JPH10300631A - Array element inspection method and device therefor - Google Patents

Array element inspection method and device therefor

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JPH10300631A
JPH10300631A JP21452897A JP21452897A JPH10300631A JP H10300631 A JPH10300631 A JP H10300631A JP 21452897 A JP21452897 A JP 21452897A JP 21452897 A JP21452897 A JP 21452897A JP H10300631 A JPH10300631 A JP H10300631A
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array
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light
image
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inspect the relative position of an array element with high resolution, in a wide range, and at relatively low costs. SOLUTION: Light from each fiber 1b of a fiber array 1 are made incident on a lens array 2 in which optical axes corresponding to each fiber 1b can be arranged substantially in parallel, and extracted as substantially parallel lights from this. The parallel lights from the lens array 2 are image-formed at substantially the same point by an image forming lens 3. The image-formed images of the fibers 1b are photographed by a CCD camera 4, and the relative position of each element is calculated from the photographic signal by a computer 5. Then, the validity of the fiber array 1 can be judged from a deviation value from the same point.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数の素子があら
かじめ決められた配置に並べられたアレイ素子の検査方
法およびアレイ素子の検査装置に係り、特にファイバア
レイブロックにおけるファイバの位置検査に好適なもの
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for inspecting an array element in which a plurality of elements are arranged in a predetermined arrangement and an apparatus for inspecting an array element, and is particularly suitable for inspecting the position of a fiber in a fiber array block. About things.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のアレイ素子の検査方法としては、
例えばCCD カメラなどによりアレイ素子全体を撮影し、
この撮影信号を画像処理することによりそれぞれの素子
の位置を求めていた。あるいは、移動ステージでそれぞ
れの素子を検出し、ステージの移動量より素子の相対位
置を求めていた。
2. Description of the Related Art Conventional array element inspection methods include:
For example, photograph the entire array element with a CCD camera, etc.
The position of each element has been determined by performing image processing on this photographing signal. Alternatively, each element is detected by a moving stage, and the relative position of the element is obtained from the moving amount of the stage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の検査方法は上述
のように構成されていたが、近年素子の微細化が進み素
子の位置精度も1 μm以下が要求されるようになりつつ
ある。
The conventional inspection method has been configured as described above, but in recent years, the miniaturization of elements has progressed and the positional accuracy of elements has been required to be 1 μm or less.

【0004】この点でCCD カメラによる画像処理では、
複数の素子全体をそのまま撮影するために、高分解能を
得るためには撮影範囲が制限されてしまい、例えば0.1
μmの分解能を得るためには数十μmの範囲に限られて
しまう。
[0004] In this regard, in image processing using a CCD camera,
In order to obtain a high resolution, the imaging range is limited in order to directly image the plurality of elements as they are.
In order to obtain a resolution of μm, the range is limited to several tens μm.

【0005】一方、移動ステージを用いる場合には測定
範囲を拡大することは可能であるが、高い精度でステー
ジを移動しなければならないため検査装置としては非常
に高価となってしまう。
On the other hand, when a moving stage is used, it is possible to expand the measurement range, but the stage must be moved with high accuracy, so that the inspection apparatus becomes very expensive.

【0006】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解消して、アレイ素子の位置を高分解能で広範囲
かつ比較的安価に検査可能なアレイ素子検査方法及びア
レイ素子検査装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an array element inspection method and an array element inspection apparatus capable of solving the problems of the prior art and inspecting the position of the array element with high resolution over a wide range and relatively inexpensively. Is to do.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1のアレイ素子検査方法は、アレイ状に
配置された複数の素子の位置を光学的な検出手段を用い
て検出する方法であって、前記複数の素子からの光を、
各素子に対応する光軸が互いにほぼ平行に配置された複
数のレンズを有するレンズアレイにより取り出し、該レ
ンズアレイの各レンズからの光を結像レンズで前記検出
手段の受光領域内に結像し、結像された素子の像を検出
し、検出信号よりそれぞれの素子の位置を求めるように
したものである。
To achieve the above object, a first array element inspection method of the present invention detects the positions of a plurality of elements arranged in an array using optical detection means. Method, wherein the light from the plurality of elements,
An optical axis corresponding to each element is taken out by a lens array having a plurality of lenses arranged substantially parallel to each other, and light from each lens of the lens array is formed into an image in a light receiving area of the detection means by an imaging lens. , An image of the formed element is detected, and the position of each element is obtained from the detection signal.

【0008】複数の素子の光を検出手段の受光領域内に
結像するようにしたので、複数の素子全体をそのまま撮
影する方法に比べて、高分解能で広範囲に検査でき、比
較的安価に測定できる。また、複数の素子にピッチ誤差
等がないなど、測定系に誤差がなければ、複数の素子の
像は検出手段の受光領域内の所定位置(同一点など)に
結像されるが、ピッチ誤差等がある場合には前記所定位
置からずれて結像され、そのずれ量からアレイ素子の良
否を容易に判定できる。
Since the light of a plurality of elements is formed into an image in the light receiving area of the detecting means, the inspection can be performed over a wide area at a high resolution and the measurement can be performed at a relatively low cost, as compared with a method in which the whole of the plurality of elements is directly photographed. it can. If there is no error in the measurement system, such as a case where there is no pitch error in the plurality of elements, the images of the plurality of elements are formed at predetermined positions (the same point, etc.) in the light receiving area of the detecting means. In the case where an image is formed, an image is formed shifted from the predetermined position, and the quality of the array element can be easily determined from the shift amount.

【0009】また、本発明の第2のアレイ素子検査方法
は、複数の素子が互いにほぼ平行な光軸を有し、前記光
軸に対し垂直な面内におけるi番目(i=1〜N、Nは
素子の個数)の素子の座標が(Xoi ,Yoi )と表さ
れるようにアレイ状に配列したアレイ素子の位置を検出
する上記第1のアレイ素子検査方法であって、前記複数
の素子のそれぞれに対応し、互いにほぼ平行な光軸と等
しい焦点距離f1 を有する複数のレンズが、前記各レン
ズの光軸に対し垂直な面内にi番目のレンズの光軸の座
標が(Xli ,Yli )と表されるように配列されたレ
ンズアレイと、レンズアレイの各レンズからの光を結像
する焦点距離f2 の結像レンズとを備える。
In a second array element inspection method according to the present invention, the plurality of elements have optical axes substantially parallel to each other, and the i-th element (i = 1 to N, i) in a plane perpendicular to the optical axis. N is the above first array element inspecting method for detecting the position of the array elements arranged in an array as the coordinates of the elements of the element number of) is expressed as (Xo i, Yo i), said plurality corresponding to each of the elements, a plurality of lenses having a focal length f 1 equal to optical axis substantially parallel to each other, the coordinate of the optical axis of the i-th lens in a plane perpendicular to the optical axis of each lens The lens array includes a lens array arranged as (Xl i , Yl i ) and an imaging lens having a focal length f 2 for imaging light from each lens of the lens array.

【0010】そしてレンズアレイ及び結像レンズによ
り、前記レンズアレイを構成するレンズの光軸に対し垂
直な前記検出手段の受光領域内の検出面の面内に各素子
の像を結像させる際に、複数の素子に対するレンズアレ
イ、結像レンズの配置を下記の式(1)〜(3)の関係
を満たすようにして、前記複数の素子のうちi番目の素
子からの光を、前記レンズアレイ中のi番目のレンズに
より取り出し、取り出された光を結像レンズにより前記
検出面の所望の位置(Xsi ,Ysi )に結像し、結像
されたそれぞれの素子の像を検出し、検出信号よりそれ
ぞれの素子の位置を求めるようにしたものである。
When an image of each element is formed by a lens array and an imaging lens on a detection surface in a light receiving area of the detection means perpendicular to an optical axis of a lens constituting the lens array. The arrangement of the lens array and the imaging lens with respect to the plurality of elements satisfies the relationships of the following equations (1) to (3), and light from the i-th element among the plurality of elements is transmitted to the lens array. The extracted light is extracted by an i-th lens, the extracted light is formed by an imaging lens at a desired position (Xs i , Ys i ) on the detection surface, and the formed image of each element is detected. The position of each element is obtained from the detection signal.

【0011】 Xoi −( k×Xli ) =Xsi /M (1) Yoi −( k×Yli ) =Ysi /M (2) η={( k−1) ×( β+ξ) −1}×β/{ξ×( k−1) −1} (3 ) ただし、 k:各素子と、前記各素子に対応するレンズアレイ中の
レンズの第1主点との距離をf1 で除算した値 β:結像レンズの焦点距離f2 をf1 で除算した値 ξ:レンズアレイの各レンズの第2主点と結像レンズの
第1主点との距離から焦点距離f1 及びf2 を引いた距
離をf1 で除算した値 η:結像レンズの第2主点と検出面との距離をf1 で除
算した値 M:レンズアレイと結像レンズからなる光学系の倍率で
あり、M=−β/{1+(1−k)×ξ}と表される X、Y軸:レンズアレイを構成するレンズの光軸の方向
(Z軸方向)に対し垂直な方向を有し、互いに直交する
座標軸であり、(Xoi ,Yoi )、(Xli,Y
i )、(Xsi ,Ysi )の各座標も共通のX、Y座
標軸を基準としている このように、各素子の像を検査面上の任意の位置に結像
できるので、一度に複数の素子を観察することが可能で
ある。また、上記式(3)における各パラメータを決定
することにより、同じ焦点距離のレンズを用いても、光
学系の倍率を変えられると共に、倍率の符号を変えるこ
とにより、正立、倒立の素子像を自由に選択できる。
[0011] Xo i - (k × Xl i ) = Xs i / M (1) Yo i - (k × Yl i) = Ys i / M (2) η = {(k-1) × (β + ξ) - 1} × β / {ξ × (k-1) -1} (3) However, k: each element, the distance between the first principal point of the lens in the lens array corresponding to respective devices at f 1 Divided value β: Value obtained by dividing focal length f 2 of the imaging lens by f 1 ξ: Focal length f 1 and focal length f 1 based on the distance between the second principal point of each lens of the lens array and the first principal point of the imaging lens the value the distance minus f 2 is divided by f 1 eta: value the distance between the second principal point and the detection surface of the imaging lens divided by f 1 M: magnification of the optical system consisting of a lens array and an imaging lens And expressed as M = −β / {1+ (1-k) ×}. X, Y axes: have a direction perpendicular to the direction of the optical axis (Z-axis direction) of the lens constituting the lens array. And orthogonal to each other That a coordinate axis, (Xo i, Yo i) , (Xl i, Y
l i ) and (Xs i , Ys i ) are also based on the common X and Y coordinate axes. As described above, the image of each element can be formed at an arbitrary position on the inspection surface. Can be observed. Further, by determining the parameters in the above equation (3), the magnification of the optical system can be changed even when lenses having the same focal length are used, and the erect and inverted element images can be obtained by changing the sign of the magnification. Can be freely selected.

【0012】上記第2のアレイ素子検査方法において、
各素子からの光を検出面内のほぼ同一点に結像するよう
にすると、測定系を可動部なく構成でき、高精度の位置
検出が行える。また、レンズアレイ及び結像レンズから
なる光学系がアフォーカル系となるように配置すると、
ξ=0となり、倍率Mはkに依存せずkの誤差の影響を
受けないなど、誤差の影響を受けにくくなり、正確な測
定が可能となる。また、上記第1、第2のアレイ素子検
査方法において、アレイ素子からの光をレンズアレイに
よりほぼ平行光として取り出すようにすると(すなわ
ち、k=1のタンデム配置とすると)、レンズアレイと
結像レンズとの間で平行光となるので、ξの大きさに依
らなくなり、更に誤差の影響のない、正確な測定系を構
築できる。更に、ξ=0かつk=1とすることにより、
より正確な測定が可能になる。
In the second array element inspection method,
If the light from each element is focused on substantially the same point on the detection surface, the measurement system can be configured without any moving parts, and highly accurate position detection can be performed. Further, when the optical system including the lens array and the imaging lens is arranged to be an afocal system,
ξ = 0, and the magnification M does not depend on k and is not affected by the error of k, so that it is hardly affected by the error, and accurate measurement can be performed. Further, in the first and second array element inspection methods, when light from the array element is taken out as substantially parallel light by the lens array (that is, when tandem arrangement of k = 1), an image is formed with the lens array. Since the light becomes parallel light between the lens and the lens, an accurate measurement system can be constructed which is not affected by the size of ξ and further has no influence of errors. Further, by setting ξ = 0 and k = 1,
More accurate measurement becomes possible.

【0013】本発明の第1のアレイ素子検査装置は、上
記第1のアレイ素子検査方法を実施するための装置であ
って、アレイ状に配置された複数の素子の位置を検出す
るアレイ素子検査装置において、前記複数の素子のそれ
ぞれに対応する光軸が互いにほぼ平行に配置された複数
のレンズを有するレンズアレイと、該レンズアレイの各
レンズからの光を検出手段の受光領域内に結像するため
の少なくとも一つの結像レンズと、結像された素子の像
を検出する検出手段と、検出手段の検出信号よりそれぞ
れの素子の位置を求めるための演算回路とを備え、前記
レンズアレイ、前記結像レンズ、前記検出手段が、前記
レンズアレイの各レンズからの光を前記検出手段の受光
領域内に結像するように配置されたものである。
A first array element inspection apparatus according to the present invention is an apparatus for carrying out the first array element inspection method, wherein the array element inspection apparatus detects the positions of a plurality of elements arranged in an array. In the apparatus, a lens array having a plurality of lenses whose optical axes respectively corresponding to the plurality of elements are arranged substantially in parallel with each other, and forming an image of light from each lens of the lens array in a light receiving area of a detection unit At least one imaging lens for detecting the image of the element formed, and a calculation circuit for obtaining the position of each element from the detection signal of the detection means, the lens array, The imaging lens and the detection means are arranged so as to form an image of light from each lens of the lens array in a light receiving area of the detection means.

【0014】素子の像は、例えばCCD カメラで撮影した
り、分割型フォトダイオードで検出することが好まし
い。複数の素子の光を検出手段の受光領域内に結像する
ようにしたので、レンズアレイ、結像レンズ、検出手
段、演算回路とから構成される可動部のない測定系とす
ることが可能であり、高精度に位置の検出が行える。
The image of the element is preferably taken by, for example, a CCD camera or detected by a split type photodiode. Since the light of a plurality of elements is formed into an image in the light receiving region of the detecting means, it is possible to provide a measuring system having no movable part including a lens array, an imaging lens, a detecting means, and an arithmetic circuit. Yes, the position can be detected with high accuracy.

【0015】また、本発明の第2のアレイ素子検査装置
は、上記第2のアレイ素子検査方法を実施するための装
置であって、複数の素子が互いにほぼ平行な光軸を有
し、前記光軸に対し垂直な面内におけるi番目(i=1
〜N、Nは素子の個数)の素子の座標が(Xoi ,Yo
i )と表されるようにアレイ状に配列したアレイ素子の
位置を検出する上記第1のアレイ素子検査装置におい
て、前記複数の素子のそれぞれに対応し、互いにほぼ平
行な光軸と等しい焦点距離f1 を有する複数のレンズ
が、前記各レンズの光軸に対し垂直な面内にi番目のレ
ンズの光軸の座標が(Xli ,Yli )と表されるよう
に配列されたレンズアレイと、レンズアレイからの光
を、前記レンズアレイを構成するレンズの光軸に対し垂
直な前記検出手段の受光領域内の検出面の面内に結像さ
せる焦点距離f2 の結像レンズとを備える。
A second array element inspection apparatus according to the present invention is an apparatus for implementing the second array element inspection method, wherein a plurality of elements have optical axes substantially parallel to each other, The ith (i = 1) in a plane perpendicular to the optical axis
NN, where N is the number of elements, the coordinates of the elements are (Xo i , Yo)
i ) In the first array element inspection apparatus for detecting the positions of array elements arranged in an array as represented by i ), a focal length equal to an optical axis substantially parallel to each other and corresponding to each of the plurality of elements. a plurality of lenses having f 1 is the coordinates (Xl i, Yl i) of the optical axis of the i-th lens in a plane perpendicular to the optical axis of each lens lens array arranged to be represented as When the light from the lens array, and a focal length of f 2 imaging lens for forming in the plane of the detection surface of the light receiving region of vertical said detecting means with respect to the optical axis of the lens constituting the lens array Prepare.

【0016】さらに前記複数の素子に対するレンズアレ
イ、結像レンズの配置を下記の式(1)〜(3)の関係
を満たすように設定することにより、前記複数の素子の
うちi番目の素子からの光が前記レンズアレイ中のi番
目のレンズ及び結像レンズにより前記検出面の所望の位
置(Xsi ,Ysi )に結像され、この結像されたそれ
ぞれの素子の像を検出するための検出手段と、検出手段
の検出信号よりそれぞれの素子の位置を求めるための演
算回路とを備えたものである。
Further, the arrangement of the lens array and the imaging lens with respect to the plurality of elements is set so as to satisfy the following equations (1) to (3). Is formed at a desired position (Xs i , Ys i ) on the detection surface by the i-th lens and the imaging lens in the lens array, and the formed image of each element is detected. And an arithmetic circuit for determining the position of each element from the detection signal of the detecting means.

【0017】 Xoi −( k×Xli ) =Xsi /M (1) Yoi −( k×Yli ) =Ysi /M (2) η={( k−1) ×( β+ξ) −1}×β/{ξ×( k−1) −1} (3 ) ただし、 k:各素子と、前記各素子に対応するレンズアレイ中の
レンズの第1主点との距離をf1 で除算した値 β:結像レンズの焦点距離f2 をf1 で除算した値 ξ:レンズアレイの各レンズの第2主点と結像レンズの
第1主点との距離から焦点距離f1 及びf2 を引いた距
離をf1 で除算した値 η:結像レンズの第2主点と検出面との距離をf1 で除
算した値 M:レンズアレイと結像レンズからなる光学系の倍率で
あり、M=−β/{1+(1−k)×ξ}と表される X、Y軸:レンズアレイを構成するレンズの光軸の方向
(Z軸方向)に対し垂直な方向を有し、互いに直交する
座標軸であり、(Xoi ,Yoi )、(Xli,Y
i )、(Xsi ,Ysi )の各座標も共通のX、Y座
標軸を基準としている
[0017] Xo i - (k × Xl i ) = Xs i / M (1) Yo i - (k × Yl i) = Ys i / M (2) η = {(k-1) × (β + ξ) - 1} × β / {ξ × (k-1) -1} (3) However, k: each element, the distance between the first principal point of the lens in the lens array corresponding to respective devices at f 1 Divided value β: Value obtained by dividing focal length f 2 of the imaging lens by f 1 ξ: Focal length f 1 and focal length f 1 based on the distance between the second principal point of each lens of the lens array and the first principal point of the imaging lens the value the distance minus f 2 is divided by f 1 eta: value the distance between the second principal point and the detection surface of the imaging lens divided by f 1 M: magnification of the optical system consisting of a lens array and an imaging lens And expressed as M = −β / {1+ (1-k) ×}. X, Y axes: have a direction perpendicular to the direction of the optical axis (Z-axis direction) of the lens constituting the lens array. And orthogonal to each other That a coordinate axis, (Xo i, Yo i) , (Xl i, Y
l i ) and (Xs i , Ys i ) are also based on the common X and Y coordinate axes.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.

【0019】図1は本発明のアレイ素子検査装置の構成
概略図であり、レンズアレイ2、結像レンズ3、CCD カ
メラ4、表示装置を備えた演算回路としてのコンピュー
タ5から構成される。
FIG. 1 is a schematic view of the configuration of an array element inspection apparatus according to the present invention, which comprises a lens array 2, an imaging lens 3, a CCD camera 4, and a computer 5 as an arithmetic circuit having a display device.

【0020】検査対象としてのアレイ素子は250 μmピ
ッチで一列に並べられた直径125 μmのファイバアレイ
1である。図8にこのファイバアレイ1を構成するファ
イバアレイブロック15の外観を示す。
The array element to be inspected is a fiber array 1 having a diameter of 125 μm arranged in a line at a pitch of 250 μm. FIG. 8 shows the appearance of a fiber array block 15 constituting the fiber array 1.

【0021】ファイバアレイ1からの光を平行光にする
対物レンズには屈折型レンズである一体型のレンズアレ
イ2を使用した。レンズアレイ2を構成するレンズ2b
のピッチ精度レベルをファイバアレイ1のファイバ1b
と同程度に確保するためである。レンズアレイ2はリソ
グラフィの技術を用い石英基板をエッチングすることに
より作製し、ピッチ250 μm、直径246 μm、焦点距離
2 mmである。リソグラフィの技術を用いることにより
ピッチ誤差は0.1 μm以下の精度が得られている。ファ
イバ端面1aはレンズアレイ2の焦点面に設定した。
As an objective lens for converting the light from the fiber array 1 into parallel light, an integrated lens array 2 which is a refraction lens was used. Lens 2b constituting lens array 2
Of the pitch accuracy level of the fiber 1b of the fiber array 1
This is to ensure the same level. The lens array 2 is manufactured by etching a quartz substrate using a lithography technique, and has a pitch of 250 μm, a diameter of 246 μm, and a focal length.
2 mm. By using a lithography technique, a pitch error of 0.1 μm or less is obtained. The fiber end face 1a was set at the focal plane of the lens array 2.

【0022】結像レンズ3には焦点距離40mm、直径30
mmのアクロマチックレンズを用い、その像側焦点位置
に像検出手段であるCCD カメラ4を設置した。ファイバ
端面像は、それぞれに対応するレンズアレイ2と結像レ
ンズ3とによりCCD カメラ4の受光領域内、より具体的
には撮影面上のほぼ同―点に結像される。倍率はレンズ
アレイ2と結像レンズ3の焦点距離の比で決まり、本実
施の形態では20倍である。CCD カメラ4の画素サイズは
11×13μm、1 画素当たりの分解能は0.55及び0.65μm
である。更にコンピュータ5で画像処理を行うことによ
り内挿処理を行い、上記値の1/10の分解能としている。
画像処理により結像位置を1画素単位で求め、画素単位
を画素サイズをもとに長さ単位に換算し、長さ単位で求
められた結像位置の相対的な位置を求める。ファイバア
レイ1が正確に250 μmピッチで並べられていればファ
イバ端面の像は全て同―点に結像されるが、ファイバア
レイ1にピッチ誤差がある場合には、ずれ量が20倍にさ
れて結像される。これをコンピュータ5で処理すること
によりファイバアレイ1の良否の判定を行っている。な
お、コンピュータ5の表示装置には、演算結果及びファ
イバ1bの像が表示される。
The imaging lens 3 has a focal length of 40 mm and a diameter of 30
A CCD camera 4 as an image detecting means was installed at an image-side focal position using an achromatic lens of mm. The fiber end face images are formed by the corresponding lens arrays 2 and imaging lenses 3 in the light receiving area of the CCD camera 4, more specifically, at substantially the same point on the photographing surface. The magnification is determined by the ratio of the focal length between the lens array 2 and the imaging lens 3, and is 20 times in the present embodiment. The pixel size of the CCD camera 4 is
11 × 13μm, resolution per pixel 0.55 and 0.65μm
It is. Further, the image processing is performed by the computer 5 to perform the interpolation processing, and the resolution is 1/10 of the above value.
An image formation position is obtained by image processing in units of one pixel, the pixel unit is converted into a length unit based on the pixel size, and a relative position of the image formation position obtained in the length unit is obtained. If the fiber array 1 is accurately arranged at a pitch of 250 μm, the images of the fiber end faces are all formed at the same point, but if there is a pitch error in the fiber array 1, the shift amount is increased by 20 times. Image. This is processed by the computer 5 to determine the quality of the fiber array 1. The calculation results and the image of the fiber 1b are displayed on the display device of the computer 5.

【0023】上記実施の形態においては結像レンズ3に
よる像を直接CCD カメラ4で捉えたが、間に拡大光学
系、例えばレンズを入れても良く、これにより更に分解
能を向上させることができる。
In the above embodiment, the image formed by the imaging lens 3 is directly captured by the CCD camera 4. However, a magnifying optical system, for example, a lens may be interposed therebetween, so that the resolution can be further improved.

【0024】あるいは図2のように結像レンズ3の第1
像面にスクリーン16を配置してその像を撮影するよう
な形でも良い。スクリーンに投影された像を撮影するこ
とにより、より鮮明な像の検出が可能である。
Alternatively, as shown in FIG.
A configuration in which the screen 16 is arranged on the image plane to photograph the image may be used. By capturing the image projected on the screen, a clearer image can be detected.

【0025】上記実施の形態ではレンズアレイ2の焦点
位置は、レンズアレイ2を構成するレンズ基板2aの外
にあるような構成を用いたが、焦点が基板表面となるよ
うに作製し、ファイバアレイ1の端面をレンズ基板2a
に密着するような構成でも良い。これにより測定対象で
ある素子のセッティング時の位置決め・位置合わせが容
易になる。また、各ファイバ1bが対応するレンズ2b
の焦点位置になるように配置されているため、簡単な光
学系で同一点に結像させることができる。
In the above embodiment, the focal point of the lens array 2 is located outside the lens substrate 2a constituting the lens array 2. However, the focal point is formed on the substrate surface, and the fiber array is formed. 1 to the lens substrate 2a
It may be configured so as to be in close contact with. This facilitates positioning and alignment at the time of setting the element to be measured. Each lens 1b corresponds to each fiber 1b.
Are arranged so as to have the same focal position, so that an image can be formed at the same point with a simple optical system.

【0026】上記実施の形態では同時に全てのファイバ
1bの像が結像される場合について述べたが、例えば図
3のように、1個のピンホール7を設けた遮光板6をフ
ァイバアレイ1とレンズアレイ2との間に光軸と直交す
る方向に移動自在に設け、この遮光板6のピンホール7
を用いてファイバ1bを一つずつ結像させても良い。こ
れにより各ファイバ1b毎の位置の測定を行うことが可
能となる。なお、ピンホールを複数個設けて複数ファイ
バ単位で位置測定を行うこともできる。なお、ピンホー
ルは、レンズアレイ2と結像レンズ3との間に設けても
よい。
In the above embodiment, the case where images of all the fibers 1b are formed simultaneously has been described. However, as shown in FIG. 3, for example, the light-shielding plate 6 provided with one pinhole 7 is connected to the fiber array 1. The light shielding plate 6 is provided between the lens array 2 and the lens array 2 so as to be movable in a direction orthogonal to the optical axis.
May be used to image the fibers 1b one by one. This makes it possible to measure the position of each fiber 1b. Note that a plurality of pinholes can be provided to perform position measurement in units of a plurality of fibers. The pinhole may be provided between the lens array 2 and the imaging lens 3.

【0027】あるいは図4のように各ファイバ1b毎に
波長の異なる波長フィルタ8をレンズアレイ2の前に配
置し、この波長フィルタ8を用いることで色により各フ
ァイバ1bを区別することが可能となる。(なお、波長
フィルタ8をレンズアレイ2の後ろに配置してもよ
い。)更に、図5に示すように、レンズアレイ2と結像
レンズ3間に波長可変フィルタ9を用いれば、透過波長
を制御することによりモノクロCCD カメラでもファイバ
1bの識別を行える。波長可変フィルタ9は液晶フィル
タで構成することができる。また、上記のようにレンズ
アレイ2、結像レンズ3間に波長可変フィルタ9を配置
する代りに、素子に対して透過もしくは反射する照明手
段として波長可変光源(図示省略)を素子の照明に用い
ても良い。
Alternatively, as shown in FIG. 4, a wavelength filter 8 having a different wavelength for each fiber 1b is arranged in front of the lens array 2, and by using this wavelength filter 8, each fiber 1b can be distinguished by color. Become. (Note that the wavelength filter 8 may be disposed behind the lens array 2.) Further, as shown in FIG. 5, if a wavelength tunable filter 9 is used between the lens array 2 and the imaging lens 3, the transmission wavelength can be reduced. By controlling, even the monochrome CCD camera can identify the fiber 1b. The tunable filter 9 can be constituted by a liquid crystal filter. Instead of arranging the wavelength tunable filter 9 between the lens array 2 and the imaging lens 3 as described above, a wavelength tunable light source (not shown) is used for illuminating the element as illumination means for transmitting or reflecting the element. May be.

【0028】上記実施の形態においては対物レンズに屈
折型レンズを用いた場合について述べたが、より高い集
光効率を得るために、図6(a) に示すような回折型のレ
ンズ10を用いても良い。回折型レンズを用いると、屈
折型レンズに比べ、より設計の自由度が増す。また、よ
り良好なコントラストで光量変動の少ない結像が得られ
る軸外し光学系を用いることもできる。図6(b) はバイ
ナリレンズ11を用いた軸外し光学系の例であり、バイ
ナリレンズ11の半径Rを図6(a) のレンズ10の約2
倍にしてレンズ面積を増大するとともに、これを分割し
て半円形状とし、この半円形状のバイナリレンズ11
を、各ファイバに対応する光軸が互いにほぼ平行で、光
軸を結ぶ直線上に沿って左右交互にずらして並べたもの
である。このようにバイナリレンズ11を軸外し光学系
の対物レンズとして用いることによりFナンバを大きく
することができ、明るく高分解能な測定を実現できる。
なお、軸外し光学系はレンズアレイのうちの全部ではな
く、一部とすることもできる。
In the above embodiment, the case where a refraction type lens is used as the objective lens has been described. However, in order to obtain higher light collection efficiency, a diffraction type lens 10 as shown in FIG. May be. The use of the diffractive lens increases the degree of freedom in design as compared with the refractive lens. Further, an off-axis optical system that can obtain an image with better contrast and less fluctuation in light amount can be used. FIG. 6B is an example of an off-axis optical system using the binary lens 11, and the radius R of the binary lens 11 is set to about 2 of the lens 10 of FIG.
In order to increase the lens area, this is divided into a semicircular shape, and the semicircular binary lens 11
Are arranged such that the optical axes corresponding to the respective fibers are substantially parallel to each other and are alternately shifted left and right along a straight line connecting the optical axes. As described above, by using the binary lens 11 as an off-axis objective lens of the optical system, the F number can be increased, and a bright and high-resolution measurement can be realized.
The off-axis optical system may be a part of the lens array instead of the whole.

【0029】検査対象は不透明なものにも適用できる
が、検査対象が光を透過する光ファイバの場合には、検
査面の反対側より光(単色もしくは白色光)を入射さ
せ、出射光を結像させることにより、コアの位置をより
正確に検出することが可能となる。特に、この揚合には
検出手段として、分割型フォトダイオードなどビームの
位置検出手段を用いると構造が簡単になる。例えば図7
に示すように、4分割型フォトダイオード12の中点
(前記同一点に相当)に各光ファイバが結像されるよう
にし、各フォトダイオード12aでそれぞれ検出した各
光ファイバからの受光量の差を比較器13で取り、その
比較結果を演算回路14に入力して受光量の差から、同
一点からの各光ファイバの片寄りを検査する。これによ
り画像処理に比べ構造を簡素化でき、高速且つ安価に位
置の検出を行うことができる。
Although the object to be inspected can be applied to an opaque one, when the object to be inspected is an optical fiber that transmits light, light (monochromatic or white light) is incident from the opposite side of the inspection surface and the emitted light is coupled. By imaging, the position of the core can be detected more accurately. In particular, the structure can be simplified by using a beam position detecting means such as a split photodiode as a detecting means in this combination. For example, FIG.
As shown in FIG. 5, each optical fiber is formed into an image at the middle point (corresponding to the same point) of the four-division type photodiode 12, and the difference in the amount of light received from each optical fiber detected by each photodiode 12a. Is obtained by the comparator 13, and the result of the comparison is input to the arithmetic circuit 14, and the deviation of each optical fiber from the same point is inspected from the difference in the amount of received light. Thereby, the structure can be simplified as compared with the image processing, and the position can be detected at high speed and at low cost.

【0030】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
図9はアレイ素子検査装置の光学系における各パラメー
タを示す図である。この実施形態でも、検査対象である
ファイバアレイの各ファイバ21の像を、レンズアレイ
の対応する各レンズ22及び結像レンズ23で結像し、
結像されたファイバ21の像の位置を、CCDカメラ及
びコンピュータを用いて求める構成となっている。な
お、図9では、ファイバアレイの1本のファイバ21
と、これに対向するレンズアレイの1個のレンズ22の
みを示している。
Next, another embodiment of the present invention will be described.
FIG. 9 is a diagram showing each parameter in the optical system of the array element inspection device. Also in this embodiment, an image of each fiber 21 of the fiber array to be inspected is formed by each corresponding lens 22 and imaging lens 23 of the lens array,
The position of the formed image of the fiber 21 is obtained using a CCD camera and a computer. In FIG. 9, one fiber 21 of the fiber array is shown.
And only one lens 22 of the lens array facing this.

【0031】一列に配列されたファイバアレイのファイ
バ21の個数は8個であり、i番目(i=1〜8、一端
部のファイバ21を1番目とする)のファイバ21の座
標を(Xoi ,Yoi )とする。また、i番目のファイ
バ21に対向して設けられるレンズアレイのi番目のレ
ンズ22の座標を(Xli ,Yli )とする。
The number of the fibers 21 of the fiber array arranged in a line is eight, and the coordinates of the i- th fiber (i = 1 to 8, the fiber 21 at one end is the first) are represented by (Xo i , Yo i ). Further, the i-th coordinate of the i-th lens 22 of the lens array provided to face the fiber 21 and (Xl i, Yl i).

【0032】更に、ファイバアレイの各ファイバ21に
対し、レンズアレイの各レンズ22及び結像レンズ23
の配置を下記の式(1)〜(3)の関係をほぼ満たすよ
うにして、i番目のファイバ21からの光を、i番目の
レンズ22により取り出し、取り出された光を結像レン
ズ23により結像面の所望の位置(Xsi ,Ysi )に
結像させる。(ここで、X―Y軸は、結像レンズ23の
光軸の方向(Z軸方向)に対し垂直な方向を有し、互い
に直交する座標軸であり、(Xoi ,Yoi )、(Xl
i ,Yli )及び(Xsi ,Ysi )の各座標も共通の
X―Y座標軸を基準としている。) Xoi −( k×Xli ) =Xsi /M (1) Yoi −( k×Yli ) =Ysi /M (2) η={( k−1) ×( β+ξ) −1}×β/{ξ×( k−1) −1} (3 ) ただし、 k:各素子と、前記各素子に対応するレンズアレイ中の
レンズの第1主点との距離をf1 で除算した値 β:結像レンズの焦点距離f2 をf1 で除算した値 ξ:レンズアレイの各レンズの第2主点と結像レンズの
第1主点との距離から焦点距離f1 及びf2 を引いた距
離をf1 で除算した値 η:結像レンズの第2主点と検出面との距離をf1 で除
算した値 M:レンズアレイと結像レンズからなる光学系の倍率で
あり、倍率M=−β/{1+(1−k)×ξ} である。Z軸方向の距離は上記のように全てレンズ22
の焦点距離f1 で規格化している。なお、式(3)は、
素子からの光がZ軸に平行でなく傾斜していても、結像
点が一定となるという条件を満足するものである。
Further, for each fiber 21 of the fiber array, each lens 22 of the lens array and the imaging lens 23
Is set so as to substantially satisfy the relations of the following equations (1) to (3), light from the i-th fiber 21 is extracted by the i-th lens 22, and the extracted light is An image is formed at a desired position (Xs i , Ys i ) on the image plane. (Here, X-Y-axis has a direction perpendicular to the direction of the optical axis of the imaging lens 23 (Z axis direction), and a coordinate axis perpendicular to each other, (Xo i, Yo i), (Xl
i, Yl i) and (Xs i, also the coordinates of Ys i) are based on the common X-Y coordinate axes. ) Xo i - (k × Xl i) = Xs i / M (1) Yo i - (k × Yl i) = Ys i / M (2) η = {(k-1) × (β + ξ) -1} × β / {ξ × (k -1) -1} (3) However, k: each element, the distance between the first principal point of the lens in the lens array corresponding to each element divided by f 1 Value β: value obtained by dividing the focal length f 2 of the imaging lens by f 1 ξ: focal length f 1 and f 2 based on the distance between the second principal point of each lens of the lens array and the first principal point of the imaging lens. value distance divided by f 1 minus the eta: value the distance between the second principal point and the detection surface divided by f 1 of the image forming lens M: Yes in the magnification of the optical system consisting of a lens array and an imaging lens And magnification M = −β / {1+ (1-k) ×}. As described above, the distance in the Z-axis direction is
It is normalized by the focal length f 1 of the. Equation (3) is
This satisfies the condition that the imaging point is constant even if the light from the element is not parallel to the Z axis but inclined.

【0033】図9において、実線で示す光線は、設計値
通りに配置されたときの理想的な光線の軌跡であり、破
線で示す光線は、ファイバ21が位置ずれを生じたとき
(このときのi番目のファイバ21の座標は(X'
i ,Y' oi ))の光線の軌跡である。
In FIG. 9, the light ray indicated by the solid line is the ideal light ray trajectory when the light ray is arranged as designed, and the light ray indicated by the broken line is the light ray when the fiber 21 is displaced (at this time, The coordinates of the i-th fiber 21 are (X ′
o i , Y ′ o i )).

【0034】この実施形態のファイバアレイも上記図1
の実施形態と同じ、直径125 μmファイバ21が250 μ
mピッチで並べられたものである。また、レンズアレイ
も直径246 mm、焦点距離3 mmのレンズ22がピッチ
250 μmで設けられたもので、リソグラフィー技術によ
りピッチ誤差0.1 μm以下で作製されている。更に、こ
の実施形態では、ファイバ21の端面をレンズ22の焦
点面に設定した(従って、k=1)。また、結像レンズ
23には、焦点距離300 mmのレンズを用い、その像側
焦点位置にCCDカメラを設置した。更に、ξは約-130
とした(なお、ξは式(1)〜(3)に関係なく決める
ことができ、ξを負にすることで光学系を小型にでき
る)。CCDの画素サイズは、上記実施形態と同じく、
11×13μm、一画素当たりの分解能は0.11及び0.13μm
であり、更に、コンピュータで内挿処理を行いことによ
り、上記値の1/10の分解能としている。
The fiber array of this embodiment is also the same as that shown in FIG.
As in the embodiment of FIG.
They are arranged at m pitches. The lens array has a pitch of 246 mm in diameter and a focal length of 3 mm.
It has a pitch of 0.1 μm or less by lithography technology. Further, in this embodiment, the end face of the fiber 21 is set to the focal plane of the lens 22 (hence, k = 1). Further, a lens having a focal length of 300 mm was used as the imaging lens 23, and a CCD camera was installed at the image side focal position. Furthermore, ξ is about -130
(Note that ξ can be determined irrespective of the expressions (1) to (3), and the optical system can be downsized by setting ξ to be negative.) The pixel size of the CCD is the same as in the above embodiment,
11 × 13μm, resolution per pixel is 0.11 and 0.13μm
Further, by performing an interpolation process by a computer, the resolution is set to 1/10 of the above value.

【0035】各ファイバ21の端面像は、それぞれ対応
するレンズ22と結像レンズ23により、CCDカメラ
の撮像面上のほぼ中心位置に結像される。k=1のタン
デム配置なので、倍率Mは、レンズ22と結像レンズ2
3の焦点距離の比f2 /f1で決まり、本実施形態で
は、倍率は100 倍となる。
The end face image of each fiber 21 is formed at a substantially central position on the image pickup surface of the CCD camera by the corresponding lens 22 and imaging lens 23, respectively. Since the tandem arrangement is k = 1, the magnification M is equal to the lens 22 and the imaging lens 2.
The focal length is determined by the ratio f 2 / f 1 of 3, and in the present embodiment, the magnification is 100 times.

【0036】ファイバアレイのファイバ21が正確に25
0 μmピッチで並べられていれば、ファイバ21端面の
像は全てほぼ同一点に結像されるが、ファイバ21にピ
ッチ誤差がある場合には、誤差量の100 倍の距離だけず
れた位置に結像される(式(1)、(2)参照)。(な
お、k=1とすることにより、光学系による誤差は0.02
μm以下に抑えられる。)各ファイバ21の像を分離す
るために、ファイバ21の入射側にスリットを設け、一
度に1つのファイバ21のみに光が入射するようにし、
このスリットをスキャンすることで、順次、各ファイバ
の位置の検出をし、これをコンピュータで画像処理する
ことで、ファイバアレイの各ファイバの良否を判定す
る。
The fibers 21 of the fiber array are exactly 25
If the fibers 21 are arranged at a pitch of 0 μm, the images of the end faces of the fibers 21 are all formed at almost the same point, but if there is a pitch error in the fiber 21, the images are shifted by a distance 100 times the error amount. An image is formed (see equations (1) and (2)). (By setting k = 1, the error due to the optical system is 0.02
μm or less. In order to separate the image of each fiber 21, a slit is provided on the incident side of the fiber 21 so that light is incident on only one fiber 21 at a time,
By scanning this slit, the position of each fiber is sequentially detected, and image processing is performed by a computer to determine the quality of each fiber in the fiber array.

【0037】図10はレンズアレイの各レンズ22の配
置を調整して、各ファイバ21の端面像を検出面の異な
る位置に結像させるようにした実施形態を示す。この実
施形態では、図10( a) に示すように、上記実施例と
同様に各ファイバ21に対応させてレンズアレイの各レ
ンズ22をほぼ250 μmの一定ピッチでX軸方向に並べ
るが、各レンズ22の位置は正確に一定ピッチではな
く、8個のレンズ22をこの一定ピッチ位置((0 μ
m,0 μm)、(250 μm,0 μm)、(500 μm,0
μm)、…よりX、Y方向にわずかに位置ずれさせてい
る。すなわち、1番目のレンズ22の位置座標を(0-15
μm,10μm)とし、以下2番目から8番目までのレン
ズ22の位置座標をそれぞれ(250-15μm,-10 μ
m)、(500-7.5μm,0 μm)、(750 μm,10μ
m)、(1000μm,-10 μm)、(1250+7.5μm,0 μ
m)、(1500+15 μm,10μm)、(1750+15 μm,-1
0 μm)としている。他の条件は、上記図9の実施形態
と同じである。
FIG. 10 shows an embodiment in which the arrangement of the lenses 22 of the lens array is adjusted so that end images of the fibers 21 are formed at different positions on the detection surface. In this embodiment, as shown in FIG. 10A, the lenses 22 of the lens array are arranged in the X-axis direction at a constant pitch of approximately 250 μm corresponding to each fiber 21 in the same manner as in the above embodiment. The position of the lens 22 is not exactly at a constant pitch, but eight lenses 22 are placed at this constant pitch position ((0 μm
m, 0 μm), (250 μm, 0 μm), (500 μm, 0
μm),... slightly offset in the X and Y directions. That is, the position coordinates of the first lens 22 are set to (0-15
μm, 10 μm), and the position coordinates of the second to eighth lenses 22 are respectively (250-15 μm, -10 μm).
m), (500-7.5 μm, 0 μm), (750 μm, 10 μm
m), (1000 μm, -10 μm), (1250 + 7.5 μm, 0 μm
m), (1500 + 15 μm, 10 μm), (1750 + 15 μm, -1
0 μm). Other conditions are the same as in the embodiment of FIG.

【0038】各レンズ22が一定ピッチ位置に正確に配
置され、かつ各ファイバ21も位置ずれがなければ、各
ファイバ21の像は、CCDカメラの撮像面(検出面)
30の中心位置(図10( b) のC点)に結像される。
しかし、この実施形態では、上述したように各レンズ2
2の位置を一定ピッチ位置から位置ずれさせているの
で、各ファイバ21端面の像31(なお、32はコアの
像)は、図10( b) に示すように、分散されて結像さ
れる。例えば、1番目のファイバ21の結像位置を考え
てみると、このファイバ21(位置ずれがないとする)
に対向する1番目のレンズ22の位置は、一定ピッチ位
置からX方向に-15 μm、Y方向に+10 μmずれている
ため、上記式(1)、(2)から、Xs1 =-100×( X
1 −Xl1 ) 、Ys1 =-100×( Yo1 −Yl1 ) で
あり、撮像面30の中心位置のC点からX方向に-1.5m
m、Y方向に+1.0mmずれた位置に結像される。このよ
うに、各ファイバの像31が撮像面30に分散されて結
像されるので、8個の像を同時に観察することができ、
上記実施形態のようにスリットを移動するなどの必要が
ない。
If each lens 22 is accurately arranged at a fixed pitch position and each fiber 21 is not displaced, the image of each fiber 21 is captured by the imaging surface (detection surface) of the CCD camera.
An image is formed at the center position of 30 (point C in FIG. 10B).
However, in this embodiment, as described above, each lens 2
Since the position 2 is displaced from the constant pitch position, the image 31 (32 is an image of the core) of the end face of each fiber 21 is dispersed and formed as shown in FIG. 10 (b). . For example, considering the image forming position of the first fiber 21, this fiber 21 (assuming no displacement)
Is shifted from the fixed pitch position by -15 μm in the X direction and +10 μm in the Y direction, and from the above equations (1) and (2), Xs 1 = −100 × (X
o 1 −Xl 1 ), Ys 1 = −100 × (Yo 1 −Yl 1 ), and −1.5 m in the X direction from the point C at the center position of the imaging surface 30.
An image is formed at a position shifted by +1.0 mm in the m and Y directions. In this manner, since the images 31 of the respective fibers are dispersed and formed on the imaging surface 30, eight images can be observed simultaneously,
There is no need to move the slit as in the above embodiment.

【0039】なお、上記実施形態では、結像レンズは1
枚であるが、複数のレンズを組み合わせて結像レンズと
してもよく、この場合、複数のレンズにより合成された
1枚の結像レンズと考えて本発明を適用することができ
る。
In the above embodiment, the imaging lens is 1
Although the number of lenses is one, a plurality of lenses may be combined to form an imaging lens. In this case, the present invention can be applied to a single imaging lens composed of a plurality of lenses.

【0040】また、上記実施の形態においては等間隔に
並べられたファイバアレイについて述べたが、配置は不
等間隔でも良く、検査対象としてはファイバ以外に半導
体レーザ、発光ダイオード等でも良く、さらに種類の異
なるものが並べられていても良い。
In the above embodiment, the fiber arrays arranged at regular intervals have been described. However, the arrangement may be irregular, and the object to be inspected may be a semiconductor laser, a light emitting diode or the like other than the fiber. May be arranged.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のアレイ素
子検査方法によれば、各アレイ素子を検出手段の受光領
域内の所定位置(ほぼ同―点など)又は所望の配置に結
像させるようにしたので、高分解能で広範囲に検査で
き、また結像された素子像の位置ずれ量からアレイ素子
の良否を比較的安価に検査できる。特に、複数の素子の
光をほぼ同―点に結像すると、複数の素子にピッチ誤差
等がないか否かを、像の位置ずれによって容易に判定で
きる。また、各素子の像を検査面上の所望の配置に結像
すると、一度に複数の素子を観察することが可能とな
る。
As described above in detail, according to the array element inspection method of the present invention, each array element is imaged at a predetermined position (substantially the same point or the like) or a desired arrangement in the light receiving region of the detecting means. Because of this, inspection can be performed over a wide range with high resolution, and the quality of the array element can be inspected relatively inexpensively from the amount of displacement of the formed element image. In particular, when the light of a plurality of elements is focused on substantially the same point, it can be easily determined whether or not there is a pitch error or the like in the plurality of elements based on the displacement of the images. Further, when an image of each element is formed in a desired arrangement on the inspection surface, a plurality of elements can be observed at one time.

【0042】本発明のアレイ素子検査装置によれば、複
数の素子の光を検出手段の受光領域内の所定位置(ほぼ
同―点など)又は所望の配置に結像するようにしたの
で、レンズアレイ、結像レンズ、検出手段、演算回路と
から構成される可動部のない測定系とすることが可能で
あり、高精度の位置検出を簡単な構造によって実現でき
る。
According to the array element inspection apparatus of the present invention, the light of a plurality of elements is imaged at a predetermined position (substantially the same point or the like) or a desired arrangement in the light receiving area of the detecting means. It is possible to provide a measurement system having no movable part, which is composed of an array, an imaging lens, a detection means, and an arithmetic circuit, and highly accurate position detection can be realized with a simple structure.

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

【図1】本発明のアレイ素子検査装置の実施形態を示す
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an array element inspection device of the present invention.

【図2】結像レンズの後にスクリーンを配置した実施の
形態を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an embodiment in which a screen is arranged after an imaging lens.

【図3】ピンホールを設けた遮光板をレンズアレイの前
に移動自在に配置した実施の形態を示す概略構成図であ
る。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which a light shielding plate provided with a pinhole is movably arranged in front of a lens array.

【図4】波長フィルタをレンズアレイの前に配置したア
レイ素子検査装置の実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an array element inspection device in which a wavelength filter is arranged before a lens array.

【図5】波長フィルタをレンズアレイの前に配置し、波
長可変フィルタをレンズアレイの後に配置したアレイ素
子検査装置の実施形態を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an array element inspection apparatus in which a wavelength filter is arranged before a lens array and a wavelength variable filter is arranged after the lens array.

【図6】対物レンズの実施の形態を示す光軸方向から見
た正面図であり、(a) は通常配置の光学系、(b) は軸外
し光学系を示す。
FIGS. 6A and 6B are front views showing an embodiment of an objective lens viewed from an optical axis direction, wherein FIG. 6A shows an optical system in a normal arrangement, and FIG. 6B shows an off-axis optical system.

【図7】検出手段に分割型フォトダイオードを用いた実
施の形態を示す概略構成図である。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an embodiment in which a split type photodiode is used as a detection unit.

【図8】検査対象となるファイバアレイブロックの実施
形態の要部斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view of a main part of an embodiment of a fiber array block to be inspected.

【図9】本発明に係るアレイ素子検査装置の一実施形態
における光学系の各パラメータを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing parameters of an optical system in an embodiment of an array element inspection apparatus according to the present invention.

【図10】レンズアレイの各レンズの配置を調整して、
各ファイバの端面像を検出面の異なる位置に結像させる
ようにした実施の形態を示すもので、( a) はレンズア
レイの各レンズの配置を示す図、( b) は撮像面に分散
して結像された各ファイバの端面像を示す図である。
FIG. 10 adjusts the arrangement of each lens in the lens array,
FIGS. 4A and 4B show an embodiment in which an end face image of each fiber is formed at a different position on a detection surface. FIG. 4A shows the arrangement of each lens in a lens array, and FIG. FIG. 6 is a diagram showing an end face image of each fiber formed by the imaging.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ファイバアレイ 1b ファイバ 2 レンズアレイ 2b レンズ 3 結像レンズ 4 CCD カメラ 5 コンピュータ 21 ファイバ 22 レンズ 23 結像レンズ 1 Fiber Array 1b Fiber 2 Lens Array 2b Lens 3 Imaging Lens 4 CCD Camera 5 Computer 21 Fiber 22 Lens 23 Imaging Lens

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アレイ状に配置された複数の素子の位置を
光学的な検出手段を用いて検出する方法であって、 前記複数の素子からの光を、各素子に対応する光軸が互
いにほぼ平行に配置された複数のレンズを有するレンズ
アレイにより取り出し、 該レンズアレイの各レンズからの光を結像レンズで前記
検出手段の受光領域内に結像し、 結像された素子の像を検出し、 検出信号よりそれぞれの素子の位置を求めるようにした
ことを特徴とするアレイ素子検査方法。
1. A method for detecting the position of a plurality of elements arranged in an array using an optical detection means, wherein light from the plurality of elements is mutually aligned with an optical axis corresponding to each element. It is taken out by a lens array having a plurality of lenses arranged substantially in parallel, light from each lens of the lens array is formed into an image in a light receiving area of the detecting means by an image forming lens, and an image of the formed element is formed. An array element inspection method, comprising: detecting and detecting the position of each element from a detection signal.
【請求項2】複数の素子が互いにほぼ平行な光軸を有
し、前記光軸に対し垂直な面内におけるi番目(i=1
〜N、Nは素子の個数)の素子の座標が(Xoi ,Yo
i )と表されるようにアレイ状に配列したアレイ素子の
位置を検出する請求項1に記載の方法であって、 前記複数の素子のそれぞれに対応し、互いにほぼ平行な
光軸と等しい焦点距離f1 を有する複数のレンズが、前
記各レンズの光軸に対し垂直な面内にi番目のレンズの
光軸の座標が(Xli ,Yli )と表されるように配列
されたレンズアレイと、レンズアレイの各レンズからの
光を結像する焦点距離f2 の結像レンズとを備え、レン
ズアレイ及び結像レンズにより、前記レンズアレイを構
成するレンズの光軸に対し垂直な前記検出手段の受光領
域内の検出面の面内に各素子の像を結像させる際に、複
数の素子に対するレンズアレイ、結像レンズの配置を下
記の式(1)〜(3)の関係を満たすようにして、前記
複数の素子のうちi番目の素子からの光を、前記レンズ
アレイ中のi番目のレンズにより取り出し、取り出され
た光を結像レンズにより前記検出面の所望の位置(Xs
i ,Ysi )に結像し、 結像されたそれぞれの素子の像を検出し、 検出信号よりそれぞれの素子の位置を求めるようにした
ことを特徴とするアレイ素子検査方法。 Xoi −( k×Xli ) =Xsi /M (1) Yoi −( k×Yli ) =Ysi /M (2) η={( k−1) ×( β+ξ) −1}×β/{ξ×( k−1) −1} (3 ) ただし、 k:各素子と、前記各素子に対応するレンズアレイ中の
レンズの第1主点との距離をf1 で除算した値 β:結像レンズの焦点距離f2 をf1 で除算した値 ξ:レンズアレイの各レンズの第2主点と結像レンズの
第1主点との距離から焦点距離f1 及びf2 を引いた距
離をf1 で除算した値 η:結像レンズの第2主点と検出面との距離をf1 で除
算した値 M:レンズアレイと結像レンズからなる光学系の倍率で
あり、M=−β/{1+(1−k)×ξ}と表される X、Y軸:レンズアレイを構成するレンズの光軸の方向
(Z軸方向)に対し垂直な方向を有し、互いに直交する
座標軸であり、(Xoi ,Yoi )、(Xli,Y
i )、(Xsi ,Ysi )の各座標も共通のX、Y座
標軸を基準としている
2. A device according to claim 1, wherein the plurality of elements have optical axes substantially parallel to each other, and an i-th element (i = 1) in a plane perpendicular to the optical axis.
NN, where N is the number of elements, the coordinates of the elements are (Xo i , Yo)
2. The method according to claim 1, wherein the position of the array elements arranged in an array is detected as represented by i ), wherein the focal point corresponds to each of the plurality of elements and is equal to an optical axis substantially parallel to each other. a plurality of lenses having a distance f 1 is the coordinates (Xl i, Yl i) of the optical axis of the i-th lens in a plane perpendicular to the optical axis of each lens array lenses as represented as comprising an array, and the imaging lens focal length f 2 for imaging the light from each lens of the lens array, the lens array and an imaging lens, the perpendicular to the optical axis of the lens constituting the lens array When an image of each element is formed on the detection surface in the light receiving area of the detection means, the arrangement of the lens array and the imaging lens with respect to the plurality of elements is determined by the following equations (1) to (3). So as to satisfy the i-th one of the plurality of elements. Light from the element is extracted by the i-th lens in the lens array, and the extracted light is extracted by the imaging lens at a desired position (Xs
i , Ys i ), an image of each formed element is detected, and a position of each element is obtained from a detection signal. Xo i - (k × Xl i ) = Xs i / M (1) Yo i - (k × Yl i) = Ys i / M (2) η = {(k-1) × (β + ξ) -1} × β / {ξ × (k- 1) -1} (3) However, k: each element, the value of the distance between the first principal point of the lens in the lens array corresponding to each element divided by f 1 β: the value obtained by dividing the focal length f 2 of the imaging lens by f 1 ξ: the focal lengths f 1 and f 2 are calculated from the distance between the second principal point of each lens of the lens array and the first principal point of the imaging lens. A value obtained by dividing the subtracted distance by f 1 η: a value obtained by dividing the distance between the second principal point of the imaging lens and the detection surface by f 1 M: a magnification of an optical system including the lens array and the imaging lens; M = −β / {1+ (1−k) ×} X, Y axes: directions perpendicular to the optical axis direction (Z axis direction) of the lenses constituting the lens array, With orthogonal coordinate axes Ri, (Xo i, Yo i) , (Xl i, Y
l i ) and (Xs i , Ys i ) are also based on the common X and Y coordinate axes.
【請求項3】前記各素子からの光を前記検出手段の受光
領域内の検出面のほぼ同一点に結像するようにしたこと
を特徴とする請求項1または2に記載のアレイ素子検査
方法。
3. The array element inspection method according to claim 1, wherein light from each of the elements is imaged at substantially the same point on a detection surface in a light receiving area of the detection means. .
【請求項4】前記レンズアレイ及び結像レンズからなる
光学系がアフォーカル系となるように配置したことを特
徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアレイ検査方
法。
4. The array inspection method according to claim 1, wherein the optical system including the lens array and the imaging lens is arranged to be an afocal system.
【請求項5】前記アレイ素子からの光を前記レンズアレ
イによりほぼ平行光として取り出すようにしたことを特
徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアレイ素子検
査方法。
5. The array element inspection method according to claim 1, wherein light from the array element is extracted as substantially parallel light by the lens array.
【請求項6】アレイ状に配置された複数の素子の位置を
検出するアレイ素子検査装置において、 前記複数の素子のそれぞれに対応する光軸が互いにほぼ
平行に配置された複数のレンズを有するレンズアレイ
と、 該レンズアレイの各レンズからの光を検出手段の受光領
域内に結像するための少なくとも一つの結像レンズと、 結像された素子の像を検出する検出手段と、 検出手段の検出信号よりそれぞれの素子の位置を求める
ための演算回路とを備え、 前記レンズアレイ、前記結像レンズ、前記検出手段が、
前記レンズアレイの各レンズからの光を前記検出手段の
受光領域内に結像するように配置されていることを特徴
とするアレイ素子検査装置。
6. An array element inspection apparatus for detecting positions of a plurality of elements arranged in an array, wherein the plurality of lenses have a plurality of lenses whose optical axes respectively corresponding to the plurality of elements are arranged substantially parallel to each other. An array, at least one image forming lens for forming an image of light from each lens of the lens array in a light receiving area of the detecting means, detecting means for detecting an image of the formed element, and detecting means. An arithmetic circuit for determining the position of each element from the detection signal, wherein the lens array, the imaging lens, and the detection means
An array element inspection apparatus, wherein light from each lens of the lens array is arranged to form an image in a light receiving area of the detection means.
【請求項7】複数の素子が互いにほぼ平行な光軸を有
し、前記光軸に対し垂直な面内におけるi番目(i=1
〜N、Nは素子の個数)の素子の座標が(Xoi ,Yo
i )と表されるようにアレイ状に配列したアレイ素子の
位置を検出する請求項6に記載のアレイ素子検査装置に
おいて、 前記複数の素子のそれぞれに対応し、互いにほぼ平行な
光軸と等しい焦点距離f1 を有する複数のレンズが、前
記各レンズの光軸に対し垂直な面内にi番目のレンズの
光軸の座標が(Xli ,Yli )と表されるように配列
されたレンズアレイと、 レンズアレイからの光を、前記レンズアレイを構成する
レンズの光軸に対し垂直な前記検出手段の受光領域内の
検出面の面内に結像させる焦点距離f2 の結像レンズ
と、 前記複数の素子に対するレンズアレイ、結像レンズの配
置を下記の式(1)〜(3)の関係を満たすように設定
することにより、前記複数の素子のうちi番目の素子か
らの光が前記レンズアレイ中のi番目のレンズ及び結像
レンズにより前記検出面の所望の位置(Xsi ,Y
i )に結像され、この結像されたそれぞれの素子の像
を検出するための検出手段と、 検出手段の検出信号よりそれぞれの素子の位置を求める
ための演算回路とを備えたことを特徴とするアレイ素子
検査装置。 Xoi −( k×Xli ) =Xsi /M (1) Yoi −( k×Yli ) =Ysi /M (2) η={( k−1) ×( β+ξ) −1}×β/{ξ×( k−1) −1} (3 ) ただし、 k:各素子と、前記各素子に対応するレンズアレイ中の
レンズの第1主点との距離をf1 で除算した値 β:結像レンズの焦点距離f2 をf1 で除算した値 ξ:レンズアレイの各レンズの第2主点と結像レンズの
第1主点との距離から焦点距離f1 及びf2 を引いた距
離をf1 で除算した値 η:結像レンズの第2主点と検出面との距離をf1 で除
算した値 M:レンズアレイと結像レンズからなる光学系の倍率で
あり、M=−β/{1+(1−k)×ξ}と表される X、Y軸:レンズアレイを構成するレンズの光軸の方向
(Z軸方向)に対し垂直な方向を有し、互いに直交する
座標軸であり、(Xoi ,Yoi )、(Xli,Y
i )、(Xsi ,Ysi )の各座標も共通のX、Y座
標軸を基準としている
7. A plurality of elements have optical axes substantially parallel to each other, and an ith (i = 1) plane in a plane perpendicular to said optical axis.
NN, where N is the number of elements, the coordinates of the elements are (Xo i , Yo)
7. The array element inspection apparatus according to claim 6, wherein the positions of the array elements arranged in an array are detected as represented by i ), and the optical axes correspond to each of the plurality of elements and are substantially parallel to each other. a plurality of lenses having a focal length f 1 is the arranged as coordinates of the optical axis of the i-th lens in a plane perpendicular to the optical axis of each lens is expressed as (Xl i, Yl i) lens array and the light from the lens array, the focal length f 2 of the imaging lens for forming in the plane of the detection surface of the light receiving region of vertical said detecting means with respect to the optical axis of the lens constituting the lens array And setting the arrangement of the lens array and the imaging lens with respect to the plurality of elements so as to satisfy the following expressions (1) to (3), whereby light from the i-th element among the plurality of elements is obtained. Is the i-th in the lens array Desired position of the detection surface by a lens and the imaging lens (Xs i, Y
s i ), comprising: detecting means for detecting the image of each of the formed elements; and an arithmetic circuit for determining the position of each element from a detection signal of the detecting means. Characteristic array element inspection equipment. Xo i - (k × Xl i ) = Xs i / M (1) Yo i - (k × Yl i) = Ys i / M (2) η = {(k-1) × (β + ξ) -1} × β / {ξ × (k- 1) -1} (3) However, k: each element, the value of the distance between the first principal point of the lens in the lens array corresponding to each element divided by f 1 β: the value obtained by dividing the focal length f 2 of the imaging lens by f 1 ξ: the focal lengths f 1 and f 2 are calculated from the distance between the second principal point of each lens of the lens array and the first principal point of the imaging lens. A value obtained by dividing the subtracted distance by f 1 η: a value obtained by dividing the distance between the second principal point of the imaging lens and the detection surface by f 1 M: a magnification of an optical system including the lens array and the imaging lens; X and Y axes are expressed as M = −β / {1+ (1-k) ×}. The X and Y axes have directions perpendicular to the direction of the optical axis (Z-axis direction) of the lenses constituting the lens array. With orthogonal coordinate axes Ri, (Xo i, Yo i) , (Xl i, Y
l i ) and (Xs i , Ys i ) are also based on the common X and Y coordinate axes.
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