JP2002005788A - 光ファイバーレンズの最善共役長測定装置 - Google Patents

光ファイバーレンズの最善共役長測定装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、光ファイバーレンズの最善共役長を求
めるときにはモニター画面を目視し、最良焦点が得られ
る位置を探索していたので、作業者の熟練度などにより
個人差を生じて精度が不足する問題点を生じていた。 【解決手段】 本発明により、移動手段が設けられた光
源装置2と、光ファイバーレンズ10を保持し移動手段
が設けられたレンズ保持装置4と、顕微鏡撮像装置3
と、画像処理装置5と、駆動装置6とから成り、画像処
理装置5と駆動装置6とによるレンズ保持装置4の移動
に伴う輝度の最高値の検出によるレンズ最適位置の検出
と、同じく画像処理装置5と駆動装置6とによる光源装
置2の移動に伴う画像の再小径の検出による最適共役長
の検出との繰返しにより自動的に最善の共役長が得られ
るものとして、共役長の測定を簡素化すると共に、精度
も向上させ課題を解決するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子式複写機におい
て、原稿を感光ドラムに感光させるために用いられるレ
ンズの検定装置に関するものであり、詳細には、グレー
デッドインデックス・ファイバーの複数を束ねて構成さ
れる光ファイバーレンズにおける最善の共役長を測定す
るための装置の構成に係るものである。
【0002】
【従来の技術】従来において、光ファイバーレンズ10
の最善共役長を求めるときには、図3に示すように、例
えばドットパターンが設けられた光源装置91と、CC
D画像素子などが設けられた顕微鏡撮像装置92と、前
記光ファイバーレンズ10を保持するためのレンズ保持
装置93とから成る共役長測定装置90を用意し、前記
光源装置91と顕微鏡撮像装置92との間隔を前記光フ
ァイバーレンズ10の設計上の共役長にほぼ一致させて
セットしておき、そして前記レンズ保持装置93が光フ
ァイバーレンズ10の光学中心を前記共役長の半分の位
置に保持するようにセットしておく。
【0003】この状態で、前記顕微鏡撮像装置92を前
後に移動させ、この顕微鏡撮像装置92に接続されたモ
ニタ装置94上の画像を目視で観視しながら最も鮮鋭な
ピントが得られる位置を最善共役長として探り出す。そ
の後に前記レンズ保持装置93を前後に移動させ、前記
モニタ装置94上の画像により上記の最善共役長におけ
るレンズ最適位置を探り出す。
【0004】ここで、上記のようにして得られた最善共
役長およびレンズ最適位置は、必ずしも真の最善共役長
が捕えられていないこともあり得るので、顕微鏡撮像装
置92を、上記で得られた最善共役長から僅かに上下に
移動させ、それぞれのレンズ最適位置を探り出したとき
のモニタ装置94上の画像を前に測定したときの画像と
比較し確認する。
【0005】このときに、もしも移動後の最善共役長、
例えば+Δの方が鮮鋭であれば、この結果を最善共役長
とレンズ最適距離とに置換え、再度、顕微鏡撮像装置9
2の±Δの移動を行い、前回と同様に、得られた最善共
役長およびレンズ最適位置が真の最善共役長、レンズ最
適距離であることを確認する。また、真の値でない場合
には、上記の手順を、真の値が得られるまで繰返す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
説明でも明らかなように、従来の最善共役長の測定装置
においては、上記した顕微鏡撮像装置92の移動、レン
ズ保持装置93の移動などは、作業者により手動で行わ
れるものであり、また、判定も目視により行われるもの
であるので、得られる精度の大部分が作業者の熟練度に
より左右されるものと成る。
【0007】また、測定に要する時間も作業者の熟練度
により大きく左右されるものと成ると共に、熟練した作
業者同士の間でも、判定基準に少なからぬ経験などによ
る個人差があり、同じ光ファイバーレンズ10に対して
も、測定者により異なる最善共役長となるなど再現性も
悪く、精度と生産効率の面で幾多の課題を生じるものと
成っている。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的な手段として、適宜なパタ
ーンを有し一方向への移動手段が設けられた光源装置
と、光ファイバーレンズを保持し前記光源装置と同一方
向への移動手段が設けられたレンズ保持装置と、前記移
動手段の移動方向の延長線上に設けられる顕微鏡撮像装
置と、前記顕微鏡撮像装置からの出力を処理する画像処
理装置と、前記画像処理装置からの出力に応じ前記移動
手段を駆動する駆動装置とから成り、前記画像処理装置
は、第一ステップとして前記顕微鏡撮像装置からの出力
に輝度の最高値が得られるように前記レンズ保持装置を
前記駆動装置を介して駆動させ、輝度の最高値が得られ
た時点で前記画像処理装置は前記光源装置の前記パター
ンの写像の寸法を保持すると共に、第二ステップとして
前記光源装置を所定方向に所定量だけ前記駆動装置を介
して駆動させ、この状態で前記第一ステップを行い再度
輝度の最高値を得たときの写像の寸法を計測して前の写
像の寸法との比較を行いながら、第二ステップと第一ス
テップを繰返し、前記写像の寸法に最小値が得られたと
きの光源装置と顕微鏡撮像装置との距離、および、光源
装置とレンズ保持装置との距離をもって被測定光ファイ
バーレンズの最善共役長とすることを特徴とする光ファ
イバーレンズの最善共役長測定装置を提供することで課
題を解決するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明を図に示す実施形
態に基づいて詳細に説明する。図1に符号1で示すもの
は本発明に係る光ファイバーレンズの最善共役長測定装
置(以下、共役長測定装置1と略称する)であり、この
共役長測定装置1は、光源装置2と、顕微鏡撮像装置3
と、レンズ保持装置4と、画像処理装置5と、駆動装置
6とから構成されている。
【0010】そして、前記光源装置2には従来例で説明
したのと同様にドットパターンなどが設けられて、光フ
ァイバーレンズ10の焦点の検出を容易なものとすると
共に、前記駆動装置6からの出力に応じて光ファイバー
レンズ10の光軸X方向に移動可能な移動手段2aが設
けられ、同様に駆動装置6からの出力に応じる移動手段
4aがレンズ保持装置4にも設けられている。
【0011】前記顕微鏡撮像装置3にはCCD画像素子
などが設けられていて、この顕微鏡撮像装置3からの出
力は画像処理装置5においてデジタル的に処理が可能な
ものとされ、この画像処理装置5からの出力をもって、
前記駆動装置6は光源装置2の移動手段2a、もしく
は、レンズ保持装置4の移動手段4aを駆動する。
【0012】図2は、上記の構成とされた、本発明の共
役長測定装置1の作用を示すフローチャートであり、以
下、このフローチャートを用いて共役長測定装置1の動
作を説明する。先ず本発明の共役長測定装置1において
は、第1ステップ(S−01)として、駆動装置6は移
動手段2aを駆動し光源装置2を顕微鏡撮像装置3に対
して所定距離にセットする。
【0013】ここで、この説明においては、光ファイバ
ーレンズ10が電子複写機に用いられるものであって、
使用可能な共役長には機構上などの制約により、最大長
(MAX)と最小長(MIN)とが設定されているもの
とし、この説明では第1ステップにおいて光源装置2に
セットされる所定距離は最大長(MAX)であるとして
説明を行う。
【0014】次いで、第2ステップ(S−02)とし
て、駆動装置6は移動手段4aを駆動し、前記レンズ保
持装置4により光ファイバーレンズ10を初期位置に設
定する。ここで、ファイバ−レンズ10の初期位置と
は、理論的には光ファイバーレンズ10の光学的中心が
共役長の1/2となる位置であるので、それに従えば良
いものである。
【0015】以上のように、光源2と光ファイバーレン
ズ10とに測定開始のための初期位置を与えた後に、共
役長測定装置1は第3ステップ(S−03)として顕微
鏡撮像装置3と画像処理装置5とにより光源装置2から
の光の輝度を測定する。尚、この輝度測定は以後も行わ
れることになるので、例えばドット状とされた光源像の
特定の一点を選び測定するなどして、データーの連続性
を保つものとする。
【0016】続く第4ステップ(S−04)として、駆
動装置6は移動手段4aを駆動し、光ファイバーレンズ
10を距離+Δだけ光源装置2側に移動する。尚、この
ときに移動が行われる距離+Δは、この光ファイバーレ
ンズ10が使用される電子複写機などに設けられる調整
機構に対応するものとされている。
【0017】しかる後に、共役長測定装置1は第5ステ
ップ(S−05)として顕微鏡撮像装置3と画像処理装
置5とにより、再度に光源装置2からの光の輝度を測定
し、第6ステップ(S−06)で前回測定した輝度との
比較を行う。このときに、今回(第6ステップ(S−0
6))において測定された輝度が、前回(第3ステップ
(S−03))の測定輝度よりも高い場合には、更に光
源装置2寄りに光ファイバーレンズ10の最適位置が存
在する可能性があるものと成る。
【0018】よって、共役長測定装置1は、移動したレ
ンズ位置を記憶し(第7ステップ(S−07))、第4
ステップ(S−04)に戻り、光ファイバーレンズ10
を再度距離+Δだけ移動させ、第5ステップ(S−0
5)と、第6ステップ(S−06)を繰返し、光ファイ
バーレンズ10の最適位置を探し出す。
【0019】このようにして、もはや第6ステップ(S
−06)において輝度の増加が認められなくなったとき
には、共役長測定装置1は前回に光ファイバーレンズ1
0の最適位置があったと判断し、第8ステップ(S−0
8)に進む。そして、この第8ステップ(S−08)に
おいては、光ファイバーレンズ10を移動した位置が記
憶されているか否かを検定する。
【0020】第8ステップ(S−08)において、光フ
ァイバーレンズ10移動の記憶があれば、その光ファイ
バーレンズ10は距離+Δ側に最適値があり、今回の共
役長=MAXとしたときの最適値が既に求められている
ものであるので、次なる工程である第13ステップ(S
−13)に進ませる。
【0021】また、光ファイバーレンズ10の移動の記
憶が認められないときには、光ファイバーレンズ10の
最適値が+Δ側にはなかったことを示すものであるの
で、第8ステップ(S−08)は工程を第9ステップ
(S−09)に移行し、−Δ側における光ファイバーレ
ンズ10の最適値の検定を上記の第4〜第7ステップと
ほぼ同様な第9ステップ(S−09)〜第12ステップ
(S−12)により最適値を探し出す。
【0022】第13ステップ(S−13)からは、上記
のようにして(共役長=MAX)のときにレンズの最適
値が求められた光ファイバーレンズ10に対して最適な
共役長を求める工程であり、先ず、第13ステップ(S
−13)においては、(共役長=MAX)の条件におけ
る光源装置2のドット径を画像処理装置5により測定す
る。
【0023】そして、続く第14ステップ(S−14)
において、駆動装置6により光源装置2を距離Cだけ顕
微鏡撮像装置3に近づける。尚、第15ステップ(S−
15)については後に説明するものとし、ここでは第1
5ステップ(S−15)は無条件に第16ステップ(S
−16)に工程を引継ぐものとする。
【0024】第16ステップ(S−16)は共役長が
(MAX−C)とされた後の光ファイバーレンズ10に
対して光源装置2のドット径を測定する。このときに
は、当初が共役長の上限であるMAXとして設定されて
いるので、(MAX−C)とすることで通常はドット径
は減少するものと成り、第17ステップ(S−17)に
より工程は第18ステップ(S−18)に引継がれる。
【0025】もしも、このときに第17ステップ(S−
17)において、光源像の径の減少が認められなかった
場合には、第17ステップ(S−17)は工程を第19
ステップ(S−19)に引継ぎ、第19ステップ(S−
19)は光源位置を変更した記憶がないときには、共役
長が上限値であるMAX以上であると判断し、第21ス
テップ(S−21)で規格外不良品としての処理を行
う。
【0026】また、第17ステップ(S−17)が第1
8ステップ(S−18)に工程を引継いだ場合は、この
第18ステップ(S−18)は共役長(MAX−C)を
記憶し、工程を第2ステップ(S−02)に引継ぎ、以
降、共役長(MAX−C)としたときの光ファイバーレ
ンズ10の最適位置を第3ステップ(S−03)〜第1
2ステップ(S−12)をして探し出す。
【0027】このようにして、最適の共役長が求まられ
ると、もはや第14ステップ(S−14)における次回
の共役長の変更に対しては第17ステップ(S−17)
におけるドット径の減少は観測できないものと成り、こ
の場合にも第17ステップ(S−17)は工程を第19
ステップ(S−19)に引継ぐものと成る。
【0028】但し、この場合には光源位置の変更した値
の記憶があるので、第19ステップ(S−19)は最適
共役値の測定が終了したものとして、第20ステップ
(S−20)により測定工程を終了し、結果を例えばプ
リンターなど適宜な手段で外部に出力する。
【0029】ここで、上記の共役長の変更を繰返すと、
例えば電子複写機に使用するときの、共役長の下限を越
えて短くセットしても、まだ最適値が得られないものが
出てくる可能性も生じる。前記第15ステップ(S−1
5)は、この検出のために設けられた工程であり、距離
(−C)の変更が繰返されて、下限値MINよりも短く
成ったときには、第15ステップ(S−15)は、目下
計測中の光ファイバーレンズ10は規格外品と判定し、
工程を第21ステップ(S−21)に引継ぐものとす
る。
【0030】以上説明したように本発明の共役長測定装
置1によれば、光ファイバーレンズ10のレンズ保持装
置4への取付け作業を除いては全てが自動で行われるも
のと成り、また、共役長を変えるときの前回のデータと
の比較も共役長測定装置1内で自動的に行われるものと
成るので、モニターによる判定などのように個人差を生
ぜず、確実且つ高い精度で行えるものと成る。
【0031】
【発明の効果】以上に説明したように本発明により、適
宜なパターンを有し一方向への移動手段が設けられた光
源装置と、光ファイバーレンズを保持し前記光源装置と
同一方向への移動手段が設けられたレンズ保持装置と、
前記移動手段の移動方向の延長線上に設けられる顕微鏡
撮像装置と、前記顕微鏡撮像装置からの出力を処理する
画像処理装置と、前記画像処理装置からの出力に応じ前
記移動手段を駆動する駆動装置とから成り、前記画像処
理装置は、第一ステップとして前記顕微鏡撮像装置から
の出力に輝度の最高値が得られるように前記レンズ保持
装置を前記駆動装置を介して駆動させ、輝度の最高値が
得られた時点で前記画像処理装置は前記光源装置の前記
パターンの写像の寸法を保持すると共に、第二ステップ
として前記光源装置を所定方向に所定量だけ前記駆動装
置を介して駆動させ、この状態で前記第一ステップを行
い再度輝度の最高値を得たときの写像の寸法を計測して
前の写像の寸法との比較を行いながら、第二ステップと
第一ステップを繰返し、前記写像の寸法に最小値が得ら
れたときの光源装置と顕微鏡撮像装置との距離、およ
び、光源装置とレンズ保持装置との距離をもって被測定
光ファイバーレンズの最善共役長とする光ファイバーレ
ンズの最善共役長測定装置としたことで、作業者の熟練
度に最大限に依存せざるを得なかった、光ファイバーレ
ンズの最適共役長の測定を簡素化すると共に、精度も向
上させ、生産性を向上させると共に、この種の光ファイ
バーレンズが採用される機器の性能向上にも極めて優れ
た効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る最善共役長測定装置の実施形態
を示すブロック図である。
【図2】 同じ最善共役長測定装置の動作を示すフロー
チャートである。
【図3】 従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1……最善共役長測定装置 2……光源装置 2a……移動手段 3……顕微鏡撮像装置 4……レンズ保持装置 4a……移動手段 5……画像処理装置 6……駆動装置 10……光ファイバーレンズ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 適宜なパターンを有し一方向への移動手
    段が設けられた光源装置と、光ファイバーレンズを保持
    し前記光源装置と同一方向への移動手段が設けられたレ
    ンズ保持装置と、前記移動手段の移動方向の延長線上に
    設けられる顕微鏡撮像装置と、前記顕微鏡撮像装置から
    の出力を処理する画像処理装置と、前記画像処理装置か
    らの出力に応じ前記移動手段を駆動する駆動装置とから
    成り、前記画像処理装置は、第一ステップとして前記顕
    微鏡撮像装置からの出力に輝度の最高値が得られるよう
    に前記レンズ保持装置を前記駆動装置を介して駆動さ
    せ、輝度の最高値が得られた時点で前記画像処理装置は
    前記光源装置の前記パターンの写像の寸法を保持すると
    共に、第二ステップとして前記光源装置を所定方向に所
    定量だけ前記駆動装置を介して駆動させ、この状態で前
    記第一ステップを行い再度輝度の最高値を得たときの写
    像の寸法を計測して前の写像の寸法との比較を行いなが
    ら、第二ステップと第一ステップを繰返し、前記写像の
    寸法に最小値が得られたときの光源装置と顕微鏡撮像装
    置との距離、および、光源装置とレンズ保持装置との距
    離をもって被測定光ファイバーレンズの最善共役長とす
    ることを特徴とする光ファイバーレンズの最善共役長測
    定装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006289790A (ja) * 2005-04-11 2006-10-26 Suzuka Fuji Xerox Co Ltd レンズアレイの最適共役長の決定方法、プリントヘッド及びその製造方法、レンズアレイ最適共役長決定装置
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WO2022199397A1 (zh) * 2021-03-25 2022-09-29 苏州微创阿格斯医疗科技有限公司 一种侧向光光纤透镜的测量装置及其测量方法

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