(57)【要約】 【課題】  複数の受光領域を備える受光素子の受光面に対して光を照射することによって受光素子の検査を行う光源装置において、照度むらがなく均一性に優れ、かつ高い強度の光を照射することのできる光源装置を提供する。【解決手段】  受光素子２に対して光を照射する複数の光源４を、受光面３と平行な仮想平面３ａ上であって、受光領域の面積中心１０の受光面３に対する垂線と仮想平面３ａとの交点１１を中心とする仮想円３ｂの同一円周上に配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光領域を備える受光素子の受光面に対して光を照射することによって受光素子の検査を行う光源装置において、
受光素子の受光領域に対して光を照射する複数の光源を含み、
複数の光源は、
受光領域上方の受光面と平行な第１仮想平面上であって、受光領域の面積中心の受光面に対する垂線と前記第１仮想平面との交点を中心とする同一円周上に配置されることを特徴とする光源装置。
【請求項２】
前記複数の光源とは異なるもう１つの光源であって、受光素子の受光領域に対して光を照射するもう１つの光源を含み、
もう１つの光源は、
照射する光の光軸が受光面に対して傾斜角度を有するように設けられることを特徴とする請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
光源によって照射される光の強度分布を測定するためのモニタ用受光素子と、
モニタ用受光素子によって測定される値に応じて、複数の光源がそれぞれ照射する光の強度分布が一定となるように制御する制御手段とを含むことを特徴とする請求項１または２記載の光源装置。
【請求項４】
モニタ用受光素子は、同一平面上に行列状に配置される複数個のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイであることを特徴とする請求項３記載の光源装置。
【請求項５】
モニタ用受光素子は、
モニタ用受光素子の受光面に平行な第２仮想平面内において、予め定める距離間隔で移動可能な移動手段を備えることを特徴とする請求項３または４記載の光源装置。
【請求項６】
各光源から受光素子の受光領域に対して照射する光の強度が、各光源から出射される光の強度分布における最高強度に対する比が５０〜９０％である範囲の全部または一部が受光領域内に入るように配置され、かつ複数の光源から照射される光が受光領域内で重なるように配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項７】
複数の受光領域に照射される光の強度に基づいて各受光領域についての電気信号を出力する電気信号出力手段と、
各受光領域についての電気信号を出力する複数の電気信号出力手段のうちから任意の受光領域についての電気信号出力手段を選択し接続されるように切換えることによって、任意の受光領域についての電気信号のみを出力する出力切換手段とを備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項８】
光源と受光素子との間には、光源から出射される光を透過させることによって、光源が受光素子に対して照射する光の強度を、それぞれ異なる水準に変化させる複数のＮＤフィルタが設けられ、
複数のＮＤフィルタは、選択される１個が光源から出射される光を透過させることのできる位置へ交互に入換え可能に設けられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項９】
複数の光源が受光素子に対して照射する光の強度を、モニタ用受光素子によって測定される値に応じてそれぞれ異なる水準に変化させるように制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項３〜８のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項１０】
光源は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の光源装置。
【請求項１１】
発光ダイオードは、赤外線発光素子と可視光線発光素子とを含み、赤外線発光素子と可視光線発光素子とが交互に配置されることを特徴とする請求項１０記載の光源装置。
【請求項１２】
請求項７〜１１のいずれか１つに記載の光源装置に含まれる出力切換手段の検査方法であって、
複数の受光領域のうちから選択される１つ以上の受光領域を除く残余の受光領域に対して、前記複数の光源とは異なるもう１つの光源から、照射する光の光軸が受光面に対して傾斜角度を有するように光を照射するステップと、
各受光領域についての電気信号を出力する複数の電気信号出力手段のうちから任意の受光領域についての電気信号出力手段を選択し接続されるように切換えるステップとを含む出力切換手段の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子の検査に用いる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報の記録または再生が可能な光記録媒体として、波長７８０ｎｍの光によって情報の記録および再生が行われるＣＤ（Compact Disc）が広く使用されている。また最近では、光記録媒体の記録容量の大容量化にともない、ＣＤよりもさらに多くの情報を記録することができるＤＶＤ（Digital Versatile Disc）が使用されている。ＤＶＤに対する情報の記録および再生は、ＣＤに用いられる波長よりも短い波長６３０〜６９０ｎｍの光によって行われる。光記録媒体の情報の再生は、光記録媒体に存在する微細なピットにレーザ光を照射し反射させ、その反射光の強度の変化を記録情報として捉える光ピックアップ装置によって行われる。このような光ピックアップ装置における反射光の強度の変化を捉える手段としては、たとえば、フォトダイオードなどの受光素子が用いられる。
【０００３】
受光素子は、光の強度に応じて電気信号を出力する。受光素子は、複数の受光領域を有し、たとえば、４個の等面積の矩形に４分割される受光領域が２行２列の行列状に配置される受光領域群と、該受光領域群の両側に配置される矩形状の２つの受光領域とを備える、面積の等しい受光領域群では、各受光領域で受光した光強度の和によって、光記録媒体の情報である記録情報信号（ＲＦ信号）を得る。また、対角に位置する受光領域の光強度の和ともう１つの対角に位置する受光領域の光強度の和との差によって、光記録媒体へ入射する光の焦点位置を制御するための信号であるフォーカスエラー信号（ＦＥ信号）を得る。矩形状の２つの受光領域では、各受光領域で受光した光強度の差によって、光記録媒体に形成されるトラックに光を追従させるための信号であるトラッキングエラー信号（ＴＥ信号）を得る。
【０００４】
受光素子が光強度に応じた信号を正確に出力するためには、受光素子の各受光領域が所望の性質を有することが必要であり、特に面積の等しい受光領域群においては、各受光領域が均一な受光感度を有することが重要である。そこで受光素子は、光ピックアップ装置に組み込まれる前に、所望の受光感度を有するか否かの検査が行われる。
【０００５】
受光素子の検査の方法としては、たとえば、レーザスポット光を各受光領域に照射して、各受光領域に照射される光の強度に応じて電気信号を出力させ、その電気信号により生じる電圧を測定して所望の受光感度を有するか否かの確認を行う方法がある。この方法では、各々の受光領域に対して正確にレーザ光を照射させなければならないので、受光領域とレーザ光源との相対的な位置決めが難しく、またそのための設備費用も高くなる。
【０００６】
そこでその他の検査方法として、受光領域群全面に光を照射し、各受光領域の検査を行う方法が行われている。このような方法によれば、光を受光領域群全面に照射するので、光の照射位置を決めるのが容易であり、照射位置を一定にしたまま複数の受光領域の検査を行うことができる。ただしこの方法においては、受光領域群に照射する光が、どの受光領域においても照度むらが少なく均一な光である必要がある。従来光源としてたとえばランプなどを用いる場合、ランプと受光素子との距離を大きくすることによって、照度むらが少なく均一な光を受光素子に照射している。
【０００７】
近年では、ノイズに対する信号の量を示すＳＮ比を大きくするために高い強度の光を受光検出することのできる受光素子が用いられており、さらに高い光強度の光源によって検査を行うことが要求されている。しかしながら、ランプと受光素子との距離を大きくして照度むらをなくす方法では高い光強度が実現されないので、高い光強度を得るために高カンデラのランプを使用したり、ランプを受光素子に近づけたりすると、ランプの熱が受光素子に影響し、正確に検査を行うことができなくなる。そこでランプに代わる光源として、ランプよりも高い光の強度を有する発光ダイオードが用いられるけれども、発光ダイオードであっても単独では光の強度が不足し、また受光領域への照度むらが大きいという問題がある。
【０００８】
このような高い光強度および照度むらの問題を解決する手段として、光源に複数の発光ダイオードを使用し、各発光ダイオードから出力される光を重ね合わせることによって、照度むらがなくかつ高い強度の光を照射できる光源装置が提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。
【０００９】
特許文献１では、複数のレーザーダイオードによって出力される光を集光レンズで集めることによって強度を高くし、拡散板で拡散させることによって均一な強度分布をもつ光を照射できる光源装置が提案されている。特許文献１に開示される光源装置においては、複数のレーザーダイオードを用いることによって光の強度を高くすることができる。しかしながら、集光レンズによって集光させた光を拡散板で拡散させて照度むらを小さくしようとしても、集光させた光の照射領域の中心部分と周縁部分とでは光の強度が大きく異なるので、拡散板による拡散のみでは強度むらをなくすことができず、受光素子の検査に用いる光としての均一性が不充分であり、強度むらをなくすための制御がむずかしいという問題がある。
【００１０】
特許文献２では、アクリル板の側面に複数の発光ダイオードを設け、発光ダイオードの光出力を個別に設定することによって、照度むらのない均一な光を照射することができる光源装置が提案されている。しかしながら、特許文献２の装置においては、発光ダイオードが１方向に並べて配置されるので、複数の発光ダイオードを用いても、それらから照射される光をすべて重ね合わすことができないので、受光素子の検査に用いる光としての強度が不充分であるという問題がある。また最近では、同じ分割受光領域に対して電気信号変換のゲインが切換えられる素子について検査するために、均一な光を照射できるとともに光の強度を切換えることができる光源装置についての要望がある。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３５８４１０号公報
【特許文献２】特開平９−４５１２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、複数の受光領域を備える受光素子の受光面に対して光を照射することによって受光素子の検査を行う光源装置において、照度むらがなく均一性に優れ、かつ高い強度の光を照射することができる光源装置を提供することである。
【００１３】
また本発明のもう１つの目的は、光源が受光素子に対して照射する光の強度を切換えることができる光源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、複数の受光領域を備える受光素子の受光面に対して光を照射することによって受光素子の検査を行う光源装置において、受光素子の受光領域に対して光を照射する複数の光源を含み、複数の光源は、受光領域上方の受光面と平行な第１仮想平面上であって、受光領域の面積中心の受光面に対する垂線と前記第１仮想平面との交点を中心とする同一円周上に配置されることを特徴とする光源装置である。
【００１５】
また本発明は、前記複数の光源とは異なるもう１つの光源であって、受光素子の受光領域に対して光を照射するもう１つの光源を含み、
もう１つの光源は、
照射する光の光軸が受光面に対して傾斜角度を有するように設けられることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、光源によって照射される光の強度分布を測定するためのモニタ用受光素子と、モニタ用受光素子によって測定される値に応じて、複数の光源がそれぞれ照射する光の強度分布が一定となるように制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、モニタ用受光素子は、同一平面上に行列状に配置される複数個のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイであることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、モニタ用受光素子が、モニタ用受光素子の受光面に平行な第２仮想平面内において、予め定める距離間隔で移動可能な移動手段を備えることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、各光源から受光素子の受光領域に対して照射する光の強度が、各光源から出射される光の強度分布における最高強度に対する比が５０〜９０％である範囲の全部または一部が受光領域内に入るように配置され、かつ複数の光源から照射される光が受光領域内で重なるように配置されることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、複数の受光領域に照射される光の強度に基づいて各受光領域についての電気信号を出力する電気信号出力手段と、
各受光領域についての電気信号を出力する複数の電気信号出力手段のうちから任意の受光領域についての電気信号出力手段を選択し接続されるように切換えることによって、任意の受光領域についての電気信号のみを出力する出力切換手段とを備えることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、光源と受光素子との間には、光源から出射される光を透過させることによって、光源が受光素子に対して照射する光の強度を、それぞれ異なる水準に変化させる複数のＮＤフィルタが設けられ、複数のＮＤフィルタは、選択される１個が光源から出射される光を透過させることのできる位置へ交互に入換え可能に設けられることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、複数の光源が受光素子に対して照射する光の強度を、モニタ用受光素子によって測定される値に応じてそれぞれ異なる水準に変化させるように制御する制御手段を備えることを特徴とする。
また本発明は、光源が、発光ダイオードであることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、発光ダイオードが、赤外線発光素子と可視光線発光素子とを含み、赤外線発光素子と可視光線発光素子とが交互に配置されることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、前記のいずれか１つに記載の光源装置に含まれる出力切換手段の検査方法であって、
複数の受光領域のうちから選択される１つ以上の受光領域を除く残余の受光領域に対して、前記複数の光源とは異なるもう１つの光源から、照射する光の光軸が受光面に対して傾斜角度を有するように光を照射するステップと、
各受光領域についての電気信号を出力する複数の電気信号出力手段のうちから任意の受光領域についての電気信号出力手段を選択し接続されるように切換えるステップとを含む出力切換手段の検査方法である。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、受光素子に対して光を照射することによって受光素子の検査を行う光源装置において、複数の光源が受光領域上方の受光面と平行な仮想平面上であって、受光領域の面積中心の受光面に対する垂線と仮想平面との交点を中心とする同一円周上に配置される。したがって、複数の光源を用いることによって、各光源からそれぞれ照射される光が重ね合わされ、高い強度の光を受光素子に照射させることができる。また、複数の光源が、上記の同一円周上に配置されることによって、各光源からそれぞれ出射される光が重ね合わされる部分は、照度むらがなく均一性に優れる光とすることができる。
【００２６】
また本発明によれば、受光素子に対して照射する光の光軸が受光面に対して傾斜角度を有するように設けられるもう１つの光源を含むので、一部の受光領域についての電気信号のみを出力するよう選択できる出力切換手段が正常に動作しているか否かの動作確認を行うことができる。すなわち、照度むらがなく均一性に優れる光のみを複数の受光領域全体に照射する場合、一部の受光領域についての電気信号のみを出力するように出力回路を切換えても、各受光領域に受光される光の強度が等しくなり、出力する電気信号に差が現れないので、出力切換手段が正常に動作しているかどうか確認することができない。しかしながら、もう１つの光源を設け、該光源の光軸が受光面に対して傾斜角度を有するように光を受光領域に照射させることによって、高い強度の光を受光する受光領域と低い強度の光を受光する受光領域とを現出させることができるので、出力回路を切換えると電気信号の差が生じ、出力切換手段が正常に動作していることを確認することができる。
【００２７】
また本発明によれば、光源によって照射される光の強度分布を測定するためのモニタ用受光素子と、モニタ用受光素子によって測定される値に応じて、複数の光源がそれぞれ照射する光の強度分布が一定となるように制御する制御手段とを含むので、それぞれの光源から出射される光の強度分布が一定となるように調整して、受光素子に対して照射する光の均一性をさらに向上させることができる。
【００２８】
また本発明によれば、モニタ用受光素子は、同一平面上に行列状に配置される複数個のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイであるので、光源から出射される光の強度を広い範囲で測定することができる。
【００２９】
また本発明によれば、モニタ用受光素子は、モニタ用受光素子の受光面に平行な仮想平面内において、予め定める距離間隔で移動可能な移動手段を備えるので、同一円周上に配置される複数の光源から照射される光の強度分布の測定をより短時間で効率的に行うことができる。
【００３０】
また本発明によれば、各光源から受光素子の受光領域に対して照射する光の強度が、各光源から出射される光の強度分布における最高強度に対する比が５０〜９０％である範囲内に、受光素子が位置するように、複数の光源と受光素子とが配置される。このように、各光源からの出射光のうち強度が最高強度の５０％以上の光を受光領域に対して照射させるので、重ね合わせる光の強度を高くすることができる。また、各光源からの出射光の強度が最高強度の９０％以下の光を受光領域に照射させることによって、強度分布のピーク付近を含まないようにすることができるので、光を重ね合わせる受光領域において光強度の均一性を得ることが容易になる。
【００３１】
また本発明によれば、光源装置は、複数の受光領域に照射される光の強度に基づいて各受光領域についての電気信号を出力する手段と、複数の受光領域のうちから任意の受光領域についての電気信号のみを選択して出力するように切換える出力切換手段とを備えるので、照射位置を一定にしたまま出力回路を切換えるだけで複数の受光領域の検査を行うことができる。
【００３２】
また本発明によれば、光源と受光素子との間に光源が受光素子に対して照射する光の強度をそれぞれ異なる水準に変化させる複数のＮＤフィルタが設けられるので、制御手段によって複数の光源から出射される光について強度が一定となるように制御した後、すべての光源から照射する光の強度を受光素子の性質などに応じて切換える場合に、ＮＤフィルタに光を透過させて光の強度水準を変えることによって、光源に対する印加電流値の調整などで光強度を調整するよりも容易に切換えることができる。
【００３３】
また本発明によれば、モニタ用受光素子から検出される信号の値に基づいて光源の印加電流を制御して光強度を調整することができるので、複数の光強度を切換える場合、光源への印加電流に対する光強度の直線性を考慮することなく印加電流の設定ができる。
【００３４】
また本発明によれば、光源に発光ダイオードを用いるので、高い強度の光を出射させることができる。
【００３５】
また本発明によれば、発光ダイオードは、赤外線発光素子と可視光線発光素子とを含み、赤外線発光素子と可視光線発光素子とが交互に配置される。赤外線の光によって情報の再生が行われる光ピックアップ装置に用いられる受光素子には、赤外線以外の光である可視光の受光によって発生するノイズを防止するために、可視光をカットする樹脂がモールドされているものがある。このような受光素子に対して赤外線発光素子と可視光線発光素子とを含む光を照射することによって、受光素子の受光感度の検査だけでなく、可視光をカットする樹脂についても可視光のカット性能を検査することができる。
【００３６】
また本発明によれば、複数の受光領域のうちから選択される１つ以上の受光領域を除く他の受光領域に光を照射し、複数の受光領域のうちから任意の受光領域についての電気信号のみを選択して出力するように切換えると、複数の受光領域のうちから選択される１つ以上の受光領域についての光の強度が他の受光領域よりも小さくなるので、出力切換手段の動作検査を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
図１は、本発明の実施の１形態である光源装置１の構成を概略的に示す模式図である。
光源装置１は、受光素子２の受光領域に対して光を照射する複数の光源４（本実施の形態では８個）と、前記複数の光源４とは異なるもう１つの光源であって受光素子２の受光領域に対して光を照射するもう１つの光源５と、光源４によって照射される光の強度分布を測定するためのモニタ用受光素子６と、モニタ用受光素子６によって測定される値に応じて、複数の光源４がそれぞれ照射する光の強度分布が一定となるように制御する制御手段７と、モニタ用受光素子６および受光素子２を載置するステージ９を予め定める距離間隔で移動させるための移動制御手段８とを含む。光源装置１は、複数の受光領域を備える受光素子２の受光面３に対して光を照射することによって受光素子２の受光感度の検査を行うことに用いられる。
【００３８】
受光素子２は、水平に設けられるステージ９に載置され、不図示の突起形状の位置決めピンおよび真空吸着手段によって吸着保持される。受光素子２は、受光領域に照射される光の強度に応じて各受光領域についての電気信号を出力する手段を備える。このような受光素子２は、たとえば、光ピックアップ装置などに用いられ、受光される光の強度の変化を検出してその強度に応じた電気信号を出力するフォトダイオードなどが用いられる。
【００３９】
図２は、本発明の光源装置１によって検査される受光素子２の受光領域の構成を例示する平面図である。受光素子２は、各４個の受光領域を有する第１および第２受光領域群Ａ，Ｂと、受光領域Ｃと、受光領域Ｄとの複数の受光領域を有する。第１受光領域群Ａは、等面積の矩形に４分割された４個の受光領域（各受光領域をそれぞれＡ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４と呼ぶ）を有し、４個の受光領域は、２行２列の行列状に配置される。第２受光領域群Ｂも、第１受光領域群Ａと同様に構成され、４個の受光領域（各受光領域をそれぞれＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４と呼ぶ）を有し、４個の受光領域が２行２列の行列状に配置される。また第１受光領域群Ａと第２受光領域群Ｂとは、列状（図２の紙面に向かって上下）に配置される。受光領域Ｃおよび受光領域Ｄは、それぞれ等面積の矩形状に形成され、第１および第２受光領域群Ａ，Ｂの両側に第１および第２受光領域群Ａ，Ｂに関して対称な位置に配置される。
【００４０】
第１および第２受光領域群Ａ，Ｂでは、各受光領域で受光した光強度の和によって、光記録媒体に記録されている情報である記録情報信号を得る。また、対角に位置する受光領域（たとえば、Ａ１およびＡ４）の光強度の和ともう１つの対角に位置する受光領域（たとえば、Ａ２およびＡ３）の光強度の和との差によって、光記録媒体に照射される光の焦点位置を制御するための信号であるフォーカスエラー信号を得る。受光領域Ｃ，Ｄでは、各受光領域で受光した光強度の差によって、光記録媒体に形成されるトラックに光を追従させるための信号であるトラッキングエラー信号を得る。
【００４１】
受光素子２が光強度に応じた信号を正確に出力するためには、受光素子２の各受光領域が設計上の定められた特性を有することが必要である。特に面積の等しい第１および第２受光領域群Ａ，Ｂにおいては、各受光領域Ａ１〜Ａ４およびＢ１〜Ｂ４が均一な受光感度を有することが重要である。したがって、本実施の形態では、第１および第２受光領域群Ａ，Ｂに含まれる受光領域Ａ１〜Ａ４およびＢ１〜Ｂ４における受光感度の均一性を検査する場合について説明する。
【００４２】
本実施の形態では、第１および第２受光領域群Ａ，Ｂについて検査を行うので、第１および第２受光領域群Ａ，Ｂを含む矩形領域を設定し、該矩形領域を検査領域Ｓ１と呼ぶ。また検査領域Ｓ１には、検査対象とする第１および第２受光領域群Ａ，Ｂの面積中心である点１０を想定する。ここで面積中心１０とは、検査対象とする受光領域である第１受光領域群Ａと第２受光領域群Ｂとの重心（検査領域Ｓ１を極薄い平板から成ると想定した場合の該平板の重心と考えてもよい）を平面図上で表す点のことを意味する。
【００４３】
光源装置１は、第１および第２受光領域群Ａ，Ｂを含む検査領域Ｓ１に光を照射し、各受光領域から出力される電圧を測定することによって、各受光領域の受光感度の検査を行う。
【００４４】
図３は、光源装置１によって検査される受光素子の電気信号出力手段２１と出力切換手段２２との構成を示す電気回路図である。光源装置１は、第１および第２受光領域群Ａ，Ｂに照射される光の強度に基づいて各受光領域についての電気信号を出力する電気信号出力手段２１と、各受光領域についての電気信号を出力する複数の電気信号出力手段２１のうちから任意の受光領域についての電気信号出力手段を選択し、任意の受光領域についての電気信号のみを出力するように電気信号出力手段２１を切換える出力切換手段２２と、電気信号出力手段２１に定電圧Ｖｓを印加する電源２３とを備える。なお図３中、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ８は、受光素子２の第１および第２受光領域群Ａ，Ｂであり、各フォトダイオードと各受光領域とは、表１に示すように対応する。フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ８は、受光して光の強度に応じた出力を電気信号出力手段である電気信号出力手段２１にそれぞれ与える。
【００４５】
【表１】
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【００４６】
電源２３は、不図示の商用電源から供給される交流電力を整流し平滑化して直流にして電気信号出力手段２１に入力する。
【００４７】
電気信号出力手段２１は、フォトダイオードＰＤ１〜ＰＤ８のそれぞれに接続される増幅回路Ｃ１〜Ｃ８であり、出力切換手段２２は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４である。スイッチＳＷ１は、増幅回路Ｃ１と増幅回路Ｃ２との出力を選択的に切換えて取り出すことのできるスイッチである。同様に、スイッチＳＷ２は、増幅回路Ｃ３と増幅回路Ｃ４との出力、スイッチＳＷ３は、増幅回路Ｃ５と増幅回路Ｃ６との出力、スイッチＳＷ４は、増幅回路Ｃ７と増幅回路Ｃ８との出力を選択的に切換える。
【００４８】
電気信号出力手段２１の各増幅回路は同一に構成されるので、フォトダイオードＰＤ１に接続される増幅回路Ｃ１を代表として構成を説明する。増幅回路Ｃ１は、演算器ＯＡ１と、２つの抵抗Ｒ１，ｒ１とを含んで構成される。抵抗Ｒ１は、電源２３と、演算器ＯＡ１の非反転入力端子とに接続される。抵抗ｒ１は、演算器ＯＡ１の出力側と反転入力端子とを結ぶ帰還回路に接続される。また反転入力端子に受光領域Ａ１であるフォトダイオードＰＤ１からの出力が入力される。フォトダイオードＰＤ１は、プラス側がグランドされ、マイナス側が反転入力端子に接続される。
【００４９】
上記のように増幅回路Ｃ２〜Ｃ８は、入力される電気信号がフォトダイオードＰＤ２〜ＰＤ８のそれぞれから出力されることを除いて増幅回路Ｃ１と同一に構成されるので説明を省略する。
【００５０】
出力切換手段であるスイッチＳＷ１は、増幅回路Ｃ１またはＣ２のどちらか一方からの出力を選択して取り出すことができる構成である。スイッチＳＷ１の動作によって、選択したどちらか一方の増幅回路から出力される電気信号のみを出力し、不図示の電圧測定手段によって増幅回路Ｃ１またはＣ２から出力される電圧を測定することができる。同様にスイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４の動作によって、増幅回路Ｃ３またはＣ４、増幅回路Ｃ５またはＣ６、増幅回路Ｃ７またはＣ８それぞれのどちらか一方から出力される電圧を測定することができる。
【００５１】
このようにして、出力切換手段であるスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、第１受光領域群Ａ１〜Ａ４および第２受光領域群Ｂ１〜Ｂ４で受光した光の強度に応じて出力される電気信号のうち、同一数字を付した一組の受光領域に接続されるどちらか一方の増幅回路から出力される電気信号を選択し、その電気信号による電圧を測定することが可能である。
【００５２】
たとえば、スイッチＳＷ１が増幅回路Ｃ１と接続されると、測定される電圧の値Ｖｏ１はＶ１となる。また、スイッチＳＷ１を切換えて増幅回路Ｃ２に接続されると、測定される電圧の値Ｖｏ１はＶ２となる。受光領域Ａ１およびＢ１に同じ強度の光が照射される場合、Ｖ１とＶ２とが同じ値であれば、受光領域Ａ１およびＢ１の受光感度が等しいと判定される。一方、同じ強度の光を照射しているにもかかわらず、Ｖ１とＶ２との値が異なる場合は、受光領域Ａ１とＢ１との受光感度が異なると判定される。受光領域Ａ２〜Ａ４およびＢ２〜Ｂ４についても同様にしてスイッチＳＷ２〜ＳＷ４を切換え、電圧を測定することによって、各受光領域の受光感度が均一であるか否かを判定、すなわち受光領域の特性を検査することができる。したがって、各受光領域には、それぞれ等しい強度の光が照射されることが求められる。また最近では、ＳＮ比を大きくするために高い強度の光を受光検出することのできる受光素子が用いられるので、高い強度の光を照射できる光源であることも求められる。
【００５３】
図１および図２にもどって本発明の光源装置１について説明する。本発明の光源装置１において、受光素子２の検査領域Ｓ１に光を照射する光源４としては、高い強度の光を出射させることができる発光ダイオード（ＬＥＤ；Light Emitting Diode）が好ましく用いられる。複数備えられる光源４は、それぞれ不図示のアクチュエータに保持され、それぞれの光源について光を出射するための駆動電流供給源である不図示の電源が備えられる。
【００５４】
光源４は、受光素子２の受光面３と平行な光領域上方の第１仮想平面上において、前述の面積中心１０を通り受光面３に対する垂線と前記第１仮想平面３ａとの交点１１を中心とする仮想円３ｂの同一円周上に配置される。このように配置される複数の光源４は、光軸が受光面３に対して垂直である光を受光素子２に対して出射する。
【００５５】
図４は、複数の光源４から出射される光による検査領域Ｓ１上の照射野を概略的に示す図である。複数の光源４から出射された光は、受光素子２の検査領域Ｓ１上で光の重畳領域４ｂを形成する。ただし図４においては、図を簡略化するために、本実施形態において８個設けられる光源４のうちから４個の光源からの照射光のみを図示する。
【００５６】
本発明の光源装置１は、各光源４から出射される光が検査領域Ｓ１上に光の重畳領域４ｂを形成するように複数の光源４が設けられるので、この領域内において光の強度を高くすることができる。また、複数の光源を同一円周上に配置することによって、各光源からそれぞれ出射される光の重畳領域４ｂには、照度むらがなく均一性に優れる光を照射することができる。
【００５７】
また、複数の光源４はそれぞれ不図示のアクチュエータに保持され、該アクチュエータは、光源４が配置される仮想円３ｂの半径方向にそれぞれ光源４を移動させることのできる移動手段を含む。仮想円３ｂの半径方向に光源４を移動可能にすることによって、光源４が配置される仮想円３ｂの大きさを調整することができ、検査領域Ｓ１に照射する光の重畳領域４ｂの大きさおよび重畳される光強度の調整などが可能になる。このような移動手段としては、公知のリニアモータなどを用いることができる。
【００５８】
本実施形態の光源装置１では、光源４から出射される光の強度をモニタ用受光素子６によって測定し、モニタ用受光素子６によって測定される値に応じて、複数の光源がそれぞれ照射する光の強度分布が一定となるように制御する制御手段７を備える。
【００５９】
モニタ用受光素子６は、ステージ９上に受光素子２と同様の手段によって載置され、受光素子２と並設される。本実施形態において、モニタ用受光素子６の受光面は、受光素子２の受光面３と同一平面上に存在する。モニタ用受光素子６としては、たとえば、同一平面上に行列状に配置される複数個のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイを用いることができる。このようなフォトダイオードアレイを用いることによって、出射される光の光軸に垂直な面の強度が複数配置されるフォトダイオードによって分割されて測定され、分割領域ごとに光の強度を測定することができるので、出射光の正確な強度分布を測定することができる。
【００６０】
図５は、モニタ用受光素子６の受光領域を模式的に示す構成図である。モニタ用受光素子６としては、フォトダイオードがｘ−ｙ２軸座標平面に行列状に配置されるフォトダイオードアレイを用いる。このようなモニタ用受光素子６に対して、たとえば初期電流Ｉ１（＝Ｉｒｆ）で光源４の１つから光を照射し、各フォトダイオード（ｘ１，ｙ１）〜（ｘｎ，ｙｍ）において、その光強度を測定する。同様にして、すべての光源から出射される光強度を測定する。
【００６１】
このようにしてモニタ用受光素子６の各フォトダイオードによって測定した強度によって、それぞれの光源から出射される光の強度分布を得る。さらにその強度分布に応じて、各光源から出射される光の強度分布が一定になるように、制御手段７によって光源４から光を出射するための駆動電流を調整する。制御手段７は、中央処理装置（ＣＰＵ）またはチップ（集積回路）によって実現される処理回路であり、光源４から光を出射するための駆動電流供給源である不図示の電源に接続される。制御手段７は、記憶部にあらかじめストアされている光出力制御用プログラムに従って動作し、光源４に駆動電流を供給する不図示の電源に対してモニタ用受光素子６の検出出力に応じた制御信号を出力し、電源による供給電流値を変化させることによって、各光源からの出射光強度が一定となるように制御する。
【００６２】
モニタ用受光素子６および受光素子２を載置するステージ９は、モニタ用受光素子６および受光素子２の受光面３に平行な第２仮想平面３ｃ内において、予め定める距離間隔で移動可能な移動手段を備える。このような移動手段としては、水平２軸方向に移動可能な公知の２軸ステージを用い、ステージの移動を制御する移動制御手段８を設けることで実現できる。移動制御手段８は、中央処理装置（ＣＰＵ）、チップ（集積回路）などの処理回路によって、予め定める距離間隔である各光源４の配置される距離間隔および方向に移動し停止するようにステージ９の移動を制御する。このような手段を備えることによって、複数の光源４から出射される光の強度を短時間で効率的に測定することができる。
【００６３】
なお、前述の光の強度分布が一定とは、設計上の受光素子の検査受光領域（２ｍｍ×２ｍｍ）で光強度のばらつきが±３％以内の範囲にあることをいう。
【００６４】
図６は、光源４から出射した光の照射領域４ａにおける強度分布を示す図である。光源４からの出射光は、照射領域４ａの中心付近において最高強度を示し、周縁に向かって強度が小さくなる。前述の強度分布曲線とは、この強度変化を示す曲線をいう。この強度分布曲線において、最高強度に対する９０％の強度である一方の位置を点Ｐ、最高強度の５０％の強度である一方の位置を点Ｑとする。また、点Ｐと点Ｑとの中点を点Ｒとする。
【００６５】
図７は、図６の強度分布曲線を、点Ｐから点Ｑの範囲について直線に近似した図である。前述の各光源からの強度分布が一定とは、点Ｐ，Ｑにおける出射光の強度が基準曲線の値にほぼ等しくなり、かつ点Ｐ，Ｑ間の距離が基準曲線の距離にほぼ等しくなることを意味する。
【００６６】
このように光源４からの出射光の強度分布を一定にする方法としては、設計上の特性を満足する１つの光源について強度分布を測定して制御手段７の記憶部にストアし、他の光源からの出射光の強度分布が、前記基準光源の強度分布に近づくように光源の駆動電流を調整する方法が用いられる。
【００６７】
ここで、各光源４から出射される光は、強度分布における最高強度に対する比が５０〜９０％となる範囲において検査領域Ｓ１上に重畳されることが好ましい。出射光の強度分布が一定に調整された光源４をアクチュエータによって配置調整することによって、各光源４による光強度分布が５０〜９０％の範囲に検査領域Ｓ１が含まれるように設定することができる。
【００６８】
このような配置は、図６における強度分布の点Ｐ，Ｑ間の距離が、略長方形の検査領域Ｓ１のどちらか一方の幅とほぼ等しくなるように各光源に対する駆動電流を調整し、光源４を仮想円３ｂの同一円周上に配置しつつ仮想円３ｂの半径を変化させるようにアクチュエータを移動させ、点Ｐ，Ｑの中点である点Ｒが検査領域Ｓ１の面積中心１０上に位置するように各光源４をそれぞれ配置することで実現される。すなわち、各光源４が配置される仮想円３ｂの半径の長さが、図６における点Ｒと最高強度を示す照射領域中心との距離に等しくなるように設定されることによって実現される。
【００６９】
このようにして各光源４の配置を決定し、強度分布における最高強度に対する比が５０％以上とすることによって、検査領域Ｓ１に照射する光の強度を高くすることができる。また、各光源４からの出射光の強度を最高強度の９０％以下とすることによって、強度分布のピーク付近を含まないようにすることができるので、光を重ね合わせる検査領域Ｓ１において光強度の均一性を得ることが容易になる。なお、上記のように各光源４から受光素子２の検査領域Ｓ１に対して、各光源４から出射される光の強度分布における最高強度に対する比が５０〜９０％である範囲の全部が入るようにされる構成に限定されることなく、最高強度に対する比が５０〜９０％である範囲の一部が受光領域内に入るように配置されてもよい。
【００７０】
また、本実施形態の光源装置１は、受光素子２の受光領域に対して光を照射するもう１つの光源５を含む。光源５としては、光源４と同様に高い強度の光を出射させることができ、単独で発光させると強度分布に大きなピークを有する発光ダイオードが好ましく用いられる。光源５は、照射する光の光軸が受光素子２の受光面３に対して傾斜角度θを有するように設けられる。
【００７１】
受光素子２の検査は、前述のように、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の切換えによって電圧を測定し、測定電圧の差から受光素子２の受光感度の均一性を確認することによって行われる。ここで、各受光領域の受光感度が等しいとき、照度むらがなく均一性に優れる光のみを検査領域Ｓ１全体に照射すると、測定電圧値に差が現れない。このような場合、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が正常に動作しているのかどうか確認できないことがある。
【００７２】
そこで光源５によって、受光面３に対して光軸が傾斜角度θを有する光を検査領域Ｓ１に照射させることによって、たとえば、高い強度の光を受光する受光領域Ａ１と低い強度の光を受光する受光領域Ｂ１とを形成する。ここで、スイッチＳＷ１が増幅回路Ｃ１と接続されると、測定される電圧の値Ｖｏ１はＶ１となり、スイッチＳＷ１が増幅回路Ｃ２と接続されると、測定される電圧の値Ｖｏ１はＶ２となる。光源５からの照射光によって受光領域Ａ１とＢ１との間において受光する光の強度が異なるので、測定される電圧値Ｖ１とＶ２との間にも差が生じ、スイッチＳＷ１を切換えるたびに測定電圧値が変化する。したがって、スイッチＳＷ１が正常に動作しているか確認を行うことができる。このようにして、均一性に優れる光を検査領域Ｓ１に照射して受光素子２の検査を行う前に、光源５から検査領域Ｓ１に光を照射させることによって、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４が正常に動作しているか確認することができる。
【００７３】
以下本実施形態の光源装置１によって受光素子２の検査を行う方法を説明する。まずモニタ用受光素子６によって、光源４から出射される光の強度分布を測定する。ステージ９を移動させることによって、すべての光源４から出射される光の強度分布を測定し、制御手段７によってその光強度分布が一定になるように調整する。次に、各光源４から出力される光の最高強度に対する比が５０〜９０％である範囲の長さが、検査領域Ｓ１のどちらか一方の辺とほぼ等しい長さとなるように調整する。受光素子２は、ステージ９を移動させることによって、光源４からの出射光の重畳領域に含まれ、かつ仮想円３ｂの中心１１の下方に検査領域Ｓ１の面積中心１０が位置するように配置される。
【００７４】
光源５によって受光素子２に受光面３に対して傾斜角度θを有する光を照射し、受光素子２のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４が正常に動作するか確認を行う。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作が正常に行われていることを確認後、光源５からの光の出射を停止させ、各光源４から受光素子２に光を照射する。受光素子２のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を、それぞれ設けられる２つ１組の増幅回路の間で切換えて出力される電圧値を測定し、その測定値から各受光領域Ａ１〜Ａ４およびＢ１〜Ｂ４の受光感度が一定であるか否かを検査する。
【００７５】
本発明の光源装置１は、各光源４が受光面３と平行な第１仮想平面３ａ上に、検査領域Ｓ１の面積中心でもある受光領域の面積中心１０の受光面２に対する垂線と第１仮想平面３ａとの交点１０を中心とする仮想円３ｂの同一円周上に配置される。したがって、検査領域Ｓ１上の重畳領域内において光の強度を高くすることができ、照度むらがなく均一性に優れる光とすることができるので、受光素子２の検査の精度を向上させることができる。
【００７６】
なお、本発明の光源装置１では、スイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作確認は、光源４からの出射光の強度分布調整後に行うことに限定されず、たとえば、モニタ用受光素子６によって光源４の強度分布の調整を行う前に、光源５による光の照射でスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作確認を行ってもよい。また、出射光強度および配置調整後の光源４によって検査領域Ｓ１に光を重畳させた状態で、さらに光源５からの光を照射させてスイッチＳＷ１〜ＳＷ４の動作確認を行っても構わない。
【００７７】
また本実施形態の光源装置１では、光源５から光軸が受光面３と傾斜角度θを有する光を照射して各受光領域の受光強度を変えることによってスイッチの動作確認をする構成であるけれども、この構成に限定されず、光源５から出射される光の光軸を受光面３と垂直とし、照射領域を一部の受光領域のみとすることによって確認を行ってもよい。また、光源５を用いず、光源４のうちから１つまたは複数の光源から光を照射し、受光領域ごとの受光強度を変える構成であってもよい。
【００７８】
光源５からの出射光は、検査領域Ｓ１全面に照射されることに限られず、検査領域Ｓ１の一部分、たとえば、第１受光領域群Ａまたは第２受光領域群Ｂのいずれか一方に照射されてもよい。
【００７９】
また、光源４からの出射光の強度分布を一定にする方法としては、８つのうち任意の１つの光源について強度分布を測定し、その光源の強度分布に近づくように他の光源からの出射光の強度を調整する方法であってもよい。
【００８０】
また本実施形態の光源装置１では、光源４のそれぞれについて電源を備える構成であるけれども、この構成に限定されることなく、複数の光源を１つの電源で駆動させる構成であってもよい。このような電源を用いる場合、光源４に対する駆動電流制御は、すべての光源から出射される光の強度分布を測定した後、各光源からの出射光の強度分布同士のばらつきが小さくなるように電源からの供給駆動電流を調整する。
【００８１】
また本実施形態においては、各光源から出射される光の強度分布における最高強度に対する比が５０〜９０％となる範囲に検査領域Ｓ１が含まれるようにするために、出射光の強度分布が一定に調整された光源４の配置を調整する方法を用いるけれども、この方法に限定されることなく、各光源４の配置を予め固定しておき、各光源に対する駆動電流を調整することによって、所望の範囲に検査領域Ｓ１が含まれるようにする方法を用いてもよい。
【００８２】
各光源４からの出射光の強度分布を測定し、配置を調整した後に、すべての光源４から同時にモニタ用受光素子６に光を照射して強度分布を測定し、光の重畳領域４ｂにおける強度および均一性が所望のものであるか確認を行ってもよい。このような測定によって、さらに受光素子２の検査の精度を向上させることができる。
【００８３】
検査される受光素子は、フォトダイオードに限定されることなく、フォトトランジスタ、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）などであってもよい。また検査される受光素子のスイッチの切換は、第１受光領域群Ａと第２受光領域群Ｂとの間で切換が行われる構成に限定されることなく、同一受光領域群内において切換が行われる構成であってもよい。また、スイッチは、２つの受光領域のうちから１つを選択し切換える構成に限定されることなく、３つ以上の受光領域から選択し、切換える構成であってもよい。
【００８４】
モニタ用受光素子６としては、フォトダイオードに限られることなく、ＣＣＤなどを用いる構成であってもよい。
【００８５】
本実施形態の光源装置１では、複数の光源４がモニタ用受光素子６に対して照射する光の強度を、モニタ用受光素子６によって測定される値に応じてそれぞれ異なる水準に変化させるように制御する制御手段を備えてもよい。複数の光源から照射する光の強度を、たとえば、１／１０または１／１００に切換える場合について説明する。まず制御手段７によって複数の光源４から出射される光について強度が一定となるように制御する。このように強度が一定となるときの光源４の駆動電流を制御手段７に記憶させる。同様にして１／１０となるときの駆動電流、１／１００となるときの駆動電流を制御手段７に記憶させる。このようにして記憶させた駆動電流の値を用いて、検査する強度条件に合わせた駆動電流を制御して切換えることができる。光源４として発光ダイオードを使用する場合、印加電流に対する光強度の直線性が問題となるけれども、本実施形態の光源装置１はモニタ用受光素子６で光源４に印加する電流値を設定することで問題が解決される。また特許文献１に開示の光源装置のように、レーザーダイオードを使用して複数の光強度を設定する場合、印加電流を減少すると光を出射するためのレーザ活性媒質が励起しないことがあるけれども、本実施形態の光源装置１に備えられる光源４は、発光ダイオードを使用しているので出力強度の切換が可能である。
【００８６】
また光源４と受光素子２との間に、光源４が受光素子２に対して照射する光の強度をそれぞれ異なる水準に変化させるＮＤフィルタを設けてもよい。図８は、ＮＤフィルタの切換を行うフィルタ切換手段３１が設けられる光源４を概略的に示す構成図である。
【００８７】
フィルタ交換手段３１は、円形の回転板３２と、回転板３２にそれぞれ嵌合される２つのＮＤフィルタ３３，３４と、回転板３２の中心に設けられる回転軸３６を中心として回転板３２を回転させる不図示のモータと、モータに電力を供給する不図示の電源と、回転板３２の回転位置を検出する回転位置センサとを含んで構成される。
【００８８】
回転板３２は、たとえば硬質の樹脂などからなる円板であり、円板の中心まわりに等間隔で円形の貫通孔が本実施の形態では３つ形成される。３つの貫通孔のうち、１つには１／１０ＮＤフィルタ３３が嵌合され、もう１つには１／１００ＮＤフィルタ３４が嵌合され、残る１つは貫通のままの開口部３５である。１／１０ＮＤフィルタ３３および１／１００ＮＤフィルタ３４は、光の相対的な分布を変化させずに、光源４から出射される光の強度のみをそれぞれ１／１０、１／１００に切換えるフィルタである。回転板３２を回転させるモータには、たとえばステッピングモータなどが好適に用いられ、回転位置検出センサには、たとえばエンコーダなどが用いられる。
【００８９】
フィルタ交換手段３１は、回転位置検出線さによって回転板３２の回転位置を検出しながら回転板３２を回転させて、１／１０ＮＤフィルタ３３、１／１００ＮＤフィルタ３４および開口部３５のうちのいずれかを光源４の下方に位置させる。
【００９０】
このように、ＮＤフィルタを光源４の下方に位置させることによって、制御手段７によって複数の光源４から出射される光について強度が一定となるように制御した後、すべての光源４から照射する光の強度を受光素子２の性質などに応じて切換える場合に、フィルタ切換手段３１の切換のみによって光の強度を変えることができる。したがって、制御手段７による光源への駆動電流の供給を調整するよりも容易にかつ効率的に光源４からの出射光強度の切換を行うことができる。
【００９１】
また本実施形態の光源装置１では、光源４の発光ダイオードとして赤外線発光素子と可視光線発光素子とが交互に配置されるものを用いてもよい。赤外線の光によって情報の再生が行われる光ピックアップ装置に用いられる受光素子には、赤外線以外の光である可視光の受光によって発生するノイズを防止するために、可視光をカットする樹脂がモールドされているものがある。このような受光素子に対して、赤外線発光素子と可視光線発光素子とを交互に配置する光源から赤外線光と可視光線とを照射することによって、受光素子の受光感度の検査だけでなく、可視光をカットする樹脂についても可視光のカット性能を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の１形態である光源装置１の構成を概略的に示す模式図である。
【図２】本発明の光源装置１によって検査される受光素子２の受光領域の構成を例示する平面図である。
【図３】光源装置１によって検査される受光素子の備わる電気信号出力手段と出力切換手段との構成を示す電気回路図である。
【図４】複数の光源４から出射される光による検査領域Ｓ１上の照射野を概略的に示す図である。
【図５】モニタ用受光素子６の受光領域を模式的に示す構成図である。
【図６】光源４から出射した光の照射領域４ａにおける強度分布を示す図である。
【図７】図６の強度分布曲線を、点Ｐから点Ｑの範囲について直線に近似した図である。
【図８】ＮＤフィルタの切換を行うフィルタ切換手段３１が設けられる光源４を概略的に示す構成図である。
【符号の説明】
【００９３】
１  光源装置
２  受光素子
３  受光面
４，５  光源
６  モニタ用受光素子
７  制御手段
８  移動制御手段
９  ステージ
【図１】
2006134937.tif 000004
【図２】
2006134937.tif 000005
【図３】
2006134937.tif 000006
【図４】
2006134937.tif 000007
【図５】
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【図６】
2006134937.tif 000009
【図７】
2006134937.tif 000010
【図８】
2006134937.tif 000011