JP2005233937A - Optical performance evaluation method for rod lens array - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical performance evaluation method for a rod lens array capable of measuring easily and precisely the positional shift amount of the rod lens array. <P>SOLUTION: Inspection light is irradiated on a text chart 2 having a lattice pattern, the luminous energy distribution of a reference lattice pattern image is measured and is Fourier-transformed; a reference waveform component of the period same to that of the lattice pattern is extracted thereby, to find the phase of the reference waveform component; the inspection light is emitted toward the lens face of the rod lens array via the text chart; the luminous energy distribution of a lattice pattern image is measured to be Fourier-transformed; a waveform component of the period same to that of the lattice pattern is extracted thereby, to find the phase of the waveform component; and the positional shift amount of an image focusing position in the rod lens array is found, based on the phase of the reference waveform component and the phase of the waveform component. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、ロッドレンズアレイの光学性能評価方法、特に、ロッドレンズアレイの結像位置ずれ量を求める方法に関する。   The present invention relates to a method for evaluating the optical performance of a rod lens array, and more particularly to a method for determining the amount of imaging position deviation of a rod lens array.

ロッドレンズアレイは、二枚の基板間に複数の屈折率分布型のロッドレンズを平行に規則的に配列した構造を有し、1対1結像光学系として機能する。このため、ロッドレンズアレイは、LEDプリンタ等の書き込みデバイス用の光学部品や、複写機又はファクシミリ等におけるイメージセンサ用の光学部品として広く用いられている。そして、ロッドレンズアレイの光学性能は、これら機器の品質性能に大きく影響する。   The rod lens array has a structure in which a plurality of gradient index rod lenses are regularly arranged in parallel between two substrates, and functions as a one-to-one imaging optical system. For this reason, rod lens arrays are widely used as optical components for writing devices such as LED printers and optical components for image sensors in copying machines or facsimiles. The optical performance of the rod lens array greatly affects the quality performance of these devices.

ロッドレンズアレイの光学性能を評価する方法として、従来から、ロッドレンズアレイのレスポンス関数(MTF:Modulation Transfer Function)を測定する方法が知られている。しかし、MTFを測定しても、光学性能が劣悪な場合の原因までは特定することができなかった。例えば、光学性能の劣化が、配列した個々のロッドレンズの特性のばらつきによるものなのか、それとも、ロッドレンズの配列の乱れによるものなのかを区別することができなかった。   As a method for evaluating the optical performance of a rod lens array, a method of measuring a response function (MTF: Modulation Transfer Function) of a rod lens array is conventionally known. However, even if the MTF is measured, it has not been possible to identify the cause of the poor optical performance. For example, it has not been possible to distinguish whether the deterioration in optical performance is due to variations in the characteristics of individual rod lenses arranged or due to disturbances in the arrangement of rod lenses.

ロッドレンズの配列が乱れると、個々のロッドレンズの結像位置がずれる。その結果、ロッドレンズアレイを伝搬した画像の歪みや色のにじみが生じたり、解像度が低下したりする。このため、特に、600dpi以上の高解像度が要求される機器に使用するロッドレンズアレイにおいては、ロッドレンズの配列の乱れは大きな問題となる。そこで、従来から、ロッドレンズの配列精度の指標となる結像位置ずれ量を測定する種々の方法が提案されている。   If the arrangement of the rod lenses is disturbed, the imaging positions of the individual rod lenses are shifted. As a result, distortion and color blurring of the image propagated through the rod lens array occur, or the resolution decreases. For this reason, in particular, in a rod lens array used for a device that requires a high resolution of 600 dpi or more, disturbance of the arrangement of the rod lenses becomes a big problem. In view of this, various methods have been proposed for measuring the amount of imaging position deviation, which is an index of rod lens arrangement accuracy.

ロッドレンズアレイの結像位置ずれ量の測定方法の一例が、特開2001−265210号公報(特許文献1)に開示されている。この特許文献1に開示の方法によれば、検査対象のロッドレンズアレイを点光源アレイで照明し、ロッドレンズアレイを伝搬した光を、スリットを介して走査しながら受光し、受光量変化の周期性の乱れから位置ずれ量を測定する。   An example of a method for measuring the amount of image position displacement of the rod lens array is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-265210 (Patent Document 1). According to the method disclosed in Patent Document 1, a rod lens array to be inspected is illuminated with a point light source array, and light propagating through the rod lens array is received while scanning through a slit, and a period of change in received light amount. Measure the amount of misalignment from the disorder of sex.

しかしながら、特許文献1に開示の方法では、照明装置として使用する点光源アレイがデリケートな部品であるため、その保守作業が難しい。その上、点光源アレイの個々の点光源自身の配列精度が測定結果に影響するため、測定された結像位置ずれ量が正確性に欠ける場合がある。   However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the point light source array used as the illumination device is a delicate component, its maintenance work is difficult. In addition, since the accuracy of the arrangement of the individual point light sources in the point light source array affects the measurement result, the measured image position displacement amount may lack accuracy.

また、ロッドレンズアレイの結像位置ずれ量の測定方法の他の一例が、特開2001−264210号公報(特許文献2)に開示されている。この特許文献2に開示方法によれば、検査対象のロッドレンズの両側について、それぞれ、ロッドレンズアレイを伝搬した光を、スリットを介して走査しながら受光し、受光量変化の周期性の乱れ及び両側の受光量変化の比較から位置ずれ量を測定する。   Another example of the method for measuring the amount of image position displacement of the rod lens array is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-264210 (Patent Document 2). According to the method disclosed in Patent Document 2, on both sides of the rod lens to be inspected, the light propagated through the rod lens array is received while scanning through the slits, and the periodicity of the change in the amount of received light is disturbed. The amount of misalignment is measured by comparing changes in the amount of received light on both sides.

しかしながら、特許文献2に開示の方法では、ロッドレンズアレイの両側から測定する必要があるため、測定を二度行うか、或いは、受光装置及び照明装置を2セット用意する必要があり、測定及び装置が複雑となる。   However, in the method disclosed in Patent Document 2, since it is necessary to measure from both sides of the rod lens array, it is necessary to perform the measurement twice or to prepare two sets of the light receiving device and the illumination device. Becomes complicated.

また、ロッドレンズアレイの結像位置ずれ量の測定方法の他の一例が、特開2001−272302号公報(特許文献3)に開示されている。この特許文献3に開示の方法によれば、ピンホールアレイを介して検査対象のロッドレンズアレイを照明し、ロッドレンズアレイを伝搬した光を、スリットを介して走査しながら受光し、点像の周期性の乱れから位置ずれ量を測定する。   Another example of a method for measuring the amount of image position displacement of the rod lens array is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-272302 (Patent Document 3). According to the method disclosed in Patent Document 3, the rod lens array to be inspected is illuminated through the pinhole array, and the light propagated through the rod lens array is received while scanning through the slit. Measure the amount of displacement from periodic disturbances.

しかしながら、特許文献3に開示の方法では、ピンホール及びスリットによって、受光光量が制限される。このため、受光量を増やすために、コリメートレンズ及び集光レンズを使用するため、装置が複雑となる。さらに、円形のピンホールアレイを使用する場合には、装置が更に複雑となる。また、長尺のピンホールアレイを使用する場合には、レンズアレイに長さの変更に対応しにくいおそれがある。   However, in the method disclosed in Patent Document 3, the amount of received light is limited by the pinhole and the slit. For this reason, since a collimating lens and a condensing lens are used to increase the amount of received light, the apparatus becomes complicated. Furthermore, the device becomes more complicated when a circular pinhole array is used. Further, when a long pinhole array is used, it may be difficult to cope with a change in length of the lens array.

特開2001−265210号公報JP 2001-265210 A 特開2001−264210号公報JP 2001-264210 A 特開2001−272302号公報JP 2001-272302 A

そこで、本発明は、ロッドレンズアレイの位置ずれ量を容易に精度良く測定することができるロッドレンズアレイの光学性能の評価方法を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for evaluating the optical performance of a rod lens array, which can easily and accurately measure the amount of positional deviation of the rod lens array.

上記の目的を達成するため、本発明のロッドレンズアレイの光学性能評価方法は、ロッドレンズアレイの結像位置ずれ量を求める光学性能評価方法であって、(a)一定周期の格子パターン(ストライプパターン)を有するテストチャートに検査光を照射して、テストチャートを透過した検査光による基準格子パターン像を生成する工程と、(b)基準格子パターン像の、格子パターンの周期方向に沿った光量分布を測定する工程と、(c)基準格子パターン像の光量分布をフーリエ変換して、格子パターンの周期と同一周期の基準波形成分を抽出して、この基準波形成分の位相を求める工程と、(d)検査対象のロッドレンズアレイを、そのレンズ面をテストチャートに対向させて配置する工程と、(e)検査光を、テストチャートを介して、ロッドレンズアレイのレンズ面に照射し、ロッドレンズアレイを伝搬した検査光による格子パターン像を生成する工程と、(f)格子パターン像の、周期方向に沿った光量分布を測定する工程と、(g)格子パターン像の光量分布をフーリエ変換して、格子パターンの周期と同一周期の波形成分を抽出して、この波形成分の位相を求める工程と、(h)前記基準波形成分の位相及び前記波形成分の位相からロッドレンズアレイの結像位置ずれ量を求める工程と、を含むことを特徴としている。   In order to achieve the above object, an optical performance evaluation method for a rod lens array according to the present invention is an optical performance evaluation method for obtaining an imaging position deviation amount of a rod lens array. A step of irradiating the test chart having the pattern) with the inspection light and generating a reference lattice pattern image by the inspection light transmitted through the test chart; and (b) a light amount of the reference lattice pattern image along the periodic direction of the lattice pattern. A step of measuring the distribution; and (c) Fourier transforming the light amount distribution of the reference grating pattern image, extracting a reference waveform component having the same period as the period of the grating pattern, and obtaining a phase of the reference waveform component; (D) a step of arranging a rod lens array to be inspected with its lens surface facing the test chart; and (e) inspection light through the test chart. Irradiating the lens surface of the rod lens array and generating a lattice pattern image by the inspection light propagated through the rod lens array; (f) measuring the light amount distribution along the periodic direction of the lattice pattern image; (G) Fourier transforming the light quantity distribution of the grating pattern image to extract a waveform component having the same period as the period of the grating pattern and obtaining the phase of the waveform component; and (h) the phase of the reference waveform component and And a step of obtaining an imaging position shift amount of the rod lens array from the phase of the waveform component.

このような本発明のロッドレンズの光学性能評価方法によれば、フーリエ変換により、格子パターン像の光量分布から特定周期の波形成分を抽出するので、微小ノイズの影響を抑制して高精度な測定を行うことができる。また、光路上にロッドレンズアレイを挿入しない場合と挿入した場合との波形成分の位相差を求めているので、複雑な機器を必要とせず、簡易な装置構成で容易に測定を行うことができる。したがって、ロッドレンズアレイの位置ずれ量を容易に精度良く測定することができる。
なお、本発明において、格子パターンの周期方向とは、テストチャート面内で、格子パターンのストライプに直交する方向をいう。
According to such an optical performance evaluation method for a rod lens of the present invention, a waveform component of a specific period is extracted from the light amount distribution of the lattice pattern image by Fourier transform, so that the influence of minute noise is suppressed and highly accurate measurement is performed. It can be performed. In addition, since the phase difference of the waveform component between the case where the rod lens array is not inserted and the case where the rod lens array is inserted is obtained on the optical path, it is possible to easily perform measurement with a simple apparatus configuration without requiring a complicated device. . Therefore, the positional deviation amount of the rod lens array can be easily and accurately measured.
In the present invention, the periodic direction of the lattice pattern means a direction orthogonal to the stripe of the lattice pattern in the test chart plane.

また、本発明において、好ましくは、(e)乃至(h)工程を、レンズ面のうちの検査光の照射部分をロッドレンズの配列方向に沿って順次にずらして繰り返す。
これにより、一つのテストチャートを、ロッドレンズの配列方向の長さの異なる種々のロッドレンズアレイの光学性能評価に使用することができる。
なお、照射部分を順次にずらすにあたっては、ロッドレンズをテストチャートに対して相対的に移動させるとよい。例えば、ロッドレンズを移動させてもよいし、テストチャートや受光装置を移動させてもよい。
In the present invention, preferably, the steps (e) to (h) are repeated by sequentially shifting the inspection light irradiation portion of the lens surface along the arrangement direction of the rod lenses.
Thus, one test chart can be used for optical performance evaluation of various rod lens arrays having different lengths in the arrangement direction of the rod lenses.
In order to sequentially shift the irradiated portion, the rod lens may be moved relative to the test chart. For example, the rod lens may be moved, or the test chart or the light receiving device may be moved.

また、本発明において、このましくは、(b)工程において、基準格子パターン像のうち、ロッドレンズアレイのロッドレンズの配列ピッチよりも狭い範囲内での基準格子パターン像部分の光量分布を測定し、(f)工程において、格子パターン像のうち、基準格子パターン像部分に対応する部分であって、配列ピッチよりも狭い範囲内での格子パターン像部分の光量分布を測定する。   In the present invention, preferably, in step (b), the light quantity distribution of the reference grid pattern image portion within the range narrower than the arrangement pitch of the rod lenses of the rod lens array is measured in the reference grid pattern image. In the step (f), the light amount distribution of the lattice pattern image portion in the lattice pattern image corresponding to the reference lattice pattern image portion and within a range narrower than the arrangement pitch is measured.

これにより、隣接するロッドレンズの配列が互いに逆方向にずれている場合においても、それぞれのロッドレンズの結像位置ずれ量が相殺されてしまうことを回避して、正確な測定を行うことができる。
なお、ロッドレンズの配列ピッチは、ロッドレンズを互いに接して並べている場合、ロッドレンズの直径と実質的に等しい。
Thereby, even when the arrangement of adjacent rod lenses is deviated in the opposite direction, it is possible to avoid an offset of the image forming position deviation amount of each rod lens and perform accurate measurement. .
Note that the arrangement pitch of the rod lenses is substantially equal to the diameter of the rod lenses when the rod lenses are arranged in contact with each other.

また、本発明において、このましくは、(h)工程において、結像位置ずれ量を、基準波形成分及び波形成分が互いに同一の位相値をそれぞれ示す位置間の距離として求める。
これにより、基準波形成分の位相及び波形成分の位相から結像位置ずれ量を容易に求めることができる。
In the present invention, preferably, in the step (h), the imaging position deviation amount is obtained as a distance between positions where the reference waveform component and the waveform component indicate the same phase value.
Thereby, the imaging position shift amount can be easily obtained from the phase of the reference waveform component and the phase of the waveform component.

また、本発明において、好ましくは、(h)工程において、結像位置ずれ量を、照射位置をずらして繰り返し求めた結像位置ずれ量の累計として求める。
これにより、位相差が格子パターンの一周期を越える場合においても、位置ずれ量を正確に求めることができる。
In the present invention, preferably, in step (h), the imaging position deviation amount is obtained as a cumulative total of the imaging position deviation amounts obtained repeatedly by shifting the irradiation position.
Thereby, even when the phase difference exceeds one period of the grating pattern, the amount of positional deviation can be accurately obtained.

また、本発明において、好ましくは、(f)工程において測定した光量分布を用いて、ロッドレンズアレイのレスポンス関数(MTF:Modulation Transfer Function)を測定する。
これにより、位置ずれ量とMTFを同時に測定することができる。
In the present invention, preferably, the response function (MTF: Modulation Transfer Function) of the rod lens array is measured using the light amount distribution measured in the step (f).
Thereby, it is possible to measure the positional deviation amount and the MTF at the same time.

また、本発明において、好ましくは、(d)工程において、ロッドレンズアレイを、そのロッドレンズアレイのレンズの配向方向が、テストパターンの周期方向と平行になるように配置する。
これにより、ロッドレンズアレイのレンズの配向方向に平行な主走査方向の位置ずれ量を容易に測定することができる。
In the present invention, preferably, in the step (d), the rod lens array is arranged so that the orientation direction of the lenses of the rod lens array is parallel to the periodic direction of the test pattern.
Thereby, it is possible to easily measure the amount of positional deviation in the main scanning direction parallel to the orientation direction of the lenses of the rod lens array.

また、本発明において、好ましくは、(d)工程において、ロッドレンズアレイを、そのロッドレンズアレイのレンズの配向方向が、テストパターンの周期方向と垂直になるように配置する。
これにより、ロッドレンズアレイのレンズの配向方向に垂直な副走査方向の位置ずれ量を容易に測定することができる。
In the present invention, preferably, in the step (d), the rod lens array is arranged so that the orientation direction of the lenses of the rod lens array is perpendicular to the periodic direction of the test pattern.
Thereby, the amount of positional deviation in the sub-scanning direction perpendicular to the lens orientation direction of the rod lens array can be easily measured.

本発明のロッドレンズの光学性能評価方法によれば、ロッドレンズアレイの位置ずれ量を容易に精度良く測定することができる。   According to the rod lens optical performance evaluation method of the present invention, the amount of positional deviation of the rod lens array can be easily and accurately measured.

以下、本発明の実施形態を添付の図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1を参照して、ロッドレンズの結像位置ずれ量を測定するための装置構成について説明する。図1は、ロッドレンズアレイを挿入していない場合の配置図である。図1に示すように、照明装置1、テストチャート2及び受光装置3が直線上に配置されている。   With reference to FIG. 1, an apparatus configuration for measuring the image forming position shift amount of the rod lens will be described. FIG. 1 is a layout view when no rod lens array is inserted. As shown in FIG. 1, the illuminating device 1, the test chart 2, and the light-receiving device 3 are arrange | positioned on the straight line.

まず、照明装置1について説明する。照明装置1は、光源11及び拡散板12から構成されている。
光源11は、実機に組み込まれたロッドレンズアレイを実際に照射するLED等と同一波長の光を発するものが望ましい。そのため、光源11を、例えば、白色光源11aと光線フィルタ11bとにより構成するのがよい。実施例1では、白色光源11aとして、ハロゲンランプを使用し、光線フィルタ11bとして、干渉フィルタを使用する。この干渉フィルタは、ピーク透過波長λ0=739.8nm、最大透過率TMAX=87.5%、半値幅9.9nmという特性を有する。
なお、光源として、実機と同一波長のLEDを使用する場合には、光線フィルタ11bは必要ない。
First, the illumination device 1 will be described. The illumination device 1 includes a light source 11 and a diffusion plate 12.
The light source 11 desirably emits light having the same wavelength as that of an LED or the like that actually illuminates a rod lens array incorporated in an actual machine. For this reason, the light source 11 is preferably composed of a white light source 11a and a light filter 11b, for example. In the first embodiment, a halogen lamp is used as the white light source 11a, and an interference filter is used as the light filter 11b. This interference filter has characteristics of a peak transmission wavelength λ 0 = 739.8 nm, a maximum transmittance T MAX = 87.5%, and a half-value width of 9.9 nm.
In addition, when using LED of the same wavelength as a real machine as a light source, the light filter 11b is unnecessary.

また、拡散板12は、光源から出射した光を散乱させて、テストチャート2に入射する検査光に指向性が残る可能性を無くすために設けられている。実施例1では、拡散板12として、片面フロスト型の砂番#400の拡散板を二枚重ねたものを使用する。
なお、照明装置1に拡散板12を挿入する代わりに、テストチャート2の照明装置1側表面に、拡散機能を有するような加工を施してもよい。
Further, the diffusion plate 12 is provided to scatter the light emitted from the light source and eliminate the possibility that directivity remains in the inspection light incident on the test chart 2. In the first embodiment, as the diffusion plate 12, a double-sided diffusion plate of a single-sided frost type sand number # 400 is used.
Instead of inserting the diffusing plate 12 into the illuminating device 1, the surface of the test chart 2 on the illuminating device 1 side may be processed to have a diffusing function.

次に、テストチャート2について説明する。テストチャート2は、ガラス板に、図2に示すように、一定周期の格子パターン(ストライプパターン)、即ち、一定間隔の規則的な縞模様を付した構成を有する。実施例1では、MTFも同時に測定するので、格子パターンの周期は、実機で使用するLEDの配列ピッチに対応することが望ましい。   Next, the test chart 2 will be described. As shown in FIG. 2, the test chart 2 has a configuration in which a lattice pattern (stripe pattern) with a constant period, that is, a regular stripe pattern with a constant interval is attached to a glass plate. In Example 1, since the MTF is also measured at the same time, it is desirable that the period of the grating pattern corresponds to the arrangement pitch of the LEDs used in the actual device.

なお、実施例1では、テストチャートを、格子パターンの周期方向が、ロッドレンズアレイのレンズの配向方向、即ち、ロッドレンズアレイの長手方向と平行になるように配置した。これにより、主走査の結像位置のずれとMTFを測定することができる。   In Example 1, the test chart was arranged so that the periodic direction of the lattice pattern was parallel to the lens orientation direction of the rod lens array, that is, the longitudinal direction of the rod lens array. As a result, it is possible to measure the displacement of the imaging position in the main scanning and the MTF.

実施例1では、格子パターンの周期を、空間周波数で表す。ここで空間周波数とは、図2に示すように、白ライン(透明部分)と黒ライン(遮光部分)との組み合わせを1ラインペアとし、このラインペアが1mmの幅の中に何組設けてあるかを示すものであり、単位を「Lp/mm」と表す。そして、例えば、600dpiの実記のLEDの配列ピッチは12Lp/mmに相当し、1200dpiの配列ピッチは24Lp/mmに相当する。
なお、図2に例示するテストチャートは、6Lp/mmの格子パターンを有し、その周期は167μmである。
In the first embodiment, the period of the lattice pattern is represented by a spatial frequency. As shown in FIG. 2, the spatial frequency is a combination of a white line (transparent portion) and a black line (light-shielding portion) as one line pair, and how many line pairs are provided within a width of 1 mm. It shows whether there is, and the unit is expressed as “Lp / mm”. For example, the arrangement pitch of 600 dpi actual LEDs corresponds to 12 Lp / mm, and the arrangement pitch of 1200 dpi corresponds to 24 Lp / mm.
Note that the test chart illustrated in FIG. 2 has a lattice pattern of 6 Lp / mm, and the period thereof is 167 μm.

次に、受光装置3について説明する。受光装置3は、対物レンズ31及び受光素子32から構成されている。
対物レンズ31は、格子パターン像を拡大して、受光装置3の分解能を高めるために設けられている。ここでは、対物レンズ31によって、格子パターン像が20倍に拡大される。また、実施例1では、対物レンズ31とテストチャート2との間の距離を、対物レンズ31の焦点距離fと等しくしている。
Next, the light receiving device 3 will be described. The light receiving device 3 includes an objective lens 31 and a light receiving element 32.
The objective lens 31 is provided to enlarge the lattice pattern image and increase the resolution of the light receiving device 3. Here, the lattice pattern image is magnified 20 times by the objective lens 31. In the first embodiment, the distance between the objective lens 31 and the test chart 2 is equal to the focal length f of the objective lens 31.

また、受光素子32は、テストチャート2の格子パターンの周期方向に沿って素子が配列したラインセンサにより構成される。実施例1では、受光素子32として、CCDラインセンサを使用する。このラインセンサは、素子数1024、素子の配列ピッチ25μmという特性を有する。
なお、受光素子32として、例えば、CMOSやフォトダイオードのラインセンサを使用してもよい。
The light receiving element 32 is constituted by a line sensor in which elements are arranged along the periodic direction of the lattice pattern of the test chart 2. In the first embodiment, a CCD line sensor is used as the light receiving element 32. This line sensor has the characteristics that the number of elements is 1024 and the arrangement pitch of the elements is 25 μm.
For example, a CMOS or photodiode line sensor may be used as the light receiving element 32.

次に、ロッドレンズアレイの結像位置ずれ量の測定方法について説明する。
(a)まず、ロッドレンズアレイを挿入しないで、図1に示した配置において、照明装置1からテストチャート2に検査光を照射して、テストチャート2を透過した検査光による基準格子パターン像を生成する。
ここで、図3の(A)に、テストチャート2の格子パターンと、基準格子パターン像の光量分布との対応を示す。図3の(A)に折れ線Iで示すように、基準格子パターン像の光量分布は、テストチャート2の格子のパターンを再現した矩形波となる。
Next, a method for measuring the amount of image position displacement of the rod lens array will be described.
(A) First, in the arrangement shown in FIG. 1 without inserting the rod lens array, the test chart 2 is irradiated with the inspection light from the illumination device 1, and a reference lattice pattern image by the inspection light transmitted through the test chart 2 is formed. Generate.
Here, FIG. 3A shows the correspondence between the lattice pattern of the test chart 2 and the light amount distribution of the reference lattice pattern image. As indicated by a polygonal line I in FIG. 3A, the light quantity distribution of the reference grid pattern image is a rectangular wave that reproduces the grid pattern of the test chart 2.

(b)次に、基準格子パターン像の、格子パターンの周期方向に沿った光量分布を、受光装置3のラインセンサ32によって測定する。
実施例1では、基準格子パターン像のうち、検査対象のロッドレンズアレイのロッドレンズの配列ピッチよりも狭い範囲内で基準格子パターン部分の光量分布を測定する。これは、隣り合ったロッドレンズ同士に向きの異なる配列の乱れがあった場合に、相殺されて正確な測定の妨げになることを防ぐためである。
(B) Next, the light quantity distribution of the reference grating pattern image along the periodic direction of the grating pattern is measured by the line sensor 32 of the light receiving device 3.
In the first embodiment, the light quantity distribution of the reference grating pattern portion is measured within a range narrower than the arrangement pitch of the rod lenses of the rod lens array to be inspected in the reference grating pattern image. This is in order to prevent an accurate measurement from being obstructed when there is a disorder in the arrangement of the different directions between the adjacent rod lenses.

その場合、ロッドレンズ配列の1ピッチ幅内の、格子パターンの周期の数(ラインぺア数)は、測定精度を上げるためには多いほうが好ましく、一方、測定スピードを速くするためには少ない方が好ましい。したがって、周期の数は、測定の精度とスピードとを両立できる値を実験的に求めることが好ましい。例えば、ロッドレンズの配列ピッチが0.6mmであるのに対して、格子パターンの空間周波数が12LP/mm(1周期長83μm)の場合、例えば、3周期が好ましい。   In that case, it is preferable that the number of grating pattern periods (number of line pairs) within one pitch width of the rod lens array is larger in order to increase the measurement accuracy, while it is smaller in order to increase the measurement speed. Is preferred. Therefore, it is preferable that the number of periods is experimentally obtained as a value that can achieve both measurement accuracy and speed. For example, when the arrangement pitch of the rod lenses is 0.6 mm, when the spatial frequency of the lattice pattern is 12 LP / mm (one period length 83 μm), for example, three periods are preferable.

実施例1では、ロッドレンズの配列ピッチよりも狭い範囲内で基準格子パターン部分の光量分布を測定するために、ラインセンサ32の全素子のうちの中心付近の素子により、光量データをサンプリングする。ラインセンサ32の中心付近でサンプリングする理由は、光源の出射光量分布が不均一によりフーリエ変換の結果に誤差が生じないように、できるだけ光量が均一な光源の中心の光線を使用するためである。   In the first embodiment, light amount data is sampled by the elements near the center among all the elements of the line sensor 32 in order to measure the light amount distribution of the reference grating pattern portion within a range narrower than the arrangement pitch of the rod lenses. The reason for sampling in the vicinity of the center of the line sensor 32 is to use the light beam at the center of the light source as uniform as possible so that an error does not occur in the result of Fourier transform due to non-uniform distribution of the emitted light amount of the light source.

実施例1で使用するラインセンサ32の全素子数は1024であるので、ラインセンサの端から約半分の512番目の素子付近が中心となる。そこで、ラインセンサ32の端から数えて450番目から649番目のまでの200個の素子のうち、128個の素子で光量データをサンプリングする。
以下、便宜的に、格子パターン像の位置を、ラインセンサの端から数えた素子の番号で表す。例えば、端から450番目の素子の位置を「座標450」と表記する。そして、光量データのサンプリングの始点である座標450の位置N0を「仮の格子基準位置」N0とする。図3の(A)に、模式的に示したラインセンサ32上の座標450の位置をN0で、また、座標649の位置をE0でそれぞれ示す。
Since the total number of elements of the line sensor 32 used in the first embodiment is 1024, the vicinity of the 512th element, which is about a half from the end of the line sensor, is the center. Therefore, the light amount data is sampled by 128 of the 200 elements from the 450th to the 649th counted from the end of the line sensor 32.
Hereinafter, for convenience, the position of the lattice pattern image is represented by the element number counted from the end of the line sensor. For example, the position of the 450th element from the end is expressed as “coordinate 450”. Then, the position N 0 of the coordinates 450 that is the starting point for sampling the light amount data is set as a “temporary grid reference position” N 0 . In FIG. 3A, the position of the coordinate 450 on the line sensor 32 schematically shown in FIG. 3 is denoted by N 0 , and the position of the coordinate 649 is denoted by E 0 .

格子パターン像は、対物レンズ31によって、ラインセンサ32の位置では、約20倍に拡大されている。このため、ラインセンサ上の25μmピッチで並んだ200素子分の幅は、テストチャート2の格子パターンの250μm分に相当する。そして、テストチャート2の格子パターンの1周期長が83μmであるので、ここでは、約3周期分の格子パターン像の光量データをサンプリングしたことになる。また、ラインセンサ上の素子の配列ピッチによって決まる分解能は、ピッチ25μmに対して対物レンズの倍率が20倍であるので、1.25μmになる。
なお、実施例1では、コンピュータによりフーリエ変換処理を行うため、光量データとして、2のべき乗となる光強度の値をサンプリングする。
The lattice pattern image is magnified about 20 times at the position of the line sensor 32 by the objective lens 31. Therefore, the width of 200 elements arranged at a pitch of 25 μm on the line sensor corresponds to 250 μm of the lattice pattern of the test chart 2. Since one cycle length of the lattice pattern of the test chart 2 is 83 μm, the light amount data of the lattice pattern image for about three cycles is sampled here. The resolution determined by the arrangement pitch of the elements on the line sensor is 1.25 μm because the magnification of the objective lens is 20 times the pitch of 25 μm.
In the first embodiment, since the Fourier transform process is performed by the computer, the light intensity value that is a power of 2 is sampled as the light amount data.

(c)次に、基準格子パターン像の光量分布のサンプリングデータをフーリエ変換して、格子パターンの周期と同一周期の基準波形成分を抽出して、この基準波形成分の位相を求める。
実施例1では、サンプリングした光量データxを、下記の(1)式によりフーリエ変換して周波数分解し、格子パターンの空間周波数12Lp/mmに対応した周波数k0成分のみを抽出する。
(C) Next, the sampling data of the light quantity distribution of the reference grating pattern image is Fourier transformed to extract a reference waveform component having the same period as the period of the grating pattern, and the phase of the reference waveform component is obtained.
In the first embodiment, the sampled light amount data x is subjected to Fourier transform by the following equation (1) and subjected to frequency decomposition, and only the frequency k 0 component corresponding to the spatial frequency 12 Lp / mm of the lattice pattern is extracted.

Figure 2005233937
Figure 2005233937

続いて、仮の格子基準位置N0における、抽出した波形のサイン波、コサイン波の振幅の比an/bnから、下記の(2)式により、空間像の波形成分の位相を求める。
θd=tan-1(an/bn) ・・・(2)
Subsequently, the phase of the waveform component of the aerial image is obtained by the following equation (2) from the amplitude ratio a n / b n of the extracted waveform sine wave and cosine wave at the temporary lattice reference position N 0 .
θd = tan −1 (a n / b n ) (2)

また、図4に、基準波形成分、該基準波形成分のサイン波成分及びコサイン波成分の一例を、それぞれ、曲線Iimage、Isin、及びIcosで示す。 FIG. 4 shows an example of the reference waveform component, the sine wave component and the cosine wave component of the reference waveform component, as curves I image , I sin , and I cos , respectively.

実施例1では、基準格子パターン像に多少のノイズが含まれることがあるので、データサンプリングとフーリエ変換等を100回繰り返し、その平均値を空間像波形の仮の格子基準位置N0における位相θd0として求める。 In the first embodiment, since some noise may be included in the reference lattice pattern image, data sampling, Fourier transform, and the like are repeated 100 times, and the average value is obtained as the phase θd at the temporary lattice reference position N 0 of the aerial image waveform. Calculate as 0 .

そして、仮の格子基準位置N0における位相θd0から、位相θd=0となるラインセンサ上の座標位置N1を求める。以下、その座標位置N1を、上述の仮の格子基準位置N0に代えて、「格子基準位置」N1とする。
ここでは、仮の格子基準位置N0における位相θd0の平均値が−86.42°であった。この位相θd0を距離に換算すると、格子パターンの一周期分の長さ83μmが位相360°に相当するので、−20.01μmとなる。さらに、この距離をラインセンサ32上の素子数に換算すると、分解能が20倍に拡大されて1.25μmであるので、−16素子となる。したがって、格子基準位置N1の座標は、仮の格子基準位置の座標450に16を加えた座標466となる。図3の(A)に、座標466の位置をN1で示す。
Then, the coordinate position N 1 on the line sensor where the phase θd = 0 is obtained from the phase θd 0 at the temporary grating reference position N 0 . Hereinafter, the coordinate position N 1 is referred to as “lattice reference position” N 1 instead of the provisional lattice reference position N 0 described above.
Here, the average value of the phase θd 0 at the temporary grating reference position N 0 was −86.42 °. When this phase θd 0 is converted into a distance, a length of 83 μm for one period of the grating pattern corresponds to a phase of 360 °, and is −20.01 μm. Further, when this distance is converted into the number of elements on the line sensor 32, the resolution is enlarged by 20 times to 1.25 μm, so that −16 elements are obtained. Accordingly, the coordinates of the grid reference position N 1 are coordinates 466 obtained by adding 16 to the coordinates 450 of the temporary grid reference position. In FIG. 3A, the position of the coordinate 466 is indicated by N 1 .

(d)次に、検査対象のロッドレンズアレイ4を、そのレンズ面43をテストチャート2に対向させて配置する。
図5は、ロッドレンズアレイを挿入した場合の配置図である。図5に示すように、照明装置1、テストチャート2、ロッドレンズアレイ4及び受光装置3が直線上に配置されている。そして、テストチャート2と対物レンズ31とを、(a)工程に対して相対的にロットレンズアレイ4の共役長Tcと等しい距離Tcだけ更に離す。すなわち、テストチャート2から対物レンズ31まで距離を、対物レンズ31の焦点距離fとロッドレンズアレイ4の共役長Tcとの和とする。そして、ロッドレンズアレイ4からテストチャート2までの距離をL1とし、ロッドレンズアレイ4から対物レンズ31までの距離L2をロッドレンズアレイ4からテストチャート2までの距離L1と前記対物レンズの焦点距離fとの和と等しくする。
(D) Next, the rod lens array 4 to be inspected is arranged with its lens surface 43 facing the test chart 2.
FIG. 5 is a layout diagram when a rod lens array is inserted. As shown in FIG. 5, the illuminating device 1, the test chart 2, the rod lens array 4, and the light receiving device 3 are arranged on a straight line. Then, the test chart 2 and the objective lens 31 are further separated by a distance Tc equal to the conjugate length Tc of the lot lens array 4 relative to the step (a). That is, the distance from the test chart 2 to the objective lens 31 is the sum of the focal length f of the objective lens 31 and the conjugate length Tc of the rod lens array 4. Then, the distance from the rod lens array 4 to the test chart 2 and L 1, the distance L 1 and the objective lens of the distance L 2 from the rod lens array 4 and the objective lens 31 from the rod lens array 4 to the test chart 2 It is set equal to the sum of the focal length f.

ここで、図6に検査対象のロッドレンズアレイ4を模式的に示す。このロッドレンズアレイ4は、ロッドレンズの直径R=0.59mm、ロッドレンズ長D(=4.2mm、ロッドレンズの共役長Tc=9.1mm、そして、ロッドレンズアレイの長さW=338mmの形状を有する。   Here, FIG. 6 schematically shows the rod lens array 4 to be inspected. This rod lens array 4 has a rod lens diameter R = 0.59 mm, a rod lens length D (= 4.2 mm, a conjugate length Tc = 9.1 mm of the rod lens, and a length W = 338 mm of the rod lens array. Has a shape.

(e)次に、検査光を、テストチャートを介して、ロッドレンズアレイのレンズ面に照射し、ロッドレンズアレイを伝搬した検査光による格子パターン像を生成する。
ここで、図3の(B)に、テストチャート2の格子パターンと、格子パターン像の光量分布との対応を示す。図3の(B)に曲線IIで示すように、基準格子パターン像の光量分布は、テストチャート2の格子のパターンに対応した波形となる。
(E) Next, the inspection light is irradiated onto the lens surface of the rod lens array via the test chart, and a lattice pattern image is generated by the inspection light propagated through the rod lens array.
Here, FIG. 3B shows the correspondence between the lattice pattern of the test chart 2 and the light quantity distribution of the lattice pattern image. As shown by a curve II in FIG. 3B, the light quantity distribution of the reference grid pattern image has a waveform corresponding to the grid pattern of the test chart 2.

(f)次に、テストチャート2からロッドレンズアレイ4の共役長だけ離れた位置における格子パターン像の、周期方向に沿った光量分布を、受光装置3により測定する。
実施例1では、格子パターン像のうち、基準格子パターン部分に対応する部分であって、ロッドレンズの配列ピッチよりも狭い幅の格子パターン部分の光量分布を測定する。
そのため、座標466の格子基準位置N1をデータサンプリング始点として、座標665の位置までの200素子のデータのうち128個のデータをサンプリングする。図3の(B)に、模式的に示したラインセンサ32上の座標665の位置をE1で示す。
(F) Next, the light quantity distribution along the periodic direction of the lattice pattern image at a position away from the test chart 2 by the conjugate length of the rod lens array 4 is measured by the light receiving device 3.
In the first embodiment, the light amount distribution of a lattice pattern portion of the lattice pattern image corresponding to the reference lattice pattern portion and having a width narrower than the arrangement pitch of the rod lenses is measured.
Therefore, 128 data are sampled from the data of 200 elements up to the position of the coordinate 665 using the grid reference position N 1 of the coordinate 466 as the data sampling start point. In (B) of FIG. 3, showing the position of coordinates 665 on the line sensor 32 shown schematically in E 1.

(g)次に、格子パターン像の光量分布をフーリエ変換して、格子パターンの周期と同一周期の波形成分を抽出して、この波形成分の位相を求める。
上述の(c)工程と同様にして求めた、波形成分の座標466の、格子基準位置N1における位相θd2は10.80°であった。
(G) Next, the light quantity distribution of the lattice pattern image is Fourier-transformed to extract a waveform component having the same period as the period of the lattice pattern, and the phase of this waveform component is obtained.
The phase θd 2 at the lattice reference position N 1 of the coordinates 466 of the waveform component obtained in the same manner as in step (c) was 10.80 °.

(h)次に、基準波形成分の位相及び波形成分の位相からロッドレンズアレイの結像位置ずれ量を求める。実施例1では、結像位置ずれ量を、基準波形成分及び波形成分が互いに同一の位相値をそれぞれ示す位置間の距離として求める。
具体的には、以下のようにして、基準波形成分及び波形成分の位相がそれぞれ0となる、ラインセンサ上の格子基準位置N1の座標位置と新たな格子基準位置N2の座標位置との差として結像位置ずれ量を求める。
(H) Next, the imaging position shift amount of the rod lens array is obtained from the phase of the reference waveform component and the phase of the waveform component. In the first embodiment, the imaging position deviation amount is obtained as a distance between positions where the reference waveform component and the waveform component indicate the same phase value.
Specifically, the coordinate position of the grid reference position N 1 on the line sensor and the coordinate position of the new grid reference position N 2 on the line sensor, where the reference waveform component and the phase of the waveform component are each 0, are as follows. The imaging position shift amount is obtained as the difference.

格子基準位置N1における位相θd2=10.80°を長さに換算すると、2.50μmになる。これをさらにラインセンサの素子数に換算すると2素子分となる。この値2を「位相補正値」とする。 When the phase θd 2 = 10.80 ° at the grating reference position N 1 is converted into a length, it becomes 2.50 μm. When this is further converted into the number of elements of the line sensor, it becomes two elements. This value 2 is referred to as a “phase correction value”.

そして、ラインセンサ32上の位相θd=0°となる「新たな格子基準位置」N2の位置は、格子基準位置N1の座標466から位相補正値2を引いて求めると、座標464となる。さらに、この新たな格子基準位置N2をサンプリング始点として再度データサンプリングを行って求めた新たな格子基準位置N2における位相は0°となった。
サンプリング始点である新たな格子基準位置N2の座標位置464と、格子基準位置N1の座標466との差が結像位置のずれ量になる。したがって、結像位置のずれ量は、−2(=464―466)素子分の距離、即ち、−2.5μmになる。
Then, the position of the “new grating reference position” N 2 where the phase θd = 0 ° on the line sensor 32 is obtained by subtracting the phase correction value 2 from the coordinates 466 of the grating reference position N 1 and becomes the coordinates 464. . Further, the phase at the new grating reference position N 2 obtained by performing data sampling again with the new grating reference position N 2 as the sampling start point is 0 °.
The difference between the coordinate position 464 of the new grid reference position N 2 , which is the sampling start point, and the coordinate 466 of the grid reference position N 1 is the shift amount of the imaging position. Therefore, the deviation amount of the imaging position is a distance corresponding to −2 (= 464−466) elements, that is, −2.5 μm.

さらに(e)乃至(h)工程を、レンズ面のうちの検査光の照射部分をロッドレンズの配列方向に沿って順次にずらして繰り返す。すなわち、ロッドレンズアレイ4を照明装置1、テストチャート2及び受光装置3に対して、ロッドレンズの配列方向に沿って相対的に移動させながら、測定を繰り返す。
なお、図5には、ロッドレンズアレイを相対的に移動させる機構は図示されていないが、任意好適な機構を使用することができる。
Further, the steps (e) to (h) are repeated by sequentially shifting the inspection light irradiation portion of the lens surface along the arrangement direction of the rod lenses. That is, the measurement is repeated while moving the rod lens array 4 relative to the illumination device 1, the test chart 2 and the light receiving device 3 along the arrangement direction of the rod lenses.
In FIG. 5, a mechanism for moving the rod lens array relatively is not shown, but any suitable mechanism can be used.

また、(h)工程において、結像位置ずれ量を、照射位置をずらして繰り返し求めた結像位置ずれ量の累計として求める。
具体的には、直前の結像位置ずれ量を位相補正値として、格子基準位置を更新してサンプリング始点とし、格子パターン像の光量分布データをサンプリングし、結像位置のずれ量を求める。フーリエ変換により求められる位相は格子の1周期分までなので、前記位相補正値を設定することにより、測定が進行するにつれて結像位置ずれが格子の1周期分以上になる場合でも正確な測定が可能となる。
このようにして求めた主走査方向の結像位置ずれ量の測定結果を図7に示す。図7のグラフに示すように、結像位置のずれの最大値は79.8μm、最小値は−4.6μmであった。
Also, in step (h), the imaging position deviation amount is obtained as the total of the imaging position deviation amounts obtained repeatedly by shifting the irradiation position.
Specifically, the immediately preceding imaging position deviation amount is used as a phase correction value, the grating reference position is updated to be a sampling start point, light amount distribution data of the grating pattern image is sampled, and the imaging position deviation amount is obtained. Since the phase obtained by Fourier transform is up to one period of the grating, by setting the phase correction value, accurate measurement is possible even when the imaging position deviation becomes more than one period of the grating as the measurement progresses. It becomes.
FIG. 7 shows the measurement result of the imaging position deviation amount in the main scanning direction obtained in this way. As shown in the graph of FIG. 7, the maximum value of the image formation position shift was 79.8 μm, and the minimum value was −4.6 μm.

さらに、(f)工程において測定した光量分布を用いて、ロッドレンズアレイ4のレスポンス関数(MTF)を測定する。
MTFは、各測定点おいて空間像の光量分布データの極大値(imax)、極小値(imin)から下記の(3)式により求める。
MTF(%)=[(imax−imin)/(imax+imin)]*100 ・・・(3)
実施例1では、MTF=72.5%であった。
Further, the response function (MTF) of the rod lens array 4 is measured using the light amount distribution measured in the step (f).
The MTF is obtained from the maximum value (imax) and the minimum value (imin) of the light quantity distribution data of the aerial image at each measurement point by the following equation (3).
MTF (%) = [(imax−imin) / (imax + imin)] * 100 (3)
In Example 1, MTF = 72.5%.

図8に示すように、実施例2では、テストチャート2、及びラインセンサ32をそれぞれ90°回転させ、格子パターンの周期方向が、ロッドレンズアレイのレンズの配向方向と垂直(ロッドレンズアレイの厚み方向、つまり副走査方向と平行になるよう)に配置した点以外は、上述の実施例1のものと同様に配置した。そして、副走査方向の結像位置のずれ量とMTFを測定した。
このようにした求めた副走査方向の結像位置のずれ量の測定結果を図9に示す。図9のグラフに示すように、結像位置のずれ量の最大値は−2.3μm、最小値は―36.0μmであった。
さらに、上述の実施例1と同様にして求めた副走査のMTFは、73.5%であった。
As shown in FIG. 8, in Example 2, the test chart 2 and the line sensor 32 are rotated by 90 °, respectively, and the periodic direction of the lattice pattern is perpendicular to the lens orientation direction of the rod lens array (the thickness of the rod lens array). In the same manner as in Example 1 described above, except that it is arranged in a direction (that is, parallel to the sub-scanning direction). Then, the shift amount of the image forming position in the sub-scanning direction and the MTF were measured.
FIG. 9 shows the measurement result of the displacement amount of the imaging position in the sub-scanning direction thus obtained. As shown in the graph of FIG. 9, the maximum value of the shift amount of the imaging position was −2.3 μm, and the minimum value was −36.0 μm.
Further, the MTF of the sub-scan obtained in the same manner as in Example 1 was 73.5%.

このように、格子パターン像の光量分布の検出光量波形から、フーリエ変換処理により、格子パターンの空間周波数に対応した成分だけを抽出しているので、微小なノイズを排除して高精度に結像位置のずれ量を求めることができる。また、これにより、MTFによる光学性能評価だけでは区別できなかった、レンズ素子特性のばらつきと結像位置のずれの区別が可能となった。   In this way, only the component corresponding to the spatial frequency of the lattice pattern is extracted from the detected light amount waveform of the light amount distribution of the lattice pattern image by Fourier transform processing, so that fine noise is eliminated and the image is formed with high accuracy. The amount of displacement can be obtained. In addition, this makes it possible to distinguish between variations in lens element characteristics and deviations in imaging positions, which cannot be distinguished only by optical performance evaluation using MTF.

また、照明装置が光源と拡散板からなるシンプルな構造なので管理や取り扱いが容易にできる。また、被検査レンズアレイのみを格子と照明装置と受光装置に対してそのレンズ素子配列方向に相対的に移動させる構造で、測定する空間周波数に対応した格子板をいくつか用意しておくことにより、測定条件の変更にも容易に対応することができる。   Further, since the lighting device has a simple structure including a light source and a diffusion plate, management and handling can be facilitated. Also, by preparing a few grating plates corresponding to the spatial frequency to be measured with a structure in which only the lens array to be inspected is moved relative to the grating, illumination device, and light receiving device in the lens element arrangement direction. It is possible to easily cope with changes in measurement conditions.

ロッドレンズアレイを挿入しない場合の実施例1の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of Example 1 when not inserting a rod lens array. テストチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a test chart. (A)は、テストチャートの格子パターンと、基準格子パターン像の光量分布と、ラインセンサの素子との対応を示す図であり、(B)は、テストチャートの格子パターンと、格子パターン像の光量分布と、ラインセンサの素子との対応関係を示す図である。(A) is a figure which shows the response | compatibility with the lattice pattern of a test chart, the light quantity distribution of a reference | standard lattice pattern image, and the element of a line sensor, (B) is a figure of the lattice pattern of a test chart, and a lattice pattern image. It is a figure which shows the correspondence of light quantity distribution and the element of a line sensor. 波形成分の位相の説明図である。It is explanatory drawing of the phase of a waveform component. ロッドレンズアレイを挿入した場合の実施例1の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of Example 1 at the time of inserting a rod lens array. 検査対象のロッドレンズアレイを斜視図である。It is a perspective view of a rod lens array to be inspected. 実施例1における結像位置ずれ量の測定結果を示すグラフである。6 is a graph showing a measurement result of an imaging position deviation amount in Example 1. ロッドレンズアレイを挿入した場合の実施例2の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of Example 2 at the time of inserting a rod lens array. 実施例2における結像位置ずれ量の測定結果を示すグラフである。6 is a graph showing a measurement result of an imaging position deviation amount in Example 2.

符号の説明Explanation of symbols

1 照明装置
2 テストチャート
3 受光装置
4 ロッドレンズアレイ
11 光源
11a 白色光源
11b 光線フィルタ
12 拡散板
31 対物レンズ
32 受光素子、ラインセンサ
41 基板
42 ロッドレンズ
43 レンズ面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Illuminating device 2 Test chart 3 Light receiving device 4 Rod lens array 11 Light source 11a White light source 11b Light filter 12 Diffuser 31 Objective lens 32 Light receiving element, line sensor 41 Substrate 42 Rod lens 43 Lens surface

Claims (8)

ロッドレンズアレイの結像位置ずれ量を求める光学性能評価方法であって、
(a)一定周期の格子パターンを有するテストチャートに検査光を照射して、前記テストチャートを透過した検査光による基準格子パターン像を生成する工程と、
(b)前記基準格子パターン像の、前記格子パターンの周期方向に沿った光量分布を測定する工程と、
(c)前記基準格子パターン像の光量分布をフーリエ変換して、前記格子パターンの周期と同一周期の基準波形成分を抽出して、該基準波形成分の位相を求める工程と、
(d)検査対象のロッドレンズアレイを、そのレンズ面を前記テストチャートに対向させて配置する工程と、
(e)検査光を、前記テストチャートを介して、前記ロッドレンズアレイのレンズ面に照射し、前記ロッドレンズアレイを伝搬した検査光による格子パターン像を生成する工程と、
(f)前記格子パターン像の、前記周期方向に沿った光量分布を測定する工程と、
(g)前記格子パターン像の光量分布をフーリエ変換して、前記格子パターンの周期と同一周期の波形成分を抽出して、該波形成分の位相を求める工程と、
(h)前記基準波形成分の位相及び前記波形成分の位相からロッドレンズアレイの結像位置ずれ量を求める工程と、
を含むことを特徴とする、ロッドレンズアレイの光学性能評価方法。
An optical performance evaluation method for obtaining an image formation position shift amount of a rod lens array,
(A) irradiating a test chart having a lattice pattern with a fixed period with inspection light, and generating a reference lattice pattern image with the inspection light transmitted through the test chart;
(B) measuring a light amount distribution along a periodic direction of the lattice pattern of the reference lattice pattern image;
(C) Fourier transforming the light quantity distribution of the reference grating pattern image, extracting a reference waveform component having the same period as the period of the grating pattern, and obtaining a phase of the reference waveform component;
(D) a step of arranging a rod lens array to be inspected with its lens surface facing the test chart;
(E) irradiating the inspection light with a lens surface of the rod lens array via the test chart, and generating a lattice pattern image by the inspection light propagated through the rod lens array;
(F) measuring a light quantity distribution along the periodic direction of the lattice pattern image;
(G) Fourier transforming the light amount distribution of the lattice pattern image, extracting a waveform component having the same period as the period of the lattice pattern, and obtaining a phase of the waveform component;
(H) obtaining an imaging position shift amount of the rod lens array from the phase of the reference waveform component and the phase of the waveform component;
A method for evaluating the optical performance of a rod lens array, comprising:
前記(e)乃至(h)工程を、前記レンズ面のうちの前記検査光の照射部分をロッドレンズの配列方向に沿って順次にずらして繰り返す、ことを特徴とする請求項1記載のロッドレンズアレイの光学性能評価方法。   2. The rod lens according to claim 1, wherein the steps (e) to (h) are repeated by sequentially shifting the portion of the lens surface irradiated with the inspection light along the arrangement direction of the rod lenses. Array optical performance evaluation method. 前記(b)工程において、前記基準格子パターン像のうち、前記ロッドレンズアレイのロッドレンズの配列ピッチよりも狭い範囲内での基準格子パターン像部分の光量分布を測定し、
前記(f)工程において、前記格子パターン像のうち、前記基準格子パターン像部分に対応する部分であって、前記配列ピッチよりも狭い範囲内での格子パターン像部分の光量分布を測定する、ことを特徴とする請求項1又は2記載のロッドレンズアレイの光学性能評価方法。
In the step (b), the light quantity distribution of the reference grating pattern image portion within a range narrower than the arrangement pitch of the rod lenses of the rod lens array in the reference grating pattern image is measured,
In the step (f), measuring a light amount distribution of a portion of the lattice pattern image corresponding to the reference lattice pattern image portion and within a range narrower than the arrangement pitch. The method for evaluating the optical performance of a rod lens array according to claim 1 or 2.
前記(h)工程において、前記結像位置ずれ量を、前記基準波形成分及び前記波形成分が互いに同一の位相値をそれぞれ示す位置間の距離として求める、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のロッドレンズアレイの光学性能評価方法。   4. The method according to claim 1, wherein, in the step (h), the imaging position deviation amount is obtained as a distance between positions at which the reference waveform component and the waveform component indicate the same phase value. The optical performance evaluation method of the rod lens array as described in any one of the above. 前記(h)工程において、前記結像位置ずれ量を、照射位置をずらして繰り返し求めた結像位置ずれ量の累計として求める、ことを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載のロッドレンズアレイの光学性能評価方法。   5. The image forming position shift amount is obtained as a total of image forming position shift amounts obtained repeatedly by shifting the irradiation position in the step (h). 6. Of evaluating the optical performance of a rod lens array. 前記(f)工程において測定した光量分布を用いて、前記ロッドレンズアレイのレスポンス関数(MTF:Modulation Transfer Function)を測定する、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のロッドレンズアレイの光学性能評価方法。   5. The response function (MTF: Modulation Transfer Function) of the rod lens array is measured using the light amount distribution measured in the step (f). 6. A method for evaluating the optical performance of a rod lens array. 前記(d)工程において、前記ロッドレンズアレイを、そのロッドレンズアレイのレンズの配向方向が、前記テストパターンの周期方向と平行になるように配置する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のロッドレンズアレイの光学性能評価方法。   7. The step (d), wherein the rod lens array is arranged so that an orientation direction of lenses of the rod lens array is parallel to a periodic direction of the test pattern. The optical performance evaluation method of the rod lens array as described in any one of Claims. 前記(d)工程において、前記ロッドレンズアレイを、そのロッドレンズアレイのレンズの配向方向が、前記テストパターンの周期方向と垂直になるように配置する、ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載のロッドレンズアレイの光学性能評価方法。   7. The step (d), wherein the rod lens array is arranged so that an orientation direction of a lens of the rod lens array is perpendicular to a periodic direction of the test pattern. The optical performance evaluation method of the rod lens array as described in any one of Claims.
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