기판(211), 커넥터(21lb, 115a) 및 기판(115)을 거쳐 비교부(116)로 출력된다.
결과적으로, 접속부(114)와 같은 특별한 구성을 필요로 하지 않고, 촬상 장치(11)의 제조 공정에 있어서의 일부의 구성을 이용하여, 도 2의 검사 장치(110)와 마찬가지로, 촬상 소자(113)의 성능을 검사할 수 있다.
<<6. 제1 실시형태의 제4 변형예>>
이상에 있어서는, 촬상 소자(113)에 사용되는 최하위층의 렌즈(121)가 한 장일 때의 예에 대해서 설명하였으나, 렌즈 간의 경계에서의 굴절율이 무시할 수 있을 정도로 작은 구성이라면, 최하위층 렌즈(121)는, 복수의 매수이어도 된다.
도 9은, 최하위층의 렌즈(121)가, 렌즈 간의 경계에서의 굴절율을 무시할 수 있을 정도로 작은, 복수의 렌즈로 이루어지는 구성인 경우의 검사 장치(110)의 구성예를 나타내고 있다.
한편, 도 9의 검사 장치(110)에 있어서, 도 8의 검사 장치(110)에 있어서의 구성과 동일한 기능을 갖춘 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고 , 그 설명은 적절히 생략한다.
즉, 도 9의 검사 장치(110)에 있어서는, 촬상 소자(113) 대신에, 촬상 소자(231)가 설치되어 있다. 촬상 소자(231)는, 촬상 소자(113)에 있어서의 최하층의 렌즈(121)의 매수가 2장으로 되어 있다. 렌즈(121)를 구성하는 복수의 렌즈는, 예를 들면, 투명한 접착제에 의해 접착되어 있고, 이에 의해 렌즈 간의 경계에 있어서 굴절율을 무시할 수 있을 정도로 작게 할 수 있다.
한편, 도 9에 있어서는, 렌즈(121)가 2장인 예에 대해 도시되어 있으나, 렌즈 간의 경계에서의 굴절율이 무시할 수 있을 정도로 작은 한에 있어서는, 렌즈(121)는, 3장 이상이어도 된다.
이상과 같은 구성에 의해, 복수의 렌즈로 이루어지는 최하위층의 렌즈(121)를 CSP 고체 촬상 소자(122) 상에 탑재한 촬상 소자(231)이더라도, 성능을 검사하는 것이 가능해진다.
<<7. 제2 실시형태>>
이상에서는, 렌즈(121)가 CSP 고체 촬상 소자(122) 상에 탑재되어 있는 촬상 소자(113)의 성능을 검사하는 예에 대해서 설명하였으나, 렌즈(121)가 탑재되어 있지 않은 CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 이루어지는 촬상 소자(113)의 성능을 검사하도록 하여도 된다.
도 10은, 렌즈(121)가 탑재되어 있지 않는 CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 이루어지는 촬상 소자(113’)의 성능을 검사하는 검사 장치(110)의 구성예가 도시되어 있다.
도 10의 검사 장치(110)에 있어서, 도 2의 검사 장치(110)와 다른 점은, 렌즈(121)가 CSP 고체 촬상 소자(122) 상에 탑재된 촬상 소자(113) 대신에, 촬상 소자(113)에 렌즈(121)가 탑재되어 있지 않고, CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 구성되어 있는 촬상 소자(113’)가 설치되어 있다.
즉, 도 10의 검사 장치(110)는, 장치 그 자체의 구성은 도 2의 검사 장치(110)와 동일하다.
<CSP 고체 촬상 소자만으로 이루어지는 촬상 소자의 검사 원리>
예를 들면, 도 10의 검사 장치(110)의 검사 대상이 되는 CSP 고체 촬상 소자(122) 만으로 이루어지는 촬상 소자(113’)에 휘어짐이나 왜곡이 생기지 않은 경우, 도 11의 상단에 도시된 바와 같이, 규칙적으로 배치된 원주 형상의 실선 화살표로 도시한 콜리메이트 광(SCL)이 촬상 소자(113’)의 도면 중 위쪽에서부터 입사할 경우, CSP 고체 촬상 소자(122)의 전면에 설치된 글래스 기판(132)(도 1의 글래스 기판(32)에 상당) 내에서, 점선의 화살표(R101)로 도시된 바와 같이, 굴절하지 않고 바로 고체 촬상 소자(131)(의 표면의 투명한 접착제(161))에 입사한다.
따라서, 도 11의 상단에 도시된 바와 같이, 촬상 소자(113’)에 휘어짐이나 왜곡이 없으면, CSP 고체 촬상 소자(122)에 의해 촬상되는 화상에는, 왜곡 등이 생기지 않는다.
이에 대해, 촬상 소자(113’)의 중심 부분이 도면 중 위쪽으로 튀어나오도록 휘어짐이나 왜곡이 생긴 경우, 도 11의 중단에 도시된 바와 같이, 실선의 화살표로 도시된 콜리메이트 광(SCL)이, 촬상 소자(113’)의 도면 중 위쪽에서부터 입사할 경우, CSP 고체 촬상 소자(122)의 전면에 설치된 글래스 기판(132)(도 1의 글래스 기판(32)에 상당) 내에서, 점선의 화살표(R101)로 도시된 바와 같이, 굴절하고, 고체 촬상 소자(131)(의 표면의 투명한 접착제(161))의 중심으로부터 외측의 위치일수록, 외측을 향해 경사 방향으로 고체 촬상 소자(131)에 입사한다.
즉, 도 11의 중단에 도시된 바와 같이, 촬상 소자(113’)의 중심이 도면 중의 위쪽으로 휘어져 있을 경우, CSP 고체 촬상 소자(122)에 의해 촬상되는 화상에 왜곡 등이 생길 우려가 있다.
또한, 촬상 소자(113’)의 중심 부분이 도면 중의 아래쪽으로 튀어나오도록 휘어짐이나 왜곡이 생긴 경우, 도 11의 하단에 도시된 바와 같이, 실선의 화살표에 도시된 콜리메이트 광(SCL)이 촬상 소자(113’)의 도면 중의 위쪽에서부터 입사할 경우, CSP 고체 촬상 소자(122)의 전면에 설치된 글래스 기판(132)(도 1의 글래스 기판(32)에 상당) 내에서, 점선의 화살표(R101)로 도시된 바와 같이, 굴절하여, 고체 촬상 소자(131)(의 표면의 투명한 접착제(161))의 중심으로부터 외측의 위치일수록, 중심 방향을 향해 경사 방향으로 고체 촬상 소자(131)에 입사한다.
즉, 도 11의 하단에 도시된 바와 같이, 촬상 소자(113’)의 중심이 도면 중 아래쪽으로 휘어져 있을 경우에 있어서도, CSP 고체 촬상 소자(122)에 의해 촬상되는 화상에 왜곡 등이 생길 우려가 있다.
즉, 도 11의 상단에 도시된 바와 같이 왜곡이나 휘어짐이 없는 상태에 있어서 CSP 고체 촬상 소자(122)의 고체 촬상 소자(131)에 의해 촬상되는 화상을 이상 화상으로 하고, 현실의 CSP 고체 촬상 소자(122)의 고체 촬상 소자(131)에 의해 촬상되는 화상을 실제 화상으로 하여, 양자의 데이터 화소 간 차분 절대값를 구하고, 임계값과 비교함으로써, 성능을 검사할 수 있다.
결과적으로, 도 2에 있어서의 검사 장치(110)와 마찬가지로, 도 10의 검사 장치(110)에 도시된 바와 같이, 렌즈(121)와 CSP 고체 촬상 소자(122)로 이루어지는 촬상 소자(113) 대신에, 렌즈(121)가 탑재되지 않은 CSP 고체 촬상 소자(122) 만으로 이루어지는 촬상 소자(113’)를 탑재하는 것 만으로, CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 이루어지는 촬상 소자(113’)(CSP 고체 촬상 소자(122)만)의 성능을 검사할 수 있다.
한편, 도 10의 검사 장치(110)에 의한 검사 처리는, 도 2의 검사 장치(110)와 같기 때문에, 그 설명은 생략한다.
<<8. 제2 실시형태의 변형예>>
이상에서는, CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 이루어지는 촬상 소자(113’)를 전용의 접속부(114)에 접속하고, 기판(115)을 거쳐 화상을 비교부(116)로 출력하고 있었으나, 촬상 소자(113’)를 회로 기판(211) 상의 스페이서(211a)에 끼워 넣어 탑재하고, 회로 기판(211)과 전기적으로 접속한 후, 회로 기판(211)으로부터 커넥터(21lb)를 거쳐 기판(115)의 커넥터(115a)로부터 비교부(116)로 출력하여도 된다.
도 12는, CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 이루어지는 촬상 소자(113’)를 회로 기판(211) 상의 스페이서(211a)에 끼워 넣어 탑재하고, 회로 기판(211)과 전기적으로 접속한 후, 회로 기판(211)으로부터 커넥터(21lb)를 거쳐 기판(115)의 커넥터(115a)로부터 비교부(116)로 출력하도록 한 검사 장치(110)의 구성예이다.
한편, 도 12의 검사 장치(110)에 관하여는, 렌즈(121)가 CSP 고체 촬상 소자(122) 상에 탑재된 촬상 소자(113)를 대신하여, CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 이루어지는 촬상 소자(113’)를 검사 대상으로 하고 있는 점 이외에는, 도 8의 검사 장치(110)와 같기 때문에, 그 설명은 생략하는 것으로 한다.
<<9. CSP 고체 촬상 소자의 구성에 대하여>>
CSP 고체 촬상 소자(122)의 구성 중, 접속부(114) 및 회로 기판(211)과의 접속 부위에 관하여는, 도 13의 좌측 상부에서 도시된 BGA(Ball Grid Array) 단자(251), 또는, 도 13의 우측 상부에서 도시된 LGA(Land Grid Array) 단자(261) 중 어떠한 구성이어도 된다.
또한, CSP 고체 촬상 소자(122)의 구성 중, 글래스 기판(132)에 관하여는, 도 13의 좌측 하부 및 우측 하부에 도시된 바와 같이, 주위에 프레임(132a)를 설치하고, 고체 촬상 소자(131)와 글래스 기판(132)의 사이에 캐비티(281)가 설치되는 구성으로 하여도 된다.
어떠한 접속 부위의 구성이더라도, 상술한 구성에 의해, 렌즈(121)가 CSP 고체 촬상 소자(122) 상에 탑재된 촬상 소자(113), 또는, CSP 고체 촬상 소자(122)만으로 이루어지는 촬상 소자(113’) 중 어느 것의 성능도 검사하는 것이 가능해진다.
<<10. 소프트웨어에 의해 실행시키는 예>>
한편, 상술한 일련의 처리는, 하드웨어에 의해 실행시킬 수도 있으나, 소프트웨어에 의해 실행시킬 수도 있다. 일련의 처리를 소프트웨어에 의해 실행시킬 경우에는, 그 소프트웨어를 구성하는 프로그램이, 전용 하드웨어로 빌트인되어 있는 컴퓨터, 또는, 각종의 프로그램을 인스톨함으로써 각종 기능을 실행하는 것이 가능한, 예를 들면 범용의 퍼스널컴퓨터 등에, 기록 매체로부터 인스톨된다.
도 14은, 범용의 퍼스널컴퓨터의 구성예를 나타내고 있다. 이 퍼스널컴퓨터는, CPU(Central Processing Unit)(1001)를 내장하고 있다. CPU(1001)에는 버스(1004)를 통해, 입출력 인터페이스(1005)가 접속되어 있다. 버스(1004)에는, ROM(Read Only Memory)(1002) 및 RAM(Random Access Memory)(1003)이 접속되어 있다.
입출력 인터페이스(1005)에는, 사용자가 조작 커맨드를 입력하는 키보드, 마우스 등의 입력 디바이스로 이루어지는 입력부(1006), 처리 조작 화면이나 처리 결과의 화상을 표시 디바이스로 출력하는 출력부(1007), 프로그램이나 각종 데이터를 저장하는 하드디스크 드라이브 등으로 이루어지는 기억부(1008), LAN(Local Area Network) 어댑터 등으로 이루어지고, 인터넷으로 대표되는 네트워크를 통한 통신 처리를 실행하는 통신부(1009)가 접속되어 있다. 또한, 자기 디스크(플렉시블 디스크를 포함함), 광 디스크(CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory), DVD(Digital Versatile Disc)을 포함함), 광 자기 디스크(MD(Mini Disc)를 포함함), 또는 반도체 메모리 등의 리무버블(removable) 미디어(1011)에 대해 데이터를 읽고 쓰기하는 드라이브(1010)가 접속되어 있다.
CPU(1001)는, ROM(1002)에 기억되어 있는 프로그램, 또는 자기 디스크, 광 디스크, 광 자기 디스크, 또는 반도체 메모리 등의 리무버블 미디어(1011)로부터 판독되어 기억부(1008)에 인스톨되고, 기억부(1008)로부터 RAM(1003)으로 로드된 프로그램에 따라 각종 처리를 실행한다. RAM(1003)에는 또한, CPU(1001)가 각종 처리를 실행함에 있어 필요한 데이터 등도 적절하게 기억된다.
이상과 같이 구성되는 컴퓨터에는, CPU(1001)가, 예를 들면, 기억부(1008)에 기억되어 있는 프로그램을, 입출력 인터페이스(1005) 및 버스(1004)를 거쳐, RAM(1003)에 로드하여 실행함으로써, 상술한 일련의 처리가 행하여진다.
컴퓨터(CPU(1001))가 실행하는 프로그램은, 예를 들면, 패키지 미디어 등으로서의 리무버블 미디어(1011)에 기록하여 제공할 수 있다. 또한, 프로그램은, 로컬 에리어 네트워크, 인터넷, 디지털 위성방송과 같은, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통해 제공할 수 있다.
컴퓨터에서는, 프로그램은, 리무버블 미디어(1011)를 드라이브(1010)에 장착함으로써, 입출력 인터페이스(1005)을 통해, 기억부(1008)로 인스톨할 수 있다. 또한, 프로그램은, 유선 또는 무선의 전송 매체를 통해, 통신부(1009)에서 수신하고, 기억부(1008)에 인스톨할 수 있다. 그 밖에, 프로그램은, ROM(1002)이나 기억부(1008)에, 미리 인스톨해 둘 수 있다.
한편, 컴퓨터가 실행하는 프로그램은, 본 명세서에서 설명하는 순서에 따라 시계열로 처리가 행하여지는 프로그램이어도 되고, 병렬로, 또는 호출을 행해졌을 때 등의 필요한 타이밍에서 처리가 행하여지는 프로그램이어도 된다.
한편, 비교부(116) 및 성능 판정부(117)가, 도 14의 퍼스널컴퓨터의 CPU(1001)에 대응하는 것이다.
또한, 본 명세서에 있어서, 시스템이란, 복수의 구성 요소(장치, 모듈(부품) 등)의 집합을 의미하며, 모든 구성요소가 동일 케이스 중에 있는지 아닌지는 묻지 않는다. 따라서, 별개의 케이스에 수납되어, 네트워크를 거쳐 접속되어 있는 복수의 장치 및 하나의 케이스 안에 복수의 모듈이 수납되어 있는 하나의 장치는, 모두, 시스템이다.
한편, 본 개시의 실시형태는, 상술한 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경이 가능하다.
예를 들면, 본 개시는, 하나의 기능을 네트워크를 거쳐 복수의 장치에서 분담, 공동으로 처리하는 클라우드 컴퓨팅의 구성을 취할 수 있다.
또한, 상술한 순서도에서 설명한 각 스텝은, 하나의 장치에서 실행하는 것 외에도, 복수의 장치에서 분담하여 실행할 수 있다.
나아가, 하나의 스텝에 복수의 처리가 포함되는 경우에는, 그 하나의 스텝에 포함되는 복수의 처리는, 하나의 장치에서 실행하는 것 외에도, 복수의 장치에서 분담해서 실행할 수 있다.
한편, 본 개시는, 이하와 같은 구성도 취할 수 있다.
<1> 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생부와,
상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 필터와,
상기 투과 필터에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자와,
상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부를 포함하는 검사 장치.
<2> 상기 투과 필터는, 차광면으로 이루어지는 평면을 갖고, 상기 차광면 상에 규칙적으로 배치된 상기 콜리메이트 광을 투과시키는 구멍부가 설치되어 있는 <1>에 기재된 검사 장치.
<3> 상기 투과 필터는, 상기 차광면으로 이루어지는 평면 상에 원 형상, 사각 형상 또는 삼각 형상의 복수의 구멍부를 가지는 <2>에 기재된 검사 장치.
<4> 상기 투과 필터는, 상기 차광면으로 이루어지는 평면 상에 직선 형상 또는 격자 형상의 구멍부를 가지는 <2>에 기재된 검사 장치.
<5> 상기 촬상 소자는, 입사광의 광량에 따른 화소 신호로 이루어지는 화상을 촬상하는 CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자와, 상기 CSP 고체 촬상 소자에 상기 입사광을 집광하는 렌즈로 이루어지는 <1> 내지 <4> 중 어느 어느 하나에 기재된 검사 장치.
<6> 상기 렌즈는, 수광한 광을 집광하는 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈 군의 일부로 이루어지고, 상기 촬상 소자의 앞단이면서 또한 상기 렌즈 군의 일부인 상위층 렌즈보다 상기 촬상 소자에 가까운 위치에 배치되는, 상기 렌즈 군의 상기 일부와 상이한 다른 일부인 하위층 렌즈인 <5> 에 기재된 검사 장치.
<7> 상기 하위층 렌즈는, 복수의 렌즈로 구성되는 <6>에 기재된 검사 장치.
<8> 광을 흡수하는 기능을 가지고, 상기 촬상 소자의 측면 및 상기 렌즈의 외주부를 덮도록 설치된 광 흡수재를 더 포함하며,
　상기 검사부는, 상기 광 흡수재에 의해 외주부가 일부 덮힌, 상기 렌즈에 의해 집광됨으로써 생기는 상기 촬상 소자 상의 불감대 영역 이외의 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 <5>에 기재된 검사 장치.
<9> 상기 촬상 소자는, 입사광의 광량에 따른 화소 신호로 이루어지는 화상을 촬상하는 CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자로 이루어지는 <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 검사 장치.
<10> 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 차분을 산출하는 산출부를 더 포함하며,
상기 검사부는, 상기 산출부에 의해 산출된 차분과 소정의 임계값과의 비교에 의해 상기 촬상 소자를 검사하는 <1> 내지 <9> 중 어느 하나에 기재된 검사 장치.
<11> 상기 산출부는, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 화소 간의 화소값의 차분 절대값 합을 산출하는 <10>에 기재된 검사 장치.
<12> 상기 촬상 소자와 접속되고, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화소 신호로 이루어지는 화상을 상기 검사부로 출력하는 접속부를 더 포함하는 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 기재된 검사 장치.
<13> 상기 촬상 소자는, 촬상 장치의 회로 기판과 접속되고,
상기 촬상 소자가 의해 촬상된 화소 신호로 이루어지는 화상은, 상기 회로 기판으로부터 상기 검사부로 출력되는 <1> 내지 <11> 중 어느 하나에 기재된 검사 장치.
<14> 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생 처리와,
상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 처리와,
상기 투과 처리에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사 처리를 포함하는 검사 방법.
<15> 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생부와,
상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 필터와,
상기 투과 필터에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자와,
상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부를 포함하는 검사 장치를 제어하는 컴퓨터를,
상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부로서 기능시키는 프로그램.
110: 검사 장치
111: 콜리메이트 광 발광부
112: 투과 필터
113, 113’: 촬상 소자
114: 접속부
115: 기판
115a: 커넥터
116: 비교부
117: 성능 판정부
121: 렌즈
122: CSP 고체 촬상 소자
132: 글래스 기판
143: 고정 재료
221: 회로 기판
221a: 스페이서
22lb: 커넥터
231: 렌즈

Claims (15)

  1. 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생부와,
    상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 필터와,
    상기 투과 필터에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부를 포함하는 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투과 필터는, 차광면으로 이루어지는 평면을 갖고, 상기 차광면 상에 규칙적으로 배치된 상기 콜리메이트 광을 투과시키는 구멍부가 설치되어 있는 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 투과 필터는, 상기 차광면으로 이루어지는 평면 상에 원 형상, 사각 형상 또는 삼각 형상의 복수의 구멍부를 가지는 검사 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 투과 필터는, 상기 차광면으로 이루어지는 평면 상에 직선 형상 또는 격자 형상의 구멍부를 가지는 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 소자는, 입사광의 광량에 따른 화소 신호로 이루어지는 화상을 촬상하는 CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자와, 상기 CSP 고체 촬상 소자에 상기 입사광을 집광하는 렌즈로 이루어지는 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 렌즈는, 수광한 광을 집광하는 복수의 렌즈로 이루어지는 렌즈 군의 일부로 이루어지고, 상기 촬상 소자의 앞단이면서 또한 상기 렌즈 군의 일부인 상위층 렌즈보다 상기 촬상 소자에 가까운 위치에 배치되는, 상기 렌즈 군의 상기 일부와 상이한 다른 일부인 하위층 렌즈인 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하위층 렌즈는, 복수의 렌즈로 구성되는 검사 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    광을 흡수하는 기능을 가지고, 상기 촬상 소자의 측면 및 상기 렌즈의 외주부를 덮도록 설치되는 광 흡수재를 더 포함하고,
    상기 검사부는, 상기 광 흡수재에 의해 외주부가 일부 덮힌, 상기 렌즈에 의해 집광됨으로써 생기는 상기 촬상 소자 상의 불감대 영역 이외의 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 소자는, 입사광의 광량에 따른 화소 신호로 이루어지는 화상을 촬상하는 CSP(Chip Size Package) 고체 촬상 소자로 이루어지는 검사 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 차분을 산출하는 산출부를 더 포함하고,
    상기 검사부는, 상기 산출부에 의해 산출된 차분과 소정의 임계값과의 비교에 의해 상기 촬상 소자를 검사하는 검사 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 화소 간의 화소값의 차분 절대값 합을 산출하는 검사 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 소자와 접속되고, 상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화소 신호로 이루어지는 화상을 상기 검사부로 출력하는 접속부를 더 포함하는 검사 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 소자는, 촬상 장치의 회로 기판과 접속되고,
    상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화소 신호로 이루어지는 화상은, 상기 회로 기판으로부터 상기 검사부로 출력되는 검사 장치.
  14. 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생 처리와,
    상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 처리와,
    상기 투과 처리에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사 처리를 포함하는 검사 방법.
  15. 콜리메이트 광을 발생하는 콜리메이트 광 발생부와,
    상기 콜리메이트 광의 일부를 투과하고, 상기 일부와는 상이한 다른 일부를 차광하는 투과 필터와,
    상기 투과 필터에 의해 투과된 일부의 콜리메이트 광으로 이루어지는 화상을 촬상하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부를 포함하는 검사 장치를 제어하는 컴퓨터를,
    상기 촬상 소자에 의해 촬상된 화상과, 이상적인 촬상 소자에 의해 촬상되는 이상 화상과의 비교에 의해, 상기 촬상 소자를 검사하는 검사부로서 기능시키는 프로그램.
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