JP2000214368A - Method and device for adjusting optical axis of lens system - Google Patents

Method and device for adjusting optical axis of lens system

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JP2000214368A
JP2000214368A JP11016459A JP1645999A JP2000214368A JP 2000214368 A JP2000214368 A JP 2000214368A JP 11016459 A JP11016459 A JP 11016459A JP 1645999 A JP1645999 A JP 1645999A JP 2000214368 A JP2000214368 A JP 2000214368A
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Japan
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lens system
lens
optical axis
chart
amount
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Japanese (ja)
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Yozo Toho
容三 東方
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Canon Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically adjust the optical axis of a lens system. SOLUTION: The linear pattern in two directions of a chart 24 is image- formed on the image pickup surface of a sensor 5 through a lens system F including a lens F1 being a lens to be adjusted, a coma flare amount caused by eccentricity of the lens F1 is calculated from the distribution of the illuminance of two pairs of linear chart images, and eccentricity correction amount is obtained, so that XY fine adjustment stage 12 is driven to finely adjust the lens F1. Then, a stage for coarse adjustment where the lens F1 is moved stepwise so as to set a fine adjustment range from the data string of maximum luminance is provided before the fine adjustment stage.

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、カメラ用レンズや
8ミリビデオカメラ用レンズ等の光学エレメントの組立
時に用いられるレンズ系光軸調整方法およびレンズ系光
軸調整装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens system optical axis adjusting method and a lens system optical axis adjusting device used when assembling optical elements such as a camera lens and an 8 mm video camera lens.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年では、カメラ用レンズや8ミリビデ
オ用レンズ等の光学エレメントのコンパクト化の要求が
高まるとともに、非球面レンズが多用されるようになっ
ている。このようなレンズ系では、1枚のレンズに許容
される偏心量は数ミクロン以内であり、部品(鏡筒、レ
ンズ)の加工精度だけではこのような光学性能の保証は
不可能であるため、レンズ系の組立時に光軸調整が必要
となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for downsizing optical elements such as camera lenses and 8-mm video lenses have been increasing, and aspherical lenses have been frequently used. In such a lens system, the amount of eccentricity allowed for one lens is within several microns, and such optical performance cannot be guaranteed only by the processing accuracy of parts (lens barrel, lens). Optical axis adjustment is required when assembling the lens system.

【0003】例えば4枚の単晶レンズを玉枠等に取付け
る際には、各単晶レンズの光軸を一致させる必要があ
り、特に、APSカメラレンズの場合は、各レンズの光
軸を偏心量2〜3ミクロンの範囲内で同軸上に一致させ
ることが要求される。
For example, when mounting four single-crystal lenses on a lens frame or the like, it is necessary to match the optical axes of the single-crystal lenses. In particular, in the case of an APS camera lens, the optical axis of each lens is decentered. It is required to be coaxially matched within the range of a few microns.

【0004】図19は一従来例によるレンズ系光軸調整
装置を示すもので、この装置においては、光源100の
下方に投影レンズ101と解像度チャート102を設置
し、チャート像は調整対象となるレンズ系Lによりコリ
メータレンズ103を経てCCDカメラ104上に結像
される。レンズ系Lは組立中であって、単晶レンズL 2
〜L4 はすでに玉枠Tに固定ずみであり、最上端の単晶
レンズL1 のみが固定していない状態にある。
FIG. 19 shows a conventional optical axis adjustment of a lens system.
1 shows a device, in which the light source 100
Projection lens 101 and resolution chart 102 installed below
The chart image is collimated by the lens system L to be adjusted.
Image on CCD camera 104 via meter lens 103
Is done. The lens system L is under assembly and the single crystal lens L Two 
~ LFour Is already fixed to the ball frame T, and the topmost single crystal
Lens L1 Only the state is not fixed.

【0005】チャート像がレンズ系Lを通過した際、単
晶レンズL2 〜L4 と単晶レンズL 1 の光軸が一致して
いればカメラモニタ上のチャート像は解像されて観察さ
れる。チャート像が解像されずに観察された場合は、チ
ャート像が解像されるように単晶レンズL1 をXY方向
に微動調整し、調整が完了すれば単晶レンズL1 を玉枠
Tに接着剤で固定する。
When the chart image passes through the lens system L,
Crystal lens LTwo ~ LFour And single crystal lens L 1 The optical axes of
If there is, the chart image on the camera monitor is resolved and observed.
It is. If the chart image is observed without resolution,
Single crystal lens L so that the chart image is resolved.1 In the XY directions
Fine adjustment, and when the adjustment is completed, single crystal lens L1 The ball frame
Fix to T with adhesive.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の例によれば、チャート像を作業者が目視で観察しなが
らレンズの微動調整を行なうものであるため、解像の判
断には熟練を必要とし、量産性に欠ける。また、調整結
果も個人差があり、5ミクロン以下の目視による判断は
難しく、疲労等による判断間違いも生じるため、信頼性
に乏しかった。
However, according to the above-mentioned conventional example, since the operator adjusts the fine movement of the lens while visually observing the chart image, skill is required to determine the resolution. , Lack mass production. In addition, the adjustment results also differ from individual to individual, and it is difficult to make a visual judgment of 5 μm or less, and a mistake in judgment occurs due to fatigue or the like, resulting in poor reliability.

【0007】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、レンズ系の偏心状態
を高速かつ高精度で検出し、レンズ系の光軸調整を自動
的に行なって、調整後のレンズをそのまま接着固定でき
る高性能なレンズ系光軸調整方法およびレンズ系光軸調
整装置を提供することを提供することを目的とするもの
である。
The present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and detects the eccentric state of a lens system with high speed and high accuracy, and automatically adjusts the optical axis of the lens system. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high-performance lens system optical axis adjustment method and a lens system optical axis adjustment device that can directly fix the adjusted lens.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のレンズ系光軸調整装置は、被調整レンズ系
を光学系の光軸に対して垂直に2次元的に微動させる微
駆動ステージ手段と、前記光軸に垂直な2方向の直線パ
ターンを有するチャートと、前記チャートの前記2方向
の直線パターンを前記被調整レンズ系を経てセンサに投
影して2組の直線チャート像を得る投影光学系と、前記
2組の直線チャート像の照度分布を前記2方向にそれぞ
れ検出し、各照度分布からその最強照度点を中心とする
コマフレア量を算出する演算手段と、前記コマフレア量
から得られた偏心補正量に基づいて前記微駆動ステージ
手段を制御する制御手段と、前記被調整レンズ系を移動
させて複数のポジションのそれぞれにおいて前記2組の
直線チャート像の最大照度値を記憶する記憶手段を有す
ることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, a lens system optical axis adjusting apparatus according to the present invention comprises a fine adjustment unit for finely moving an adjusted lens system two-dimensionally perpendicularly to the optical axis of the optical system. Driving stage means, a chart having a linear pattern in two directions perpendicular to the optical axis, and projecting the linear pattern in the two directions of the chart to a sensor via the lens system to be adjusted to form two sets of linear chart images. A projection optical system to be obtained, an illuminance distribution of the two sets of linear chart images respectively detected in the two directions, a calculating means for calculating a coma flare amount centered on the strongest illuminance point from each illuminance distribution, and Control means for controlling the fine drive stage means based on the obtained eccentricity correction amount, and moving the lens system to be adjusted to form the two sets of linear chart images at each of a plurality of positions. It characterized by having a storage means for storing a large illuminance value.

【0009】本発明のレンズ系光軸調整方法は、光学系
の光路に被調整レンズ系を保持する工程と、前記光路に
2方向の直線パターンを有するチャートを配設し、前記
被調整レンズ系を経て前記2方向の直線パターンをセン
サに投影する工程と、投影された2組の直線チャート像
の照度分布を前記2方向にそれぞれ検出し、最強照度点
を中心とするコマフレア量を算出する工程と、算出され
たコマフレア量から得られた偏心補正量に基づいて前記
被調整レンズ系を微動調整する工程を有し、前記被調整
レンズ系を移動させて複数のポジションのそれぞれにお
いて各直線チャート像の最大照度値を検出し、得られた
データ列に基づいて基準位置を定める粗調整を行なう工
程が付加されていることを特徴とする。
The method of adjusting the optical axis of a lens system according to the present invention comprises the steps of: holding a lens system to be adjusted in the optical path of the optical system; arranging a chart having a two-way linear pattern in the optical path; Projecting the linear pattern in the two directions to the sensor through the steps of: detecting the illuminance distribution of the two sets of projected linear chart images in the two directions, and calculating the amount of coma flare centered on the point of strongest illuminance And a step of finely adjusting the adjusted lens system based on the eccentricity correction amount obtained from the calculated coma flare amount, and moving the adjusted lens system to move each linear chart image at each of a plurality of positions. A step of detecting the maximum illuminance value and performing a coarse adjustment for determining a reference position based on the obtained data string.

【0010】[0010]

【作用】被調整レンズ系の光軸と鏡筒に固定された光学
系である固定レンズ系の光軸が不一致な偏心状態にある
と、投影光学系のセンサに投影される2組の直線チャー
ト像の少なくとも一方の照度分布が最強照度点を中心と
して左右に不均一となるため、この不均一をコマフレア
量として定量化し、これに基づいて偏心補正量を求めて
被調整レンズ系を微動調整する。
When the optical axis of the lens system to be adjusted and the optical axis of the fixed lens system, which is the optical system fixed to the lens barrel, are in an eccentric state, two sets of linear charts projected to the sensor of the projection optical system. Since the illuminance distribution of at least one of the images is uneven right and left around the point of strongest illuminance, this unevenness is quantified as the amount of coma flare, and the amount of eccentricity correction is determined based on this to fine-tune the lens system to be adjusted .

【0011】すなわち、最強照度点の両側の照度分布の
近似勾配の比をコマフレア量として算出するもので、予
め、レンズ系の偏心量とコマフレア量との関係を測定し
て参照データを用意しておき、被調整レンズ系のコマフ
レア量を参照データと比較することで補正偏心量を求め
て微駆動ステージ手段を駆動し、被調整レンズ系を微動
させる。
That is, the ratio of the approximate gradient of the illuminance distribution on both sides of the point of strongest illuminance is calculated as the amount of coma flare. The relationship between the amount of eccentricity of the lens system and the amount of coma flare is measured in advance to prepare reference data. Then, the coma flare amount of the lens system to be adjusted is compared with reference data to obtain a correction eccentricity amount, and the fine drive stage means is driven to finely move the lens system to be adjusted.

【0012】2組の直線チャート像を解析する簡単な演
算であるため、高速かつ高精度で偏心補正量を算出し、
自動的にレンズ系の光軸調整を行なうことができる。こ
れによって、カメラ用レンズ等の光学系の高精度化と組
立コストの低減等に大きく貢献できる。
Since this is a simple calculation for analyzing two sets of linear chart images, the eccentricity correction amount is calculated at high speed and with high accuracy.
The optical axis of the lens system can be automatically adjusted. This greatly contributes to higher precision of an optical system such as a camera lens and a reduction in assembly cost.

【0013】また、コマフレア量を用いて微調整を行な
うまえに、被調整レンズ系を複数のポジションに移動さ
せ、各ポジションにおける最大照度値を記憶手段に記憶
させて、得られたデータ列から、ほぼ偏心Oの基準位置
を定める粗調整の工程を設けることで、調整作業全体に
費す時間を短縮し、ひいてはコマフレア量に基づく微調
整の精度を大幅に向上させることができる。
Before performing fine adjustment using the amount of coma flare, the lens system to be adjusted is moved to a plurality of positions, and the maximum illuminance value at each position is stored in the storage means. By providing a coarse adjustment process for determining the reference position of the eccentric O, the time required for the entire adjustment work can be reduced, and the accuracy of the fine adjustment based on the coma flare amount can be greatly improved.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0015】図1は一実施の形態によるレンズ系光軸調
整装置を示すもので、これは、レンズF1 〜F4 からな
るレンズ系Fの鏡筒Kを支持する架台1と、その上方に
配設されたチャート投影ユニット2およびUV照射ユニ
ット3を有する。チャート投影ユニット2は、光源21
とその下方に配設された投影レンズ22とチャート24
を有し、チャート24は、フォーカス軸25を図示しな
いモータによって駆動することで、光源21から発生さ
れる照明光の光軸方向に移動可能となっており、必要に
応じてチャート像のフォーカスを調整する。
FIG. 1 shows a lens system optical axis adjusting apparatus according to an embodiment, which comprises a mount 1 for supporting a lens barrel K of a lens system F composed of lenses F 1 to F 4, and a mount 1 above the mount 1. It has a chart projection unit 2 and a UV irradiation unit 3 arranged. The chart projection unit 2 includes a light source 21
And a projection lens 22 and a chart 24 disposed thereunder.
The chart 24 can be moved in the optical axis direction of the illumination light generated from the light source 21 by driving the focus axis 25 by a motor (not shown), and the chart image can be focused as necessary. adjust.

【0016】チャート投影ユニット2により投影された
チャート像は、レンズF1 〜F4 からなるレンズ系Fと
投影レンズ22とともに投影光学系を構成するコリメー
タレンズ4を経てセンサ5の撮像面に結像される。
The chart image projected by the chart projection unit 2 passes through a lens system F composed of lenses F 1 to F 4 and a collimator lens 4 constituting a projection optical system together with a projection lens 22 to form an image on an imaging surface of a sensor 5. Is done.

【0017】ここで、レンズF2 〜F4 はすでに光軸調
整を終えて鏡筒Kに固定された光学系である固定レンズ
系であり、レンズF1 が光軸調整される被調整レンズ系
であり、これは、1枚のレンズに限らず、複数のレンズ
によって構成されていてもよい。レンズF1 は、フィン
ガ11によって下向きに鏡筒Kに押えつけられており、
かつ、光軸(Z軸)に垂直なXY方向(2方向)に微駆
動ステージ手段であるXY微動ステージ12によって移
動(微動調節)できるように、レンズF1 のコバを斜め
の角度を持って把持されている。なお、鏡筒Kは架台1
に固定保持されている。
Here, the lenses F 2 to F 4 are fixed lens systems which are optical systems which have already been adjusted in optical axis and are fixed to the lens barrel K, and the lens system to be adjusted in which the lens F 1 is adjusted in optical axis. This is not limited to one lens, and may be configured by a plurality of lenses. The lens F 1 is pressed down on the lens barrel K by the finger 11,
And, so as to be movable by the XY fine movement stage 12 is finely driven stage means perpendicular XY direction to the optical axis (Z-axis) (two directions) (fine adjust), the edge of the lens F 1 with an oblique angle It is grasped. Note that the barrel K is a gantry 1
Fixedly held.

【0018】レンズ系Fの下方にはコリメータレンズ4
が設けられ、さらに下方に設けたセンサ5の撮像面にチ
ャート像を結像する。センサ5はCCDカメラあるいは
ラインセンサカメラ等の光電変換できるものを用いる。
カメラ制御部51はセンサ5のための電源、クロック等
を有し、画像処理装置6に時系列に変換されたチャート
像の信号を供給する。画像処理装置6は、時系列信号に
変換されたチャート像から後述するようにコマフレア量
とコントラスト値の算出を行なう演算手段を有する。
A collimator lens 4 is provided below the lens system F.
Is provided, and a chart image is formed on the imaging surface of the sensor 5 provided further below. As the sensor 5, a sensor capable of photoelectric conversion such as a CCD camera or a line sensor camera is used.
The camera control unit 51 has a power supply, a clock, and the like for the sensor 5 and supplies a signal of a chart image converted in time series to the image processing device 6. The image processing device 6 has a calculation unit that calculates the amount of coma flare and the contrast value from the chart image converted into the time-series signal, as described later.

【0019】UV照射ユニット3は、光軸調整作業の終
了後に、光軸上からチャート投影ユニット2が待避する
と同時に、レンズF1 の真上に移動し、その外周部に接
着剤を塗布してUV光を照射する。このようにして接着
剤を硬化させ、レンズF1 を鏡筒Kに固定する。
The UV irradiation unit 3, after the end of the optical axis adjustment, and at the same time chart projection unit 2 from the optical axis is retracted, moved right above the lens F 1, by applying an adhesive to the outer peripheral portion Irradiate UV light. Thus the adhesive is cured to fix the lens F 1 to the barrel K.

【0020】XY微動ステージ12は、制御手段である
制御装置13の指示によってX微動軸、Y微動軸用のモ
ータを駆動してフィンガ11をXY方向に微動する。制
御装置13は、画像処理装置6内の演算手段によって後
述するように算出されるコマフレア量の原因である偏心
量を解消するように、XY微動ステージ12を動かす。
The XY fine movement stage 12 drives the motors for the X fine movement axis and the Y fine movement axis in accordance with instructions from the control device 13 which is a control means to finely move the finger 11 in the XY directions. The control device 13 moves the XY fine movement stage 12 so as to eliminate the eccentric amount which is the cause of the coma flare amount calculated by the calculating means in the image processing device 6 as described later.

【0021】この工程を繰返すことによりレンズF1
光軸をレンズF2 〜F4 の光軸に合致させたのち、前述
のように、UV照射ユニット3をレンズ系Fの真上に移
動し、接着剤の塗布、UV照射によってレンズF1 の接
着固定を行なう。
By repeating this process, the optical axis of the lens F 1 is made to coincide with the optical axes of the lenses F 2 to F 4 , and then the UV irradiation unit 3 is moved directly above the lens system F as described above. , application of the adhesive, performs adhesively fixed lens F 1 by UV radiation.

【0022】ところがレンズF1 の偏心量が、例えば1
00ミクロンを越えていると、後述するように画像処理
装置6のチャート像の鮮明度が不充分となり、コマフレ
ア量の算出値に大きな誤差を生じる。そこで、予めXY
微動ステージ12を所定のピッチでステップ移動させ、
各ステップ移動のポジションごとにチャート像の照度分
布を得てその最大照度値である最大輝度を検出して制御
装置13内の記憶手段である記憶回路に記憶させ、得ら
れたデータ列に基づいて、例えば100ミクロン以下の
偏心量まで後述するような粗調整を行なう。
However, if the amount of eccentricity of the lens F 1 is, for example, 1
If it exceeds 00 microns, the sharpness of the chart image of the image processing device 6 becomes insufficient as described later, and a large error occurs in the calculated value of the coma flare amount. Therefore, XY
The fine movement stage 12 is step-moved at a predetermined pitch,
The illuminance distribution of the chart image is obtained for each position of each step movement, the maximum luminance, which is the maximum illuminance value, is detected and stored in a storage circuit, which is storage means in the control device 13, and based on the obtained data sequence. For example, a coarse adjustment described later is performed up to an eccentric amount of 100 microns or less.

【0023】図2は、図1の装置のチャート24を示す
平面図である。これは、センサ5上に明るく投影される
2方向の直線パターンであるチャートパターンPx ,P
y を有し、残りの部分は光を透過しない部分である。各
チャートパターンPx ,Pyは、コマフレア量を得るた
めの長尺な第1の直線部分と、コントラスト値を得るた
めの複数の短尺な第2の直線部分からなる。各チャート
パターンPx ,Py のサイズは被調整レンズ系の光学性
能によるが、カメラレンズの場合は、空間周波数で50
本程度に相当する幅すなわち、短辺がそれぞれ10ミク
ロン程度、長辺は50ミクロン程度、特に長い部分は1
50ミクロン程度である。
FIG. 2 is a plan view showing a chart 24 of the apparatus of FIG. These are chart patterns P x , P x which are linear patterns in two directions projected brightly on the sensor 5.
It has y and the remaining part is a part that does not transmit light. Each of the chart patterns P x and P y includes a long first straight line portion for obtaining a coma flare amount and a plurality of short second straight line portions for obtaining a contrast value. The size of each chart pattern P x , Py depends on the optical performance of the lens system to be adjusted.
The width corresponding to the book length, that is, the short side is about 10 μm each, the long side is about 50 μm, and especially the long part is 1 μm.
It is about 50 microns.

【0024】なお、チャート24のXY方向と、XY微
動ステージ12のXY移動方向と、センサ5のXY方向
は、ほぼ一致するように装置各部を予め調整しておく。
The various parts of the apparatus are adjusted in advance so that the XY direction of the chart 24, the XY movement direction of the XY fine movement stage 12, and the XY direction of the sensor 5 substantially match.

【0025】図3は、センサ5に結像された2組の直線
チャート像であるチャート像P1 ,P2 を示す。これら
をカメラ制御部51を介して画像処理装置6に取り込
み、その中でチャート像P1 の測定ポイントS1 ,S3
におけるY方向の照度分布を計算すると、図4の(a)
と図5の(a)に示すグラフが得られる。同様に、チャ
ート像P2 の測定ポイントS2 ,S4 におけるX方向の
照度分布を計算すると図4の(b)と図5の(b)に示
すグラフが得られる。これらの照度分布から次に述べる
コマフレア量とコントラスト値の計算を画像処理装置6
内の演算手段において行なう。
FIG. 3 shows chart images P 1 and P 2 which are two sets of linear chart images formed on the sensor 5. These are taken into the image processing device 6 via the camera control unit 51, and the measurement points S 1 , S 3 of the chart image P 1 are stored therein.
When the illuminance distribution in the Y direction at is calculated, FIG.
And the graph shown in FIG. Similarly, when the illuminance distribution in the X direction at the measurement points S 2 and S 4 of the chart image P 2 is calculated, the graphs shown in FIG. 4B and FIG. 5B are obtained. The image flare amount and the contrast value described below are calculated from the illuminance distribution by the image processing device 6.
It is performed by the arithmetic means in the above.

【0026】測定ポイントS1 の照度分布からはY方向
の光軸ずれ(偏心)によるコマフレア量が算出され、測
定ポイントS2 の照度分布からはX方向の光軸ずれ(偏
心)によるコマフレア量が算出される。
From the illuminance distribution at the measurement point S 1, the amount of coma flare due to the optical axis shift (eccentricity) in the Y direction is calculated, and from the illuminance distribution at the measurement point S 2 , the amount of coma flare due to the optical axis shift (eccentricity) in the X direction is calculated. Is calculated.

【0027】図6は、コマフレア量の算出方法を原理的
に説明するもので、図4の測定ポイントS1 における照
度分布から以下のような手順でY方向のコマフレア量を
算出する。まず、照度分布のなかから最強照度点である
最大輝度点Aを探し出す。次に、予め設定された方法、
例えば最大照度値×0.9を求めて、これをスライスレ
ベル大の値とする。次に、例えば最大照度値×0.2を
求めて、これをスライスレベル小の値とする。
[0027] FIG. 6 is for explaining a method of calculating coma flare amount principle, to calculate the coma flare amount in the Y direction by the following procedure from the illuminance distribution at the measurement point S 1 of FIG. First, a maximum luminance point A, which is the strongest illuminance point, is searched from the illuminance distribution. Next, a preset method,
For example, the maximum illuminance value × 0.9 is obtained, and this is set as the value of the slice level large. Next, for example, a maximum illuminance value × 0.2 is obtained, and this is set as a slice level small value.

【0028】次に、大小2つのスライスレベルを表わす
2本の直線B1 ,B2 と照度分布との交点C1 ,C2
3 ,C4 を探し出す。最大輝度点Aを境に、便宜上照
度分布を左右両側に分割し、左側の交点C1 ,C2 を結
ぶ直線D1 を定める。同様に、右側の交点C3 ,C4
結ぶ直線D2 を定める。次に、直線D1 および直線D 2
とスライスレベル小の直線B2 とがなす角度をθ1 ,θ
2 として、直線D1 ,D2 の勾配の比(tanθ1 /t
anθ2 )を計算し、この値Qy をY方向のコマフレア
量の数値とする。
Next, two large and small slice levels are shown.
Two straight lines B1 , BTwo Intersection C between the illuminance distribution1 , CTwo ,
CThree , CFour Find out. Lighting for convenience from the point of maximum brightness A
Divide the degree distribution into left and right sides,1 , CTwo Tie
Straight line D1 Is determined. Similarly, the right intersection CThree , CFour To
Straight line D connectingTwo Is determined. Next, the straight line D1 And straight line D Two 
And the slice level straight line BTwo The angle between1 , Θ
Two As a straight line D1 , DTwo Gradient ratio (tanθ)1 / T
anθTwo ) And calculate this value Qy Is the coma flare in the Y direction.
Take the numerical value of the quantity.

【0029】測定ポイントS2 を用いて上記と同様の処
理を行なうことで、X方向のコマフレア量Qx を表わす
数値が得られる。
By performing the same processing as described above using the measurement point S 2 , a numerical value representing the amount of coma flare Q x in the X direction can be obtained.

【0030】レンズ系FのレンズF1 〜F4 の光軸が一
致したとき、コマフレア量Qy ,Q x の値は1.0とな
る。
The lens F of the lens system F1 ~ FFour The optical axis of
Coma flare amount Qy , Q x Is 1.0
You.

【0031】図7は、レンズの偏心量と照度分布の関係
を説明するもので、同図の(a)は偏心量+30ミクロ
ン、(b)は偏心量0ミクロン、(c)は偏心量−30
ミクロンであるときの各照度分布を示す。図7の(a)
ではθ1 <θ2 、(b)ではθ1 =θ2 、(c)ではθ
1 >θ2 となり、コマフレア量を表わす数値Q=(ta
nθ1 /tanθ2 )は、図7の(a)ではQ<1.
0、(b)ではQ=1.0、(c)ではQ>1.0とな
り、予め偏心量とコマフレア量を表わす数値Qの関係を
調べてプロットすると図8に示すグラフが得られる。コ
マフレア量を表わす数値Qが1.0より大きいか、小さ
いかによって光軸調整の方向が決まり、1.0にどれだ
け近い値かを判断して、偏心補正量を求めてXY微動ス
テージ12を駆動する。この作業を繰返して光軸調整の
完了を判断することにより、自動的に光軸調整を行なう
ことができる。
FIGS. 7A and 7B illustrate the relationship between the amount of eccentricity of the lens and the illuminance distribution. FIG. 30
Each illuminance distribution at the time of microns is shown. (A) of FIG.
Θ 12 , θ 1 = θ 2 in (b), θ in (c)
1> theta 2, and the numerical value represents the coma flare amount Q = (ta
1 / tan θ 2 ) is Q <1.
0 and (b), Q = 1.0, and (c), Q> 1.0. If the relationship between the amount of eccentricity and the numerical value Q representing the amount of coma flare is examined and plotted in advance, the graph shown in FIG. 8 is obtained. The direction of optical axis adjustment is determined depending on whether the numerical value Q representing the amount of coma flare is larger or smaller than 1.0, and how close the value is to 1.0 is determined. Drive. By repeating this operation and judging the completion of the optical axis adjustment, the optical axis adjustment can be automatically performed.

【0032】このような光軸調整を完了したうえで、前
述のようにUV照射ユニット3による接着剤の塗布とU
V光による硬化処理を行なうものであるが、レンズF1
自体がレンズ性能が良好でない欠陥品である場合には、
そのまま鏡筒Kに固定してしまうのは好ましくない。そ
こで、各チャート像P1 ,P2 の第2の測定ポイントS
3 ,S4 から得られる図5の(a),(b)に示す照度
分布を用いてコントラスト値Wを算出し、これによって
レンズ性能の評価を行なう。すなわち、コントラスト値
Wが所定の水準以下であるときは、レンズF1 が解像度
不足の不良品であると判定し、図示しない表示手段にレ
ンズ不良信号であるエラー信号を表示して、レンズF1
を接着固定することなく工程を終了する。
After the optical axis adjustment is completed, the application of the adhesive by the UV irradiation unit 3 and the
Although a curing process is performed by V light, the lens F 1
If the lens itself is defective with poor lens performance,
It is not preferable to fix the lens barrel K as it is. Therefore, the second measurement point S of each chart image P 1 , P 2
3, in FIG. 5 obtained from S 4 (a), it calculates a contrast value W by using the illuminance distribution shown in (b), thereby to evaluate the lens performance. That is, when the contrast value W is equal to or smaller than the predetermined level, the lens F 1 is determined to be defective insufficient resolution, with an error signal is a lens defect signal to the display means (not shown), the lens F 1
The process is completed without bonding and fixing.

【0033】このようにして、不良品のレンズの組付け
を阻止することで、カメラ等最終製品の品質管理を効率
化し、生産性を向上させることができる。
In this way, by preventing the assembly of defective lenses, the quality control of the final product such as a camera can be made more efficient, and the productivity can be improved.

【0034】コントラスト値Wは以下のように算出され
る。
The contrast value W is calculated as follows.

【0035】図9に示すように、照度分布の最高照度値
aと最低照度値bを求めて、コントラスト値W=100
×(a−b)/(a+b)(パーセント)を算出する。
As shown in FIG. 9, the maximum illuminance value a and the minimum illuminance value b of the illuminance distribution are obtained, and the contrast value W = 100.
X (ab) / (a + b) (percent) is calculated.

【0036】図11はコマフレア量Qおよびコントラス
ト値Wの測定に用いるチャート像の測定ポイントS1
4 を設定する方法を示す図である。図11の(a)は
センサ5に結像されたチャート像であり、画像処理装置
6によって得られた図11の(b)のY方向の照度分布
から以下のように測定ポイントS2 ,S4 を定める。ま
ずチャート像P2 の照度値のX方向の総和をとり、Y方
向の分布を計算する。その結果は図11の(b)に示す
ようにY方向の照度分布として得られる。
FIG. 11 shows measurement points S 1 to S 1 of the chart image used for measuring the coma flare amount Q and the contrast value W.
It is a diagram showing how to set a S 4. FIG. 11A is a chart image formed on the sensor 5, and measurement points S 2 and S are obtained from the illuminance distribution in the Y direction of FIG. 11B obtained by the image processing device 6 as follows. Determine 4 . First take the sum of the X-direction of the illumination values of the chart image P 2, calculates the distribution of the Y-direction. The result is obtained as an illuminance distribution in the Y direction as shown in FIG.

【0037】次に、予め定められたスライスレベルにな
るポイントy0 をサーチする。y0がみつかったら、予
め定められたチャート像P2 の距離h1 ,h2 より測定
ポイントy1 =y0 +h1 ,y2 =y0 +h2 を算出す
れば、測定ポイントS2 ,S 4 をそれぞれ求めることが
できる。X方向の測定ポイントS1 ,S3 も同様の手順
で求めることができる。
Next, the slice level is set to a predetermined slice level.
Point y0 Search for. y0If you find it,
Chart image P determinedTwo Distance h1 , HTwo More measurement
Point y1 = Y0 + H1 , YTwo = Y0 + HTwo Calculate
Then, the measurement point STwo , S Four To ask for each
it can. Measurement point S in X direction1 , SThree The same procedure
Can be obtained by

【0038】このようにチャートごとに各測定ポイント
を設定し、常にチャートの同一箇所を測定ポイントに用
いることにより、チャート製造時に生じる光学チャート
性能(エッジの先鋭度、透過率)のチャート部位による
ばらつき等による測定再現性の劣化を回避できる。
As described above, by setting each measurement point for each chart and always using the same portion of the chart as the measurement point, variations in the optical chart performance (sharpness of the edge, transmittance) due to the chart portion occurring at the time of chart production. It is possible to avoid degradation of measurement reproducibility due to factors such as the above.

【0039】次に、コマフレア量による光軸調整のまえ
に行なう粗調整の工程を説明する。
Next, a rough adjustment process performed before the optical axis adjustment based on the coma flare amount will be described.

【0040】前述のように、レンズF1 の偏心量が10
0ミクロン程度になると、チャート像の山の高さが、図
12の(a)と(c)に示すように低くなり、コマフレ
ア量を表わす正接の左右比の誤差が大きくなって正しい
値を検出できず、従ってレンズF1 の光軸調整が難しく
なり、さらに大きく偏心すると、チャート像そのものが
検出されなくなる。
As described above, the eccentricity of the lens F 1 is 10
At about 0 μm, the height of the peak of the chart image decreases as shown in FIGS. 12A and 12C, and the error of the tangent left / right ratio representing the amount of coma flare increases, and a correct value is detected. can not, therefore the optical axis adjustment of the lens F 1 becomes difficult, when the eccentric further increased, the chart image itself is not detected.

【0041】図13は粗調整の範囲と微調整の範囲の関
係を表わす図である。この場合は、直径600ミクロン
の円形内の範囲が調整しろとして設けられているが、チ
ャート像からセンサで調整方向を高精度で検出できるの
は±50ミクロン程度の範囲である。そこでまず、粗調
整として100ミクロンピッチでレンズF1 をステップ
移動させ、各ポジションにおいてセンサ出力の有無を調
べて最大輝度を記憶回路に記憶させ、100ミクロン以
内での微調整の範囲を定めて基準位置を設定することが
必要である。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the range of coarse adjustment and the range of fine adjustment. In this case, the range within the circle having a diameter of 600 microns is provided as an adjustment margin, but the adjustment direction can be detected with high accuracy from the chart image by the sensor in a range of about ± 50 microns. Therefore, first, the lens F 1 at 100 micron pitch as coarse moving step, to store the maximum luminance in the memory circuit by examining the presence or absence of the sensor output at each position, based defines the range of fine adjustment within 100 microns It is necessary to set the position.

【0042】図14および図15は一実施の形態による
光軸調整の工程を示すフローチャートである。まず、ス
テップ1で演算に用いるパラメータの初期化を行ない、
機構部を初期位置に設定し、被調整物であるレンズ系F
をセットし、フィンガ11でレンズF1 を下向きに鏡筒
Kに押し付けて把持し、XY微動ステージ12を動かし
てレンズF1 を調整しろのほぼ中央に位置決めする。
FIGS. 14 and 15 are flowcharts showing the optical axis adjustment process according to one embodiment. First, in step 1, parameters used for calculation are initialized.
The mechanism is set to the initial position, and the lens system F,
Was set, the lens F 1 is gripped against the barrel K downward in the finger 11 is positioned substantially at the center of the white adjusting lens F 1 by moving the XY fine movement stage 12.

【0043】ステップ2においては、XY微動ステージ
12を図13のポジション1へ移動させ、ループが繰り
返すときはポジション2、ポジション3、ポジション4
・・・ポジション24と位置決めを繰り返す。ステップ
001ではチャート像を画像処理装置6に取り込み、画
像のなかの最大輝度を記憶回路にポジションナンバーと
対で記憶する。
In step 2, the XY fine movement stage 12 is moved to position 1 in FIG. 13, and when the loop is repeated, position 2, position 3, position 4
... Position 24 and positioning are repeated. In step 001, the chart image is taken into the image processing device 6, and the maximum luminance in the image is stored in the storage circuit in pairs with the position number.

【0044】ステップ002で、ポジション24まで終
了するか、あるいは最大輝度が予め定められた値より大
きいかのどちらかなら、ループを終了してステップ00
3へ進む。終了でなければステップ2へ戻る。
If it is determined in step 002 that the processing is completed up to the position 24 or the maximum luminance is larger than a predetermined value, the loop is terminated and
Proceed to 3. If not, return to step 2.

【0045】ステップ003において最大輝度エリヤを
計算する。
In step 003, the maximum luminance area is calculated.

【0046】すなわち、ポジション24まで測定して、
最大輝度が一つのポジションで検出された場合は、その
ポジションを次のステップでの微調範囲とする。
That is, measuring up to position 24,
If the maximum luminance is detected at one position, that position is set as a fine adjustment range in the next step.

【0047】ポジション24までスキャンしない間に最
大輝度が予め定められた値より大きいポジションがあっ
た場合は、そのときのポジションでの測定値から調整範
囲を決めることができるので、そのポジションを次のス
テップでの微調範囲とする。
If there is a position where the maximum luminance is larger than the predetermined value before scanning to the position 24, the adjustment range can be determined from the measured value at that position. The range is fine adjustment in steps.

【0048】また、例えば、図13の(イ)の位置に偏
心Oのポジションがあった場合は、ポジション24まで
測定したとき、最大輝度の等しいポジションが14,1
5,22,21の4箇所になる。このようなときは、ポ
ジション13〜18およびポジション2〜23のように
サンプリングデータが多くなるデータ列をX方向とY方
向に採用し、これらのデータ列を多項式で曲線近似し
て、得られた近似曲線上での輝度が最大となる部位をX
方向、Y方向の微調範囲の中央すなわち基準位置とす
る。
Further, for example, when the position of the eccentricity O is located at the position (a) in FIG. 13, when the position 24 is measured, the positions having the same maximum luminance are 14,1.
5, 22, and 21. In such a case, data strings having a large amount of sampling data, such as positions 13 to 18 and positions 2 to 23, are adopted in the X and Y directions, and these data strings are obtained by performing curve approximation with a polynomial. The part where the luminance on the approximate curve is maximum is X
Direction, the center of the fine adjustment range in the Y direction, that is, the reference position.

【0049】図16はX方向の基準位置を検出する場合
を説明するもので、ポジション23、ポジション21、
ポジション15、ポジション10、ポジション4、ポジ
ション2の最大輝度のデータ列をプロットしたのが実線
で示すグラフAであり、その多項式近似曲線として6次
の多項式近似で近似したものが破線で示す曲線Bであ
る。曲線Bの最大輝度を示す位置、すなわちポジション
21とポジション15のほぼ中央が微調範囲の中心すな
わちX方向の基準位置として検出される。
FIG. 16 illustrates the case where the reference position in the X direction is detected.
A graph A shown by a solid line plots the data sequence of the maximum luminance at the positions 15, 10, 10, and 2, and a curve B shown by a broken line as a polynomial approximation curve approximated by a sixth-order polynomial approximation. It is. The position indicating the maximum luminance of the curve B, that is, the approximate center between the positions 21 and 15 is detected as the center of the fine adjustment range, that is, the reference position in the X direction.

【0050】図17は偏心Oのポジションが(イ)の場
合のY方向の基準位置を検出する場合を示す。X方向と
同様にデータ列のグラフAから6次の近似曲線Bを得
て、微調範囲の中心を求める。
FIG. 17 shows a case where the reference position in the Y direction is detected when the position of the eccentricity O is (a). Similar to the X direction, a sixth-order approximate curve B is obtained from the graph A of the data string, and the center of the fine adjustment range is obtained.

【0051】図13の(ロ)の場所に偏心Oの点があっ
た場合は、図18に示すように、X方向のデータ列はポ
ジション23、ポジション21、ポジション15、ポジ
ション10、ポジション4、ポジション2である。この
データ列のグラフAから2〜6次の多項式近似曲線を求
めるとグラフB1 〜B4 が得られる。この図から解るよ
うに、4次以上の多項式近似を用いないと正しい基準位
置を得ることはできない。従って、4次以上、できれば
6次の多項式近似を用いるのが望ましい。このようにし
て基準位置を求めたらステップ3でX軸、Y軸を動かし
てレンズF1 を基準位置に位置決めする。
When there is a point of eccentricity O at the location (b) in FIG. 13, as shown in FIG. 18, the data sequence in the X direction is position 23, position 21, position 15, position 10, position 4, Position 2. From this graph A data string obtaining 2-6-order polynomial trendline when Graph B 1 .about.B 4 is obtained. As can be seen from this figure, a correct reference position cannot be obtained unless a fourth-order or higher polynomial approximation is used. Therefore, it is desirable to use a fourth-order or higher, preferably a sixth-order polynomial approximation. X-axis in step 3 When thus determined reference position, to position the lens F 1 by moving the Y-axis to the reference position.

【0052】ステップ4でチャート像を用いて前述した
手順によってコマフレア量を表わす値(tanθ1 /t
anθ2 )を画像処理装置6において計算する。得られ
た値をQy とする。
In step 4, the value (tan θ 1 / t) representing the amount of coma flare is obtained by the above-described procedure using the chart image.
an θ 2 ) is calculated in the image processing device 6. The obtained value as Q y.

【0053】ステップ5において、コマフレア量Qy
許容値以内かどうかを比較する。この許容値は装置固有
の値となるため予め測定しておく。すなわち、手動にて
モニタ等を用いて光軸合わせを行なったのち、X方向あ
るいはY方向にXY微動ステージ12を定量ずつ微動
し、コマフレア量を表わす値(tanθ1 /tan
θ2)を検出し、得られた値とステージ移動量をプロッ
トして図8に示すグラフを得る。このグラフから許容値
を定める。例えば、許容値の幅を±5ミクロンとするな
ら許容値はほぼ0.80<Qy <1.30、許容値の幅
を±2ミクロンとするなら、0.9<Qy <1.1と決
められる。
[0053] In step 5, coma flare amount Q y to compare whether within the tolerance. Since this allowable value is a value unique to the device, it is measured in advance. That is, after the optical axis is manually adjusted using a monitor or the like, the XY fine movement stage 12 is finely moved by a fixed amount in the X direction or the Y direction, and a value representing the amount of coma flare (tan θ 1 / tan)
θ 2 ) is detected, and the obtained value and the amount of stage movement are plotted to obtain a graph shown in FIG. The allowable value is determined from this graph. For example, if the width of the allowable value is ± 5 microns, the allowable value is approximately 0.80 <Q y <1.30, and if the width of the allowable value is ± 2 microns, 0.9 <Q y <1.1. It is decided.

【0054】ステップ5でQy が許容値以内でなければ
y から偏心補正量を求めることができる。すなわち、
y =tanθ1 /tanθ2 であるから、Y方向の偏
心補正量は(1−Qy )のk倍となる。
In step 5, if Q y is not within the allowable value, an eccentricity correction amount can be obtained from Q y . That is,
Since Q y = tan θ 1 / tan θ 2 , the eccentricity correction amount in the Y direction is k times (1−Q y ).

【0055】kは装置固有の定数であり、予め測定して
おいた図8のグラフから決定することができる。すなわ
ち、図8のグラフを直線とみなしたときの傾きをkとし
て用いることができる。ステップ6で(1−Qy )のk
倍だけXY微動ステージ12のY軸を微動させてステッ
プ4へもどる。
K is a constant peculiar to the apparatus and can be determined from the graph of FIG. 8 measured in advance. That is, the slope when the graph of FIG. 8 is regarded as a straight line can be used as k. In step 6, k of (1-Q y )
The Y axis of the XY fine movement stage 12 is finely moved by a factor of twice, and the process returns to step 4.

【0056】ステップ5でQy が許容値以内ならステッ
プ7へ進み、ステップ8,ステップ9でチャート像を使
って上記と同様にX方向の偏心を調整する。
[0056] proceeds to step 7 if Q y is within the allowable value in step 5, Step 8, using the chart image in step 9 to adjust the eccentricity of the X-direction in the same manner as described above.

【0057】調整が終了してステップ10へ来ると、Y
方向のコマフレア量の測定を確認のために行なう。通
常、X方向の調整とY方向の調整はレンズの性質上干渉
しないが、確認のためにY方向のコマフレア量の測定を
行なう。レンズF1 の製作誤差、組込み誤差等の原因で
Y方向のコマフレア量が許容値以内でなければ、ステッ
プ4へもどり再調整を行なう。ステップ11でY方向の
コマフレア量が許容値以内ならステップ130でX,Y
方向のコントラスト値Wを測定する。すなわち、ステッ
プ10で画像処理装置6に入力した最後のチャート像か
ら前述の方法でコントラスト値Wを計算する。コントラ
スト値Wが算出されたら、ステップ131で予め定めら
れた工程規格(例えばX,Yともコントラスト値70パ
ーセント以上)を満たしているかを調べて、工程規格を
満たしていなければ、表示手段に不良の表示をして終了
する。工程規格を満たしていれば、ステップ12でチャ
ート投影ユニット2が光軸上から待避し、ステップ13
でUV照射ユニット3が光軸上に移動し、接着剤の塗
布、UV光の照射を行ないレンズF1 を接着固定する。
When the adjustment is completed and the process proceeds to step 10, Y
The measurement of the coma flare amount in the direction is performed for confirmation. Usually, the adjustment in the X direction and the adjustment in the Y direction do not interfere with each other due to the nature of the lens, but the coma flare amount in the Y direction is measured for confirmation. Lens F 1 of a manufacturing error, unless coma flare amount caused by the Y-direction, such as built-in error within the allowable value, perform readjustment returns to Step 4. If the amount of the coma flare in the Y direction is within the allowable value in step 11, the X, Y
The direction contrast value W is measured. That is, the contrast value W is calculated from the last chart image input to the image processing device 6 in step 10 by the above-described method. After the contrast value W is calculated, it is checked in step 131 whether a predetermined process standard (for example, both X and Y have a contrast value of 70% or more) is satisfied. Display and exit. If the process standard is satisfied, the chart projection unit 2 is evacuated from the optical axis in step 12, and
In the UV irradiation unit 3 moves on the optical axis, application of the adhesive, the lens F 1 performs irradiation of UV light is adhesively fixed.

【0058】なお、フローチャート上では、3箇所の繰
り返しループが無限のループの如く表記されているが、
通常行なわれるループ回数制限のソフトウエアカウンタ
の使用については、特に表記していないが用いられてい
ることは言うまでもない。
In the flowchart, three repetition loops are represented as infinite loops.
The use of a software counter for limiting the number of loops which is usually performed is not particularly described, but it goes without saying that it is used.

【0059】本実施の形態によれば、2組の直線チャー
ト像のそれぞれの照度分布からX,Y方向のコマフレア
量を検出し、レンズ(レンズ系)の偏心を自動的に解消
して接着固定を行なうことができる。コマフレア量の検
出は、チャート像の照度分布に対して2つのスライスレ
ベルを設け、離散データの大小比較により交点を求め
て、最大輝度点を中心に左右2本の直線を設け、その正
接の比を求めるものであり、コマフレア量を短時間に定
量的に計測することができ、しかも計測誤差が少ないと
いう特筆すべき長所がある。
According to the present embodiment, the amount of coma flare in the X and Y directions is detected from the illuminance distribution of each of the two sets of linear chart images, and the eccentricity of the lens (lens system) is automatically eliminated and fixed by bonding. Can be performed. To detect the amount of coma flare, two slice levels are provided for the illuminance distribution of the chart image, the intersection is obtained by comparing the magnitudes of the discrete data, two straight lines on the left and right are provided centering on the maximum luminance point, and the tangent ratio is calculated. It has a remarkable advantage that the amount of coma flare can be quantitatively measured in a short time and the measurement error is small.

【0060】加えて、光軸調整終了後にチャート像のコ
ントラスト値を求めてレンズ性能の評価を行なうこと
で、偏心以外の原因で解像度の不足する性能不良なレン
ズの組付けを阻止することができる。
In addition, by evaluating the lens performance by obtaining the contrast value of the chart image after the optical axis adjustment is completed, it is possible to prevent the assembly of a lens having poor performance due to lack of resolution due to causes other than eccentricity. .

【0061】光軸調整とレンズ性能評価に使うチャート
パターンを個別に設ける替わりに、図10に示すよう
に、コマフレア量とコントラスト値の算出に用いるチャ
ート解像度が共用できる場合には、コントラスト値の算
出に用いるチャートパターンを用いてコマフレア量の検
出を行なってもよい。
As shown in FIG. 10, when the chart resolution used for calculating the coma flare amount and the contrast value can be shared as shown in FIG. The amount of coma flare may be detected using the chart pattern used in the above.

【0062】なお、図1の装置は、コリメータレンズ4
を用いているが、これは、装置をコンパクトにすること
と、チャート位置をレンズ系Fの焦点距離位置におくた
めである。この条件が無視できる場合は、コリメータレ
ンズ4を省略してもよい。
The apparatus shown in FIG.
Is used to make the apparatus compact and to set the chart position at the focal length position of the lens system F. If this condition can be ignored, the collimator lens 4 may be omitted.

【0063】また、レンズ系の性質によっては、スプラ
イン近似等の多項式近似を用いて交点を求め、コマフレ
ア量を算出してもよい。
Further, depending on the characteristics of the lens system, the intersection may be obtained by using a polynomial approximation such as a spline approximation to calculate the coma flare amount.

【0064】これらはレンズ系のコマフレアの性質、計
算時間、生産タクト、要求精度に応じて、最適なものを
選択すればよい。
These may be selected optimally according to the nature of the coma flare of the lens system, the calculation time, the production tact, and the required accuracy.

【0065】なお、X方向およびY方向の基準位置を設
定する粗調整の工程において最大輝度を検出する場合
に、工業用カメラを用いると、通常得られるチャート画
像は512画素×512画素の情報であるが、チャート
像は光学系の倍率によって決まるもので、本実施の形態
においては、横倍率10程度であり、チャートの幅方向
で10ミクロン×10=100ミクロンとなり、15ミ
クロン程度のカメラセンサピッチなら7画素程度の幅に
投影される。チャートの長手方向はさらに多くの画素上
に投影される。
When the maximum luminance is detected in the coarse adjustment step of setting the reference position in the X direction and the Y direction, if an industrial camera is used, the chart image normally obtained is information of 512 pixels × 512 pixels. However, the chart image is determined by the magnification of the optical system. In the present embodiment, the lateral magnification is about 10, the width of the chart is 10 microns × 10 = 100 microns, and the camera sensor pitch is about 15 microns. Then, it is projected to a width of about 7 pixels. The longitudinal direction of the chart is projected on more pixels.

【0066】従って、画像内の最大輝度を求めるとき、
515×512画素すべてを比較する必要はなく、1画
素おきに256×256画素、あるいは2画素おきに1
28×128画素の中で最大照度値を求めてもよい。そ
うすることで演算時間を4分の1、16分の1に縮める
ことができる。
Therefore, when obtaining the maximum luminance in an image,
It is not necessary to compare all 515 × 512 pixels, 256 × 256 pixels every other pixel, or 1 every 2 pixels.
The maximum illuminance value may be obtained from 28 × 128 pixels. By doing so, the calculation time can be reduced to 1/4 and 1/16.

【0067】また、1画素おきでも問題を生じない場合
は、画像処理装置6への画像入力段階で画像の一フレー
ムを取り込む必要はなく、一フィールド信号のみ取り込
めば垂直同期方向に1画素おきの信号を取り込むことが
できる。こうすることでカメラの走査時間による画像取
り込み時間を、一フレーム30ミリ秒から一フィールド
15ミリ秒に短縮できる。
If there is no problem even at every other pixel, it is not necessary to take in one frame of the image at the stage of inputting the image to the image processing device 6, and if only one field signal is taken in, every other pixel in the vertical synchronization direction. Signals can be captured. By doing so, the image capturing time due to the camera scanning time can be reduced from 30 milliseconds per frame to 15 milliseconds per field.

【0068】なお、エリヤセンサの替わりにラインセン
サカメラを用いてもよい。
Note that a line sensor camera may be used instead of the area sensor.

【0069】直交する2組のチャート像のそれぞれの照
度分布からコマフレア量を検出して微調整するまえに、
大きな調整しろ内で最大照度値すなわち最大輝度を用い
て予め粗調整を行ない、かつ、4次以上の多項式近似を
用いることで、コマフレア量の測定のみでは検出不能な
偏心調整範囲の大きなレンズ系の光軸偏心調整を精度良
くしかも短時間で効率的に行なうことができる。
Before detecting and fine-tuning the amount of coma flare from the illuminance distribution of each of two sets of orthogonal chart images,
By performing coarse adjustment in advance using the maximum illuminance value, that is, maximum luminance within a large adjustment margin, and using a polynomial approximation of the fourth order or more, a lens system having a large eccentricity adjustment range that cannot be detected only by measuring the amount of coma flare is used. The optical axis eccentricity adjustment can be performed accurately and efficiently in a short time.

【0070】従って、レンズの単品加工精度をあげるこ
となく偏心に対してコマフレア敏感度の高いレンズ、例
えば両面非球面レンズを多用することが可能となり、よ
り一層コンパクトで高性能のレンズ系を実現できる。
Accordingly, it is possible to use a lens having a high sensitivity to coma flare against eccentricity, for example, a double-sided aspherical lens, without increasing the precision of processing a single lens, thereby realizing a more compact and high-performance lens system. .

【0071】また、1画素おきに、あるいは2画素おき
等の定ピッチごとに最大輝度の比較をすることにより、
処理時間を大幅に短縮し、作業効率が高くて生産性の良
好な光軸偏心調整を行なうことができる。さらに、フィ
ールド信号の取り込みを行なうことによって、測定時間
を短縮し、より一層作業効率を向上できる。
By comparing the maximum luminance every other pixel or every constant pitch such as every two pixels,
The processing time can be greatly reduced, and the optical axis eccentricity adjustment with high working efficiency and good productivity can be performed. Further, by taking in the field signal, the measurement time can be shortened and the working efficiency can be further improved.

【0072】[0072]

【発明の効果】本発明は上述のように構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0073】レンズ系(レンズ)の偏心状態を高速かつ
高精度で検出し、レンズ系の光軸調整を自動的に行なっ
て、調整後のレンズをそのまま接着固定できる。このよ
うなレンズ系光軸調整装置を用いることで、カメラレン
ズ等の光学エレメントの組立精度の向上と組立コストの
低減に大きく貢献できる。
The eccentric state of the lens system (lens) is detected with high speed and high accuracy, the optical axis of the lens system is automatically adjusted, and the adjusted lens can be adhered and fixed as it is. Use of such a lens system optical axis adjustment device can greatly contribute to improving the assembly accuracy of optical elements such as camera lenses and reducing assembly costs.

【0074】加えて、光軸調整終了後にレンズ性能のチ
ェックを行ない、性能不良のレンズが誤って組付けられ
てしまうのを防ぐことで、前記光学製品の品質管理を効
率化し、生産性を向上できる。
In addition, the lens performance is checked after the completion of the optical axis adjustment to prevent a lens having a poor performance from being erroneously assembled, thereby improving the quality control of the optical product and improving the productivity. it can.

【0075】また、コマフレア量による微調工程のまえ
に、被調整レンズ系をステップ移動させて各ポジション
で最大輝度を検出し、得られたデータから微調範囲を定
める粗調整を行なうことで、偏心範囲の大きなレンズ等
でもコマフレア量による微調整を実現できる。これによ
って、様々なレンズの光軸調整を効率よくしかも高精度
で行なうことが可能となる。
Prior to the fine adjustment step based on the amount of coma flare, the lens system to be adjusted is step-moved to detect the maximum luminance at each position, and the coarse adjustment for defining the fine adjustment range from the obtained data is performed. Fine adjustment by the amount of coma flare can be realized even with a lens having a large size. This makes it possible to adjust the optical axes of various lenses efficiently and with high accuracy.

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

【図1】一実施の形態によるレンズ系光軸調整装置を示
す模式図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a lens system optical axis adjusting device according to an embodiment.

【図2】図1の装置のチャートのみを示す平面図であ
る。
FIG. 2 is a plan view showing only a chart of the apparatus of FIG. 1;

【図3】センサ上に結像されたチャート像を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a chart image formed on a sensor.

【図4】図3のチャート像の測定ポイントS1 と測定ポ
イントS2 における照度分布を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an illuminance distribution at measurement points S 1 and S 2 of the chart image of FIG. 3.

【図5】測定ポイントS3 と測定ポイントS4 における
照度分布を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing illuminance distributions at measurement points S 3 and S 4 .

【図6】チャート像の照度分布からコマフレア量を算出
する方法を説明する図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method of calculating a coma flare amount from an illuminance distribution of a chart image.

【図7】偏心量と照度分布の関係を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of eccentricity and the illuminance distribution.

【図8】偏心量とコマフレア量の関係を調べた参照デー
タを示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing reference data obtained by examining the relationship between the amount of eccentricity and the amount of coma flare.

【図9】コントラスト値の算出方法を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a method of calculating a contrast value.

【図10】コントラスト値を検出するチャート像を用い
てコマフレア量を算出する方法を説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a method of calculating a coma flare amount using a chart image for detecting a contrast value.

【図11】測定ポイントを設定する方法を説明する図で
ある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a method for setting a measurement point.

【図12】レンズの偏心量と照度分布の波形の関係を説
明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the amount of eccentricity of the lens and the waveform of the illuminance distribution.

【図13】粗調整のポジションを説明する図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a coarse adjustment position.

【図14】光軸調整の工程の一部を示すフローチャート
である。
FIG. 14 is a flowchart showing a part of a process of optical axis adjustment.

【図15】光軸調整の工程の残りを示すフローチャート
である。
FIG. 15 is a flowchart showing the rest of the optical axis adjustment process.

【図16】図13の位置(イ)におけるX方向のデータ
列と近似曲線を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a data string in the X direction and an approximate curve at a position (a) in FIG. 13;

【図17】図13の位置(イ)におけるY方向のデータ
列と近似曲線を示す図である。
17 is a diagram showing a data sequence in the Y direction and an approximate curve at a position (a) in FIG.

【図18】図13の位置(ロ)におけるX方向のデータ
列と近似曲線を示す図である。
18 is a diagram showing a data string and an approximate curve in the X direction at the position (b) in FIG.

【図19】一従来例を示す模式図である。FIG. 19 is a schematic view showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 架台 2 チャート投影ユニット 3 UV照射ユニット 4 コリメータレンズ 5 センサ 6 画像処理装置 11 フィンガ 12 XY微動ステージ 13 制御装置 21 光源 24 チャート 25 フォーカス軸 51 カメラ制御部 Reference Signs List 1 base 2 chart projection unit 3 UV irradiation unit 4 collimator lens 5 sensor 6 image processing device 11 finger 12 XY fine movement stage 13 control device 21 light source 24 chart 25 focus axis 51 camera control unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被調整レンズ系を光学系の光軸に対して
垂直に2次元的に微動させる微駆動ステージ手段と、前
記光軸に垂直な2方向の直線パターンを有するチャート
と、前記チャートの前記2方向の直線パターンを前記被
調整レンズ系を経てセンサに投影して2組の直線チャー
ト像を得る投影光学系と、前記2組の直線チャート像の
照度分布を前記2方向にそれぞれ検出し、各照度分布か
らその最強照度点を中心とするコマフレア量を算出する
演算手段と、前記コマフレア量から得られた偏心補正量
に基づいて前記微駆動ステージ手段を制御する制御手段
と、前記被調整レンズ系を移動させて複数のポジション
のそれぞれにおいて前記2組の直線チャート像の最大照
度値を記憶する記憶手段を有するレンズ系光軸調整装
置。
1. A fine drive stage means for finely moving a lens system to be adjusted two-dimensionally perpendicular to an optical axis of an optical system, a chart having a linear pattern in two directions perpendicular to the optical axis, and the chart And a projection optical system for projecting the linear pattern in the two directions to the sensor through the lens system to be adjusted to obtain two sets of linear chart images, and detecting the illuminance distribution of the two sets of linear chart images in the two directions, respectively. Calculating means for calculating a coma flare amount centered on the point of strongest illuminance from each illuminance distribution; control means for controlling the fine drive stage means based on an eccentricity correction amount obtained from the coma flare amount; A lens system optical axis adjustment device having a storage unit for moving an adjustment lens system and storing a maximum illuminance value of the two sets of linear chart images at each of a plurality of positions.
【請求項2】 光学系の光路に被調整レンズ系を保持す
る工程と、前記光路に2方向の直線パターンを有するチ
ャートを配設し、前記被調整レンズ系を経て前記2方向
の直線パターンをセンサに投影する工程と、投影された
2組の直線チャート像の照度分布を前記2方向にそれぞ
れ検出し、最強照度点を中心とするコマフレア量を算出
する工程と、算出されたコマフレア量から得られた偏心
補正量に基づいて前記被調整レンズ系を微動調整する工
程を有し、前記被調整レンズ系を移動させて複数のポジ
ションのそれぞれにおいて各直線チャート像の最大照度
値を検出し、得られたデータ列に基づいて基準位置を定
める粗調整を行なう工程が付加されていることを特徴す
るレンズ系光軸調整方法。
2. A step of holding a lens system to be adjusted in an optical path of an optical system, and arranging a chart having a linear pattern in two directions on the optical path, and forming the linear pattern in the two directions via the lens system to be adjusted. Projecting onto a sensor, detecting the illuminance distributions of the two sets of projected linear chart images in the two directions, and calculating the amount of coma flare centered on the point of strongest illuminance, and obtaining from the calculated amount of coma flare. A step of finely adjusting the adjusted lens system based on the eccentricity correction amount, detecting the maximum illuminance value of each linear chart image at each of a plurality of positions by moving the adjusted lens system, A method of adjusting the optical axis of the lens system, wherein a step of performing a coarse adjustment for determining a reference position based on the obtained data string is added.
【請求項3】 得られたデータ列を曲線近似することで
基準位置を定める粗調整を行なうことを特徴とする請求
項2記載のレンズ系光軸調整方法。
3. A method for adjusting the optical axis of a lens system according to claim 2, wherein a coarse adjustment for determining a reference position is performed by approximating a curve of the obtained data string.
【請求項4】 得られたデータ列を4次以上の多項式近
似曲線によって近似することで基準位置を定める粗調整
を行なうことを特徴とする請求項3記載のレンズ系光軸
調整方法。
4. A lens system optical axis adjusting method according to claim 3, wherein a coarse adjustment for determining a reference position is performed by approximating the obtained data sequence with a polynomial approximation curve of fourth order or higher.
【請求項5】 定数ピッチごとの画素を用いて最大照度
値を検出することを特徴とする請求項2ないし4いずれ
か1項記載のレンズ系光軸調整方法。
5. The method according to claim 2, wherein a maximum illuminance value is detected using pixels at each constant pitch.
【請求項6】 画像のフィールド信号を用いて粗調整を
行ない、画像のフレーム信号を用いてコマフレア量の算
出を行なうことを特徴とする請求項2ないし5いずれか
1項記載のレンズ系光軸調整方法。
6. The optical axis of a lens system according to claim 2, wherein a coarse adjustment is performed using a field signal of the image, and a coma flare amount is calculated using a frame signal of the image. Adjustment method.
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