JPS6341016B2

JPS6341016B2 -

Info

Publication number: JPS6341016B2
Application number: JP55025484A
Authority: JP
Inventors: Yukio Ogura
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-02-29
Filing date: 1980-02-29
Publication date: 1988-08-15
Also published as: JPS56120935A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はレンズアレイ検査装置に関するもので
ある。

本発明は主としてレンズアレイを検査測定する
のに適するが、単体のレンズを測定することも可
能である。ところで、上記レンズアレイとは、こ
こでは電子写真複写機等においてスリツト露光用
として用いられるものを主としており、機能的に
は正立実像を得るようにかつアレイ状に構成され
ているものをいう。その代表的なものを例示する
と、まず、第１図に示されているのは集束性光伝
送体になるレンズアレイであり、多数の集束性光
伝送体が２列に千鳥状に配列してフレームに取付
けてある。第２図は上記集束性光伝送体による結
像状態を示している。第３図は３枚のレンズを組
合せて正立実像を得るようにした例を示してお
り、１列又は複数列のアレイとして使用される。
第４図はプリズム入レンズの例で、１列のアレイ
で使用される。

本発明に係る従来技術としては、(1)スリツト像
を回転ジーメンスターを介して受光器にて受光
し、受光信号を周波数分析し、フーリエ変換によ
りMTF（Modulation Transfer Function：伝達
関数）を測定する技術（特開昭54−31766）や、
(2)白黒の矩形波チヤートを結像させ、光電子倍像
管で受光してMTFを求める技術等が知られてい
る。

しかしながら、上記(1)の技術はレンズアレイの
結像範囲のうち１点（微少面積）のMTF測定装
置であり、レンズアレイが主に走査光学系に使用
されることを考えると実際的な検査装置ではな
い。次に、上記(2)の技術は、第５図に示されるよ
うに、符号１で示される矩形波チヤートと被検レ
ンズアレイ２とを一体的に構成して、この一体的
構成物を、受光器３、照明光源４、測定補助レン
ズ５等に対して相対的に移動させて測定するよう
にしている。このため、矩形波チヤート１は被検
レンズアレイ２と同じ長さ分だけ必要となる。こ
のような長さ範囲にわたる矩形波チヤート１の作
製は技術的に難しく、ともすればピツチにばらつ
きを生じたりする。又、高精度に作製すれば非常
に高価なものになつてしまうという難点がある。

本発明は上記の事情に着目してなされたもの
で、特にレンズアレイの光量分布、照度むら、ピ
ツチむら（レンズアレイのピツチに対応した光量
むらをいう）、MTF等の検査項目を同時的に効率
良く、レンズアレイの全域にわたつて検査するこ
とのできるレンズアレイ検査装置を提供すること
を目的とする。

以下に、本発明の実施例を図面とともに詳細に
説明する。

さて、本発明によるレンズアレイ検査装置は、
物体面部を照明する照明装置と、被検レンズアレ
イを着脱自在に装着する被検レンズアレイ取付装
置と、上記照明装置より発せられた後上記被検レ
ンズアレイを透過した光を検知する固体走査素子
と、上記固体走査素子で受光した光強度信号を演
算して出力する演算回路を有していて、さらに、上記照明装置は被検レンズアレイの光軸方向
（以下Ｚ方向という）に移動可能であり、上記被検レンズアレイ取付装置は被検レンズア
レイの長手方向（以下ｘ方向という）と、Ｚ方向
に直交する平面（以下水平面という）内であつて
かつｘ方向に直交する方向（以下ｙ方向という）
に移動が可能であり、上記固体素子はｘ方向、ｙ方向の各移動と水平
面内での旋回運動が可能であり、上記物体面部は検査の目的に応じてチヤート板
の着脱が自在でありしかもチヤート板は水平面内
にて旋回可能に装着されていることを特徴とす
る。

さて、第６図の左上に示した立方体の図形は、
以下に説明するレンズアレイ検査装置９の構成を
説明する上で必要な空間的な方向を定義するため
の補助図で、互いに直交する３つの稜線６，７，
８の各方向をそれぞれこの明細書でいうｘ方向、
ｙ方向、Ｚ方向とする。又、稜線６，７に囲まれ
た平面１０をこの明細書でいう水平面とする。

本発明によるレンズアレイ検査装置の本体フレ
ームは符号１１で示され、断面が長方形のパイプ
を輪切りにした如き形状をしている。この本体フ
レーム１１を構成していてｘ方向上に対向した関
係にある２つの壁面１１ａ，１１ｂ間には２本の
真直なガイドバー１２，１３が互いに平行をなし
てさし渡されていて、それぞれの両端部は上記各
壁面１１ａ，１１ｂを貫通し、固着されている。
ガイドバー１２，１３は長手方向をｘ方向に合わ
せてあり、又、Ｚ方向に整列しており、ガイドバ
ー１２はガイドバー１３の上方に位置している。

符号１４は側面形状がＬ字型に折曲されている
プレートから成る第１移動台を示している。この
第１移動台１４はｘ方向上、被検レンズアレイの
長さに合わせて製作されていて、例えば通常最も
多く検査される被検レンズアレイの長さよりも若
干長めに設定されている。第１移動台１４の垂直
面部には４つの角ブロツク１４ａ，１４ｂ，１４
ｃ，１４ｄが固着されている。角ブロツク１４
ａ，１４ｂはそれぞれ第１移動台１４のｘ方向上
両端に位置していてガイドバー１２が摺動自在に
挿通している。又、角ブロツク１４ｃ，１４ｄも
それぞれ第１移動台１４のｘ方向上両端に位置し
ていて、ガイドバー１３が摺動自在に挿通してい
る。

角ブロツク１４ｄにはピン１４d₁が植設されて
いて、このピン１４d₁にはワイヤー１５の一端が
固着されている。このように一端をピン１４d₁に
固着されているワイヤー１５は、いくつかのプー
リーに掛け回された後、その他端を、角ブロツク
１４ｃに植設されたピン１４c₁に固着されてい
る。上記いくつかのプーリーとは、本体フレー
ム１１の底面１１ｃ上であつてそのｘ方向上右端
部に設置された台１６に枢支されているプーリー
P₁₆、底面１１ｃ上に配設されているステツプ
モーター１７０の回転軸と一体のプーリーP₁₇、
底面１１ｃ上であつてそのｘ方向上左端部に設
置された台に枢支されているプーリー（第６図に
は図示されてないがプーリーP₁₆と同一構成）等
である。このように構成したことにより、ステツ
プモーター１７０の駆動に応じて第１移動台１４
をガイドバー１２，１３にそわせてｘ方向に送り
移動させることができる。

次に、第１移動台１４のｘ方向上での左端水平
面部には２つのＬ字片１７，１８がｙ方向上に対
向して切り起こし状に形成されており、これらの
Ｌ字片１７，１８間にはガイドバー１９がｙ方向
にその長手方向を合わせてさし渡され、固着され
ている。第１移動台１４のｘ方向上での右端水平
面部にも上記と同様の構成が施されていて、ガイ
ドバー１９と平行に、ガイドバー２０が設けられ
ている。

上記ガイドバー１９，２０はそれぞれ、角ブロ
ツク２１，２２を摺動自在に、挿通している。角
ブロツク２１，２２の各上面にはコの字形をした
板からなる第２移動台２３が固着されている。次
に、角ブロツク２１の側部には２本のピン２１
ａ，２１ｂが植設されている。又、第１移動台１
４には補助台２４が固着されている。この補助台
２４上にはステツプモーター２５が取付けられて
いて、このステツプモーター２５に並設してプー
リーP₂₆が枢支されている。このプーリーP₂₆と、
ステツプモーター２５の回転軸に固着されている
プーリーP₂₅との間にはワイヤー２８が巻き回さ
れている。又、第１移動台１４上には、Ｌ字片１
８の近傍位置にプーリーP₁₈が枢支されている。
これらプーリーP₂₆，P₂₅，P₁₈はｙ方向上に一直
線に並んでいる。そして、一端を上記ピン２１ａ
に固着されたワイヤー２７はプーリーP₂₅，P₁₈を
巻き回された後、上記ピン２１ｂに他端を固着さ
れている。このような構成により、ステツプモー
ター２５の駆動に応じて第２移動台２３をガイド
バー１９，２０にそつてｙ方向に送り移動させる
ことができる。なお、プーリーP₂₆を設けたのは、
ステツプモーター２５の駆動力を、角ブロツク２
１ばかりでなく、角ブロツク２２にも伝達して、
ｙ方向に長さを有する第２移動台２３をｙ方向に
円滑に移動させるための配慮であり、該プーリー
P₂₆の軸２９を介して角ブロツク２２部へ動力が
伝達される。角ブロツク２２部における移動機構
は上記説明した角ブロツク２１の移動機構に準ず
る。

第２移動台２３において、角ブロツク２１を固
着している部分と、角ブロツク２２を固着してい
る部分には被検レンズ取付台３０がさし渡されて
いて、この被検レンズ取付台３０は第７図に詳細
に示されているように、ねじ３１，３２を以て第
２移動台２３に固定されている。被検レンズ取付
台３０の長手方向両端にはそれぞれ溝部３３，３
４が形成されている。そしてこの溝部３３，３４
に、被検レンズアレイ２を保持したプレート３
５，３６が嵌入装着されてねじ３７，３８にて止
められる。つまり、被検レンズアレイ２は、あら
かじめプレート３５，３６に挾まれた上、ねじ３
９，４０により止められていて、このような組合
せがいくつか用意されている。検査に際しては上
記のセツトが被検レンズ取付台３０に次々と着脱
される。なお、被検レンズ取付台３０の底部に穿
たれている長方形の穴４１は被検レンズアレイ２
の光路をさえぎらないようにするために形成され
ている。なお、第６図には図の繁雑さを避けるた
めに図示しなかつたが、符号５６，５７′で示さ
れる遮光板が設けてある。上記被検レンズ取付台
３０及びプレート３５，３６等を以て被検レンズ
アレイ取付装置が構成されている。

本体フレーム１１の上面１１ｄ上であつて、ｘ
方向上のほぼ中央部分には、いくつかの円筒と、
これら円筒の周面に刻まれたねじの噛み合わせに
より構成されたいわゆる直進ヘリコイド方式にな
るＺ方向への移動調節機構４２が上面１１ｄを貫
いて組立ててある。この移動調節機構を構成する
一番内側の円筒４３の下端部には物体面部４４が
設けてある。この物体面部４４は第８図に示す如
く、円筒４３に枢着されたリング状の支持部材４
５と、この支持部材４５に形成された溝に装着し
て支持されている矩形波チヤート４６、拡散板４
７、色補正フイルター４８等から成る。

Ｚ方向上、矩形波チヤート４６は最下位に、拡
散板４７はその上に、色補正フイルター４８は最
上位に設置される。上記中、特に矩形波チヤート
４６は必要に応じて交換可能であり、水平面内に
て、ｘ方向からｙ方向へ向けて旋回可能である。
上記交換可能とするための仕組は例えば支持部材
４５に形成されている溝を利用して抜き差しする
等の方策が採られている。又、上記旋回に関して
は、第９図に示されるように矩形波チヤート４６
を支持しているフレーム４９の切欠部４９ａ，４
９ｂを支持部材４５に引掛けて支持部材４５とと
もに旋回する等の手段が採られる。符号５０は、
矩形波チヤート４６を交換したり、旋回したりす
る際に把むためのつまみを示している。

なお、上記色補正フイルター４８は、受光器と
しての固体走査素子（後述）の分光感度が赤外光
に多くあるためそれを視感度に近づけるために設
けてある。例えば市販のＣ−500フイルター（保
谷ガラス製）あるいは多層膜コートを施した色補
正フイルター等が用いられる。

次に、円筒４３内であつて物体面部４４よりも
上方の位置には、物体面部４４を照明する照明装
置５１が装着されている。この照明装置５１内に
は照明ランプ（図示されず）が設けてある。照明
装置５１の上方部には冷却フアン５２′が装着さ
れていて、移動調節機構４２部を冷却する。リン
グ状のつまみ５７を回すことにより、周知の直進
ヘリコイド方式により円筒４３はＺ方向に上下移
動調節される。

照明装置５１と物体面部４４とを結ぶ、Ｚ方向
上の下方位置には被検レンズアレイ２が位置して
おり、そのさらに下方位置に固体走査素子５２が
位置している。固体走査素子５２は支持台５３を
介してプレート５４上に装着されており、このプ
レート５４はｘ、ｙ方向に各3゜程傾斜させること
が自在な傾斜ステージ５５上に取付けられてい
る。この傾斜ステージ５５は又、符号５８で示さ
れるＺ微動スタンド上に載置されている。このＺ
微動スタンド５８はつまみ５８ａを回すことによ
りＺ方向に微動される。このＺ微動スタンド５８
はｘ方向及びｙ方向に移動可能なメカニカルステ
ージ５９上に載置されており、つまみ５９ａを回
すことによりｙ方向への微動が、つまみ５９ｂを
回すことによりｘ方向への微動が可能である。メ
カニカルステージ５９は、回転微動ステージ６０
上に載置されている。つまみ６０ａを回すことに
より、回転微動ステージ６０は水平面内で旋回さ
せられる。

このような構成により、固体走査素子５２はｘ
方向、ｙ方向、Ｚ方向に対して移動調節が可能で
あり、又、水平面内での旋回、水平面に対する傾
き調節が可能である。

第６図に符号８０，８１で示されている矩形の
穴は長尺の被検レンズアレイが装着された場合の
逃げ穴であり、これにより長尺のレンズアレイに
対する検査も可能である。

第１０図は本発明の全体構成を模型的に示した
もので、固体走査素子５２の情報は演算回路６１
に送られるようになつている。固体走査素子５２
で受光した光強度信号は演算回路６１にて演算処
理され、例えば、xyレコーダーやオシロスコー
プにより検査データー６２として出力される。あ
るいは、適宜の印字手段を介して、デジタル表示
された検査データー６３として出力される。

本発明によるレンズアレイ検査装置は、固定的
に装備された矩形板チヤート４６に対して、被検
レンズアレイが長手方向（ｘ方向）に一定速度で
送られるようになつているので、被検レンズアレ
イの全域にわたる検査が可能であり、しかも、矩
形板チヤート４６は被検レンズアレイ程の長さ分
を必要としない。従つて冒頭の(1)(2)で述べた如き
従来技術の欠点は回避される。

次に、本発明によるレンズアレイ検査装置によ
る検査のしかたについて一例を述べる。

検査に際しては、本体フレーム１１のｙ方向上
における開口部は遮光布を掛ける等して遮光さ
れ、本体フレーム１１内は遮光される。

例えば第１１図に示されるように、矩形波チヤ
ート４６の明暗方向及び固体走査素子５２の長手
方向を共にｙ方向に設定し、かつ、つまみ６２
や、ステツプモーター１７０，２５や、つまみ５
８ａ，５９ａ，５９ｂ，６０ａ等を回して調整す
ることにより矩形波チヤート４６の像が固体走査
素子５２上に結像されるように設定してから、ス
テツプモーター１７０を駆動することにより、微
少一定量ずつ第１移動台１４をｘ方向に送りつ
つ、固体走査素子５２で受光した情報を読み出し
ていけば、第１２図に示される如き検査データを
得ることができる。第１２図に示された任意の１
つの山形波形はｙ方向での被検レンズアレイ２に
よる光量分布を示す。

そして、演算回路６１を介してこの山形波形を
さらに拡大すれば、第１３図に示される如き波形
を得、この波形に基づき、光量分布を知ることが
できる。なお、第１２図に示されている多数の小
さな山形波形は、拡大すると第１３図に示される
ようにより小さな山形の波形から成つている。符
号６３はｙ方向での被検レンズアレイ２の幅を示
す。この第１３図に示されている小さな山形の波
形は矩形波チヤート４６に印された明暗により形
成されているものであり、従つて、これらの小さ
な山形の波形を分析することによりMTFをチエ
ツクすることができる。

第１２図において、符号６４は被検レンズアレ
イ２のｘ方向上での長さを示す。又、図中、符号
６５は被検レンズアレイ２のｘ方向上での配列ピ
ツチ、符号６６は照度むら、符号６７はピツチむ
らを示す。

このように、本発明によれば、被検レンズアレ
イ２を１回走査するだけで、各種の検査項目につ
いて調べることができる。なお、矩形波チヤート
４６は水平面内において、旋回し得るので、各種
の方向上におけるMTFを検査することができる。

ステツプモーター１７で例えば0.1mmずつｘ方
向に走査し、0.1mm毎にMTF、光量等を演算した
場合、被検レンズアレイ２の長さが300mmとする
と3000個ものデータが出力されるため、実際の検
査では例えば次のようにして行なわれる。

MTF、光量等の基準値を決めておき、この
基準値に合値しないデータのみ出力する。

データをレコーダーにて記録する。例えば、
第１４図に示されるように0.1mm間隔で目盛ら
れた目盛線６８に対応して光量の値を示す曲線
６９とMTFの値を示す曲線７０を記録してい
く。

すべての測定データを演算回路６１等に記憶
させておき、検査終了時に必要な値のみプリン
ターにて出力する。例えばMTFに関しては最
大値、最小値、平均値、分散等であり、光量に
関しては最大値、最小値、平均値、照度むら、
光量分布等である。

なお、本発明の実施に際し、光量分布のみを求
めるときは矩形波チヤート４６を取り除いた状態
で検査を行なうこともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は集束性光伝送体になるレンズアレイの
斜視図、第２図は同上図に示すレンズアレイによ
る結像状態を説明した図、第３図はレンズアレイ
として用いられるレンズの組合せを、結像状態と
ともに示した説明図、第４図はプリズム入レンズ
による結像状態を説明した図、第５図は従来技術
による検査装置の構成を説明した斜視図、第６図
は本発明によるレンズアレイ検査装置の斜視図、
第７図は被検レンズアレイ取付装置部の分解斜視
図、第８図は物体面部の断面図、第９図は矩形波
チヤートをフレームとともに示した平面図、第１
０図は本発明の全体構成を説明した図、第１１図
は本発明による検査の実際例を説明した、矩形波
チヤートと、被検レンズアレイと、固体走査素子
の斜視図、第１２図ないし第１４図はそれぞれ検
査データの一例を示した図。２……被検レンズアレイ、３０……被検レンズ
アレイ取付装置としての被検レンズ取付台、３
５，３６……被検レンズアレイ取付装置としての
プレート、４４……物体面部、５１……照明装
置、５２……固体走査素子、６１……演算回路。

Claims

【特許請求の範囲】１物体面部を照明する照明装置と、被検レンズ
アレイを着脱自在に装着する被検レンズアレイ取
付装置と、上記照明装置より発せられた後、上記
被検レンズアレイを透過した光を検知する固体走
査素子と、上記固体走査素子で受光した光強度信
号を演算して出力する演算回路を有するレンズア
レイ検査装置であつて、上記照明装置は被検レンズアレイの光軸方向
（以下ｚ方向という）に移動可能であり、上記被検レンズアレイ取付装置は被検レンズア
レイの長手方向（以下ｘ方向という）と、ｚ方向
に直交する平面（以下水平面という）内であつて
かつｘ方向に直交する方向（以下ｙ方向という）
に移動が可能であり、上記固体素子はｘ方向、ｙ方向の各移動と水平
面内での旋回運動が可能であり、上記物体面部は検査の目的に応じてチヤート板
の着脱が自在でありしかもチヤート板は水平面内
にて旋回可能に装着されていることを特徴とする
レンズアレイ検査装置。