JP2008026049A - Flange focal distance measuring instrument - Google Patents

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Hiroomi Shimada
洋臣 島田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flange focal distance measuring instrument for highly accurately and quantitatively measuring the deviation amount of a flange focal distance from a reference value. <P>SOLUTION: This flange focal distance measuring instrument 1 is used for measuring a deviation amount Δ of a flange focal distance of a camera lens from a reference distance L, with the camera lens comprising an inspecting lens 20 and a camera lens mount for holding this inspecting lens 20. This measuring instrument 1 comprises: a point light source comprising a light source 5 and a reticle chart 8; a collimator lens 9 for converting a light beam output from the point light source into a parallel light flux; a condensing lens 12 for condensing the light flux output from the collimator lens 9; the inspecting lens 20 disposed so that its backside focal point is positioned in the vicinity of the focal point position of the condensing lens 12; a reflector 11 for reflecting a parallel light beam into which a light beam condensed by the condensing lens 12 is converted by the inspecting lens 20; and a micro-lens array 13, an imaging element 14, and an analyzer 15, for causing the light beam reflected by the reflector 11 to pass through the inspecting lens 20 and the condensing lens 12 thereby reconverting the light beam into a parallel light flux for detection to calculate its deviation amount. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、カメラレンズのフランジ焦点距離の基準値からのずれ量を測定するためのフランジ焦点距離測定装置に関する。   The present invention relates to a flange focal length measuring device for measuring a deviation amount of a camera lens flange focal length from a reference value.

カメラレンズの製造工程において、カメラレンズマウントのフランジ面から後側焦点までの距離(これを「フランジ焦点距離」と呼ぶ)を調整する工程がある。従来は、コリメータと反射鏡を用い、コリメータから出射された平行光束を被検レンズに照射してこの被検レンズにより結像させ、結像位置近傍であって、その反射光が再び同じ光路を辿る位置に反射鏡を移動させ、マウント基準面と反射鏡の反射面との距離をフランジ焦点距離として測定するオートコリメーション法が一般的に用いられていた。このオートコリメーション法においては、目視によりコリメータで観測されるスリット像が最良になるように反射鏡の位置を調整し、そのずれ量をフランジ焦点距離のずれ量として測定している。また、最近では、反射鏡をCCD等の撮像素子に置き換えてフランジ焦点位置のずれ量を電気的に検出するように構成された装置も知られている(例えば、特許文献1参照)。   In the manufacturing process of the camera lens, there is a step of adjusting the distance from the flange surface of the camera lens mount to the rear focal point (referred to as “flange focal length”). Conventionally, a collimator and a reflecting mirror are used to irradiate a test lens with a parallel light beam emitted from the collimator and form an image with the test lens. The reflected light passes through the same optical path again near the imaging position. In general, an autocollimation method is used in which a reflecting mirror is moved to a position to be traced, and a distance between the mount reference surface and the reflecting surface of the reflecting mirror is measured as a flange focal length. In this autocollimation method, the position of the reflecting mirror is adjusted so that the slit image observed by the collimator is the best visually, and the amount of deviation is measured as the amount of deviation of the flange focal length. Recently, there is also known an apparatus configured to replace a reflecting mirror with an image pickup device such as a CCD to electrically detect a shift amount of a flange focal position (see, for example, Patent Document 1).

特開2000−9423号公報JP 2000-9423 A

しかしながら、目視による測定は、手動で反射鏡を移動させて、スリット像の色目を判定することによりピント位置を判断するように構成されているため、個人差が大きく、作業の標準化も困難であった。また、CCD等による撮像素子を用いる測定方法においても、像のコントラストやMTFのピーク位置をコンピュータによって算出させるが、F値の大きなレンズはデフォーカスに対するコントラスト(MTF)の変化量が小さいためピーク位置の測定誤差が大きくなるという課題もある。   However, the visual measurement is configured to determine the focus position by manually moving the reflecting mirror and determining the color of the slit image. Therefore, individual differences are large, and standardization of operations is difficult. It was. Also, in a measurement method using an image pickup device such as a CCD, the image contrast and the peak position of MTF are calculated by a computer. However, a lens having a large F value has a small amount of change in contrast (MTF) with respect to defocus, and thus the peak position. There is another problem that the measurement error increases.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、フランジ焦点距離の基準値からのずれ量を高精度かつ定量的に測定できるフランジ焦点距離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 such a problem, and an object of the present invention is to provide a flange focal length measuring device capable of measuring a deviation amount from a reference value of the flange focal length with high accuracy and quantitatively.

前記課題を解決するために、第1の本発明に係るフランジ焦点距離測定装置は、被検レンズおよびこの被検レンズを保持するカメラレンズマウントからなるカメラレンズのフランジ焦点距離の基準値(例えば、実施形態における基準距離L)からのずれ量を測定するものであり、点光源(例えば、実施形態におけるレチクルチャート8)から出射した光線を平行光束に変換するコリメータレンズと、このコリメータレンズから出射した平行光束を集光する集光レンズと、この集光レンズの焦点近傍に後側焦点が位置するように配置された被検レンズと、集光レンズにより集光され、被検レンズで平行光束に変換された光線を反射する反射鏡と、反射鏡で反射された光線を、被検レンズおよび集光レンズを透過させて、再び平行光束に変換して検出し、ずれ量を算出する検出装置とから構成される。   In order to solve the above-mentioned problem, a flange focal length measuring device according to the first aspect of the present invention is a reference value (for example, a flange focal length of a camera lens comprising a test lens and a camera lens mount that holds the test lens (for example, The amount of deviation from the reference distance L) in the embodiment is measured. A collimator lens that converts a light beam emitted from a point light source (for example, the reticle chart 8 in the embodiment) into a parallel light beam, and a light beam emitted from the collimator lens. A condensing lens that condenses the parallel luminous flux, a test lens that is arranged so that the rear focal point is located in the vicinity of the focal point of the condensing lens, and is collected by the condensing lens and is converted into a parallel luminous flux by the test lens. The reflected mirror that reflects the converted light beam, and the light beam reflected by the reflective mirror is transmitted through the lens to be examined and the condenser lens, and converted into a parallel beam again. Out, composed of a detecting unit for calculating a shift amount.

また、第2の本発明に係るフランジ焦点距離測定装置は、被検レンズおよびこの被検レンズを保持するカメラレンズマウントからなるカメラレンズのフランジ焦点距離の基準値からのずれ量を測定するものであり、点光源と、この点光源から出射した光線を平行光束に変換するコリメータレンズと、この平行光束を集光する被検レンズと、反射面および光軸の交点が被検レンズの後側焦点の近傍に配置された反射鏡と、反射鏡で反射された光線を、被検レンズを透過させて、再び平行光束に変換して検出し、ずれ量を算出する検出装置とから構成される。   A flange focal length measuring device according to the second aspect of the present invention measures a deviation amount from a reference value of a flange focal length of a camera lens including a test lens and a camera lens mount that holds the test lens. Yes, a point light source, a collimator lens that converts a light beam emitted from this point light source into a parallel light beam, a test lens that collects the parallel light beam, and the intersection of the reflecting surface and the optical axis is the back focal point of the test lens And a detection device that calculates the amount of deviation by transmitting the light reflected by the reflection mirror through the lens to be detected and converting it to a parallel light beam again.

なお、このような第1および第2の本発明に係る焦点距離測定装置において、検出装置が、二次元的に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、複数のマイクロレンズの各々で結像された点像を検出する撮像素子と、撮像素子で検出された点像の位置から、被検レンズの波面収差を算出し、この波面収差のデフォーカス成分からズレ量を算出する解析装置とから構成されることが好ましい。   In the focal length measurement devices according to the first and second aspects of the present invention, the detection device includes a microlens array having a plurality of microlenses arranged two-dimensionally and a plurality of microlenses. An imaging device that detects the imaged point image, and an analysis device that calculates the wavefront aberration of the lens under test from the position of the point image detected by the imaging device, and calculates the amount of deviation from the defocus component of this wavefront aberration It is preferable that it is comprised from these.

第1および第2の本発明に係るフランジ焦点距離測定装置を以上のように構成すると、フランジ焦点距離の基準値からのずれ量を、高精度かつ定量的に測定することができる。なお、これらのフランジ焦点距離測定装置の検出装置にマイクロレンズアレイ撮像素子、および、解析装置を用いて、シャック−ハルトマンの原理より被検レンズの波面収差を求めるように構成することにより、被検レンズの波面収差およびずれ量を高精度に、かつ、容易に求めることができる。   When the flange focal length measuring devices according to the first and second aspects of the present invention are configured as described above, the deviation amount of the flange focal length from the reference value can be measured with high accuracy and quantitatively. By using a microlens array imaging device and an analysis device as the detection device of these flange focal length measurement devices, the wavefront aberration of the test lens is determined based on the Shack-Hartmann principle. The wavefront aberration and shift amount of the lens can be easily obtained with high accuracy.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。本発明に係るフランジ焦点距離測定装置(以下、「焦点距離測定装置」と称する)は、被検レンズを透過した波面(透過波面)の波面収差を測定し、そのデフォーカス成分を算出することにより、被検レンズのフランジ焦点距離の基準値からのずれ量を測定するものである。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The flange focal length measuring device according to the present invention (hereinafter referred to as “focal length measuring device”) measures the wavefront aberration of the wavefront (transmitted wavefront) that has passed through the lens to be measured and calculates its defocus component. The amount of deviation from the reference value of the flange focal length of the lens to be tested is measured.

まず、図1を用いて焦点距離測定装置の第1実施例の構成を説明する。この焦点距離測定装置1は、図1において上下方向に延びる照明光学系2と、被検レンズ20を挟んで左右方向に延びる測定光学系3とから構成される。   First, the configuration of the first embodiment of the focal length measuring apparatus will be described with reference to FIG. The focal length measuring device 1 includes an illumination optical system 2 that extends in the vertical direction in FIG. 1 and a measurement optical system 3 that extends in the left-right direction across the lens 20 to be tested.

照明光学系2は、光軸上に並んで配置された反射鏡4、光源5、拡散板6、コンデンサレンズ7、レチクルチャート8、および、コリメータレンズ9から構成される。また、測定光学系3は、光軸上に並んで配置された反射鏡(平面鏡)11、被検レンズ20、集光レンズ12、ハーフミラー(若しくは、ハーフプリズム)10、マイクロレンズアレイ13、および、撮像素子14から構成される。なお、照明光学系3の光軸上には測定光学系のハーフミラー10が配置されており、それぞれの光軸はこのハーフミラー10上で直交するように配置されている。また、被検レンズ20は、後側(像側)が集光レンズ12に正対し、集光レンズ12の焦点と被検レンズ20の後側焦点とがほぼ一致するように配置されている。また、反射鏡11は、その反射面と光軸とが直交するように配置されている。   The illumination optical system 2 includes a reflecting mirror 4, a light source 5, a diffusion plate 6, a condenser lens 7, a reticle chart 8, and a collimator lens 9 arranged side by side on the optical axis. The measurement optical system 3 includes a reflecting mirror (planar mirror) 11 arranged side by side on the optical axis, a test lens 20, a condenser lens 12, a half mirror (or half prism) 10, a microlens array 13, and The image sensor 14 is configured. A half mirror 10 of the measurement optical system is disposed on the optical axis of the illumination optical system 3, and the respective optical axes are disposed on the half mirror 10 so as to be orthogonal to each other. Further, the test lens 20 is arranged so that the rear side (image side) faces the condenser lens 12 and the focal point of the condenser lens 12 and the rear focal point of the subject lens 20 substantially coincide. The reflecting mirror 11 is arranged so that the reflecting surface and the optical axis are orthogonal to each other.

光源5から放射された光線は直接、または、反射鏡4で反射されて拡散板6に照射され、この拡散板6を透過して均一な照度の光線となる。そして、コンデンサレンズ7で集光されてレチクルチャート8に照射される。このレチクルチャート8には光軸を含むようにピンホールが形成されており、このピンホールから出射した光線がコリメータレンズ9で平行光束に変換されてハーフミラー10に入射し、被検レンズ20に向かって反射される。そして、集光レンズ12で一端結像されて、被検レンズ20に後側から入射する。上述のように、集光レンズ12の焦点と被検レンズ20の後側焦点とはほぼ一致しているため、被検レンズ20の前側(対物側)から出射した光線は略平行光束になって反射鏡11に入射する。そして、この反射鏡11で反射して、再び被検レンズ20で集光され、集光レンズ12で平行光束に変換されてハーフミラー10に入射する。   The light beam emitted from the light source 5 is directly or reflected by the reflecting mirror 4 and applied to the diffusion plate 6, and passes through the diffusion plate 6 to be a light beam with uniform illuminance. Then, the light is condensed by the condenser lens 7 and irradiated onto the reticle chart 8. A pinhole is formed in the reticle chart 8 so as to include the optical axis, and a light beam emitted from the pinhole is converted into a parallel light beam by the collimator lens 9 and is incident on the half mirror 10 and is applied to the lens 20 to be examined. Reflected towards. Then, an image is formed at one end by the condenser lens 12 and enters the lens 20 to be examined from the rear side. As described above, since the focal point of the condenser lens 12 and the rear focal point of the lens 20 to be examined are substantially coincident, the light beam emitted from the front side (object side) of the lens 20 to be examined becomes a substantially parallel light beam. The light enters the reflecting mirror 11. Then, the light is reflected by the reflecting mirror 11, condensed again by the test lens 20, converted into a parallel light beam by the condensing lens 12, and enters the half mirror 10.

ハーフミラー10に入射した光線はこのハーフミラー10を透過して平行光束の状態でマイクロレンズアレイ13に入射する。マイクロレンズアレイ13は、微細な複数のレンズ(マイクロレンズ)を二次元的に配列したレンズ集合体であり、各々のマイクロレンズを透過した光線は各々のマイクロレンズの焦点面に配置された撮像素子14に各点像として結像する。この撮像素子14から出力される画像信号は解析装置(PC)15で解析される。   The light beam incident on the half mirror 10 passes through the half mirror 10 and enters the microlens array 13 in the form of a parallel light beam. The microlens array 13 is a lens assembly in which a plurality of fine lenses (microlenses) are two-dimensionally arrayed, and light beams that have passed through each microlens are image pickup devices arranged on the focal plane of each microlens. 14 is imaged as each point image. An image signal output from the image sensor 14 is analyzed by an analysis device (PC) 15.

この焦点距離測定装置1において、集光レンズ12には、被検レンズ20の開口数と同じか、若しくは、被検レンズ20の開口数よりやや大きな開口数を有するレンズが用いられる。集光レンズ12の開口数が被検レンズ20の開口数より小さいと、被検レンズ20の全ての瞳径を入射させることができず、この被検レンズ20全体の波面収差を測定できないからである。なお、集光レンズ12の開口数が被検レンズ20の開口数より大き過ぎると、瞳径が縮小されてしまい、有効なマイクロレンズの数が少なくなるため、測定精度が低くなる。そのため、集光レンズ12と被検レンズ20の開口数は一致していることが望ましい。   In the focal length measuring device 1, a lens having a numerical aperture that is the same as or slightly larger than the numerical aperture of the test lens 20 is used as the condenser lens 12. If the numerical aperture of the condenser lens 12 is smaller than the numerical aperture of the test lens 20, it is impossible to make all the pupil diameters of the test lens 20 incident, and the wavefront aberration of the entire test lens 20 cannot be measured. is there. If the numerical aperture of the condenser lens 12 is too larger than the numerical aperture of the lens 20 to be examined, the pupil diameter is reduced, and the number of effective microlenses is reduced, so that the measurement accuracy is lowered. For this reason, it is desirable that the numerical apertures of the condensing lens 12 and the test lens 20 match.

ここで、簡単に、この焦点距離測定装置1における被検レンズ20の波面収差の測定方法について説明する。照明光学系2および測定光学系3は、シャック−ハルトマンの原理による透過波面の測定光学系の一例である。レチクルチャート8のピンホールより出射した点光源からの光をコリメータレンズ9で平行光束に変換して照射し、集光レンズ12で一旦集光させた後、被検レンズ20を透過させ、さらに、被検レンズ20を透過させて集光レンズ12で再度変換された平行光束をマイクロレンズアレイ13によりマイクロレンズの焦点面にある撮像素子14上に結像させて各点像の位置を検出し、この各点像の位置より被検レンズ20の波面収差を解析装置15で算出できるように構成されている。   Here, a method of measuring the wavefront aberration of the test lens 20 in the focal length measuring apparatus 1 will be briefly described. The illumination optical system 2 and the measurement optical system 3 are examples of a transmission wavefront measurement optical system based on the Shack-Hartmann principle. The light from the point light source emitted from the pinhole of the reticle chart 8 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 9 and irradiated, and once condensed by the condenser lens 12, then transmitted through the lens 20 to be tested, A parallel light beam that has been transmitted through the lens 20 and converted again by the condenser lens 12 is imaged by the microlens array 13 on the image sensor 14 at the focal plane of the microlens to detect the position of each point image, From the position of each point image, the wavefront aberration of the test lens 20 can be calculated by the analysis device 15.

この解析装置15は、求められた波面収差からデフォーカス成分を算出し、このデフォーカス成分から被検レンズ20のフランジ焦点距離の基準値からのずれ量を測定する。上述のように、この焦点距離測定装置1において、被検レンズ20の後側焦点は、集光レンズ12の焦点位置Oの近傍に位置するように配置されている。ここで集光レンズ12の焦点位置Oは既知であり、被検レンズ20のフランジ面から集光レンズ12の焦点位置Oまでの距離(これを「基準距離L」と呼ぶ)が基準となるフランジ焦点距離(基準値)になるように被検レンズ20を焦点距離測定装置1に固定することができる。そのため、解析装置15によりデフォーカス成分からずれ量Δを算出し、このずれ量Δに応じてこの被検レンズ20を保持するカメラマウントのフランジにマウントワッシャ等を着脱して厚みを調整することで、カメラレンズのフランジ焦点距離を所望の値(基準値)に調整することができる。   The analysis device 15 calculates a defocus component from the obtained wavefront aberration, and measures a deviation amount from the reference value of the flange focal length of the lens 20 to be tested from the defocus component. As described above, in the focal length measurement device 1, the rear focal point of the lens 20 to be examined is disposed in the vicinity of the focal position O of the condenser lens 12. Here, the focal position O of the condenser lens 12 is known, and the distance from the flange surface of the lens 20 to be examined to the focal position O of the condenser lens 12 (referred to as “reference distance L”) is a flange. The test lens 20 can be fixed to the focal length measuring device 1 so that the focal length (reference value) is obtained. Therefore, the analysis device 15 calculates the shift amount Δ from the defocus component, and adjusts the thickness by attaching and detaching a mount washer or the like to the flange of the camera mount that holds the lens 20 to be tested according to the shift amount Δ. The focal length of the flange of the camera lens can be adjusted to a desired value (reference value).

なお、この焦点距離測定装置1に被検レンズ20を取り付けてその波面収差を測定する前に、図2に示すように、集光レンズ12の焦点位置Oと焦点が一致する球面鏡16を配置し、上述のように撮像素子14でマイクロレンズアレイ13の点像を検出し、解析装置15でその点像の位置から照明光学系2および測定光学系3の波面収差(これを「装置の波面収差」と呼ぶ)を算出して記憶させておく。これにより、解析装置15において、被検レンズ20の測定された波面収差から装置の波面収差を除去することができ、被検レンズ20の真のデフォーカス成分を算出できるため、フランジ焦点距離の基準値からのずれ量を高精度に測定することができる。   Before attaching the lens 20 to be measured to the focal length measuring apparatus 1 and measuring the wavefront aberration, a spherical mirror 16 whose focal point coincides with the focal position O of the condenser lens 12 is disposed as shown in FIG. As described above, the image sensor 14 detects a point image of the microlens array 13, and the analysis device 15 determines the wavefront aberration of the illumination optical system 2 and the measurement optical system 3 from the position of the point image (this is referred to as “wavefront aberration of the device”). Is calculated and stored. Thereby, in the analysis device 15, the wavefront aberration of the device can be removed from the measured wavefront aberration of the lens to be examined 20, and the true defocus component of the lens to be examined 20 can be calculated. The amount of deviation from the value can be measured with high accuracy.

このように、この第1実施例に係る焦点距離測定装置1は、可動部分がないため、被検レンズ20のフランジ焦点距離の基準値からのずれ量Δを、高精度かつ定量的に測定することができ、また、計測が簡単であるため、短時間で行うことができる。   Thus, since the focal length measuring apparatus 1 according to the first embodiment has no movable part, the deviation Δ from the reference value of the flange focal length of the lens 20 to be measured is measured with high accuracy and quantitatively. Moreover, since measurement is simple, it can be performed in a short time.

上述の第1実施例においては、照明光を被検レンズ20の後側から入射させて波面収差を測定するように構成した場合について説明したが、この第2実施例では、被検レンズ20の前側から照明光を入射させて波面収差を測定するように構成した場合について説明する。なお、この第2実施例においては、第1実施例と同一の構成要素は同一の符号を付している。まず、図3を用いて焦点距離測定装置の第2実施例の構成を説明する。この焦点距離測定装置1′は、左右方向に延びる照明光学系2′と、L字型に配置された測定光学系3′とから構成される。   In the first embodiment described above, the case where the illumination light is incident from the rear side of the test lens 20 and the wavefront aberration is measured has been described, but in the second embodiment, the test lens 20 A case will be described where illumination light is incident from the front side and wavefront aberration is measured. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. First, the configuration of the second embodiment of the focal length measuring apparatus will be described with reference to FIG. This focal length measuring device 1 'is composed of an illumination optical system 2' extending in the left-right direction and a measurement optical system 3 'arranged in an L shape.

照明光学系2′は、光軸上に並んで配置された反射鏡4、光源5、拡散板6、コンデンサレンズ7、レチクルチャート8、および、コリメータレンズ9から構成される。また、測定光学系3′は、その反射面が光軸と直交するように配置された反射鏡(平面鏡)11、被検レンズ20、ハーフミラー(若しくは、ハーフプリズム)10、ビームコンプレッサ17、マイクロレンズアレイ13、および、撮像素子14とから構成される。なお、照明光学系2′の光軸上に、測定光学系3′のハーフミラー10、被検レンズ20、および、反射鏡11が配置され、ハーフミラー10から上方に、照明光学系2′の光軸と直交するように、測定光学系3′のビームコンプレッサ17、マイクロレンズアレイ13、および、撮像素子14が配置されている。また、被検レンズ20は、前側がハーフミラー10に正対するとともに、その後側焦点が反射鏡11の反射面および光軸の交点O′とほぼ一致するように配置されている。   The illumination optical system 2 ′ includes a reflecting mirror 4, a light source 5, a diffuser plate 6, a condenser lens 7, a reticle chart 8, and a collimator lens 9 arranged side by side on the optical axis. The measuring optical system 3 'includes a reflecting mirror (planar mirror) 11, a lens 20 to be tested, a half mirror (or half prism) 10, a beam compressor 17, a micro that is arranged so that its reflecting surface is orthogonal to the optical axis. The lens array 13 and the image sensor 14 are included. The half mirror 10, the lens 20 to be measured, and the reflecting mirror 11 of the measurement optical system 3 'are arranged on the optical axis of the illumination optical system 2', and above the half mirror 10, the illumination optical system 2 ' A beam compressor 17 of the measurement optical system 3 ′, a microlens array 13, and an image sensor 14 are arranged so as to be orthogonal to the optical axis. The lens 20 to be examined is arranged so that the front side faces the half mirror 10 and the rear focal point substantially coincides with the intersection O ′ of the reflecting surface of the reflecting mirror 11 and the optical axis.

光源5から放射された光線は直接、または、反射鏡4で反射されて拡散板6に照射され、この拡散板6を透過して均一な照度の光線となる。そして、コンデンサレンズ7で集光されてレチクルチャート8に照射される。このレチクルチャート8にも光軸を含むようにピンホールが形成されており、このピンホールから出射した光線がコリメータレンズ9で平行光束に変換されてハーフミラー10に入射し、ハーフミラー10を透過する。そして、平行光束の状態で被検レンズ20に前側から入射する。上述のように、被検レンズ20の後側焦点の位置は、反射鏡11の反射面および光軸の交点O′とほぼ一致しているため、被検レンズ20の後側から出射した光線は集光されて反射鏡11に入射する。そして、この反射鏡11で反射して、再び被検レンズ20で平行光束に変換されてハーフミラー10に入射する。   The light beam emitted from the light source 5 is directly or reflected by the reflecting mirror 4 and applied to the diffusion plate 6, and passes through the diffusion plate 6 to be a light beam with uniform illuminance. Then, the light is condensed by the condenser lens 7 and irradiated onto the reticle chart 8. The reticle chart 8 is also formed with a pinhole so as to include the optical axis. The light beam emitted from the pinhole is converted into a parallel light beam by the collimator lens 9, enters the half mirror 10, and passes through the half mirror 10. To do. And it injects into the test lens 20 from the front side in the state of a parallel light beam. As described above, the position of the rear focal point of the test lens 20 substantially coincides with the intersection point O ′ of the reflection surface of the reflecting mirror 11 and the optical axis, so that the light beam emitted from the rear side of the test lens 20 is The light is condensed and enters the reflecting mirror 11. Then, the light is reflected by the reflecting mirror 11, converted into a parallel light beam again by the test lens 20, and enters the half mirror 10.

ハーフミラー10に入射した光線はこのハーフミラー10により上方に反射され、平行光束の状態でビームコンプレッサ17に入射する。ビームコンプレッサ17は、例えば、図3に示すように2枚の凸レンズ17a,17bで構成されており、第1のレンズ17aで一旦結像させて、第2のレンズ17bで平行光束に戻すことにより、平行光束の径を縮小するものである。上述のように、本第2実施例においては、被検レンズ20の瞳径が撮像素子14のサイズより大きいため、ビームコンプレッサ17により入射する平行光束の径を縮小する。ビームコンプレッサ17を出射した平行光束はマイクロレンズアレイ13に入射し、各々のマイクロレンズを透過して撮像素子14に各点像として結像する。この撮像素子14から出力される画像信号は解析装置(PC)15′で解析される。なお、マイクロレンズアレイ13の点像から被検レンズ20の波面収差を求める方法は、上述の第1実施例と同様であるので詳細な説明は省略する。   The light beam incident on the half mirror 10 is reflected upward by the half mirror 10 and enters the beam compressor 17 in the form of a parallel light beam. The beam compressor 17 is composed of, for example, two convex lenses 17a and 17b as shown in FIG. 3, and once the image is formed by the first lens 17a and returned to a parallel light beam by the second lens 17b. The diameter of the parallel light beam is reduced. As described above, in the second embodiment, since the pupil diameter of the lens 20 to be examined is larger than the size of the image sensor 14, the diameter of the parallel light beam incident by the beam compressor 17 is reduced. The parallel light beam emitted from the beam compressor 17 enters the microlens array 13, passes through each microlens, and forms an image on the image sensor 14 as each point image. The image signal output from the image sensor 14 is analyzed by an analyzer (PC) 15 '. The method for obtaining the wavefront aberration of the lens 20 to be examined from the point image of the microlens array 13 is the same as that in the first embodiment, and will not be described in detail.

この第2実施例に係る焦点距離測定装置1′において、解析装置15′は、求められた波面収差からデフォーカス成分を算出することにより、被検レンズ20のフランジ焦点距離の基準値からのずれ量を測定する。上述のように、この焦点距離測定装置1′において、被検レンズ20の後側焦点は、反射鏡11の反射面および光軸の交点O′の近傍に位置するように配置されている。交点O′の位置は既知であり、被検レンズ20のフランジ面から交点O′の位置までの距離(これを「基準距離L′」と呼ぶ)が基準となるフランジ焦点距離になるように被検レンズ20を焦点距離測定装置1′に固定することができる。そのため、解析装置15′によりデフォーカス成分からずれ量Δ′を算出し、第1実施例と同様にカメラレンズのフランジ焦点距離を消耗の値(基準値)に調整することができる。   In the focal length measurement apparatus 1 'according to the second embodiment, the analysis apparatus 15' calculates a defocus component from the obtained wavefront aberration, thereby deviating the flange focal length of the lens 20 to be measured from the reference value. Measure the amount. As described above, in the focal length measuring device 1 ′, the rear focal point of the lens 20 to be examined is arranged in the vicinity of the intersection O ′ of the reflecting surface of the reflecting mirror 11 and the optical axis. The position of the intersection point O ′ is known, and the distance from the flange surface of the lens 20 to be tested to the position of the intersection point O ′ (referred to as “reference distance L ′”) is the reference flange focal length. The analyzing lens 20 can be fixed to the focal length measuring device 1 '. Therefore, the deviation amount Δ ′ can be calculated from the defocus component by the analysis device 15 ′, and the flange focal length of the camera lens can be adjusted to the wear value (reference value) as in the first embodiment.

なお、この焦点距離測定装置1′に被検レンズ20を取り付けてその波面収差を測定する前に、図4に示すように、被検レンズ20を取り外した状態で、ハーフミラー10から出射した照明光を直接反射鏡11で反射させて、上述のように撮像素子14でマイクロレンズアレイ13の点像を検出し、解析装置15′でその点像の位置から照明光学系2′および測定光学系3′の波面収差(これを「装置の波面収差」と呼ぶ)を算出して記憶させておく。これにより、解析装置15′において、被検レンズ20の測定された波面収差から装置の波面収差を除去することができ、被検レンズ20の真のデフォーカス成分を算出できるため、高精度な測定を行うことができる。   In addition, before attaching the test lens 20 to this focal length measuring device 1 'and measuring the wavefront aberration, as shown in FIG. 4, the illumination emitted from the half mirror 10 with the test lens 20 removed. The light is directly reflected by the reflecting mirror 11, the point image of the microlens array 13 is detected by the imaging device 14 as described above, and the illumination optical system 2 'and the measurement optical system are detected from the position of the point image by the analysis device 15'. 3 'wavefront aberration (this is called "wavefront aberration of the apparatus") is calculated and stored. Thereby, in the analysis device 15 ′, the wavefront aberration of the device can be removed from the measured wavefront aberration of the lens 20 and the true defocus component of the lens 20 can be calculated. It can be performed.

このように、この第2実施例に係る焦点距離測定装置1′も、可動部分がないため、被検レンズ20のフランジ焦点距離の基準値からのずれ量Δ′を、高精度かつ定量的に測定することができ、また、計測が簡単であるため、短時間で行うことができる。また、この焦点距離測定装置1′は、オートコリメーション法の装置構成を利用できるため、コスト面でのメリットも高い。   Thus, since the focal length measuring apparatus 1 ′ according to the second embodiment also has no movable part, the deviation Δ ′ from the reference value of the flange focal length of the lens 20 to be measured can be accurately and quantitatively determined. Since it can be measured and measurement is simple, it can be performed in a short time. In addition, since this focal length measuring device 1 'can use the device configuration of the autocollimation method, it has a high cost merit.

以上に説明した第1および第2実施例に係る焦点距離測定装置1,1′は、シャック−ハルトマンの原理による透過波面の照明光学系2,2′および測定光学系3,3′を用いることにより、レーザ光等の特殊な光源を用いる必要がなく、ハロゲンランプやタングステンランプ等の白色光源(光源5)により測定することができるため、被検レンズ20(カメラレンズ)の使用状態と同一の波長(白色光)の照明光を用いた検査を可能にするとともに、高精度で安価な焦点距離測定装置1,1′を提供することができる。さらに、シャック−ハルトマンの原理を用いることにより、この焦点距離測定装置1,1′には可動部分が無いことや、光線のゆらぎ等の影響を受けないため、耐環境性能を向上させることができる。   The focal length measuring devices 1 and 1 'according to the first and second embodiments described above use the transmitted optical wavefront illumination optical systems 2 and 2' and the measuring optical systems 3 and 3 'according to the Shack-Hartmann principle. Therefore, it is not necessary to use a special light source such as a laser beam, and the measurement can be performed with a white light source (light source 5) such as a halogen lamp or a tungsten lamp. In addition to enabling inspection using illumination light having a wavelength (white light), it is possible to provide high-precision and inexpensive focal length measurement devices 1 and 1 '. Furthermore, by using the Shack-Hartmann principle, the focal length measuring devices 1 and 1 ′ have no movable parts and are not affected by fluctuations in light rays, so that the environmental resistance can be improved. .

第1実施例に係る焦点距離測定装置の構成図である。It is a block diagram of the focal distance measuring apparatus which concerns on 1st Example. 第1実施例において、装置の波面収差を測定するための構成図である。In 1st Example, it is a block diagram for measuring the wave aberration of an apparatus. 第2実施例に係る焦点距離測定装置の構成図である。It is a block diagram of the focal distance measuring apparatus which concerns on 2nd Example. 第2実施例において、装置の波面収差を測定するための構成図である。In 2nd Example, it is a block diagram for measuring the wavefront aberration of an apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,1′ 焦点距離測定装置 8 レチクルチャート(点光源)
9 コリメータレンズ 11 反射鏡 12 集光レンズ
13 マイクロレンズアレイ 14 撮像素子 15 解析装置
20 被検レンズ L,L′ 基準距離(基準値) Δ,Δ′ ずれ量
1,1 'Focal length measuring device 8 Reticle chart (point light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Collimator lens 11 Reflector 12 Condensing lens 13 Micro lens array 14 Image sensor 15 Analyzing device 20 Test lens L, L 'Reference distance (reference value) Δ, Δ' Deviation amount

Claims (3)

被検レンズおよび前記被検レンズを保持するカメラレンズマウントからなるカメラレンズのフランジ焦点距離の基準値からのずれ量を測定するフランジ焦点距離測定装置であって、
点光源から出射した光線を平行光束に変換するコリメータレンズと、
前記コリメータレンズから出射した平行光束を集光する集光レンズと、
前記集光レンズの焦点近傍に後側焦点が位置するように配置された前記被検レンズと、
前記集光レンズにより集光され、前記被検レンズで平行光束に変換された光線を反射する反射鏡と、
前記反射鏡で反射された光線を、前記被検レンズおよび前記集光レンズを透過させて、再び平行光束に変換して検出し、前記ずれ量を算出する検出装置とから構成されるフランジ焦点距離測定装置。
A flange focal length measuring device for measuring a deviation amount from a reference value of a flange focal length of a camera lens comprising a test lens and a camera lens mount holding the test lens,
A collimator lens that converts a light beam emitted from a point light source into a parallel light beam;
A condensing lens that condenses the parallel light beam emitted from the collimator lens;
The test lens arranged so that the rear focal point is positioned near the focal point of the condenser lens;
A reflecting mirror that reflects the light beam collected by the condenser lens and converted into a parallel light beam by the lens to be examined;
A flange focal length composed of a detection device that detects the light beam reflected by the reflecting mirror through the test lens and the condenser lens, converts the light beam again into a parallel light beam, and detects the deviation amount. measuring device.
被検レンズおよび前記被検レンズを保持するカメラレンズマウントからなるカメラレンズのフランジ焦点距離の基準値からのずれ量を測定するフランジ焦点距離測定装置であって、
点光源と、
前記点光源から出射した光線を平行光束に変換するコリメータレンズと、
前記平行光束を集光する前記被検レンズと、
反射面および光軸の交点が前記被検レンズの後側焦点の近傍に配置された反射鏡と、
前記反射鏡で反射された光線を、前記被検レンズを透過させて、再び平行光束に変換して検出し、前記ずれ量を算出する検出装置とから構成されるフランジ焦点距離測定装置。
A flange focal length measuring device for measuring a deviation amount from a reference value of a flange focal length of a camera lens comprising a test lens and a camera lens mount holding the test lens,
A point light source,
A collimator lens that converts a light beam emitted from the point light source into a parallel light beam;
The test lens for condensing the parallel luminous flux;
A reflecting mirror in which the intersection of the reflecting surface and the optical axis is disposed in the vicinity of the rear focal point of the lens under test;
A flange focal length measuring device comprising: a detecting device that detects the light beam reflected by the reflecting mirror through the lens to be detected, converted again into a parallel light beam, and calculates the amount of deviation.
前記検出装置が、
二次元的に配列された複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、
前記複数のマイクロレンズの各々で結像された点像を検出する撮像素子と、
前記撮像素子で検出された前記点像の位置から、前記被検レンズの波面収差を算出し、前記波面収差のデフォーカス成分から前記ずれ量を算出する解析装置とから構成された請求項1または2に記載のフランジ焦点距離測定装置。
The detection device is
A microlens array having a plurality of microlenses arranged two-dimensionally;
An image sensor for detecting a point image formed by each of the plurality of microlenses;
2. An analysis apparatus configured to calculate a wavefront aberration of the lens to be measured from a position of the point image detected by the image sensor and calculate the shift amount from a defocus component of the wavefront aberration. 2. The flange focal length measuring device according to 2.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102589853A (en) * 2012-01-16 2012-07-18 北京理工大学 Focal length measuring method of auto-collimating differential confocal lens
KR101258601B1 (en) * 2010-12-21 2013-05-03 한국표준과학연구원 focus indicator
CN108663197A (en) * 2018-07-02 2018-10-16 北京全欧光学检测仪器有限公司 A kind of small-sized lens detecting device and its detection method
DE102009017084B4 (en) * 2009-04-15 2019-04-04 Peter Denz Support measuring device for video cameras
CN113137924A (en) * 2020-01-17 2021-07-20 宁波舜宇车载光学技术有限公司 Optical test system and method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009017084B4 (en) * 2009-04-15 2019-04-04 Peter Denz Support measuring device for video cameras
KR101258601B1 (en) * 2010-12-21 2013-05-03 한국표준과학연구원 focus indicator
CN102589853A (en) * 2012-01-16 2012-07-18 北京理工大学 Focal length measuring method of auto-collimating differential confocal lens
CN102589853B (en) * 2012-01-16 2014-01-08 北京理工大学 Focal length measuring method of auto-collimating differential confocal lens
CN108663197A (en) * 2018-07-02 2018-10-16 北京全欧光学检测仪器有限公司 A kind of small-sized lens detecting device and its detection method
CN113137924A (en) * 2020-01-17 2021-07-20 宁波舜宇车载光学技术有限公司 Optical test system and method thereof

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