JP2006145387A - Eccentricity measuring instrument for lens system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ等のレンズ系において、各面の偏心量を測定するレンズ系の偏心測定装置に関する。 The present invention relates to a lens system eccentricity measuring device for measuring the amount of eccentricity of each surface in a lens system such as a camera.
レンズ系の偏心測定では、実使用状態の被測定レンズ部を装置に固定した後、オートコリメーション法と呼ばれる方法によって偏心量を測定する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
オートコリメーション法による測定は、例えば、図11に示すように、移動レンズ101A(移動後の位置のレンズを101Bとする。)と固定レンズ101Cを同一の光軸C上に配したズーム光学部102及び被測定レンズ103A、103B、103Cを有する被測定レンズ部105を光源部106の光軸C上に配した装置を用いて行われる。この際、移動レンズ101Aは、被測定レンズ103A、103B、103Cにおける被測定面107A、107B、107C、107D、107E、107Fに光源部106からの測定光を球心入射させる位置に配される。そして、被測定レンズ部105を光軸C回りに回転させたときの点像の回転中心と回転開始時の位置とのずれ量から偏心量を算出する
In lens system eccentricity measurement, a method of measuring the amount of eccentricity by a method called an autocollimation method after fixing a lens portion to be measured in an actual use state to the apparatus has been proposed (for example, see Patent Document 1).
In the measurement by the autocollimation method, for example, as shown in FIG. 11, the zoom
このとき、被測定面107A、107B、107C、107D、107E、107Fの反射像を精度良く観察するためには、それぞれの反射像を互いに鮮明に分離する必要がある。そのためには、各被測定面107A、107B、107C、107D、107E、107Fの球心位置が、1つの被測定面で得られる反射像と他の面で得られる反射像とが同時に観察されず、分離して観察可能な間隔以上に離れている必要がある。
At this time, in order to accurately observe the reflected images of the
しかしながら、上記従来の技術では、図11に示すように、被測定面107Cの球心位置が、他の被測定面107A、107B、107D、107E、107Fの何れかの被測定面の球心位置と分離して観察可能な間隔以内にまで接近してしまう場合、被測定面107Cの反射像と他の被測定面の反射像とが接近して同時に観察されてしまい、精度良い観察ができない場合がある。
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、被測定レンズの配置に拘わらず、被測定レンズの偏心量を高精度に測定できるレンズ系の偏心測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a lens system eccentricity measuring apparatus capable of measuring the eccentricity of a lens to be measured with high accuracy regardless of the arrangement of the lens to be measured. .
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明に係る偏心測定装置は、光源部と、集光位置調整用の移動レンズを移動可能に有し、被測定レンズが配された被測定レンズ部に係る被測定面の前記光源部からの光束の集光位置を調整するズーム光学部と、前記移動レンズの位置を制御する制御部と、前記被測定面からの反射像を観察する観察光学部と、前記観察光学部に結像する前記反射像位置と前記被測定面の基準位置とのずれ量に基づいて前記被測定面の偏心量を算出する演算部と、前記被測定レンズ部への前記光源部からの光束の入射方向を反転可能にして前記被測定レンズ部を支持する被測定レンズ支持部とを備えていることを特徴とする。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
The decentration measuring apparatus according to the present invention has a light source section and a moving lens for adjusting the condensing position that can be moved, from the light source section of the measured surface related to the measured lens section on which the measured lens is arranged. A zoom optical unit that adjusts a light collection position, a control unit that controls the position of the moving lens, an observation optical unit that observes a reflected image from the surface to be measured, and an image formed on the observation optical unit An arithmetic unit that calculates the amount of eccentricity of the surface to be measured based on the amount of deviation between the reflected image position and the reference position of the surface to be measured, and the incident direction of the light beam from the light source unit to the lens unit to be measured is reversed. And a lens-to-be-measured supporting portion that supports the lens-to-be-measured portion in a possible manner.
この偏心測定装置は、被測定レンズへの光源部光束の入射方向を反転することによって、被測定面と光源部との位置を変えて球心位置を移動することができ、これに対応する移動レンズの位置を変えて、被測定面の反射像を他の被測定面の反射像と分離して観察することができる。 This eccentricity measuring device can move the position of the spherical center by changing the position of the surface to be measured and the light source unit by reversing the incident direction of the light beam of the light source unit to the lens to be measured, and the movement corresponding to this. By changing the position of the lens, the reflected image of the surface to be measured can be observed separately from the reflected image of the other surface to be measured.
また、本発明に係る偏心測定装置は、前記偏心測定装置であって、前記演算部が、前記被測定レンズ部への前記光源部からの光束の入射方向によらずに前記偏心量を測定可能とされていることを特徴とする。
この偏心測定装置は、被測定レンズ支持部によって被測定レンズ部を光源部に対して反転しても、被測定レンズの被測定面の偏心量を好適に測定することができる。
The eccentricity measuring apparatus according to the present invention is the eccentricity measuring apparatus, wherein the calculation unit can measure the amount of eccentricity regardless of the incident direction of the light beam from the light source unit to the lens unit to be measured. It is said that it is said.
This eccentricity measuring apparatus can suitably measure the amount of eccentricity of the measured surface of the lens to be measured even if the lens to be measured is inverted with respect to the light source by the lens support portion to be measured.
また、本発明に係る偏心測定装置は、前記偏心測定装置であって、前記被測定レンズ支持部が、前記被測定レンズ部と前記光源部との最短距離又は最長距離を変えずに前記被測定レンズ部を移動することを特徴とする。 Further, the decentration measuring apparatus according to the present invention is the decentration measuring apparatus, in which the measured lens support section does not change the shortest distance or the longest distance between the measured lens section and the light source section. The lens unit is moved.
この偏心測定装置は、反転前の被測定レンズ部における被測定面の相対位置情報を利用して反転後の被測定面位置を容易に算出することができ、被測定レンズの被測定面の偏心量を好適に測定することができる。 This decentering measuring device can easily calculate the position of the surface to be measured after inversion using the relative position information of the surface to be measured in the lens portion to be measured before inversion, and the eccentricity of the surface to be measured of the lens to be measured. The amount can be suitably measured.
本発明によれば、被測定面の球心位置に対応する移動レンズの位置を変えることができ、所望の被測定面の球心位置のみを観察光学部に結像させて精度良い偏心量測定を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to change the position of the moving lens corresponding to the position of the sphere center of the surface to be measured, and to accurately measure the amount of eccentricity by forming an image on only the sphere center position of the desired surface to be measured on the observation optical unit. It can be performed.
本発明に係る第1の実施形態について、図1から図9を参照して説明する。
本実施形態に係る偏心測定装置1は、図1及び図2に示すように、光源部2と、後述する固定レンズ20及びこの固定レンズ20に対して集光位置調整用に移動するための移動レンズ3(移動後の位置のレンズを5で示す。)を有し、被測定レンズ6、7、8が配された被測定レンズ部10に係る被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの光源部2からの光束の集光位置を調整するズーム光学部11と、移動レンズ3を移動する駆動部12と、移動レンズ3の位置を制御するパソコン(制御部)13と、被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bからの反射像Aを観察する観察光学部15と、観察光学部15に結像する反射像A位置と被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの基準位置とのずれ量に基づいて被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの偏心量を算出する演算部16と、被測定レンズ部10への光源部2からの光束の入射方向を反転可能にして被測定レンズ部10を支持する被測定レンズ支持部17とを備えている。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 and 2, the eccentricity measuring apparatus 1 according to this embodiment includes a
光源部2はレーザーダイオードとされ、光軸C方向に光束を照射可能とされている。
ズーム光学部11は、偏光ビームスプリッタ18を介して光源部2と対向して光軸C上に配されている。ズーム光学部11の光源部2側には固定レンズ20が配されている。
被測定レンズ部10は、図3に示すように、被測定レンズ6、7、8を収納する円筒状のレンズ収納筒部21を備えている。
The
The zoom
As shown in FIG. 3, the lens-to-be-measured
被測定レンズ支持部17は、略円環状に形成され、レンズ収納筒部21の外周面に嵌め合わせてレンズ収納筒部21の一端21Aと他端21Bとからの距離が異なるように配される係止部22と、駆動部12と接続されて被測定レンズ部10を光軸C回りに回転駆動させる図示しない回転部と接続された後述する略円筒状の接続部23とを備えている。
なお、上記係止部22がレンズ収納筒部21の外周面に一体的に形成されている場合、被測定レンズ支持部17は、接続部23を備えることになる。
The measured
Note that when the
ここで、例えば、図4(a)において、レンズ収納筒部21の一端21A側を上側とする方向から入射光を入射する方向を順方向入射とし、図4(b)においてレンズ収納筒部21の他端21B側を上側とする方向から入射光を入射する方向を逆方向入射とする。
接続部23は、レンズ収納筒部21と嵌合可能とされており、両者が嵌合された状態で接続部23と係止部22とが当接可能とされている。そして、回転部と螺合されて回転部からの回転駆動力を被測定レンズ部10に伝達可能とされている。
Here, for example, in FIG. 4A, the direction in which the incident light enters from the direction in which the one
The connecting
接続部23は、さらに、図5(a)に示すように、被測定レンズ部10を順方向入射とする順方向接続部25と、図5(b)に示すように、被測定レンズ部10を逆方向入射とする逆方向接続部26とを備えており、順方向接続部25と逆方向接続部26とは高さが異なって形成されている。逆方向接続部26の高さは、被測定レンズ部10と光源部2との最短距離を変えずに被測定レンズ部10を順方向入射から逆方向入射に反転移動するために、逆方向入射時の、光源部2とレンズ収納筒部21の他端21Bとの距離が、順方向接続部25と係止部22とを当接させた際の光源部2とレンズ収納筒部21の一端21Aとの距離と同一となる高さとされている。
As shown in FIG. 5A, the connecting
被測定レンズ6、7、8は、順方向入射の際に光源光束の入射方向となる順に被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの順に1から6までの面番号を対応させたとき、それぞれの曲率半径R、隣接する被測定面との間隔Dが表1に記載のように構成及び配設されている。 The lenses to be measured 6, 7, and 8 correspond to the surface numbers from 1 to 6 in the order of the surfaces to be measured 6 A, 6 B, 7 A, 7 B, 8 A, and 8 B in the order of the incident direction of the light source light beam when entering in the forward direction. The respective radii of curvature R and the distance D between adjacent measurement surfaces are configured and arranged as shown in Table 1.
この被測定レンズ部10を逆方向入射とした際、光源光束の入射方向となる被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの順に1から6までの面番号を付する。このときの各被測定面の曲率半径R、隣接する被測定面との間隔Dを表2に示す。
When the measured
駆動部12は、ズーム光学部11と接続されて移動レンズ3を固定レンズ20に対して光軸C方向に移動駆動させる。
観察光学部15は、偏光ビームスプリッタ18の反射光の集光位置に配された観察カメラ27を備えている。
観察光学部15及び駆動部12は、共にパソコン13に電気的に接続されている。
The
The observation
Both the observation
光源部2、偏光ビームスプリッタ18、ズーム光学部11、観察カメラ27は、光学系支持部材28に取り付けられており、被測定レンズ部10は、光学系支持部材28に対してL字状に配された装置ベース部材30に被測定レンズ支持部17を介して取り付けられている。
The
演算部16は、パソコン13内に配されており、予め入力された被測定レンズ部10内の各被測定レンズ6、7、8及びズーム光学部11内の移動レンズ3及び固定レンズ20の設計式から、被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの順方向入射及び逆方向入射時の球心位置とそれに対応する移動レンズ3の位置を算出するものとされている。
この演算結果に基づき、パソコン13が駆動部12に指示して移動レンズ3を移動する。
The
Based on the calculation result, the
次に、本実施形態に係る偏心測定装置1による偏心測定方法、及び、作用・効果について説明する。
まず、表1及び表2に示す内容をパソコン13に入力して球心位置を計算させるとともに、装置ベース部材30に順方向接続部25を装着し、レンズ収納筒部21に係止部22が配された状態の被測定レンズ部10を順方向位置として順方向接続部25と嵌合する。
Next, an eccentricity measuring method, an operation and an effect by the eccentricity measuring apparatus 1 according to the present embodiment will be described.
First, the contents shown in Table 1 and Table 2 are input to the
次に、駆動部12を駆動して対応する移動レンズ3を被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの計算上の球心位置に集光する位置へ移動する。ここで、最も光源部2に近い被測定面6A以外の被測定面については光源部2との間に他の被測定面をそれぞれ有するため、固定レンズ20と移動レンズ3とで定まる球心位置の計算の際には、光源部2側にある全ての面の設計式も用いて行われる。得られた計算結果に基づき、移動レンズ3をそれぞれ対応する計算上の被測定面の球心位置に集光する位置に移動させて(例えば、図2において、移動レンズ3を5で示す位置に移動させて)オートコリメート状態とする。
Next, the driving
この状態では、例えば、観察カメラ27より取り込まれた被測定面の反射像Aは図6(a)で示すようにぼけた状態A’か、全く見えない状態となる。そこで、移動レンズ3を光軸C上にさらに移動して図6(b)に示すように点像となるように調節する。
In this state, for example, the reflection image A of the measurement surface captured by the
この際、例えば、被測定面7Aの球心位置に対応するように移動レンズ3を移動させると、図6(c)に示すように、被測定面7Aの反射像Aと他の被測定面の反射像Bとが同時に観察される場合がある。
そこで、被測定レンズ部10と順方向接続部25とを離間して、順方向接続部25の代わりに図示しない回転部に逆方向接続部26を螺合して被測定レンズ部10を逆方向接続部26と嵌合し、順方向入射に代えて逆方向入射となるようにする。
At this time, for example, when the
Therefore, the
この状態では、被測定レンズ6、7、8は、図4(b)に示すような配設位置となる。
そこで、入力された被測定レンズ6、7、8の設計式の面番と対応する設計値とを、順方向入射用のものから逆方向入射用のものに入れ替えて、演算部16にて改めて球心位置を計算し直す。
この場合、被測定面より面積の小さい各面の曲率半径、隣接する被測定面への間隔と媒質(各レンズ、空気)の屈折率が異なることから、光の入射方向によって各被測定面の球心位置が変化する。この状態で被測定面7Aの球心位置と図6(c)の反射像Bを形成していた被測定面の球心位置とが分離して観察可能に離れると、反射像Aが図6(d)に示すような点像Cとなって、他の被測定面による反射像Bが観察されなくなる。
In this state, the measured
Therefore, the surface number of the design expression of the lens to be measured 6, 7, 8 and the corresponding design value are changed from those for forward incidence to those for backward incidence, and the
In this case, the radius of curvature of each surface having a smaller area than the surface to be measured, the distance to the adjacent surface to be measured, and the refractive index of the medium (each lens, air) are different. The ball center position changes. In this state, when the position of the sphere center of the surface to be measured 7A and the position of the sphere center of the surface to be measured forming the reflected image B of FIG. A point image C as shown in (d) is obtained, and the reflected image B from another surface to be measured is not observed.
この状態で偏心量を計算する。
即ち、図示しない回転部によって被測定レンズ部10を光軸C回りに回転させる。このとき、反射像Aも図9に示すように回転中心C1回りに回転する。偏心量を計算する際に1番目の面となるのは最も光源部2に近い被測定面8Bであるので、この回転中心C1を基準位置として、回転開始時の位置との差をdx、dyとして偏心量を算出する。
他の各被測定面に対しても、みかけの曲率半径である球心位置を補正しながら基準位置とのずれ量を求め、同様の操作によって偏心量を算出する。
In this state, the amount of eccentricity is calculated.
That is, the measured
For each other measured surface, the amount of deviation from the reference position is obtained while correcting the spherical center position, which is the apparent radius of curvature, and the amount of eccentricity is calculated by the same operation.
この偏心量測定装置1によれば、順方向入射では精度良く偏心量を測定できない場合であっても、被測定レンズ支持部17によって被測定レンズ部10を反転して被測定レンズ6、7、8への光源部2光束の入射方向を反転することによって、被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bと光源部2との位置を変えて球心位置を移動することができ、他の被測定面による反射像と同時に観察することがなくなる。従って、所望の被測定面の反射像のみを観察光学部15に結像させて精度良い偏心量測定を行うことができる。
According to the decentering amount measuring apparatus 1, even if the decentration amount cannot be measured with high accuracy by forward incidence, the
また、被測定レンズ支持部17によって被測定レンズ部10を光源部2に対して反転しても、反転前の被測定レンズ部10における被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの相対位置情報を利用して反転後の被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8B位置を容易に算出することができ、被測定レンズ6、7、8の被測定面6A、6B、7A、7B、8A、8Bの偏心量を好適に測定することができる。
Further, even if the measured
次に、第2の実施形態について図10を参照しながら説明する。
なお、上述した第1の実施形態と同様の構成要素には同一符号を付すとともに説明を省略する。
第2の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、本実施形態に係る偏心測定装置40における装置ベース部材41が光学系支持部材42よりも図中上側になるように逆L字状に配され、光源部43と被測定レンズ部10との配設位置が、第1の実施形態の場合とは上下逆方向とされて取り付けられている点である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component similar to 1st Embodiment mentioned above, and description is abbreviate | omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the
測定レンズ支持部17が、被測定レンズ部10と光源部43との最長距離を変えずに被測定レンズ部10を取り付けられるようになっている。即ち、装置ベース部材41の上部に図示しない回転部と被測定レンズ支持部17と被測定レンズ部10が配され、装置ベース部材41の下側に、光源部43、偏光ビームスプリッタ18、ズーム光学部11、観察カメラ27が配されている。
これらは光軸C上に配されており、光源部43は、半導体レーザとされ、レーザ光が光軸Cに沿って照射される。
The measurement
These are arranged on the optical axis C, and the
この偏心測定装置40を使用する場合、光源部43から最も離間した被測定レンズ面を1面として面番号を付すことによって、上記第1の実施形態と同様の使用方法にて偏心量を計測することができる。
この際、被測定レンズ部10の最終面方向から光源光束が入射するので、設計式を入力する際に順入射方向と逆入射方向とを逆にした状態で使用する。
When this
At this time, since the light source light beam enters from the direction of the final surface of the
この偏心測定装置40によれば、上記第1の実施形態と同様の作用・効果を奏することができる。
この際、被測定レンズ部10の上部方向には何も配されない状態となるので、被測定レンズ部10がどのような大きさ・形状であっても取り付けて測定することができる。
また、測定者がズーム光学部11や光源部43等に直接接する機会を減らすことができ、かつ、被測定レンズ部10の着脱を容易に行うことができる。
According to the
At this time, nothing is arranged in the upper direction of the
Further, the opportunity for the measurer to directly contact the zoom
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、移動レンズや被測定レンズの配設数は上記実施形態に限るものではない。
また、被測定レンズの順方向入射又は逆方向入射にかかわらず、両方の方向による偏心量を計測して他の偏心測定装置での測定結果との比較検討を行うことができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, the number of moving lenses and lenses to be measured is not limited to the above embodiment.
In addition, the amount of eccentricity in both directions can be measured regardless of forward incidence or backward incidence of the lens to be measured, and comparison with the measurement results of other eccentricity measuring devices can be performed.
また、パソコンが、移動レンズの位置を図示しないディスプレー上に表示させて測定者に確認させる機能を有していても構わない。 Further, the personal computer may have a function of displaying the position of the moving lens on a display (not shown) and allowing the measurer to confirm it.
1、40 偏心測定装置
2、43 光源部
3 移動レンズ
6、7、8 被測定レンズ
6A、6B、7A、7B、8A、8B 被測定面
10 被測定レンズ部
11 ズーム光学部
13 パソコン(制御部)
15 観察光学部
16 演算部
17 被測定レンズ部
A 反射像
B 球心位置が近い被測定面による反射像
C 光源光入射方向反転時の反射像
DESCRIPTION OF
15 Observation
Claims (3)
集光位置調整用の移動レンズを移動可能に有し、被測定レンズが配された被測定レンズ部に係る被測定面の前記光源部からの光束の集光位置を調整するズーム光学部と、
前記移動レンズの位置を制御する制御部と、
前記被測定面からの反射像を観察する観察光学部と、
前記観察光学部に結像する前記反射像位置と前記被測定面の基準位置とのずれ量に基づいて前記被測定面の偏心量を算出する演算部と、
前記被測定レンズ部への前記光源部からの光束の入射方向を反転可能にして前記被測定レンズ部を支持する被測定レンズ支持部とを備えていることを特徴とするレンズ系の偏心測定装置。 A light source unit;
A zoom optical unit that has a movable lens for adjusting a condensing position, and that adjusts a condensing position of a light beam from the light source unit on a surface to be measured related to the lens unit to be measured on which the lens to be measured is disposed;
A control unit for controlling the position of the moving lens;
An observation optical unit for observing a reflected image from the measurement surface;
An arithmetic unit that calculates the amount of eccentricity of the surface to be measured based on the amount of deviation between the position of the reflected image formed on the observation optical unit and the reference position of the surface to be measured;
A decentering measurement apparatus for a lens system, comprising: a lens-to-be-measured portion that supports the lens-to-be-measured so that the direction of incidence of a light beam from the light source to the lens-to-be-measured can be reversed. .
2. The decentration measuring apparatus according to claim 1, wherein the measured lens support unit moves the measured lens unit without changing a shortest distance or a longest distance between the measured lens unit and the light source unit. .
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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: 20080205 |