JP2008158317A - Device for inspecting scanning optical system, and method of inspecting scanning optical system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、走査光学系の性能を確認するための走査光学系の検査装置、および走査光学系の検査方法に関する。 The present invention relates to a scanning optical system inspection apparatus and a scanning optical system inspection method for confirming the performance of a scanning optical system.
走査光学系は、レーザープリンタや複写機、ファクシミリなどの画像記録装置をはじめ、蓄積性蛍光体シート(イメージングプレート;IP)に記録された放射線(X線、α、β、γ線、電子線、紫外線など)画像を読み取り、読み取った画像をモニタやネガフイルムに出力するCR(Computed Radiography)装置にも搭載されている。 Scanning optical systems include image recording devices such as laser printers, copiers, and facsimiles, as well as radiation (X-rays, α, β, γ rays, electron beams) recorded on a storage phosphor sheet (imaging plate; IP). It is also mounted on CR (Computed Radiography) devices that read images (such as ultraviolet rays) and output the read images to a monitor or negative film.
走査光学系は、レーザー光源、コリメータレンズ、絞りやシリンドリカルレンズなどからなる結像光学系、ポリゴンミラー、fθレンズなどの種々の光学素子を有し、これらが光学箱に収納された一つのユニットとして構成されている。走査光学系においては、記録すべき画像のデータに応じてレーザー光源からレーザービームが発せられる。レーザービームは、コリメータレンズで平行光束に収束され、結像光学系で線状に集光される。そして、ポリゴンミラーの偏向反射面で反射され、fθレンズによって被走査面に結像される。 The scanning optical system has various optical elements such as a laser light source, a collimator lens, an imaging optical system including a diaphragm and a cylindrical lens, a polygon mirror, and an fθ lens, and these are stored as one unit in an optical box. It is configured. In the scanning optical system, a laser beam is emitted from a laser light source in accordance with image data to be recorded. The laser beam is converged into a parallel light beam by a collimator lens and condensed linearly by an imaging optical system. Then, the light is reflected by the deflecting / reflecting surface of the polygon mirror and imaged on the surface to be scanned by the fθ lens.
被走査面に結像されたレーザービームは、ポリゴンミラーが一定の角速度で回転されていることから、被走査面上を走査(主走査)される。レーザープリンタや複写機、ファクシミリなどの画像記録装置に用いた場合は、主走査方向に対して直交する方向(副走査方向)に記録材料、例えば、感光体を移動させることにより、感光体の記録面にレーザービームによる静電潜像を記録する。そして、感光体に記録された静電潜像をトナー像に顕像化し、記録紙などの記録媒体に転写する。 The laser beam focused on the surface to be scanned is scanned (main scan) on the surface to be scanned because the polygon mirror is rotated at a constant angular velocity. When used in an image recording apparatus such as a laser printer, a copying machine, or a facsimile, the recording material, for example, the photosensitive member is moved by moving a recording material, for example, the photosensitive member in a direction orthogonal to the main scanning direction (sub-scanning direction). An electrostatic latent image by a laser beam is recorded on the surface. Then, the electrostatic latent image recorded on the photosensitive member is visualized as a toner image and transferred to a recording medium such as recording paper.
一方、CR装置に用いた場合は、放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シートを副走査方向に搬送しながら、レーザービームで主走査する。そして、これにより生じた輝尽発光光をフォトマルチプライアなどの光電変換器で検出して、画像信号を得る。 On the other hand, when used in a CR apparatus, main scanning is performed with a laser beam while conveying the stimulable phosphor sheet on which the radiation image is recorded in the sub-scanning direction. Then, the stimulated emission light generated thereby is detected by a photoelectric converter such as a photomultiplier to obtain an image signal.
ところで、走査光学系による記録画像または画像信号の劣化原因として、ポリゴンミラーの偏向反射面の面倒れ(回転軸に対する偏向反射面の傾き)やジッター(回転中心からの偏向反射面の突き出し、引っ込み)、立ち下げ角度(被走査面に対するレーザービームの照射角度)のずれなどにより、レーザービームが正規の照射位置から外れることが挙げられる。このため、従来から、被走査面におけるレーザービームをCCDセンサで撮像し、撮像した画像をモニタして、レーザービームの照射位置のずれを測定する方法が提案されている(特許文献1、2参照)。
By the way, as a cause of deterioration of a recorded image or an image signal by the scanning optical system, the deflection reflection surface of the polygon mirror is tilted (inclination of the deflection reflection surface with respect to the rotation axis) and jitter (the deflection reflection surface is projected and retracted from the rotation center) The laser beam may deviate from the normal irradiation position due to a shift in the falling angle (laser beam irradiation angle with respect to the surface to be scanned). For this reason, conventionally, a method has been proposed in which a laser beam on a surface to be scanned is imaged by a CCD sensor, and the captured image is monitored to measure the deviation of the irradiation position of the laser beam (see
特許文献1には、被走査面に二つのラインセンサを各センサの画素が相互に副走査方向に1/2ピッチずれるように近接配置し、ポリゴンミラーの面毎にラインセンサ上に結像したビームの位置を求め、比較することにより面倒れ量を測定する旨が記載されている。また、特許文献2には、画素列を斜めに位置させてCCDエリアセンサを被走査面の任意の位置に配置し、ポリゴンミラーの面毎にCCDセンサでビームの形状を測定し、各面の面倒れ量を求める旨が記載されている。
しかしながら、特許文献1、2に記載の発明は、面倒れ量の測定のみで、ジッター成分や立ち下げ角度のずれ量の測定を行っていないため、総合的な性能検査を行うことができないという問題があった。
However, the inventions described in
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、総合的な性能検査を一度に行うことができる走査光学系の検査装置、および走査光学系の検査方法を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a scanning optical system inspection apparatus and a scanning optical system inspection method capable of performing a comprehensive performance inspection at a time.
上記目的を達成するために、本発明は、光源からの光ビームを被走査面に向けて偏向反射する複数の偏向反射面を有する偏向器を含む光学素子が、光学箱内に収納された走査光学系を検査するための装置であって、回転駆動される前記偏向器に対して、前記複数の偏向反射面毎に前記光ビームが照射されるように、前記光源の動作を制御する光源制御手段と、前記被走査面に配され、前記被走査面における前記光ビームを撮像する撮像手段と、前記撮像手段を前記光ビームの光軸方向に移動させる移動手段と、前記撮像手段で得られた画像のデータを解析して、前記被走査面における前記光ビームの照射位置を算出する照射位置算出手段と、前記照射位置算出手段の算出結果から、前記複数の偏向反射面の面倒れ量およびジッター成分、並びに前記被走査面と前記光ビームの光軸とのなす角度のずれ量の各パラメータを算出するパラメータ算出手段と、算出した各パラメータと規格値とを比較して、合否を判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a scanning in which an optical element including a deflector having a plurality of deflecting reflection surfaces for deflecting and reflecting a light beam from a light source toward a surface to be scanned is accommodated in an optical box. An apparatus for inspecting an optical system, the light source control for controlling the operation of the light source so that the light beam is irradiated to each of the plurality of deflection reflection surfaces to the rotationally driven deflector Obtained by the imaging means, an imaging means arranged on the scanned surface and imaging the light beam on the scanned surface, a moving means for moving the imaging means in the optical axis direction of the light beam, and Analyzing the image data and calculating the irradiation position of the light beam on the surface to be scanned, and from the calculation results of the irradiation position calculation means, Jitter components, line A parameter calculating means for calculating each parameter of the amount of deviation of the angle between the scanned surface and the optical axis of the light beam, and a determining means for comparing the calculated parameters and a standard value to determine pass / fail; And display means for displaying the determination result of the determination means.
前記パラメータ算出手段は、前記光ビームが走査される主走査方向に対して直交する副走査方向に関する前記照射位置のずれ量から、前記面倒れ量を求めることが好ましい。 It is preferable that the parameter calculation unit obtains the surface tilt amount from a deviation amount of the irradiation position in a sub-scanning direction orthogonal to a main scanning direction in which the light beam is scanned.
前記パラメータ算出手段は、前記光ビームが走査される主走査方向に関する前記照射位置のずれ量から、前記ジッター成分を求めることが好ましい。 It is preferable that the parameter calculation unit obtains the jitter component from a deviation amount of the irradiation position in the main scanning direction in which the light beam is scanned.
前記パラメータ算出手段は、前記移動手段で移動される前と後に前記撮像手段で得られた前記画像のデータからそれぞれ算出された前記光ビームの、前記光ビームが走査される主走査方向に対して直交する副走査方向に関する照射位置と、前記移動手段による前記撮像手段の移動量とから、前記角度のずれ量を求めることが好ましい。 The parameter calculation unit is configured to compare the light beam calculated from the image data obtained by the imaging unit before and after being moved by the moving unit with respect to a main scanning direction in which the light beam is scanned. It is preferable to obtain the angular deviation amount from the irradiation position in the orthogonal sub-scanning direction and the movement amount of the imaging means by the movement means.
前記規格値を設定変更するための操作入力手段を備えることが好ましい。 It is preferable to provide operation input means for changing the setting of the standard value.
前記照射位置算出手段は、前記画像のデータを構成する、前記撮像手段の各画素の輝度値を検出して、縦横の画素配列毎に各画素の輝度値の分布を作成し、輝度値がピークとなる画素の位置を前記光ビームの照射位置として算出することが好ましい。 The irradiation position calculation means detects the luminance value of each pixel of the imaging means constituting the image data, creates a luminance value distribution of each pixel for each vertical and horizontal pixel arrangement, and the luminance value peaks. It is preferable to calculate the position of the pixel as the irradiation position of the light beam.
前記照射位置算出手段は、複数コマ分の前記画像のデータから算出した前記光ビームの照射位置を平均し、平均した値を最終的に出力することが好ましい。 Preferably, the irradiation position calculation means averages the irradiation positions of the light beams calculated from the image data for a plurality of frames, and finally outputs an average value.
前記撮像手段は、前記光ビームの走査方向に沿って、等間隔で複数並べて配置されていることが好ましい。 It is preferable that a plurality of the imaging means are arranged at equal intervals along the scanning direction of the light beam.
請求項9に記載の発明は、光源からの光ビームを被走査面に向けて偏向反射する複数の偏向反射面を有する偏向器を含む光学素子が、光学箱内に収納された走査光学系を検査する方法であって、回転駆動される前記偏向器に対して、前記複数の偏向反射面毎に前記光ビームを照射する工程と、前記被走査面に配された撮像手段で、前記被走査面における前記光ビームを撮像する工程と、前記撮像手段を前記光ビームの光軸方向に移動させる工程と、前記撮像手段で得られた画像のデータを解析して、前記被走査面における前記光ビームの照射位置を算出する工程と、前記照射位置の算出結果から、前記複数の偏向反射面の面倒れ量およびジッター成分、並びに前記被走査面と前記光ビームの光軸とのなす角度のずれ量の各パラメータを算出する工程と、算出した各パラメータと規格値とを比較して、合否を判定する工程と、前記判定結果を表示する工程とを備えることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a scanning optical system in which an optical element including a deflector having a plurality of deflection reflection surfaces for deflecting and reflecting a light beam from a light source toward a surface to be scanned is housed in an optical box. A method of inspecting, wherein the rotating deflected deflector is irradiated with the light beam for each of the plurality of deflecting reflecting surfaces, and an imaging unit disposed on the scanned surface, Imaging the light beam on the surface, moving the imaging means in the direction of the optical axis of the light beam, analyzing the image data obtained by the imaging means, and analyzing the light on the surface to be scanned The step of calculating the irradiation position of the beam, and the calculation result of the irradiation position, the surface tilt amount and jitter components of the plurality of deflecting reflection surfaces, and the angle deviation between the scanned surface and the optical axis of the light beam Calculate each parameter of quantity A step, by comparing the parameters and standards values calculated, characterized by comprising the step of determining acceptability, and a step of displaying the determination result.
本発明の走査光学系の検査装置、および走査光学系の検査方法によれば、回転駆動される偏向器の複数の偏向反射面毎に光ビームを照射し、被走査面における光ビームを撮像手段で撮像して、これにより得られた画像データから、被走査面における光ビームの照射位置を算出し、この算出結果から面倒れ量およびジッター成分を求め、撮像手段を光ビームの光軸方向に移動させて撮像した画像データから、立ち下げ角度のずれ量を求め、これらの各パラメータの合否を判定し、この判定結果を表示するので、総合的な性能検査を一度に行うことができる。したがって、検査時間を大幅に短縮することができる。 According to the scanning optical system inspection apparatus and the scanning optical system inspection method of the present invention, the light beam is irradiated to each of the plurality of deflection reflection surfaces of the rotationally driven deflector, and the light beam on the surface to be scanned is imaged. From the obtained image data, the irradiation position of the light beam on the surface to be scanned is calculated, the surface tilt amount and the jitter component are obtained from the calculation result, and the imaging means is moved in the optical axis direction of the light beam. Since the amount of fall of the falling angle is obtained from the image data picked up and moved, the pass / fail of each of these parameters is determined, and the determination result is displayed, so that a comprehensive performance test can be performed at a time. Therefore, the inspection time can be greatly shortened.
図1において、放射線画像読取装置2は、走査光学系10、読取部11、蓄積性蛍光体シート12を搬送するための搬送系、および各種信号処理回路からなる制御部などが筐体内に一体的に搭載された構成を有する。放射線画像読取装置2には、放射線画像が記録された蓄積性蛍光体シート12が収容されたカセッテが挿入される挿入口が設けられている。カセッテが挿入口に挿入されると、蓄積性蛍光体シート12がカセッテから自動的に取り出され、搬送系によって走査光学系10の被走査面13に向けて搬送される。
In FIG. 1, the radiation
走査光学系10は、被走査面13を搬送される蓄積性蛍光体シート12に対して、その搬送方向(以下、副走査方向と表記する。)Sに直交する、紙面に垂直な方向(以下、主走査方向と表記する。)MにレーザービームLを走査する。このレーザービームLの照射により、蓄積性蛍光体シート12から輝尽発光光が生じる。
The scanning
被走査面13の近傍には、アクリル板などからなる透明な集光ガイド14の入射面が配されている。また、集光ガイド14の出射面には、フォトマルチプライアなどの光電変換器15が取り付けられている。輝尽発光光は、集光ガイド14に入射し、集光ガイド14内を導光されて光電変換器15に入射して、光電変換器15で電気信号に変換される。光電変換器15から出力された電気信号は、制御部で各種信号処理を施され、これにより蓄積性蛍光体シート12に記録された放射線画像を表す画像信号が出力される。放射線画像の読み取りが終了した蓄積性蛍光体シート12は、消去ユニットに搬送されて放射線画像を消去された後、再びカセッテに戻される。
In the vicinity of the surface to be scanned 13, an incident surface of a
図2および図3において、走査光学系10は、光源部20をはじめとする各種光学素子が、合成樹脂によって一体成形された光学箱21内に収納された構成を有する。なお、図示は省略しているが、光学箱21の上部には、上蓋が取り付けられ、上蓋によって内部が密閉されて放射線画像読取装置2に組み込まれる。
2 and 3, the scanning
光源部20は、レーザー光源22が内蔵されたフィン23と、コリメータレンズ24が内蔵されたハウジング25とからなる。レーザー光源22は、半導体レーザーなどからなり、レーザービームLを発する。コリメータレンズ24は、レーザービームLを平行光束に収束する。
The
光源部20の前方には、ビームスプリッタ26が設けられている。レーザービームLは、ビームスプリッタ26を透過して受光センサ27に入射する一方、ビームスプリッタ26で反射される。受光センサ27は、レーザービームLの透過光の強度を検出し、検出結果をAPC(Auto Power Control)回路28に出力する。レーザー光源22は、このAPC回路28によって、受光センサ27の検出結果に基づいて動作制御され、これによりレーザービームLが一定光量に制御される。
A
ビームスプリッタ26で反射されたレーザービームLの反射光は、結像光学系29に入射される。結像光学系29には、絞り30やシリンドリカルレンズ31が設けられている。絞り30は、レーザービームLの光量を設定する。シリンドリカルレンズ31は、レーザービームLを副走査方向Sに集光する。
The reflected light of the laser beam L reflected by the
結像光学系29を透過したレーザービームLは、正六角形状に成形されたポリゴンミラー32の偏向反射面33に入射する。偏向反射面33は、例えば、3mmの幅を有する。また、偏向反射面33に到達したレーザービームLは、例えば、φ100〜φ150μmの径を有する。ポリゴンミラー32には、モータ34の回転軸が接続されており、一定の角速度で矢印方向に高速回転される。これにより、偏向反射面33に入射したレーザービームLが、主走査方向Mに偏向して出力される。
The laser beam L transmitted through the imaging
ポリゴンミラー32によって偏向されたレーザービームLは、fθレンズを構成する球面レンズ35およびトーリックレンズ36を透過し、これらによって走査速度が等速化され、ひずみが補正されるfθ補正が施される。fθ補正されたレーザービームLは、二つのシリンドリカルミラー37、38によって、被走査面13に対向する光学箱21の側面に設けられた開口39に向けて反射され、開口39を介して被走査面13に照射される。被走査面13におけるレーザービームLの径は、例えば、φ90〜φ100μmとなっている。
The laser beam L deflected by the
図4において、本発明の走査光学系10の検査装置50は、走査光学系10の出荷前に総合的な性能検査をするためのものである。検査装置50は、出荷前の走査光学系10が着脱自在にセットされるステージ(図示せず)を有する。ステージには、多数の位置決め部材や係止部材、例えばクランプ機構やロック機構が設けられており、走査光学系10が所定の位置に固定されるようになっている。
In FIG. 4, the inspection device 50 of the scanning
被走査面13には、被走査面13に結像されたレーザービームLを撮像するための三台のCCDセンサ51a〜51c(例えば、480×640画素、画素サイズ7.4μm)が設けられている。CCDセンサ51a〜51cは、主走査方向Mに等間隔で並べられ、且つ撮像面が被走査面13に平行になるように配置されている。
The scanned
CCDセンサ51a〜51cは、マイクロステージ52a〜52cに載置されている。マイクロステージ52a〜52cを操作することで、CCDセンサ51a〜51cの位置を微調整することが可能となっている。また、図示は省略しているが、マイクロステージ52a〜52cには、これらを纏めて主走査方向Mにスライドさせる機構が接続されている。CCDセンサ51a〜51cは、これらの位置決め機構によって、被走査面13に結像されたレーザービームLに焦点が合うように、且つ撮像面の中心がレーザービームLの目標照射位置と一致するように位置決めされる。さらに、図5に示すように、中央のCCDセンサ51bは、マイクロステージ52bを介して、これらをレーザービームLの光軸方向に平行な矢印方向に移動させる移動ステージ53に取り付けられている。
The
図4に戻って、APC回路28、モータ34、CCDセンサ51a〜51c、および移動ステージ53は、パーソナルコンピュータ(以下、PCと表記する。)54に接続されている。検査時、PC54は、一定の角速度でポリゴンミラー32が回転されるように、モータ34に駆動制御信号を送信するとともに、六つの偏向反射面33毎にレーザービームLが照射されるように、APC回路28に駆動制御信号を送信する。また、ポリゴンミラー32の回転と同期して六つの偏向反射面33毎に反射されたレーザービームLをそれぞれ撮像するように、CCDセンサ51a〜51cに駆動制御信号を送信する。さらに、CCDセンサ51bがレーザービームLの光軸方向に規定量、例えば10mm移動するように、移動ステージ53に駆動制御信号を送信する。CCDセンサ51a〜51cの出力、すなわちレーザービームLを撮像して得られた画像データは、PC54に逐次入力される。
Returning to FIG. 4, the
PC54は、モニタ55と、キーボードおよびマウスからなる操作入力部56とを備えている。図6において、CPU60は、PC54の全体の動作を統括的に制御する。CPU60には、バス61を介して、前述の操作入力部56とともに、通信I/F62、メモリ63、HDD64、およびモニタ55の表示を制御する表示制御部65が接続されている。
The
通信I/F62は、APC回路28、モータ34、PC54に接続された各部とのデータの遣り取りを媒介する。HDD64には、検査装置50用のプログラムがインストールされており、CCDセンサ51a〜51cで得られた画像データなどが記録される。CPU60は、HDD64からプログラムを読み出してメモリ63に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、CPU60は、操作入力部56から入力される操作入力信号に応じて、PC54の各部を動作させる。
The communication I /
検査装置50用のプログラムを起動すると、図7に示すように、照射位置算出回路70、パラメータ算出回路71、および判定回路72がCPU60に構築される。
When the program for the inspection apparatus 50 is activated, an irradiation
ここで、偏向反射面33におけるレーザービームLの径がφ100〜φ150μm、被走査面13におけるレーザービームLの径がφ90〜φ100μmであるのに対して、CCDセンサ51a〜51cの画素サイズが7.4μmであることから、図8(A)に示すように、レーザービームL(斜線で示す。)は、CCDセンサ51a〜51cの複数の画素73に跨がって撮像される。このとき、画素配列の縦(Y)横(X)方向に関する各画素73の出力、つまり輝度値の分布は、中央の画素配列(実線で囲む部分)を例にとると、(B)および(C)に示すグラフ(以下、それぞれYプロファイル、Xプロファイルと表記する。)のようになる。すなわち、レーザービームLの中心部分を撮像した画素73の輝度値がピークとなり、レーザービームLの外周部分を撮像した画素73につれて輝度値が低下する山形状の特性となる。
Here, the diameter of the laser beam L on the deflecting / reflecting
照射位置算出回路70は、CCDセンサ51a〜51cからの画像データを構成する各画素73の輝度値を検出して、画素配列毎にX、Yプロファイルを作成する。そして、輝度値がピークとなる画素73のXY座標をレーザービームLの照射位置として算出する。
The irradiation
照射位置算出回路70は、偏向反射面33毎に、画像データの連続する複数コマについて上記の処理を実行し、これにより算出された複数コマ毎のレーザービームLの照射位置を平均して、この平均値を最終的なレーザービームLの照射位置として採用する。なお、XY座標は、レーザービームLの目標照射位置である撮像面の中心の画素73を原点とする。
The irradiation
図9(A)に示すように、偏向反射面33がポリゴンミラー32の回転軸Rに対して傾いて(面倒れして)いた場合、被走査面13におけるレーザービームLの照射位置は、副走査方向S、つまりY方向にずれる。このため、パラメータ算出回路71は、六つの偏向反射面33からのレーザービームLの照射位置のY座標の最大値と最小値との差分を求め、これを偏向反射面33の面倒れ量(単位;μm)とする。
As shown in FIG. 9A, when the deflecting / reflecting
また、(B)に示すように、偏向反射面33がポリゴンミラー32の回転中心Oに対して、正規の寸法よりも外側に突き出していた場合、あるいは内側に引っ込んでいた場合、レーザービームLが被走査面13に到達する時間が早く、あるいは遅くなるので、被走査面13におけるレーザービームLの照射位置は、主走査方向M、つまりX方向にずれる。このため、パラメータ算出回路71は、六つの偏向反射面33のうちの任意の一面からのレーザービームLの照射位置のX座標と、他の面からのレーザービームLの照射位置のX座標とのずれ量から、ジッター成分を求める(単位;%)。
In addition, as shown in FIG. 5B, when the deflecting / reflecting
さらに、(C)に示すように、被走査面13とレーザービームLとのなす角度(立ち下げ角度)がずれた場合、移動ステージ53で移動される前と後のレーザービームLの照射位置は、Y方向にずれる。このため、パラメータ算出回路71は、右側の直角三角形を考慮して、移動ステージ53で移動される前と後のレーザービームLの照射位置のY方向のずれ量ΔYと、移動ステージ53によるCCDセンサ51bの移動量10mmとから、
θ=tan―1(ΔY/10)・・・(1)
を求め、これを立ち下げ角度のずれ量(単位;deg)とする。
Further, as shown in (C), when the angle (falling angle) between the scanned
θ = tan −1 (ΔY / 10) (1)
This is used as the amount of shift in the falling angle (unit: deg).
判定回路72は、パラメータ算出回路71で算出された面倒れ量、ジッター成分、および立ち下げ角度のずれ量の各パラメータと規格値とを比較する。そして、パラメータが規格値よりも小さい場合は検査合格と判定し、逆の場合は不合格と判定する。
The
検査装置50用のプログラムを起動すると、モニタ55には、図10に示すウィンドウ80が表示される。ウィンドウ80は、画像枠81と、データ枠82と、ユーザーインターフェイス枠83とから構成される。画像枠81には、CCDセンサ51a〜51cで得られた画像がライブで表示される。データ枠82には、レーザービームLの照射位置のXY座標とXY方向の径(例えば、輝度値がピークとなる画素を含むX、Yプロファイルの輝度値がピークの1/e2、または13.5%のときの幅)の平均値の情報84、85、並びに輝度値のピークの情報86が表示される。
When the program for the inspection apparatus 50 is activated, a
ユーザーインターフェイス枠83には、測定開始ボタン87などが配置されている。測定開始ボタン87が選択されると、PC54から各部に駆動制御信号が送信され、これによりレーザー光源22やモータ34が駆動されて、CCDセンサ51a〜51cによる撮像が開始される。
In the
各パラメータが算出されて判定が行われた後、モニタ55には、図11に示すウィンドウ90が表示される。ウィンドウ90は、結果表示枠91と、データ表示枠92とから構成される。結果表示枠91には、各パラメータについて、パラメータ算出回路71による算出結果と判定回路72による判定結果(検査合格の場合は「OK」、不合格の場合は「NG」と表記される。)とが一覧表示される。
After each parameter is calculated and determined, a
データ表示枠92には、ジッター成分、および面倒れ量を算出する元となった照射位置算出回路70の算出結果が、偏向反射面33毎に一覧表示される。また、立ち下げ角度のずれ量を算出する元となった、移動ステージ53で移動される前の通常位置における照射位置算出回路70の算出結果と、10mm移動後の位置における算出結果とが表示される。
In the
また、モニタ55には、操作入力部56を操作することにより、図12に示すウィンドウ100が表示される。ウィンドウ100には、各パラメータの規格値、照射位置の測定回数、レーザー光源22の各種駆動条件、CCDセンサ51a〜51cのシャッタ間隔などが一覧表示される。これらの値は、操作入力部56を操作することにより、設定変更することが可能となっている。
Further, a
次に、上記のように構成された検査装置50による検査手順について説明する。まず、各部品がネジなどで締結固定された走査光学系10をステージにセットする。次いで、検査用プログラムを立ち上げて、モニタ55にウィンドウ80を表示させ、測定開始ボタン87を選択する。これにより、PC54から各部に駆動制御信号が送信され、レーザー光源22からレーザービームLが所定の間隔で発せられる。同時に、モータ34が駆動されてポリゴンミラー32が一定の角速度で回転される。また、CCDセンサ51a〜51cによる撮像が開始される。
Next, an inspection procedure by the inspection apparatus 50 configured as described above will be described. First, the scanning
レーザー光源22から発せられたレーザービームLは、コリメータレンズ24により平行光束に収束され、ビームスプリッタ26を透過して受光センサ27に入射する一方、ビームスプリッタ26で反射されて結像光学系29に入射される。結像光学系29に入射されたレーザービームLは、絞り30で光量が設定され、シリンドリカルレンズ31で副走査方向に集光される。
The laser beam L emitted from the
結像光学系29を透過したレーザービームLは、偏向反射面33で反射され、球面レンズ35およびトーリックレンズ36を透過して、これによりfθ補正が施された後、シリンドリカルミラー37、38で反射され、開口39から被走査面13に照射される。
The laser beam L transmitted through the imaging
被走査面13に照射されたレーザービームLは、CCDセンサ51a〜51cで撮像される。CCDセンサ51a〜51cで得られた画像データは、PC54に逐次入力される。PC54では、偏向反射面33毎に、照射位置算出回路70でCCDセンサ51a〜51cからの画像データを構成する各画素73の輝度値が検出され、この検出結果に基づいて、画素配列毎にX、Yプロファイルが作成される。そして、連続する複数コマの画像データについて、輝度値がピークとなる画素73のXY座標が算出され、算出されたXY座標が複数コマ毎に平均される。
The laser beam L irradiated to the
上記の測定が通常位置にて一通り実行された後、PC54から移動ステージ53に駆動制御信号が送信される。これにより移動ステージ53が駆動され、CCDセンサ51bがレーザービームLの光軸方向に10mm移動される。そして、この状態で再び上記の測定が実行される。これにより得られた照射位置算出回路70の算出結果は、データ表示枠92に一覧表示される。
After the above measurement is performed at the normal position, a drive control signal is transmitted from the
一連の測定が終了すると、パラメータ算出回路71にて、偏向反射面33の面倒れ量として、偏向反射面33からのレーザービームLの照射位置のY座標の最大値と最小値との差分が求められる。また、偏向反射面33のうちの任意の一面からのレーザービームLの照射位置のX座標と、他の面からのレーザービームLの照射位置のX座標とのずれ量から、ジッター成分が求められる。さらに、式(1)が計算され、立ち下げ角度のずれ量が求められる。このようにして求められた各パラメータの算出結果は、結果表示枠91に一覧表示される。
When a series of measurements is completed, the parameter calculation circuit 71 obtains the difference between the maximum value and the minimum value of the Y coordinate of the irradiation position of the laser beam L from the
そして、判定回路72にて、パラメータ算出回路71で算出された面倒れ量、ジッター成分、および立ち下げ角度のずれ量の各パラメータと、操作入力部55を操作することにより設定された規格値とが比較され、合否が判定される。この判定結果は、パラメータ算出回路71による算出結果とともに、結果表示枠91に一覧表示される。
Then, in the
結果表示枠91に検査不合格を示す「NG」が表示された場合、ポリゴンミラー32やレーザー光源22などの部品の組み直し、位置調整を行った後、再び検査を実行する、あるいは、ポリゴンミラー32を不良品として廃棄するなどの処置が講じられる。結果表示枠91に全て「OK」が表示された場合は、走査光学系10をステージから脱して、放射線画像読取装置2に組み込み、製品として出荷する。
When “NG” indicating failure of inspection is displayed in the result display frame 91, parts such as the
以上説明したように、偏向反射面33毎にレーザービームLを照射して、被走査面13の位置でCCDセンサ51a〜51cによりレーザービームLを撮像し、これにより得られた画像データから、被走査面13におけるレーザービームLの照射位置を算出し、算出した照射位置から偏向反射面33の面倒れ量、ジッター成分、および立ち下げ角度のずれ量を算出して、これらのパラメータの合否を判定し、その判定結果をモニタ55に表示するので、ポリゴンミラー32を含めた走査光学系10の性能検査を総合的に行うことができる。また、走査光学系10を放射線画像読取装置2に組み込む前に調整を完結することができ、調整時間の大幅な短縮化を図ることができる。
As described above, the laser beam L is irradiated to each of the deflecting and reflecting
また、複数コマ毎のレーザービームLの照射位置、および径を平均して、この平均値を最終的なレーザービームLの照射位置、および径として採用するので、測定誤差を抑えることができる。 Further, since the irradiation position and diameter of the laser beam L for each of a plurality of frames are averaged and this average value is adopted as the final irradiation position and diameter of the laser beam L, measurement errors can be suppressed.
上記実施形態では、PC54のHDD64に検査装置50用のプログラムがインストールされ、これを起動させることで、CPU60に照射位置算出回路70などが構築される例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、照射位置算出回路70などをディスクリート回路やFPGAなどのハードウェアの形で搭載したPCを用いてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the program for the inspection apparatus 50 is installed in the
なお、上記実施形態の走査光学系10の構成は一例であり、本発明を特に限定するものではない。また、放射線画像読取装置2に組み込まれる走査光学系10を例示して説明したが、レーザープリンタや複写機、ファクシミリなどの画像記録装置に搭載される走査光学系に本発明を適用してもよい。
In addition, the structure of the scanning
2 放射線画像読取装置
10 走査光学系
13 被走査面
21 光学箱
22 レーザー光源
28 APC回路
32 ポリゴンミラー
33 偏向反射面
34 モータ
50 検査装置
51a〜51c CCDセンサ
53 移動ステージ
54 パーソナルコンピュータ(PC)
55 モニタ
56 操作入力部
60 CPU
70 照射位置算出回路
71 パラメータ算出回路
72 判定回路
73 画素
91 結果表示枠
2 Radiation
55
70 Irradiation Position Calculation Circuit 71
Claims (9)
回転駆動される前記偏向器に対して、前記複数の偏向反射面毎に前記光ビームが照射されるように、前記光源の動作を制御する光源制御手段と、
前記被走査面に配され、前記被走査面における前記光ビームを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段を前記光ビームの光軸方向に移動させる移動手段と、
前記撮像手段で得られた画像のデータを解析して、前記被走査面における前記光ビームの照射位置を算出する照射位置算出手段と、
前記照射位置算出手段の算出結果から、前記複数の偏向反射面の面倒れ量およびジッター成分、並びに前記被走査面と前記光ビームの光軸とのなす角度のずれ量の各パラメータを算出するパラメータ算出手段と、
算出した各パラメータと規格値とを比較して、合否を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果を表示する表示手段とを備えることを特徴とする走査光学系の検査装置。 An optical element including a deflector having a plurality of deflection reflection surfaces for deflecting and reflecting a light beam from a light source toward a surface to be scanned is an apparatus for inspecting a scanning optical system housed in an optical box,
A light source control means for controlling the operation of the light source so that the light beam is irradiated to each of the plurality of deflection reflection surfaces with respect to the rotationally driven deflector;
An imaging means disposed on the scanned surface and imaging the light beam on the scanned surface;
Moving means for moving the imaging means in the optical axis direction of the light beam;
Analyzing image data obtained by the imaging means, and calculating an irradiation position calculating means for calculating an irradiation position of the light beam on the scanned surface;
Parameters for calculating the parameters of the surface tilt amounts and jitter components of the plurality of deflecting and reflecting surfaces, and the angle shift amount between the scanned surface and the optical axis of the light beam from the calculation result of the irradiation position calculating means A calculation means;
A determination means for comparing each calculated parameter with a standard value to determine pass / fail;
An inspection apparatus for a scanning optical system, comprising: a display unit that displays a determination result of the determination unit.
縦横の画素配列毎に各画素の輝度値の分布を作成し、
輝度値がピークとなる画素の位置を前記光ビームの照射位置として算出する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走査光学系の検査装置。 The irradiation position calculation means detects the luminance value of each pixel of the imaging means constituting the image data,
Create a distribution of luminance values for each pixel for each vertical and horizontal pixel array,
6. The scanning optical system inspection apparatus according to claim 1, wherein a position of a pixel having a peak luminance value is calculated as an irradiation position of the light beam.
回転駆動される前記偏向器に対して、前記複数の偏向反射面毎に前記光ビームを照射する工程と、
前記被走査面に配された撮像手段で、前記被走査面における前記光ビームを撮像する工程と、
前記撮像手段を前記光ビームの光軸方向に移動させる工程と、
前記撮像手段で得られた画像のデータを解析して、前記被走査面における前記光ビームの照射位置を算出する工程と、
前記照射位置の算出結果から、前記複数の偏向反射面の面倒れ量およびジッター成分、並びに前記被走査面と前記光ビームの光軸とのなす角度のずれ量の各パラメータを算出する工程と、
算出した各パラメータと規格値とを比較して、合否を判定する工程と、
前記判定結果を表示する工程とを備えることを特徴とする走査光学系の検査方法。 An optical element including a deflector having a plurality of deflection reflection surfaces for deflecting and reflecting a light beam from a light source toward a surface to be scanned is a method for inspecting a scanning optical system housed in an optical box,
Irradiating the rotationally driven deflector with the light beam for each of the plurality of deflection reflecting surfaces;
Imaging the light beam on the scanned surface with an imaging means disposed on the scanned surface;
Moving the imaging means in the optical axis direction of the light beam;
Analyzing the image data obtained by the imaging means, and calculating the irradiation position of the light beam on the scanned surface;
From the calculation result of the irradiation position, calculating each parameter of the surface tilt amount and jitter components of the plurality of deflecting reflection surfaces, and the amount of deviation of the angle between the scanned surface and the optical axis of the light beam;
Comparing each calculated parameter with a standard value to determine pass / fail;
A step of displaying the determination result, and a scanning optical system inspection method.
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