JP2009031076A - Inspection system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inspection system capable of measuring the optical characteristics of lens and measuring the best image surface, in an opened state and narrowed state of an aperture, at the same time. <P>SOLUTION: An inspection device comprises a chart plate 3; sensors 13, 14 for detecting the light beam that is emitted from a light source 2 and has passed through the chart plate 3 as images, formed by a lens 4 to be inspected; a control device 16 for computing the optical characteristics from the intensity distribution of the images detected by the sensor 13, 14 while controlling the operation of the apertures of the lens 4 to be inspected. The control device 16 is constituted with a first step for acquiring the intensity distribution of the images by the lens 4 to be inspected, when the aperture is opened; a second step for acquiring the intensity distribution, in a state when the apertures is narrowed; a third step for acquiring MTF values from these intensity distributions and a fourth step for acquiring the difference between the position of the best image surface when the aperture is opened, and the position of that in the reduced state of the aperture from these MTF values. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮影レンズのMTF,OTFを測定する検査システムに関する。   The present invention relates to an inspection system for measuring MTF and OTF of a photographing lens.

撮影レンズ(写真レンズ)は古くより開発されているが、近頃はデジタルカメラが銀塩カメラにとって変わってきたため、DCモーターや超音波モーターを搭載したオートフォーカスの撮影レンズが主流となっている。ユーザーの多くはパソコン画面で等倍のサイズで鑑賞するので、撮影レンズにとっては、従来に比べて性能の良し悪しやピントの甘さがはっきりと現れるようになった。このような写真レンズにアクチュエータを搭載するにあたって、レンズの軽量化や移動量縮小、機構部のスペース確保が必須となる。小型高倍率ズームに防振機能のついたレンズは技術の結晶であり多くの一般的なユーザーに求められている。また、様々な制約を受けながら、製造技術の進歩により、レンズ設計は非球面の面数の増加、その形状の自由度向上や異常分散ガラスの多用が可能となり従来にない結像性能を得ている。その反面、設計性能の向上により部品精度向上や組立も従来よりも光学調整が多くなり厳しくなっているのは言うまでもない。   Shooting lenses (photographic lenses) have been developed for a long time, but recently, digital cameras have changed for silver halide cameras, so autofocus shooting lenses equipped with DC motors and ultrasonic motors have become mainstream. Many users watch at the same size on a personal computer screen, so the performance of lenses and the sweetness of focus have become clearer for photographic lenses. When mounting an actuator on such a photographic lens, it is essential to reduce the weight of the lens, reduce the amount of movement, and ensure the space for the mechanism. A lens with an anti-vibration function in a small high-power zoom is a crystal of technology and is required by many general users. In addition, due to the progress of manufacturing technology, the lens design can increase the number of aspheric surfaces, improve the degree of freedom of its shape, and use anomalous dispersion glass. Yes. On the other hand, it goes without saying that the improvement in design performance and the improvement in parts accuracy and assembly are more severe due to more optical adjustments than in the past.

オートフォーカスの検出はレンズの開放Fナンバーから2段または3段絞った軸上光束の一部で位相差法を用いるのが一般的である。ところが群間隔が出ていない等で球面収差が測定光束と撮影時の開口の領域で大きく異なってしまうという問題や、非球面の製造上の形状が、測定光束が通る領域で誤差がある場合、カメラが合焦と判定しても得られた画像はピント位置がずれた画像となり、その崩れた球面収差の影響で画質が悪化するという問題が発生する。そのため、アパーチャーを絞った時の最良像面と開放での最良像面との差が重要となっている。銀塩カメラの時代では大伸ばしをするユーザーは一部であり、ヘビーユーザーであっても収差もレンズの特徴と捉えていた感がある。一方、銀塩カメラで許された球面フレアが、デジタルでは単なるぼけた画像と評される場合が多い。そのため、一般的なユーザーが画像をパソコンで拡大して評価する現在、レンズ組立調整後の許容収差や開放時と絞った時との最良像面の変動を評価する必要がある。一般に製品の最終検査にあたっては、開放で投影機を用いての解像力評価あるいはMTF測定となることが多い(例えば、特許文献1参照)。この場合、人為的な判断が入る余地がないMTF測定での検査の方が望ましい。アパーチャー開放時の最良像面と絞った時の最良像面の測定はMTF測定時間短縮の為別途行われ、レンズ内にその変動量と方向を記憶させていた。
特開平5−215641号公報
In general, the autofocus detection uses a phase difference method on a part of an axial light beam which is narrowed by two or three steps from the open F number of the lens. However, if there is a problem that the spherical aberration is greatly different between the measurement light beam and the aperture area at the time of photographing due to the fact that there is no group spacing, etc., or if the manufacturing shape of the aspherical surface has errors in the region where the measurement light beam passes, An image obtained even when the camera is determined to be in focus is an image out of focus, and the image quality deteriorates due to the influence of the broken spherical aberration. Therefore, the difference between the best image plane when the aperture is reduced and the best image plane at the open is important. In the era of silver halide cameras, there are some users who greatly stretch, and even heavy users feel that aberration is a characteristic of the lens. On the other hand, the spherical flare allowed by a silver salt camera is often described as a mere blurred image in digital. For this reason, it is currently necessary for a general user to evaluate an image by enlarging the image with a personal computer, and it is necessary to evaluate an allowable aberration after lens assembly adjustment and a change in the best image plane between when the lens is opened and when it is reduced. In general, in the final inspection of a product, resolution evaluation or MTF measurement using an open projector is often performed (see, for example, Patent Document 1). In this case, it is preferable to perform an inspection by MTF measurement which has no room for artificial judgment. Measurement of the best image plane when the aperture is open and the best image plane when the aperture is reduced are performed separately for shortening the MTF measurement time, and the variation amount and direction are stored in the lens.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-256441

このようにユーザーが満足するレンズを供給するには、レンズの開放時の光学特性のみならず、絞り込んだ時の光学特性と開放時からの最良像面の変動とを検査する必要がある。光学特性の評価を投影解像力で行う場合、レンズに対してチャートをモーターで光軸方向に動かして評価面にピント合わせをする。しかしながら、同時に最良像面位置の変動を検査する為にレンズのアパーチャーを電気制御して、合焦位置をステッピングモーターのパルス数より知るとしても最良像面位置を目視で判断する事となり、量産検査に対応するには難しいという課題があった。すなわち、光学特性を評価し同時に最良像面位置の変動を測定し被検レンズに書き込む動作を短時間に行う事が量産検査では求められている。   In order to supply a lens that satisfies the user in this way, it is necessary to inspect not only the optical characteristics when the lens is opened, but also the optical characteristics when the lens is closed and the change in the best image plane since the lens is opened. When evaluating the optical characteristics with the projection resolving power, the lens is moved in the optical axis direction with a motor to focus on the evaluation surface. However, at the same time, even if the lens aperture is electrically controlled to check the fluctuation of the best image plane position, the best image plane position will be judged visually even if the focus position is known from the number of pulses of the stepping motor. There was a problem that it was difficult to deal with. That is, mass production inspection is required to perform an operation for evaluating the optical characteristics and simultaneously measuring the fluctuation of the best image plane position and writing to the lens to be examined.

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、量産検査に有効な、レンズの光学特性の評価とアパーチャーの開放及び絞った状態での最良像面とを同時に測定可能な検査システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and is an inspection system that is effective for mass-production inspection and capable of simultaneously measuring the optical characteristics of a lens and opening the aperture and the best image plane in a squeezed state. The purpose is to provide.

前記課題を解決するために、本発明に係る検査システム(例えば、実施形態における検査装置1)は、チャートが形成されたチャート板と、光源から出射してチャートを通過した光線を被検レンズにより結像させた像として検出する撮像素子(例えば、軸上用および軸外用受光センサー13,14)と、被検レンズのアパーチャーの作動を制御するとともに、撮像素子で検出された像の強度分布から被検レンズの光学特性を算出する制御装置とを有して構成される。そして、制御装置が、被検レンズのアパーチャーを開放された状態に制御して、この被検レンズによる像の強度分布を取得する第1のステップ、被検レンズのアパーチャーを絞った状態に制御して、この被検レンズによる像の強度分布を取得する第2のステップ、アパーチャーが開放されたとき、および、アパーチャーが絞られたときの強度分布のそれぞれからMTF値を求める第3のステップ、および、これらのMTF値からアパーチャーが開放されたとき、および、アパーチャーが絞られたときの最良像面の位置の差を求める第4のステップから構成される。   In order to solve the above-described problems, an inspection system according to the present invention (for example, the inspection apparatus 1 in the embodiment) includes a chart plate on which a chart is formed, and a light beam emitted from a light source and passed through the chart by a lens to be tested. The image sensor (for example, on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14) to detect as an image formed and the aperture of the lens to be tested are controlled, and from the intensity distribution of the image detected by the image sensor. And a control device for calculating optical characteristics of the lens to be examined. Then, the control device controls the aperture of the test lens to the open state, and obtains the intensity distribution of the image by the test lens, and controls the aperture of the test lens to the narrowed state. A second step of obtaining an intensity distribution of the image by the lens to be examined, a third step of obtaining an MTF value from each of the intensity distribution when the aperture is opened and when the aperture is reduced, and The fourth step is to obtain the difference in the position of the best image plane when the aperture is released from these MTF values and when the aperture is reduced.

このような本発明に係る検査システムにおいて、制御装置が、第1および第2のステップで、被検レンズによる像の強度分布を取得する前に、アパーチャーが開放された状態で、像の強度分布を測定して、撮像素子から所定以上の強度を得るためのこの撮像素子におけるアパーチャーが開放されているときの蓄積時間を算出するステップを有して構成されることが好ましい。さらに、この蓄積時間を算出するステップにおいて、アパーチャーが開放されているときの蓄積時間から、アパーチャーが絞られているときの蓄積時間を算出するように構成されることが好ましい。   In such an inspection system according to the present invention, before the control device acquires the intensity distribution of the image by the test lens in the first and second steps, the intensity distribution of the image with the aperture opened. It is preferable to have a step of calculating the accumulation time when the aperture in the image sensor for obtaining a predetermined intensity or more from the image sensor is opened. Further, in the step of calculating the accumulation time, it is preferable that the accumulation time when the aperture is narrowed is calculated from the accumulation time when the aperture is opened.

また、本発明に係る検査システムにおいて、撮像素子が、チャート板のチャートによる軸上像を検出する軸上用受光センサーと、チャート板のチャートによる軸外像を検出する軸外用受光センサーとから構成されることが好ましい。   In the inspection system according to the present invention, the imaging element includes an on-axis light receiving sensor that detects an on-axis image based on a chart on the chart plate, and an off-axis light receiving sensor that detects an off-axis image based on the chart on the chart plate. It is preferred that

本発明に係る検査システムを以上のように構成すると、量産検査に有効な、レンズの光学特性の評価とアパーチャーの開放及び絞った状態での最良像面とを同時に測定することができ、この光学特性から最良像面の光軸上の位置の差を正確に測定することができる。   When the inspection system according to the present invention is configured as described above, it is possible to simultaneously measure the evaluation of the optical characteristics of the lens, the aperture opening, and the best image plane in the squeezed state, which are effective for mass production inspection. From the characteristics, it is possible to accurately measure the difference in position on the optical axis of the best image plane.

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。なお、本実施例においては、拡大投影型で複数画角を同時に測定できるMTF,OTFの検査装置であって、チャートと被検レンズ間のシフト構造を無くして受光センサーが機械軸と垂直な面内でシフトする(この垂直面内で移動する)構造を特徴とする検査装置を用いる場合について説明する。まず、本実施例に係る検査装置1の構成について説明する。この検査装置1は、図1に示すように、内部に光源2およびチャート板3を有し、被検レンズ(撮影レンズ)4を保持する照明部5と、この照明部5に対して相対移動可能な測定部6とを有して構成される。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an MTF / OTF inspection apparatus that can measure a plurality of angles of view at the same time in an enlarged projection type, and the light receiving sensor is a surface perpendicular to the mechanical axis without the shift structure between the chart and the lens to be tested. A case will be described in which an inspection apparatus characterized by a structure that shifts within (moves within this vertical plane) is used. First, the configuration of the inspection apparatus 1 according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 includes a light source 2 and a chart plate 3 inside, and an illumination unit 5 that holds a test lens (photographing lens) 4 and a relative movement with respect to the illumination unit 5. And a possible measuring unit 6.

光源2、チャート板3、および、被検レンズ4は、照明部5において、光軸上(以降の説明においては、検査装置1の「機械軸7」と呼ぶ)上に並んで配置されている。なお、この実施例においては、光源2から放射された光線は、光ファイバー2aおよび図示しないコンデンサレンズ等により機械軸7上に放射され、チャート板3に照射される。また、この照明部5には、チャート板3を機械軸7に沿って前後に移動させ、さらに、取り付けられた被検レンズ4と通信をしてアパーチャーの開閉制御を行う照明側制御部17が設けられている。   The light source 2, the chart plate 3, and the test lens 4 are arranged side by side on the optical axis (hereinafter referred to as “mechanical axis 7” of the inspection apparatus 1) in the illumination unit 5. . In this embodiment, the light beam emitted from the light source 2 is radiated onto the mechanical shaft 7 by the optical fiber 2a, a condenser lens (not shown), and the like, and is irradiated onto the chart plate 3. Further, the illumination unit 5 includes an illumination-side control unit 17 that moves the chart plate 3 back and forth along the mechanical axis 7 and further communicates with the attached lens 4 to control opening and closing of the aperture. Is provided.

一方、測定部6は、受光側(被検レンズ4を挟んで光源2の反対側)に配置され、機械軸7に対して垂直な平面を有する平板状の受け部8が設けられている。この受け部8の光源2側の面(受光側の面)には、この受け部8に対して受光側の面上で相対移動可能な2軸の大きなプレート(以下、「大ステージ9」と呼ぶ)と、この大ステージ9を受け部8上で作動させる大ステージ駆動部10とが設けられる。さらに、その大ステージ9の受光側の面上で相対移動可能な1軸の小さなプレート(以下、「小ステージ11」と呼ぶ)とこの小ステージ11を大ステージ9上で作動させる小ステージ駆動部12とが設けられている。なお、小ステージ11は大ステージ9上に複数設けられる(例えば、図2の場合は、矩形状の大ステージ9の対角線方向に4個の小ステージ11を設けた場合を示している)。この場合、図2に示すように、小ステージ11は、大ステージ9に対して対角線方向に(大ステージ9の中心部から放射状に)相対移動可能に構成される。なお、以降の説明において大ステージ9の中心を「測定側の原点」と呼ぶ。   On the other hand, the measuring unit 6 is disposed on the light receiving side (on the opposite side of the light source 2 with the lens 4 to be tested) and is provided with a flat plate-like receiving unit 8 having a plane perpendicular to the mechanical axis 7. On the light source 2 side surface (light receiving side surface) of the receiving portion 8, a large biaxial plate (hereinafter referred to as “large stage 9”) that can move relative to the receiving portion 8 on the light receiving side surface. And a large stage drive unit 10 that operates on the receiving unit 8 is provided. Further, a small single-axis plate (hereinafter referred to as “small stage 11”) that can be relatively moved on the light receiving side surface of the large stage 9 and a small stage drive unit that operates the small stage 11 on the large stage 9 12 are provided. A plurality of small stages 11 are provided on the large stage 9 (for example, FIG. 2 shows a case where four small stages 11 are provided in the diagonal direction of the rectangular large stage 9). In this case, as shown in FIG. 2, the small stage 11 is configured to be movable relative to the large stage 9 in a diagonal direction (radially from the center of the large stage 9). In the following description, the center of the large stage 9 is referred to as “measurement-side origin”.

この大ステージ9の測定側の原点には、図2に示すように、軸上用受光センサー13が設けられており、また、各々の小ステージ11には、軸外用受光センサー14が設けられている。軸上用受光センサー13は、検査装置1の設置面(地面)に対して垂直方向に延びた縦ラインセンサー13aと、水平方向に延びた横ラインセンサー13bとから構成される。一方、軸外用受光センサー14は、大ステージ9の測定側の原点から対角線方向に延びた(放射状に延びた)縦ラインセンサー14aと、この対角線方向に延びた線と直交する方向に延びた横ラインセンサー14bとから構成される。この検査装置1において、全てのセンサー13,14の受光面が、略同一平面内(以下、この平面を「測定平面」と呼ぶ)に位置するように配置されている。   As shown in FIG. 2, an on-axis light receiving sensor 13 is provided at the measurement side origin of the large stage 9, and an off-axis light receiving sensor 14 is provided on each small stage 11. Yes. The on-axis light receiving sensor 13 includes a vertical line sensor 13a extending in the vertical direction with respect to the installation surface (ground) of the inspection apparatus 1, and a horizontal line sensor 13b extending in the horizontal direction. On the other hand, the off-axis light-receiving sensor 14 has a vertical line sensor 14a extending in a diagonal direction (radially extending) from the measurement-side origin of the large stage 9 and a horizontal line extending in a direction perpendicular to the line extending in the diagonal direction. And line sensor 14b. In the inspection apparatus 1, the light receiving surfaces of all the sensors 13 and 14 are arranged so as to be located in substantially the same plane (hereinafter, this plane is referred to as “measurement plane”).

なお、軸上用および軸外用受光センサー13,14を構成する縦ラインセンサー13a,14aは、後述するように、チャート板3に形成されたチャートのM(メリジオナル)像を検出するために用いられ、横ラインセンサー13b,14bは、チャートのS(サジタル)像を検出するために用いられる。     The longitudinal line sensors 13a, 14a constituting the on-axis and off-axis light receiving sensors 13, 14 are used to detect an M (meridional) image of the chart formed on the chart plate 3, as will be described later. The horizontal line sensors 13b and 14b are used to detect an S (sagittal) image of the chart.

チャート板3は、被検レンズ4の像面の位置(すなわち、フィルム面或いは撮像面に相当する位置)に配置されている。このチャート板3には、点像チャート若しくはスリットが形成されるが、以降の説明においてはスリットで構成した場合について説明する。このチャート板3には、チャート板の中心(以下、「チャート板の原点」と呼ぶ)に、機械軸7を含むように配置された軸上検査用チャートと、機械軸7を含まずこの機械軸7から離れた位置(チャート板の原点から対角線方向)に配置された軸外検査用チャートとが形成されている(図示せず)。そして、この軸上検査用および軸外検査用チャートは、軸上用および軸外用受光センサー13,14の構成に対応しており、また、軸上及び軸外検査用チャートは、それぞれM像用チャート及びS像用チャートから構成され、これらのチャートはいずれもスリットとして形成されている。光源2から放射され、チャート板3のチャート(スリット)を透過した光線が、被検レンズ4により軸上用および軸外用受光センサー13,14上に結像される。このとき、軸上用および軸外用受光センサー13,14を構成する各センサー13a13b,14a,14bと、チャート板3の軸上および軸外検査用チャートの像とは、直交するように構成されている。なお、チャート板3を点像チャート(ピンホール)として構成した場合は、軸上用受光センサー13および軸外用受光センサー14の各々を、一つのエリアセンサーで構成することも可能である。   The chart plate 3 is disposed at the position of the image plane of the lens 4 to be tested (that is, the position corresponding to the film plane or the imaging plane). The chart plate 3 is formed with a point image chart or a slit. In the following description, a case where the chart plate 3 is configured with a slit will be described. The chart plate 3 includes an on-axis inspection chart disposed so as to include the mechanical shaft 7 at the center of the chart plate (hereinafter referred to as “the origin of the chart plate”), and the mechanical plate 7 does not include the mechanical shaft 7. An off-axis inspection chart arranged at a position away from the shaft 7 (in a diagonal direction from the origin of the chart plate) is formed (not shown). The on-axis inspection and off-axis inspection charts correspond to the configurations of the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14, and the on-axis and off-axis inspection charts are for M images, respectively. The chart is composed of a chart and an S image chart, both of which are formed as slits. Light rays emitted from the light source 2 and transmitted through the chart (slit) of the chart plate 3 are imaged on the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14 by the test lens 4. At this time, the sensors 13a13b, 14a, and 14b constituting the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14 and the on-axis and off-axis inspection chart images of the chart plate 3 are configured to be orthogonal to each other. Yes. When the chart plate 3 is configured as a point image chart (pinhole), each of the on-axis light receiving sensor 13 and the off-axis light receiving sensor 14 can be configured by one area sensor.

以上のような検査装置1において、チャート板3に形成された軸上検査用チャート(センタースリット)の像(これを「軸上像」と呼ぶ)は軸上用受光センサー13上に結像し、軸外検査用チャートの像(これを「軸外像」と呼ぶ)はそれぞれ対応する軸外用受光センサー14上に結像するのが理想的な結像状態である。しかし、被検レンズ4が、ディストーションの大きなレンズである場合は、例えば、軸上において軸上用受光センサー13で軸上像を取り込むことができても、軸外では軸外像が軸外用受光センサー14から外れてしまうことがある。このようなとき、小ステージ駆動部12で、小ステージ11を大ステージ9に対して相対移動させることにより、軸外用受光センサー14を放射方向に移動させて軸外像を取り込むことができる。   In the inspection apparatus 1 as described above, an image of the on-axis inspection chart (center slit) formed on the chart plate 3 (referred to as “on-axis image”) is formed on the on-axis light receiving sensor 13. In an ideal imaging state, an image of the off-axis inspection chart (referred to as an “off-axis image”) is formed on the corresponding off-axis light receiving sensor 14. However, when the test lens 4 is a lens with a large distortion, for example, even if the on-axis image can be captured by the on-axis light receiving sensor 13 on the axis, the off-axis image is received off-axis. The sensor 14 may come off. In such a case, the small stage drive unit 12 moves the small stage 11 relative to the large stage 9, thereby moving the off-axis light receiving sensor 14 in the radial direction and capturing an off-axis image.

一方、被検レンズ4に透過偏心があると、軸上用および軸外用受光センサー13,14からチャート像が外れてしまう。そのため、大ステージ駆動部10で大ステージ9を測定平面内で作動させて軸上像(センタースリット位置)を軸上用受光センサー13で走査する(この場合、軸上用受光センサー13と軸外用受光センサー14とを同時に同じ量と方向にアラインメントした状態となる)。そして、上述のように、軸外用受光センサー14(実際には小ステージ11)を小ステージ駆動部12で放射方向に作動させて軸外像を走査し軸外光束に対してアラインメントした状態とする。このように軸上用および軸外用受光センサー13,14を2段階でアラインメントすることで、高速に測定できる対象が広がる。   On the other hand, if the test lens 4 has transmission eccentricity, the chart image is deviated from the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14. Therefore, the large stage drive unit 10 operates the large stage 9 in the measurement plane to scan the on-axis image (center slit position) with the on-axis light receiving sensor 13 (in this case, the on-axis light receiving sensor 13 and the off-axis light receiving sensor 13). The light receiving sensor 14 is simultaneously aligned in the same amount and direction). Then, as described above, the off-axis light receiving sensor 14 (actually, the small stage 11) is actuated in the radial direction by the small stage driving unit 12 to scan the off-axis image and to align with the off-axis light beam. . In this way, by aligning the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14 in two stages, the objects that can be measured at high speed are expanded.

このような検査装置1においては、軸外光束の結像位置を軸外用受光センサー14によりセンシングして理想像高からの偏差や実際の画角が分かり、全方位の非対称性が判断できる。また、この実施例のようにM像とS像のラインセンサー(縦ラインセンサー13a,14aと横ラインセンサー13b,14b)を用いた場合はM像用センサーから実像高が分かる。なお、本実施例においては、図2に示すように放射状に稼働しうる小ステージ11を設けることにより、写真レンズのような偏芯の大きいレンズやディストーションの大きいレンズなど、製造誤差による画角の変化の大きいレンズの測定も可能となる。また、本実施例では軸外用受光センサー14のM像とS像を検出する縦ラインセンサー14aと横ラインセンサー14bとが小ステージ11上にあり一体に動くように構成されているが、縦ラインセンサー14aと横ラインセンサー14bとをそれぞれ独立したプレート上に配置して、それぞれ独立して作動するように構成することも可能である。   In such an inspection apparatus 1, the off-axis light-receiving sensor 14 senses the imaging position of the off-axis light beam, and the deviation from the ideal image height and the actual angle of view can be known, so that asymmetry in all directions can be determined. Further, when the M image and S image line sensors (vertical line sensors 13a and 14a and horizontal line sensors 13b and 14b) are used as in this embodiment, the actual image height can be known from the M image sensor. In this embodiment, as shown in FIG. 2, by providing a small stage 11 that can be operated radially, the angle of view due to manufacturing errors, such as a lens having a large eccentricity such as a photographic lens or a lens having a large distortion, can be obtained. Measurement of a lens with a large change is also possible. In this embodiment, the vertical line sensor 14a and the horizontal line sensor 14b for detecting the M image and the S image of the off-axis light receiving sensor 14 are arranged on the small stage 11 so as to move integrally. It is also possible to arrange the sensor 14a and the horizontal line sensor 14b on independent plates so that they operate independently.

なお、受け部8には、測定部6を機械軸7に沿って移動させる(図1においては左右方向に移動させる)測定駆動部15が設けられている。これらの大ステージ駆動部10、小ステージ駆動部12、測定駆動部15、軸上用受光センサー13、および、軸外用受光センサー14と、照明側制御部17とは制御装置16に電気的に接続されており、大ステージ駆動部10、小ステージ駆動部12、および、測定駆動部15の作動が制御されて、測定部6、大および小ステージ9,11の作動が制御され、また、照明側制御部17を介してチャート板3および被検レンズ4の作動が制御されるとともに、軸上用および軸外用受光センサー13,14からの検出信号が処理される。   The receiving unit 8 is provided with a measurement driving unit 15 that moves the measuring unit 6 along the mechanical axis 7 (moves in the left-right direction in FIG. 1). The large stage driving unit 10, small stage driving unit 12, measurement driving unit 15, on-axis light receiving sensor 13, off-axis light receiving sensor 14, and illumination side control unit 17 are electrically connected to the control device 16. The operations of the large stage drive unit 10, the small stage drive unit 12, and the measurement drive unit 15 are controlled, and the operations of the measurement unit 6, the large and small stages 9, 11 are controlled, and the illumination side The operations of the chart plate 3 and the test lens 4 are controlled via the control unit 17, and the detection signals from the on-axis and off-axis light receiving sensors 13, 14 are processed.

図3は、被検レンズ4の制御機構を示しており、この被検レンズ4の作動を制御する制御手段41と、測距手段42及び測光手段43と、この被検レンズ4を構成するレンズ群を光軸方向に移動させるモーター機構45と、このモーター機構45を駆動させるレンズ位置駆動手段44と、絞り機構47と、この絞り機構47を駆動させる露光調節手段46とから構成されている。制御手段41は、測距手段42からの距離情報を元にレンズ位置駆動手段44を制御してモーター機構45を作動させることによりオートフォーカスを行うとともに、測光手段43からの照度情報を元に露光調節手段46を制御して絞り機構47の開度の調節を行うように構成されている。本実施例では、外部とのインタフェースを介して照明部5の照明側制御部17とこの制御手段41とが電気的に接続されており、制御装置16から送信される制御信号(レンズ位置制御情報及び絞り開度制御情報)を元にモーター機構45及び絞り機構47の作動が制御され、測定が行われるように構成されている。   FIG. 3 shows a control mechanism of the test lens 4. The control means 41 for controlling the operation of the test lens 4, the distance measurement means 42 and the photometry means 43, and the lenses constituting the test lens 4. The motor mechanism 45 moves the group in the optical axis direction, the lens position driving means 44 drives the motor mechanism 45, the diaphragm mechanism 47, and the exposure adjustment means 46 drives the diaphragm mechanism 47. The control means 41 controls the lens position driving means 44 based on the distance information from the distance measuring means 42 and operates the motor mechanism 45 to perform autofocus, and also performs exposure based on the illuminance information from the photometry means 43. The adjusting means 46 is controlled to adjust the opening of the throttle mechanism 47. In the present embodiment, the illumination side control unit 17 of the illumination unit 5 and the control unit 41 are electrically connected via an interface with the outside, and a control signal (lens position control information) transmitted from the control device 16 is connected. And the throttle opening control information), the operation of the motor mechanism 45 and the throttle mechanism 47 is controlled, and measurement is performed.

この検査装置1における被検レンズ4の測定においては、予め被検レンズ4の理想的なレンズデータを用いて、像面から物体面までを光線追跡してその撮影距離と実際の物体高を求めておく。制御装置16は、検査装置1のチャート板3と軸上用及び軸外用受光センサー13,14の距離を、測定駆動部15の作動を制御して測定部6を機械軸7に沿って移動させることにより、計算上の撮影距離と一致させる。   In the measurement of the test lens 4 in the inspection apparatus 1, the ideal lens data of the test lens 4 is used in advance to ray trace from the image plane to the object plane to obtain the shooting distance and the actual object height. Keep it. The control device 16 controls the operation of the measurement drive unit 15 to move the measurement unit 6 along the mechanical axis 7 with respect to the distance between the chart plate 3 of the inspection device 1 and the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14. Thus, the calculated shooting distance is matched.

ここで、上述のような被検レンズ4を照明部5にセットすると、その被検レンズ4に透過偏芯がある場合は、スリット像が大ステージ9の測定側の原点からずれた所に形成される。このような場合、大ステージ9を測定面内で縦方向と横方向に作動させてセンタースリット像を走査し、軸上用受光センサー13の縦ラインセンサー13a及び横ラインセンサー13b(あるいは、エリアセンサー)からの検出信号を制御装置16で処理してチャート板3の軸上像の像位置を検出する。この像位置の検出方法としては、例えば、点像あるいは線像の重心又は一番出力の高い画素の座標を像の位置として検出する。このとき、被検レンズ4の透過偏芯誤差が大きい場合、1組のラインセンサー13a,13b(軸上用受光センサー13)からチャート像が完全に外れてしまう場合がある。よって、大ステージ9を作動させて走査する手順を予め制御装置16に設定しておく必要がある。例えば、大ステージ9が、ある矩形の範囲を外側から内側に向かって渦巻き状に作動させることにより、効率的に走査するように構成すると、走査する時間を節約できる。制御装置16は、走査した後、軸上用受光センサー13(ラインセンサー13a,13bの各々)の中心(或いはエリアセンサーの中心)に軸上検査用チャートの像が位置するように大ステージ9を移動させ、その位置を原点として記憶し、センタリングを終了する(この原点が、上述の測定側の原点に一致する)。   Here, when the test lens 4 as described above is set on the illumination unit 5, if the test lens 4 has transmission eccentricity, a slit image is formed at a position shifted from the origin on the measurement side of the large stage 9. Is done. In such a case, the large stage 9 is operated in the vertical and horizontal directions within the measurement plane to scan the center slit image, and the vertical line sensor 13a and the horizontal line sensor 13b (or area sensor) of the on-axis light receiving sensor 13 are scanned. ) Is processed by the control device 16 to detect the image position of the on-axis image of the chart plate 3. As an image position detection method, for example, the center of gravity of a point image or line image or the coordinates of the pixel with the highest output is detected as the image position. At this time, if the transmission eccentricity error of the lens to be tested 4 is large, the chart image may be completely deviated from the pair of line sensors 13a and 13b (on-axis light receiving sensor 13). Therefore, it is necessary to set in advance in the control device 16 the procedure for scanning by operating the large stage 9. For example, if the large stage 9 is configured to scan efficiently by moving a rectangular area spirally from the outside to the inside, the scanning time can be saved. After scanning, the control device 16 moves the large stage 9 so that the image of the on-axis inspection chart is positioned at the center (or the center of the area sensor) of the on-axis light receiving sensor 13 (each of the line sensors 13a and 13b). The position is stored as the origin, and the centering is finished (this origin coincides with the above-mentioned origin on the measurement side).

また、制御装置16は、小ステージ11についても、大ステージ9の対角線方向に作動させて、上述の軸上用受光センサー13と同様に、軸外用受光センサー14の検出値から軸外像が軸外用受光センサー14の中心に位置するようにこの小ステージ11を作動させる。なお、小ステージ11については、図2に示すように矩形状の大ステージ9の対角線方向(斜め45°)に作動させる構成だけでなく、上下方向と左右方向の2軸で作動させるように構成することも可能である。   The control device 16 also operates the small stage 11 in the diagonal direction of the large stage 9, and the off-axis image is converted from the detected value of the off-axis light receiving sensor 14 in the same manner as the on-axis light receiving sensor 13. The small stage 11 is operated so as to be positioned at the center of the external light receiving sensor 14. As shown in FIG. 2, the small stage 11 is not only configured to operate in the diagonal direction (45 ° oblique) of the rectangular large stage 9 but also configured to operate with two axes in the vertical direction and the horizontal direction. It is also possible to do.

この検査装置1による被検レンズ4の検査は、制御装置16から制御信号を照明側制御部17に送信し、チャート板3を光軸(機械軸7)に対して所定の移動量だけ前後させて(例えば、0.1mm刻みで、最良像面となる位置を基準に±1.0mm程度)デフォーカスし、最良像面とその前後の領域を軸上用および軸外用受光センサー13、14で測定し、チャート板3のチャート像のコントラストと位相の変化を空間周波数の関数として算出することにより、この測定値からOTF,MTFを算出する。このとき、この検査装置1においては、軸上像と軸外像は同時に検出することができるので、短時間で被検レンズ4の光学特性(OTM,MTF)を検査することができる。   In the inspection of the lens 4 to be inspected by the inspection device 1, a control signal is transmitted from the control device 16 to the illumination side control unit 17, and the chart plate 3 is moved back and forth by a predetermined movement amount with respect to the optical axis (mechanical shaft 7). (For example, about ± 1.0 mm with respect to the position of the best image plane in increments of 0.1 mm), and the best image plane and the areas before and after the defocus are detected by the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14. By measuring and calculating changes in contrast and phase of the chart image of the chart plate 3 as a function of spatial frequency, OTF and MTF are calculated from the measured values. At this time, in this inspection apparatus 1, since the on-axis image and the off-axis image can be detected at the same time, the optical characteristics (OTM, MTF) of the lens 4 to be measured can be inspected in a short time.

ところで、以上のような検査装置1を用いて被検レンズ4のほぼ正確なOTF値を確保するためには、線像強度分布あるいは点像強度分布を取り込む際にセンサー(軸上用若しくは軸外用受光センサー13,14)の蓄積時間を調節し出力が所定の値以上であることが望ましい。例えば、出力が12ビットのセンサーを用いる場合は、8ビット以上の出力であることが望ましい。しかしながら、図4に示すようにデフォーカスで得られる強度分布は、最良像面付近で得られる強度分布より光軸上に遠く離れれば離れる程サンサーの出力が低くなる。OTF,MTF値の精度の為にはデフォーカスして取り込む強度分布毎に所定の強度以上の出力が確保できるように最適な蓄積時間を決定すれば良いが、強度分布を取り込み、この出力から蓄積時間を求める過程に時間がかかり量産検査には向かないことになる。なお、予め被検レンズ4の光学系の明るさの情報、例えばFナンバーを用いて蓄積時間を求める方法がある。しかしながら、光学系の明るさを照度として考えたとき、個々のレンズの収差あるいは組み立て調整の出来により強度分布の広がりは変化し当然照度は変わってくる。ゆえに設計値上ではFナンバーが同じであっても焦点距離によって強度分布の広がりは異なり、さらに製造誤差により同じ種類のレンズでも各々強度分布が異なり、最適な蓄積時間は一義的に決められない。   By the way, in order to ensure an almost accurate OTF value of the test lens 4 using the inspection apparatus 1 as described above, a sensor (on-axis or off-axis is used when taking a line image intensity distribution or a point image intensity distribution. It is desirable to adjust the accumulation time of the light receiving sensors 13 and 14) so that the output is not less than a predetermined value. For example, when a sensor with a 12-bit output is used, it is desirable that the output be 8 bits or more. However, as shown in FIG. 4, the intensity distribution obtained by defocusing is lower in the output of the suncer as it gets farther away on the optical axis than the intensity distribution obtained near the best image plane. For the accuracy of the OTF and MTF values, an optimal accumulation time may be determined for each intensity distribution that is defocused and captured so that an output of a predetermined intensity or more can be secured. However, the intensity distribution is captured and stored from this output. This process takes time and is not suitable for mass production inspection. In addition, there is a method for obtaining the accumulation time in advance using information on the brightness of the optical system of the lens 4 to be examined, for example, an F number. However, when the brightness of the optical system is considered as illuminance, the spread of the intensity distribution changes and naturally the illuminance changes depending on the aberration of each lens or the adjustment of assembly. Therefore, in terms of design values, even if the F number is the same, the spread of the intensity distribution differs depending on the focal length, and furthermore, the intensity distribution differs for each lens of the same type due to manufacturing errors, and the optimum accumulation time cannot be uniquely determined.

以上より、センサーの最適な蓄積時間は一度ある蓄積時間で強度分布を取り込んだ結果から判断しないとわからない。そこで、本実施例においては、最良像面を含む領域において、短い蓄積時間で各デフォーカスポイントの強度分布を取り込み、その出力の高いデフォーカスポイントの出力から測定時の蓄積時間を算出するように構成されている。   From the above, the optimum accumulation time of the sensor cannot be determined unless it is judged from the result of taking the intensity distribution once in a certain accumulation time. Therefore, in this embodiment, in the region including the best image plane, the intensity distribution of each defocus point is captured in a short accumulation time, and the accumulation time at the time of measurement is calculated from the output of the defocus point having a high output. It is configured.

以下、測定のための蓄積時間の算出方法について図5を合わせて用いて説明する。蓄積時間tsで取得した強度分布のある画素の出力をWsとすると、所定の強度以上の出力Wtを確保するための蓄積時間tuは次式(1)で求められる。なお、この処理は軸上用及び軸外用受光センサー13,14の蓄積時間を決定するものであるため、被検レンズ4の光学性能を測定するためのすべての領域に対してデフォーカスする必要はなく、最良像面を含む限定された範囲で実施されれば良い(例えば、上述のように±1.0mm移動して測定するときには、±0.5mmの範囲とすることができる)。また、蓄積時間の算出のための強度分布の測定は、軸上用受光センサー13の検出結果が用いられる。   Hereinafter, a method for calculating the accumulation time for measurement will be described with reference to FIG. Assuming that the output of a pixel having an intensity distribution acquired at the accumulation time ts is Ws, the accumulation time tu for securing an output Wt of a predetermined intensity or higher is obtained by the following equation (1). Since this process determines the accumulation time of the on-axis and off-axis light receiving sensors 13, 14, it is necessary to defocus all the areas for measuring the optical performance of the lens 4 to be measured. However, it may be carried out within a limited range including the best image plane (for example, when measuring by moving ± 1.0 mm as described above, the range may be ± 0.5 mm). In addition, the intensity distribution measurement for calculating the accumulation time uses the detection result of the on-axis light receiving sensor 13.

Figure 2009031076
Figure 2009031076

次にアパーチャーを絞ったときであるが、開放からn段絞った場合の蓄積時間tu′は、次式(2)で求められる。   Next, when the aperture is narrowed, the accumulation time tu ′ when the aperture is narrowed by n stages is obtained by the following equation (2).

Figure 2009031076
Figure 2009031076

この場合、実際にフルスキャンして蓄積時間を求めるのではなく、上述の式(1)で求めた開放時の最良像面のOTF,MTFの算出のために最適な蓄積時間tuより、式(2)を用いてtu′を設定するのが望ましい。さらに測定時間を短縮するには絞った時の蓄積時間tu′を開放時の蓄積時間tuと同じとして測定することが望ましい。暗電流や外乱の影響で低い空間周波数のOTF,MTF値が高めになるが、一般に絞ったときの光学特性で合否判定をする事は少なく、絞ったときの最良像面位置は暗電流や外乱からの影響は大きくないからである。   In this case, the accumulation time is not actually obtained by performing a full scan, but the equation (1) is calculated from the optimum accumulation time tu for calculating the OTF and MTF of the best image plane at the time of opening obtained by the above equation (1). It is desirable to set tu ′ using 2). Further, in order to shorten the measurement time, it is desirable to measure with the accumulation time tu 'when narrowed down being the same as the accumulation time tu when open. Although the OTF and MTF values at low spatial frequencies increase due to the influence of dark current and disturbance, it is generally rare to make a pass / fail judgment based on the optical characteristics when the aperture is stopped, and the best image plane position when the aperture is reduced is dark current or disturbance This is because the influence from is not great.

それでは、このような検査装置1を用いて被検レンズ4の光学特性(OTF,MTF)と、アパーチャーの開放及び絞ったときの最良像面の位置を測定する方法について図6及び図7を用いて説明する。まず、軸上用及び軸外用受光センサー13,14の蓄積時間を決定するために、最良像面を含む領域において、短い蓄積時間で各デフォーカスポイントの強度分布をスキャンして軸上用受光センサー13から取り込む(ステップS100)。そして、その出力の高いデフォーカスポイントの測定結果から、上述の式(1)、(2)を用いて蓄積時間を算出する(ステップS110)。次に、制御装置16から照明側制御部17に制御信号を送信し、被検レンズ4のアパーチャーを開放状態にし(ステップS120)、照明側制御部17を介してチャート板3を光軸(機械軸7)に対して所定の移動量だけ前後させてデフォーカスし、上述の蓄積時間tuにより最良像面とその前後の領域のチャート像の強度分布を取得する(ステップS130)。さらに、制御装置16から制御信号を照明側制御部17送信して被検レンズ4のアパーチャーを例えばFナンバー5.6あるいはFナンバー8程度に絞り(ステップS140)、同様に照明側制御部17を介してチャート板3を機械軸7に対して所定の移動量だけ前後させてデフォーカスし、上述の蓄積時間tu′により最良像面とその前後の領域のチャート像の強度分布を取得する(ステップS150)。なお、アパーチャーの制御をメカ機構で行うレンズの場合は装置側にカメラが有しているメカ機構と同等のものを持たせればよい。   6 and 7 show a method for measuring the optical characteristics (OTF, MTF) of the lens 4 to be examined and the position of the best image plane when the aperture is opened and reduced using such an inspection apparatus 1. I will explain. First, in order to determine the accumulation times of the on-axis and off-axis light receiving sensors 13 and 14, the on-axis light receiving sensor is scanned by scanning the intensity distribution of each defocus point in a short accumulation time in an area including the best image plane. 13 (step S100). Then, from the measurement result of the defocus point having a high output, the accumulation time is calculated using the above-described equations (1) and (2) (step S110). Next, a control signal is transmitted from the control device 16 to the illumination side control unit 17, the aperture of the lens 4 to be tested is opened (step S120), and the chart plate 3 is moved to the optical axis (machine) via the illumination side control unit 17. The axis 7) is defocused back and forth by a predetermined amount of movement, and the intensity distribution of the best image plane and the chart image of the area before and after the accumulation time tu is acquired (step S130). Further, a control signal is transmitted from the control device 16 to the illumination side control unit 17, and the aperture of the lens 4 to be tested is reduced to, for example, about F number 5.6 or F number 8 (step S140). Then, the chart plate 3 is defocused with respect to the mechanical axis 7 by a predetermined amount of movement, and the intensity distribution of the chart image in the best image plane and the areas before and after it is obtained by the accumulation time tu ′ (step). S150). In the case of a lens that controls the aperture with a mechanical mechanism, it is only necessary to provide a lens equivalent to the mechanical mechanism of the camera on the apparatus side.

以上のようにして、被検レンズ4のアパーチャーが開放したときと絞り込んだときとの2種類のチャート像の強度分布を取得し、これらの強度分布をフーリエ変換し特定の低い空間周波数、例えば10[lp/mm]のOTF,MTFを算出する(ステップS160)。この場合、上述のステップS130及びS150において、同ピッチでデフォーカスを行いチャート像の強度分布を取り込むことが好ましい。なお、解放時と絞り込んだ時の最良像面の位置の差は、MTF値から求められる。すなわち、10[lp/mm]のMTF値のピーク値からベスト像面位置を算出する。なお、MTFピーク値は最も高いデフォーカスポイントからその付近のデフォーカスポイント数点をスプラインで補間し求めるとよい。または最小二乗法でフィッテングして求めてもよい。図7に示すように、開放時のベスト像面の光軸上の位置をd0、絞ったときのベスト像面の光軸上の位置をd′とするならば最良像面の変動はd0−d′として求められ、制御装置16は、この値を被検レンズ4と通信してレンズのメモリ内に書き込む。メモリ内には複数の撮影距離に対してのフォーカス群を光軸方向に動かす駆動量の設計値を書き込みそこにd0−d′を付加する事で合焦が正確となる。   As described above, the intensity distributions of two types of chart images, when the aperture of the lens 4 is opened and when the aperture is narrowed down, are acquired, and these intensity distributions are Fourier-transformed to obtain a specific low spatial frequency, for example, 10 OTF and MTF of [lp / mm] are calculated (step S160). In this case, in steps S130 and S150 described above, it is preferable to defocus at the same pitch and capture the intensity distribution of the chart image. Note that the difference in the position of the best image plane at the time of release and when the aperture is reduced is obtained from the MTF value. That is, the best image plane position is calculated from the peak value of the MTF value of 10 [lp / mm]. The MTF peak value may be obtained by interpolating several defocus points in the vicinity from the highest defocus point with a spline. Or you may obtain | require by fitting by the least squares method. As shown in FIG. 7, if the position on the optical axis of the best image plane at the time of opening is d0, and the position on the optical axis of the best image plane when the aperture is reduced is d ', the fluctuation of the best image plane is d0−. d ', and the controller 16 communicates this value with the lens 4 to be tested and writes it into the lens memory. The design value of the driving amount for moving the focus group for a plurality of shooting distances in the optical axis direction is written in the memory, and d0-d 'is added thereto, thereby achieving accurate focusing.

以上説明したように、本実施例に示す検査装置1によれば、被検レンズ4のアパーチャーが開放されたときの光学特性(OTF,MTF値)だけでなく、このアパーチャーを絞ったときの光学特性を検出することができる。さらに、これらの光学特性(特にMTF値)を用いて、アパーチャーの開放時と絞ったときの最良像面の光軸上の位置の差を正確に測定することができる。   As described above, according to the inspection apparatus 1 shown in the present embodiment, not only the optical characteristics (OTF and MTF values) when the aperture of the lens 4 to be tested is opened, but also the optical when the aperture is reduced. Characteristics can be detected. Furthermore, using these optical characteristics (particularly the MTF value), it is possible to accurately measure the difference in position on the optical axis of the best image plane when the aperture is opened and when the aperture is stopped.

また、この検査装置1によれば、チャート板3の軸上像及び軸外像を同時に検出することができるため、短い測定時間で精度良く複数画角の光学特性(OTF,MTF)を同時に測定することが可能となり、量産検査等に使用することができる。また、透過偏芯の比較的大きな写真レンズのような光学特性を、機械軸7を基準として規定した像高の光学性能により評価することが可能となる。さらに、軸外用受光センサー14を軸上用受光センサー13と独立して作動可能とすることで、検査装置1に高い汎用性を持たせることができる。   Further, according to the inspection apparatus 1, since the on-axis image and the off-axis image of the chart plate 3 can be detected at the same time, the optical characteristics (OTF, MTF) of a plurality of angles of view can be simultaneously measured with high accuracy in a short measurement time. And can be used for mass production inspection. Further, it is possible to evaluate the optical characteristics of a photographic lens having a relatively large transmission eccentricity by the optical performance of the image height defined with the mechanical axis 7 as a reference. Furthermore, by making the off-axis light receiving sensor 14 operable independently of the on-axis light receiving sensor 13, the inspection apparatus 1 can be highly versatile.

さらに、これまでの拡大投影型の検査装置では、チャート板3および被検レンズ4への振動などの外乱も拡大されてしまうため外乱に弱いという欠点があったが、本実施例に係る検査装置1では、チャート板3と被検レンズ4間の装置1のシフト機構が省略できるため、外乱に強い装置構造を取ることが可能となる。   Furthermore, in the conventional magnifying projection type inspection apparatuses, disturbances such as vibrations on the chart plate 3 and the lens 4 to be examined are also enlarged, and thus there is a drawback that they are vulnerable to disturbances. 1, the shift mechanism of the device 1 between the chart plate 3 and the lens 4 to be examined can be omitted, so that it is possible to adopt a device structure that is resistant to disturbances.

なお、以上の実施例においては、軸上用受光センサー13と軸外用受光センサー14とを設け、チャート板3の軸上像と軸外像とを同時に測定可能に構成した検査装置1を用いた場合について説明したが、本発明がこの構成に限定されることはなく、例えば、軸上像だけを検出するように構成されていても同様の効果を得ることができる。   In the above embodiment, the inspection apparatus 1 provided with the on-axis light receiving sensor 13 and the off-axis light receiving sensor 14 and configured to be able to simultaneously measure the on-axis image and the off-axis image of the chart plate 3 is used. Although the case has been described, the present invention is not limited to this configuration. For example, even if it is configured to detect only the on-axis image, the same effect can be obtained.

本発明に係る検査装置の構成示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the inspection apparatus which concerns on this invention. センサーの配置および動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows arrangement | positioning and operation | movement of a sensor. 被検レンズの制御機構を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control mechanism of a to-be-tested lens. センサーによる強度分布を説明するための説明図であって、(a)は最良像面付近の分布を示し、(b)は最良像面より離れた像面での分布を示す。It is explanatory drawing for demonstrating the intensity distribution by a sensor, Comprising: (a) shows distribution near the best image plane, (b) shows distribution in the image plane distant from the best image plane. センサーの蓄積時間を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the accumulation time of a sensor. 上記検査装置における処理手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process sequence in the said inspection apparatus. アパーチャーが開放のときと絞られたときの最良像面の位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the position of the best image surface when an aperture is open | released and when it restrict | squeezes.

符号の説明Explanation of symbols

1 検査装置(検査システム) 2 光源 3 チャート板 4 被検レンズ
13 軸上用受光センサー(撮像素子) 14 軸外用受光センサー(撮像素子)
16 制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus (inspection system) 2 Light source 3 Chart board 4 Test lens 13 On-axis light receiving sensor (imaging element) 14 Off-axis light receiving sensor (imaging element)
16 Control device

Claims (4)

チャートが形成されたチャート板と、
光源から出射して前記チャートを通過した光線を被検レンズにより結像させた像として検出する撮像素子と、
前記被検レンズのアパーチャーの作動を制御するとともに、前記撮像素子で検出された前記像の強度分布から前記被検レンズの光学特性を算出する制御装置とを有し、
前記制御装置が、
前記被検レンズの前記アパーチャーを開放された状態に制御して、前記被検レンズによる前記像の強度分布を取得する第1のステップ、
前記被検レンズの前記アパーチャーを絞った状態に制御して、前記被検レンズによる前記像の強度分布を取得する第2のステップ、
前記アパーチャーが開放されたとき、および、前記アパーチャーが絞られたときの前記強度分布のそれぞれからMTF値を求める第3のステップ、および、
前記MTF値から前記アパーチャーが開放されたとき、および、前記アパーチャーが絞られたときの最良像面の位置の差を求める第4のステップ
から構成される検査システム。
A chart board on which a chart is formed;
An image sensor that detects a light beam emitted from a light source and passed through the chart as an image formed by a test lens;
A control device that controls the operation of the aperture of the test lens and calculates the optical characteristics of the test lens from the intensity distribution of the image detected by the imaging device;
The control device is
A first step of controlling the aperture of the lens to be opened to obtain an intensity distribution of the image by the lens;
A second step of obtaining an intensity distribution of the image by the test lens by controlling the aperture of the test lens to be in a narrowed state;
A third step of determining an MTF value from each of the intensity distributions when the aperture is opened and when the aperture is throttled; and
An inspection system comprising a fourth step of obtaining a difference in position of the best image plane when the aperture is released from the MTF value and when the aperture is reduced.
前記制御装置が、
前記第1および第2のステップで、前記被検レンズによる前記像の強度分布を取得する前に、前記アパーチャーが開放された状態で、前記像の強度分布を測定して、前記撮像素子から所定以上の強度を得るための前記撮像素子における前記アパーチャーが開放されているときの蓄積時間を算出するステップを有して構成された請求項1に記載の検査システム。
The control device is
In the first and second steps, before acquiring the intensity distribution of the image by the lens to be examined, the intensity distribution of the image is measured in a state where the aperture is opened, The inspection system according to claim 1, further comprising a step of calculating an accumulation time when the aperture in the image sensor for obtaining the above intensity is opened.
前記蓄積時間を算出するステップにおいて、前記アパーチャーが開放されているときの蓄積時間から、前記アパーチャーが絞られているときの蓄積時間を算出するように構成された請求項3に記載の検査システム。   The inspection system according to claim 3, wherein in the step of calculating the accumulation time, the accumulation time when the aperture is narrowed is calculated from the accumulation time when the aperture is opened. 前記撮像素子が、前記チャート板の前記チャートによる軸上像を検出する軸上用受光センサーと、前記チャート板の前記チャートによる軸外像を検出する軸外用受光センサーとから構成される請求項1〜3いずれか一項に記載の検査システム。   2. The on-axis light receiving sensor for detecting an on-axis image of the chart plate by the chart and an off-axis light receiving sensor for detecting an off-axis image of the chart plate by the chart. -Inspection system given in any 1 paragraph.
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JP2007093243A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Nikon Corp Inspection device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007024889A (en) * 2005-07-12 2007-02-01 Canon Inc Otf-measuring system
JP2007093243A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Nikon Corp Inspection device

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