JP3292599B2 - Inspection method for gradient index lens array - Google Patents
Inspection method for gradient index lens arrayInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、屈折率分布型レンズア
レイの各レンズ素子に、平行光又は散乱光を入射し、各
レンズ素子からの出射光を受光して各レンズ素子単独の
伝達光量あるいは光量分布を求めて、良否を判定する検
査方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens array of a gradient index lens array, in which parallel light or scattered light is incident, light emitted from each lens element is received, and the amount of light transmitted by each lens element alone. Alternatively, the present invention relates to an inspection method for determining a pass / fail by obtaining a light amount distribution.
【0002】[0002]
【従来の技術】屈折率分布型レンズアレイは、微小なロ
ッド状のレンズ素子(屈折率分布型ロッドレンズ)を多
数、一段もしくは複数段に配列し、全体で1個の連続し
た像を形成する複眼レンズ部品である。このような屈折
率分布型レンズアレイは、各レンズ素子の特性のばらつ
き(僅かな屈折率分布の違いなど)あるいはレンズ素子
の配列の乱れなどによってレンズアレイとしての光学特
性は変化する。そこで、次のような方法によって屈折率
分布型レンズアレイの検査を行っている。 実際に使用する物体像面間距離に等しくなるようにテ
ストチャートと受光素子を配置し、その中心位置にレン
ズアレイを設置して、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。 上記と同様の配置で、テストチャートを取り除き、
均一強度の散乱光を入射させた場合のレンズアレイの伝
達光量と光量むらを測定する方法。2. Description of the Related Art In a gradient index lens array, a large number of minute rod-shaped lens elements (gradient index rod lenses) are arranged in one or a plurality of stages to form one continuous image as a whole. It is a compound eye lens part. In such a refractive index distribution type lens array, the optical characteristics of the lens array change due to variations in the characteristics of each lens element (a slight difference in the refractive index distribution, etc.) or disorder in the arrangement of the lens elements. Therefore, the inspection of the gradient index lens array is performed by the following method. A method of arranging a test chart and a light receiving element so as to be equal to the distance between the object image planes actually used, placing a lens array at the center of the test chart, and measuring a response function (MTF; Modulation Transfer Function) of the lens array. . With the same arrangement as above, remove the test chart,
A method for measuring the amount of transmitted light and unevenness in the amount of light transmitted through a lens array when scattered light of uniform intensity is incident.
【0003】しかし、このような光学測定では、レンズ
素子の微細な欠け(表面あるいは表面に近い部分での欠
陥)、折れ(内部での欠陥)を検出することは困難であ
る。レンズ素子の欠けは、レンズアレイに切断すると
き、あるいはレンズアレイの端面を研磨するときに発生
する可能性があり、レンズ素子の折れは、ガラスロッド
を整列させて組み立てるとき、あるいはレンズアレイの
端面の研磨のためにクランプしたときなどに発生するこ
とがある。そこで、上記及びの光学測定による検査
の他に、レンズアレイの外観を目視により観察し、レン
ズ素子の欠けあるいは折れのあるレンズアレイを選別し
ている。However, in such optical measurement, it is difficult to detect minute chipping (defects on the surface or a part close to the surface) and breakage (defects inside) of the lens element. Chipping of the lens element can occur when cutting into the lens array or polishing the end face of the lens array.Breaking of the lens element can occur when aligning and assembling the glass rods or at the end face of the lens array. This may occur when clamping is performed for polishing. Therefore, in addition to the above-described inspection by optical measurement, the external appearance of the lens array is visually observed to select a lens array having missing or broken lens elements.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記及びの検査方
法は自動化が可能であるが、それらの検査方法では、各
レンズ素子1個1個の欠陥を検出しきれず、どうしても
目視検査を必要としていた。その理由は、各レンズ素子
の視野半径は、通常素子径の2〜4倍あり、及びの
検査の際には、複数のレンズ素子の合成像検査となるた
めに、隣接するレンズ素子の像の影響で平均化されてし
まい、各レンズ素子の欠陥を検出し難いためである。特
にの検査では、正常なレンズ素子でも複眼レンズ特有
の周期的な光量むらの存在が影響する。Although the above inspection methods can be automated, these inspection methods cannot completely detect defects of each lens element, and necessarily require a visual inspection. The reason is that the visual field radius of each lens element is usually 2 to 4 times the element diameter, and at the time of inspection, a composite image inspection of a plurality of lens elements is performed. This is because they are averaged due to the influence, and it is difficult to detect a defect of each lens element. In particular, in the inspection, even a normal lens element is affected by the presence of periodic light amount unevenness unique to a compound eye lens.
【0005】しかし目視検査は、どうしても信頼性に乏
しい。作業者の熟練度や体調に左右されやすく、一定の
基準が守れない。特に作業量が増えると、不良品の見逃
しが増加する傾向にある。また目視検査ではレンズ素子
径の細径化に対応できない。レンズアレイを使用する機
器の小形化に伴い、レンズアレイはますます小形化の傾
向にあり、レンズ素子径も小さく(例えば、0.6mm程
度以下)なっている。すると、肉眼では欠陥が見えない
し、顕微鏡などを用いた検査では、目が疲れる等の問題
があり能率が悪い。更に、目視検査では、実用上問題の
ある欠陥と問題のない欠陥との区別がつけ難いため、必
要以上に厳しいと思われる水準での選別を余儀なくされ
る。例えば欠けの場合を例にとると、その大きさ、位
置、形状、深さ、破断面の状況など千差万別であり、光
学性能に影響の有るものと無いものの限度が設定できな
い。[0005] However, visual inspection is necessarily poor in reliability. It is easily influenced by the skill level and physical condition of workers, and certain standards cannot be observed. In particular, as the amount of work increases, oversight of defective products tends to increase. In addition, visual inspection cannot cope with a reduction in the lens element diameter. With the miniaturization of devices using the lens array, the size of the lens array tends to be further reduced, and the lens element diameter is becoming smaller (for example, about 0.6 mm or less). Then, the defect is not visible to the naked eye, and the inspection using a microscope or the like has problems such as tired eyes, which is inefficient. Further, in the visual inspection, it is difficult to distinguish between a defect having a problem in practice and a defect having no problem, so that selection at a level considered to be more severe than necessary is required. For example, in the case of a chip, for example, the size, position, shape, depth, and condition of the fractured surface vary widely, and it is not possible to set a limit that has or does not affect the optical performance.
【0006】本発明の目的は、目視検査にたよることな
く、各レンズ素子の欠けや折れなどを検出できる屈折率
分布型レンズアレイの検査方法を提供することである。
本発明の他の目的は、レンズ素子の細径化に対応でき、
信頼性が高く、明確な良否判断基準を設定でき、再現性
のよい検査が行える屈折率分布型レンズアレイの検査方
法を提供することである。An object of the present invention is to provide a method of inspecting a gradient index lens array that can detect chipping or breakage of each lens element without relying on visual inspection.
Another object of the present invention is to cope with a reduction in the diameter of a lens element,
An object of the present invention is to provide a method of inspecting a gradient index lens array which has high reliability, can set a clear quality judgment criterion, and can perform inspection with good reproducibility.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、屈折率分布型
レンズアレイの各レンズ素子に、平行光を入射し、各レ
ンズ素子から出射した光を、隣接するレンズ素子からの
出射光の影響を排除して受光することにより、各レンズ
素子単独の伝達光量あるいは光量分布を求め、予め設定
した良否判断基準と比較して良品・不良品を選別する屈
折率分布型レンズアレイの検査方法である。ここで平行
光としては、光軸回りに回転対称な強度分布をもつ平行
光を用いる。具体的には、一旦レーザ光を単一モードフ
ァイバに入射させ、その出射光をコリメータレンズを用
いて平行光にする。According to the present invention, parallel light is made incident on each lens element of a gradient index lens array, and light emitted from each lens element is affected by light emitted from an adjacent lens element. This is a method of inspecting a gradient index lens array in which the transmitted light amount or the light amount distribution of each lens element alone is obtained by receiving light while eliminating the light, and comparing non-defective products with non-defective products by comparing with a predetermined quality judgment criterion. . Here, as the parallel light, a parallel light having an intensity distribution rotationally symmetric about the optical axis is used . Specifically, the laser light is once made incident on the single mode fiber, and the emitted light is made into parallel light using a collimator lens.
【0008】1段配列型の屈折率分布型レンズアレイの
場合には、平行光に代えて散乱光を用いることもでき
る。その場合、各レンズ素子に、散乱光を入射し、出射
した光を、出射面に十分近い位置に受光素子を配置する
ことで隣接するレンズ素子からの出射光の影響を排除し
て受光し、各レンズ素子単独の伝達光量あるいは光量分
布を求め、予め設定した良否判断基準と比較して良品・
不良品を選別する。[0008] In the case of a one-stage arrangement type gradient index lens array, scattered light can be used instead of parallel light. In that case, scattered light is incident on each lens element, and the emitted light is received by eliminating the influence of the emitted light from the adjacent lens element by disposing the light receiving element at a position sufficiently close to the emission surface, The transmitted light amount or light amount distribution of each lens element alone is obtained, and compared with a predetermined quality judgment criterion.
Sort out defective products.
【0009】光量分布を求めるには、レンズアレイの厚
さ方向に形成したスリットを通して受光素子で受光し、
スリットをレンズアレイに対して相対的に、レンズアレ
イの幅方向に走査させればよい。To obtain the light quantity distribution, light is received by a light receiving element through a slit formed in the thickness direction of the lens array,
What is necessary is just to scan the slit in the width direction of the lens array relatively to the lens array.
【0010】[0010]
【作用】レンズアレイの端面から光を入射した時、光線
の入射位置と入射角度により、その光路はただ一つ決ま
り、出射位置と出射角度もただ一つ決まる。逆に出射位
置と出射角度が求まれば、入射位置と入射角度について
もただ一つ決まる。屈折率分布型レンズアレイにおける
各レンズ素子のレンズ長は、光線の蛇行周期Pの半分よ
りやや長めに設定されている。そのため平行光を入射し
た時、出射光はやや収束しつつ伝搬する。散乱光を入射
した場合、出射面から任意の距離をおいた十分に小さな
受光素子が受光できる範囲の光線は、その入射位置と入
射角度について範囲を限定することができる。通常、屈
折率分布型レンズアレイの各レンズ素子側面にはフレア
カット処理が施されているので、レンズ素子の光線捕捉
範囲外からの入射光は、途中レンズ側面で乱反射・吸収
され、出射面まで到達できない。従って、受光位置を適
当に選べば、レンズアレイを幅方向に走査して、隣接す
るレンズ素子からの出射光をほとんど受光しないで、各
レンズ素子単独の光量分布を検出することが可能であ
る。When light is incident from the end face of the lens array, only one light path is determined by the incident position and the incident angle of the light beam, and only one emission position and the emission angle are determined. Conversely, if the emission position and the emission angle are determined, only one incident position and the incident angle are determined. The lens length of each lens element in the gradient index lens array is set to be slightly longer than half the meandering period P of the light beam. Therefore, when parallel light enters, the outgoing light propagates while converging slightly. When scattered light is incident, a range of light rays within a range that can be received by a sufficiently small light receiving element at an arbitrary distance from the emission surface can be limited in terms of the incident position and the incident angle. Normally, the side of each lens element of the gradient index lens array is subjected to flare cut processing, so that incident light from outside the ray capturing range of the lens element is diffusely reflected and absorbed on the side of the lens, and reaches the exit surface. Cannot be reached. Therefore, if the light receiving position is appropriately selected, it is possible to scan the lens array in the width direction and detect the light amount distribution of each lens element alone while receiving almost no light emitted from the adjacent lens element.
【0011】レンズ素子に欠陥(欠けや折れ)がある
と、光線を遮断、もしくは屈折、散乱させる。それらの
場合には、光線経路が正常状態からはずれるため、当然
レンズアレイの光学性能に影響が生じ、その程度は、レ
ンズ素子の光量分布の差として表すことができる。これ
によって各レンズ素子毎の欠陥の有無、程度を検知でき
る。If the lens element has a defect (chip or break), the light beam is blocked, refracted, or scattered. In these cases, since the light path deviates from the normal state, the optical performance of the lens array is naturally affected, and the degree can be expressed as a difference in the light amount distribution of the lens elements. As a result, the presence / absence and degree of a defect for each lens element can be detected.
【0012】[0012]
【実施例】図1に示すように、屈折率分布型レンズアレ
イ10は、微小なレンズ素子(屈折率分布型ロッドレン
ズ)12を多数配列し、全体で1個の連続した像を形成
するようにした複眼レンズ部品である。本発明では、こ
のレンズアレイ10の一方の端面から平行光又は散乱光
を入射し、他方の端面からの出射光を受光する。その
際、入射光の性質やレンズアレイの構造によって受光位
置を選択し、各レンズ素子から出射した光を、隣接する
レンズ素子からの出射光の影響を排除して受光する。こ
れによって、各レンズ素子単独の伝達光量あるいは光量
分布を求め、予め設定した良否判断基準と比較して良品
・不良品を選別する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a gradient index lens array 10 has a large number of minute lens elements (gradient index rod lenses) 12 arranged so as to form one continuous image as a whole. This is a compound eye lens part. In the present invention, parallel light or scattered light enters from one end face of the lens array 10 and light emitted from the other end face is received. At this time, the light receiving position is selected according to the properties of the incident light and the structure of the lens array, and the light emitted from each lens element is received while eliminating the influence of the light emitted from the adjacent lens element. As a result, the transmitted light amount or light amount distribution of each lens element alone is obtained, and a non-defective / defective product is selected by comparing with a preset pass / fail judgment criterion.
【0013】平行光を入射した場合、図2のような出射
光となる。屈折率分布型レンズアレイにおける各レンズ
素子のレンズ長は、光線の蛇行周期Pの半分よりやや長
く設定されている。そのため平行光を入射したとき、出
射光はやや収束しつつ伝搬する。図2のAに示すよう
に、レンズ素子12を一段配置した場合には、受光位置
は、レンズ素子12の端面からその焦点距離の2倍の位
置(一点鎖線で示す)の範囲内であれば、どこでもよ
い。図2のBに示すように、レンズ素子12を2段積み
配置した場合には、X−X線とY−Y線の間の位置で受
光すれば、上段のレンズ素子12a、下段のレンズ素子
12bの相互の影響を除いて、各レンズ素子を透過して
くる光を測定することができる。When parallel light is incident, the light is emitted as shown in FIG. The lens length of each lens element in the gradient index lens array is set to be slightly longer than half the meandering period P of the light beam. Therefore, when parallel light enters, the outgoing light propagates while converging slightly. As shown in FIG. 2A, when the lens element 12 is arranged in one step, the light receiving position is within a range (indicated by a chain line) of twice the focal length from the end face of the lens element 12. , Anywhere. As shown in FIG. 2B, when the lens elements 12 are arranged in two stages, if the light is received at a position between the line XX and the line YY, the upper lens element 12a and the lower lens element Excluding the mutual influence of 12b, the light transmitted through each lens element can be measured.
【0014】例えば図3に示すような欠けの大きさと位
置を想定して計算すると、次のようになる。欠けの部分
を斜線で示す。欠けの大きさは、いずれもレンズ径の1
/5であって、欠けの位置は、図3の左側の例では時計
の文字盤で言うところの9時の位置、右側の例では6時
の位置である。図4は均一な強度分布をもつ平行光を入
射させた際の無欠陥品と欠けがあり光線を遮断する場合
について、出射光量分布の計算結果を示したものであ
る。横軸は出射光線半径を1.0とした検出位置であ
り、縦軸は検出光量(相対値)である。レンズ素子に欠
けがあり光線を遮断すると光線経路が正常状態(無欠陥
レンズ素子の場合)からはずれるため、光量分布の差と
なって表れる。For example, when the calculation is performed assuming the size and position of a chip as shown in FIG. 3, the following is obtained. The missing part is indicated by oblique lines. The size of the chip is 1 of the lens diameter.
3, the missing position is the 9 o'clock position on the clock face in the example on the left side of FIG. 3, and the 6 o'clock position in the example on the right side. FIG. 4 shows the calculation result of the emitted light amount distribution in the case where the parallel light having a uniform intensity distribution is incident and there is a defect-free product and there is a chip and the light is blocked. The horizontal axis is the detection position with the emitted light beam radius being 1.0, and the vertical axis is the detected light amount (relative value). If the lens element is chipped and the light beam is cut off, the light beam path deviates from the normal state (in the case of the defect-free lens element), so that a difference in the light amount distribution appears.
【0015】レンズ素子が一段配列の場合は、散乱光を
利用することもできる。レンズ素子12に散乱光を入射
した場合には、図5に示すような出射光となる。斜線で
示す領域が、隣接するレンズ素子からの出射光の影響の
及ぶ範囲である。この例は、中心開口角が12°の場合
であり、出射面に近接した位置(出射面からレンズ径D
よりやや短い距離だけはなれた位置)で受光すれば、各
レンズ素子単独の光量分布を検出することができること
が分かる。図3のような欠けの大きさと位置を想定し
て、散乱光を入射させた際の無欠陥品と、欠けがあり光
線を遮断する場合について、出射光量分布の計算結果を
図6に示す。横軸は出射光線半径を1.0とした検出位
置であり、縦軸は検出光量(相対値)である。レンズ素
子に欠陥があり光線を遮断すると、光線経路が正常状態
(無欠陥レンズ素子の場合)からはずれるため、光量分
布の差となって表れる。When the lens elements are arranged in a single stage, scattered light can be used. When the scattered light enters the lens element 12, the emitted light becomes as shown in FIG. The shaded area is the range affected by the light emitted from the adjacent lens element. In this example, the central aperture angle is 12 °, and the position is close to the exit surface (from the exit surface to the lens diameter D).
It can be seen that if the light is received at a position that is slightly shorter distance), the light amount distribution of each lens element alone can be detected. Assuming the size and position of the chipping as shown in FIG. 3, FIG. 6 shows the calculation results of the emission light amount distribution for a defect-free product when scattered light is made incident and for a case where there is a chipping and the light is blocked. The horizontal axis is the detection position with the emitted light beam radius being 1.0, and the vertical axis is the detected light amount (relative value). If the lens element is defective and the light beam is blocked, the light beam path deviates from the normal state (in the case of a non-defective lens element), resulting in a difference in light amount distribution.
【0016】屈折率分布型レンズ素子の光線捕捉範囲
は、レンズ周辺に近づくほど狭角になるため、入射光が
全て出射される平行光の場合と、入射角度によって捕捉
されない光線の増える散乱光入射の場合とでは、検出さ
れる光量分布形状が異なる。しかし、平行光、散乱光い
ずれを用いた場合も、欠けのある場合には、出射光量分
布に明らかな差が生じることが分かる。The light beam capturing range of the gradient index lens element becomes narrower as it approaches the periphery of the lens. Therefore, the parallel light beam where all the incident light is emitted and the scattered light incident beam where the light beam not captured due to the incident angle increases. In this case, the detected light amount distribution shape is different. However, it can be seen that a clear difference occurs in the emitted light amount distribution when there is a chip, regardless of whether parallel light or scattered light is used.
【0017】平行光を使用する場合、実際には均一強度
分布の平行光を得ることは難しい。そのため、光軸の回
りに対称な強度分布形状をもつ平行光を使用することが
必要になる。そこで、図7に示すように、レーザ発振器
20からのレーザ光を、一旦単一モードファイバ22に
入射させ、そこから出射する光をコリメータレンズ24
を用いて平行にすることが望ましい。レンズアレイ10
からの出射光は、レンズアレイの厚さ方向に形成したス
リット26を通して受光素子であるフォトダイオード2
8で受光し、それを増幅器30で増幅してパーソナルコ
ンピュータ32でデータ処理する。レンズアレイ10は
移動ステージ34に搭載して、レンズアレイをその幅方
向(矢印で示す方向)に移動し、各レンズ素子12につ
いて順次光量分布を求める。When parallel light is used, it is actually difficult to obtain a parallel light having a uniform intensity distribution. Therefore, it is necessary to use parallel light having a symmetrical intensity distribution shape around the optical axis. Therefore, as shown in FIG. 7, the laser light from the laser oscillator 20 is once made incident on the single mode fiber 22, and the light emitted therefrom is collimated by the collimator lens 24.
It is desirable to make them parallel using. Lens array 10
Light emitted from the photodiode 2 through a slit 26 formed in the thickness direction of the lens array.
The light is received at 8, amplified by an amplifier 30 and processed by a personal computer 32. The lens array 10 is mounted on a moving stage 34, and the lens array is moved in the width direction (the direction indicated by the arrow), and the light amount distribution is sequentially obtained for each lens element 12.
【0018】図9は、開口角約12°(NA約0.
2)、レンズ素子径0.6mmの屈折率分布型レンズアレ
イに、軸対称な強度分布の平行光を入射させ、これを出
射面より0.5mmの位置で、幅0.2mmのスリットを用
いて走査し、フォトダイオードで受光して検出した光量
分布を、無欠陥品と、欠陥品(図8に示すように、入射
面に2時の位置にレンズ径の1/5の欠けがある場合)
とについて測定した結果である。横軸はレンズアレイの
基準位置からの距離である。なお、この欠陥は、光学測
定の結果では、MTFは該当欠陥部分で77.2%(6
Lp/mm)であり、光量むらは6.2%で、いずれも従
来の検査基準では良品と判定されたものである。本発明
の検査方法により、このような欠けも十分に検出するこ
とができる。また本発明方法は、この他にレンズ素子の
ピッチずれなども検出することができる。FIG. 9 shows an aperture angle of about 12 ° (NA of about 0.1 mm).
2) Parallel light having an axially symmetrical intensity distribution is made incident on a refractive index distribution type lens array having a lens element diameter of 0.6 mm, and this is used at a position 0.5 mm from the exit surface using a slit having a width of 0.2 mm. The light quantity distribution detected and received by the photodiode is detected as a defect-free product or a defective product (as shown in FIG. 8, when the incident surface has a chip of 1/5 of the lens diameter at the 2 o'clock position). )
These are the results measured for The horizontal axis is the distance from the reference position of the lens array. In addition, according to the result of the optical measurement, the MTF was 77.2% (6
Lp / mm), and the light amount unevenness was 6.2%, all of which were judged to be non-defective by the conventional inspection standard. According to the inspection method of the present invention, such chipping can be sufficiently detected. In addition, the method of the present invention can also detect a pitch shift of a lens element and the like.
【0019】本発明において、入射光は白色光でもよい
が、一般にレンズ素子には色収差が存在するので、単色
光を用いるのが好ましい。光源としては、上記のように
平行光源でも良いし、散乱光源でも良い。但し、レンズ
アレイが2段積み型の場合は平行光源を用いる。散乱光
源は入手し易いが、僅かではあるが隣接するレンズ素子
の影響を受ける。また平行光源を使用すると、隣接する
レンズ素子の影響は排除できるが、入射光に強度分布が
つきやすく、対称性のない分布の場合、受光位置によっ
ては検査結果に光源の影響が反映されやすいので、前述
のように光軸回りに回転対称な強度分布をもつことが望
ましい。In the present invention, the incident light may be white light, but it is preferable to use monochromatic light because lens elements generally have chromatic aberration. As described above, the light source may be a parallel light source or a scattered light source. However, when the lens array is of a two-stage type, a parallel light source is used. Scattered light sources are readily available, but are slightly affected by adjacent lens elements. When a parallel light source is used, the influence of adjacent lens elements can be eliminated, but the intensity distribution of incident light tends to be high.In the case of a distribution having no symmetry, the effect of the light source is likely to be reflected in the inspection result depending on the light receiving position. As described above, it is desirable to have an intensity distribution that is rotationally symmetric about the optical axis.
【0020】受光方法としては、走査方向に対して直角
方向に形成したスリットを通し、フォトダイオード、光
電子増倍管などで受光する方法がある。また一点又は複
数点のピンホールや光ファイバ端面などで受光する方法
でもよい。As a light receiving method, there is a method of receiving light with a photodiode, a photomultiplier, or the like through a slit formed in a direction perpendicular to the scanning direction. Alternatively, a method of receiving light at one or more pinholes or end faces of optical fibers may be used.
【0021】検査項目としては、検出した光量分布曲線
の積分値、ピーク値、特定位置での光量値、光
軸位置のずれ等がある。また光量分布曲線の形状そのも
のを比較することも考えられ、比較対象形状に対する
IAE(Integrated Absolute Error )、ISE(In
tegrated Squared Error)等を評価値として用いてもよ
い。比較対象は、予め定めた目標形状、移動平均法(例
えば、前後数個の平均をとる方法、前後数個をサンプリ
ングし最大値と最小値を除いて平均をとる方法)により
求めた周辺のレンズ素子の平均値、レンズアレイを構成
する全レンズ素子の平均値などが考えられる。光軸位置
の算出方法としては、ピーク値位置、面積を等分す
る位置、適当な光量の位置で分布曲線に接線を引きこ
れの交わる位置、などとして求めることが考えられる。
検査結果は、欠陥が入射面にある場合と、出射面にある
場合とで異なるため、必要に応じて両方向からの検査を
行うのが好ましい。The inspection items include an integrated value and a peak value of the detected light amount distribution curve, a light amount value at a specific position, a shift of an optical axis position, and the like. It is also conceivable to compare the shape of the light intensity distribution curve itself, and the IAE (Integrated Absolute Error) and ISE (In
integrated Squared Error) may be used as the evaluation value. The comparison target is a predetermined target shape, a peripheral lens obtained by a moving average method (for example, a method of averaging several front and rear parts, a method of sampling several front and rear parts and taking an average except for a maximum value and a minimum value). The average value of the elements, the average value of all the lens elements constituting the lens array, and the like can be considered. As a method of calculating the optical axis position, a peak value position, a position at which the area is equally divided, a tangent to a distribution curve at an appropriate light amount position, and a position where the distribution curve intersects may be considered.
The inspection results are different between the case where the defect is on the incident surface and the case where the defect is on the output surface. Therefore, it is preferable to perform the inspection from both directions as necessary.
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明は、光源及び受光素子の管理を行
うだけでレンズアレイの各レンズ素子毎の性能・特性を
正確に把握できるため、人的要因を排除でき、再現性の
良い検査が行える。そして受光側で適当なスリット幅を
選ぶことで、肉眼では観察し難いような細いレンズ径の
レンズ素子にも対応できる。また、各レンズ素子の伝達
光量そのものを検査するので、光学性能に影響のあるも
のとないものとを選別でき、検査項目毎に結果を数値と
して出力させることができるために、明確な良否判定基
準が設定できる。According to the present invention, the performance and characteristics of each lens element of the lens array can be accurately grasped only by managing the light source and the light receiving element. I can do it. By selecting an appropriate slit width on the light receiving side, it is possible to cope with a lens element having a small lens diameter that is difficult to observe with the naked eye. In addition, since the transmitted light amount of each lens element itself is inspected, it is possible to distinguish between those that have an effect on optical performance and those that do not affect the optical performance, and the results can be output as numerical values for each inspection item. Can be set.
【図1】本発明方法を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing a method of the present invention.
【図2】平行光を入射した際の光線経路説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a light path when parallel light is incident.
【図3】レンズ素子の欠陥の例を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing an example of a defect of a lens element.
【図4】平行光入射時の出射光量分布の計算値を示すグ
ラフ。FIG. 4 is a graph showing a calculated value of an emitted light amount distribution when parallel light is incident.
【図5】散乱光を入射した際の光線経路説明図。FIG. 5 is an explanatory view of a light path when scattered light is incident.
【図6】散乱光入射時の出射光量分布の計算値を示すグ
ラフ。FIG. 6 is a graph showing a calculated value of an emitted light amount distribution when scattered light is incident.
【図7】本発明方法で用いる検査装置の一例を示す説明
図。FIG. 7 is an explanatory view showing an example of an inspection apparatus used in the method of the present invention.
【図8】レンズ素子の欠陥の例を示す説明図。FIG. 8 is an explanatory view showing an example of a defect of a lens element.
【図9】無欠陥品と欠陥品の平行光入射時の出射光量分
布の実測値を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing actually measured values of the distribution of the amount of emitted light when parallel light enters a defect-free product and a defective product.
10 レンズアレイ 12 レンズ素子 20 レーザ発振器 22 単一モードファイバ 24 コリメータレンズ 26 スリット 28 フォトダイオード 30 増幅器 32 パーソナルコンピュータ 34 移動ステージ Reference Signs List 10 lens array 12 lens element 20 laser oscillator 22 single mode fiber 24 collimator lens 26 slit 28 photodiode 30 amplifier 32 personal computer 34 moving stage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−120933(JP,A) 特開 平5−149824(JP,A) 特開 昭56−635(JP,A) 特開 昭57−3027(JP,A) 特開 平4−190131(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/08 G01N 21/84 - 21/958 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-120933 (JP, A) JP-A-5-149824 (JP, A) JP-A-56-635 (JP, A) JP-A 57-120 3027 (JP, A) JP-A-4-190131 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/08 G01N 21/84-21/958
Claims (5)
子に、光軸回りに回転対称な強度分布をもつ平行光を入
射し、各レンズ素子から出射した光を、隣接するレンズ
素子からの出射光の影響を排除して受光することによ
り、各レンズ素子単独の伝達光量あるいは光量分布を求
め、予め設定した良否判断基準と比較して良品・不良品
を選別することを特徴とする屈折率分布型レンズアレイ
の検査方法。1. A parallel light having an intensity distribution rotationally symmetric about an optical axis is incident on each lens element of a gradient index lens array, and light emitted from each lens element is emitted from an adjacent lens element. Refractive index distribution characterized by finding the transmitted light amount or light amount distribution of each lens element alone by receiving the light while eliminating the influence of the emitted light, and comparing non-defective / defective products with a preset pass / fail judgment criterion. Method for inspecting lens arrays.
ーザ光を単一モードファイバに入射させ、その出射光を
コリメータレンズを用いて平行光にしたものである請求
項1記載の方法。2. A collimated light incident on the lens elements, once the laser beam is incident on a single-mode fiber, the method of claim 1, wherein is obtained by a parallel light using a collimator lens and the exit light.
レイの厚さ方向に形成したスリットを通して受光素子で
受光し、光源とスリットをレンズアレイに対して相対的
に、レンズアレイの幅方向に走査する請求項1又は2記
載の方法。3. The light emitted from each lens element is received by a light receiving element through a slit formed in the thickness direction of the lens array, and the light source and the slit are moved relative to the lens array in the width direction of the lens array. 3. The method according to claim 1, wherein scanning is performed.
の各レンズ素子に、散乱光を入射し、出射した光を、出
射面に十分近い位置に受光部を配置することで隣接する
レンズ素子からの出射光の影響を排除して受光し、各レ
ンズ素子単独の伝達光量あるいは光量分布を求め、予め
設定した良否判断基準と比較して良品・不良品を選別す
ることを特徴とする屈折率分布型レンズアレイの検査方
法。4. An adjacent lens in which scattered light is incident on each lens element of a one-stage array type gradient index lens array, and the emitted light is disposed at a position sufficiently close to an emission surface. The refraction is characterized by receiving the light while eliminating the influence of the light emitted from the element, finding the transmitted light amount or light amount distribution of each lens element alone, and comparing it with a preset quality judgment criterion to select non-defective / defective products. Inspection method of rate distribution type lens array.
レイの厚さ方向に形成したスリットを通して受光素子で
受光し、スリットをレンズアレイに対して相対的に、レ
ンズアレイの幅方向に走査する請求項4記載の方法。5. Light emitted from each lens element is received by a light receiving element through a slit formed in the thickness direction of the lens array, and the slit is scanned in the width direction of the lens array relative to the lens array. The method of claim 4 .
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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