JP2002357507A - レンズの光学性能検査方法及び光学性能検査装置 - Google Patents
レンズの光学性能検査方法及び光学性能検査装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、拡大光学系を用いる場合において
も光束を自動で追尾して常に像を拡大光学系でとらえて
レンズの光学性能の検査を可能とするレンズの光学性能
検査装置を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子８から得られるピンホール
像の撮像信号を基に演算処理装置１８により被検レンズ
９の主光線と拡大光学系の光軸とのズレ量を求める。そ
して、光軸方向に顕微鏡８を移動させる際には、ズレ量
に基づいて演算処理装置１８が顕微鏡８のＸ、Ｙ方向の
補正量を算出し、顕微鏡・ＣＣＤ駆動系１２を制御して
顕微鏡８を補正量分駆動する。これにより、顕微鏡８を
用いる場合においても常にピンホール像の自動追尾が可
能となる。
も光束を自動で追尾して常に像を拡大光学系でとらえて
レンズの光学性能の検査を可能とするレンズの光学性能
検査装置を提供する。 【解決手段】 固体撮像素子８から得られるピンホール
像の撮像信号を基に演算処理装置１８により被検レンズ
９の主光線と拡大光学系の光軸とのズレ量を求める。そ
して、光軸方向に顕微鏡８を移動させる際には、ズレ量
に基づいて演算処理装置１８が顕微鏡８のＸ、Ｙ方向の
補正量を算出し、顕微鏡・ＣＣＤ駆動系１２を制御して
顕微鏡８を補正量分駆動する。これにより、顕微鏡８を
用いる場合においても常にピンホール像の自動追尾が可
能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズの光学性能
評価方法及び光学性能検査装置に関し、詳しくは、例え
ば銀塩フィルムを用いたカメラやデジタルカメラのよう
なカメラ等の光学機器に使用されるレンズの光学性能評
価方法及び光学性能検査装置に関するものである。
評価方法及び光学性能検査装置に関し、詳しくは、例え
ば銀塩フィルムを用いたカメラやデジタルカメラのよう
なカメラ等の光学機器に使用されるレンズの光学性能評
価方法及び光学性能検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、レンズの性能評価方法として、投
影試験法、撮影試験法、空中像観測法の３方法が用いら
れているが、このうち最も高精度に測定ができるものは
空中像観測法である。この空中像観測法に関しては、被
検レンズによって作られた空中像を顕微鏡等に用いられ
る高性能な拡大光学系を通して観察する技術が公知であ
る。このような技術を用いると、肉眼ではとらえづらい
空中像の高周波成分を高精度にとらえることができる。
影試験法、撮影試験法、空中像観測法の３方法が用いら
れているが、このうち最も高精度に測定ができるものは
空中像観測法である。この空中像観測法に関しては、被
検レンズによって作られた空中像を顕微鏡等に用いられ
る高性能な拡大光学系を通して観察する技術が公知であ
る。このような技術を用いると、肉眼ではとらえづらい
空中像の高周波成分を高精度にとらえることができる。
【０００３】図５に上記結像光学系の空中像観測法に基
づくＭＴＦ（空間伝達関数）測定装置の概略構成図を示
す。図５において、光源部１０１の軸上及び任意の軸外
位置に配置された光源１０２から光源部１０１の軸上及
び軸外のピンホール１０３を照射することにより、ピン
ホール１０３を経た光束が被検レンズ１０４を介してピ
ンホール像として結像する。さらに像面に臨ませて配置
した顕微鏡１０５でピンホール像を拡大する。上記顕微
鏡１０５の結像位置に固体撮像素子１０６を配置し、拡
大像を固体撮像素子１０６の撮像面上に結像させる。固
体撮像素子１０６から出力される出力信号を演算装置１
０７によりＦＦＴ（高速フーリェ変換）演算してＭＴＦ
値を算出することにより空間像を解析する。
づくＭＴＦ（空間伝達関数）測定装置の概略構成図を示
す。図５において、光源部１０１の軸上及び任意の軸外
位置に配置された光源１０２から光源部１０１の軸上及
び軸外のピンホール１０３を照射することにより、ピン
ホール１０３を経た光束が被検レンズ１０４を介してピ
ンホール像として結像する。さらに像面に臨ませて配置
した顕微鏡１０５でピンホール像を拡大する。上記顕微
鏡１０５の結像位置に固体撮像素子１０６を配置し、拡
大像を固体撮像素子１０６の撮像面上に結像させる。固
体撮像素子１０６から出力される出力信号を演算装置１
０７によりＦＦＴ（高速フーリェ変換）演算してＭＴＦ
値を算出することにより空間像を解析する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したＭＴＦ測定装
置において、顕微鏡のような高倍率の拡大光学系を使用
した場合、固体撮像素子の撮像面に取り込んだピンホー
ル像の光束エリアは、この撮像面でのエリアに換算する
と、拡大光学系の倍率で割った大きさになるため非常に
小さくなる。
置において、顕微鏡のような高倍率の拡大光学系を使用
した場合、固体撮像素子の撮像面に取り込んだピンホー
ル像の光束エリアは、この撮像面でのエリアに換算する
と、拡大光学系の倍率で割った大きさになるため非常に
小さくなる。
【０００５】このような測定方法において、レンズの偏
心等の影響により中心物体の結像位置が光軸上にない場
合、また、軸外測定のように、軸外主光線に対して拡大
光学系の光軸が平行ではない場合に、拡大光学系を光軸
方向に移動させて測定を行うと拡大光学系が像をとらえ
られなくなる可能性が高いという問題があった。
心等の影響により中心物体の結像位置が光軸上にない場
合、また、軸外測定のように、軸外主光線に対して拡大
光学系の光軸が平行ではない場合に、拡大光学系を光軸
方向に移動させて測定を行うと拡大光学系が像をとらえ
られなくなる可能性が高いという問題があった。
【０００６】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、拡大光学系を用いる場合
においても、また、拡大光学系の光軸と主光線が平行で
はない場合においても、光束を自動で追尾して常に像を
拡大光学系でとらえてレンズの光学性能の検査を可能と
するレンズの光学性能検査方法及び光学性能検査装置を
提供することを目的とするものである。
るためになされたものであり、拡大光学系を用いる場合
においても、また、拡大光学系の光軸と主光線が平行で
はない場合においても、光束を自動で追尾して常に像を
拡大光学系でとらえてレンズの光学性能の検査を可能と
するレンズの光学性能検査方法及び光学性能検査装置を
提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
光源で照明される基準パターンを被検レンズ、拡大光学
系を介して撮像手段にて撮像し、撮像手段から得られる
撮像信号を演算手段にて演算して前記被検レンズの光学
性能を求めるレンズの光学性能検査方法において、被検
レンズの主光線と拡大光学系の光軸とのズレ量を求める
過程と、光軸方向に拡大光学系を移動させる際に、求め
たズレ量に基づいて光軸方向と直交するＸ、Ｙ方向の補
正量を算出する過程と、拡大光学系をＸ、Ｙ方向に補正
量分駆動し被検レンズの主光線を自動追尾する過程とを
含むことを特徴とするものである。
光源で照明される基準パターンを被検レンズ、拡大光学
系を介して撮像手段にて撮像し、撮像手段から得られる
撮像信号を演算手段にて演算して前記被検レンズの光学
性能を求めるレンズの光学性能検査方法において、被検
レンズの主光線と拡大光学系の光軸とのズレ量を求める
過程と、光軸方向に拡大光学系を移動させる際に、求め
たズレ量に基づいて光軸方向と直交するＸ、Ｙ方向の補
正量を算出する過程と、拡大光学系をＸ、Ｙ方向に補正
量分駆動し被検レンズの主光線を自動追尾する過程とを
含むことを特徴とするものである。
【０００８】この発明によれば、撮像手段から得られる
被検レンズを経て結像する基準パターン像の撮像信号を
演算手段にて演算し、被検レンズの主光線と拡大光学系
の光軸とのズレ量を求め、光軸方向に拡大光学系を移動
させる際に、求めたズレ量に基づいて光軸方向と直交す
るＸ、Ｙ方向の補正量を算出し、拡大光学系をＸ、Ｙ方
向に補正量分駆動して被検レンズの主光線を自動追尾す
るようにしたものであるから、拡大光学系を含む場合に
おいても、被検レンズの主光線を自動追尾して常に基準
パターン像を拡大光学系でとらえてレンズの光学性能の
検査を行うことができる。
被検レンズを経て結像する基準パターン像の撮像信号を
演算手段にて演算し、被検レンズの主光線と拡大光学系
の光軸とのズレ量を求め、光軸方向に拡大光学系を移動
させる際に、求めたズレ量に基づいて光軸方向と直交す
るＸ、Ｙ方向の補正量を算出し、拡大光学系をＸ、Ｙ方
向に補正量分駆動して被検レンズの主光線を自動追尾す
るようにしたものであるから、拡大光学系を含む場合に
おいても、被検レンズの主光線を自動追尾して常に基準
パターン像を拡大光学系でとらえてレンズの光学性能の
検査を行うことができる。
【０００９】請求項２記載の発明は、光源で照明される
基準パターンを被検レンズ、拡大光学系を介して撮像手
段にて撮像し、撮像手段から得られる撮像信号を演算手
段にて演算して前記被検レンズの光学性能を求めるレン
ズの光学性能検査方法において、被検レンズの軸外主光
線と、拡大光学系の光軸が平行ではない場合に、被検レ
ンズの射出瞳から焦点位置までの距離と、結像面である
Ｘ−Ｙ平面上で、Ｘ軸と被検レンズの光軸−軸外主光線
を結んだ線分がなす角と、線分の長さとを基にＸ、Ｙ方
向のズレ量を算出する過程と、光軸方向に拡大光学系を
移動させる際に、求めたズレ量に基づいて光軸方向と直
交するＸ、Ｙ方向の補正量を算出する過程と、拡大光学
系をＸ、Ｙ方向に補正量分駆動し被検レンズの軸外主光
線を自動追尾する過程とを含むことを特徴とするもので
ある。
基準パターンを被検レンズ、拡大光学系を介して撮像手
段にて撮像し、撮像手段から得られる撮像信号を演算手
段にて演算して前記被検レンズの光学性能を求めるレン
ズの光学性能検査方法において、被検レンズの軸外主光
線と、拡大光学系の光軸が平行ではない場合に、被検レ
ンズの射出瞳から焦点位置までの距離と、結像面である
Ｘ−Ｙ平面上で、Ｘ軸と被検レンズの光軸−軸外主光線
を結んだ線分がなす角と、線分の長さとを基にＸ、Ｙ方
向のズレ量を算出する過程と、光軸方向に拡大光学系を
移動させる際に、求めたズレ量に基づいて光軸方向と直
交するＸ、Ｙ方向の補正量を算出する過程と、拡大光学
系をＸ、Ｙ方向に補正量分駆動し被検レンズの軸外主光
線を自動追尾する過程とを含むことを特徴とするもので
ある。
【００１０】この発明によれば、拡大光学系の光軸と主
光線が平行ではない場合においても、請求項１記載の発
明の場合と同様にして被検レンズの主光線を自動追尾し
て常に基準パターン像を拡大光学系でとらえてレンズの
光学性能の検査を行うことができる。
光線が平行ではない場合においても、請求項１記載の発
明の場合と同様にして被検レンズの主光線を自動追尾し
て常に基準パターン像を拡大光学系でとらえてレンズの
光学性能の検査を行うことができる。
【００１１】請求項３記載の発明は、光源と、該光源で
照明された基準パターンと、該基準パターンを物点とす
る被検レンズと、該被検レンズによる該基準パターンの
像を観察し得る位置に置かれた拡大光学系と、該拡大光
学系による該基準パターンの拡大像を撮像する撮像手段
と、拡大光学系及び撮像手段を光軸方向及び光軸に垂直
なＸ、Ｙ平面内に移動可能な駆動手段と、撮像手段から
得られる撮像信号を演算処理して被検レンズの光学性能
を検査するとともに駆動手段の制御を行う演算処理装置
とを有するレンズの光学性能検査装置において、前記演
算処理装置は、前記撮像信号と駆動手段から取得する拡
大光学系の位置情報とを基に被検レンズの主光線と拡大
光学系の光軸とのズレ量を求め、駆動手段にて光軸方向
に拡大光学系を移動させる際に、求めたズレ量に基づい
て光軸方向と直交するＸ、Ｙ方向の補正量を算出し、駆
動手段を制御して拡大光学系をＸ、Ｙ方向に補正量分駆
動して被検レンズの主光線を自動追尾するようにしたこ
とを特徴とするものである。
照明された基準パターンと、該基準パターンを物点とす
る被検レンズと、該被検レンズによる該基準パターンの
像を観察し得る位置に置かれた拡大光学系と、該拡大光
学系による該基準パターンの拡大像を撮像する撮像手段
と、拡大光学系及び撮像手段を光軸方向及び光軸に垂直
なＸ、Ｙ平面内に移動可能な駆動手段と、撮像手段から
得られる撮像信号を演算処理して被検レンズの光学性能
を検査するとともに駆動手段の制御を行う演算処理装置
とを有するレンズの光学性能検査装置において、前記演
算処理装置は、前記撮像信号と駆動手段から取得する拡
大光学系の位置情報とを基に被検レンズの主光線と拡大
光学系の光軸とのズレ量を求め、駆動手段にて光軸方向
に拡大光学系を移動させる際に、求めたズレ量に基づい
て光軸方向と直交するＸ、Ｙ方向の補正量を算出し、駆
動手段を制御して拡大光学系をＸ、Ｙ方向に補正量分駆
動して被検レンズの主光線を自動追尾するようにしたこ
とを特徴とするものである。
【００１２】この発明によれば、撮像手段から得られる
基準パターン像の撮像信号を基に演算処理装置により被
検レンズの主光線と拡大光学系の光軸とのズレ量を求め
る。そして、光軸方向に拡大光学系を移動させる際に
は、ズレ量に基づいて演算処理装置が拡大光学系のＸ、
Ｙ方向の補正量を算出し、駆動手段を制御して拡大光学
系を補正量分駆動する。これにより、拡大光学系を用い
る場合においても常に空中像の自動追尾が可能となり、
支障なく光学性能の検査を行うことができるレンズの光
学性能検査装置を提供することができる。
基準パターン像の撮像信号を基に演算処理装置により被
検レンズの主光線と拡大光学系の光軸とのズレ量を求め
る。そして、光軸方向に拡大光学系を移動させる際に
は、ズレ量に基づいて演算処理装置が拡大光学系のＸ、
Ｙ方向の補正量を算出し、駆動手段を制御して拡大光学
系を補正量分駆動する。これにより、拡大光学系を用い
る場合においても常に空中像の自動追尾が可能となり、
支障なく光学性能の検査を行うことができるレンズの光
学性能検査装置を提供することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００１４】（実施の形態１） （構成）図１は本発明の実施の形態１のレンズ性能評価
装置の概略構成を示すブロック図である。
装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１５】このレンズ性能評価装置は、観測系本体１
７と、演算処理装置として機能する画像処理装置１８と
を有している。
７と、演算処理装置として機能する画像処理装置１８と
を有している。
【００１６】観測系本体１７において、光源１０から光
源部に設けたピンホールを設けたピンホール板１１を照
射して、ここからの光束が被検レンズ９を経てその焦点
位置に基準パターン像であるピンホール像として結像す
る。さらに、ピンホール像の結像面に臨ませて配置した
拡大光学系である顕微鏡８でピンホール像を拡大する。
顕微鏡８の結像位置に撮像手段としてのＣＣＤを用いた
固体撮像素子１３を配置し、拡大されたピンホール像を
撮像して電気信号に変換する。この固体撮像素子１３か
ら出力される撮像信号（電気信号）は、映像信号処理回
路１５に送られ、映像信号処理回路１５はピンホール像
の映像信号を生成して画像処理装置１８に送信するよう
に構成している。
源部に設けたピンホールを設けたピンホール板１１を照
射して、ここからの光束が被検レンズ９を経てその焦点
位置に基準パターン像であるピンホール像として結像す
る。さらに、ピンホール像の結像面に臨ませて配置した
拡大光学系である顕微鏡８でピンホール像を拡大する。
顕微鏡８の結像位置に撮像手段としてのＣＣＤを用いた
固体撮像素子１３を配置し、拡大されたピンホール像を
撮像して電気信号に変換する。この固体撮像素子１３か
ら出力される撮像信号（電気信号）は、映像信号処理回
路１５に送られ、映像信号処理回路１５はピンホール像
の映像信号を生成して画像処理装置１８に送信するよう
に構成している。
【００１７】また、観測系本体１７は、さらに観測系本
体１７を制御するマイクロコンピュータ１６と、顕微鏡
８、固体撮像素子１３を駆動する駆動手段である顕微鏡
・ＣＣＤ駆動系１２とを具備している。
体１７を制御するマイクロコンピュータ１６と、顕微鏡
８、固体撮像素子１３を駆動する駆動手段である顕微鏡
・ＣＣＤ駆動系１２とを具備している。
【００１８】画像処理装置１８は、外部インターフェイ
ス７を介して観測系本体１７のマイクロコンピュータ１
６と情報交換する制御部であるホストプロセッサ（図示
せず）を搭載したホストＣＰＵボード１と、画像メモリ
２と、高速演算処理ボード３とをシステムバス４、デー
タバス５にて各々接続し、画像データの入出力操作、ピ
ンホール像の位置情報の演算処理動作等の制御を行い、
また、外部インターフェイス７を介して顕微鏡８の駆動
方向及び速度のデータを観測系本体１７のマイクロコン
ピュータ１６へ送信するように構成されている。
ス７を介して観測系本体１７のマイクロコンピュータ１
６と情報交換する制御部であるホストプロセッサ（図示
せず）を搭載したホストＣＰＵボード１と、画像メモリ
２と、高速演算処理ボード３とをシステムバス４、デー
タバス５にて各々接続し、画像データの入出力操作、ピ
ンホール像の位置情報の演算処理動作等の制御を行い、
また、外部インターフェイス７を介して顕微鏡８の駆動
方向及び速度のデータを観測系本体１７のマイクロコン
ピュータ１６へ送信するように構成されている。
【００１９】前記観測系本体１７の映像信号処理回路１
５は、画像処理装置１８における画像信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄコンバータ６と接続され、さらにＡ
／Ｄコンバータ６はデジタル信号を記憶する画像メモリ
２に接続されている。
５は、画像処理装置１８における画像信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄコンバータ６と接続され、さらにＡ
／Ｄコンバータ６はデジタル信号を記憶する画像メモリ
２に接続されている。
【００２０】また、画像メモリ２の記憶データは、デー
タバス５を介して高速演算処理ボード３に送られ演算処
理される。高速演算処理ボード３で算出されたピンホー
ル像の位置情報は、データバス５を介してホストＣＰＵ
ボード１のホストプロセッサに送られて処理され、その
処理結果に基づいて出力される顕微鏡８の駆動方向及び
速度のデータは外部インターフェイス７を介して観測系
本体１７のマイクロコンピュータ１６へ出力される。
タバス５を介して高速演算処理ボード３に送られ演算処
理される。高速演算処理ボード３で算出されたピンホー
ル像の位置情報は、データバス５を介してホストＣＰＵ
ボード１のホストプロセッサに送られて処理され、その
処理結果に基づいて出力される顕微鏡８の駆動方向及び
速度のデータは外部インターフェイス７を介して観測系
本体１７のマイクロコンピュータ１６へ出力される。
【００２１】マイクロコンピュータ１６は、ピンホール
像が常に固体撮像素子１３の撮像面に映し出されるよう
に顕微鏡・ＣＣＤ駆動系１２を介して顕微鏡８、固体撮
像素子１３を制御する。
像が常に固体撮像素子１３の撮像面に映し出されるよう
に顕微鏡・ＣＣＤ駆動系１２を介して顕微鏡８、固体撮
像素子１３を制御する。
【００２２】また、顕微鏡・ＣＣＤ駆動系１２は、顕微
鏡８の対物レンズのレンズ位置情報を送出し、このレン
ズ位置情報はマイクロコンピュータ１６、外部インター
フェイス７を介してホストＣＰＵボード１に送信され
る。
鏡８の対物レンズのレンズ位置情報を送出し、このレン
ズ位置情報はマイクロコンピュータ１６、外部インター
フェイス７を介してホストＣＰＵボード１に送信され
る。
【００２３】以上のハードウェア構成からなるレンズ性
能評価装置において実行される測定方法は、被検レンズ
９の光軸と光源１０からの主光束が平行ではない場合で
も、主光束を自動で追尾して常にピンホール像を固体撮
像素子１３で取り込む自動追尾機能を有している。
能評価装置において実行される測定方法は、被検レンズ
９の光軸と光源１０からの主光束が平行ではない場合で
も、主光束を自動で追尾して常にピンホール像を固体撮
像素子１３で取り込む自動追尾機能を有している。
【００２４】（作用）以下、本実施の形態１における顕
微鏡８、固体撮像素子１３のピンホール像に対する追尾
機能について図１及び図２のフローチャートに従って説
明する。
微鏡８、固体撮像素子１３のピンホール像に対する追尾
機能について図１及び図２のフローチャートに従って説
明する。
【００２５】観測系本体１７の固体撮像素子１３にて撮
像したピンホール像の画像信号は、映像信号処理回路１
５にて処理され、画像処理装置１８のＡ／Ｄコンバータ
６によりデジタル信号に変換された後、画像メモリ２に
取り込まれる（ステップＳ１）。
像したピンホール像の画像信号は、映像信号処理回路１
５にて処理され、画像処理装置１８のＡ／Ｄコンバータ
６によりデジタル信号に変換された後、画像メモリ２に
取り込まれる（ステップＳ１）。
【００２６】高速演算処理ボード３は、画像メモリ２に
取り込んだピンホール像のデジタル信号を用いて、ピン
ホール像の重心（ＸＧ１，ＹＧ１）を算出する。また、
ホストＣＰＵボード１は、光軸方向（以下Ｚ方向）のレ
ンズ位置Ｚ１も、マイクロコンピュータ１６、外部イン
ターフェイス７を介して取得し、画像メモリ２に記憶す
るする。
取り込んだピンホール像のデジタル信号を用いて、ピン
ホール像の重心（ＸＧ１，ＹＧ１）を算出する。また、
ホストＣＰＵボード１は、光軸方向（以下Ｚ方向）のレ
ンズ位置Ｚ１も、マイクロコンピュータ１６、外部イン
ターフェイス７を介して取得し、画像メモリ２に記憶す
るする。
【００２７】さらに、高速演算処理ボード３は、画像中
心すなわち拡大光学系の中心（Ｘｃ，Ｙｃ）と、重心
（ＸＧ１，ＹＧ１）とから下記数１に示すズレ量（△Ｘ
１，△Ｙ１）を算出する（ステップＳ２）。
心すなわち拡大光学系の中心（Ｘｃ，Ｙｃ）と、重心
（ＸＧ１，ＹＧ１）とから下記数１に示すズレ量（△Ｘ
１，△Ｙ１）を算出する（ステップＳ２）。
【００２８】
【数１】
【００２９】そして、ホストＣＰＵボード１は、高速演
算処理ボード３の処理結果に基づいて顕微鏡８の駆動方
向及び駆動速度のデータを算出し外部インターフェイス
７を介して観測系本体１７のマイクロコンピュータ１６
へ出力する。これにより、マイクロコンピュータ１６
は、顕微鏡８の対物レンズをＺ方向に任意の微少量（Δ
Ｚ）でステップ駆動する（ステップ３）。この状態で既
述した場合と同様にして観測系本体１７にてピンホール
像を撮像し、デジタル信号に変換したピンホール像の画
像データを画像メモリ２に格納する。次に、ホストＣＰ
Ｕボード１は、画像メモリ２から画像データを取り込み
（ステップＳ４）、その画像データからピンホール像の
有無を判定する（ステップＳ５）。
算処理ボード３の処理結果に基づいて顕微鏡８の駆動方
向及び駆動速度のデータを算出し外部インターフェイス
７を介して観測系本体１７のマイクロコンピュータ１６
へ出力する。これにより、マイクロコンピュータ１６
は、顕微鏡８の対物レンズをＺ方向に任意の微少量（Δ
Ｚ）でステップ駆動する（ステップ３）。この状態で既
述した場合と同様にして観測系本体１７にてピンホール
像を撮像し、デジタル信号に変換したピンホール像の画
像データを画像メモリ２に格納する。次に、ホストＣＰ
Ｕボード１は、画像メモリ２から画像データを取り込み
（ステップＳ４）、その画像データからピンホール像の
有無を判定する（ステップＳ５）。
【００３０】ホストＣＰＵボード１は、ピンホール像が
見つからない場合には、顕微鏡８の対物レンズを既述し
たステップＳ３の場合とは逆方向にステップ駆動する
（ステップＳ６）。この状態で既述した場合と同様にし
て観測系本体１７にて撮像し、処理したピンホール像の
画像データを画像メモリ２に格納する。
見つからない場合には、顕微鏡８の対物レンズを既述し
たステップＳ３の場合とは逆方向にステップ駆動する
（ステップＳ６）。この状態で既述した場合と同様にし
て観測系本体１７にて撮像し、処理したピンホール像の
画像データを画像メモリ２に格納する。
【００３１】次に、ホストＣＰＵボード１は、画像メモ
リ２の画像データを取り込み（ステップＳ７）、この画
像データを用いてピンホール像の有無を判定する（ステ
ップＳ８）。そして、ピンホール像が見つからない場合
には、ステップＳ６へ戻り、ステップＳ６〜ステップＳ
８の処理を繰り返す。
リ２の画像データを取り込み（ステップＳ７）、この画
像データを用いてピンホール像の有無を判定する（ステ
ップＳ８）。そして、ピンホール像が見つからない場合
には、ステップＳ６へ戻り、ステップＳ６〜ステップＳ
８の処理を繰り返す。
【００３２】一方、ピンホール像が存在する場合には、
ステップＳ９へ進み、後述するように画像メモリ２に格
納された画像データから、ピンホール像の重心
（ＸＧ２，Ｙ Ｇ２）の算出を行い(ステップＳ９)、さら
に、顕微鏡８の中心（光軸）と、重心（ＸＧ２，
ＹＧ２）とのズレ量（△Ｘ２，△Ｙ２）を下記数２にて
算出する。但し、数２においてｍは顕微鏡８の光学系の
倍率である。また、ホストＣＰＵボード１は、光軸方向
（以下Ｚ方向）のレンズ位置Ｚ２も、マイクロコンピュ
ータ１６、外部インターフェイス７を介して取得する
（ステップＳ１０）。
ステップＳ９へ進み、後述するように画像メモリ２に格
納された画像データから、ピンホール像の重心
（ＸＧ２，Ｙ Ｇ２）の算出を行い(ステップＳ９)、さら
に、顕微鏡８の中心（光軸）と、重心（ＸＧ２，
ＹＧ２）とのズレ量（△Ｘ２，△Ｙ２）を下記数２にて
算出する。但し、数２においてｍは顕微鏡８の光学系の
倍率である。また、ホストＣＰＵボード１は、光軸方向
（以下Ｚ方向）のレンズ位置Ｚ２も、マイクロコンピュ
ータ１６、外部インターフェイス７を介して取得する
（ステップＳ１０）。
【００３３】
【数２】
【００３４】次に、ステップＳ１０により、ステップＳ
３及びステップＳ９で各々算出した値から、Ｚ軸上で任
意微小量（△Ｚ＝Ｚ２−Ｚ１）ステップ移動したときの
Ｘ軸、Ｙ軸の補正係数、すなわち、被検レンズ９の光軸
と顕微鏡８の光軸とのズレ量（ΔＸ、ΔＹ）を下記数３
にて求める（ステップＳ１１）。
３及びステップＳ９で各々算出した値から、Ｚ軸上で任
意微小量（△Ｚ＝Ｚ２−Ｚ１）ステップ移動したときの
Ｘ軸、Ｙ軸の補正係数、すなわち、被検レンズ９の光軸
と顕微鏡８の光軸とのズレ量（ΔＸ、ΔＹ）を下記数３
にて求める（ステップＳ１１）。
【００３５】
【数３】
【００３６】次に、ホストＣＰＵボード１は、Ｚ方向に
顕微鏡８をｄだけステップ移動させる際、前記ズレ量Δ
Ｘ、ΔＹ及び任意微小量△Ｚを用いて下記数４にてＸ、
Ｙ位置を算出する。
顕微鏡８をｄだけステップ移動させる際、前記ズレ量Δ
Ｘ、ΔＹ及び任意微小量△Ｚを用いて下記数４にてＸ、
Ｙ位置を算出する。
【００３７】
【数４】
【００３８】このようにして、顕微鏡８の対物レンズの
Ｚ軸方向のステップ移動と同時に、顕微鏡８のＸ軸、Ｙ
軸も数４で示すＸ、Ｙ位置に移動させることにより、常
にピンホール像を顕微鏡８でとらえることが可能とな
る。
Ｚ軸方向のステップ移動と同時に、顕微鏡８のＸ軸、Ｙ
軸も数４で示すＸ、Ｙ位置に移動させることにより、常
にピンホール像を顕微鏡８でとらえることが可能とな
る。
【００３９】次に、ホストＣＰＵボード１の制御の基に
高速演算処理ボード３は、固体撮像素子１３により撮像
される画像データを用いて、被検レンズ９のＭＴＦ（変
調伝達関数）を算出する（ステップＳ１２）。そして、
測定回数ｎが指定回数Ｎに達していない場合にはステッ
プＳ１１へ戻り、ステップＳ１１からステップＳ１３の
処理を繰り返し、ＭＴＦ算出を繰り返し行う（ステップ
Ｓ１３）。
高速演算処理ボード３は、固体撮像素子１３により撮像
される画像データを用いて、被検レンズ９のＭＴＦ（変
調伝達関数）を算出する（ステップＳ１２）。そして、
測定回数ｎが指定回数Ｎに達していない場合にはステッ
プＳ１１へ戻り、ステップＳ１１からステップＳ１３の
処理を繰り返し、ＭＴＦ算出を繰り返し行う（ステップ
Ｓ１３）。
【００４０】（効果）上述したように本実施の形態１に
よれば、光軸方向に顕微鏡８をステップ移動する前と移
動した後のピンホール像を画像メモリ２に格納して、
Ｘ、Ｙ方向の移動量と、Ｚ方向ステップ移動量とから補
正係数△Ｘ、△Ｙを算出し、顕微鏡・ＣＣＤ駆動系１２
にフイードバックすることにより、高速にピンホール像
の追尾を行い被検レンズ９のＭＴＦを算出することが可
能となる。
よれば、光軸方向に顕微鏡８をステップ移動する前と移
動した後のピンホール像を画像メモリ２に格納して、
Ｘ、Ｙ方向の移動量と、Ｚ方向ステップ移動量とから補
正係数△Ｘ、△Ｙを算出し、顕微鏡・ＣＣＤ駆動系１２
にフイードバックすることにより、高速にピンホール像
の追尾を行い被検レンズ９のＭＴＦを算出することが可
能となる。
【００４１】（実施の形態２） （構成）本発明の実施の形態２について以下に説明す
る。本実施の形態２の構成は上記実施の形態１の場合と
同様である。
る。本実施の形態２の構成は上記実施の形態１の場合と
同様である。
【００４２】（作用）以下、実施の形態２の作用につい
て、図１、図３のフローチャート及び図４を参照して説
明する。
て、図１、図３のフローチャート及び図４を参照して説
明する。
【００４３】図４に示す被検レンズ９の射出角ωと、射
出瞳から焦点位置までの距離ＤＺ、結像面であるＸ−Ｙ
平面上で、Ｘ軸と、光軸−軸外主光線を結んだ線分Ｉｍ
とがなす角θを既知として、顕微鏡８の対物レンズをＺ
方向に△Ｚ動かした場合のＸ、Ｙ方向のズレ量△Ｘ、△
Ｙを下記数５にて算出する（ステップＳ２１）。
出瞳から焦点位置までの距離ＤＺ、結像面であるＸ−Ｙ
平面上で、Ｘ軸と、光軸−軸外主光線を結んだ線分Ｉｍ
とがなす角θを既知として、顕微鏡８の対物レンズをＺ
方向に△Ｚ動かした場合のＸ、Ｙ方向のズレ量△Ｘ、△
Ｙを下記数５にて算出する（ステップＳ２１）。
【００４４】
【数５】
【００４５】次に、Ｚ軸方向に顕微鏡８の対物レンズを
をｄだけ駆動する場合に、Ｘ軸、Ｙ軸を下記数６に示す
Ｘ，Ｙだけ移動する（ステップＳ２２）。
をｄだけ駆動する場合に、Ｘ軸、Ｙ軸を下記数６に示す
Ｘ，Ｙだけ移動する（ステップＳ２２）。
【００４６】
【数６】
【００４７】これにより、常にピンホール像を顕微鏡８
でとらえ、さらに固体撮像素子１３にて撮像されたピン
ホール像の画像データを用いてＭＴＦを算出する（ステ
ップＳ２３）。そして、測定回数ｎが指定回数Ｎに達し
ていない場合にはステップＳ２２へ戻り、ステップＳ２
２からステップＳ２４の処理を繰り返しＭＴＦを繰り返
し算出する（ステップＳ２４）。
でとらえ、さらに固体撮像素子１３にて撮像されたピン
ホール像の画像データを用いてＭＴＦを算出する（ステ
ップＳ２３）。そして、測定回数ｎが指定回数Ｎに達し
ていない場合にはステップＳ２２へ戻り、ステップＳ２
２からステップＳ２４の処理を繰り返しＭＴＦを繰り返
し算出する（ステップＳ２４）。
【００４８】（効果）本実施の形態２によれば、軸外の
空間像観察の場合でも、既知のデータから、顕微鏡８の
対物レンズを光軸方向に任意微小量△Ｚ移動させた場合
のＸ、Ｙ方向の移動量△Ｘ、△Ｙを算出し、顕微鏡・Ｃ
ＣＤ駆動系１２にフイードバックすることにより、高速
にピンホール像の自動追尾を行いＭＴＦを算出すること
ができる。
空間像観察の場合でも、既知のデータから、顕微鏡８の
対物レンズを光軸方向に任意微小量△Ｚ移動させた場合
のＸ、Ｙ方向の移動量△Ｘ、△Ｙを算出し、顕微鏡・Ｃ
ＣＤ駆動系１２にフイードバックすることにより、高速
にピンホール像の自動追尾を行いＭＴＦを算出すること
ができる。
【００４９】
【発明の効果】本発明によれば、拡大光学系を含む場合
においても、被検レンズの主光線を自動追尾して常に基
準パターン像を拡大光学系でとらえてレンズの光学性能
の検査を行うことができるレンズの光学性能検査方法を
提供することができる。
においても、被検レンズの主光線を自動追尾して常に基
準パターン像を拡大光学系でとらえてレンズの光学性能
の検査を行うことができるレンズの光学性能検査方法を
提供することができる。
【００５０】また本発明によれば、被検レンズの光軸
と、拡大光学系の光軸のズレ量を求め、拡大光学系の駆
動手段にフイードバックすることにより、常に空中像を
とらえることをができ、これにより、軸外の空間像観察
の場合を含め常に空中像を拡大光学系でとらえてレンズ
の性能評価を行うことができるレンズの光学性能検査装
置を提供することができる。
と、拡大光学系の光軸のズレ量を求め、拡大光学系の駆
動手段にフイードバックすることにより、常に空中像を
とらえることをができ、これにより、軸外の空間像観察
の場合を含め常に空中像を拡大光学系でとらえてレンズ
の性能評価を行うことができるレンズの光学性能検査装
置を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態１、２のレンズ性能評価装
置の概略構成を示すブロック図である。
置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１のレンズ性能評価装置に
よるレンズ性能評価の処理を示すフローチャートてあ
る。
よるレンズ性能評価の処理を示すフローチャートてあ
る。
【図３】本発明の実施の形態２のレンズ性能評価装置に
よるレンズ性能評価の処理を示すフローチャートてあ
る。
よるレンズ性能評価の処理を示すフローチャートてあ
る。
【図４】本発明の実施の形態２のレンズ性能評価装置に
おける被検レンズの射出角、射出瞳から焦点位置までの
距離、結像面であるＸ−Ｙ平面上でＸ軸と、光軸−軸外
主光線を結んだ線分とがなす角を示す説明図である。
おける被検レンズの射出角、射出瞳から焦点位置までの
距離、結像面であるＸ−Ｙ平面上でＸ軸と、光軸−軸外
主光線を結んだ線分とがなす角を示す説明図である。
【図５】従来例のＭＴＦ測定装置を示す概略構成図であ
る。
る。
１ ホストＣＰＵボード ２ 画像メモリ ３ 高速演算処理ボード ４ システムバス ５ データバス ６ Ａ／Ｄコンバータ ７ 外部インターフェイス ８ 顕微鏡 ９ 被検レンズ １０ 光源 １１ ピンホール板 １２ 顕微鏡・ＣＣＤ駆動系 １３ 固体撮像素子 １５ 映像信号処理回路 １６ マイクロコンピュータ １７ 観測系本体 １８ 画像処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 宏和 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA07 BB22 CC22 FF01 FF04 HH04 JJ03 JJ26 MM06 PP03 PP24 PP26 QQ24 QQ31 RR05 2G086 FF04
Claims (3)
- 【請求項１】 光源で照明される基準パターンを被検レ
ンズ、拡大光学系を介して撮像手段にて撮像し、撮像手
段から得られる撮像信号を演算手段にて演算して前記被
検レンズの光学性能を求めるレンズの光学性能検査方法
において、 被検レンズの主光線と拡大光学系の光軸とのズレ量を求
める過程と、 光軸方向に拡大光学系を移動させる際に、求めたズレ量
に基づいて光軸方向と直交するＸ、Ｙ方向の補正量を算
出する過程と、 拡大光学系をＸ、Ｙ方向に補正量分駆動し被検レンズの
主光線を自動追尾する過程と、 を含むことを特徴とするレンズの光学性能検査方法。 - 【請求項２】 光源で照明される基準パターンを被検レ
ンズ、拡大光学系を介して撮像手段にて撮像し、撮像手
段から得られる撮像信号を演算手段にて演算して前記被
検レンズの光学性能を求めるレンズの光学性能検査方法
において、 被検レンズの軸外主光線と、拡大光学系の光軸が平行で
はない場合に、被検レンズの射出瞳から焦点位置までの
距離と、結像面であるＸ−Ｙ平面上で、Ｘ軸と被検レン
ズの光軸−軸外主光線を結んだ線分がなす角と、線分の
長さとを基にＸ、Ｙ方向のズレ量を算出する過程と、 光軸方向に拡大光学系を移動させる際に、求めたズレ量
に基づいて光軸方向と直交するＸ、Ｙ方向の補正量を算
出する過程と、 拡大光学系をＸ、Ｙ方向に補正量分駆動し被検レンズの
軸外主光線を自動追尾する過程と、 を含むことを特徴とするレンズの光学性能検査方法。 - 【請求項３】 光源と、該光源で照明された基準パター
ンと、該基準パターンを物点とする被検レンズと、該被
検レンズによる該基準パターンの像を観察し得る位置に
置かれた拡大光学系と、該拡大光学系による該基準パタ
ーンの拡大像を撮像する撮像手段と、拡大光学系及び撮
像手段を光軸方向及び光軸に垂直なＸ、Ｙ平面内に移動
可能な駆動手段と、撮像手段から得られる撮像信号を演
算処理して被検レンズの光学性能を検査するとともに駆
動手段の制御を行う演算処理装置とを有するレンズの光
学性能検査装置において、 前記演算処理装置は、前記撮像信号と駆動手段から取得
する拡大光学系の位置情報とを基に被検レンズの主光線
と拡大光学系の光軸とのズレ量を求め、駆動手段にて光
軸方向に拡大光学系を移動させる際に、求めたズレ量に
基づいて光軸方向と直交するＸ、Ｙ方向の補正量を算出
し、駆動手段を制御して拡大光学系をＸ、Ｙ方向に補正
量分駆動して被検レンズの主光線を自動追尾するように
したことを特徴とするレンズの光学性能検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001167646A JP2002357507A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | レンズの光学性能検査方法及び光学性能検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001167646A JP2002357507A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | レンズの光学性能検査方法及び光学性能検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002357507A true JP2002357507A (ja) | 2002-12-13 |
Family
ID=19010004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001167646A Withdrawn JP2002357507A (ja) | 2001-06-04 | 2001-06-04 | レンズの光学性能検査方法及び光学性能検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002357507A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103454068A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-18 | 浙江工业大学 | 基于ccd探测的x射线组合折射透镜聚焦性能测试装置 |
| JP7520556B2 (ja) | 2020-04-07 | 2024-07-23 | キヤノン株式会社 | 光学機器の評価方法および評価装置 |
-
2001
- 2001-06-04 JP JP2001167646A patent/JP2002357507A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103454068A (zh) * | 2013-08-20 | 2013-12-18 | 浙江工业大学 | 基于ccd探测的x射线组合折射透镜聚焦性能测试装置 |
| JP7520556B2 (ja) | 2020-04-07 | 2024-07-23 | キヤノン株式会社 | 光学機器の評価方法および評価装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080805 |