(57)【要約】【課題】  撮像素子の検査時間を短縮できる照明装置および検査装置を提供する。【解決手段】  光源１１からの光を各画素ごとに変調して射出する画像形成素子（液晶パネル１４〜１６）と、画像形成素子の各画素から射出される光を検査対象の撮像素子に照射する照射手段１８と、撮像素子の検査用の画像データに基づいて画像形成素子の各画素を制御する制御手段２１とを備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を各画素ごとに変調して射出する画像形成素子と、
前記画像形成素子の各画素から射出される光を検査対象の撮像素子に照射する照射手段と、
前記撮像素子の検査用の画像データに基づいて前記画像形成素子の各画素を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載の照明装置において、
前記画像形成素子は、液晶パネルである
ことを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の照明装置において、
複数の前記画像形成素子と、
前記光源からの光を複数の色成分に分解して各色成分を前記複数の画像形成素子の各々に導く分解手段と、
前記複数の画像形成素子の各々から射出される光を合成して前記照射手段に導く合成手段とを備えた
ことを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の照明装置において、
前記撮像素子の読み出しタイミングの同期信号を入力する入力手段を備え、
前記制御手段は、前記同期信号にしたがって、前記画像形成素子の各画素を制御する
ことを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の照明装置において、
前記制御手段は、予め定めたタイミングで前記画像形成素子の各画素を制御し、
前記タイミングの同期信号を、前記撮像素子の読み出しタイミングの同期信号として出力する出力手段をさらに備えた
ことを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の照明装置と、
基板を保持し、前記基板上の前記撮像素子の回路の電極を介して、前記撮像素子の出力信号を取り込む信号取込手段とを備えた
ことを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子の検査工程では、撮像素子に対して様々な分光スペクトルの照明光を照射し、照明条件下での応答が設計通りか否かの検査を行っている。また、照明光の分光スペクトルの設定は、検査対象の撮像素子を照明する装置の光路上に光学フィルタを配置して行うのが一般的である（例えば特許文献１を参照）。透過特性の異なる複数の光学フィルタをターレットに取り付けて、これを回転させることにより、光学フィルタの透過特性に応じて照明光の分光スペクトルを切り換えている。このような切り換え機構は、撮像素子の検査項目ごとに、カラー設定用、色温度設定用、調光設定用、チャート設定用などが予め用意される。
【特許文献１】特開２００２−２６１１４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記した従来装置は、照明光の光路に配置された各種光学フィルタの切り換えをターレットの回転という機械的動作によって行うため、撮像素子の検査時間の短縮に限界があった。
本発明の目的は、撮像素子の検査時間を短縮できる照明装置および検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に記載の照明装置は、光源からの光を各画素ごとに変調して射出する画像形成素子と、前記画像形成素子の各画素から射出される光を検査対象の撮像素子に照射する照射手段と、前記撮像素子の検査用の画像データに基づいて前記画像形成素子の各画素を制御する制御手段とを備えたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の照明装置において、前記画像形成素子は、液晶パネルである。
【０００５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の照明装置において、複数の前記画像形成素子と、前記光源からの光を複数の色成分に分解して各色成分を前記複数の画像形成素子の各々に導く分解手段と、前記複数の画像形成素子の各々から射出される光を合成して前記照射手段に導く合成手段とを備えたものである。
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の照明装置において、前記撮像素子の読み出しタイミングの同期信号を入力する入力手段を備え、前記制御手段は、前記同期信号にしたがって、前記画像形成素子の各画素を制御するものである。
【０００６】
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項３の何れか１項に記載の照明装置において、前記制御手段は、予め定めたタイミングで前記画像形成素子の各画素を制御し、前記タイミングの同期信号を、前記撮像素子の読み出しタイミングの同期信号として出力する出力手段をさらに備えたものである。
請求項６に記載の検査装置は、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の照明装置と、基板を保持し、前記基板上の前記撮像素子の回路の電極を介して、前記撮像素子の出力信号を取り込む信号取込手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の照明装置および検査装置によれば、撮像素子の検査時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
第１実施形態の照明光学装置１０は、図１に示す通り、光源１１と、レンズ１２と、色分解部１３と、液晶パネル１４〜１６と、色合成部１７と、投影レンズ１８と、モニタ部１９と、演算処理部２０と、コントローラ２１と、画像入力部２２とで構成される。照明光学装置１０は、請求項の「照明装置」に対応する。
【０００９】
光源１１は、白色光源である。色分解部１３は、クロスダイクロイックプリズム３Ａと反射ミラー３Ｂ,３Ｃからなる。液晶パネル１４〜１６は、透過型の液晶パネルである。色合成部１７は、クロスダイクロイックプリズム７Ａと反射ミラー７Ｂ,７Ｃからなる。投影レンズ１８は、不図示のフライアイレンズやロッドレンズなどの均一化光学系（オプティカルインテグレータ）を含む。モニタ部１９は、ハーフミラー９Ａとレンズ９Ｂとセンサ９Ｃからなる。
【００１０】
クロスダイクロイックプリズム３Ａ,７Ａは、４個の直角二等辺プリズムをその直角部を合わせて接合したプリズムである。それそれのプリズムの接合面には、Ｂ(青)光を反射し、Ｒ(赤)光とＧ(緑)光とを透過する特性のダイクロイック膜と、Ｒ光を反射し、Ｇ光とＢ光とを透過する特性のダイクロイック膜とが形成されている。４個のプリズムを接合すると、２種類のダイクロイック膜が互いに直交するように配置される。
【００１１】
光源１１からの光は、レンズ１２を介して色分解部１３に入射し、そこで３原色（Ｒ色,Ｇ色,Ｂ色）の各成分に分解される。その後、Ｒ色成分は液晶パネル１４に導かれ、Ｇ色成分は液晶パネル１５に導かれ、Ｂ色成分は液晶パネル１６に導かれる。色分解部１３は、請求項の「分解手段」に対応する。
液晶パネル１４は、Ｒ色成分を各画素ごとに変調して射出する。液晶パネル１５は、Ｇ色成分を各画素ごとに変調して射出する。液晶パネル１６は、Ｂ色成分を各画素ごとに変調して射出する。液晶パネル１４〜１６の各画素から射出される変調後の光（Ｒ色成分,Ｇ色成分,Ｂ色成分）は、色合成部１７に入射し、そこで合成される。色合成部１７は、請求項の「合成手段」に対応する。
【００１２】
なお、光を変調する素子としては、透過型の液晶パネルに限らず、反射型の液晶パネル、ホトクロミック素子、微小ミラーを二次元的に配置したミラーアレイなどを使用しても構わない。
色合成部１７を通過した光は、投影レンズ１８に導かれ、投影レンズ１８を介して照明光Ｌとなり、検査対象の撮像素子１０Ａに照射される。このとき撮像素子１０Ａの撮像面には、液晶パネル１４〜１６に表示されたＲ色画像,Ｇ色画像,Ｂ色画像が合成された状態で投影される。また、投影レンズ１８からの光の一部はモニタ部１９のハーフミラー９Ａで分岐され、撮像素子１０Ａに照射される光（照明光Ｌ）の強度モニタに用いられる。分岐にはハーフミラー９Ａ以外にも、ガラス基板を使用し、その表面での反射光をセンサ９Ｃで検出しても構わない。投影レンズ１８は、請求項の「照射手段」に対応する。
【００１３】
さらに、第１実施形態の照明光学装置１０では、液晶パネル１４〜１６の各々にコントローラ２１が接続され、コントローラ２１からの制御信号に応じて液晶パネル１４〜１６の各画素を制御することができる。コントローラ２１は、請求項の「制御手段」に対応する。コントローラ２１が液晶パネル１４〜１６の各画素を制御して、各画素から射出される光（Ｒ色成分,Ｇ色成分,Ｂ色成分）の強度が変化すると、撮像素子１０Ａに照射される照明光Ｌの分光スペクトルが変化し、撮像素子１０Ａの撮像面に投影される画像の内容も変化する。
【００１４】
コントローラ２１は、撮像素子１０Ａの検査項目ごとに、画像入力部２２で生成された（または画像入力部２２に予め記憶された）検査用の画像データに基づいて、液晶パネル１４〜１６の各画素を制御する。したがって、撮像素子１０Ａの検査項目ごとに、異なる分光スペクトルの照明光Ｌを撮像素子１０Ａに照射することができ、撮像素子１０Ａの撮像面に内容の異なる画像を投影することができる。
【００１５】
例えば、撮像素子１０Ａのカラー特性を検査する場合には、カラー検査用の画像データに基づいて液晶パネル１４〜１６の各画素が制御され、液晶パネル１４〜１６に図２(ａ)に示すようなカラーパターン画像が表示される。そして、このカラーパターン画像は、投影レンズ１８などを介して撮像素子１０Ａの撮像面に投影される。なお、カラーパターン画像は、ＲＧＢの原色ベイヤー配列や補色の市松色差順次配列など、撮像素子１０Ａに搭載されたカラーフィルタの配色や配列に合わせたパターンとすることが好ましい。
【００１６】
また、撮像素子１０Ａの調光特性を検査する場合には、調光検査用の画像データに基づいて液晶パネル１４〜１６の各画素が制御され、液晶パネル１４〜１６には図２(ｂ)に示すような明暗パターン画像が表示される。そして、この明暗パターン画像は、投影レンズ１８などを介して撮像素子１０Ａの撮像面に投影される。なお、明暗パターン画像は、図２(ｂ)のような濃淡付きの例に限らず、均一な強度としてもよい。
【００１７】
その他、撮像素子１０Ａの色温度特性やチャート特性などを検査する場合にも、上記と同様、各々の検査に適した画像データに基づいて液晶パネル１４〜１６の各画素が制御され、液晶パネル１４〜１６には検査用の画像が表示される。そして、この検査用の画像も、同様に、投影レンズ１８などを介して撮像素子１０Ａの撮像面に投影される。
撮像素子１０Ａの検査工程では、様々な分光スペクトルの照明光Ｌを撮像素子１０Ａに順に照射し、様々な検査用の画像（例えば図２(ａ),(ｂ)）を撮像面に順に投影して、それぞれの照明条件下での応答が設計通りか否かの検査を行う。撮像素子の検査とは、画素欠陥の有無、解像度、光に対する感度、色再現性（原色コーティングや補色コーティング）、分光特性などの検査であり、ウエハから切り出される前のウエハ状態で行われる。
【００１８】
また、撮像素子１０Ａの検査装置２４には、図３に示す通り、第１実施形態の照明光学装置１０の他に、プローバ２５とテスタ２６が設けられる。プローバ２５は、不図示のウエハ（基板）を保持し、ウエハ上の撮像素子１０Ａの回路の電極(入出力パッド)に、電気端子(プローブ)を接触させるための装置である。
テスタ２６は、プローブを介してウエハ上の撮像素子１０Ａへの電力の供給や撮像素子１０Ａとの信号の授受を行い、撮像素子１０Ａの出力信号が適正か否か（つまり撮像素子の良否）を判定する装置である。また、テスタ２６は、照明光学装置１０のコントローラ２１（図１）に撮像素子１０Ａの検査項目に関する指示を出す。なお、プローバ２５とテスタ２６は、総じて、請求項の「信号取込手段」に対応する。
【００１９】
第１実施形態の照明光学装置１０では、検査装置２４のテスタ２６からの指示にしたがって、コントローラ２１が液晶パネル１４〜１６の表示画像を切り換え、照明光Ｌの分光スペクトルを切り換え、撮像素子１０Ａの撮像面に投影される検査用の画像を切り換えている。
したがって、従来装置のような機械的動作ではなく、液晶パネル１４〜１６の表示画像の電気的な切り換えによって撮像素子１０Ａの検査を行うことができ、撮像素子１０Ａの検査時間を確実に短縮することができる。さらに、従来装置のような多数の光学フィルタとその切り換え機構が不要となるため、安価に構成できる。また、液晶パネル１４〜１６の表示画像の設定次第で、様々な種類の撮像素子について適切な検査を行える。
【００２０】
さらに、第１実施形態の照明光学装置１０では、モニタ部１９によるモニタ結果（撮像素子１０Ａに照射される照明光Ｌの平均的な強度に関する情報）が演算処理部２０に入力される。演算処理部２０では、照明光Ｌの現在の強度が適切か否かを判断し、強度の過不足に関する情報をコントローラ２１に出力する。この場合、コントローラ２１は、演算処理部２１からの情報も加味して、液晶パネル１４〜１６の各画素を制御する。したがって、常に適切な強度の照明光Ｌにより撮像素子１０Ａの検査を行える。
【００２１】
また、第１実施形態の照明光学装置１０の投影レンズ１８の後段にＦ値変換ユニットや瞳位置変換ユニットなどを配置することにより、撮像素子１０Ａが実際にデジタルカメラに搭載されたときのレンズ条件（Ｆナンバーや瞳距離など）を再現した状態で、撮像素子１０Ａの検査を行える。
（第２実施形態）
近年のデジタルカメラでは、高速なシャッタースピードや連写機能にも対応できる撮像素子が開発されている。車載カメラでは、暗闇で移動物体(人間や動物など)を瞬時に撮像する能力も必要とされるようになってきた。このため、動解像度の性能を検査することが望まれている。ここでは、撮像素子１０Ａの動解像度の検査について説明する。
【００２２】
第２実施形態の照明光学装置３０は、図４に示す通り、上記した第１実施形態の照明光学装置１０（図１）にタイミング回路３１を追加して設けたものである。
第２実施形態の照明光学装置３０のタイミング回路３１は、撮像素子１０Ａの読み出しタイミングの同期信号を検査装置２４（図３）のテスタ２６から入力し（請求項の「入力手段」）、これをコントローラ２１に出力する。撮像素子１０Ａの読み出しタイミングの同期信号は、撮像素子１０Ａの読み出し方式（フィールド読み出し,フレーム読み出し,全画素読み出しなど）に応じたものである。
【００２３】
撮像素子１０Ａの動解像度の検査において、コントローラ２１は、画像入力部２２で生成された（または画像入力部２２に予め記憶された）検査用の動画像データに基づいて、液晶パネル１４〜１６の各画素を制御する。また、タイミング回路３１からの同期信号にしたがって、液晶パネル１４〜１６の各画素を制御し、その表示画像を順に切り換える。その結果、撮像素子１０Ａの撮像面に対し、撮像素子１０Ａの読み出しタイミングに同期して、検査用の動画像を投影することができる。検査用の動画像としては、１種類の画像を液晶パネル１４〜１６のピクセル分解能で順にシフトさせるものが考えられる。
【００２４】
第２実施形態の照明光学装置３０によれば、撮像素子１０Ａの読み出しタイミングに同期して、撮像素子１０Ａに検査用の動画像を投影できるため、撮像素子１０Ａの動解像度の検査を良好に行える。また、撮像素子１０Ａの読み出し方式の違いやフレームレートの違いに拘わらず、常にタイミングを合わせて検査用の動画像を投影し、同様の検査を行うことができる。
（第３実施形態）
ここでも、撮像素子１０Ａの動解像度の検査について説明する。
【００２５】
第３実施形態の照明光学装置４０は、図５に示す通り、上記した第２実施形態の照明光学装置３０のタイミング回路３１に代えて、タイミング回路４１を設けたものである。
第３実施形態の照明光学装置４０のコントローラ２１は、撮像素子１０Ａの動解像度の検査において、画像入力部２２で生成された（または画像入力部２２に予め記憶された）検査用の動画像データに基づいて、液晶パネル１４〜１６の各画素を制御する。また、予め定めたタイミング（例えば一定の時間間隔）で、液晶パネル１４〜１６の各画素を制御し、その表示画像を順に切り換える。
【００２６】
一方、第３実施形態の照明光学装置４０のタイミング回路４１は、コントローラ２１における液晶制御のタイミングの同期信号を入力し、これを撮像素子１０Ａの読み出しタイミングの同期信号として、検査装置２４（図３）のテスタ２６に出力する（請求項の「出力手段」）。このため、テスタ２６では、タイミング回路４１からの同期信号にしたがって、撮像素子１０Ａの読み出し制御を行う。
【００２７】
このように、第３実施形態の照明光学装置４０では、検査対象の撮像素子１０Ａの撮像面に対して検査用の動画像を投影しながら、そのフレームの切り換えタイミングに同期して撮像素子１０Ａの読み出し制御を行うことができる。検査用の動画像としては、１種類の画像を液晶パネル１４〜１６のピクセル分解能で順にシフトさせるものが考えられる。
第３実施形態の照明光学装置４０によれば、撮像素子１０Ａの読み出しタイミングに同期して、撮像素子１０Ａに検査用の動画像を投影できるため、撮像素子１０Ａの動解像度の検査を良好に行える。
【００２８】
なお、テスタ２６において、撮像素子１０Ａの出力信号に基づく各フレームが適正か否かを判定する際には、画像入力部２２から検査用の動画像データを取り込んで照合すればよい。また、液晶パネル１４〜１６のピクセル分解能で１種類の画像を順にシフトさせる動画像の場合には、タイミング回路４１からの同期信号に基づいてシフト量を求め、撮像素子１０Ａの出力信号に基づく各フレームのシフト量が適正か否かを判定してもよい。
（変形例）
なお、上記した実施形態では、透過型の液晶パネル１４〜１６を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。反射型の液晶パネルを用いた場合にも、同様の効果をえることができる。
【００２９】
また、上記した実施形態では、３枚の液晶パネル１４〜１６を設けたが、液晶パネルの数が１枚以上であれば、本発明を適用できる。液晶パネルが１枚の場合には、上記の光分解部１３と光合成部１７を省略すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態の照明光学装置１０の全体構成を示す図である。
【図２】カラーパターン画像(ａ)と明暗パターン画像(ｂ)を説明する図である。
【図３】検査装置２４の構成を示す模式図である。
【図４】第２実施形態の照明光学装置３０の全体構成を示す図である。
【図５】第３実施形態の照明光学装置４０の全体構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０，３０，４０  照明光学装置
１０Ａ  撮像素子
１１  光源
１２  レンズ
１３  光分解部
１４，１５，１６  液晶パネル
１７  光合成部
１８  投影レンズ
１９  モニタ部
２０  演算処理部
２１  コントローラ
２２  画像入力部
２４  検査装置
２５  プローバ
２６  テスタ
３１，４１  タイミング回路
【図１】
2006208585.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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