(57)【要約】【課題】ハロゲンランプの寿命を延ばすとともに、交換時の光量調節や色温度調節にかかる時間を少なくすること。【解決手段】撮像素子検査用光源装置１０は、３個のハロゲンランプ１１と、ハロゲンランプ１１の発する光を集光する集光レンズ１３と、集光された光の光量を調節する口径絞り装置１４およびＮＤフィルタ１５と、集光された光の色温度を調節する色温度調節用カラーフィルタ１６と、集光された光の照度を均一化するディフューザ１７およびインテグレータ１８と、インテグレータ１８から射出された光の照度を微調節するＮＤフィルタ１９と、撮像素子３０に光を結像させる結像レンズ２０とを備える。３個のハロゲンランプ１１は、定格使用電圧より低い値の電圧で同時に点灯される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続点灯が許可された定格電圧より低い値の電圧が印加され、同時に点灯される複数のハロゲンランプと、
前記複数のハロゲンランプの発する光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系によって集光された光の色温度を調節する色温度調節手段と、
前記集光光学系によって集光された光の照度を均一化する照度均一化手段と、
を備えた撮像素子検査用光源装置。
【請求項２】
前記集光光学系によって集光された光の光量を調節する光量調節手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の撮像素子検査用光源装置。
【請求項３】
前記光量調節手段は、口径絞り装置またはＮＤフィルタの少なくとも１つを備えたことを特徴とする請求項２記載の撮像素子検査用光源装置。
【請求項４】
前記色温度調節手段は、色温度調節用カラーフィルタであることを特徴とする請求項１または２または３記載の撮像素子検査用光源装置。
【請求項５】
前記照度均一化手段は、ディフューザまたはインテグレータの少なくとも１つを備えたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の撮像素子検査用光源装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像素子検査用光源装置を備えたことを特徴とする撮像素子検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像素子を検査する検査装置及びこの検査装置に用いる光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に検査装置には被検査物を照明する照明装置が備えられたものが多く、照明装置によって被検査物を照明しながら観察あるいは検査が行われる。ここで使用される光源にはハロゲンランプを用いることが多いが、撮像素子などの製造工程において検査装置のハロゲンランプが突然切れてしまった場合、ハロゲンランプを交換する間は生産が停止してしまう。
【０００３】
ハロゲンランプの交換は、ランプの電源を切ってからランプを冷却、新しいものに交換した後に電源を入れて点灯させる。ランプの発光が安定した後に電源電圧の調整などにより輝度調節を行い被検査物を照明する光の照度を適正にするとともに、色温度調節が必要な場合は色温度の調整も行わなければならない。このため、ハロゲンランプの交換には長い時間が掛かってしまう。
【０００４】
下記特許文献１には、ハロゲンランプを簡単に交換できるようにしたアライメント装置が示されている。このアライメント装置は、使用中のハロゲンランプの累積使用時間を計測するとともに光量検出を行い、累積使用時間と光量検出出力からハロゲンランプの交換時期を判断してハロゲンランプを予備のものと交換する。
【０００５】
下記特許文献２には、顕微鏡を用いてウエハの外観検査を行う検査装置に備えられた光源装置について記載されている。この光源装置は、複数のランプを備えその中の１つが選択されて点灯、照明光源として使用される。複数のランプの夫々にはランプの光量を検出する光量検出器が備えられ、点灯中の第１のランプが切れたり光量不足になったときには、第１のランプの電源をオフにして第２のランプの電源をオンにするとともに、光路切替装置を切り替えて第２のランプの光を被検査物に導く。
【特許文献１】特開平１１−０８７２３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１９５５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献に示されたランプ交換は、ランプの寿命を監視してランプが切れる前に交換することで使用中のランプ切れを回避する方法や、ランプの交換を自動的に行う方法を示したものであり、これによってランプ交換に掛かる時間が短くなるものではない。前述したようにランプは単に取り換えれば良いというものではなく、光量調節や色温度調節に時間が掛かることは避けられない。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、ハロゲンランプの寿命を延ばすとともに、交換後の光量調節や色温度調節にかかる時間を少なくした撮像素子検査用光源装置及びこれを備えた撮像素子検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による撮像素子検査装置は、本発明による撮像素子検査用光源装置を備える。
【０００９】
本発明による撮像素子検査用光源装置は、定格使用電圧より低い値の電圧で同時に点灯される複数のハロゲンランプと、複数のハロゲンランプの発する光を集光する集光光学系と、集光された光の光量を調節する光量調節手段と、集光された光の色温度を調節する色温度調節手段と、集光された光の照度を均一化する照度均一化手段とを備える。
【００１０】
前記光量調節手段は口径絞り装置またはＮＤフィルタのどちらかあるいは両方を備え、前記色温度調節手段は色温度調節用カラーフィルタであり、前記照度均一化手段はディフューザまたはインテグレータのどちらかあるいは両方を備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の撮像素子検査用光源装置及び撮像素子検査装置は、ハロゲンランプへの印加電圧を定格電圧より低い電圧としたことによって、ハロゲンランプの寿命が長い。また、ハロゲンランプを複数個使用しているので１個のハロゲンランプが切れた場合の影響は数分の１であるから、交換後の光量調節や色温度調節にかかる時間は少なくなり、ハロゲンランプ切れによる製造ラインの停止時間を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示すように、撮像素子検査装置３５は、撮像素子検査用光源装置１０と撮像素子３０を検査するに適した半導体テスタ３６備えている。半導体テスタ３６と被検査物である撮像素子３０との間は接続され、半導体テスタ３６から撮像素子３０へは検査のための電圧や制御信号が送られ、撮像素子３０から半導体テスタ３６へは画像信号が送られる。また、撮像素子検査用光源装置１０から射出された光は、撮像素子３０を照射する。
【００１３】
図２に示すように、撮像素子検査用光源装置１０は、３個のハロゲンランプ１１を備えたランプハウス１２と、ハロゲンランプ１１の光を集光する集光レンズ（集光光学系）１３と、集光された光の光量を調節する光量調節手段である口径絞り装置１４およびＮＤフィルタ１５と、集光された光の色温度を調節する色温度調節用カラーフィルタ（色温度調節手段）１６と、集光された光の照度を均一化する照度均一化手段であるディフューザ１７およびインテグレータ１８と、インテグレータ１８から射出される光の照度を微調節するＮＤフィルタ１９と、撮像素子３０に光を結像させる結像レンズ２０とを備える。
【００１４】
前記３個のハロゲンランプ１１は、光軸２１に対して同心円上に等間隔で配置され、ランプハウス１２に収容されている。ランプハウス１２にはハロゲンランプ１１を冷却するファンが設けられ、ハロゲンランプ１１が点灯中は高温になり過ぎないようにハロゲンランプ１１を冷却し、ハロゲンランプ１１が消灯しても完全に冷めるまでは作動している。
【００１５】
前記３個のハロゲンランプ１１への電源は、メインスイッチ２３によってオンオフされる可変電圧調整器２４から夫々に設けられた専用スイッチ２５を介して供給される。この専用スイッチ２５は撮像素子の検査中にハロゲンランプ１１が切れてハロゲンランプ１１を交換しなければならないときにオフさせるスイッチであり普段はオンになっている。
【００１６】
メインスイッチ２３がオンされると、前記３個のハロゲンランプ１１は３個とも点灯する。ハロゲンランプ１１に印加される電圧は前記可変電圧調整器２４によってハロゲンランプ１１の定格電圧より低い電圧に設定されている。そのため１個のハロゲンランプ１１の発する光は定格電圧が印加された場合に比べて少なく暗いが、３個全てが同時に点灯されることで、１個のハロゲンランプに定格電圧を印加したときと同じかあるいはそれ以上の輝度が得られる。
【００１７】
前記３個のハロゲンランプ１１の発する光は前記集光レンズ１３によって集光される。
【００１８】
前記口径絞り装置１４は、アイリス絞りであり図示しない制御装置によって制御され、その口径が調節されるようになっており、前記集光レンズ１３によって集光された光の光量を調節する。口径絞り装置１４はメカ絞りであるため更に微調節が必要になる場合があり、そのときはＮＤフィルタ１５によって更に調節が行われる。
【００１９】
ハロゲンランプ１１は印加される電圧によって発光光量が変化するが、光量だけでなくそのときの色温度も変化する。また、同じ電圧が印加された場合でも光量や色温度に個体差があり１個１個異なっている。そのため光量調節が行われた光は、色温度調節用カラーフィルタ１６によって調節され適正な色温度に補正される。光量や色温度の調節は撮像素子３０の出力をモニタしながら行われる。
【００２０】
色温度調節用カラーフィルタ１６を通過した光は、ディフューザ１７によって拡散され均一化されてインテグレータ１８に入射する。インテグレータ１８は内面が鏡になった四角形の筒で構成され、内部に入射した光は全反射を繰り返すことによって更に均一化されて射出面１８ａから射出される。
【００２１】
前記射出面１８ａから射出された光は、ＮＤフィルタ１９よって再び明るさの調節が行われ、結像レンズ２０から撮像素子３０に向けて照射され、撮像素子３０の撮像面に結像される。
【００２２】
次に、ハロゲンランプ１１の特性について説明する。ハロゲンランプ１１の寿命は、印加電圧が高いほど短く、低いほど長い。例えば、図３に示すように、定格使用電圧Ａで点灯したときより、それより低い電圧Ｂで点灯したときの方が寿命が長い。可変電圧調整器２４によってハロゲンランプ１１の印加電圧を定格使用電圧Ａより低い電圧Ｂとすることで1個１個のハロゲンランプ１１の寿命が長くなっている。
【００２３】
図４に示すように、ハロゲンランプ１１の輝度は印加電圧が高いほど明るく、低いほど暗い。可変電圧調整器２４がハロゲンランプ１１への印加電圧を定格使用電圧Ａより低い電圧Ｂにしているので、１個のハロゲンランプ１１の輝度は定格使用電圧Ａが印加された時より暗いが、３個同時に点灯することで所定の明るさが得られるようになっている。
【００２４】
次に、撮像素子検査用光源装置１０の作用について図５に示す作業フローを参照しながら説明する。撮像素子３０の検査中に、前記３個のハロゲンランプ１１のうちの１個が球切れしたときは、切れたハロゲンランプ１１に接続された専用スイッチ２５のみをオフにする。切れたハロゲンランプ１１は冷却用ファンによって冷却された後に取り外され、新しいハロゲンランプ１１が取り付けられる。
【００２５】
新しいハロゲンランプ１１を取り付け、専用スイッチ２５をオンに戻す。新しいハロゲンランプ１１に電源が供給され、発光が安定した後に光量調節が行われる。この場合、交換したハロゲンランプ１１は３個中の１個であり、新しいハロゲンランプ１１の個体差による光量のバラツキが全体の光量へ影響する割合は１／３であるから、調節量は僅かであり、前記口径絞り装置１４を調節することは少なく、殆どの場合は前記ＮＤフィルタ１５あるいはＮＤフィルタ１９の調節で済む。
【００２６】
また、色温度調節も行わなければならないが、これについても影響は１／３であるから調節量は僅かであり、その調節に掛かる時間は少なくて済む。
【００２７】
以上説明した実施形態では、３個のハロゲンランプ１１のうちの１個が球切れしたときについて説明したが、球切れするのではなく１個のハロゲンランプ１１の光量が少し低下した場合は、前記口径絞り装置１４および前記ＮＤフィルタ１５を調節することで正常の照度を得ることもできる。
【００２８】
また、球切れした時に何らかの理由によって予備のハロゲンランプ１１がないときは、前記可変電圧調整器２４により電源電圧を上げて、残りのハロゲンランプによって所定の明るさとすることもできる。
【００２９】
上記実施形態では、３個のハロゲンランプ１１の夫々に専用スイッチ２５を設けたが、専用スイッチ２５は必ずしも設ける必要はなく、全てのハロゲンランプを纏めて１つのスイッチでオンオフするようにしても良い。
【００３０】
上記実施形態では、光量調節手段として、口径絞り装置１４とＮＤフィルタ１５，１９を用いたが、口径絞り装置１４だけでも良いし、ＮＤフィルタだけでも良い。あるいは、どちらも設けず可変電圧調整器２４にて電圧を変化させて光量を調節しても良い。
【００３１】
上記実施形態では、インテグレータに内面が鏡になった四角形の筒状のものを用いたが、鏡面仕上げされた表面を有する正四角柱を用いたものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による撮像素子検査装置の構成を示す図である。
【図２】本発明による撮像素子検査用光源装置の構成を示す図である。
【図３】ハロゲンランプの印加電圧と寿命の関係を示す図である。
【図４】ハロゲンランプの印加電圧と輝度の関係を示す図である。
【図５】ハロゲンランプを交換するときの作業フローを示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０  撮像素子検査用光源装置
１１  ハロゲンランプ
１２  ランプハウス
１３  集光レンズ（集光光学系）
１４  口径絞り装置（光量調節手段）
１５  ＮＤフィルタ（光量調節手段）
１６  色温度調節用カラーフィルタ（色温度調節手段）
１７  ディフューザ（照度均一化手段）
１８  インテグレータ（照度均一化手段）
１８ａ  射出面
１９  ＮＤフィルタ（光量調節手段）
２０  結像レンズ
２１  光軸
２３  メインスイッチ
２４  可変電圧調整器
２５  専用スイッチ
３０  撮像素子
３５  撮像素子検査装置
３６  半導体テスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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