JP2012058138A - Measuring object holding apparatus - Google Patents

Measuring object holding apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2012058138A
JP2012058138A JP2010203289A JP2010203289A JP2012058138A JP 2012058138 A JP2012058138 A JP 2012058138A JP 2010203289 A JP2010203289 A JP 2010203289A JP 2010203289 A JP2010203289 A JP 2010203289A JP 2012058138 A JP2012058138 A JP 2012058138A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
measurement
rotation
mount
lens mount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010203289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Yoshida
昌弘 吉田
Yasuhiro Noguchi
泰裕 野口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2010203289A priority Critical patent/JP2012058138A/en
Publication of JP2012058138A publication Critical patent/JP2012058138A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify operation for attaching/detaching a lens to be inspected to/from a lens mount while utilizing a feedback control system and a mechanical stopper in order to regulate and control a rotation area of the rotary lens mount, and to prevent application of excessive load to a rotation control part of the lens mount.SOLUTION: A mount gear 30 is provided integrally with a lens mount 6 and a spindle gear 33 is engaged with a sensor gear 36. Immediately before abutting a stopper pin 39 on the edges 38a, 38b of a restriction blade 38, the lens mount 6 is stopped on a measurement start position and a measurement end position by a motor control circuit 43. A gap is formed between the stopper pin 39 and the edges 38a, 38b within a range of allowance between the teeth of the spindle gear 33 and the teeth of the mount gear 30.

Description

本発明は光学部品である測定対象物に測定光を照射し、測定対象物からの反射光または透過光を撮像して測定対象物の性能や品質を検査する光学検査機に用いられる測定対象物保持装置に関するものである。   The present invention is a measurement object used in an optical inspection machine that irradiates a measurement object, which is an optical component, with measurement light and images reflected light or transmitted light from the measurement object to inspect the performance and quality of the measurement object. The present invention relates to a holding device.

カメラに内蔵あるいは交換使用されるレンズの性能を検査するために、例えばMTF(Modulation Transfer Function)に基づく数値化データが測定できるようにしたレンズ検査機が用いられる。このようなレンズ検査機として、被検レンズから一定の距離隔てて対面させたテストチャートを被検レンズで空中結像させ、そのテストチャートの空中像を拡大光学系で拡大してからCCDあるいはCMOS型のイメージセンサで撮像し、得られた撮像データを解析して数値データを採取する方式のものが例えば特許文献1で知られている。   In order to inspect the performance of a lens built in or used in a camera, for example, a lens inspection machine capable of measuring digitized data based on MTF (Modulation Transfer Function) is used. As such a lens inspection machine, a test chart facing a certain distance from a test lens is imaged in the air with the test lens, and the aerial image of the test chart is magnified with a magnifying optical system, and then CCD or CMOS For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 discloses a method of capturing numerical values using a type image sensor and analyzing the obtained imaging data to collect numerical data.

上記のレンズ検査機は、テストチャート及び撮像部の双方を被検レンズの光軸と垂直な面内で移動自在にしておき、軸外光に対する被検レンズの結像性能も測定することができるようにしている。例えば広角系のレンズが被検レンズである場合には、被検レンズの光軸から傾けた軸外方向から測定光を入射させ、被検レンズを透過してきた検査光の結像状態に基づいて像面湾曲の測定を行うことも可能となる。   The lens inspection machine described above can move both the test chart and the imaging unit within a plane perpendicular to the optical axis of the test lens, and can also measure the imaging performance of the test lens with respect to off-axis light. I am doing so. For example, when the wide-angle lens is a test lens, the measurement light is incident from an off-axis direction inclined from the optical axis of the test lens, and based on the imaging state of the test light transmitted through the test lens. It is also possible to measure the field curvature.

特開2004−163207号公報JP 2004-163207 A

特許文献1記載のレンズ検査機を含め、従来のレンズ検査機は被検レンズが軸対称であることを前提とし、測定時に被検レンズをその光軸回りに回転させる機能を備えていないものが多い。しかし、例えばプラスチックやガラスなどによりモールド成形したレンズでは、金型の面形状や種々の成形条件などによって必ずしも軸対称にならないこともある。このようなレンズについてその結像性能を精密に評価するには、被検レンズを光軸回りに正確にステップ回転してそれぞれの回転位置ごとにその結像状態を測定できるようにしておくことが必要となる。   The conventional lens inspection machines including the lens inspection machine described in Patent Document 1 are based on the premise that the test lens is axially symmetric, and do not have a function of rotating the test lens around its optical axis during measurement. Many. However, a lens molded by plastic or glass, for example, may not always be axially symmetric depending on the surface shape of the mold and various molding conditions. In order to accurately evaluate the imaging performance of such a lens, it is necessary to accurately rotate the lens to be measured around the optical axis so that the imaging state can be measured for each rotational position. Necessary.

レンズマウントで保持された被検レンズを測定開始位置から測定終了位置まで正確な角度ステップで回転させるには、ポテンショメータなどの回転センサでレンズマウントの回転位置を監視しながら、マウント回転用のモータを駆動制御するフィードバック系を用いればよい。このようなフィードバック系でレンズマウントの回転位置を繰り返し精度よく再現するには、レンズマウントに不用意に過大な負荷が加わった際にモータや回転センサとの連携部分に機械的なズレや損傷が生じたり、またモータに過電流が長時間流れたりすることがないようにしておく必要がある。このため、レンズマウントが必要以上に回転することを禁止するメカニカルなストッパを設け、またレンズマウントが外力やモータの駆動で回転可能な状況下では常にフィードバック系を活かしておくのが有効である。   To rotate the test lens held by the lens mount from the measurement start position to the measurement end position in an accurate angular step, monitor the lens mount rotation position with a rotation sensor such as a potentiometer and turn the mount rotation motor on. A feedback system for driving control may be used. In order to reproduce the rotational position of the lens mount repeatedly and accurately using such a feedback system, mechanical displacement and damage to the motor and rotation sensor link when an excessive load is inadvertently applied to the lens mount. It is necessary to make sure that no overcurrent flows to the motor for a long time. For this reason, it is effective to provide a mechanical stopper that prohibits the lens mount from rotating more than necessary, and to always utilize the feedback system in a situation where the lens mount can be rotated by an external force or motor drive.

ところで、実際の検査・測定作業時には、同一光学諸元の複数の被検レンズを用意しておき、所定のシーケンスにしたがって一連の検査・測定が終了するごとに被検レンズをレンズマウントに順次に脱着しながら検査を繰り返すのが通常である。被検レンズはまずレンズホルダに固定され、その状態でレンズホルダがバヨネット方式やネジ方式でマウントに脱着されるが、その脱着操作時にレンズマウントが従動して回転してしまうと操作性が悪い。そこで、レンズホルダの脱着操作が行われる位置ではレンズマウントにメカストッパを作用させ、レンズホルダを回転操作したときにレンズマウントが同方向に従動回転しないようにするのが簡便で、またこのようなメカストッパはレンズマウント駆動用のモータが何らかの原因で暴走してしまい、高精度が要求されるレンズマウントの回転機構が致命的なダメージを受けることを防ぐ意味でも必要である。   By the way, at the time of actual inspection / measurement work, a plurality of test lenses having the same optical specifications are prepared, and each time the test / measurement is completed according to a predetermined sequence, the test lenses are sequentially placed on the lens mount. The inspection is usually repeated while desorbing. The lens to be examined is first fixed to the lens holder, and in this state, the lens holder is attached to and detached from the mount by the bayonet method or screw method. However, if the lens mount is driven and rotated during the attachment or removal operation, the operability is poor. Therefore, it is easy to apply a mechanical stopper to the lens mount at the position where the lens holder is attached and detached so that the lens mount does not follow and rotate in the same direction when the lens holder is rotated. This is also necessary in order to prevent the lens mount driving mechanism from running out of control for some reason, and letting the lens mount rotation mechanism that requires high accuracy suffer fatal damage.

上記のようにレンズホルダを脱着する位置でレンズマウントの回転を規制するに際し、例えば電磁駆動方式のストッパをレンズマウントに係脱させる構成は、アクチュエータ及びその制御回路を含め部品点数が増えてコストアップになる。また、定置式に設けたストッパにレンズマウントを当接させて回転止めを行う場合には、レンズホルダの取り付け位置ではマウントの右回転を阻止するストッパと、レンズホルダの取外し位置ではマウントの左回転を阻止するストッパとを設け、これらのストッパへの当接により回転止めされるレンズマウントの停止位置を、測定時の回転範囲を越えて設定する必要がある。したがって、フィードバック系を活かした状態のもとでは、検査・測定用の回転制御シーケンスだけではレンズマウントをレンズホルダの脱着位置まで回転させることができない。   When restricting the rotation of the lens mount at the position where the lens holder is attached / removed as described above, for example, the configuration in which the stopper of the electromagnetic drive system is engaged / disengaged with the lens mount increases the number of parts including the actuator and its control circuit, thereby increasing the cost. become. In addition, when the lens mount is abutted against a stationary stopper, the rotation is stopped when the lens holder is attached, and the mount is rotated counterclockwise when the lens holder is removed. It is necessary to set a stop position of the lens mount that is prevented from rotating by contact with these stoppers beyond the rotation range at the time of measurement. Therefore, under the state where the feedback system is utilized, the lens mount cannot be rotated to the attachment / detachment position of the lens holder only by the rotation control sequence for inspection / measurement.

また、測定開始位置とレンズホルダの取り付け位置、そして測定終了位置とレンズホルダの取外し位置とをそれぞれ厳密に一致させることができれば構成的には最も簡便であるが、フィードバック系により電気的に回転制御されるモータの回転停止位置と、メカニカルなストッパとの当接によって機械的に位置決めされるマウントの停止位置とを厳密に一致させることは極めて困難である。例えば測定開始位置にレンズマウントを位置決めするために、フィードバック系からの信号を受けてモータが駆動されているのにもかかわらずレンズマウントの回転がストッパとの当接により阻止されていると、測定開始位置における測定が終了するまでの間、モータに過電流が供給されたままとなり、モータが発熱して損傷するおそれが生じてくる。   In addition, it is the simplest configuration if the measurement start position and the lens holder mounting position, and the measurement end position and the lens holder removal position can be matched exactly, but the rotation control is electrically controlled by a feedback system. It is extremely difficult to make the rotation stop position of the motor to be exactly the same as the stop position of the mount that is mechanically positioned by contact with the mechanical stopper. For example, in order to position the lens mount at the measurement start position, measurement is performed when the rotation of the lens mount is prevented by contact with the stopper even though the motor is driven by receiving a signal from the feedback system. Until the measurement at the start position is completed, the overcurrent remains supplied to the motor, and the motor may generate heat and be damaged.

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、上述したレンズ検査機などの光学検査機において、測定光を測定対象物に照射してその反射または透過によって得られる検査光を撮像して測定対象物の反射特性や透過特性を検査するにあたり、測定対象物を回転可能に保持することによって様々な条件のもとで測定できるようにし、しかも測定対象物を回転させるための回転機構に負荷を与えることなく測定対象物をその保持部材に簡便に着脱できるようにした測定対象物保持装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances. In an optical inspection machine such as the lens inspection machine described above, measurement is performed by irradiating a measurement object with the measurement light and imaging the inspection light obtained by reflection or transmission. When inspecting the reflection and transmission characteristics of an object, it is possible to measure under various conditions by holding the object to be rotated, and to load the rotation mechanism for rotating the object to be measured. It is an object of the present invention to provide a measurement object holding device that allows a measurement object to be easily attached to and detached from the holding member without giving.

上記目的を達成するために本発明の測定対象物保持装置は、測定対象物の一方向への回転を伴う装着操作により測定対象物が取り付けられ、他方向への回転を伴う取外し操作により測定対象物が取り外されるとともに、基台に回転自在に支持され、取り付けられた測定対象物を一定の軸回りに一体となって回転させる回転保持部材と、前記回転保持部材に固着されたリングギヤに噛合するスピンドルギヤを有し、前記回転保持部材を回転させるモータと、前記リングギヤに噛合するセンサギヤを有し、回転保持部材の回転に応じた検知信号を出力する回転センサと、前記回転保持部材が測定開始位置から測定終了位置までの所定の測定角度範囲に位置するときに、前記回転保持部材の目標回転位置に応じた駆動信号を前記モータに供給し、かつ前記回転センサから得られる検知信号を監視しながら前記モータの駆動を制御するモータ制御回路と、前記回転保持部材との係合により、前記測定開始位置を越えた第一位置と前記測定終了位置を越えた第二位置との間に回転保持部材の回転域を機械的に制限するストッパとを備えるとともに、前記測定開始位置と第一位置との間及び前記測定終了位置と第二位置との間における前記回転保持部材の回転量が、前記リングギヤと前記スピンドルギヤとの間の噛み合い遊びの範囲内であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the measurement object holding device of the present invention is configured such that the measurement object is attached by a mounting operation involving rotation in one direction of the measurement object and is removed by a removal operation involving rotation in the other direction. The object is removed, and is rotatably supported by the base and meshes with a rotation holding member that rotates the attached measurement object integrally around a certain axis, and a ring gear fixed to the rotation holding member. A rotation sensor having a spindle gear and rotating the rotation holding member, a sensor gear meshing with the ring gear and outputting a detection signal corresponding to the rotation of the rotation holding member, and the rotation holding member starting measurement A drive signal corresponding to a target rotation position of the rotation holding member is supplied to the motor when the rotation angle is within a predetermined measurement angle range from the position to the measurement end position; The first position exceeding the measurement start position and the measurement end position are determined by engaging the motor holding circuit and the rotation holding member while monitoring the detection signal obtained from the rotation sensor. A stopper for mechanically limiting the rotation range of the rotation holding member between the second position and the second position, and between the measurement start position and the first position and between the measurement end position and the second position. The amount of rotation of the rotation holding member is within the range of engagement play between the ring gear and the spindle gear.

本発明はレンズの結像性能を評価・測定するレンズ検査機のレンズマウントに好適に用いることができる。この場合には、測定対象物となる被検レンズが回転保持部材となるレンズマウントに装着され、レンズマウントは被検レンズがその光軸の中心に回転できるように構成される。量産されたレンズを被検レンズとして順次に検査してゆくような場合には、レンズマウントに被検レンズを直接装着するのではなく、専用のレンズホルダに被検レンズを取り付けた後にレンズホルダを螺合によりレンズマウントに装着するのが簡便である。被検レンズの軸対称性を評価することができるように、被検レンズの光軸に関して180°の回転対称となる位置にそれぞれ測定光を入射できるようにするとともに、レンズマウントを光軸中心に180°まで回転できるようにしておくことが望ましく、また、レンズマウントとストッパとが当接するときの衝撃を小さくする上では、前記モータ制御回路に、現在位置と目標回転位置との差分に応じて回転力が異なるように前記モータを駆動する機能をもたせておくことが有効である。   The present invention can be suitably used for a lens mount of a lens inspection machine that evaluates and measures the imaging performance of a lens. In this case, the test lens that is the measurement object is attached to the lens mount that is the rotation holding member, and the lens mount is configured so that the test lens can rotate about the center of its optical axis. When sequentially inspecting mass-produced lenses as test lenses, instead of attaching the test lens directly to the lens mount, attach the test lens to the dedicated lens holder and then attach the lens holder. It is easy to attach to the lens mount by screwing. In order to be able to evaluate the axial symmetry of the test lens, the measurement light can be made incident at a rotationally symmetric position of 180 ° with respect to the optical axis of the test lens, and the lens mount is centered on the optical axis. It is desirable to be able to rotate up to 180 °, and in order to reduce the impact when the lens mount and the stopper come into contact with each other, the motor control circuit is informed according to the difference between the current position and the target rotational position. It is effective to provide a function of driving the motor so that the rotational force is different.

本発明によれば、光学検査機の機械的あるいは電気的な構成を複雑化させずに、測定時に測定対象物を保持した回転保持部材を高精度で回転制御する回転機構に過分な負担を与えずに、測定済みの測定対象物を回転保持部材から簡便に取り外し、また新たな測定対象物を装着することが可能となる。   According to the present invention, an excessive burden is imposed on the rotation mechanism that performs high-precision rotation control of the rotation holding member that holds the measurement object during measurement without complicating the mechanical or electrical configuration of the optical inspection machine. In addition, it is possible to easily remove the measured measurement object from the rotation holding member and attach a new measurement object.

本発明を用いたレンズ検査機の概略平面図である。It is a schematic plan view of the lens inspection machine using this invention. 図1に示すレンズ検査機の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the lens inspection machine shown in FIG. レンズマウントの要部平面図である。It is a principal part top view of a lens mount. レンズマウントの要部正面図である。It is a principal part front view of a lens mount. レンズマウントの回転制御部の概要を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the outline | summary of the rotation control part of a lens mount. レンズ検査機の測定シーケンスを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the measurement sequence of a lens inspection machine. レンズマウントの回転制御部による作用説明図である。It is operation | movement explanatory drawing by the rotation control part of a lens mount.

本発明はMTFなどによりレンズの結像性能を測定するレンズ検査機に好適に用いることができる。この場合には、例えばコリメータからの測定光を被検レンズに入射させ、被検レンズを透過した検査光の結像の様子を撮像して被検レンズの結像性能が測定される。本発明を用いたレンズ検査機の一例を示す図1及び図2において、上面を水平にした基台として定盤2が用いられ、定盤2の上面にはマウントベース3が固定され、このマウントベース3に固着されたブラケット4が円筒状のマウントホルダ5を保持している。マウントホルダ5には、その内壁に組み込まれた軸受を介して円筒状のレンズマウント6が回転自在に組み込まれている。レンズマウント6の前端部には被検レンズ7を保持したレンズホルダ8が取り付けられる。レンズマウント6が、測定対象物となる被検レンズ7を光軸Pの回りに回転自在に保持する回転保持部材として機能し、被検レンズ7はレンズマウント6の回転とともに光軸Pの回りに一体となって回転する。   The present invention can be suitably used for a lens inspection machine that measures the imaging performance of a lens using MTF or the like. In this case, for example, the measurement light from the collimator is incident on the test lens, and the imaging performance of the test lens is measured by imaging the imaging state of the test light transmitted through the test lens. In FIG. 1 and FIG. 2 showing an example of a lens inspection machine using the present invention, a surface plate 2 is used as a base having a horizontal upper surface, and a mount base 3 is fixed to the upper surface of the surface plate 2. A bracket 4 fixed to the base 3 holds a cylindrical mount holder 5. A cylindrical lens mount 6 is rotatably incorporated in the mount holder 5 via a bearing incorporated in its inner wall. A lens holder 8 holding a test lens 7 is attached to the front end portion of the lens mount 6. The lens mount 6 functions as a rotation holding member that rotatably holds the test lens 7 to be measured around the optical axis P. The test lens 7 rotates around the optical axis P as the lens mount 6 rotates. Rotate together.

レンズホルダ8をレンズマウント6に固定するために、レンズマウント6の前端部内周壁とレンズホルダ8の後端外周壁にネジが切られており、これらを互いに螺合させてレンズホルダ8の固定が行われる。これらのネジは通常の右ネジで構成されているから、レンズホルダ8を時計方向に回して簡便にその取り付けを行うことができ、また反時計方向に回せばその取り外しを行うことができる。なお、レンズホルダ8には被検レンズ7の形状やサイズに応じて精密に加工されたレンズ保持部が形成され、被検レンズ7は常に一定の状態でレンズホルダ8に固定できるようにしてある。また、レンズマウント6とレンズホルダ8との脱着には、回転操作を伴うバヨネット方式をとることも可能で、例えば軸方向に押し込んでから時計方向に一定角度回転して取り付けが行われ、取り外し時には反時計方向に回転してから軸方向に抜き取るような態様を採ることも可能である。   In order to fix the lens holder 8 to the lens mount 6, screws are cut on the inner peripheral wall of the front end portion of the lens mount 6 and the outer peripheral wall of the rear end of the lens holder 8, and these are screwed together to fix the lens holder 8. Done. Since these screws are composed of ordinary right-hand screws, the lens holder 8 can be easily attached by turning it clockwise, and can be removed by turning it counterclockwise. The lens holder 8 is formed with a lens holding portion precisely processed according to the shape and size of the test lens 7 so that the test lens 7 can always be fixed to the lens holder 8 in a fixed state. . In addition, the lens mount 6 and the lens holder 8 can be attached / detached using a bayonet method with a rotation operation. For example, the lens mount 6 and the lens holder 8 are attached by rotating in a clockwise direction at a predetermined angle after being pushed in the axial direction. It is also possible to adopt a mode in which the shaft is extracted in the axial direction after rotating counterclockwise.

レンズマウント6で保持された被検レンズ7に様々な方向から測定光を入射することができるように、光軸P上に軸上コリメータ10が設けられ、また光軸Pの両側に軸外コリメータ11,12が設けられている。軸上コリメータ10は光軸Pに沿って被検レンズ7に測定光を入射させ、また軸外コリメータ11,12はそれぞれ光軸Pを挟む両側から軸外から測定光を入射させる。   An on-axis collimator 10 is provided on the optical axis P, and off-axis collimators are provided on both sides of the optical axis P so that measurement light can be incident on the lens 7 held by the lens mount 6 from various directions. 11 and 12 are provided. The on-axis collimator 10 causes measurement light to enter the lens 7 to be tested along the optical axis P, and the off-axis collimators 11 and 12 allow measurement light to enter from both sides of the optical axis P from the off-axis.

なお、レンズマウント6とともに被検レンズ7を360°の範囲で回転できるようにしておけば軸外コリメータ11,12の一方を省略することも可能であるが、このレンズ検査機では被検レンズ7の回転位置を変えるごとに双方の軸外コリメータ11,12から測定光を入射させてして順次に測定を行うようにしているため、被検レンズ7の回転範囲は基本的には180°になっている。 One of the off-axis collimators 11 and 12 can be omitted if the test lens 7 can be rotated in the range of 360 ° together with the lens mount 6. However, in this lens inspection machine, the test lens 7 Each time the rotation position of the lens 7 is changed, the measurement light is incident from both off-axis collimators 11 and 12 and the measurement is sequentially performed. Therefore, the rotation range of the lens 7 to be measured is basically 180 °. It has become.

軸外コリメータ11,12のそれぞれは、光軸Pに関して±30°程度に対称に傾けられた直進ガイド13,14に沿って移動自在な揺動ステージ15,16上に支持されている。揺動ステージ15,16の各々は、軸外コリメータ11,12を定盤2の上面と平行な水平面内で揺動自在に支持する。したがって図示のように、軸外コリメータ11,12を利用して被検レンズ7に任意の方向から測定光を入射させることができる。   Each of the off-axis collimators 11 and 12 is supported on swing stages 15 and 16 that are movable along rectilinear guides 13 and 14 that are inclined symmetrically about ± 30 ° with respect to the optical axis P. Each of the swing stages 15 and 16 supports the off-axis collimators 11 and 12 so as to be swingable in a horizontal plane parallel to the upper surface of the surface plate 2. Therefore, as shown in the figure, the measurement light can be incident on the lens 7 to be examined from any direction by using the off-axis collimators 11 and 12.

直進ガイド13,14はレンズマウント6に近づくほど光軸Pから離れるように傾けられているから、軸外コリメータ11,12を近づけてもその先端を被検レンズ7に接触させることなく、被検レンズ7に大きな角度で測定光を入射させることが可能となる。これにより、被検レンズ7が超広角あるいは魚眼タイプのものであっても、その最大画角を考慮した広範囲の測定を行うことができる。 Since the rectilinear guides 13 and 14 are inclined so as to move away from the optical axis P as they are closer to the lens mount 6, even if the off-axis collimators 11 and 12 are brought closer to each other, the front ends thereof are not brought into contact with the test lens 7. Measurement light can be incident on the lens 7 at a large angle. Thereby, even if the test lens 7 is of a super wide angle or fisheye type, it is possible to perform a wide range of measurement in consideration of the maximum angle of view.

軸上コリメータ10は被検レンズ7に正対し、定盤2の上面と平行な光軸P上から測定光を入射させる。軸上コリメータ10で例示するとおり、それぞれのコリメータ10,11,12には照明光源となる白色LED18と、拡散板及びコンデンサレンズを含む照明光学系19が内蔵され、ターレット式に設けられたチャート板20を照明する。チャート板20にはその回転位置に応じて異なったチャート図柄が付されており、例えば被検レンズ7の倍率や測定条件に応じて選択された適切なものが照明光学系19の光路内にセットされる。チャート板20はコリメートレンズ21の焦点面上に位置しているため、いずれのコリメータ10,11,12であってもそのチャート図柄からの測定光は平行光束となってコリメートレンズ21から出射する。   The on-axis collimator 10 faces the lens 7 to be examined and allows measurement light to enter from the optical axis P parallel to the upper surface of the surface plate 2. As exemplified by the on-axis collimator 10, each collimator 10, 11, 12 includes a white LED 18 serving as an illumination light source, an illumination optical system 19 including a diffusion plate and a condenser lens, and a chart plate provided in a turret manner. 20 is illuminated. The chart plate 20 is provided with a different chart design depending on its rotational position. For example, an appropriate one selected according to the magnification of the lens 7 to be examined and the measurement conditions is set in the optical path of the illumination optical system 19. Is done. Since the chart plate 20 is located on the focal plane of the collimating lens 21, the measurement light from the chart pattern is emitted from the collimating lens 21 as a parallel light beam in any collimator 10, 11, 12.

上記軸外コリメータ11,12の移動及び揺動は、基本的には測定条件の初期設定に応じていずれも専用のアクチュエータによって自動的に実行される。すなわち、被検レンズ7の結像性能の測定を実行する際にはその測定条件が初期設定されるが、こうして初期設定された測定条件のもとで自動的に測定シーケンスが組まれ、この測定シーケンスに基づいて自動的にそれぞれのコリメータ10,11,12の作動が制御される。また、測定開始後には被検レンズ7は必要に応じてレンズマウント6とともに光軸回りに回転されるが、その回転角や回転のタイミングなども測定シーケンスにしたがって自動的に行われる。   The movement and swing of the off-axis collimators 11 and 12 are basically automatically executed by a dedicated actuator in accordance with the initial setting of measurement conditions. That is, when the imaging performance of the lens 7 to be measured is measured, the measurement conditions are initially set, and a measurement sequence is automatically created under the measurement conditions thus initialized. The operation of each collimator 10, 11, 12 is automatically controlled based on the sequence. Further, after the measurement is started, the test lens 7 is rotated around the optical axis together with the lens mount 6 as necessary, and the rotation angle, the timing of the rotation, and the like are automatically performed according to the measurement sequence.

マウントベース3の背後に三次元ステージ22が設けられ、この三次元ステージ22に固定されたブラケット23によってカメラユニット24が支持されている。三次元ステージ22は、ドライブユニット22aからの駆動力を受け、光軸Pに垂直な面内で水平なX軸方向、同面内でX軸に対して垂直なY軸方向、そして光軸Pに平行なZ軸方向の三方向にカメラユニット24を移動させる。   A three-dimensional stage 22 is provided behind the mount base 3, and a camera unit 24 is supported by a bracket 23 fixed to the three-dimensional stage 22. The three-dimensional stage 22 receives a driving force from the drive unit 22a, and is in the horizontal X-axis direction in the plane perpendicular to the optical axis P, in the Y-axis direction perpendicular to the X-axis in the same plane, and in the optical axis P. The camera unit 24 is moved in three parallel Z-axis directions.

カメラユニット24は、拡大光学系を内蔵した顕微鏡26と、顕微鏡26から出射した光束を結像させる結像光学系を収容した鏡筒部27と、前記結像光学系による像をイメージセンサで撮像する撮像部28とからなり、顕微鏡26と鏡胴部27の一部はレンズマウント6の中空部内に入り込んでいる。顕微鏡26は、被検レンズ7によって空中結像されたチャート図柄の像(以下、チャート像)を拡大して鏡筒部27の結像光学系へと伝達し、カメラ部28内のイメージセンサには拡大されたチャート像が結像される。なお、軸上コリメータ10及び軸外コリメータ11,12からは、いずれもチャート図柄からの平行光束が入射されるためチャート像の結像面は被検レンズ7の焦点面に一致する。   The camera unit 24 has a microscope 26 with a built-in magnifying optical system, a lens barrel unit 27 containing an imaging optical system that forms an image of a light beam emitted from the microscope 26, and an image obtained by the imaging optical system. The microscope 26 and a part of the lens barrel part 27 enter the hollow part of the lens mount 6. The microscope 26 enlarges a chart pattern image (hereinafter referred to as a chart image) imaged in the air by the test lens 7 and transmits the image to the imaging optical system of the lens barrel portion 27, and the image sensor in the camera portion 28. An enlarged chart image is formed. Since both the on-axis collimator 10 and the off-axis collimators 11 and 12 receive a parallel light beam from the chart design, the image plane of the chart image coincides with the focal plane of the lens 7 to be examined.

チャート像を撮像して得られた撮像信号を画像処理することによって、MTFに基づく数値化データを得ることができ、被検レンズ7の結像性能を客観評価することが可能となる。なお被検レンズ7としては、図示のような単レンズに限らず複数枚のレンズを組み合わせたものであってもよい。   By performing image processing on the imaging signal obtained by imaging the chart image, numerical data based on the MTF can be obtained, and the imaging performance of the test lens 7 can be objectively evaluated. The test lens 7 is not limited to a single lens as shown in the figure, and may be a combination of a plurality of lenses.

被検レンズ7のMTF測定に際しては、被検レンズ7で空中結像されたチャート像の位置に応じ、まず光軸Pに垂直な面内でカメラユニット24を移動して顕微鏡26の位置を調節する。その後、カメラユニット24を光軸P方向に細かく移動しながらチャート像を撮像し、ベストフォーカス位置でのMTF値を算出する。なお、カメラユニット24を光軸P方向に移動しながらMTF値を算出することによって、必ずしもカメラユニット24をベストフォーカス位置に移動して測定しなくても、補間的にベストフォーカス位置及びそのMTF値を求めることが可能となる。 When measuring the MTF of the test lens 7, the camera unit 24 is first moved in a plane perpendicular to the optical axis P to adjust the position of the microscope 26 according to the position of the chart image formed in the air by the test lens 7. To do. Thereafter, a chart image is taken while the camera unit 24 is moved finely in the direction of the optical axis P, and the MTF value at the best focus position is calculated. By calculating the MTF value while moving the camera unit 24 in the direction of the optical axis P, the best focus position and its MTF value are interpolated without necessarily measuring the camera unit 24 by moving it to the best focus position. Can be obtained.

軸上コリメータ10を用いた測定の際には、カメラユニット24を光軸Pに垂直な面内でX,Y軸方向に移動させることによって、光軸Pから外れた位置での数値化データをも取り込むことができる。一方、軸外コリメータ11,12を用い、光軸Pから大きく傾いた方向から測定光を入射して測定を行う際には、測定光の入射光軸が被検レンズ7の中心を通る水平面内に限られるため、被検レンズ7の軸対称性も評価するには被検レンズ7をレンズマウント6とともに回転させながら測定する必要がある。   In the measurement using the on-axis collimator 10, the camera unit 24 is moved in the X and Y axis directions in a plane perpendicular to the optical axis P, so that the digitized data at a position off the optical axis P is obtained. Can also be imported. On the other hand, when the measurement light is incident from the direction greatly inclined from the optical axis P using the off-axis collimators 11 and 12, the measurement light is incident on the horizontal plane passing through the center of the lens 7 to be measured. Therefore, in order to evaluate the axial symmetry of the test lens 7 as well, it is necessary to perform measurement while rotating the test lens 7 together with the lens mount 6.

図3に示すように、レンズマウント6の後端にはマウントギヤ30が固着され、マウントホルダ5の後端縁から突出している。マウントホルダ5を固定保持しているブラケット4にはモータ32が固定され、その軸に固着されたスピンドルギヤ33がマウントギヤ30に噛み合わされている。そして、モータ32の駆動によりレンズマウント6はマウントホルダ5の中空部内で回転する。ブラケット4にはポテンショメータ35が固定され、ポテンショメータ35の軸に固着したセンサギヤ36はマウントギヤ30に噛み合わされている。ポテンショメータ35はレンズマウント6の回転角を検知する回転センサとして機能する。   As shown in FIG. 3, a mount gear 30 is fixed to the rear end of the lens mount 6 and protrudes from the rear end edge of the mount holder 5. A motor 32 is fixed to the bracket 4 that holds and holds the mount holder 5, and a spindle gear 33 fixed to the shaft is meshed with the mount gear 30. Then, the lens mount 6 rotates in the hollow portion of the mount holder 5 by driving the motor 32. A potentiometer 35 is fixed to the bracket 4, and the sensor gear 36 fixed to the shaft of the potentiometer 35 is engaged with the mount gear 30. The potentiometer 35 functions as a rotation sensor that detects the rotation angle of the lens mount 6.

レンズマウント6の外周には、その略半周分に沿って円弧状に延びた円弧状の制限プレート38が一体に形成され、これに対応してマウントホルダ5の前端面にはストッパピン39が植設されている。レンズマウント6が反時計方向に回転する過程で、制限プレートの一方の端縁38aが図示のようにストッパピン39に当接すると、レンズマウント6の反時計方向への回転が阻止される。同様に、レンズマウント6が時計方向に回転する過程で制限プレートの他方の端縁38bがストッパピン39に当接すると、その時点でレンズマウント6の時計方向の回転が阻止され、これらはレンズマウント6の回転範囲を制限するメカストッパを構成している。   On the outer periphery of the lens mount 6, an arc-shaped limiting plate 38 extending in an arc shape along substantially half of the circumference is integrally formed. Correspondingly, a stopper pin 39 is implanted on the front end surface of the mount holder 5. It is installed. When one end edge 38a of the limiting plate abuts against the stopper pin 39 as shown in the process in which the lens mount 6 rotates counterclockwise, the lens mount 6 is prevented from rotating counterclockwise. Similarly, when the other edge 38b of the limiting plate comes into contact with the stopper pin 39 in the process of rotating the lens mount 6 in the clockwise direction, the lens mount 6 is prevented from rotating in the clockwise direction at that time. The mechanical stopper which restrict | limits the rotation range of 6 is comprised.

図5に示すように、モータ32はモータドライバ42からの駆動信号により回転する。モータドライバ42からの駆動信号はモータ制御回路43によって制御され、例えばPWM(パルス幅制御)方式などによりモータ32の回転速度も調節できるようにしてある。ポテンショメータ35は、センサギヤ36を介してレンズマウント6の回転量に対応する検知信号をモータ制御回路43に入力する。そしてモータ制御回路43は、ポテンショメータ35からの検知信号を監視しながらモータドライバ42からモータ32に供給される駆動信号を制御する。これにより、レンズマウント6を駆動するモータ32はフィードバック方式で制御されるとともに、また必要な回転角が大きいほど回転速度が速められ、必要な回転角が小さくなってくると回転速度が遅くなるように制御される。   As shown in FIG. 5, the motor 32 is rotated by a drive signal from the motor driver 42. A drive signal from the motor driver 42 is controlled by a motor control circuit 43 so that the rotational speed of the motor 32 can be adjusted by, for example, a PWM (pulse width control) method. The potentiometer 35 inputs a detection signal corresponding to the rotation amount of the lens mount 6 to the motor control circuit 43 via the sensor gear 36. The motor control circuit 43 controls the drive signal supplied from the motor driver 42 to the motor 32 while monitoring the detection signal from the potentiometer 35. As a result, the motor 32 for driving the lens mount 6 is controlled by a feedback method, and the rotation speed is increased as the required rotation angle increases, and the rotation speed decreases as the required rotation angle decreases. To be controlled.

このレンズ検査機の作動はシステムコントローラ45によって全体的に管制され、測定開始に先立って測定条件設定部46から入力された種々の測定条件や、被検レンズ7の光学諸元データなどに応じて自動的に測定シーケンスを実行する。例えば、軸外コリメータ11,12を使用するか否か、また被検レンズ7を回転させながら測定する際の回転ステップ角、さらには被検レンズ7の軸外から測定光を入射させるときの入射角の可変範囲などを入力しておけば、これらの条件に適した測定シーケンスのもとでレンズ検査機の各コリメータ10,11,12が自動的に作動して測定が行われる。   The operation of this lens inspection machine is entirely controlled by the system controller 45, and depends on various measurement conditions input from the measurement condition setting unit 46 prior to the start of measurement, optical specification data of the lens 7 to be measured, and the like. The measurement sequence is automatically executed. For example, whether or not the off-axis collimators 11 and 12 are used, the rotation step angle when the measurement is performed while rotating the test lens 7, and the incidence when the measurement light is incident from the off-axis of the test lens 7. If a variable range of the angle is input, the collimators 10, 11, and 12 of the lens inspection machine are automatically operated under the measurement sequence suitable for these conditions to perform measurement.

このレンズ検査機は、軸上コリメータ10のほかに軸外コリメータ11,12を光軸Pに関して対称な位置に備え、レンズマウント6を180°の範囲で回転させることによって光軸回りの360°の角度範囲から測定光を入射させることを可能にしている。そして、180°の測定角度範囲の中でレンズマウント6を回転することができるように、制限プレート38の端縁38a,38bとストッパピン39の外径が決められている。   This lens inspection machine includes off-axis collimators 11 and 12 in addition to the on-axis collimator 10 at symmetrical positions with respect to the optical axis P, and rotates the lens mount 6 within a range of 180 ° to rotate 360 ° around the optical axis. It enables measurement light to enter from an angle range. The outer diameters of the end edges 38a and 38b of the limiting plate 38 and the stopper pin 39 are determined so that the lens mount 6 can be rotated within a measurement angle range of 180 °.

ただしここで特徴的な点は、システムコントローラ45によって測定シーケンスが実行され、そしてシステムコントローラ45からモータ制御回路43に回転指令信号が入力され、これに応答してモータ制御回路43、モータドライバ42によってモータ32が正常に駆動されたときには、レンズマウント6が測定開始位置あるいは測定終了位置のいずれに回転されたとしても、ストッパピン39に制限プレート38の端縁38a,38bが当接しないようにしている。そして、モータ32の駆動停止によってレンズマウント6が停止したとき、測定開始位置及び測定終了位置のそれぞれでは、ストッパピン39と端縁38a,38bとの間に残される間隙が、マウントギヤ30とスピンドルギヤ32との噛合部に生じている歯相互間の噛み合い遊びの範囲内に設定なっている。 However, a characteristic point here is that a measurement sequence is executed by the system controller 45, and a rotation command signal is input from the system controller 45 to the motor control circuit 43. In response to this, the motor control circuit 43 and the motor driver 42 When the motor 32 is driven normally, the end edges 38a and 38b of the limiting plate 38 do not come into contact with the stopper pin 39 regardless of whether the lens mount 6 is rotated to the measurement start position or the measurement end position. Yes. When the lens mount 6 is stopped by stopping the driving of the motor 32, the gap left between the stopper pin 39 and the end edges 38a and 38b is the mount gear 30 and the spindle at each of the measurement start position and the measurement end position. It is set within the range of the engagement play between the teeth generated at the engagement portion with the gear 32.

以下、上記構成による作用について、図6のフローチャートにしたがって説明する。電源オン操作が行われると、システムコントローラ45からの初期設定コマンドを受けてモータ制御回路43が作動してレンズマウント6の回転制御フィードバック系がオン状態になる。引き続きモータ制御回路43は、ポテンショメータ35からの検知信号を監視しながらレンズマウント6を測定開始位置(0°位置)で停止させるようにモータ32の駆動を制御する。   Hereinafter, the operation of the above configuration will be described with reference to the flowchart of FIG. When the power-on operation is performed, the motor control circuit 43 is activated in response to the initial setting command from the system controller 45, and the rotation control feedback system of the lens mount 6 is turned on. Subsequently, the motor control circuit 43 controls the drive of the motor 32 so as to stop the lens mount 6 at the measurement start position (0 ° position) while monitoring the detection signal from the potentiometer 35.

基本的には前回の測定作業が完了した時点でレンズマウント6は測定開始位置で停止しているはずであるが、何らかの外力でレンズマウント6が測定開始位置からずれていた場合にはレンズマウント6が時計方向に自動的に回転される。そして図7(A)に示すように、レンズマウント6と一体の制限プレート38の端縁38bがストッパピン39の下側に接近し、両者間に隙間D1を残した状態で停止する。なお、領域X,Yで囲まれた部分の拡大図をそれぞれの二重円内に模式的に示してある。 Basically, the lens mount 6 should have stopped at the measurement start position when the previous measurement operation is completed. However, if the lens mount 6 has deviated from the measurement start position by some external force, the lens mount 6 Is automatically rotated clockwise. Then, as shown in FIG. 7A, the end edge 38b of the limiting plate 38 integrated with the lens mount 6 approaches the lower side of the stopper pin 39, and stops with a gap D1 remaining therebetween. In addition, the enlarged view of the part enclosed by area | region X and Y is typically shown in each double circle.

レンズマウント6はモータ制御回路43の制御下で駆動されるモータ32の回転によって時計方向に回転し、測定開始位置で停止した状態となっている。そして、スピンドルギヤ33の反時計方向の回転がマウントギヤ30を時計方向に回転させることから、駆動側となっているスピンドルギヤ33の歯の回転方向の後側に遊び(バックラッシュ)D2が生じている。この遊びD2に対し、前述した隙間D1はD2≧D1の関係となるように決められている。   The lens mount 6 is rotated clockwise by the rotation of the motor 32 driven under the control of the motor control circuit 43, and is stopped at the measurement start position. Then, since the counterclockwise rotation of the spindle gear 33 rotates the mount gear 30 in the clockwise direction, play (backlash) D2 is generated on the rear side in the rotation direction of the teeth of the spindle gear 33 on the drive side. ing. With respect to this play D2, the above-described gap D1 is determined so as to satisfy a relationship of D2 ≧ D1.

以上のようにレンズマウント6が自動的に測定開始位置で停止した後、測定対象となる被検レンズ7の性能や光学諸元に応じて測定条件の設定が行われる。例えば被検レンズ7が魚眼レンズである場合には、軸外コリメータ11,12から最大でどの程度の入射角で測定光を入射させるか、また被検レンズ7を光軸回りに回転させながら測定を行うときの回転ピッチ角をどの程度にするかなどの条件設定を行う。なお、被検レンズ7の光学データを入力しておくことによって、光軸P外から測定光を入射させるときの入射瞳の位置が自動的に計算され、測定シーケンスが実行された後には直進ガイド13,14及び揺動ステージ15,16によって、軸外コリメータ11,12はその入射瞳位置に向かって測定光を入射させる位置に自動的に位置決めされる。   As described above, after the lens mount 6 automatically stops at the measurement start position, measurement conditions are set according to the performance and optical specifications of the lens 7 to be measured. For example, when the test lens 7 is a fish-eye lens, the measurement light is incident at a maximum incident angle from the off-axis collimators 11 and 12, and the measurement is performed while rotating the test lens 7 around the optical axis. Set conditions such as how much the rotation pitch angle is to be performed. In addition, by inputting the optical data of the lens 7 to be examined, the position of the entrance pupil when the measurement light is incident from outside the optical axis P is automatically calculated. After the measurement sequence is executed, the straight guide The off-axis collimators 11 and 12 are automatically positioned by the positions 13 and 14 and the swing stages 15 and 16 at positions where the measurement light is incident toward the entrance pupil position.

測定開始位置で停止しているレンズマウント6に被検レンズ7を保持したレンズホルダ8を取り付ける。レンズホルダ8は右ネジによってレンズマウント6の前端内周壁に螺合によって取り付けられるが、前述のように制限プレート38の端縁38bがストッパピン39の下側に接近した位置で停止しているため、レンズホルダ8を時計回りに回転するとその取り付け操作に従動してレンズマウント6も時計方向に回転される。マウントギヤ30が時計回りに回転されるときには、図7(A)に示すようにマウントギヤ30の歯の前側に遊びD2が残されているから、レンズマウント6はその遊びD2分だけほとんど無負荷で時計方向に回転する。   A lens holder 8 holding the test lens 7 is attached to the lens mount 6 stopped at the measurement start position. The lens holder 8 is screwed onto the inner peripheral wall of the front end of the lens mount 6 with a right screw. However, as described above, the end edge 38b of the limiting plate 38 stops at a position close to the lower side of the stopper pin 39. When the lens holder 8 is rotated clockwise, the lens mount 6 is also rotated in the clockwise direction following the mounting operation. When the mount gear 30 is rotated clockwise, the play D2 is left on the front side of the teeth of the mount gear 30 as shown in FIG. 7A. Therefore, the lens mount 6 is almost unloaded by the play D2. To rotate clockwise.

レンズマウント6の時計方向への回転は、図7(B)に示すようにストッパピン39の下縁に制限プレート38の端縁38bが当接した時点で阻止され、その回転量はマウントギヤ30の歯とスピンドルギヤ33の歯との間の遊びD2以下である隙間D1だけであるから、スピンドルモータ33及びモータ32が反時計方向に回転することはない。しかし、マウントギヤ30とセンサギヤ36との噛合には、ほとんど遊びが生じないような噛合手法が採られているから、マウントギヤ30の回転に従動してセンサギヤ36が反時計方向に回転し、ポテンショメータ35からモータ制御回路43に検知信号が入力される。   The clockwise rotation of the lens mount 6 is prevented when the end edge 38b of the limiting plate 38 contacts the lower edge of the stopper pin 39 as shown in FIG. Therefore, the spindle motor 33 and the motor 32 do not rotate counterclockwise because the clearance D1 is equal to or less than the play D2 between the teeth of the spindle gear 33 and the teeth of the spindle gear 33. However, since the engagement between the mount gear 30 and the sensor gear 36 is such that there is little play, the sensor gear 36 rotates counterclockwise as the mount gear 30 rotates, and the potentiometer A detection signal is input from 35 to the motor control circuit 43.

この検知信号を受け、モータ制御回路43はレンズマウント6を反時計方向に戻すために、スピンドルギヤ33を時計方向に戻すようにモータ32を駆動しようとするが、検知信号自体が非常にわずかな回転量に相当するものであるため、モータ32に供給される駆動信号のレベルも非常に小さくい。また、図7(B)に示すようにスピンドルギヤ33の時計方向への回転は、マウントギヤ30によって遊びなく機械的に阻止されているから、モータ32は当初の測定開始位置に相当する位置から回転することはない。結果的には、スピンドルギヤ33の回転が機械的にロックされた状態でモータ32に駆動信号が供給されるが、駆動信号のレベルが充分に小さくモータ32に損傷が及ぶことはない。   Upon receiving this detection signal, the motor control circuit 43 tries to drive the motor 32 to return the spindle gear 33 in the clockwise direction in order to return the lens mount 6 in the counterclockwise direction, but the detection signal itself is very slight. Since it corresponds to the amount of rotation, the level of the drive signal supplied to the motor 32 is also very small. Further, as shown in FIG. 7B, since the rotation of the spindle gear 33 in the clockwise direction is mechanically blocked by the mount gear 30 without play, the motor 32 is moved from the position corresponding to the initial measurement start position. It does not rotate. As a result, the drive signal is supplied to the motor 32 with the rotation of the spindle gear 33 mechanically locked, but the level of the drive signal is sufficiently small so that the motor 32 is not damaged.

被検レンズ7の取り付け操作が完了し、レンズマウント6に加わっていた時計方向への回転力が解除されると、モータ制御回路43からの駆動信号によってモータ32が回転し、スピンドルギヤ33がわずかに時計方向に回転する。これに連動してレンズマウント6が反時計方向に回転し、これとともにセンサギヤ36も回転する。そして、図7(C)に示すようにストッパピン39の下縁との間に隙間D1が生じた時点でポテンショメータ35からの検知信号もゼロになってモータ32が停止する。この結果、図7(C)に示すように、レンズマウント6は元の測定開始位置に戻って測定シーケンスの実行待ちの状態となる。   When the mounting operation of the test lens 7 is completed and the clockwise rotational force applied to the lens mount 6 is released, the motor 32 is rotated by the drive signal from the motor control circuit 43, and the spindle gear 33 is slightly changed. Rotate clockwise. In conjunction with this, the lens mount 6 rotates counterclockwise, and the sensor gear 36 also rotates with this. Then, as shown in FIG. 7C, when the gap D1 is formed between the lower edge of the stopper pin 39, the detection signal from the potentiometer 35 is also zero, and the motor 32 is stopped. As a result, as shown in FIG. 7C, the lens mount 6 returns to the original measurement start position and enters a state of waiting for execution of the measurement sequence.

なお、マウントギヤ30の歯とスピンドルギヤ33の歯との間の遊びD2は、図7(A)の場合とは逆側に生じているが、測定シーケンスの開始時にはスピンドルギヤ33が遊びD2が生じていない側に向かって回転する。そして、一連の測定シーケンスが終了するまではスピンドルギヤ33は測定終了位置に向かって同方向に回転するだけであるから、レンズマウント6の回転制御は遊びD2の影響を何ら受けることなく正確に行われるようになる。 The play D2 between the teeth of the mount gear 30 and the teeth of the spindle gear 33 occurs on the opposite side to that in the case of FIG. 7A, but at the start of the measurement sequence, the play of the spindle gear 33 is caused by the play D2. Rotate towards the non-occurring side. Since the spindle gear 33 only rotates in the same direction toward the measurement end position until a series of measurement sequences is completed, the rotation control of the lens mount 6 is accurately performed without being affected by the play D2. Will come to be.

上記のようにして被検レンズ7が取り付けられた後、測定スタート操作が行われ、測定シーケンスが実行されると、基本的にはまず軸上コリメータ10からの測定光が被検レンズ7に光軸Pにしたがって入射される。被検レンズ7の光学諸元データはすでに入力済みで、その光学設計上の焦点面は予め分かっており、また測定光はチャート板20上のチャート図柄からの平行光となっているから、標準的には被検レンズ7の焦点面上にチャート図柄が空中像として結像される。カメラユニット24は、予め三次元ステージ22の調整により、顕微鏡26の前側焦点が光軸P上の被検レンズ7の焦点面にくるように位置決めされているから、前記焦点面を挟む前後方向に一定の間隔でカメラユニット24をZ軸方向に送りながら順次に撮像を行って測定データの採取が行われる。   After the test lens 7 is attached as described above, when a measurement start operation is performed and a measurement sequence is executed, basically, the measurement light from the on-axis collimator 10 is first applied to the test lens 7. Incident along axis P. Since the optical specification data of the lens 7 to be examined has already been input, the focal plane in the optical design is known in advance, and the measurement light is parallel light from the chart design on the chart plate 20, so that the standard Specifically, the chart design is formed as an aerial image on the focal plane of the lens 7 to be examined. The camera unit 24 is positioned in advance by adjusting the three-dimensional stage 22 so that the front focal point of the microscope 26 comes to the focal plane of the lens 7 to be examined on the optical axis P. Measurement data is collected by sequentially capturing images while sending the camera unit 24 in the Z-axis direction at regular intervals.

光軸P上あるいは近軸範囲での測定には軸上コリメータ10を用いた測定で充分であるが、軸外光に対する性能検査のためには軸外コリメータ11,12が用いられる。軸外コリメータ11,12からの全く同様にチャート板20上のチャート図柄からの平行光が測定光として用いられる。したがって、基本的には被検レンズ7の焦点面が予定結像面となるが、軸外からの測定光は入射角に応じて光軸Pから外れた位置に結像される。被検レンズ7の軸外光に対する性能検査を行う場合には、予め測定条件に入力が行われており、被検レンズ7に対する測定光の入射角の設定や、光軸対称性の検査を行うか否か、また光軸対称性の検査を行う場合には被検レンズ7を光軸回りに回転させるときのステップ角の設定などが行われる。   Measurement using the on-axis collimator 10 is sufficient for measurement on the optical axis P or in the paraxial range, but off-axis collimators 11 and 12 are used for performance inspection with respect to off-axis light. Parallel light from the chart design on the chart plate 20 is used as measurement light in exactly the same way from the off-axis collimators 11 and 12. Therefore, basically, the focal plane of the lens 7 to be tested becomes the planned imaging plane, but the measurement light from the off-axis is imaged at a position off the optical axis P according to the incident angle. When performing a performance test on the off-axis light of the lens 7 to be tested, the measurement conditions are input in advance, and the setting of the incident angle of the measurement light on the lens 7 to be tested and the optical axis symmetry test are performed. Whether or not, and when the optical axis symmetry is inspected, a step angle is set when the lens 7 to be tested is rotated around the optical axis.

例えば測定光の入射角を45°に設定し、また被検レンズ7を光軸回りに10°ずつ回転させながら全周にわたって光学性能を測定する場合には、軸上コリメータ10による測定が終了した後、2台の軸外コリメータ11,12がそれぞれの直進ガイド13,14上を対称に移動し、また揺動ステージ15,16が作動して軸外コリメータ11,12を所定の位置、所定の姿勢に自動的に調整する。なお、魚眼レンズなどの超広角系の被検レンズなどでは、入射角が大きくなってくると入射瞳位置が光軸P上で移動することもあるが、前述のように被検レンズ7の光学諸元データに基づいてこうした条件は予め把握することができるから、被検レンズ7に45°の入射角で測定光を入射させることができる最適の位置にそれぞれの軸外コリメータ11,12を自動的に移動させることが可能となる。   For example, when the incident angle of the measurement light is set to 45 ° and the optical performance is measured over the entire circumference while rotating the test lens 7 by 10 ° around the optical axis, the measurement by the on-axis collimator 10 is completed. Thereafter, the two off-axis collimators 11 and 12 move symmetrically on the linear guides 13 and 14, and the swing stages 15 and 16 operate to move the off-axis collimators 11 and 12 at a predetermined position and at a predetermined position. Automatically adjust to posture. Note that in an ultra wide-angle lens such as a fish-eye lens, the incident pupil position may move on the optical axis P as the incident angle increases. Since these conditions can be grasped in advance based on the original data, each of the off-axis collimators 11 and 12 is automatically set at an optimum position where the measurement light can be incident on the lens 7 to be examined at an incident angle of 45 °. It is possible to move to.

軸外からの測定光を用いた測定は、まずレンズマウント6を測定開始位置(0°位置)にして軸外コリメータ11,12から測定光を入射させる。軸外コリメータ11,12からは被検レンズ7に光軸Pに関して水平方向に±45°の入射角で測定光が入射されるが、それぞれのチャート図柄が結像される位置は予め分かっている。したがって、軸上コリメータ10を用いた測定処理と同様に、カメラユニット24をX,Y,Z軸方向に移動させながら、それぞれの軸外コリメータ11,12によるチャート図柄の像を順次に撮像して測定データを採取すればよい。そして、測定開始位置(0°位置)で軸外コリメータ11,12を用いた測定が済むと、自動的に図7(C)に示す測定開始位置からレンズマウント6が反時計方向に10°回転する。   In the measurement using the measurement light from the off-axis, first, the measurement light is incident from the off-axis collimators 11 and 12 with the lens mount 6 at the measurement start position (0 ° position). From the off-axis collimators 11 and 12, the measurement light is incident on the lens 7 to be examined at an incident angle of ± 45 ° in the horizontal direction with respect to the optical axis P. The positions at which the respective chart symbols are imaged are known in advance. . Therefore, as in the measurement process using the on-axis collimator 10, the chart unit images are sequentially taken by the off-axis collimators 11 and 12 while moving the camera unit 24 in the X, Y, and Z axis directions. Collect measurement data. When the measurement using the off-axis collimators 11 and 12 is completed at the measurement start position (0 ° position), the lens mount 6 automatically rotates counterclockwise by 10 ° from the measurement start position shown in FIG. To do.

以後は同様の手順で10°回転位置における測定を行い、さらに20°回転位置、30°回転位置,・・・・で測定を行って180°回転位置での測定を終えると最初に取り付けた被検レンズ7の測定が完了する。ただし、通常の測定では同一ロットで製造された複数個の被検レンズ7について順次に検査を行うことが必要となり、測定済みのサンプルをレンズマウント6から取り外し、次のサンプルをレンズマウント6に取り付ける操作が必要となる。最初のサンプルの測定を終えた時点では、レンズマウント6は図4に示す測定終了位置(180°回転位置)で停止している。   Thereafter, the measurement is performed at the 10 ° rotation position in the same procedure, and further measurement is performed at the 20 ° rotation position, the 30 ° rotation position,..., And the measurement at the 180 ° rotation position is completed. Measurement of the lens 7 is completed. However, in the normal measurement, it is necessary to sequentially inspect a plurality of test lenses 7 manufactured in the same lot, and the measured sample is removed from the lens mount 6 and the next sample is attached to the lens mount 6. Operation is required. When the measurement of the first sample is completed, the lens mount 6 is stopped at the measurement end position (180 ° rotation position) shown in FIG.

この測定終了位置は、モータ制御回路43の制御下でモータ32の駆動によりレンズマウント6が停止しているから、制限プレート38の端縁38aとストッパピン39の上縁との間には、図7(A)で説明した隙間D1が残されている。そして、被検レンズ7を取り外すためにレンズホルダ8は反時計方向に回転操作されることになる。すると、スピンドルギヤ33の歯とマウントギヤ30の歯との間の遊びD2を越えない範囲でレンズマウント6も反時計方向に従動回転し、その回転はストッパピン39に制限プレート38の端縁38aが当接した時点で阻止される。   Since the lens mount 6 is stopped by driving the motor 32 under the control of the motor control circuit 43, the measurement end position is not shown between the end edge 38a of the limiting plate 38 and the upper edge of the stopper pin 39. The gap D1 described in 7 (A) remains. Then, the lens holder 8 is rotated counterclockwise in order to remove the lens 7 to be examined. Then, the lens mount 6 is also driven to rotate counterclockwise within a range not exceeding the play D2 between the teeth of the spindle gear 33 and the teeth of the mount gear 30, and the rotation of the lens mount 6 is caused by the stopper pin 39 and the edge 38 a of the limiting plate 38. Is blocked at the point of contact.

ただし、その回転によりセンサギヤ36を介してポテンショメータ35からは検知信号が出力され、これによりモータ制御回路43はモータ32に駆動信号を送ってスピンドルギヤ33を介してマウントギヤ30を時計方向に回転させようとする。ただし、被検レンズ7の取り外し操作が行われている間は、たとえ取り外し操作の途中で手を離した瞬間にウントギヤ30を時計方向に回転させたとしても、引き続きレンズホルダ8の取り外し操作が再開されるたびに強制的に反時計方向に回転する。このような操作の過程では、被検レンズ7の取り付け操作時と同様に、スピンドルギヤ33の回転が機械的にロックされた状態でモータ32に駆動信号が供給されるが、駆動信号のレベルが充分に小さくモータ32に損傷が及ぶことはない。   However, due to the rotation, a detection signal is output from the potentiometer 35 via the sensor gear 36, whereby the motor control circuit 43 sends a drive signal to the motor 32 to rotate the mount gear 30 clockwise via the spindle gear 33. Try to. However, while the removal operation of the lens 7 is being performed, the removal operation of the lens holder 8 is resumed even if the undo gear 30 is rotated clockwise even when the hand is released during the removal operation. Each time it is forced to rotate counterclockwise. In the process of such an operation, as in the case of the mounting operation of the lens 7 to be examined, the drive signal is supplied to the motor 32 with the rotation of the spindle gear 33 being mechanically locked. The motor 32 is sufficiently small and will not be damaged.

被検レンズ7の取り外し操作が完了し、レンズマウント6に加わっていた反時計方向への回転力が解除されると、モータ制御回路43からの駆動信号によってモータ32が回転し、スピンドルギヤ33がわずかに反時計方向に回転する。これに連動してレンズマウント6が時計方向に回転し、これとともにセンサギヤ36も回転する。そして、制限プレート38の端縁38aとストッパピン39の上縁との間に隙間D1が生じた時点でポテンショメータ35からの検知信号もゼロになってモータ32が停止する。この結果、レンズマウント6は元の測定終了位置(180°回転位置)に戻って測定シーケンスの再開待ちの状態となる。   When the removal operation of the test lens 7 is completed and the counterclockwise rotational force applied to the lens mount 6 is released, the motor 32 is rotated by the drive signal from the motor control circuit 43 and the spindle gear 33 is moved. Slightly turns counterclockwise. In conjunction with this, the lens mount 6 rotates in the clockwise direction, and the sensor gear 36 also rotates with it. When the gap D1 is generated between the end edge 38a of the limiting plate 38 and the upper edge of the stopper pin 39, the detection signal from the potentiometer 35 is also zero and the motor 32 is stopped. As a result, the lens mount 6 returns to the original measurement end position (180 ° rotation position) and waits for the measurement sequence to resume.

こうして被検レンズ7をレンズホルダ8とともにレンズマウント6から取り外して最初のサンプルの測定が終了するが、次に測定対象となるサンプルがなければ測定完了操作を行う。この測定完了操作を受けてモータ制御回路43が作動し、レンズマウント6は図7(A)に示す測定開始位置に自動的に戻され電源オートオフ状態となる。次サンプルが用意されている場合には、初期位置復帰操作が行われる。初期位置復帰操作が行われると、モータ制御回路43の制御下でレンズマウント6が測定開始位置に自動的に戻される。そして、測定開始位置に戻ったレンズマウント6には次のサンプルが被検レンズ7として取り付けられるが、その作用については図7を参照して説明したとおりである。   In this way, the lens 7 to be tested is detached from the lens mount 6 together with the lens holder 8 to complete the measurement of the first sample. If there is no sample to be measured next, the measurement completion operation is performed. Upon receiving this measurement completion operation, the motor control circuit 43 is activated, and the lens mount 6 is automatically returned to the measurement start position shown in FIG. When the next sample is prepared, an initial position return operation is performed. When the initial position return operation is performed, the lens mount 6 is automatically returned to the measurement start position under the control of the motor control circuit 43. Then, the next sample is attached as the test lens 7 to the lens mount 6 that has returned to the measurement start position, and the operation thereof is as described with reference to FIG.

以上、図示した実施の形態にしたがって本発明について説明してきたが、本発明は必ずしも測定光を軸上・軸外の双方から被検レンズに入射させる機能を備えていなくてもよく、被検レンズを回転自在に保持するレンズマウントを有するものであれば等しく適用することができる。また、測定シーケンスとしても様々な態様を採ることが可能であり、例えば被検レンズの取り付け・取り外しを電気的に識別し、その識別信号を活かしてレンズマウントを自動的に測定開始位置に戻す測定シーケンスを組むことも可能である。   As described above, the present invention has been described according to the illustrated embodiment. However, the present invention does not necessarily have a function of allowing measurement light to be incident on the test lens from both on-axis and off-axis. As long as it has a lens mount that holds the lens rotatably, it can be equally applied. In addition, it is possible to adopt various modes as the measurement sequence. For example, the attachment / detachment of the lens to be examined is electrically identified, and the lens mount is automatically returned to the measurement start position using the identification signal. It is also possible to create a sequence.

さらに、図示の例では被検レンズに入射させる測定光として平行光を用いているが、例えばテストチャートから一定の距離だけ隔てて設けられたレンズマウントに被検レンズを装着し、テストチャートからの物体光を直接的にスクリーン上に結像させ、あるいは空中像として結像させ、その像を撮像して測定データを採取するような検査機にも用いることができる。また、レンズマウント6に円弧状に一体化した制限プレート38の両端のいずれかを一本のストッパピンに当接させてメカニカルなストッパを構成しているが、レンズマウント6の外周にピンあるいは舌片状の突起を突設し、その回転域の両端を個別に設けたストッパで規制するようにしてもよい。   Furthermore, in the illustrated example, parallel light is used as measurement light incident on the test lens. For example, the test lens is attached to a lens mount provided at a certain distance from the test chart, and The present invention can also be used for an inspection machine in which object light is directly imaged on a screen or formed as an aerial image, and the image is taken to collect measurement data. In addition, a mechanical stopper is configured by contacting either end of the limit plate 38 integrated with the lens mount 6 in an arc shape with a single stopper pin. A piece-like protrusion may be provided so that both ends of the rotation area are regulated by individually provided stoppers.

以上に説明した本発明の実施形態は、測定対象物となる光学部品が被検レンズであり、これを保持する回転自在なレンズマウントが測定対象物を回転自在に保持する回転保持部材に対応するものであるが、本発明はこのようなレンズ検査機だけでなく、例えばミラーやプリズムなどの光学部品の測定機にも適用することが可能である。こうした測定機においても、光源からの測定光を測定対象物に入射させたときに、その反射光や透過光の位置や光量が測定対象物の回転位置に応じてどのように変化するかを測定することによって、ミラーやプリズムなどの光学性能を評価することが可能となる。   In the embodiment of the present invention described above, the optical component that is the measurement object is the lens to be measured, and the rotatable lens mount that holds the measurement object corresponds to the rotation holding member that rotatably holds the measurement object. However, the present invention can be applied not only to such a lens inspection machine but also to a measuring machine for optical components such as a mirror and a prism. Even with these measuring instruments, when the measurement light from the light source is incident on the measurement object, it is measured how the position and amount of reflected or transmitted light change depending on the rotational position of the measurement object. By doing so, it becomes possible to evaluate the optical performance of a mirror, a prism or the like.

4 ブラケット
5 マウントホルダ
6 レンズマウント
7 被検レンズ
8 レンズホルダ
10 軸上コリメータ
11,12 軸外コリメータ
20 チャート板
22 コリメートレンズ
24 カメラユニット
30 マウントギヤ
32 モータ
33 スピンドルギヤ
35 ポテンショメータ
36 センサギヤ
38 制限プレート
39 ストッパピン
43 モータ制御回路
4 Bracket 5 Mount holder 6 Lens mount 7 Test lens 8 Lens holder 10 On-axis collimator 11, 12 Off-axis collimator 20 Chart plate 22 Collimator lens 24 Camera unit 30 Mount gear 32 Motor 33 Spindle gear 35 Potentiometer 36 Sensor gear 38 Limit plate 39 Stopper pin 43 Motor control circuit

Claims (6)

測定対象物に測定光を入射させ、測定対象物から反射又は透過した検査光を撮像して前記測定対象物の光学性能を測定する光学測定機に設けられ、前記測定光の照射光路内に前記測定対象物を保持する測定対象物保持装置において、
前記測定対象物の一方向への回転を伴う装着操作により測定対象物が取り付けられ、他方向への回転を伴う取外し操作により測定対象物が取り外されるとともに、基台に回転自在に支持され、取り付けられた測定対象物を一定の軸回りに一体となって回転させる回転保持部材と、
前記回転保持部材に固着されたリングギヤに噛合するスピンドルギヤを有し、前記回転保持部材を前記一定の軸回りに回転させるモータと、
前記リングギヤに噛合するセンサギヤを有し、前記回転保持部材の回転に応じた検知信号を検出する回転センサと、
前記リングギヤが測定開始位置から測定終了位置までの測定角度範囲内に位置するときに、前記回転保持部材の目標回転位置に応じた駆動信号を前記モータに供給し、かつ前記回転センサから得られる検知信号を監視しながら前記モータの駆動を制御するモータ制御回路と、
前記回転保持部材との係合により、前記測定角度範囲から前記測定開始位置を越えた第一位置と前記測定終了位置を越えた第二位置との間に前記回転保持部材の回転域を機械的に制限するストッパとを備えるとともに、
前記測定開始位置と第一位置との間及び前記測定終了位置と第二位置との間における前記回転保持部材の回転量が、前記リングギヤと前記スピンドルギヤとの間の噛み合い遊びの範囲内であることを特徴とする測定対象物保持装置。
Provided in an optical measuring machine that measures the optical performance of the measurement object by making the measurement light incident on the measurement object, imaging the inspection light reflected or transmitted from the measurement object, and in the irradiation light path of the measurement light In the measurement object holding device that holds the measurement object,
The measurement object is attached by a mounting operation with rotation in one direction of the measurement object, and the measurement object is removed by a removal operation with rotation in another direction, and is rotatably supported and attached to the base. A rotation holding member that rotates the measured object integrally around a certain axis;
A motor having a spindle gear meshing with a ring gear fixed to the rotation holding member, and rotating the rotation holding member around the fixed axis;
A rotation sensor that has a sensor gear meshing with the ring gear and detects a detection signal according to the rotation of the rotation holding member;
When the ring gear is located within the measurement angle range from the measurement start position to the measurement end position, a drive signal corresponding to the target rotation position of the rotation holding member is supplied to the motor, and detection obtained from the rotation sensor A motor control circuit for controlling the driving of the motor while monitoring signals;
Due to the engagement with the rotation holding member, the rotation region of the rotation holding member is mechanically moved between a first position exceeding the measurement start position and a second position exceeding the measurement end position from the measurement angle range. And a stopper that restricts to
The amount of rotation of the rotation holding member between the measurement start position and the first position and between the measurement end position and the second position is within a range of engagement play between the ring gear and the spindle gear. A measuring object holding device.
前記回転保持部材は、前記測定対象物となる被検レンズが取り付けられるレンズマウントであり、取り付けられた前記被検レンズをその光軸回りに回転自在に保持することを特徴とする請求項1記載の測定対象物保持装置。   2. The rotation holding member is a lens mount to which a test lens to be measured is attached, and holds the attached test lens so as to be rotatable around its optical axis. Measuring object holding device. 前記レンズマウントで保持された被検レンズには、テストチャートが組み込まれたコリメータからの平行光束が測定光として入射され、前記被検レンズによって結像される前記テストチャートの像を撮像して測定が行われるレンズ検査機に用いられることを特徴とする請求項2記載の測定対象物保持装置。   The test lens held by the lens mount receives a parallel light beam as a measurement light from a collimator in which a test chart is incorporated, and measures the test chart image formed by the test lens. The measurement object holding device according to claim 2, wherein the measurement object holding device is used in a lens inspection machine that performs the above. 前記レンズマウントは、前記被検レンズを保持したレンズホルダが螺合により一体的に連結される取り付けネジを有することを特徴とする請求項3記載の測定対象物保持装置。 The measurement object holding device according to claim 3, wherein the lens mount has a mounting screw to which a lens holder holding the lens to be tested is integrally connected by screwing. 前記レンズマウントの測定開始位置から測定終了位置までの回転角が180°であることを特徴とする請求項4記載の測定対象物保持装置。   The measurement object holding device according to claim 4, wherein a rotation angle from a measurement start position to a measurement end position of the lens mount is 180 °. 前記モータ制御回路は、現在位置と目標回転位置との差分に応じて回転力が異なる駆動信号で前記モータを駆動することを特徴とする請求項1〜5のいずれか記載の測定対象物保持装置。
The measurement object holding device according to claim 1, wherein the motor control circuit drives the motor with a drive signal having a different rotational force according to a difference between a current position and a target rotation position. .
JP2010203289A 2010-09-10 2010-09-10 Measuring object holding apparatus Pending JP2012058138A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010203289A JP2012058138A (en) 2010-09-10 2010-09-10 Measuring object holding apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010203289A JP2012058138A (en) 2010-09-10 2010-09-10 Measuring object holding apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012058138A true JP2012058138A (en) 2012-03-22

Family

ID=46055401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010203289A Pending JP2012058138A (en) 2010-09-10 2010-09-10 Measuring object holding apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2012058138A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4121849B2 (en) Defect inspection apparatus and defect inspection method
CN109951632B (en) Variable focus lens system including a focus state reference subsystem
JP5199407B2 (en) Microscope system and observation method
JP2005128493A (en) Microscope system
JP2012078330A (en) Method for adjusting movement of camera unit in lens inspection apparatus and focus check tool
JPH1195091A (en) Autofocusing microscope
KR200491352Y1 (en) Manual Stage of fixing device
JP2005017643A (en) Objective lens and optical apparatus
JP2012058138A (en) Measuring object holding apparatus
US8690329B2 (en) Fundus capturing apparatus
JP2010113081A (en) Lens barrel, image capturing apparatus, and method of manufacturing shaft guide mechanism
JP2008102275A (en) Camera system
JP2891739B2 (en) microscope
JP2014032357A (en) Lens barrel, optical device and manufacturing method
JP4350186B2 (en) Focusing device
JP5903767B2 (en) Lens barrel
JP4190044B2 (en) Eccentricity measuring device
JP3348975B2 (en) Lens meter
JP6257269B2 (en) Autofocus device for microscope
JP2010191104A (en) Lens barrel, imaging apparatus, and manufacturing method
JPH06313850A (en) Image dislocation correcting device for microscope
US20230003964A1 (en) Systems and methods for motorized adjustment of objective lens correction collar
JP5428385B2 (en) Lens barrel and imaging device
KR20170087138A (en) Image sensor apparatus for changing multi-lens automatically
JP2004325307A (en) Eccentricity measuring instrument