(57)【要約】【課題】光学検出装置を提供する。【解決手段】対向する第１側と第２側を有し、第１の光線束を透過させ波長が第１の光線束と異なる第２の光線束を反射する分光器と、分光器の第１側に置かれ、分光器を透過するように第１の光線束を提供するための第１の光源と、分光器の第２側に置かれ、分光器から反射される第２の光線束を検知するための第１の画像撮影装置と、を含む光学検出装置。【選択図】図１
2017120248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１側と第２側を有し、第１の光線束を透過させ波長が前記第１の光線束と異なる第２の光線束を反射する分光器と、
前記分光器の前記第１側に置かれ、前記分光器を透過するように前記第１の光線束を提供するための第１の光源と、
前記分光器の前記第２側に置かれ、前記分光器から反射される前記第２の光線束を検知するための第１の画像撮影装置と、
を含む光学検出装置。
【請求項２】
前記第１の光源は、前記第１の画像撮影装置と同軸的に設置される請求項１に記載の光学検出装置。
【請求項３】
前記分光器は、バンドパスフィルタ素子又はショートパスフィルタ素子である請求項１又は請求項２に記載の光学検出装置。
【請求項４】
前記第１の光線束の波長は、前記第２の光線束の波長よりも短い請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項５】
前記第１の光線束は、紫外線であり、且つ前記第２の光線束は、可視光線である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項６】
前記分光器と前記第１の画像撮影装置との間に置かれ、前記第１の光線束を阻止し前記第２の光線束を透過させるフィルタ素子を更に含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項７】
前記第１の光源は、前記第１の光線束を検出位置に提供し、且つ前記第１の画像撮影装置により前記検出位置からの前記第２の光線束を検知する光学検出装置であって、
前記分光器から離間される経路に沿って前記検出位置に第３の光線束を提供するための第２の光源を更に含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項８】
前記第２の光源は、環状光源である請求項７に記載の光学検出装置。
【請求項９】
前記第２の光源は、前記第１の光源と前記分光器により形成される光軸を取り囲む請求項７又は請求項８に記載の光学検出装置。
【請求項１０】
前記第３の光線束は、可視光線である請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１１】
前記第１の光源は、前記第１の光線束を検出位置に提供し、且つ前記第１の画像撮影装置により前記検出位置からの前記第２の光線束を検知する光学検出装置であって、
前記分光器の位置する経路に沿って前記検出位置に第３の光線束を提供するための第２の光源を更に含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１２】
前記第２の光源は、環状光源である請求項１１に記載の光学検出装置。
【請求項１３】
前記第２の光源は、前記第１の画像撮影装置を取り囲む請求項１１又は請求項１２に記載の光学検出装置。
【請求項１４】
前記第３の光線束は、可視光線である請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１５】
前記第１の光源は、前記第１の光線束を検出位置に提供し、前記第１の画像撮影装置により前記検出位置からの前記第２の光線束を検知する光学検出装置であって、
少なくとも一部の前記分光器と少なくとも一部の前記第１の画像撮影装置を覆わない視野を有し、斜めに前記検出位置の画像を取り込むための第２の画像撮影装置を更に含む請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１６】
前記第１の画像撮影装置は、カラーカメラであり、且つ約５０ｌｐ／ｍｍ（ミリメートル毎の白黒ストライプペア数）〜約２５ｌｐ／ｍｍである場合、値の範囲が約３０％〜約１００％である変調伝達関数を有する請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１７】
前記第１の画像撮影装置は、モノクロカメラであり、且つ約２０ｌｐ／ｍｍ（ミリメートル毎の白黒ストライプペア数）〜約１４．２ｌｐ／ｍｍである場合、値の範囲が約３０％〜約１００％である変調伝達関数を有する請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１８】
第１の光線束を検出位置に提供し、前記検出位置と光軸を形成する第１の光源と、
前記光軸に置かれ、且つ対向する第１側と第２側を有する分光器と、
前記光軸外に置かれ、前記分光器の前記第２側から反射される第２の光線束を検知することに用いられ、且つ前記第１の光源と同軸的に設置される第１の画像撮影装置と、
経路が前記分光器から離間される第３の光線束を前記検出位置に提供するための第２の光源と、
を含み、
前記第１の光線束は、前記第１側から前記検出位置まで前記分光器を透過し、
前記第２の光線束は、前記検出位置からのものであり、波長が前記第１の光線束と異なる光学検出装置。
【請求項１９】
第４の光線束を前記検出位置に提供するための第３の光源を更に含み、前記第３の光源は、前記第１の画像撮影装置を取り囲んで設置される請求項１８に記載の光学検出装置。
【請求項２０】
前記検出位置の画像を取り込むための第２の画像撮影装置を更に含み、前記第２の画像撮影装置は、少なくとも一部の前記分光器、少なくとも一部の前記第１の画像撮影装置と少なくとも一部の前記第２の光源を覆わない視野を有する請求項１８又は請求項１９に記載の光学検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップは、半導体ウェハに集積回路を形成してなる。半導体チップの最上層の表面は、保護のために、一般的に保護層が一層堆積される。当該保護層は、望ましくない水気とイオン汚染物の損害から半導体チップを保護することができる。ウェハは、検出装置により保護層の厚さと均一性を検出することができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の一態様は、対向する第１側と第２側を有し、第１の光線束を透過させ波長が第１の光線束と異なる第２の光線束を反射する分光器と、分光器の第１側に置かれ、分光器を透過するように第１の光線束を提供するための第１の光源と、分光器の第２側に置かれ、分光器から反射される第２の光線束を検知するための第１の画像撮影装置と、を含む光学検出装置を提供する。
【０００４】
本発明の別の態様は、第１の光線束を検出位置に提供し、検出位置と光軸を形成する第１の光源と、光軸に置かれ、且つ対向する第１側と第２側を有する分光器と、光軸外に置かれ、分光器の第２側から反射される第２の光線束を検知することに用いられ、且つ第１の光源と同軸的に設置される第１の画像撮影装置と、経路が分光器から離間される第３の光線束を検出位置に提供するための第２の光源と、を含み、第１の光線束は、第１側から検出位置まで分光器を透過し、第２の光線束は、検出位置からのものであり、波長が第１の光線束と異なる光学検出装置を提供する。
【発明の効果】
【０００５】
上記の実施形態の光学検出装置には、分光器により第１の光線束と第２の光線束の光経路を整列するため、第１の光線束と第２の光線束が、低い又はひいては実際にゼロとなるエネルギー損失を有することができる。なお、第１の画像撮影装置は、分光器から反射される第２の光線束を検知するため、被検体の画像に収差（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）という問題が生じない。従って、画像補正プログラムを実行することなく直接画像を分析してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の一実施形態による光学検出装置の模式図である。
【図２】図１の分光器のある実施形態における透過スペクトル図である。
【図３】本発明の別の実施形態の光学検出装置の模式図である。
【図４】本発明の更に１つの実施形態の光学検出装置の模式図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態の光学検出装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面で本発明の複数の実施形態を開示し、明らかに説明するために、下記で多くの実際の細部を合わせて説明する。しかしながら、理解すべきなのは、これらの実際の細部が、本発明を制限するためのものではない。つまり、本発明の実施形態の一部において、これらの実際の細部は、必要でないものである。また、図面を簡略化するために、ある従来慣用の構造及び素子は、図面において簡単で模式的に示される。
【０００８】
図１は、本発明の一実施形態の光学検出装置の模式図である。光学検出装置は、対向する第１側１１２と第２側１１４を有し、第１の光線束１２２を透過させ波長が第１の光線束１２２と異なる第２の光線束９１２を反射する分光器１１０と、分光器１１０の第１側１１２に置かれ、分光器１１０を透過するように第１の光線束１２２を提供するための第１の光源１２０と、分光器１１０の第２側１１４に置かれ、分光器１１０から反射される第２の光線束９１２を検知するための第１の画像撮影装置１３０と、を含む。
【０００９】
ある実施形態において、光学検出装置は、波長変換層（未図示）を有する被検体９１０を検出することができる。波長変換層は、第１の光線束１２２を第２の光線束９１２に変換することができる。このように、検出時に、第１の光源１２０は、分光器１１０を透過し被検体９１０に第１の光線束１２２を射出する。被検体９１０の波長変換層は、第１の光線束１２２を、分光器１１０に伝送される第２の光線束９１２に変換する。分光器１１０は、次に第２の光線束９１２を第１の画像撮影装置１３０に反射し、これにより、第１の画像撮影装置１３０が被検体９１０の画像を受信することができる。
【００１０】
本実施形態の光学検出装置は、分光器１１０により第１の光線束１２２と第２の光線束９１２の光経路を整列するため、第１の光線束１２２と第２の光線束９１２が、低い又はひいては実際にゼロとなるエネルギー損失を有することができる。つまり、第１の光線束１２２と第２の光線束９１２のエネルギーは、効果的に利用されることができる。なお、第１の画像撮影装置１３０が分光器１１０から反射される第２の光線束９１２を検知するため、この被検体９１０の画像は、光線束が媒体を透過する時に生じる光の分散に起因する収差（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ）という問題を生じない。従って、画像補正プログラムを実行することなく直接画像を分析してもよい。
【００１１】
ある実施形態において、分光器１１０は、ショートパス（ｓｈｏｒｔ−ｐａｓｓ）フィルタ素子又はバンドパス（ｂａｎｄ−ｐａｓｓ）フィルタ素子であってもよく、ショートパスフィルタ素子とロングパス（ｌｏｎｇ−ｐａｓｓ）フィルタ素子により接合されてなってもよい。ショートパスフィルタ素子は、特定波長以下の光を透過させ、且つ前記波長以上の光を反射（又は阻止）する。ロングパスフィルタ素子は、特定波長以上の光を透過させ、且つ前記波長以下の光を反射（又は阻止）する。バンドパスフィルタ素子は、特定波長範囲以内の光を透過させ、且つ前記波長範囲以外の光を反射（又は阻止）する。
【００１２】
図２は、図１の分光器１１０のある実施形態における透過スペクトル図である。図１と図２を併せて参照されたい。図２において、分光器は、ショートパスフィルタ素子であり、波長がλ０以下となる光を透過させ、前記波長λ０以上の光を反射（又は阻止）する。ある実施形態において、第１の光線束１２２の波長は、波長λ０よりも低くてもよく、第２の光線束９１２の波長は、波長λ０よりも高くてもよい。つまり、第１の光線束１２２の波長は、第２の光線束９１２の波長よりも短い。図２に示すように、波長λ０よりも低い光は、例えば実際に１００％のような高透過率を有し、波長λ０よりも高い光は、例えば実際に０％のような低透過率を有する。つまり、分光器１１０に対して、第１の光線束１２２は、高透過率を有するが、第２の光線束９１２は、低透過率（又は高反射率）を有する。従って、第１の光線束１２２と第２の光線束９１２は、低い（ひいてはゼロとなる）エネルギー損失を有することができる。分光器１１０の透過スペクトル図は例示だけであり、本発明を制限するものではない。当業者は、実際状況に応じて分光器１１０の透過スペクトルを選択してよい。
【００１３】
図１を参照されたい。ある実施形態において、第１の光線束１２２は、紫外線であり、即ち、第１の光源１２０は、紫外線光源であり、第２の光線束９１２は、例えば青色光のような可視光線である。しかしながら、本発明は、これに限定されない。
【００１４】
ある実施形態において、被検体９１０は、プリント回路基板（Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｂｏａｒｄ；ＰＣＢ）又はウェハ（ｗａｆｅｒ）であってもよく、その中の波長変換層は、その下に形成される回路を保護するための保護層であってもよい。本実施形態の光学検出装置は、保護層の厚さと／又は均一性を測定することができる。保護層の厚さを測定するために、複数の波長変換材料を保護層に加えてもよい。短波長の入射光が被検体９１０に照射される場合、その中の波長変換材料は、長波長の光を生じる。長波長の光は、強さが保護層の厚さによって決まり、その光分布が保護層の均一性によって決まる。ある実施形態において、波長変換材料は、蛍光材料であり、短波長の光（例えば紫外線）を吸収し、長波長の光（例えば可視光）を射出することができるが、本発明の範囲はこれに限定されない。
【００１５】
ある実施形態において、光学検出装置は、分光器１１０と第１の画像撮影装置１３０との間に置かれて、第１の光線束１２２を阻止し、第２の光線束９１２を透過させるフィルタ素子１７０を更に含む。例を挙げれば、フィルタ素子１７０は、第１の画像撮影装置１３０の受光面１３２に置かれてもよい。第１の光線束１２２が紫外線である場合、フィルタ素子１７０は、紫外線フィルタ素子（ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  ｃｕｔ  ｆｉｌｔｅｒ）であってもよい。フィルタ素子１７０が第１の光線束１２２を阻止することができるため、第１の画像撮影装置１３０によって検知される画像は、第１の光線束１２２のノイズを含まない。
【００１６】
図１において、第１の光源１２０は、第１の光線束１２２を検出位置９００に提供する。被検体９１０は、検出位置９００に置かれ、第１の画像撮影装置１３０により、検出位置９００に置かれる被検体９１０からの第２の光線束９１２を検知する。図１において、第１の光源１２０と検出位置９００は、光軸Ｏを形成し、分光器１１０が光軸Ｏに置かれる。又は、第１の光源１２０と分光器１１０は、光軸Ｏを形成する。第１の光線束１２２は、光軸Ｏに沿って伝送される。
【００１７】
ある実施形態において、第１の光源１２０と第１の画像撮影装置１３０は、同軸的に設置される。即ち、第１の光源１２０と第１の画像撮影装置１３０は、少なくとも一部の共通光路を共有する。例を挙げれば、第１の光源１２０と第１の画像撮影装置１３０は、分光器１１０と検出位置９００との間に位置する一部の光軸Ｏを共有し、第１の画像撮影装置１３０は、光軸Ｏ外に置かれる。このような設置により、第１の光線束１２２は、正方向に被検体９１０に入射することができ、第１の画像撮影装置１３０は、被検体９１０から反射される正面光（即ち、第２の光線束９１２）を検知することができる。フレネル（Ｆｒｅｓｎｅｌ）公式により、正面光は、斜光よりも安定的な（又は低い）反射率を有する。従って、同軸的な設置は、更に第１の光線束１２２と第２の光線束９１２のエネルギー損失を低下させることができる。
【００１８】
ある実施形態において、第１の画像撮影装置１３０は、カラーカメラであり、変調伝達関数（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ；ＭＴＦ）を有する。詳細的に、第１の画像撮影装置１３０は、レンズと画像センサ素子を含んでもよい。レンズは、第１の画像撮影装置１３０に入る光線束を画像センサ素子に集光することができる。ここの変調伝達関数は、具体的に、カラーカメラのレンズの変調伝達関数である。約５０ｌｐ／ｍｍ（（ｌｉｎｅ  ｐａｉｒ）／ｍｍ、ミリメートル毎の白黒ストライプペア数）（約１０マイクロメートルの解像度に対応する）〜約２５ｌｐ／ｍｍ（約２０マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値（ｍｏｄｕｌｅ又はｍａｇｎｉｔｕｄｅ）の範囲は、約３０％〜約１００％である。例を挙げれば、約３３．３ｌｐ／ｍｍ（約１５マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値の範囲は、３０％よりも大きい。カラーカメラは、光センサー素子と、光センサー素子前に置かれるカラーフィルタを含んでもよいが、本発明の範囲はこれに限定されない。この設置により、第１の画像撮影装置１３０は、その検知画像の第２の光線束９１２の強さを決めるのに十分に高い解像度を有するが、検知画像のバックグラウンドを目立たせるように高くなるというほどでもない。
【００１９】
ある他の実施形態において、第１の画像撮影装置１３０は、モノクロカメラであり、変調伝達関数を有する。ここの変調伝達関数は、具体的に、モノクロカメラのレンズの変調伝達関数である。約２０ｌｐ／ｍｍ（約２５マイクロメートルの解像度に対応する）〜約１４．２ｌｐ／ｍｍ（約３５マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値の範囲は、約３０％〜約１００％である。例を挙げれば、約１６．７ｌｐ／ｍｍ（約３０マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値の範囲は、３０％よりも大きい。ある実施形態において、モノクロカメラは、光の強さを検知し且つグレースケール（ｇｒａｙ  ｓｃａｌｅ）で画像を表現する光センサー素子であってもよい。この設置により、第１の画像撮影装置１３０は、その検知画像の第２の光線束９１２の強さを決めるのに十分に高い解像度を有するが、検知画像のバックグラウンドを目立たせるように高くなるというほどでもない。
【００２０】
図３は、本発明の別の実施形態の光学検出装置の模式図である。図３と図１の光学検出装置の異なりは、第２の光源１４０と第３の光源１５０の存在にある。図３において、光学検出装置は、第３の光線束１４２を経路Ｐ１に沿って検出位置９００に提供するように第２の光源１４０を更に含み、分光器１１０が経路Ｐ１に置かれる。なお、分光器１１０は、更に第３の光線束１４２を反射する。第３の光線束１４２は、第１の光線束１２２及び第２の光線束９１２と異なる波長を有する。例を挙げれば、第１の光線束１２２は、紫外線であり、第２の光線束９１２は、青色光であり、第３の光線束１４２は、赤色光又は黄色光であり、即ち、第２の光源１４０は、可視光線源である。フィルタ素子１７０も第３の光線束１４２を透過させ、且つ第１の画像撮影装置１３０が、更に第３の光線束１４２を検知する。明らかにするために、図３は、第３の光線束１４２のエッジを示す。
【００２１】
第２の光源１４０からの第３の光線束１４２は、分光器１１０によって経路Ｐ１に沿って被検体９１０に反射される。被検体９１０は少なくとも一部の第３の光線束１４２を反射する。第３の光線束１４２は、分光器１１０に伝送され、フィルタ素子１７０を透過してから第１の画像撮影装置１３０によって検知される。
【００２２】
第３の光線束１４２は、第２の光線束９１２の信号を目立たせる。詳細的に、ある実施形態において、第２の光線束９１２と第３の光線束１４２は、スペクトルにおいて遠く離れてハイコントラストを形成する。従って、第１の画像撮影装置１３０によって検知される画像において、被検体９１０の保護層の信号がより明らかになるように、第２の光線束９１２を目立つようにしてもよい。
【００２３】
ある実施形態において、第２の光源１４０は、環状光源であり、図３に示すように、第２の光源１４０は、第１の画像撮影装置１３０を取り囲んで設置してもよい。即ち、第３の光線束１４２は、斜めに被検体９１０に入射する。明らかにするために、図３は、半円形の第２の光源１４０を示す。しかしながら、他の実施形態において、第２の光源１４０は、点光源であってもよいが、本発明の範囲はこれに限定されない。
【００２４】
ある実施形態において、光学検出装置は、第４の光線束１５２を経路Ｐ２に沿って検出位置９００に提供する第３の光源１５０を更に含み、経路Ｐ２と分光器１１０が離間される。即ち、分光器１１０は、第３の光源１５０から射出される第４の光線束１５２を阻止しない。明らかにするために、図３は、第４の光線束１５２のエッジを示す。第４の光線束１５２は、第１の光線束１２２、第２の光線束９１２及び第３の光線束１４２と異なる波長を有する。例を挙げれば、第１の光線束１２２は、紫外線であり、第２の光線束９１２は、青色光であり、第３の光線束１４２は、赤色光であり、第４の光線束１５２は、黄色光であり、即ち、第３の光源１５０は、可視光線源である。分光器１１０は、更に第４の光線束１５２を反射してもよく、フィルタ素子１７０も第４の光線束１５２を透過させ、且つ第１の画像撮影装置１３０は、更に第４の光線束１５２を検知する。ある実施形態において、第２の光線束９１２と第４の光線束１５２は、スペクトルにおいて遠く離れてハイコントラストを形成する。従って、第１の画像撮影装置１３０によって検知される画像において、被検体９１０の保護層の信号がより明らかになるように、第２の光線束９１２を目立つようにしてもよい。
【００２５】
ある実施形態において、第３の光源１５０は、環状光源であり、図３に示すように、第３の光源１５０は、第１の光源１２０と検出位置９００（と／又は分光器１１０）により形成される光軸Ｏを取り囲んで設置されてもよい。即ち、第４の光線束１５２は、斜めに被検体９１０に入射してもよい。明らかにするために、図３は、半円形の第３の光源１５０を示す。しかしながら、他の実施形態において、第３の光源１５０は、点光源であってもよいが、本発明の範囲はこれに限定されない。図３の光学検出装置の他の細部は図１の光学検出装置と似ているため、ここに説明しない。
【００２６】
図４は、本発明の更に１つの実施形態の光学検出装置の模式図である。図４と図３の光学検出装置の異なりは、第３の光源の数にある。図４において、第３の光源の数は、複数であり、例えば第３の光源１５０と１５０’である。この２つの第３の光源１５０と１５０’は、環状光源であり、第１の光源１２０と検出位置９００（と／又は分光器１１０）により形成される光軸Ｏを取り囲んで設置されてもよい。第４の光線束１５２と１５２’は、異なる波長を有してもよい。第４の光線束１５２は、経路Ｐ２に沿って伝送され、第４の光線束１５２’は、経路Ｐ２’に沿って伝送され、経路Ｐ２とＰ２’が離間される。即ち、分光器１１０と第３の光源１５０’は、第４の光線束１５２を阻止しなく、且つ分光器１１０と第３の光源１５０は、第４の光線束１５２’を阻止しない。図４の光学検出装置の他の細部は図３の光学検出装置と似ているため、ここに説明しない。
【００２７】
図５は、本発明の更に他の実施形態の光学検出装置の模式図である。図５と図３の光学検出装置の異なりは、第３の光源の設置にある。図５において、図３の第３の光源１５０は、第２の画像撮影装置１６０に取り替えられる。第２の画像撮影装置１６０は、斜めに検出位置９００（又は被検体９１０）の画像を取り込むことに用いられる。第２の画像撮影装置１６０は、少なくとも一部の分光器１１０と少なくとも一部の第１の画像撮影装置１３０を覆わない取り込み視野（ｆｉｅｌｄ  ｏｆ  ｖｉｅｗ）ＦＯＶを有する。即ち、第２の画像撮影装置１６０は、全部の分光器１１０と第１の画像撮影装置１３０の完全な画像を取り込まない。第２の画像撮影装置１６０は、斜めに検出位置９００（又は被検体９１０）の画像を取り込むため、ある正向角度から取り込みしにくい特徴（例えば被検体９１０の回路側壁に置かれる保護層の一部の光の強さ）が取り込まれることができる。ある他の実施形態において、図４の第３の光源１５０’は、図５の光学検出装置に加えられてもよく、又は第２の画像撮影装置１６０に取り替えられてもよいが、本発明の範囲はこれに限定されない。ある実施形態において、第２の画像撮影装置１６０は、複数であってもよい。ある実施形態において、第２の画像撮影装置１６０は、カラーカメラであってもよく、且つ変調伝達関数を有する。ここの変調伝達関数は、具体的に、カラーカメラのレンズの変調伝達関数である。約５０ｌｐ／ｍｍ（約１０マイクロメートルの解像度に対応する）〜約２５ｌｐ／ｍｍ（約２０マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値の範囲は、約３０％〜約１００％である。例を挙げれば、約３３．３ｌｐ／ｍｍ（約１５マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値の範囲は、３０％よりも大きい。ある他の実施形態において、第２の画像撮影装置１６０は、モノクロカメラであってもよく、且つ変調伝達関数を有する。ここの変調伝達関数は、具体的に、モノクロカメラのレンズの変調伝達関数である。約２０ｌｐ／ｍｍ（約２５マイクロメートルの解像度に対応する）〜約１４．２ｌｐ／ｍｍ（約３５マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値の範囲は、約３０％〜約１００％である。例を挙げれば、約１６．７ｌｐ／ｍｍ（約３０マイクロメートルの解像度に対応する）である場合、変調伝達関数の値の範囲は、３０％よりも大きい。図５の光学検出装置の他の細部は図３の光学検出装置と似ているため、ここに説明しない。
【００２８】
本発明の実施形態を前述の通りに開示したが、これは、本発明を限定するものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、多様の変更や修正を加えることができ、したがって、本発明の保護範囲は、後の特許請求の範囲で指定した内容を基準とする。
【符号の説明】
【００２９】
１１０  分光器
１１２  第１側
１１４  第２側
１２０  第１の光源
１２２  第１の光線束
１３０  第１の画像撮影装置
１３２  受光面
１４０  第２の光源
１４２  第３の光線束
１５０、１５０’  第３の光源
１５１、１５２、１５２’  第４の光線束
１６０  第２の画像撮影装置
１７０  フィルタ素子
９００  検出位置
９１０  被検体
９１２  第２の光線束
λ０  波長
ＦＯＶ  取り込み視野
Ｏ  光軸
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ２’  経路
【図１】
2017120248.tif 000003
【図２】
2017120248.tif 000004
【図３】
2017120248.tif 000005
【図４】
2017120248.tif 000006
【図５】
2017120248.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月1日(2017.5.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１側と第２側を有し、第１の光線束を透過させ波長が前記第１の光線束と異なる第２の光線束を反射する分光器と、
前記分光器の前記第１側に置かれ、前記分光器を透過するように検出位置に前記第１の光線束を提供するための第１の光源と、
前記分光器の前記第２側に置かれ、前記検出位置から反射され、かつ、前記分光器から反射される前記第２の光線束を検知するための第１の画像撮影装置と、
前記分光器から離間される経路に沿って前記検出位置に第４の光線束を提供するための第３の光源と、
を含む光学検出装置。
【請求項２】
前記第１の光源は、前記第１の画像撮影装置と同軸的に設置される請求項１に記載の光学検出装置。
【請求項３】
前記分光器は、バンドパスフィルタ素子又はショートパスフィルタ素子である請求項１又は請求項２に記載の光学検出装置。
【請求項４】
前記第１の光線束の波長は、前記第２の光線束の波長よりも短い請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項５】
前記第１の光線束は、紫外線であり、且つ前記第２の光線束は、可視光線である請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項６】
前記分光器と前記第１の画像撮影装置との間に置かれ、前記第１の光線束を阻止し前記第２の光線束を透過させるフィルタ素子を更に含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項７】
前記第３の光源は、環状光源である請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項８】
前記第３の光源は、前記第１の光源と前記分光器により形成される光軸を取り囲む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項９】
前記第４の光線束は、可視光線である請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１０】
前記光学検出装置は、前記分光器の位置する経路に沿って前記検出位置に第３の光線束を提供するための第２の光源を更に含む請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１１】
前記第２の光源は、環状光源である請求項１０に記載の光学検出装置。
【請求項１２】
前記第２の光源は、前記第１の画像撮影装置を取り囲む請求項１０又は請求項１１に記載の光学検出装置。
【請求項１３】
前記第３の光線束は、可視光線である請求項１０から請求項１２のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１４】
前記光学検出装置は、少なくとも一部の前記分光器と少なくとも一部の前記第１の画像撮影装置を覆わない視野を有し、斜めに前記検出位置の画像を取り込むための第２の画像撮影装置を更に含む請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１５】
前記第１の画像撮影装置は、カラーカメラであり、且つ約５０ｌｐ／ｍｍ（ミリメートル毎の白黒ストライプペア数）〜約２５ｌｐ／ｍｍである場合、値の範囲が約３０％〜約１００％である変調伝達関数を有する請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１６】
前記第１の画像撮影装置は、モノクロカメラであり、且つ約２０ｌｐ／ｍｍ（ミリメートル毎の白黒ストライプペア数）〜約１４．２ｌｐ／ｍｍである場合、値の範囲が約３０％〜約１００％である変調伝達関数を有する請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の光学検出装置。
【請求項１７】
第１の光線束を検出位置に提供し、前記検出位置と光軸を形成する第１の光源と、
前記光軸に置かれ、且つ対向する第１側と第２側を有する分光器と、
前記光軸外に置かれ、前記分光器の前記第２側から反射される第２の光線束を検知することに用いられ、且つ前記第１の光源と同軸的に設置される第１の画像撮影装置と、
経路が前記分光器から離間される第４の光線束を前記検出位置に提供するための第３の光源と、
を含み、
前記第１の光線束は、前記第１側から前記検出位置まで前記分光器を透過し、
前記第２の光線束は、前記検出位置からのものであり、波長が前記第１の光線束と異なる光学検出装置。
【請求項１８】
第３の光線束を前記検出位置に提供するための第２の光源を更に含み、前記第２の光源は、前記第１の画像撮影装置を取り囲んで設置される請求項１７に記載の光学検出装置。
【請求項１９】
前記検出位置の画像を取り込むための第２の画像撮影装置を更に含み、前記第２の画像撮影装置は、少なくとも一部の前記分光器、少なくとも一部の前記第１の画像撮影装置と少なくとも一部の前記第３の光源を覆わない視野を有する請求項１７又は請求項１８に記載の光学検出装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の別の態様は、第１の光線束を検出位置に提供し、検出位置と光軸を形成する第１の光源と、光軸に置かれ、且つ対向する第１側と第２側を有する分光器と、光軸外に置かれ、分光器の第２側から反射される第２の光線束を検知することに用いられ、且つ第１の光源と同軸的に設置される第１の画像撮影装置と、経路が分光器から離間される第４の光線束を検出位置に提供するための第３の光源と、を含み、第１の光線束は、第１側から検出位置まで分光器を透過し、第２の光線束は、検出位置からのものであり、波長が第１の光線束と異なる光学検出装置を提供する。