JP2000081369A

JP2000081369A - アレイ素子検査方法およびアレイ素子検査装置

Info

Publication number: JP2000081369A
Application number: JP10252452A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yamaura; 均山浦
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1998-09-07
Filing date: 1998-09-07
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】アレイ素子の相対位置を、高分解能で広範
囲、かつ比較的安価に検査できるようにする。【解決手段】ファイバアレイ１の各ファイバ１ｂから
の光を、各ファイバ１ｂに対応する光軸が互いにほぼ平
行に配置されたピンホールアレイ２に入射して、これよ
りほぼ平行光として取り出す。撮影範囲が限られても支
障がないように、ピンホールアレイ２のそれぞれからの
平行光を結像レンズ３でほぼ同―点に結像する。結像さ
れたファイバ１ｂの像をCCD カメラ４で撮影し、コンピ
ュータ５によって撮影信号からそれぞれの素子の相対位
置を求める。前記同一点からのずれ量からファイバアレ
イ１の良否を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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
数のピンホールを有するピンホールアレイにより取り出
し、該ピンホールアレイの各ピンホールからの光を結像
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。

【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。

【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（Ｘｏ_i，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を有する複数のピンホールが、前記各
ピンホールの光軸に対し垂直な面内にｉ番目のピンホー
ルの光軸の座標が（Ｘｌ_i，Ｙｌ_i）と表されるように
配列されたピンホールアレイと、ピンホールアレイの各
ピンホール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。

【００１０】そしてピンホールアレイ及び結像レンズに
より、前記ピンホールアレイを構成するピンホールの光
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
ピンホールアレイ、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、前記ピンホールアレイ中
のｉ番目のピンホールにより取り出し、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，
Ｙｓ_i）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。

【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）ただし、ｋ：各素子と、前記各素子に対応するピンホールアレイ
中のピンホールとの距離を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：ピンホールアレイの各ピンホールと結像レンズの第
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：ピンホール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：ピンホールアレイを構成するピンホールの光
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、（Ｘｏ_i，Ｙｏ_i）、（Ｘ
ｌ_i，Ｙｌ_i）、（Ｘｓ_i，Ｙｓ_i）の各座標も共通の
Ｘ、Ｙ座標軸を基準としているなお、本明細書において、ピンホールの焦点距離ｆ₁と
は、当該ピンホールと同じ機能を有するレンズを考え、
このレンズの焦点距離をもってｆ₁とする。

【００１２】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、同じ焦点距離のピンホー
ルやレンズを用いても、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。

【００１３】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、ピンホール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ピンホール
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）、ピンホ
ール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。

【００１４】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
のピンホールを有するピンホールアレイと、該ピンホー
ルアレイの各ピンホール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、前記ピンホールアレイ、前記結像レンズ、
前記検出手段が、前記ピンホールアレイの各ピンホール
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。

【００１５】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、ピンホールアレイ、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。

【００１６】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（Ｘｏ_i，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を有する複数のピンホー
ルが、前記各ピンホールの光軸に対し垂直な面内にｉ番
目のピンホールの光軸の座標が（Ｘｌ_i，Ｙｌ_i）と表
されるように配列されたピンホールアレイと、ピンホー
ルアレイからの光を、前記ピンホールアレイを構成する
ピンホール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。

【００１７】さらに前記複数の素子に対するピンホール
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ピンホールアレイ
中のｉ番目のピンホール及び結像レンズにより前記検出
面の所望の位置（Ｘｓ_i，Ｙｓ_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ものである。

【００１８】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）ただし、ｋ：各素子と、前記各素子に対応するピンホールアレイ
中のピンホールとの距離を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：ピンホールアレイの各ピンホールと結像レンズの第
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：ピンホール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：ピンホールアレイを構成するピンホールの光
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、（Ｘｏ_i，Ｙｏ_i）、（Ｘ
ｌ_i，Ｙｌ_i）、（Ｘｓ_i，Ｙｓ_i）の各座標も共通の
Ｘ、Ｙ座標軸を基準としている

【００１９】

【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。

【００２０】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、ピンホールアレイ２、結像レンズ３、CC
D 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。

【００２１】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７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。

【００２２】ファイバアレイ１からの光を平行光にする
光学素子として一体型のピンホールアレイ２を使用し
た。ピンホールアレイ２を構成するピンホール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。ピンホールアレイ２は、ピ
ッチ250 μｍ、焦点距離2 ｍｍである。ファイバ端面１
ａはピンホールアレイ２の焦点面に設定した。

【００２３】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ピンホールアレイ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。倍率はピ
ンホールアレイ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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【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とピンホールアレイ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、ピンホールアレイ２と結像レンズ３との間
に設けてもよい。

【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をピンホールアレイ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をピンホールアレイ２の後ろに配置して
もよい。）更に、図５に示すように、ピンホールアレイ
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
にピンホールアレイ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。

【００２８】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６
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。

【００２９】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
図８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、ピンホールア
レイの対応する各ピンホール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８では、ファイバアレイの１本のファイバ
２１と、これに対向するピンホールアレイの１個のピン
ホール２２のみを示している。

【００３０】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（Ｘｏ_i，Ｙｏ_i）とする。また、ｉ番目のファイ
バ２１に対向して設けられるピンホールアレイのｉ番目
のピンホール２２の座標を（Ｘｌ_i，Ｙｌ_i）とする。

【００３１】更に、ファイバアレイの各ファイバ２１に
対し、ピンホールアレイの各ピンホール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番目のピンホール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（Ｘ
ｓ_i，Ｙｓ_i）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、（Ｘｏ_i，
Ｙｏ_i）、（Ｘｌ_i，Ｙｌ_i）及び（Ｘｓ_i，Ｙｓ_i）
の各座標も共通のＸ―Ｙ座標軸を基準としている。）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）ただし、ｋ：各素子と、前記各素子に対応するピンホールアレイ
中のピンホールとの距離を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：ピンホールアレイの各ピンホールと結像レンズの第
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：ピンホール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ピンホール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。

【００３２】図８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'
ｏ_i，Ｙ' ｏ_i））の光線の軌跡である。

【００３３】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、ピンホールア
レイも焦点距離3 ｍｍのピンホール２２がピッチ250 μ
ｍで設けられたものである。更に、この実施形態では、
ファイバ２１の端面をピンホール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Ｃ
ＣＤ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）。ＣＣ
Ｄの画素サイズは、上記実施形態と同じく、11×13μ
ｍ、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。

【００３４】各ファイバ２１の端面像は、それぞれ対応
するピンホール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、ピンホール２２と結像
レンズ２３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。

【００３５】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。

【００３６】図９はピンホールアレイの各ピンホール２
２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９( ａ) に示すように、上記実施
例と同様に各ファイバ２１に対応させてピンホールアレ
イの各ピンホール２２をほぼ250 μｍの一定ピッチでＸ
軸方向に並べるが、各ピンホール２２の位置は正確に一
定ピッチではなく、８個のピンホール２２をこの一定ピ
ッチ位置（（0 μｍ，0 μｍ）、（250 μｍ，0 μ
ｍ）、（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番目のピンホー
ル２２の位置座標を（0-15μｍ，10μｍ）とし、以下２
番目から８番目までのピンホール２２の位置座標をそれ
ぞれ（250-15μｍ，-10 μｍ）、（500-7.5 μｍ，0 μ
ｍ）、（750 μｍ，10μｍ）、（1000μｍ，-10 μ
ｍ）、（1250+7.5μｍ，0 μｍ）、（1500+15 μｍ，10
μｍ）、（1750+15 μｍ，-10 μｍ）としている。他の
条件は、上記図８の実施形態と同じである。

【００３７】各ピンホール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９( ｂ) のＣ点）に結像され
る。しかし、この実施形態では、上述したように各ピン
ホール２２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９( 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番目のピンホール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＝-1
00×( Ｘｏ₁−Ｘｌ₁) 、Ｙｓ₁＝-100×( Ｙｏ₁−Ｙ
ｌ₁) であり、撮像面３０の中心位置のＣ点からＸ方向
に-1.5ｍｍ、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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】

【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。

【００４１】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、ピンホールアレイ、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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】ピンホールを設けた遮光板をピンホールアレイ
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。

【図４】波長フィルタをピンホール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。

【図５】波長フィルタをピンホールアレイの前に配置
し、波長可変フィルタをピンホール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。

【図６】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。

【図７】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。

【図８】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。

【図９】ピンホールアレイの各ピンホールの配置を調整
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) はピ
ンホールアレイの各ピンホールの配置を示す図、( 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。

【符号の説明】

１ファイバアレイ１ｂファイバ２ピンホールアレイ２ｂピンホール３結像レンズ４ CCD カメラ５コンピュータ２１ファイバ２２ピンホール２３結像レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【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ピンホールを有するピ
ンホールアレイにより取り出し、該ピンホールアレイの各ピンホール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。
【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（Ｘｏ_i，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を有する複数のピンホール
が、前記各ピンホールの光軸に対し垂直な面内にｉ番目
のピンホールの光軸の座標が（Ｘｌ_i，Ｙｌ_i）と表さ
れるように配列されたピンホールアレイと、ピンホール
アレイの各ピンホールからの光を結像する焦点距離ｆ₂
の結像レンズとを備え、ピンホールアレイ及び結像レン
ズにより、前記ピンホールアレイを構成するピンホール
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
するピンホールアレイ、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、前記ピンホールア
レイ中のｉ番目のピンホールにより取り出し、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（Ｘ
ｓ_i，Ｙｓ_i）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。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）ただし、ｋ：各素子と、前記各素子に対応するピンホールアレイ
中のピンホールとの距離を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：ピンホールアレイの各ピンホールと結像レンズの第
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：ピンホール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：ピンホールアレイを構成するピンホールの光
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、（Ｘｏ_i，Ｙｏ_i）、（Ｘ
ｌ_i，Ｙｌ_i）、（Ｘｓ_i，Ｙｓ_i）の各座標も共通の
Ｘ、Ｙ座標軸を基準としている
【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。
【請求項４】前記ピンホール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。
【請求項５】前記アレイ素子からの光を前記ピンホール
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。
【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ピンホールを有するピンホール
アレイと、該ピンホールアレイの各ピンホール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、前記ピンホールアレイ、前記結像レンズ、前記検出手段
が、前記ピンホールアレイの各ピンホールからの光を前
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。
【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（Ｘｏ_i，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を有する複数のピンホール
が、前記各ピンホールの光軸に対し垂直な面内にｉ番目
のピンホールの光軸の座標が（Ｘｌ_i，Ｙｌ_i）と表さ
れるように配列されたピンホールアレイと、ピンホールアレイからの光を、前記ピンホールアレイを
構成するピンホール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ピンホールアレイ、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
子からの光が前記ピンホールアレイ中のｉ番目のピンホ
ール及び結像レンズにより前記検出面の所望の位置（Ｘ
ｓ_i，Ｙｓ_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。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）ただし、ｋ：各素子と、前記各素子に対応するピンホールアレイ
中のピンホールとの距離を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：ピンホールアレイの各ピンホールと結像レンズの第
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：ピンホール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：ピンホールアレイを構成するピンホールの光
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、（Ｘｏ_i，Ｙｏ_i）、（Ｘ
ｌ_i，Ｙｌ_i）、（Ｘｓ_i，Ｙｓ_i）の各座標も共通の
Ｘ、Ｙ座標軸を基準としている