JP4867272B2 - 光源装置 - Google Patents
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Description
の固体撮像素子の検査では光源装置を用いて、被検査対象である固体撮像素子に既知の色
や光量の光を照射し、固体撮像素子から出力された電気信号をモニタするものがある。このような光源装置の先行技術としては例えば特許文献1に示されたものがある。
図3はこのような検査に用いられる固体撮像素子の検査用光源として用いられる光源装置の一例を示す概要図である。
このように、照度均一化素子10と被検査撮像素子12に共役関係な位置に置かれたレンズ22a,22bによって被検査撮像素子12に照度均一化素子10の出口を結像して照明される。
理由の1つ目はコマ収差の抑制のためにレンズ22a、22bによって構成された対称レンズの中央に開口絞り9を置くことでコマ収差は絞りの前後のレンズによりキャンセルされるという性質を有しているからである。
なお、対称レンズの中間に絞りが置かれる実例として、先行技術文献で示した特開2004−61154の図2などがある。
図5は図4に示した光学系を光学設計ソフトでシミュレーションした像高と照度比の関係を示す図である。この図によれば、像高が高くなるに従って周辺光量の低下量が大きくなる。
光源からの光をレンズ群を介して被検査撮像素子に照射する光源装置において、
該光源装置は、均一面光源を前記被検査撮像素子に結像させる互いに焦点距離だけ離れた位置に配置された共役の関係にある2組のレンズ群で構成され、前記均一面光源に対向する一方の組のレンズ群は2枚のレンズが近接して配置され、該2枚のレンズの中間に光軸に対する主光線の倒れ角を0度にするための開口絞りを設けたことを特徴とする。
前記2組のレンズ群は、材質と大きさがほぼ同一なレンズで構成されたことを特徴とする。
前記2組のレンズ群は、平凸レンズで構成され、各レンズの凸面が向かい合って配置されたことを特徴とする。
前記2組のレンズ群のうちの、他方のレンズ群は平凸単レンズ2枚、タブレットレンズが1枚又は2枚で構成されたレンズ系であることを特徴とする。
前記一方の組のレンズ群の中間に設けられた絞りは、固定絞り又は可変絞りであることを特徴とする。
前記可変絞りは、円盤(ターレット)の周縁付近の円周上に絞り径の異なる複数の絞りを備えたことを特徴とする。
前記可変絞りは、可動羽を有する絞りとしたことを特徴とする。
光源装置は、均一面光源を前記被検査撮像素子に結像させる互いに焦点距離だけ離れた位置に配置された共役の関係にある2組のレンズ群で構成され、前記均一面光源に対向する一方の組のレンズ群は2枚のレンズが近接して配置され、該2枚のレンズの中間に光軸に対する主光線の倒れ角を0度にするための開口絞りを設けたので、光軸に対する主光線の倒れ角を0度にすることができ、均一性、テレセントリック性、結像性を改善することができる。また、従来例では明るいレンズを得ようとれば倒れ角が増し、テレセントリック性と明るいレンズの両立は出来ないが、本発明のレンズでは双方両立して可能であり、大きな(広い)光束を得ることができる。
請求項4によれば、2組のレンズ群のうちの、他方のレンズ群を平凸単レンズ2枚、タブレットレンズを1枚又は2枚で構成したので結像性能を向上させることができる。
また、従来の光源装置では主光線の倒れや、周辺光量比が許容できるように長焦点距離化しなけれはならず、明るいレンズはトレードオフの関係からF4程度が限界である。本発明のレンズではF2より明るいレンズも設計可能なので光量にして約4倍明るいレンズを設計することができる。
図1に示すように本発明では材質や曲率半径など光学特性が同程度で、1組が2枚で構成された2組の平凸レンズ33a,33bのレンズの凸側を向かい合わせたレンズ系が用いられる。
このように構成することにより、像側テレセントリックのレンズとすることが出来る。
上述の構成によれば、検査用光源に求められる重要な光学特性のテレセントリック性が、単レンズの誤差(一般的に2%程度の製作誤差がある)に起因して発生しても2組のレンズ間の距離を調整することで正確なテレセントリック性を確保することができる。
レンズ径=照明エリア最大値+余裕照明+
(ワーキングディスタンス/レンズのF値)+レンズ保持代
また、2組共又は大きくなりがちな2群のみにフレネルレンズなど更に大型に適したレンズを採用することで非常に広範囲な照明の可能性もある。
2,22a,22b,33a,33b レンズ
3 減光開口部
4,6,8 モータ
5 NDフィルタ
7 カラーフィルタ
9,39 開口絞り
10 照度均一化素子
12 被検査撮像素子
21,31 物体面
25,35 像面
Claims (7)
- 光源からの光をレンズ群を介して被検査撮像素子に照射する光源装置において、
該光源装置は、均一面光源を前記被検査撮像素子に結像させる互いに焦点距離だけ離れた位置に配置された共役の関係にある2組のレンズ群で構成され、前記均一面光源に対向する一方の組のレンズ群は2枚のレンズが近接して配置され、該2枚のレンズの中間に光軸に対する主光線の倒れ角を0度にするための開口絞りを設けたことを特徴とする光源装置。 - 前記2組のレンズ群は、材質と大きさがほぼ同一なレンズで構成されたことを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
- 前記2組のレンズ群は、平凸レンズで構成され、各レンズの凸面が向かい合って配置されたことを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。
- 前記2組のレンズ群のうちの、他方のレンズ群は平凸単レンズ2枚、タブレットレンズが1枚又は2枚で構成されたレンズ系であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光源装置。
- 前記一方の組のレンズ群の中間に設けられた絞りは、固定絞りまたは可変絞りであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光源装置。
- 前記可変絞りは、円盤(ターレット)の周縁付近の円周上に絞り径の異なる複数の絞りを備えたことを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
- 前記可変絞りは、可動羽を有する絞りとしたことを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
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