JPH06204565A - Inspection of lens array - Google Patents

Inspection of lens array

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Publication number
JPH06204565A
JPH06204565A JP35946792A JP35946792A JPH06204565A JP H06204565 A JPH06204565 A JP H06204565A JP 35946792 A JP35946792 A JP 35946792A JP 35946792 A JP35946792 A JP 35946792A JP H06204565 A JPH06204565 A JP H06204565A
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JP
Japan
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lens array
light
array
lens
beam diameter
Prior art date
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Application number
JP35946792A
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Japanese (ja)
Inventor
Shunji Murano
俊次 村野
Akira Taguchi
明 田口
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to JP35946792A priority Critical patent/JPH06204565A/en
Publication of JPH06204565A publication Critical patent/JPH06204565A/en
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Abstract

PURPOSE:To check a lens array of a LED head easily by measuring an amount of light which, being emitted from a source of light, passes through the lens array and forms an image and a beam diameter of the light and by determining that the lens array has a trouble when an amount of light is normal but the beam diameter is abnormal. CONSTITUTION:An amount of light from a LED of a LED head 2 is measured in dots, using a CCD element, a photo multiplier, and a photo transistor. Then, using a TV camera 10, a CCD camera, or other camera, a beam diameter of the image-forming light is measured. If a part of dots of light have abnormal beam diameters but there is no trouble in the emission output at their positions, a variation in the focusing performance which is caused by the ununiformity of a refractive index of a lens array 4 is adjusted. If most bits of light have expanded beam diameters, the lens array 4 is replaced with another one which has the correct focusing performance or a distance between the lens array 4 and a LED array 6 is readjusted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の利用分野】この発明は、LEDプリントヘッド
や密着型イメージセンサ、液晶シャッタアレイヘッド等
に用いるレンズアレイの検査に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to inspection of lens arrays used in LED print heads, contact image sensors, liquid crystal shutter array heads and the like.

【0002】[0002]

【従来技術】レンズアレイはLEDヘッドや液晶シャッ
タアレイヘッド、あるいはPLZT光ヘッドや密着型イ
メージセンサ等の主要部品である。しかしながらレンズ
アレイの異常に付いては殆ど検討されていない。ここで
関連する先行技術を示すと、特開昭62−282957
号公報は、レンズアレイを介して結像した光の強度分布
を求め、スライスレベル以上の範囲に付いて積分し、光
の強度を求めることを提案している。ここでの目的は、
露光に寄与する光の総量が一定となるように、LED等
の発光素子の発光時間を制御することにある。そして発
光時間を定めるため、スライスレベル以上の範囲での光
の強度を積算し、これを基に発光時間を定める。また特
開平2−52762号公報は、LEDヘッドの焦点調整
のため、CCDカメラ等で結像した画像を見ながら、ヘ
ッドの焦点を調整することを提案している。しかしこの
公報はレンズアレイの検査に関するものではない。また
実開平4−81034号公報も、同様にテレビカメラで
LEDヘッドからの画像をモニターし、焦点調整するこ
とを提案している。
2. Description of the Related Art A lens array is a main part of an LED head, a liquid crystal shutter array head, a PLZT optical head, a contact type image sensor, or the like. However, there have been almost no studies on abnormalities in the lens array. A related prior art is shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-282957.
The Japanese Patent Laid-Open Publication proposes that the intensity distribution of the light imaged through the lens array is obtained, and the intensity distribution of the light is obtained by integrating over the range above the slice level. The purpose here is
The purpose is to control the light emission time of light emitting elements such as LEDs so that the total amount of light that contributes to exposure is constant. Then, in order to determine the light emission time, the light intensities in the range above the slice level are integrated, and the light emission time is determined based on this. Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2-52762 proposes to adjust the focus of the head while adjusting the focus of the LED head while observing an image formed by a CCD camera or the like. However, this publication does not relate to inspection of lens arrays. Similarly, Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-81034 proposes to monitor the image from the LED head with a television camera and adjust the focus.

【0003】[0003]

【発明の課題】この発明の課題は、新たなレンズアレイ
の検査方法を提案することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to propose a new lens array inspection method.

【0004】[0004]

【発明の構成】この発明は、光源からレンズアレイを通
過して結像した光の、光量とビーム径とを測定し、光量
が正常でビーム径が異常なことから、レンズアレイの異
常を検出し、レンズアレイの一部の位置でのみレンズア
レイに異常が有る場合、その位置についてレンズアレイ
を含む光学系を修正し、レンズアレイの大部分の位置で
レンズアレイに異常が有る場合、光学系を全面的に修正
するようにしたことを特徴とする。
According to the present invention, the amount of light and the beam diameter of the light imaged from the light source through the lens array is measured, and the abnormality in the lens array is detected because the light amount is normal and the beam diameter is abnormal. However, if there is an abnormality in the lens array only at some positions of the lens array, correct the optical system including the lens array at that position, and if there is an abnormality in the lens array at most positions of the lens array, Is characterized in that it is so modified as to be completely corrected.

【0005】またこの発明は、光源または受光系の少な
くとも一方を検査すべきレンズアレイに対して移動さ
せ、これに伴い受光系への光のビーム径が所定の割合以
上に増加した場合に、レンズアレイの異常を検出するよ
うにしたことを特徴とする。
Further, according to the present invention, at least one of the light source and the light receiving system is moved with respect to the lens array to be inspected, and when the beam diameter of the light to the light receiving system is increased by a predetermined ratio or more, the lens is moved. The feature is that an abnormality of the array is detected.

【0006】さらにこの発明は、光源からレンズアレイ
を通過して結像した光の強度分布を求め、強度分布の裾
の部分の幅からレンズアレイの異常を検出するようにし
たことを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that the intensity distribution of the light imaged from the light source through the lens array is obtained, and the abnormality of the lens array is detected from the width of the tail portion of the intensity distribution. .

【0007】この発明でのレンズアレイの検査方法は、
実施例で示したLEDヘッドのレンズアレイの検査の他
に、液晶シャッタアレイヘッドや密着型イメージセンサ
等のレンズアレイの検査に用いることができる。
The lens array inspection method according to the present invention is
In addition to the inspection of the lens array of the LED head shown in the embodiment, it can be used for the inspection of the lens array such as the liquid crystal shutter array head and the contact type image sensor.

【0008】[0008]

【発明の作用】レンズアレイの異常には、基本的に以下
の4つのものがある。 (1) 発光素子や受光素子に対する、レンズアレイの取
付位置の異常、(2) レンズアレイの屈折率が不均一で
あることによる、焦点性能のばら付き、(3) レンズア
レイの内部での光の反射による、ビームの裾の広がり、
(4) レンズアレイに用いたレンズに傾きが生じること
による、焦点性能の低下。
There are basically the following four abnormalities in the lens array. (1) Abnormal mounting position of the lens array with respect to the light emitting element or light receiving element, (2) Variation in focus performance due to uneven refractive index of the lens array, (3) Light inside the lens array Spread of the hem of the beam due to the reflection of
(4) Deterioration of focusing performance due to tilting of the lenses used in the lens array.

【0009】このうち(1)の問題は、レンズアレイの取
付位置の不良による問題である。この場合の特徴は、大
部分のドットに付いて、光源からの光のビーム径が異常
に増加することにある。また光源自体には問題が無いた
め、光量には問題が生じない。そこで大部分のドットに
付いて異常なビーム径が生じ、かつ発光強度に異常が無
い場合には、レンズアレイの位置の不良と判断する。こ
の場合にはレンズアレイの取付位置を変更する、あるい
は光源や結像面の位置を変更し、1対1の結像系が得ら
れるようにする。
Of these, the problem (1) is due to a defective mounting position of the lens array. The characteristic of this case is that the beam diameter of the light from the light source increases abnormally for most of the dots. Further, since the light source itself has no problem, the light amount does not have any problem. Therefore, if an abnormal beam diameter occurs on most of the dots and there is no abnormality in the emission intensity, it is determined that the position of the lens array is defective. In this case, the mounting position of the lens array is changed, or the positions of the light source and the image forming surface are changed so that a one-to-one image forming system can be obtained.

【0010】(2)の問題は屈折率の異常によるもので、
特定のドットのビーム径が異常に増加するのが特徴であ
る。そしてこの場合も光源には問題が無いため、光量自
体には異常が生じない。そこでこの場合、問題となるド
ットに付いて焦点性能を調整すれば良い。例えばレンズ
アレイに透明樹脂を塗布し、焦点距離を短縮あるいは延
長させてやれば良い。またレンズアレイ自体で焦点性能
を調整する代わりに、例えばLEDヘッドの個別のLE
Dに透明樹脂を塗布し、レンズアレイに対して見かけ上
LEDを近づけてやることもできる。イメージセンサの
場合も同様で、受光素子に透明樹脂等を塗布し、見かけ
上レンズアレイに対して受光素子を近づけてやることも
できる。
The problem (2) is due to the anomaly of the refractive index,
The feature is that the beam diameter of a specific dot increases abnormally. Also in this case, since the light source has no problem, the light amount itself does not have any abnormality. Therefore, in this case, the focus performance may be adjusted for the problem dot. For example, a transparent resin may be applied to the lens array to shorten or extend the focal length. Also, instead of adjusting the focusing performance by the lens array itself, for example, individual LEs of LED heads are used.
It is also possible to apply a transparent resin to D and make the LED apparently close to the lens array. Similarly in the case of the image sensor, it is also possible to apply a transparent resin or the like to the light receiving element and apparently bring the light receiving element closer to the lens array.

【0011】(3)のレンズアレイの内部での光の反射の
問題は、焦点性能の調整では対応できず、レンズアレイ
の交換が必要となる。レンズアレイは、例えば棒状のレ
ンズを黒色の樹脂等で固めたものである。レンズと樹脂
との界面に達した光は樹脂で吸収され、反射光は生じな
いはずであるが、実際には一部の光がレンズアレイと黒
色樹脂との界面で反射され、ビームの裾を広げる。
The problem of (3) the reflection of light inside the lens array cannot be dealt with by adjusting the focus performance, and the lens array must be replaced. The lens array is, for example, a rod-shaped lens solidified with black resin or the like. The light that reaches the interface between the lens and the resin should be absorbed by the resin, and no reflected light should be generated, but in reality, part of the light is reflected at the interface between the lens array and the black resin, and the bottom of the beam is reflected. spread.

【0012】これと同様の問題として、(4)のアレイの
内部でのレンズの傾きの問題がある。レンズアレイは本
来多数のレンズが平行に並んでいるはずであるが、レン
ズの一部が傾くことがある。この場合、レンズアレイが
複眼レンズであるため、ビーム径が異常に広がる。この
ような問題に対しても、焦点性能の調整による修正は不
可能である。そこで(3)や(4)の問題に対しては、レンズ
アレイを交換し、異常の無いレンズアレイと交換するこ
とになる。
As a problem similar to this, there is a problem of the tilt of the lens inside the array of (4). In the lens array, a large number of lenses should originally be arranged in parallel, but some of the lenses may tilt. In this case, since the lens array is a compound eye lens, the beam diameter spreads abnormally. Even such a problem cannot be corrected by adjusting the focus performance. Therefore, in order to solve the problems (3) and (4), the lens array is replaced with a lens array having no abnormality.

【0013】レンズアレイの内部で光の反射が生じた
り、あるいはレンズに傾きが生じている場合、光のビー
ムの裾が広がる。例えばレンズアレイの内部で光が反射
すると、フレア光が生じビームの裾が極端に広くなる。
またレンズに傾きが生じると、レンズアレイが複眼レン
ズであるため、レンズ毎にバラバラの位置に結像し、ビ
ームの裾が広がる。そこで結像した光のビーム径を裾の
部分で測定すれば、レンズアレイの異常を検出できるこ
とになる。
When light is reflected inside the lens array or when the lens is tilted, the bottom of the light beam is widened. For example, when light is reflected inside the lens array, flare light is generated and the skirt of the beam becomes extremely wide.
Further, when the lens is tilted, since the lens array is a compound eye lens, images are formed at different positions for each lens, and the skirt of the beam spreads. Therefore, if the beam diameter of the imaged light is measured at the skirt, it is possible to detect the abnormality of the lens array.

【0014】レンズアレイの内部での光の反射や、レン
ズに傾きが生じている場合、光源や受光面の位置を僅か
にずらすと、ビーム径は著しく増加する。発明者はこの
ことを経験的に確認した。そこで光源や受光面の位置を
ずらした際のビーム径の変化の程度を検出すれば、レン
ズアレイの異常を検出することができる。
When light is reflected inside the lens array or the lens is tilted, the beam diameter is significantly increased by slightly shifting the positions of the light source and the light receiving surface. The inventor has confirmed this empirically. Therefore, by detecting the degree of change in the beam diameter when the positions of the light source and the light receiving surface are shifted, it is possible to detect the abnormality of the lens array.

【0015】[0015]

【実施例】LEDヘッドでのレンズアレイの検査を例
に、実施例を示す。図1に、検査のフローチャートを示
す。実施例では最初に、LEDアレイの搭載位置を検査
する。LEDアレイは一直線に沿って、かつ一定の間隔
で搭載されねばならない。テレビカメラやCCDカメラ
等で、LEDアレイの両端付近の発光体を観察する。L
EDアレイが正しく搭載されていれば、観察した発光体
は一直線上にかつ一定の間隔で並ぶはずである。そして
発光体の位置に異常が生じるのは、LEDアレイの変わ
り目のみである。そこでLEDアレイの変わり目に付い
て、発光体の間隔を測定し、LEDアレイが正しい間隔
で搭載されているかどうかを検出する。またアレイの長
手方向をx方向とした場合に、アレイの変わり目でのy
方向に沿って発光体がずれていないかどうかを検出す
る。この検査も全てのLEDアレイに付いて行う。この
ようにしてLEDアレイの搭載位置を最初に確認する。
EXAMPLE An example will be described by taking a lens array inspection with an LED head as an example. FIG. 1 shows a flowchart of the inspection. In the embodiment, first, the mounting position of the LED array is inspected. LED arrays must be mounted along a straight line and at regular intervals. Observe the light emitters near both ends of the LED array with a TV camera, CCD camera, or the like. L
If the ED array is mounted correctly, the observed illuminants should be aligned and at regular intervals. Then, it is only at the transition of the LED array that the position of the light emitter becomes abnormal. Then, at the turn of the LED array, the distance between the light emitters is measured to detect whether the LED array is mounted at the correct distance. When the longitudinal direction of the array is the x direction, y at the turn of the array
Detect if the light emitters are not displaced along the direction. This inspection is also performed for all LED arrays. In this way, the mounting position of the LED array is first confirmed.

【0016】CCD素子やフォトマル、フォトトランジ
スタ等を用いて、LEDヘッドのLEDからの光の光量
を、1ドットずつ測定する。各ドット毎に発光出力を測
定し、ドット毎に発光出力を記憶する。全ドットに付い
て発光出力の測定が終ると、例えばテレビカメラやCC
Dカメラ等を用いて、結像した光のビーム径を測定す
る。ここでは、ビーム径の測定を予定の結像面の位置で
行う。
The amount of light emitted from the LED of the LED head is measured dot by dot using a CCD element, a photomultiplier, a phototransistor or the like. The light emission output is measured for each dot, and the light emission output is stored for each dot. When the emission output is measured for all dots, for example, a TV camera or CC
The beam diameter of the imaged light is measured using a D camera or the like. Here, the beam diameter is measured at the planned position of the image plane.

【0017】ビーム径に異常があると、例えば予定のビ
ーム径に対して±20%以上のビーム径の変動がある
と、異常の検査のサブルーチンに移る。このサブルーチ
ンでは、異常なビーム径が得られた位置で、発光出力の
異常があるか否かを確認する。ビーム径と発光出力の双
方が異常なのは、大部分の場合LEDに異常があるため
である。レンズアレイに異常がある場合、ビーム径は変
動しても、発光出力は変動しない。なおここでの発光出
力とは、レンズアレイを介して受光素子で検出した発光
出力を意味するものとする。そしてビーム径の異常と発
光出力の異常とが同じドットで生じている場合、LED
アレイを交換したり、あるいは個別のLEDの表面に透
明樹脂を塗布して光の取り出し効率を増加させたり、逆
にLEDの表面に半透明な樹脂を塗布して光の一部をカ
ットするようにする。
If the beam diameter is abnormal, for example, if the beam diameter fluctuates by ± 20% or more with respect to the planned beam diameter, the process goes to the abnormality inspection subroutine. In this subroutine, it is confirmed whether or not there is an abnormality in the light emission output at the position where an abnormal beam diameter is obtained. Both the beam diameter and the light emission output are abnormal because the LED is abnormal in most cases. When the lens array is abnormal, the light emission output does not change even if the beam diameter changes. The light emission output here means the light emission output detected by the light receiving element via the lens array. If the beam diameter abnormality and the emission output abnormality occur in the same dot, the LED
Replace the array, or apply a transparent resin to the surface of each LED to increase the light extraction efficiency, or conversely, apply a semi-transparent resin to the surface of the LED to cut part of the light. To

【0018】発光出力に異常がなく、ビーム径のみに異
常があるのは、レンズアレイに異常があるからである。
レンズアレイの異常は、取付位置の不良と、アレイ内部
での光の反射やレンズの傾き等のアレイ自体の不良によ
るものの2種類がある。そして大部分のドットに付いて
ビーム径が広がっている場合、レンズアレイの取付位置
が不良である。この場合には例えばレンズアレイを交換
し正しい焦点性能のものに置き換える、あるいはレンズ
アレイとLEDアレイとの間隔を再調整する、またレン
ズアレイと感光体ドラムとの間隔がレンズアレイとLE
Dアレイとの間隔に一致し、1対1結像系が得られるよ
うに、LEDヘッドの取付位置を変更する。この場合例
えば、LEDヘッドに感光体ドラムへの取付間隔をイン
クジェットプリンタ等でマーキングする、あるいはLE
Dヘッドを感光体ドラムに取付るための調整ネジを微動
させ、正しい位置に取り付けられるようにする。
The reason why the light emission output is not abnormal and only the beam diameter is abnormal is that the lens array is abnormal.
There are two types of abnormalities in the lens array: defective mounting positions, and defects in the array itself such as reflection of light inside the array and inclination of the lens. When the beam diameter spreads over most of the dots, the mounting position of the lens array is defective. In this case, for example, the lens array is exchanged and replaced with one having a correct focus performance, or the distance between the lens array and the LED array is readjusted, and the distance between the lens array and the photosensitive drum is adjusted to the lens array and the LE.
The mounting position of the LED head is changed so as to match the interval with the D array and obtain a one-to-one imaging system. In this case, for example, the LED head is marked with an ink jet printer or the like at the mounting interval to the photosensitive drum, or
Finely adjust the adjusting screw for attaching the D head to the photosensitive drum so that it can be attached in the correct position.

【0019】一部のドットに付いてのみ異常なビーム径
が生じ、しかもそれらの位置で発光出力に異常が無い場
合、レンズアレイの内部での光の反射やレンズの傾き、
あるいはレンズの屈折率が不均一であること等が原因と
なる。これらの内で図1の実施例では、レンズアレイの
屈折率の不均一性による焦点性能のばら付きを調整す
る。屈折率の高い物質を介して見ると、一般に物体は近
くに見える。そしてレンズアレイで重要なことは、レン
ズアレイとLEDアレイとの間隔と、レンズアレイと感
光体ドラムとの間隔を一致させることである。そこでL
EDアレイが遠すぎる場合には、レンズアレイのLED
側に透明樹脂等を塗布する。逆に感光体ドラムが遠すぎ
る場合には、レンズアレイの感光体ドラム側に透明樹脂
等を塗布する。このようにして、屈折率の変動による焦
点性能の低下を補正する。
If an abnormal beam diameter occurs only on some of the dots, and the light emission output is not abnormal at those positions, reflection of light inside the lens array and inclination of the lens,
Alternatively, the refractive index of the lens may be non-uniform. Among these, in the embodiment of FIG. 1, the variation in the focus performance due to the non-uniformity of the refractive index of the lens array is adjusted. When viewed through a material having a high refractive index, objects generally look close. What is important in the lens array is to match the distance between the lens array and the LED array and the distance between the lens array and the photosensitive drum. So L
LED of lens array if ED array is too far
Apply transparent resin or the like to the side. Conversely, when the photosensitive drum is too far, a transparent resin or the like is applied to the side of the lens array on the photosensitive drum. In this way, the deterioration of the focus performance due to the fluctuation of the refractive index is corrected.

【0020】図1の実施例では、レンズアレイの内部で
の光の反射やレンズの傾きに対する対応が困難である。
例えばビーム径が広がっても、これが焦点性能の調整で
解決し得る問題か、レンズアレイの交換が必要な問題か
が判明しない。そこで図1のフローチャートによる検査
を行う前に、図2のフローチャートによるレンズアレイ
の検査を行うことが好ましい。
In the embodiment shown in FIG. 1, it is difficult to deal with the reflection of light inside the lens array and the inclination of the lens.
For example, even if the beam diameter widens, it is not clear whether this is a problem that can be solved by adjusting the focus performance or a problem that requires replacement of the lens array. Therefore, it is preferable to inspect the lens array according to the flowchart of FIG. 2 before performing the inspection according to the flowchart of FIG.

【0021】図2の実施例では、レンズアレイの内部で
の光の反射やレンズの傾き等があると、カメラの位置に
よってビーム径が著しく増加することを用いる。発明者
の実験によると、LEDヘッドの場合、正常なレンズア
レイではその位置を100μm程度変動させると、ビー
ム径は一般に20%程度増加する。これに対してレンズ
アレイの内部での光の反射やレンズに傾きがあると、同
じ条件でビーム径が50〜100%程度増加する。そこ
でカメラの位置を結像面からずらした際のビーム径の変
化を監視すれば、レンズアレイの異常を検出することが
できる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the beam diameter is remarkably increased depending on the position of the camera when light is reflected inside the lens array or the lens is tilted. According to the experiments conducted by the inventor, in the case of an LED head, when the position of a normal lens array is changed by about 100 μm, the beam diameter generally increases by about 20%. On the other hand, if the light is reflected inside the lens array or the lens is tilted, the beam diameter increases by about 50 to 100% under the same conditions. Therefore, by monitoring the change of the beam diameter when the position of the camera is shifted from the image plane, it is possible to detect the abnormality of the lens array.

【0022】図3に、レンズアレイの検査装置を示す。
図において、2はLEDヘッドで、4はそのレンズアレ
イで、例えばセルフフォーカシングレンズアレイ等を用
いる。6はLEDアレイ、8は感光体ドラム等への取付
位置の微調整用のネジである。10はテレビカメラで、
これ以外にCCDカメラやフォトマル、フォトダイオー
ド、フォトトランジスタ等も用い得る。14は発光出力
の検出部、16はビーム径の検出部で、これらの検出結
果によりLEDの出力調整やドット毎の焦点性能の調
整、あるいはLEDヘッド2の取付位置の調整等を行
う。図では、調整ネジ8,8を用いて感光体ドラムとの
間隔を調整し、1対1結像系が得られるようにした。
FIG. 3 shows a lens array inspection apparatus.
In the figure, 2 is an LED head, and 4 is its lens array, for example, a self-focusing lens array is used. Reference numeral 6 is an LED array, and 8 is a screw for finely adjusting a mounting position on the photosensitive drum or the like. 10 is a TV camera,
Other than this, a CCD camera, a photomultiplier, a photodiode, a phototransistor or the like can be used. Reference numeral 14 is a light emission output detection unit, and 16 is a beam diameter detection unit, which adjusts the LED output, the focus performance for each dot, or the mounting position of the LED head 2 based on the detection results. In the figure, the adjustment screws 8 and 8 are used to adjust the distance from the photosensitive drum so that a one-to-one imaging system can be obtained.

【0023】図4に、テレビカメラ10の位置とビーム
径との関係を示す。テレビカメラ10が結像面にある
と、ビーム径は最小となる。ここでテレビカメラ10を
結像面からずらすと、正常レンズの場合、ビーム径は徐
々に増加する。これに対して異常レンズの場合、ビーム
径は急激に増加する。そこでテレビカメラ10を結像面
からずらした際のビーム径の増加の程度から、レンズの
異常の有無を検査する。検出に用いるパラメータとし
て、結像面でのビーム径をX1、結像面からずらした際
のビーム径をX2とし、X2/X1や、X2−X1、あるい
はテレビカメラ10の移動距離をδとして、X2/δ等
を用いる。これらのパラメータは、結像面からのテレビ
カメラ10のずれによる、ビーム径の拡大を反映するも
のであれば良い。
FIG. 4 shows the relationship between the position of the television camera 10 and the beam diameter. When the television camera 10 is on the image plane, the beam diameter becomes the minimum. If the television camera 10 is displaced from the image plane here, the beam diameter of the normal lens gradually increases. On the other hand, in the case of an abnormal lens, the beam diameter sharply increases. Therefore, whether or not the lens is abnormal is inspected based on the degree of increase in the beam diameter when the television camera 10 is displaced from the image plane. As parameters used for detection, the beam diameter on the image plane is X1, the beam diameter when displaced from the image plane is X2, X2 / X1, X2-X1, or the moving distance of the television camera 10 is δ, X2 / δ or the like is used. These parameters may be parameters that reflect the expansion of the beam diameter due to the displacement of the television camera 10 from the image plane.

【0024】図5に、レンズアレイ4の内部での光の反
射や、レンズの傾き等の問題を示す。レンズアレイ4
は、棒状のレンズ18を黒色樹脂20で固めたものであ
る。そして棒状レンズ18の界面に達した光は黒色樹脂
20で吸収され、レンズアレイ内部での反射は生じない
はずである。しかしながら実際には、光の一部が棒状レ
ンズ18の界面で反射されて吸収されず、ビーム径が拡
大する。この状況を図5の中央に示す。また棒状レンズ
18に傾きが生じると、図5の右側に示すように、LE
Dからの光はバラバラの位置に結像する。レンズアレイ
4は複眼レンズであり、1つの発光体からの光を多数の
棒状レンズ18で結像させる。このためレンズ18に傾
きがあると、ビーム径が異常に拡大する。
FIG. 5 shows problems such as reflection of light inside the lens array 4 and inclination of the lens. Lens array 4
Is a rod-shaped lens 18 fixed with a black resin 20. The light reaching the interface of the rod-shaped lens 18 should be absorbed by the black resin 20 and should not be reflected inside the lens array. However, in reality, a part of the light is reflected at the interface of the rod-shaped lens 18 and is not absorbed, and the beam diameter is expanded. This situation is shown in the center of FIG. When the rod-shaped lens 18 is tilted, as shown on the right side of FIG.
The light from D forms an image at different positions. The lens array 4 is a compound eye lens, and the light from one light emitter is imaged by a large number of rod lenses 18. Therefore, if the lens 18 is tilted, the beam diameter will be abnormally expanded.

【0025】レンズアレイ4の内部での光の反射や棒状
レンズ18の傾き等による場合の特徴は、結像したビー
ムにフレアが生じ、ビームの裾が拡大することである。
この状況を図6に示す。レンズアレイ4に、内部での光
の反射や棒状レンズ18の傾き等があると、LEDから
の光のビームの裾が広がり、これから検出する。例えば
図6に示すように、光強度がピークの1/2の線に検出
ラインAを、強度が1/e2(約13.6%)となる線
にラインBを引く。そして強度がピークの1/2となる
ビーム径をa、強度がピークの1/e2となるビーム径
をbとし、b/aや(b−a)等を用いれば、レンズア
レイ4の異常を検出することができる。このためのフロ
ーチャートを図7に示す。
The characteristic of the case where the light is reflected inside the lens array 4 and the rod-shaped lens 18 is tilted is that flare occurs in the imaged beam and the skirt of the beam expands.
This situation is shown in FIG. If the lens array 4 has internal reflection of light, inclination of the rod-shaped lens 18, etc., the skirt of the beam of light from the LED spreads out and is detected. For example, as shown in FIG. 6, the detection line A is drawn on the line whose light intensity is ½ of the peak, and the line B is drawn on the line whose intensity is 1 / e 2 (about 13.6%). If the beam diameter at which the intensity is ½ of the peak is a, the beam diameter at which the intensity is 1 / e 2 of the peak is b, and b / a or (ba) is used, the lens array 4 becomes abnormal. Can be detected. A flowchart for this purpose is shown in FIG.

【0026】図8に、レンズアレイ4に対する検査方法
として従来から知られている、MTFの原理を示す。こ
の検査方法では、図8の下部に示した原画像をレンズア
レイ4を介して結像させ、結像した光の強度の最大値を
Pmax、最小値をPminとする。またMTFを式(1)で定
義する。 MTF=(Pmax−Pmin)/(Pmax+Pmin)×100(%) (1) しかしながらMTFは、LEDヘッドやイメージセンサ
等に用いるレンズアレイの評価には余り有効でない。例
えば図5に示したように、レンズアレイ4の内部での光
の反射や、棒状レンズ18に傾きが生じている場合、こ
れを特徴的に示すものは、光のビームの裾の広がりであ
る。これをMTFで評価しようとしても、ビームの裾の
部分は隣接したLEDからの光のビームと重なり、MT
Fには余り反映しない。
FIG. 8 shows the principle of MTF, which is conventionally known as an inspection method for the lens array 4. In this inspection method, the original image shown in the lower part of FIG. 8 is imaged via the lens array 4, and the maximum value of the intensity of the imaged light is Pmax and the minimum value is Pmin. The MTF is defined by the equation (1). MTF = (Pmax−Pmin) / (Pmax + Pmin) × 100 (%) (1) However, the MTF is not very effective for evaluation of a lens array used for an LED head, an image sensor or the like. For example, as shown in FIG. 5, when light is reflected inside the lens array 4 and the rod-shaped lens 18 is tilted, what characteristically indicates this is the spread of the hem of the light beam. . Even if this is evaluated by MTF, the skirt of the beam overlaps the beam of light from the adjacent LED, and MT
Not much is reflected in F.

【0027】図9,図10に、LEDアレイ6の取付位
置の検査手順と装置を示す。LEDアレイ6は、一直線
上にかつアレイとアレイの変わり目での間隔が一定とな
るように、取り付けねばならない。図9の上部に示した
ものが正常な取付位置であり、アレイとアレイの変わり
目での発光体22,22間の間隔Dは、例えば解像度3
00DPIの場合84.6μmとなる。図6の中段に示
したものは、アレイとアレイの取付間隔に不良が生じ、
Dが増加している例である。また下段に示したものは、
LEDアレイ6の取付位置に、y方向のずれが生じてい
る例である。
9 and 10 show the inspection procedure and device for the mounting position of the LED array 6. The LED array 6 must be mounted in a straight line with a constant spacing between the arrays. What is shown in the upper part of FIG. 9 is a normal mounting position, and the interval D between the light emitting bodies 22 at the transition between the arrays is, for example, resolution 3
In the case of 00 DPI, it becomes 84.6 μm. The one shown in the middle of FIG. 6 has a defect in the mounting interval between the arrays,
In this example, D is increasing. Also, the one shown in the lower row is
In this example, the mounting position of the LED array 6 is displaced in the y direction.

【0028】そこでレンズアレイ4の取付前に、図10
の装置を用いて、LEDアレイ6の取付位置が正しいか
どうかを確認する。図において24は画像処理装置、2
6はモニターである。テレビカメラ10でLEDアレイ
6,6の変わり目を観察し、画像処理装置24を介し
て、モニター26に表示する。モニター26では、例え
ばモニターの上部に発光体を3ドットずつ合計6ドット
表示し、全体的な状況を観察できるようにする。またモ
ニターの下部では、アレイの変わり目での発光体22を
1ドットずつ表示し、これをあるべき発光体22の位置
を示した基準パターンと重ねて表示する。実際の発光体
22の位置が、図10の測定パターンである。LEDア
レイ6の搭載が正しければ基準パターンと測定パターン
は重なり、エラーがあれば基準パターンから測定パター
ンがずれる。そこで基準パターンからのずれにより、L
EDアレイ6の搭載が正しいか否かを検査する。
Therefore, before mounting the lens array 4, FIG.
It is confirmed whether the mounting position of the LED array 6 is correct by using the above device. In the figure, reference numeral 24 denotes an image processing device, 2
6 is a monitor. The turn of the LED arrays 6 and 6 is observed by the television camera 10 and displayed on the monitor 26 via the image processing device 24. On the monitor 26, for example, a total of 6 dots for each 3 dots are displayed on the upper part of the monitor so that the entire situation can be observed. Further, in the lower part of the monitor, the light-emitting bodies 22 at the turn of the array are displayed dot by dot, and the dots are displayed so as to overlap with the reference pattern indicating the position of the light-emitting body 22 which should be. The actual position of the light emitter 22 is the measurement pattern in FIG. If the mounting of the LED array 6 is correct, the reference pattern and the measurement pattern overlap, and if there is an error, the measurement pattern deviates from the reference pattern. Therefore, due to the deviation from the reference pattern, L
It is checked whether the ED array 6 is mounted correctly.

【0029】[0029]

【発明の効果】この発明では、レンズアレイの検査を行
い、高品位の画像装置を提供することができる。特に請
求項1の発明では、レンズアレイの取付位置の不良と、
個別のレンズ毎の焦点性能の不良とを容易に検出するこ
とができる。また請求項2や請求項3の発明では、レン
ズアレイ内部での光の反射や棒状レンズの傾き等によ
る、レンズアレイの不良を検出することができる。
According to the present invention, it is possible to inspect a lens array and provide a high quality image device. Particularly, in the invention of claim 1, when the mounting position of the lens array is defective,
Poor focus performance for each individual lens can be easily detected. According to the second and third aspects of the invention, it is possible to detect a defect in the lens array due to reflection of light inside the lens array, inclination of the rod-shaped lens, or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 第1の実施例での、レンズアレイの検査方法
を示すフローチャート
FIG. 1 is a flowchart showing a lens array inspection method according to a first embodiment.

【図2】 第2の実施例での、レンズアレイの検査方法
を示すフローチャート
FIG. 2 is a flowchart showing a method of inspecting a lens array according to a second embodiment.

【図3】 各実施例で用いた、レンズアレイの検査装置
を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a lens array inspection device used in each example.

【図4】 第2の実施例での、レンズアレイの異常検出
の原理を示す特性図
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the principle of abnormality detection of a lens array in the second embodiment.

【図5】 レンズアレイでの異常発生の機構を示す図FIG. 5 is a diagram showing a mechanism of abnormality occurrence in the lens array.

【図6】 第3の実施例での、レンズアレイの異常検出
の原理を示す特性図
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the principle of abnormality detection of the lens array in the third embodiment.

【図7】 第3の実施例での、レンズアレイの検査方法
を示すフローチャート
FIG. 7 is a flowchart showing a method for inspecting a lens array according to a third embodiment.

【図8】 従来例でのMTFの測定方法を示す特性図FIG. 8 is a characteristic diagram showing a method for measuring MTF in a conventional example.

【図9】 LEDアレイの配置エラーを示す図FIG. 9 is a diagram showing an arrangement error of an LED array.

【図10】 実施例で用いた、LEDアレイの配置エラ
ーの検出装置を示す図
FIG. 10 is a diagram showing an LED array placement error detection device used in Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 LEDヘッド 4 レンズアレイ 6 LEDアレイ 8 取付位置調整ネジ 10 TVカメラ 12 リードスクリュー 14 発光出力検出部 16 ビーム径検出部 18 棒状レンズ 20 黒色樹脂 22 発光体 24 画像処理装置 26 モニター 2 LED head 4 Lens array 6 LED array 8 Mounting position adjusting screw 10 TV camera 12 Lead screw 14 Light emission output detection unit 16 Beam diameter detection unit 18 Rod lens 20 Black resin 22 Light emitter 24 Image processing device 26 Monitor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からレンズアレイを通過して結像し
た光の、光量とビーム径とを測定し、 光量が正常でビーム径が異常なことから、レンズアレイ
の異常を検出し、 レンズアレイの一部の位置でのみレンズアレイに異常が
有る場合、その位置についてレンズアレイを含む光学系
を修正し、 レンズアレイの大部分の位置でレンズアレイに異常が有
る場合、光学系を全面的に修正するようにしたことを特
徴とする、レンズアレイの検査方法。
1. A lens array is detected by measuring a light quantity and a beam diameter of light imaged from a light source through the lens array and detecting the abnormality of the lens array because the light quantity is normal and the beam diameter is abnormal. If there is an abnormality in the lens array at only some positions of the lens array, correct the optical system including the lens array at that position, and if there is an abnormality in the lens array at most positions of the lens array, make the optical system completely. A method for inspecting a lens array, characterized by being modified.
【請求項2】 光源または受光系の少なくとも一方を検
査すべきレンズアレイに対して移動させ、これに伴い受
光系への光のビーム径が所定の割合以上に増加した場合
に、レンズアレイの異常を検出するようにした、レンズ
アレイの検査方法。
2. Abnormality of the lens array when at least one of the light source and the light receiving system is moved with respect to the lens array to be inspected and the beam diameter of the light to the light receiving system is increased by a predetermined ratio or more due to this movement. A method for inspecting a lens array, which is adapted to detect the.
【請求項3】 光源からレンズアレイを通過して結像し
た光の強度分布を求め、強度分布の裾の部分の幅からレ
ンズアレイの異常を検出するようにした、レンズアレイ
の検査方法。
3. A method of inspecting a lens array, wherein an intensity distribution of light that has passed through a lens array and is imaged from a light source is obtained, and an abnormality of the lens array is detected from a width of a skirt portion of the intensity distribution.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7289655B2 (en) 2001-08-29 2007-10-30 Seiko Epson Corporation Device for inspecting illumination optical device and method for inspecting illumination optical device
JP2015055561A (en) * 2013-09-12 2015-03-23 株式会社クラレ Defect inspection method and defect inspection device of microlens array

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