JP2022089104A

JP2022089104A - Lighting device

Info

Publication number: JP2022089104A
Application number: JP2020201371A
Authority: JP
Inventors: 昭史松永; Akifumi Matsunaga; 俊二尾倉; Shunji Ogura; 芳彦山田; Yoshihiko Yamada; 良蔵伊藤; Ryozo Ito
Original assignee: OYO DENKI KK
Current assignee: OYO DENKI KK
Priority date: 2020-12-03
Filing date: 2020-12-03
Publication date: 2022-06-15

Abstract

To provide a lighting device capable of illuminating a wide field with high uniformity, which can, for example, emit light with a wide wavelength range from a visible light range to a near infrared light range with a single device under substantially the same condition.SOLUTION: A lighting device comprises a light source unit 12 having a plurality of light sources (20, 22) having different wavelengths of light to be emitted, and an optical system unit 14 that uniformizes the intensity distribution of light from the light source unit 12 and irradiates an irradiation target with the uniformized light. The light source unit 12 has a light source selection mechanism 16 that selects the light sources (20, 22) that make light incident on the optical system unit 14, and light source adjustment means 18 that adjusts a condition of incident light including a spreading angle of light incident on the optical system unit 14 from each of the light sources (20, 22).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば、固体撮像素子等の光学デバイスのテストや、顕微鏡、その他広い波長域で照明しうる光源として利用可能な照明装置に関する。 The present invention relates to, for example, a test of an optical device such as a solid-state image sensor, a microscope, and a lighting device that can be used as a light source capable of illuminating in a wide wavelength range.

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の半導体の集積回路で設けられる固体撮像素子（イメージセンサ）は、光を電気信号に変換する特性を利用して、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、携帯電話、自動車の先進運転支援システム等の各種センサ、その他種々の産業機器等に広く活用されている。固体撮像素子は、ウエハ完成後や製品出荷前にその光電特性が正常か否かの検査が必要であるが、固体撮像素子の検査を行うための照明光を照射する照明装置が種々開発されており、本出願人も先の出願で光源装置として提案している（特許文献１参照）。従来の照明装置は、光源と、光源からの光を照度分布の均一な光として生成する多数のレンズやフィルタを有した照明光学系と該照明光学系を通過した照明光を検査対象の固体撮像素子に対して投影する投影光学系とを含む光学系と、を有しており、検査対象の固体撮像素子の受光面に均一な照明光を照射するようになっている。 The solid-state image sensor (image sensor) provided in the integrated circuit of semiconductors such as CCD and CMOS utilizes the characteristics of converting light into electrical signals, and is an advanced driving support system for digital still cameras, video cameras, mobile phones, and automobiles. It is widely used in various sensors such as, and other various industrial equipment. It is necessary to inspect whether the photoelectric characteristics of the solid-state image sensor are normal after the wafer is completed or before the product is shipped. However, various lighting devices that irradiate the illumination light for inspecting the solid-state image sensor have been developed. Therefore, the applicant has also proposed as a light source device in the previous application (see Patent Document 1). A conventional lighting device has a light source, an illumination optical system having a large number of lenses and filters that generate light from the light source as light having a uniform illuminance distribution, and solid-state imaging of the illumination light that has passed through the illumination optical system. It has an optical system including a projection optical system that projects onto the element, and uniformly illuminates the light receiving surface of the solid-state image pickup element to be inspected.

特許第５１８１１７４号公報Japanese Patent No. 5181174

従前の固体撮像素子であるイメージセンサは、主として可視光域で利用されるものが多かったことから、該イメージセンサの光学テスト用の照明装置の光源としては、可視光域で太陽光と近似した分光スペクトルが得られるハロゲンランプが多く使用されていた。一方で、近年では、監視カメラ（防犯カメラ）や、デジタルスチルカメラの測距、又は車載用カメラ等では、波長が７５０～１５００ｎｍの近赤外光域で利用可能なイメージセンサが利用されている。さらに、例えば、自動車関連産業では安全性の向上や自動運転技術等の開発に伴って、車載用センサは可視光域による画像とともに、近赤外光域での画像や距離の検出が求められている。このようにイメージセンサの分野では可視光域に加えて近赤外光域を利用することの重要度も増大しており、可視光域から近赤外光域までの広い帯域の撮像が可能なイメージセンサが開発され、実用化されている。 Since most image sensors, which are conventional solid-state imaging elements, are mainly used in the visible light region, the light source of the lighting device for the optical test of the image sensor is similar to sunlight in the visible light region. Halogen lamps that can obtain a spectral spectrum have been widely used. On the other hand, in recent years, image sensors that can be used in the near-infrared light region with a wavelength of 750 to 1500 nm have been used in surveillance cameras (security cameras), distance measurement of digital still cameras, in-vehicle cameras, and the like. .. Furthermore, for example, in the automobile-related industry, with the improvement of safety and the development of autonomous driving technology, in-vehicle sensors are required to detect images in the near-infrared light region and distances as well as images in the visible light region. There is. In this way, in the field of image sensors, the importance of using the near-infrared light region in addition to the visible light region is increasing, and it is possible to image a wide band from the visible light region to the near-infrared light region. Image sensors have been developed and put into practical use.

可視光域と近赤外光域の両方の光を撮像可能なイメージセンサについての光学テストでは、可視光域での光学テストと、近赤外光域での光学テストを行う必要がある。しかしながら、従来では、可視光域での光学テストではハロゲンランプ等の可視光源を有する可視光域専用の照明装置が使用され、近赤外光域での光学テストでは近赤外発光ダイオード等の近赤外光源を有する近赤外光域専用の照明装置が使用されていた。すなわち、光学テストに少なくとも2台以上の照明装置が必要であった。その結果、コストが高くつくとともに、光学テストを行うための照明装置を設置する場所が広く必要となるうえ、光学テストを行う工程も煩雑で手間がかかる問題が生じている。 In the optical test for an image sensor capable of capturing both visible and near-infrared light, it is necessary to perform an optical test in the visible light region and an optical test in the near-infrared light region. However, conventionally, in the optical test in the visible light region, a lighting device dedicated to the visible light region having a visible light source such as a halogen lamp is used, and in the optical test in the near infrared light region, a near infrared light emitting diode or the like is used. A lighting device dedicated to the near-infrared light region having an infrared light source was used. That is, at least two luminaires were required for the optical test. As a result, the cost is high, a large place for installing a lighting device for performing an optical test is required, and the process of performing an optical test is complicated and time-consuming.

本発明は上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、その一つの目的は、広照野を高い均一性で照明できる照明装置において、例えば、可視光域から近赤外光域までの広い波長域の光を略同一条件で１台の装置で照明することができる照明装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and one object thereof is a lighting device capable of illuminating a wide illuminating field with high uniformity, for example, in a wide range from a visible light region to a near infrared light region. It is an object of the present invention to provide a lighting device capable of illuminating light in a wavelength range with one device under substantially the same conditions.

上記課題を解決するために本発明は、照射する光の波長が異なる複数の光源（２０、２２）を有する光源部１２と、光源部１２からの光の強度分布を均一化し、照射対象に該均一化した光を照射する光学系部１４と、を備え、光源部１２は、該光学系部１４に入射させる光源（２０、２２）を選択する光源選択機構１６と、それぞれの光源（２０、２２）から該光学系部１４に入射される光の広がり角度を含む入射光の条件を調整する光源調整手段１８と、を有する照明装置１０から構成される。 In order to solve the above problems, the present invention uniforms the intensity distribution of the light from the light source unit 12 and the light source unit 12 having a plurality of light sources (20, 22) having different wavelengths of the light to be irradiated, and applies the light to the irradiation target. An optical system unit 14 that irradiates uniform light is provided, and the light source unit 12 includes a light source selection mechanism 16 that selects a light source (20, 22) to be incident on the optical system unit 14, and each light source (20, It is composed of a lighting device 10 having a light source adjusting means 18 for adjusting the conditions of the incident light including the spreading angle of the light incident on the optical system unit 14 from 22).

また、光源部１２は、可視光域の波長の光を照射する可視光源（２０）と、近赤外光域の波長の光を照射する近赤外光源（２２）と、を含むこととしてもよい。可視光源は、１個又は複数個設けることとしてもよい。また、近赤外光源は、１個又は複数個設けることとしてもよい。 Further, the light source unit 12 may include a visible light source (20) that irradiates light having a wavelength in the visible light region and a near-infrared light source (22) that irradiates light having a wavelength in the near-infrared light region. good. One or a plurality of visible light sources may be provided. Further, one or a plurality of near-infrared light sources may be provided.

また、光学系部１４の光路中間位置には、迷光となる反射光を抑えて迷光防止用とした反射防止膜を有する光路折り曲げ手段５６が設置されたこととしてもよい。 Further, it may be assumed that an optical path bending means 56 having an antireflection film for suppressing stray light and preventing stray light is installed at an optical path intermediate position of the optical system unit 14.

また、光路折り曲げ手段５６は、複数のミラー部材（６６、６８）を組み合わせて設けられたこととしてもよい。 Further, the optical path bending means 56 may be provided by combining a plurality of mirror members (66, 68).

また、光路折り曲げ手段５６は、該光学系の光路を９０°折り曲げるように反射防止膜を有する反射面どうしを所定の傾斜角度で対向させる２つのミラー部材を組み合わせて設けられ、第１ミラー部材６６は、光路折り曲げ位置より光源部側の光学系部１４の光軸Ｘに対して反射面が６７．５°傾斜して設定されるとともに、第２ミラー部材６８は、同光軸Ｘに対して反射面が２２．５°傾斜して設定されたこととしてもよい。 Further, the optical path bending means 56 is provided by combining two mirror members having reflective surfaces having an antireflection film facing each other at a predetermined inclination angle so as to bend the optical path of the optical system by 90 °, and the first mirror member 66 is provided. Is set so that the reflection surface is tilted by 67.5 ° with respect to the optical axis X of the optical system unit 14 on the light source side from the optical path bending position, and the second mirror member 68 is set with respect to the optical axis X. It may be assumed that the reflecting surface is set at an inclination of 22.5 °.

また、光源調整手段１８は、所定の光源（２０）からの光の広がり角度を拡大しうるレンズ拡散板４０を含むこととしてもよい。 Further, the light source adjusting means 18 may include a lens diffuser 40 capable of expanding the spreading angle of the light from the predetermined light source (20).

また、光学系部を構成する一部又は全ての光学素子には、迷光となる反射光を抑えて迷光防止用とした反射防止膜が施されることとしてもよい。 Further, some or all the optical elements constituting the optical system unit may be provided with an antireflection film for suppressing stray light and preventing the reflected light.

また、反射防止膜は、可視光域から近赤外光域まで光の反射率の変動が少なく、かつ安定して低反射率であることとしてもよい。 Further, the antireflection film may have a stable low reflectance with little fluctuation in the reflectance of light from the visible light region to the near infrared light region.

また、反射防止膜は、ＭｇＦ_２とＺｒＯ_２とＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３のそれぞれを材料として成膜された光学薄膜を積層して設けられたこととしてもよい。 Further, the antireflection film may be provided by laminating an optical thin film formed of MgF ₂ , ZrO ₂ , SiO ₂ and Al ₂ O ₃ as materials.

本発明の照明装置によれば、照射する光の波長が異なる複数の光源を有する光源部と、光源部からの光の強度分布を均一化し、照射対象に該均一化した光を照射する光学系部と、を備え、光源部は、該光学系部に入射させる光源を選択する光源選択機構と、それぞれの光源から該光学系部に入射される光の広がり角度を含む入射光の条件を調整する光源調整手段と、を有することから、異なる波長の光を照射する光源を切り替えて同一の光路となる光学系部に入射させて照射することにより、１台の装置で広帯域の波長の光を照射する照明装置を実現できる。さらに、異なる光源を利用する光源部の構成であっても、光源調整手段により、同一光路の光学系部に入射させる光の広がり角度等の光の条件を調整することで、光源を切り替えても光学系部から照射される照明光の均一性を保持できる。 According to the illuminating device of the present invention, an optical system that equalizes the intensity distribution of light from a light source unit having a plurality of light sources having different wavelengths of the irradiating light and the light source unit and irradiates the irradiated object with the uniformized light. The light source unit adjusts the conditions of the incident light including the light source selection mechanism for selecting the light source to be incident on the optical system unit and the spreading angle of the light incident on the optical system unit from each light source. Since it has a light source adjusting means for irradiating light, a single device can emit light having a wide band wavelength by switching light sources that irradiate light of different wavelengths and injecting light into an optical system portion having the same optical path. It is possible to realize an illuminating device that illuminates. Further, even if the light source unit is configured to use different light sources, the light source can be switched by adjusting the light conditions such as the spreading angle of the light incident on the optical system unit of the same optical path by the light source adjusting means. The uniformity of the illumination light emitted from the optical system unit can be maintained.

また、光源部は、可視光域の波長の光を照射する可視光源と、近赤外光域の波長の光を照射する近赤外光源と、を含む構成とすることにより、１台の装置で可視光域から近赤外光域までの広帯域を均一性が高い光で照明することができる。その結果、可視光域と近赤外光域の両方を撮像可能なイメージセンサの光学テスト等でも実用できる照明装置を提供できる。 Further, the light source unit is configured to include a visible light source that irradiates light having a wavelength in the visible light range and a near-infrared light source that irradiates light having a wavelength in the near-infrared light range, whereby one device is provided. It is possible to illuminate a wide band from the visible light range to the near infrared light range with highly uniform light. As a result, it is possible to provide a lighting device that can be practically used in an optical test of an image sensor capable of capturing both a visible light region and a near infrared light region.

また、光学系部の光路中間位置には、迷光となる反射光を抑えて迷光防止用とした反射防止膜を有する光路折り曲げ手段が設置された構成とすることにより、迷光を極力抑えることで均一性が高い光を照明できる光学系部を高い自由度で設計できる。 Further, by installing an optical path bending means having an antireflection film for suppressing stray light at the intermediate position of the optical path of the optical system portion, the stray light is suppressed as much as possible to make it uniform. It is possible to design an optical system part that can illuminate highly flexible light with a high degree of freedom.

また、光路折り曲げ手段は、複数のミラー部材を組み合わせて設けられた構成とすることにより、複数のミラー部材の組み合わせによって反射防止膜が施された反射面での光の入射角度を調整することにより、光学系部が光路を折り曲げる構成であっても高い均一性を保持した光を照射することができる。 Further, the optical path bending means is provided by combining a plurality of mirror members, and by adjusting the incident angle of light on the reflective surface provided with the antireflection film by the combination of the plurality of mirror members. Even if the optical system portion has a structure in which the optical path is bent, it is possible to irradiate light with high uniformity.

また、光路折り曲げ手段は、該光学系の光路を９０°折り曲げるように反射防止膜を有する反射面どうしを所定の傾斜角度で対向させる２つのミラー部材を組み合わせて設けられ、第１ミラー部材は、光路折り曲げ位置より光源部側の光学系部の光軸に対して反射面が６７．５°傾斜して設定されるとともに、第２ミラー部材は、光軸に対して反射面が２２．５°傾斜して設定された構成とすることにより、例えば、可視光域から近赤外光域までの広帯域であっても反射による迷光を安定的に減少させうるとともに、光学系部が光路を折り曲げる構成であっても高い均一性を保持した光を照射することができる照明装置を具体的に実現できる。 Further, the optical path bending means is provided by combining two mirror members having reflective surfaces having an antireflection film facing each other at a predetermined inclination angle so as to bend the optical path of the optical system by 90 °, and the first mirror member is provided. The reflection surface is set to be tilted 67.5 ° with respect to the optical axis of the optical system portion on the light source side from the optical path bending position, and the reflection surface of the second mirror member is 22.5 ° with respect to the optical axis. By making the configuration set at an angle, for example, stray light due to reflection can be stably reduced even in a wide band from the visible light region to the near infrared light region, and the optical system portion bends the optical path. Even so, it is possible to specifically realize an optical device capable of irradiating light with high uniformity.

また、光源調整手段は、所定の光源からの光の広がり角度を拡大しうるレンズ拡散板を含む構成とすることにより、簡単な構造で具体的に光源調整手段を実現でき、低コストで照明装置を製造することができる。 Further, the light source adjusting means is configured to include a lens diffuser that can expand the spreading angle of the light from a predetermined light source, so that the light source adjusting means can be concretely realized with a simple structure, and the lighting device can be used at low cost. Can be manufactured.

また、光学系部を構成する一部又は全ての光学素子には、迷光となる反射光を抑えて迷光防止用とした反射防止膜が施される構成とすることにより、照度ムラ等の原因となる迷光を極力抑えることができるので、光学系部から高い均一性の光を確実に照射することができる。 In addition, some or all of the optical elements that make up the optical system are provided with an antireflection film that suppresses the reflected light that becomes stray light and is used to prevent stray light, which causes uneven illuminance and the like. Since the stray light can be suppressed as much as possible, it is possible to reliably irradiate highly uniform light from the optical system portion.

また、反射防止膜は、可視光域から近赤外光域まで光の反射率の変動が少なく、かつ安定して低反射率である構成とすることにより、光源部の光源の波長を可視光域や近赤外線域に切り替えても、光学系部からの照射範囲や均一性を保持して照射対象に照射することができる結果、光学系部を同一光路として利用することができ、１台の装置だけで広帯域の波長を照射できる照明装置を提供できる。 In addition, the antireflection film has a structure in which the light reflectance does not fluctuate from the visible light region to the near infrared light region and has a stable low reflectance, so that the wavelength of the light source of the light source unit is visible light. Even if the region is switched to the near-infrared region or the near-infrared region, the irradiation target can be irradiated while maintaining the irradiation range and uniformity from the optical system unit. As a result, the optical system unit can be used as the same optical path, and one unit can be used. It is possible to provide an optical device capable of irradiating a wide band wavelength with the device alone.

また、反射防止膜は、ＭｇＦ_２とＺｒＯ_２とＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３のそれぞれを材料として成膜された光学薄膜を積層して設けられた構成とすることにより、可視光域から近赤外光域まで光の反射率の変動が少なく、かつ安定して低反射率である反射防止膜を具体的に実現できる。 Further, the antireflection film is provided by laminating optical thin films formed of MgF ₂ , ZrO ₂ , SiO ₂ and Al ₂ O ₃ as materials, so that the antireflection film is near-red from the visible light region. It is possible to specifically realize an antireflection film having a stable low reflectance with little fluctuation in the reflectance of light up to the outside light region.

本発明の第１の実施形態に係る照明装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the lighting apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１の照明装置の光源部の一部を拡大した概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing which enlarged a part of the light source part of the lighting apparatus of FIG. 反射防止膜の入射角度特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the incident angle characteristic of the antireflection film. 本発明の第２の実施形態に係る照明装置の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the lighting apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図４の照明装置の光路折り曲げ手段の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the optical path bending means of the lighting apparatus of FIG. 図５に対する比較例の光路折り曲げ手段の概略説明図である。It is the schematic explanatory drawing of the optical path bending means of the comparative example with respect to FIG.

以下添付図面を参照しつつ本発明の照明装置の実施形態について説明する。本発明に係る照明装置は、例えば、固体撮像素子であるイメージセンサ等の光学デバイスをテストするための照明光や、顕微鏡の照明光、その他照射する光の波長を変更させながら照明することができる照明光として利用できる光源装置である。図１、図２は、本発明の照明装置の第１の実施形態を示している。図１に示すように、本実施形態に係る照明装置１０は、複数の光源を有する光源部１２と、光源部１２から入射された光を均一化して照射対象に照射する光学系部１４と、を備え、光源部１２は、光源選択機構１６と光源調整手段１８とを有する。本実施形態では、照明装置１０は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子であるイメージセンサの光学テストに利用される光学テスト用照明装置の態様で説明する。 Hereinafter, embodiments of the lighting device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The lighting device according to the present invention can be illuminated while changing the wavelength of the illumination light for testing an optical device such as an image sensor which is a solid-state image pickup element, the illumination light of a microscope, or other irradiation light. It is a light source device that can be used as illumination light. 1 and 2 show a first embodiment of the lighting device of the present invention. As shown in FIG. 1, the lighting device 10 according to the present embodiment includes a light source unit 12 having a plurality of light sources, an optical system unit 14 that homogenizes the light incident from the light source unit 12 and irradiates the irradiation target. The light source unit 12 includes a light source selection mechanism 16 and a light source adjusting means 18. In the present embodiment, the lighting device 10 will be described, for example, in the embodiment of an optical test lighting device used for an optical test of an image sensor which is a solid-state image sensor such as a CCD or CMOS.

光源部１２は、異なる波長の光を照射する複数の光源（２０、２２）を有している。本実施形態では、光源部１２は、波長が３８０～７５０ｎｍの可視光域の光を照射する可視光源である第１の光源２０と、波長が７５０～１５００ｎｍの近赤外光域の光を照射する近赤外光源である第２の光源２２と、を含む。第１の光源２０は、例えば、可視光域に連続スペクトルを放射するハロゲンランプ（又は可視光域発光ダイオード）からなる。第２の光源２２は、例えば、中心波長が９４０ｎｍで、ある波長幅（スペクトル幅）を有する近赤外発光ダイオードからなる。なお、光源の数は任意にしてもよく、例えば、可視光域で波長が異なる光を照射する光源を複数個、又は近赤外光域で波長が異なる光を照射する光源を複数個、備えた構成とすることとしてもよい。 The light source unit 12 has a plurality of light sources (20, 22) that irradiate light having different wavelengths. In the present embodiment, the light source unit 12 irradiates the first light source 20, which is a visible light source that irradiates light in the visible light region having a wavelength of 380 to 750 nm, and light in the near infrared light region having a wavelength of 750 to 1500 nm. A second light source 22, which is a near-infrared light source, and the like. The first light source 20 is composed of, for example, a halogen lamp (or a visible light region light emitting diode) that emits a continuous spectrum in the visible light region. The second light source 22 is composed of, for example, a near-infrared light emitting diode having a center wavelength of 940 nm and a certain wavelength width (spectral width). The number of light sources may be arbitrary, and for example, a plurality of light sources that irradiate light having different wavelengths in the visible light region or a plurality of light sources that irradiate light having different wavelengths in the near infrared light region are provided. It may be configured as such.

光源選択機構１６は、光源部１２において光学系部１４に入射させる光源を選択する光源切替手段である。すなわち、光源選択機構１６により、第１の光源２０からの光を光学系部１４に入射するか、第２の光源２２からの光を光学系部１４に入射するか、を選択的に切り替える。本実施形態では、光源選択機構１６は、例えば、複数のレンズ、ミラーやシャッター等の光学素子を組み合わせて構成され、並設された第１の光源２０と第２の光源２２に対応して設けられる。 The light source selection mechanism 16 is a light source switching means for selecting a light source to be incident on the optical system unit 14 in the light source unit 12. That is, the light source selection mechanism 16 selectively switches whether the light from the first light source 20 is incident on the optical system unit 14 or the light from the second light source 22 is incident on the optical system unit 14. In the present embodiment, the light source selection mechanism 16 is configured by combining, for example, a plurality of lenses, optical elements such as mirrors and shutters, and is provided corresponding to the first light source 20 and the second light source 22 arranged side by side. Be done.

具体的には、第１の光源２０は、例えば、後述の光学系部１４の光軸Ｘと離隔した位置に設置され、該光学系部１４の光軸Ｘと平行方向となる横方向に向けて光を照射するように設定されている。第１の光源２０の光の進行方向側には、該第１の光源２０の光軸Ｘ１に対して４５°傾斜した第１のダイクロイックミラー２４が設置されている。第１のダイクロイックミラー２４は、例えば、７５０ｎｍよりも短い波長の光を反射し、７５０ｎｍよりも長い波長の光を通過するように設定されており、第１の光源２０から照射される波長３８０～７５０ｎｍの可視光を９０°折り曲げるように反射する。図１上、第１のダイクロイックミラー２４の下方側には、光を集める第１のコレクタレンズ２６が設置されている。第１のコレクタレンズ２６の下方には、該第１のコレクタレンズ２６の光軸に対して４５°傾斜した第２のダイクロイックミラー２８が設置されている。第２のダイクロイックミラー２８は、第１のダイクロイックミラー２４と同様に例えば、７５０ｎｍよりも短い波長の光を反射し、７５０ｎｍよりも長い波長の光を通過するように設定されており、第１の光源２０から照射される波長３８０～７５０ｎｍの可視光を９０°折り曲げて光学系部１４へ向けて反射する。第２のダイクロイックミラー２８からの光は、光学系部１４への入射用コレクタレンズ３０を介して光学系部１４に入射される。これにより、第１の光源２０からの光は、第１のダイクロイックミラー２４、第２のコレクタレンズ２６、第２のダイクロイックミラー２８、入射用コレクタレンズ３０の順で進行するような光源部１２内での第１の光路Ｌ１を形成して、光学系部１４に入射される。さらに、第１の光源２０と第１のダイクロイックミラー２４との中間位置には、光路を開閉する第１のシャッター３２が設置されており、第１のシャッター３２の開閉操作により、第１の光源２０からの光の通過・遮蔽を切り替える。 Specifically, for example, the first light source 20 is installed at a position separated from the optical axis X of the optical system unit 14 described later, and is directed in the lateral direction parallel to the optical axis X of the optical system unit 14. It is set to illuminate with light. A first dichroic mirror 24 inclined by 45 ° with respect to the optical axis X1 of the first light source 20 is installed on the light traveling direction side of the first light source 20. The first dichroic mirror 24 is set to reflect light having a wavelength shorter than 750 nm and pass light having a wavelength longer than 750 nm, for example, and has a wavelength of 380 to irradiated from the first light source 20. Reflects visible light of 750 nm so as to bend 90 °. In FIG. 1, a first collector lens 26 for collecting light is installed on the lower side of the first dichroic mirror 24. Below the first collector lens 26, a second dichroic mirror 28 inclined by 45 ° with respect to the optical axis of the first collector lens 26 is installed. Like the first dichroic mirror 24, the second dichroic mirror 28 is set to reflect light having a wavelength shorter than, for example, 750 nm and pass light having a wavelength longer than 750 nm. Visible light having a wavelength of 380 to 750 nm emitted from the light source 20 is bent 90 ° and reflected toward the optical system unit 14. The light from the second dichroic mirror 28 is incident on the optical system unit 14 via the collector lens 30 for incident on the optical system unit 14. As a result, the light from the first light source 20 travels in the light source unit 12 in the order of the first dichroic mirror 24, the second collector lens 26, the second dichroic mirror 28, and the incident collector lens 30. The first optical path L1 is formed in, and is incident on the optical system unit 14. Further, a first shutter 32 for opening and closing an optical path is installed at an intermediate position between the first light source 20 and the first dichroic mirror 24, and the first light source is opened and closed by opening and closing the first shutter 32. Switch between passing and blocking light from 20.

第２の光源２２は、例えば、該第２の光源２２の光軸Ｘ２が光学系部１４の光軸Ｘと同じ直線上に設定されている。第２の光源２２の光の進行方向側には、光を集める第２のコレクタレンズ３４が設置されており、第２の光源２２からの光は、第２のコレクタレンズ３４を介して第２のダイクロイックミラー２８に入射される。第２の光源２２からの光は、波長９４０ｎｍの近赤外光であるので、第２のダイクロイックミラー２８を通過し、入射用コレクタレンズ３０を介して光学系部１４に入射される。すなわち、第２の光源２２からの光は、第２のコレクタレンズ３４、第２のダイクロイックミラー２８、入射用コレクタレンズ３０の順で進行するような第２の光路Ｌ２を形成して、光学系部１４に入射される。さらに、第２の光源２２と第２のコレクタレンズ３４との中間位置には、第２のシャッター３６が設置されており、第２のシャッター３６の開閉操作により、第２の光源２２からの光の通過・遮蔽を切り替える。よって、本実施形態では、光源選択機構１６は、第１、第２のシャッター３２，３６の開閉操作により、第１の光源２０と第２の光源２２のいずれかの光を選択して、同一の光路Ｌとなる光学系部１４に入射する。なお、光源選択機構１６は、光源の数や位置等に応じてレンズやミラー等の組み合わせを任意に構成することとしてもよい。 In the second light source 22, for example, the optical axis X2 of the second light source 22 is set on the same straight line as the optical axis X of the optical system unit 14. A second collector lens 34 that collects light is installed on the light traveling direction side of the second light source 22, and the light from the second light source 22 passes through the second collector lens 34. It is incident on the dichroic mirror 28 of the above. Since the light from the second light source 22 is near-infrared light having a wavelength of 940 nm, it passes through the second dichroic mirror 28 and is incident on the optical system unit 14 via the incident collector lens 30. That is, the light from the second light source 22 forms a second optical path L2 that travels in the order of the second collector lens 34, the second dichroic mirror 28, and the incident collector lens 30, and forms an optical system. It is incident on the unit 14. Further, a second shutter 36 is installed at an intermediate position between the second light source 22 and the second collector lens 34, and the light from the second light source 22 can be obtained by opening and closing the second shutter 36. Switch between passing and blocking. Therefore, in the present embodiment, the light source selection mechanism 16 selects the light of either the first light source 20 or the second light source 22 by opening / closing the first and second shutters 32 and 36, and is the same. It is incident on the optical system unit 14 which becomes the optical path L of. The light source selection mechanism 16 may arbitrarily configure a combination of lenses, mirrors, and the like according to the number and positions of light sources.

光源調整手段１８は、それぞれの光源から光学系部１４に入射される光の条件を調整する調整手段である。上述のように、光源部１２を構成する複数の光源（光源２０、２２）は、可視光を照射するハロゲンランプや近赤外発光ダイオード等のように異なる光源体でそれぞれ構成されることから、例えば、光の広がる角度（配光角）等を含む諸条件が異なっている。光源調整手段１８は、これらの複数の光源でそれぞれ異なる光の広がり角度等の条件を同一又は略同一となるように調整して光学系部１４に入射させるように調整する。例えば、第１、第２の光源２０、２２からの光がそれぞれ異なった広がり角度で光学系部１４に入射されると、光学系部１４に入射される光束の断面積が変わることとなり、選択した光源によって光学系部１４からの光の照射範囲や、均一性すなわち光の強度が均一化された範囲が変わることとなる。その結果、照射対象面Ｆに設置したテスト対象のイメージセンサへの照射範囲や均一性が変わることとなり、適切なテストを行えない問題が生じる。これに対し、本実施形態では、光源調整手段１８を設けることにより、第１、第２の光源２０、２２のいずれを選択しても同一又は略同一な照射範囲、光の均一性の条件を満たすことができる。 The light source adjusting means 18 is an adjusting means for adjusting the conditions of the light incident on the optical system unit 14 from each light source. As described above, since the plurality of light sources (light sources 20 and 22) constituting the light source unit 12 are each composed of different light source bodies such as halogen lamps and near-infrared light emitting diodes that irradiate visible light. For example, various conditions including the angle at which light spreads (light distribution angle) and the like are different. The light source adjusting means 18 adjusts the conditions such as the spread angle of different light for each of the plurality of light sources to be the same or substantially the same, and adjusts the light to be incident on the optical system unit 14. For example, when the light from the first and second light sources 20 and 22 is incident on the optical system unit 14 at different spread angles, the cross-sectional area of the light beam incident on the optical system unit 14 changes, and the selection is made. The irradiation range of the light from the optical system unit 14 and the uniformity, that is, the range in which the intensity of the light is made uniform will change depending on the light source. As a result, the irradiation range and uniformity of the image sensor of the test target installed on the irradiation target surface F will change, and there will be a problem that an appropriate test cannot be performed. On the other hand, in the present embodiment, by providing the light source adjusting means 18, the same or substantially the same irradiation range and light uniformity conditions can be obtained regardless of which of the first and second light sources 20 and 22 is selected. Can be met.

本実施形態では、例えば、第１の光源２０であるハロゲンランプの光の広がり角度（配光角）は該光源の中心照度の半値全角で１５°に設定されている。一方、第２の光源２２である近赤外発光ダイオードの光の広がり角度（配光角）は該光源の中心照度の半値全角で９０°に設定されている。光源調整手段１８は、光の広がり角度が狭い第１の光源２０を、光の広がり角度が広い第２の光源２２と同一化するために第１の光源２０の広がり角度を拡大する広がり角度調整手段（配光角調整手段）３８を有する。広がり角度調整手段３８は、例えば、第１の光源２０からの光の広がり角度を拡大しうるレンズ拡散板４０を含む。本実施形態では、レンズ拡散板４０は、周知のレンズ拡散板（ＬｉｇｈｔＳｈａｐｉｎｇＤｉｆｆｕｓｅｒ）からなり、図２に示すように、レンズ拡散板４０の拡散角をβ、第１の光源２０の配光角をαとすると、該レンズ拡散板４０で拡散させた合計の拡散角θは、θ^２＝α^２＋β^２の関係となる。よって、例えば、ハロゲンランプからなる第１の光源２０に対して拡散角β≒８８．７°のレンズ拡散板４０を第１の光路Ｌ１に挿入させて、該第１の光源２０の光をレンズ拡散板４０に通過させることにより拡散角θ≒９０°の光が得られることとなり、第２の光源２２の広がり角度９０°と略同一の広がり角度の光束として光学系部１４に入射することができる。なお、広がり角度調整手段３８は、例えば、拡散角が異なるレンズ拡散板をそれぞれの光源に設置して、それぞれのレンズ拡散板から照射される拡散光の広がり角度を同一とするような構成としてもよい。また、光源調整手段１８は、レンズ拡散板を含む構成に限らず、種々のレンズや絞り、フィルタ、その他の光学素子で所定の光源の光の広がり角度を広げたり又は狭めたりすることにより光の広がり角度を調整する構造としてもよい。また、光源調整手段１８は、光の広がり角度の調整に加えて、照度や強度、その他の条件等を調整する手段を備えることとしてもよい。 In the present embodiment, for example, the light spread angle (light distribution angle) of the halogen lamp, which is the first light source 20, is set to 15 °, which is the half-value full angle of the central illuminance of the light source. On the other hand, the light spread angle (light distribution angle) of the near-infrared light emitting diode, which is the second light source 22, is set to 90 ° at half the full angle of the central illuminance of the light source. The light source adjusting means 18 expands the spread angle of the first light source 20 in order to make the first light source 20 having a narrow light spread angle equal to the second light source 22 having a wide light spread angle. It has means (light distribution angle adjusting means) 38. The spread angle adjusting means 38 includes, for example, a lens diffuser 40 capable of expanding the spread angle of light from the first light source 20. In the present embodiment, the lens diffuser 40 is composed of a well-known lens diffuser (Light Shipping Diffuser), and as shown in FIG. 2, the diffusion angle of the lens diffuser 40 is β, and the light distribution angle of the first light source 20 is Let α be, and the total diffusion angle θ diffused by the lens diffuser 40 has a relationship of θ ² = α ² + β ² . Therefore, for example, a lens diffuser plate 40 having a diffusion angle β ≈88.7 ° is inserted into the first optical path L1 with respect to the first light source 20 made of a halogen lamp, and the light of the first light source 20 is lensed. By passing the light through the diffuser plate 40, light having a diffusion angle of θ≈90 ° can be obtained, and the light can be incident on the optical system unit 14 as a light beam having a spread angle substantially the same as the spread angle of 90 ° of the second light source 22. can. The spread angle adjusting means 38 may be configured such that, for example, lens diffusers having different diffusion angles are installed in each light source so that the spread angles of the diffused light emitted from the respective lens diffusers are the same. good. Further, the light source adjusting means 18 is not limited to the configuration including the lens diffuser, and the light spread angle of a predetermined light source is widened or narrowed by various lenses, diaphragms, filters, and other optical elements to obtain light. It may be a structure for adjusting the spread angle. Further, the light source adjusting means 18 may include means for adjusting the illuminance, the intensity, other conditions, and the like, in addition to adjusting the spreading angle of the light.

本実施形態では、光学系部１４は、複数のレンズ等の光学素子を組み合わせて構成され、図示しない遮光性の筐体内に収容されており、光源部１２からの光を均一化して照射対象に向けて均一化した光を照射する。光学系部１４は、光源部１２からの光の強度分布を均一化する均一化光学系部４２と、該均一化光学系部で均一化された光を照射対象面Ｆに照射する投影光学系部４４と、を含む。 In the present embodiment, the optical system unit 14 is configured by combining optical elements such as a plurality of lenses and is housed in a light-shielding housing (not shown), and the light from the light source unit 12 is made uniform and targeted for irradiation. Irradiate uniform light toward it. The optical system unit 14 includes a uniformized optical system unit 42 that equalizes the intensity distribution of light from the light source unit 12, and a projection optical system that irradiates the irradiation target surface F with the light uniformized by the uniformized optical system unit. A part 44 and the like.

図１に示すように、均一化光学系部４２は、ロッドインテグレータ４６と、第１リレーレンズ４８と、フライアイインテグレータ５０と、第２リレーレンズ５２と、第３リレーレンズ５４と、を含む。ロッドインテグレータ４６は、例えば、一方に長い柱状に設けられ、両端面を光の入出射面とし、かつ断面形状が四角形状や六角形状等の対向する側面が互いに平行な面となる形状に設けられている。光源部１２の入射用コレクタレンズ３０からの光がロッドインテグレータ４６の入口面から入射すると、ロッド側面で全反射を繰り返すことで、出口面での強度分布の均一性が高い光が出射される。第１リレーレンズ４８は、２つのレンズを組み合わせて構成されており、ロッドインテグレータ４６からの光をフライアイインテグレータ５０の入口面に結像させるように光束をリレーする。フライアイインテグレータ５０は、複数個のレンズをハエの眼のようなマトリクス状に組付けて構成されたレンズ体であり、その後側焦点面でマトリクス状に配列されたレンズの数だけ光源像が生成される。フライアイインテグレータ５０で生成された複数の光源像は、第２リレーレンズ５２及び第３リレーレンズ５４によって、投影光学系部４４の前側焦点面に結像される。第２リレーレンズ５２は、例えば、２つのレンズを組み合わせて構成されている。さらに、第２リレーレンズ５２を構成する２つのレンズの中間位置には、光路折り曲げ手段５６である折り曲げミラー５８が配置されている。折り曲げミラー５８は、反射面が光学系部１４の入射面側からの光軸Ｘに対して４５°傾斜して設置されており、光路を９０°折り曲げている。第３リレーレンズ５４は、例えば、２つのレンズを組み合わせて構成されている。 As shown in FIG. 1, the homogenizing optical system unit 42 includes a rod integrator 46, a first relay lens 48, a fly eye integrator 50, a second relay lens 52, and a third relay lens 54. The rod integrator 46 is provided, for example, in a long columnar shape on one side, with both end surfaces as light entrance / exit surfaces and a cross-sectional shape such as a quadrangular shape or a hexagonal shape in which opposite side surfaces are parallel to each other. ing. When the light from the incident collector lens 30 of the light source unit 12 is incident from the inlet surface of the rod integrator 46, the light with high uniformity of the intensity distribution on the exit surface is emitted by repeating total reflection on the side surface of the rod. The first relay lens 48 is configured by combining two lenses, and relays a light flux so as to form an image of light from the rod integrator 46 on the inlet surface of the fly-eye integrator 50. The fly-eye integrator 50 is a lens body composed of a plurality of lenses assembled in a matrix like a fly's eye, and light source images are generated as many as the number of lenses arranged in a matrix on the rear focal plane. Will be done. The plurality of light source images generated by the fly-eye integrator 50 are imaged on the front focal plane of the projection optical system unit 44 by the second relay lens 52 and the third relay lens 54. The second relay lens 52 is configured by, for example, combining two lenses. Further, a bending mirror 58, which is an optical path bending means 56, is arranged at an intermediate position between the two lenses constituting the second relay lens 52. The bent mirror 58 is installed so that the reflecting surface is inclined by 45 ° with respect to the optical axis X from the incident surface side of the optical system unit 14, and the optical path is bent by 90 °. The third relay lens 54 is configured by, for example, combining two lenses.

投影光学系部４６は、鏡筒内に複数の投影レンズ系が収容されており、均一化光学系部４２からの光を外部への照射光として照射対象面Ｆに向けて投影する。投影光学系部４４により、ロッドインテグレータ４６の後面側の像すなわちフライアイインテグレータの前面の像が照射対象面Ｆに投影されることとなり、該照射対象面Ｆには広照野で均一性が高い照明光が照射される。照射対象面Ｆには、検査対象のイメージセンサが設置されて、該イメージセンサの光電特性検査等の光学テストを行えるようになっている。なお、光学系部１４の構成は、上記の構成に限らず、例えば、上述の各光学系部の他に種々のレンズ、フィルタ等の光学素子を有することとしてもよい。 A plurality of projection lens systems are housed in the lens barrel of the projection optical system unit 46, and the light from the uniform optical system unit 42 is projected toward the irradiation target surface F as irradiation light to the outside. The projection optical system unit 44 projects an image on the rear surface side of the rod integrator 46, that is, an image on the front surface of the flyeye integrator, onto the irradiation target surface F, and the irradiation target surface F has high uniformity in a wide illuminating field. Illumination light is emitted. An image sensor to be inspected is installed on the irradiation target surface F so that an optical test such as a photoelectric characteristic inspection of the image sensor can be performed. The configuration of the optical system unit 14 is not limited to the above configuration, and may include, for example, various optical elements such as lenses and filters in addition to the above-mentioned optical system units.

さらに、本実施形態では、図１に示すように、光源部１２と光学系部１４との間には、該光学系部１４へ入射する光の量を調整する光量調整装置６０が設置されている。光量調整装置６０は、例えば、複数の減光フィルタが中心軸周りに配置されたターレット６２と、該ターレット６２の光源部１２側に設置された角型可変絞り６４と、を含む。光量調整手段６０により、光学系部１４から照射される光の強度を連続的に変更できるようになっている。なお、角型可変絞り６４に替えてリニア光学濃度可変楔型フィルタや回転型光学濃度連続可変フィルタ等を設置することとしてもよい。 Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a light amount adjusting device 60 for adjusting the amount of light incident on the optical system unit 14 is installed between the light source unit 12 and the optical system unit 14. There is. The light amount adjusting device 60 includes, for example, a turret 62 in which a plurality of dimming filters are arranged around a central axis, and a square variable diaphragm 64 installed on the light source portion 12 side of the turret 62. The light amount adjusting means 60 can continuously change the intensity of the light emitted from the optical system unit 14. Instead of the square variable aperture 64, a linear optical density variable wedge filter, a rotary optical density continuously variable filter, or the like may be installed.

なお、光学系部１４のレンズやミラー等の光学素子には、迷光となる反射光を極力抑えて迷光防止用となる反射防止膜が施されていてもよい。反射防止膜は、所定の一部の光学素子だけに施す構成でもよいが、光学系部を構成するレンズ、フィルタ、ミラー等の全ての光学素子に施す方が、より効果的である。反射防止膜としては、例えば、可視光域と近赤外域の広帯域で安定してフラットな低い反射率のものが好適である。反射防止膜は、例えば、光の波長４００ｎｍ～１３００ｎｍの範囲では、光が膜面に垂直に入射した場合の反射率（０ｄｅｇ）が、好適には０．５％程度から２％以下、より好適には０．５％程度から１．５％以下の範囲で安定して変化が比較的少ないものがよい。本実施形態では、反射防止膜は、例えば、ＭｇＦ_２とＺｒＯ_２とＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３等で構成され、レンズやミラー等にコーティングされる。図３に示すように、反射防止膜は、膜面に入射される光の角度（入射角度）が異なると反射率が異なるとともに、入射角度が膜面に対して垂直となる角度を０°とすると入射角度が大きくなるほど反射率が大きくなる。すなわち、反射防止膜の膜面に対して入射角度が大きくなると、迷光が生じやすくなる。 The optical elements such as the lens and the mirror of the optical system unit 14 may be provided with an antireflection film for preventing stray light by suppressing the reflected light that becomes stray light as much as possible. The antireflection film may be applied only to a predetermined part of the optical elements, but it is more effective to apply the antireflection film to all the optical elements such as the lens, the filter, and the mirror constituting the optical system portion. As the antireflection film, for example, a film having a low reflectance that is stable and flat over a wide band in the visible light region and the near infrared region is suitable. For the antireflection film, for example, in the wavelength range of 400 nm to 1300 nm, the reflectance (0 deg) when light is vertically incident on the film surface is preferably about 0.5% to 2% or less, more preferably. It is preferable that the temperature is stable in the range of about 0.5% to 1.5% or less and the change is relatively small. In the present embodiment, the antireflection film is composed of, for example, MgF ₂ , ZrO ₂ , SiO ₂ and Al ₂ O ₃ , and is coated on a lens, a mirror, or the like. As shown in FIG. 3, the antireflection film has different reflectances when the angle of light incident on the film surface (incident angle) is different, and the angle at which the incident angle is perpendicular to the film surface is 0 °. Then, the larger the incident angle, the larger the reflectance. That is, when the incident angle with respect to the film surface of the antireflection film is large, stray light is likely to occur.

本実施形態の照明装置１０を用いてイメージセンサの光学テストを実施する場合には、照射対象面Ｆにイメージセンサを設置する。まず可視光域の光を照射して光学テストを行う場合には、光源部１２の光源選択機構１６により、ハロゲンランプからなる第１の光源２０からの可視光を光学系部１４に入射し、均一化した光をイメージセンサに照射する。可視光域での光学テストが終了したら、光源部１２の光源選択機構１６により、近赤外発光ダイオードからなる第２の光源２２に切り替えて近赤外光を光学系部１４に入射し、均一化した近赤外光をイメージセンサに照射する。これらの第１の光源２０からの光と第２の光源２２からの光は、光源調整手段１８により、少なくとも光の広がり角度が同一（又は略同一）となるように光の条件が調整されることにより、異なる光源であっても、光学系部１４から照射光の照射範囲や均一性を同条件に保持しながら、照明を行うことができる。 When the optical test of the image sensor is carried out using the lighting device 10 of the present embodiment, the image sensor is installed on the irradiation target surface F. First, when an optical test is performed by irradiating light in the visible light region, the visible light from the first light source 20 composed of a halogen lamp is incident on the optical system unit 14 by the light source selection mechanism 16 of the light source unit 12. The image sensor is irradiated with the uniformed light. When the optical test in the visible light region is completed, the light source selection mechanism 16 of the light source unit 12 switches to the second light source 22 composed of the near-infrared light emitting diode, and the near-infrared light is incident on the optical system unit 14 to be uniform. The image sensor is irradiated with the converted near-infrared light. The light conditions of the light from the first light source 20 and the light from the second light source 22 are adjusted by the light source adjusting means 18 so that the spread angles of the light are at least the same (or substantially the same). This makes it possible to illuminate different light sources while maintaining the irradiation range and uniformity of the irradiation light from the optical system unit 14 under the same conditions.

次に、図４、図５を参照しつつ本発明の照明装置の第２の実施形態について説明する。本実施形態では、第１の実施形態と同一部材には同一符号を付しその詳細な説明を省略する。図４に示すように、本実施形態にかかる照明装置１０－２は、第１実施形態と同様に、複数の光源２０、２２を有する光源部１２と、光学系部１４と、を備え、光源部１２は、光源選択機構１６と、光源調整手段１８と、を有する。 Next, a second embodiment of the lighting device of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In the present embodiment, the same members as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. As shown in FIG. 4, the lighting device 10-2 according to the present embodiment includes a light source unit 12 having a plurality of light sources 20 and 22 and an optical system unit 14, as in the first embodiment, and comprises a light source. The unit 12 includes a light source selection mechanism 16 and a light source adjusting means 18.

本実施形態では、光学系部１４の光路中間位置には、光路折り曲げ手段５６が設けられている。光路折り曲げ手段５６は、第１の実施形態とは異なり、第１ミラー部材６６と第２ミラー部材６８との組み合わせにより、光路を９０°折り曲げるように構成されている。第1ミラー部材６６、第２ミラー部材６８のそれぞれの反射面には、迷光防止用の反射防止膜が施されている。図５に示すように、第１ミラー部材６６は、その反射面が光学系部１４の光の入射面側からの光軸Ｘに対して６７．５°傾斜して設置されている。第２ミラー部材６８は、その反射面が第１ミラー部材６６の反射面に対して４５°の角度で設定されている。すなわち第２ミラー部材６８の反射面は、光学系部１４の光の入射面側からの光軸Ｘに対して２２．５°傾斜して設置されている。 In the present embodiment, the optical path bending means 56 is provided at the optical path intermediate position of the optical system unit 14. Unlike the first embodiment, the optical path bending means 56 is configured to bend the optical path by 90 ° by combining the first mirror member 66 and the second mirror member 68. Antireflection films for preventing stray light are provided on the reflective surfaces of the first mirror member 66 and the second mirror member 68. As shown in FIG. 5, the first mirror member 66 is installed so that its reflecting surface is inclined by 67.5 ° with respect to the optical axis X from the incident surface side of the light of the optical system unit 14. The reflection surface of the second mirror member 68 is set at an angle of 45 ° with respect to the reflection surface of the first mirror member 66. That is, the reflecting surface of the second mirror member 68 is installed at an angle of 22.5 ° with respect to the optical axis X from the incident surface side of the light of the optical system unit 14.

図３に示すように、反射防止膜の膜面に対する光の入射角度により反射率が異なることから、該反射防止膜が施されたミラー部材では、反射面において光の角度により反射率が異なって反射されることとなる。例えば、第１の実施形態のように光学系部１４の光路を９０°折り曲げるように光軸Ｘに対して４５°傾斜した一つの折り曲げミラー５８が設置される構成では、光軸Ｘに対して対称的に傾斜した角度で入射される光は、それぞれ反射面に入射される角度が異なることから反射率が異なることとなる結果、光の均一性が悪化する。図６に示すように、光軸Ｘに対して上方にα°傾斜して入射される光は、折り曲げミラー５８の反射面の中心軸（光軸Ｘ位置）より上方側では（４５－α）°で入射されて反射することとなる。一方、光軸Ｘに対して下方にα°傾斜して入射される光は、同折り曲げミラー５８の反射面の中心軸（光軸Ｘ位置）より下方側で（４５＋α）°で入射されることとなる。その結果、反射面の上方側と下方側で入射される光の入射角度が大きく異なり、それらの反射率が異なることから、折り曲げミラー５８で反射された光の均一性が悪化し、最終的に投影光学系部４４から照射される照射光の均一性が悪化する。これに対し、本実施形態では、図５に示すように、第１ミラー部材６６と第２ミラー部材６８を組み合わせた構成では、光軸Ｘに対して上方にα°傾斜して入射される光は、第１ミラー部材６６の反射面の中心軸より上方側では（２２．５＋α）°で入射され反射するとともに、その反射光は第２ミラー部材６８の中心軸より右側で（２２．５－α）°で入射されて反射されることとなる。一方、光軸Ｘに対して下方にα°傾斜して入射される光は、第１ミラー部材６６の反射面の中心軸より下方側では（２２．５－α）°で入射され反射するとともに、その反射光は第２ミラー部材６８の中心軸より左側で（２２．５＋α）°で入射されて反射されることとなる。すなわち、第１、第２ミラー部材６６、６８で、２回反射することにより、最終的な反射光は、反射率が同じとなる結果、光路折り曲げ手段５６でも光の均一性が保持される。その結果、最終的に投影光学系部４４から照射される照射光の均一性が保持され、良好にイメージセンサの光学テストを行える。なお、光路折り曲げ手段５６は、第１ミラー部材６６と第２ミラー部材６８の光軸Ｘに対する傾斜角度は任意に変更することとしてもよい。また、光路折り曲げ手段５６は、２つ以上のミラー部材を組み合わせて設けられることとしてもよい。また、光路折り曲げ手段５６は、任意の方向に光学系部１４の光路を折り曲げる構成としてもよい。 As shown in FIG. 3, since the reflectance differs depending on the incident angle of light on the film surface of the antireflection film, the reflectance of the mirror member provided with the antireflection film differs depending on the angle of light on the reflective surface. It will be reflected. For example, in the configuration in which one bending mirror 58 inclined by 45 ° with respect to the optical axis X so as to bend the optical path of the optical system unit 14 by 90 ° is installed as in the first embodiment, the optical axis X is Light incident at a symmetrically inclined angle has different reflectances because the angle incident on the reflecting surface is different, and as a result, the uniformity of the light deteriorates. As shown in FIG. 6, the light incident on the optical axis X at an inclination of α ° upward is (45-α) above the central axis (optical axis X position) of the reflection surface of the bending mirror 58. It will be incident and reflected at °. On the other hand, the light incident at an inclination of α ° downward with respect to the optical axis X is incident at (45 + α) ° below the central axis (optical axis X position) of the reflection surface of the bent mirror 58. It becomes. As a result, the incident angles of the light incident on the upper side and the lower side of the reflecting surface are significantly different, and their reflectances are different. Therefore, the uniformity of the light reflected by the bending mirror 58 is deteriorated, and finally. The uniformity of the irradiation light emitted from the projection optical system unit 44 deteriorates. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, in the configuration in which the first mirror member 66 and the second mirror member 68 are combined, the light incident on the optical axis X at an inclination of α ° upward. Is incident and reflected at (22.5 + α) ° above the central axis of the reflective surface of the first mirror member 66, and the reflected light is reflected on the right side of the central axis of the second mirror member 68 (22.5-). It will be incident and reflected at α) °. On the other hand, the light incident at an α ° tilt downward with respect to the optical axis X is incident and reflected at (22.5-α) ° below the central axis of the reflection surface of the first mirror member 66. The reflected light is incident and reflected at (22.5 + α) ° on the left side of the central axis of the second mirror member 68. That is, by reflecting the light twice by the first and second mirror members 66 and 68, the final reflected light has the same reflectance, and as a result, the light uniformity is maintained even in the optical path bending means 56. As a result, the uniformity of the irradiation light finally emitted from the projection optical system unit 44 is maintained, and the optical test of the image sensor can be performed satisfactorily. The optical path bending means 56 may arbitrarily change the tilt angle of the first mirror member 66 and the second mirror member 68 with respect to the optical axis X. Further, the optical path bending means 56 may be provided by combining two or more mirror members. Further, the optical path bending means 56 may be configured to bend the optical path of the optical system unit 14 in an arbitrary direction.

以上説明した本発明の照明装置は、上記した実施形態のみの構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の本質を逸脱しない範囲において、任意の改変を行ってもよい。 The lighting device of the present invention described above is not limited to the configuration of only the above-described embodiment, and may be arbitrarily modified as long as it does not deviate from the essence of the present invention described in the claims. ..

本発明の照明装置は、例えば、例えば、固体撮像素子であるイメージセンサ等の光学デバイスのテスト用の照明や、顕微鏡等の光学機器類の照明、製品の異常や異物等を検査するための各種検査装置の照明、その他種々の照明装置として利用することができる。 The lighting device of the present invention is, for example, various types of lighting for testing optical devices such as image sensors, which are solid-state image sensors, lighting for optical devices such as microscopes, and for inspecting abnormalities and foreign substances in products. It can be used as lighting for inspection equipment and various other lighting equipment.

１０照明装置
１２光源部
１４光学系部
１６光源選択機構
１８光源調整手段
２０第１の光源
２２第２の光源
４０レンズ拡散板
５６光路折り曲げ手段
６６第１ミラー部材
６８第２ミラー部材 10 Lighting device 12 Light source unit 14 Optical system unit 16 Light source selection mechanism 18 Light source adjustment means 20 First light source 22 Second light source 40 Lens diffuser plate 56 Optical path bending means 66 First mirror member 68 Second mirror member

Claims

照射する光の波長が異なる複数の光源を有する光源部と、
光源部からの光の強度分布を均一化し、照射対象に該均一化した光を照射する光学系部と、を備え、
光源部は、該光学系部に入射させる光源を選択する光源選択機構と、
それぞれの光源から該光学系部に入射される光の広がり角度を含む入射光の条件を調整する光源調整手段と、を有することを特徴とする照明装置。 A light source unit having a plurality of light sources having different wavelengths of light to irradiate,
An optical system unit that equalizes the intensity distribution of light from the light source unit and irradiates the irradiation target with the uniformized light is provided.
The light source unit includes a light source selection mechanism that selects a light source to be incident on the optical system unit, and a light source selection mechanism.
A lighting device comprising: a light source adjusting means for adjusting a condition of incident light including a spreading angle of light incident on the optical system unit from each light source.

光源部は、可視光域の波長の光を照射する可視光源と、
近赤外光域の波長の光を照射する近赤外光源と、を含むことを特徴とする請求項１記載の照明装置。 The light source unit is a visible light source that irradiates light with a wavelength in the visible light range, and
The lighting device according to claim 1, further comprising a near-infrared light source that irradiates light having a wavelength in the near-infrared region.

光学系部の光路中間位置には、迷光となる反射光を抑えて迷光防止用とした反射防止膜を有する光路折り曲げ手段が設置されたことを特徴とする請求項１又は２記載の照明装置。 The lighting device according to claim 1 or 2, wherein an optical path bending means having an antireflection film for suppressing stray light and preventing stray light is installed at an intermediate position of the optical path of the optical system unit.

光路折り曲げ手段は、複数のミラー部材を組み合わせて設けられたことを特徴とする請求項３記載の照明装置。 The lighting device according to claim 3, wherein the optical path bending means is provided by combining a plurality of mirror members.

光路折り曲げ手段は、該光学系の光路を９０°折り曲げるように反射防止膜を有する反射面どうしを所定の傾斜角度で対向させる２つのミラー部材を組み合わせて設けられ、
第１ミラー部材は、光路折り曲げ位置より光源部側の光学系部の光軸に対して反射面が６７．５°傾斜して設定されるとともに、
第２ミラー部材は、光軸に対して反射面が２２．５°傾斜して設定されたことを特徴とする請求項３又は４記載の照明装置。 The optical path bending means is provided by combining two mirror members having reflective surfaces having an antireflection film facing each other at a predetermined tilt angle so as to bend the optical path of the optical system by 90 °.
The first mirror member is set so that the reflecting surface is tilted by 67.5 ° with respect to the optical axis of the optical system portion on the light source portion side from the optical path bending position.
The lighting device according to claim 3 or 4, wherein the second mirror member is set so that the reflecting surface is tilted by 22.5 ° with respect to the optical axis.

光源調整手段は、所定の光源からの光の広がり角度を拡大しうるレンズ拡散板を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の照明装置。 The lighting device according to any one of claims 1 to 5, wherein the light source adjusting means includes a lens diffuser that can expand the spreading angle of light from a predetermined light source.

光学系部を構成する一部又は全ての光学素子には、迷光となる反射光を抑えて迷光防止用とした反射防止膜が施されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の照明装置。 One of claims 1 to 6, wherein a part or all the optical elements constituting the optical system portion are provided with an antireflection film for suppressing stray light and preventing stray light. The lighting device described.

反射防止膜は、可視光域から近赤外光域まで光の反射率の変動が少なく、かつ安定して低反射率であることを特徴とする請求項７記載の照明装置。 The lighting device according to claim 7, wherein the antireflection film has a stable low reflectance with little fluctuation in the reflectance of light from the visible light region to the near infrared light region.

反射防止膜は、ＭｇＦ_２とＺｒＯ_２とＳｉＯ_２とＡｌ_２Ｏ_３のそれぞれを材料として成膜された光学薄膜を積層して設けられたことを特徴とする請求項７又は８記載の照明装置。 The lighting device according to claim 7 or 8, wherein the antireflection film is provided by laminating an optical thin film formed of MgF ₂ , ZrO ₂ , SiO ₂ and Al ₂ O ₃ as materials. ..