JP2018072375A - Method of measuring eccentricity of optical component holding frame - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学部品保持枠の偏心量測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring the amount of eccentricity of an optical component holding frame.
光学機器において、レンズは、レンズ枠に保持された上でレンズ鏡筒に組まれた状態で用いられることが多い。レンズ枠に保持されたレンズの光軸の位置および姿勢は、レンズ枠の製造誤差あるいはレンズ鏡筒におけるレンズ枠の移動誤差の影響を受ける。例えば、ズームレンズなどのレンズ鏡筒は、複数のレンズ枠にそれぞれレンズが保持されており、複数のレンズが互いに相対移動する状態で使用される。このため、各レンズ枠に製造誤差あるいは移動誤差が存在すると、レンズの移動に応じて光学系全体の偏心が変化する。このようなレンズの偏心の変動は、例えば、像振れなどの光学系の光学性能の劣化を招くおそれがある。
そこで、レンズ鏡筒において、偏心に寄与するレンズ枠の製造誤差および移動誤差を測定するレンズ枠の偏心測定方法が提案されている。
例えば、特許文献1に記載の偏心量取得方法では、レンズ枠のそれぞれにレチクルなどの指標が形成された平板部材を配置し、各平板部材を照明する。そして、工具顕微鏡によって取得された各指標の画像からシフト偏心量が算出される。チルト偏心量を測定する場合には、照明光を平行光とし、平板部材による平行光の反射角度がチルト偏心量に換算される。
In an optical apparatus, a lens is often used in a state where it is held in a lens frame and assembled in a lens barrel. The position and orientation of the optical axis of the lens held by the lens frame are affected by the manufacturing error of the lens frame or the movement error of the lens frame in the lens barrel. For example, a lens barrel such as a zoom lens is used in a state where a plurality of lenses are held in a plurality of lens frames and the plurality of lenses move relative to each other. For this reason, if a manufacturing error or a movement error exists in each lens frame, the eccentricity of the entire optical system changes according to the movement of the lens. Such a variation in the decentration of the lens may cause deterioration of the optical performance of the optical system, such as image blur.
Therefore, there has been proposed a lens frame eccentricity measuring method for measuring a manufacturing error and a movement error of a lens frame contributing to the eccentricity in the lens barrel.
For example, in the eccentricity acquisition method described in Patent Document 1, a flat plate member on which an index such as a reticle is formed is arranged on each lens frame, and each flat plate member is illuminated. Then, the shift eccentricity is calculated from the image of each index acquired by the tool microscope. When measuring the tilt eccentricity, the illumination light is parallel light, and the reflection angle of the parallel light by the flat plate member is converted into the tilt eccentricity.
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題がある。
特許文献1に記載の偏心量取得方法によれば、シフト偏心量の測定において工具顕微鏡によって指標の画像を取得する必要がある。このため、平板部材ごとに、指標の画像を取得するためのフォーカシング動作を行う必要がある。特に、ズームレンズのように平板部材の位置が複雑に移動する場合には、追随して正確なフォーカシング動作を行うことが難しくなるという問題がある。
例えば、特定位置で平板部材にフォーカシングした後、平板部材の移動に同期させて測定器を移動することで、フォーカシング動作を減らすことも考えられる。しかし、平板部材の移動と、測定機の移動とを実現する移動機構は共通化できないため、それぞれの移動時に互いに異なる移動誤差が生じる。このため、それぞれの移動量を正確に合わせることは難しいという問題がある。それぞれの移動誤差に反復再現性があれば、移動誤差を補正することも考えられるが、反復再現性のない移動誤差までは補正することができない。
このように、ズーミング、フォーカシングなどのために光軸に沿う方向に移動可能に設けられた光学部品保持枠を有するレンズ鏡筒において、光学部品保持枠の移動に伴うシフト偏心の変動を容易に測定することが強く求められている。
However, the conventional techniques as described above have the following problems.
According to the eccentricity acquisition method described in Patent Document 1, it is necessary to acquire an index image with a tool microscope in measuring the shift eccentricity. For this reason, it is necessary to perform a focusing operation for acquiring an index image for each flat plate member. In particular, when the position of the flat plate member moves in a complicated manner as in a zoom lens, there is a problem that it is difficult to follow and perform an accurate focusing operation.
For example, it may be possible to reduce the focusing operation by moving the measuring device in synchronization with the movement of the flat plate member after focusing on the flat plate member at a specific position. However, since the movement mechanism that realizes the movement of the flat plate member and the movement of the measuring instrument cannot be made common, different movement errors occur during each movement. For this reason, there exists a problem that it is difficult to match each moving amount | distance correctly. If each movement error has repetitive reproducibility, it is possible to correct the movement error, but it is not possible to correct even a movement error without repetitive reproducibility.
In this way, in a lens barrel having an optical component holding frame that can be moved in the direction along the optical axis for zooming, focusing, etc., it is easy to measure fluctuations in shift eccentricity caused by movement of the optical component holding frame There is a strong demand to do.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、光軸に沿う方向に移動可能に設けられた光学部品保持枠を有するレンズ鏡筒において、光学部品保持枠の移動に伴うシフト偏心の変動を光学部品保持枠ごとに容易に測定することができる光学部品保持枠の偏心量測定方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a lens barrel having an optical component holding frame provided so as to be movable in a direction along the optical axis, a shift accompanying the movement of the optical component holding frame. It is an object of the present invention to provide a method for measuring the amount of eccentricity of an optical component holding frame that can easily measure the variation in eccentricity for each optical component holding frame.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様の光学部品保持枠の偏心量測定方法は、指標が形成された測定面と、前記測定面に焦点面が合わされている集光レンズ部とを含む指標部材を、レンズ鏡筒に設けられた光学部品保持枠に保持させることと、前記レンズ鏡筒の基準軸と平行に配置された第2の光軸を有し前記指標からの光を結像する結像光学系と、前記測定面と光学的に共役となる前記結像光学系の像面からデフォーカスした位置にセンサ面が配置された光センサと、を有する光計測部を用いて、前記集光レンズ部を通過した前記指標からの光を検出して、前記基準軸に対して直交する方向における前記指標のシフト量を計測することと、前記シフト量を前記光学部品保持枠におけるシフト偏心量に換算することと、を含む。 In order to solve the above-described problem, the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to the first aspect of the present invention includes a measurement surface on which an index is formed and a condensing lens in which a focal plane is aligned with the measurement surface An index member that includes a second optical axis disposed parallel to a reference axis of the lens barrel, An optical measurement unit comprising: an imaging optical system that forms an image of light; and an optical sensor having a sensor surface disposed at a position defocused from the image plane of the imaging optical system that is optically conjugate with the measurement surface And detecting the light from the index that has passed through the condenser lens unit, measuring the shift amount of the index in a direction orthogonal to the reference axis, and determining the shift amount as the optical component. Converting to a shift eccentric amount in the holding frame.
上記光学部品保持枠の偏心量測定方法においては、前記指標部材における前記測定面は、前記集光レンズ部の一部に形成されていてもよい。 In the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame, the measurement surface of the index member may be formed on a part of the condenser lens portion.
上記光学部品保持枠の偏心量測定方法においては、前記指標部材は、前記測定面を有する板状部材と、前記集光レンズ部と、前記集光レンズ部の第1の光軸に沿う方向における前記板状部材と前記集光レンズ部との相対位置を固定する固定部材と、を備えてもよい。 In the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame, the indicator member is in a direction along the first optical axis of the plate-like member having the measurement surface, the condensing lens unit, and the condensing lens unit. You may provide the fixing member which fixes the relative position of the said plate-shaped member and the said condensing lens part.
上記光学部品保持枠の偏心量測定方法においては、前記シフト量を前記シフト偏心量に換算するまでに、前記レンズ鏡筒における前記光学部品保持枠のチルト偏心量を測定することをさらに含み、前記シフト量を前記光学部品保持枠の前記シフト偏心量に換算する際には、前記チルト偏心量に基づいて発生するシフト成分を前記シフト量から除去してから、前記シフト量を前記シフト偏心量に換算してもよい。 The method of measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame further includes measuring the amount of tilt eccentricity of the optical component holding frame in the lens barrel before converting the shift amount to the shift eccentricity amount, When converting the shift amount into the shift eccentric amount of the optical component holding frame, the shift component generated based on the tilt eccentric amount is removed from the shift amount, and then the shift amount is converted into the shift eccentric amount. You may convert.
上記光学部品保持枠の偏心量測定方法においては、前記光学部品保持枠は、前記基準軸に沿う方向に移動可能に設けられており、前記シフト量を計測する際に、前記光学部品保持枠の前記基準軸における位置を変えて前記シフト量を計測してもよい。 In the method of measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame, the optical component holding frame is provided so as to be movable in a direction along the reference axis, and when measuring the shift amount, The shift amount may be measured by changing the position on the reference axis.
上記光学部品保持枠の偏心量測定方法においては、前記指標部材を前記光学部品保持枠に保持させる際、前記指標部材を保持する前記光学部品保持枠が保持する質量を前記レンズ鏡筒の使用時における前記指標部材を保持する前記光学部品保持枠が保持する質量に合わせてもよい。 In the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame, when the index member is held by the optical component holding frame, the mass held by the optical component holding frame holding the index member is determined when the lens barrel is used. The optical component holding frame that holds the index member may be matched to the mass that is held.
上記光学部品保持枠の偏心量測定方法においては、前記レンズ鏡筒が前記光学部品保持枠を複数備えている場合に、前記シフト量を計測するまでに、前記光学部品保持枠がそれぞれ保持する質量を前記レンズ鏡筒の使用時における前記光学部品保持枠のそれぞれが保持する質量に合わせることをさらに含んでもよい。 In the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame, when the lens barrel includes a plurality of the optical component holding frames, the mass that each of the optical component holding frames holds before measuring the shift amount. May be further matched with the mass held by each of the optical component holding frames when the lens barrel is used.
本発明の光学部品保持枠の偏心量測定方法によれば、光軸に沿う方向に移動可能に設けられた光学部品保持枠を有するレンズ鏡筒において、光学部品保持枠の移動に伴うシフト偏心の変動を光学部品保持枠ごとに容易に測定することができるという効果を奏する。 According to the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the present invention, in the lens barrel having the optical component holding frame that is movably provided in the direction along the optical axis, the shift eccentricity associated with the movement of the optical component holding frame is detected. There is an effect that the fluctuation can be easily measured for each optical component holding frame.
以下では、本発明の実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法について添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法に用いる偏心量測定システムの一例を示す模式的なシステム構成図である。
なお、図1は、模式図のため、寸法や形状は誇張または簡略化されている(以下の図面も同様)。
Hereinafter, a method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic system configuration diagram showing an example of an eccentricity measurement system used in an optical component holding frame eccentricity measurement method according to an embodiment of the present invention.
Note that FIG. 1 is a schematic diagram, and dimensions and shapes are exaggerated or simplified (the same applies to the following drawings).
図1には、本実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法に用いることができる偏心量測定システム100の構成例を示す。偏心量測定システム100は、レンズ鏡筒1が有する光学部品保持枠のシフト偏心量を測定するために用いられる。
レンズ鏡筒1は、レンズを含む光学部品を収容する筒状部材である。ただし、図1では、偏心量測定を行うため、レンズ鏡筒1に収容される光学部品が取り外された状態が示されている。光学部品が装着されたレンズ鏡筒1は、適宜の光学機器、例えば、カメラ、顕微鏡、内視鏡等に用いることができる。
レンズ鏡筒1に収容される光学部品はレンズのみであってもよいし、レンズとレンズ以外の光学部品とでもよい。レンズ以外の光学部品の例としては、ミラー、プリズム、フィルタ、絞り、撮像素子、発光素子、受光素子等が挙げられる。さらに他の光学部品の例としては、カバーガラス、フィルタなどの平行平板状の光学部品等が挙げられる。
FIG. 1 shows a configuration example of an
The lens barrel 1 is a cylindrical member that houses an optical component including a lens. However, FIG. 1 shows a state in which the optical component housed in the lens barrel 1 is removed in order to perform the eccentricity measurement. The lens barrel 1 on which the optical component is mounted can be used for an appropriate optical device, for example, a camera, a microscope, an endoscope, or the like.
The optical component housed in the lens barrel 1 may be a lens alone, or may be a lens and an optical component other than the lens. Examples of optical components other than lenses include mirrors, prisms, filters, diaphragms, image sensors, light emitting elements, light receiving elements, and the like. Further examples of other optical components include parallel plate-shaped optical components such as a cover glass and a filter.
レンズ鏡筒1に収容される光学部品は、レンズ鏡筒1の外装部材である外筒1aの内部において基準軸Cに沿って配置される。例えば、基準軸Cは、外筒1aの中心軸線に同軸または平行な軸線であってもよい。外筒1aは、基準軸Cに沿う長さが一定の筒状部材でもよい。あるいは外筒1aは、基準軸Cに沿う方向あるいは基準軸C周りに、互いに相対移動可能な複数の筒状部材の組み合わせで構成されてもよい。この場合、外筒1aは、全体として基準軸Cに沿う方向に伸縮可能であってもよい。
外筒1aの外周部または端部には、適宜のマウントなどの光学機器に対する取付部が設けられていてもよい。
The optical components housed in the lens barrel 1 are arranged along the reference axis C inside the
An outer peripheral portion or an end portion of the
レンズ鏡筒1に収容される光学部品は1つでもよいし複数でもよい。光学部品は、外筒1aの内側に配置された光学部品保持枠に保持されている。光学部品保持枠は、基準軸Cに沿う位置が固定されていてもよいし、基準軸Cに沿って移動可能に設けられていてもよい。
以下では、一例として、光学部品保持枠である第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cに、光学部品が保持される場合の例で説明する。
第1レンズ枠2Aは、光学部品であるレンズ3A(図示二点鎖線参照)をそのレンズ光軸に沿う方向に保持する保持部2aを備える。同様に、第2レンズ枠2B、第3レンズ枠2Cにおいても、図示略のレンズを各レンズ光軸に沿う方向に保持する保持部2b、2cを備える。
保持部2a、2b、2cの形状は、レンズを保持できれば特に限定されない。本実施形態では、一例として、保持部2a、2b、2cが基準軸Cに直交する平面を備える場合の例で説明する。保持部2a、2b、2cは、それぞれに保持するレンズを基準軸Cに直交する方向に位置決めできるように構成されてもよい。
There may be one or a plurality of optical components housed in the lens barrel 1. The optical component is held by an optical component holding frame arranged inside the
Hereinafter, as an example, an example in which an optical component is held by the
The
The shape of the
第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cは、基準軸Cに沿う方向においてこの順に、互いに離間した状態で配置されている。
少なくとも第2レンズ枠2Bは、図示略の移動機構によって、基準軸Cに沿う方向に移動可能に設けられている。
第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cにおける設計上の保持中心は、基準軸Cに対して所定の位置関係に配置される。例えば、レンズ鏡筒1の光学系が共軸光学系の場合には、設計上の各保持中心は、少なくとも基準軸Cと平行な同軸上に配置される。
The first lens frame 2 </ b> A, the second lens frame 2 </ b> B, and the third lens frame 2 </ b> C are arranged in a separated state in this order in the direction along the reference axis C.
At least the
The design holding centers of the
以下では、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cの各保持中心の、基準軸Cに直交する方向における設計上の位置から位置ずれ量を、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのシフト偏心量と定義する。
同様に、保持部2a、2b、2cにおける基準軸Cに対するレンズの保持姿勢の設計値からの誤差を、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのチルト偏心量と定義する。例えば、保持部2a、2b、2cがレンズを保持するために基準軸Cに直交する平面部を含む場合、基準軸Cに直交する平面に対する保持部2a、2b、2cの各平面部の傾斜角は、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのチルト偏心量を表す。
In the following, the amount of displacement from the design position in the direction orthogonal to the reference axis C of each holding center of the
Similarly, the error from the design value of the holding posture of the lens with respect to the reference axis C in the holding
本実施形態では、一例として、設計上の各保持中心は基準軸Cと同軸に配置される例で説明する。さらに、簡単のため、保持部2a、2b、2cは、設計上、それぞれの保持されるレンズ外形の中心が基準軸Cに一致するように保持する場合の例で説明する。
この場合、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのシフト偏心量は、保持部2a、2b、2cにそれぞれ保持される各レンズの外形中心のシフト偏心量になる。第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのシフト偏心量は、レンズ鏡筒1内の光学系において、各レンズ自体のシフト偏心量に加算されるシフト偏心量になる。
第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのチルト偏心量は、レンズ鏡筒1内の光学系において、各レンズ自体のチルト偏心量に加算されるチルト偏心量になる。
In the present embodiment, as an example, a description will be given of an example in which each design holding center is arranged coaxially with the reference axis C. Furthermore, for simplicity, the holding
In this case, the shift decentering amount of the
The tilt decentering amount of the
偏心量測定システム100は、レンズ鏡筒保持部10、照明光源11、指標部材12、光計測部13、および演算処理部16を備える。
The
レンズ鏡筒保持部10はレンズ鏡筒1を保持する。レンズ鏡筒1の位置を安定して保持できれば、レンズ鏡筒保持部10はレンズ鏡筒1のどの部位を保持してもよい。
レンズ鏡筒保持部10は、後述する光計測部13の光軸O14と、レンズ鏡筒1の基準軸Cとが同軸になるようにレンズ鏡筒1を保持する。
The lens
The lens
照明光源11は、レンズ鏡筒1の内部に照明光Lを照射する。照明光Lは、後述する指標部材12を照明するために用いられる。本実施形態では、照明光源11は、レンズ鏡筒1の一端側(図示左側)から基準軸Cに沿う方向に照明光Lを照射する。
ただし、レンズ鏡筒1に入射する外光のみによって後述する指標部材12の指標12bが観察できる場合には、照明光源11からの照明光Lの照射はなされなくてもよい。
The
However, when the
指標部材12は、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのシフト偏心量を求めるため、それぞれ保持部2a、2b、2cに配置して用いられる。保持部2a、2b、2cの形状が相違する場合には、それぞれの形状に応じて外形が変えられた複数の指標部材12が用いられてもよい。
以下では、一例として、第2レンズ枠2Bに配置される指標部材12の場合の例で説明する。
本実施形態における指標部材12は、指標12bが形成された測定面12aと、測定面12aに対向するレンズ面12cとを有するレンズで構成される。以下では、指標部材12の光軸(第1の光軸)をO12と表記する。
測定面12aとレンズ面12cとの間の外周部には、第2レンズ枠2Bに挿入可能な外径を有する円筒面状の側面12dが形成されている。本実施形態では、側面12dの中心軸線は、光軸O12と同軸である。
The
Below, the example in the case of the parameter |
The
A
測定面12aは、光軸O12に直交する方向に延びる平面で構成される。測定面12aは、指標部材12が第2レンズ枠2Bの保持部2bに保持された際に、保持部2bの保持平面と同一平面上に位置するように形成される。
指標12bは、画像によって位置ずれが検出できる適宜のマークで構成される。指標12bの例としては、点状、円状、多角形状、十字状,格子状に形成されたマークが挙げられる。指標12bの他の例としては、点状、円状、多角形状、十字状,格子状の領域に光を透過させるマスク状のマークが挙げられる。
指標12bは、その画像から測定面12aと光軸O12との交点である点P1の位置が推定できるように、点P1と関係づけられた位置に形成される。
例えば、指標12bが点状のマークからなる場合には、指標12bは、点P1上に形成されてもよい。例えば、指標12bが点状のマークからなる場合には、指標12bは、点P1を中心とする円周上の3箇所以上に形成されてもよい。例えば、指標12bが点状のマークからなる場合には、指標12bは、点P1を中心とする円周とこの中心を通る直線との2つの交点に形成されてもよい。
例えば、指標12bが円状、多角形状などのマークからなる場合には、これらのマークの中心が、上述した点状のマークと同様な位置に形成されていてもよい。
例えば、指標12bが十字状、格子状のマークからなる場合には、これらのマークにおける直線の交点が、上述した点状のマークと同様な位置に形成されていてもよい。
同様に、指標12bが種々の形状のマスク状のマークの場合にも、光の透過領域の形状の中心、図心等が、上述した点状のマークと同様な位置に形成されていてもよい。
The
For example, if the
For example, when the
For example, in the case where the
Similarly, when the
以下では、一例として、指標12bが線幅の細い十字マークからなり、十字の交点が点P1に一致している場合の例で説明する。
In the following, as an example,
レンズ面12cは、指標部材12のレンズとしての前側焦点距離f12が、前側主面と測定面12aとの距離に等しくなるレンズ面で形成されている。例えば、レンズ面12cは、凸球面であってもよいし、非球面であってもよい。例えば、レンズ面12cは、フレネルレンズ面であってもよい。
このため、測定面12aから発散する光は、レンズ面12cを透過すると平行光束になる。特に、点P1から発散する光L1は、光軸O12に沿って進む平行光束L2になる。
このように、指標部材12は、測定面12aに焦点面が合わされた集光レンズ部を構成している。指標部材12は集光レンズ部の一部に測定面12aが形成されている指標部材の例になっている。
For this reason, the light that diverges from the
As described above, the
このような指標部材12は、光透過性を有するガラス材料あるいは光透過性を有するプラスチック材料から形成されてもよい。指標部材12の形成方法は、例えば、研磨加工、あるいは成形加工が用いられてもよい。
指標部材12における指標12bの形成方法は、上述のパターンが形成できれば特に限定されない。例えば、指標12bの形成方法の例として、測定面12aへの溝加工、エッチング、刻印、印刷、塗装、蒸着等が挙げられる。
Such an
The method for forming the
光計測部13は、集光レンズ部である指標部材12を通過した測定面12aからの光を検出して指標12bの画像から指標12bのシフト量を計測する。本実施形態では、基準軸Cと光軸O14とが同軸であるため、指標12bのシフト量は、基準軸Cに直交する平面における基準軸Cからの指標12bの移動量である。
光計測部13は、レンズ鏡筒保持部10に保持されたレンズ鏡筒1と対向する位置に配置されている。本実施形態では、レンズ鏡筒1に対して、照明光源11と反対側(図示右側)において、レンズ鏡筒1と対向している。
光計測部13は、結像レンズ14(結像光学系)と、撮像素子15(光センサ)とを備える。
結像レンズ14は、指標部材12を通過した測定面12aからの光を結像する結像光学系を構成する。図1は、模式図のため、結像レンズ14を模式的に単レンズとして描いている。ただし、結像レンズ14は、複数のレンズが組み合わされて構成されてもよい。
結像レンズ14の光軸O14(第2の光軸)は、レンズ鏡筒保持部10が保持するレンズ鏡筒1の基準軸Cと同軸となるように配置されている。
The
The
The
The
The optical axis O 14 (second optical axis) of the
撮像素子15は、撮像面15a(センサ面)に投影された光を光強度に応じて光電変換する。撮像素子15としては、例えば、CCD(charge coupled device)、CMOSイメージセンサなどが用いられてもよい。撮像素子15は、後述する演算処理部16に電気的に接続された演算処理部に光電変換した画像信号を送出する。
撮像素子15の撮像面15aは、指標部材12の測定面12aと光学的に共役となる結像レンズ14の像面からデフォーカスした位置に配置される。
例えば、結像レンズ14の焦点距離をf14とすると、デフォーカス量をΔ(ただし、Δ≠0)として撮像面15aは、結像レンズ14の後側主平面から距離f14+Δの位置に配置される。図1には、一例として、Δ>0の場合の例が図示されている。
The
The
For example, if the focal length of the
演算処理部16は、撮像素子15から送出された画像信号を画像データに変換し、この画像データに基づいて、指標12bのシフト量を算出する。さらに、演算処理部16は、指標12bのシフト量を、指標部材12が配置された光学部品保持枠のシフト偏心量に換算する。
演算処理部16の装置構成は、適宜のハードウェアが用いられる。本実施形態では、演算処理部16は、CPU、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータを含んでおり、コンピュータが演算処理プログラムを実行することによって、画像処理を含む演算処理が行われる。
The
Appropriate hardware is used for the apparatus configuration of the
偏心量測定システム100を用いた本実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法について説明する。以下の説明では、偏心量測定システム100における光軸O14に沿う相対位置を表す場合、照明光源11の方から撮像素子15までの範囲で、撮像素子15の方により近い方(図1における図示右側)を後側の位置、撮像素子15からより遠い方(図1における図示左側)を前側の位置と言う場合がある。例えば、照明光源11は、レンズ鏡筒保持部10よりも前側に位置する。
図2は、本発明の実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法で取得される指標の画像の例を示す模式図である。図3は、本発明の実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法の原理を説明する模式図である。図4は、本発明の実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法の作用を説明する模式図である。
A method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the present embodiment using the amount of
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of an index image acquired by the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the principle of the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the optical component holding frame eccentricity measuring method according to the embodiment of the present invention.
偏心量測定システム100の演算処理部16には、レンズ鏡筒1の各光学部品保持枠のチルト偏心量が記憶されている。各光学部品保持枠のチルト偏心量は、予め他の測定装置によって測定された測定値が用いられてもよい。光学部品保持枠を基準軸Cに沿う方向に移動した状態でのシフト偏心量を測定する場合には、チルト偏心量も同様の移動位置ごとに測定された値が記憶される。
ただし、レンズ鏡筒1の各光学部品保持枠のチルト偏心量がシフト偏心量に比べて充分小さいことが分かっている場合には、演算処理部16には、チルト偏心量は測定値に代えて0が記憶されていてもよい。
The
However, if it is known that the tilt eccentricity of each optical component holding frame of the lens barrel 1 is sufficiently smaller than the shift eccentricity, the
チルト偏心量の測定方法としては、例えば、光学部品保持枠に光学部品に代えて、例えば、ミラー、平行平板などからなるチルト偏心測定用治具を配置し、基準軸Cに対する測定用治具倒れ角度を測定する方法が用いられてもよい。
角度の測定機としては、例えば、オートコリメーターが用いられてもよい。オートコリメーターは、その測定光軸に沿って測定対象が移動してもオートコリメーター自体は移動させることなく連続的な測定が可能である。このような測定によれば、測定光軸に沿って異なる位置に複数の光学部品保持枠が配置されたり、測定光軸に沿う光学部品保持枠の位置が変化したりしても、チルト偏心量が容易に測定される。
チルト偏心量の測定装置は、偏心量測定システム100に内蔵され、光計測部13と切り替えて用いられるようにしてもよい。あるいは、チルト偏心量の測定装置は、偏心量測定システム100と独立して設けられていてもよい。
As a method of measuring the tilt eccentricity, for example, a tilt eccentric measuring jig made of, for example, a mirror or a parallel plate is arranged on the optical component holding frame instead of the optical component, and the measuring jig is tilted with respect to the reference axis C. A method of measuring the angle may be used.
For example, an autocollimator may be used as the angle measuring device. The autocollimator can perform continuous measurement without moving the autocollimator itself even if the measurement object moves along the measurement optical axis. According to such measurement, even if a plurality of optical component holding frames are arranged at different positions along the measurement optical axis or the position of the optical component holding frame along the measurement optical axis changes, the tilt eccentricity amount Is easily measured.
The tilt eccentricity measuring device may be built in the
偏心量測定システム100を用いて偏心量測定を行うには、屈折力を有する光学部品であって、少なくとも測定対象の光学部品保持枠(第1の光学部品保持枠)と光計測部13との間(像側)に位置する他の光学部品保持枠(第2の光学部品保持枠)に保持された光学部品が測定開始前に取り外される。この状態で、測定対象の光学部品保持枠に指標部材12が配置される。
ただし、照明光の照射に支障となる可能性のある光学部品は、測定対象の光学部品保持枠よりも前側(像側とは反対側)に位置する場合でも取り外されることがより好ましい。照明光の照射に支障となる可能性のある光学部品の例としては、例えば、屈折力を有する光学部品、照明光の光量低下が大きくなる光学部品などが挙げられる。
In order to perform the eccentricity measurement using the
However, it is more preferable that an optical component that may interfere with illumination light irradiation be removed even when it is located on the front side (opposite to the image side) of the optical component holding frame to be measured. Examples of optical components that may interfere with illumination light irradiation include optical components having refractive power, optical components that greatly reduce the amount of illumination light, and the like.
以下、測定対象の光学部品保持枠が第2レンズ枠2Bの場合の例で説明する。図1に示す例では、レンズ鏡筒1のレンズはすべて取り外されている。
指標部材12は、測定中に第2レンズ枠2Bとの位置関係が一定に保たれるように、第2レンズ枠2Bに保持される。例えば、指標部材12は、接着剤などを用いて第2レンズ枠2Bに固定されてもよい。
指標部材12が保持されたレンズ鏡筒1は、レンズ鏡筒保持部10に保持される。
レンズ鏡筒1がレンズ鏡筒保持部10に保持されたら、基準軸Cと光軸O14とが同軸になるように、必要に応じて、レンズ鏡筒保持部10と光計測部13との間の相対位置が調整される。
レンズ鏡筒1と光計測部13との間の光軸O14に沿う方向の距離は特に限定されない。
Hereinafter, an example in which the optical component holding frame to be measured is the
The
The lens barrel 1 holding the
When the lens barrel 1 is held by a lens
Direction of the distance along the optical axis O 14 between the lens barrel 1 and the optical measuring
照明光源11から照明光Lが照射されると、指標12bが前側から照明される。
照明光Lのうち、指標12bの輪郭を通過する光は、指標部材12によって集光される。指標12bは、指標部材12の前側焦点面である測定面12aに位置する。このため、指標部材12の輪郭を通過する光は、平行光束L3として後側に進む。
例えば、図1に示すように、第2レンズ枠2Bのシフト偏心量が0である場合、光軸O12は、光軸O14と同軸である。光軸O12の軸上光束である平行光束L2は、結像レンズ14によって、結像レンズ14の後側焦点Qに結像される。
指標12bにおける十字の交点の近傍の輪郭を通過する平行光束L3は、平行光束L2と略同様の光路を進む。平行光束L3は、結像レンズ14によって結像レンズ14の像面に結像されてから後側に発散する。
同様に指標12bの他の輪郭を通る光も、それぞれ平行光束として指標部材12から出射された後、結像レンズ14によって結像レンズ14の像面に結像されてから後側に発散する。
この結果、図2に示すように、撮像面15a上には、指標12bのデフォーカス画像である画像R1が投影される。本実施形態の例では、画像R1は、指標12bよりも線幅が広い十字状画像である。
When the illumination light L is emitted from the
Of the illumination light L, the light that passes through the contour of the
For example, as shown in FIG. 1, when the shift amount of eccentricity of the
Parallel beam passing through the contour in the vicinity of the cross points of intersection in the
Similarly, light passing through the other contour of the
As a result, as shown in FIG. 2, on the
光計測部13において、撮像面15aの中心O15aは、基準軸Cと同軸の光軸O14に位置合わせされている。このため、第2レンズ枠2Bにシフト偏心量が0の場合、画像R1の中心OR1は、中心O15aに一致する。
これに対して、例えば、図3に示すように、第2レンズ枠2Bのチルト偏心量が0で、シフト偏心量が0よりも大きいE2の場合、指標12bの輪郭を通って指標部材12で平行化された光束は、距離E2だけ偏心方向に平行移動している。例えば、指標12bにおける十字の交点の近傍の輪郭を通過する平行光束L3’は、図1における平行光束L3が距離E2だけ、偏心方向に平行移動したのと同様の光束になる。
この結果、図3に示すように、撮像面15aには、画像R1が偏心方向と反対側にδ2だけ平行移動したことに相当する指標12bの画像R2が投影される。したがって、画像R2の中心OR2の撮像面15a上の位置を求め、中心O15aに対する中心OR2の位置ベクトルの大きさを求めることによって、撮像面15a上における画像R2のシフト量δ2が求められる。中心OR2の位置ベクトルは、撮像面15a上の直角座標系であるxy座標系では、(δx2,δy2)のように求められる。
偏心を算出するシフト偏心の方向は、中心OR2の位置ベクトルの方向の反対方向である。
In the optical measuring
On the other hand, for example, as shown in FIG. 3, when the tilt decentering amount of the
As a result, as shown in FIG. 3, the
The direction of shift eccentricity for calculating the eccentricity is opposite to the direction of the position vector of the center OR2 .
撮像面15a上のシフト量δ2と偏心量E2とは、第2レンズ枠2Bにチルト偏心がない場合には、結像レンズ14の焦点距離f14と、撮像面15aの配置位置であるΔの大きさとを含む関係式(第1の関係式)によって一対一に対応する。
デフォーカス量であるΔの大きさは、大きいほどシフト偏心量に対する画像の移動量が大きくなるためシフト偏心量の算出精度が向上できる。ただし、Δが大きくなりすぎると、指標12bの画像のぼけ方が激しくなるため、画像中心の算出精度が低下するおそれがある。このため、Δの大きさは、指標12bの形状などに応じて、シフト偏心量の測定に必要な測定精度が確保できるように設定する。
The shift amount δ 2 and the eccentric amount E 2 on the
As the magnitude of Δ, which is the defocus amount, is larger, the amount of movement of the image with respect to the shift eccentric amount becomes larger, so that the calculation accuracy of the shift eccentric amount can be improved. However, if Δ becomes too large, the image of the
第2レンズ枠2Bにチルト偏心がある場合、画像R2のシフト量δ2は、真のシフト偏心量に起因するシフト量δ2Tと、チルト偏心に起因する見かけ上のシフト量δ2F(シフト成分)との和である。
チルト偏心量と、見かけ上のシフト量δ2Fとは、結像レンズ14の焦点距離f14と撮像面15aの配置位置であるΔの大きさとを含む関係式(第2の関係式)によって一対一に対応する。
本実施形態における演算処理部16には、真のシフト量から偏心量を算出する第1の関係式と、チルト偏心量から見かけ上のシフト量を算出する第2の関係式とが予め記憶されている。
When the
The tilt eccentricity and the apparent shift amount δ 2F are paired by a relational expression (second relational expression) that includes the focal length f14 of the imaging lens 14 and the magnitude of Δ that is the arrangement position of the
The
以上の測定原理に基づいて実行される演算処理部16の処理について、簡単に説明する。
演算処理部16は、例えば、撮像素子15から画像R2に対応する画像信号を受信すると、画像信号を2次元の画像データに変換する。
この後、演算処理部16は、画像データに適宜の画像処理演算を施して、画像R2の中心OR2の位置座標(δx2,δy2)とその大きさδ2を求める。
演算処理部16は、予め記憶された第2レンズ枠2Bの測定位置におけるチルト偏心量等を第2の関係式に代入して、見かけ上のシフト量δ2Fを算出する。
演算処理部16は、シフト量δ2から見かけ上のシフト量δ2Fを引いて、真のシフト量δ2Tを算出する。
この後、演算処理部16は、第1の関係式に真のシフト量δ2Tを代入して、指標12bの真のシフト量に換算する。指標12bの真のシフト量は、指標部材12が配置された第2レンズ枠2Bのシフト偏心量E2に等しい。演算処理部16は必要に応じて、さらに、偏心方向、偏心量の座標分解値などを算出してもよい。
以上で、第2レンズ枠2Bにおけるシフト偏心量の測定が終了する。
The processing of the
For example, when receiving an image signal corresponding to the image R < b> 2 from the
Thereafter, the
The
Thereafter, the
This completes the measurement of the shift eccentricity in the
第2レンズ枠2Bにおける他の移動位置におけるシフト偏心量を測定する場合には、第2レンズ枠2Bをレンズ鏡筒1における移動機構を用いて基準軸Cに沿う方向に移動した後に、上述のようにして指標12bのデフォーカス画像を取得して同様の測定を繰り返す。この場合、指標部材12は第2レンズ枠2Bに配置したままでよい。このため、移動機構によって移動された第2レンズ枠2Bの複数の位置における偏心量の測定を連続的に行うことができる。この結果、レンズ鏡筒1の移動機構の移動誤差に起因する偏心量を含んだ第2レンズ枠2Bの移動時の偏心量が測定される。
例えば、第1レンズ枠2A、第3レンズ枠2Cなどの他の光学部品保持枠のシフト偏心量を測定する場合には、指標部材12を測定対象の光学部品保持枠に配置して、上記と同様の測定を繰り返す。この場合、第2レンズ枠2Bで使用した指標部材12が測定対象の光学部品保持枠に配置できない場合には、測定対象の光学部品保持枠に配置できる他の指標部材12を配置する。
In the case of measuring the shift eccentricity at the other movement position in the
For example, when measuring the shift eccentricity of other optical component holding frames such as the
本実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法によれば、指標12bから光を指標部材12の集光レンズ部によって平行光束としてから、光計測部13によって指標12bの画像を取得する。
例えば、図4に示すように、第2レンズ枠2Bが前側に移動すると、第2レンズ枠2Bと光計測部13の結像レンズ14との距離が変化する。さらに、第2レンズ枠2Bのシフト偏心量の大きさがE3に変化し、シフト偏心の方向も変化するおそれがある。
しかし、指標12bの画像を取得するために結像レンズ14に入射する光が平行光束であるため、移動する測定面12aにフォーカシングしたり、測定面12aの移動に合わせて光計測部13の位置を移動したりすることなく、光計測部13によって偏心量の測定が行える。
特に、レンズ鏡筒1がズームレンズの場合、ズーム位置によっては第2レンズ枠2Bがレンズ鏡筒1内で基準軸C回りに回転しつつ基準軸Cに沿って移動するといった移動が必要になる場合がある。その際、ズーミング移動機構の移動誤差によって、各移動位置でのシフト偏心量とシフト方向とが複雑に変化するおそれがある。
このような場合、光学性能に影響するレンズ鏡筒1の製造誤差を解析するには、第2レンズ枠2Bのシフト偏心量を基準軸Cに沿う多数の移動位置で細かく測定する必要がある。
本実施形態では、第2レンズ枠2Bを基準軸Cに沿う方向に移動する場合、指標12bのデフォーカス画像を順次連続的に取得することができるから、各移動位置における測定をきわめて容易かつ迅速に行うことができる。
According to the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of this embodiment, the light from the
For example, as shown in FIG. 4, when the
However, since the light incident on the
In particular, when the lens barrel 1 is a zoom lens, the
In such a case, in order to analyze the manufacturing error of the lens barrel 1 that affects the optical performance, it is necessary to finely measure the shift eccentricity of the
In the present embodiment, when the
同様に、レンズ鏡筒1において第2レンズ枠2B以外の光学部品保持枠を測定対象とする場合にも、結像レンズ14と測定対象との距離が変化する。この場合も上記と同様に、フォーカシングや光計測部13の移動を行うことなく偏心量測定が行える。したがって、指標部材12の配置換えを行った後、ただちに偏心量測定が行える。
Similarly, when an optical component holding frame other than the
以上説明したように、本実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法によれば、光軸に沿う方向に移動可能に設けられた光学部品保持枠を有するレンズ鏡筒において、光学部品保持枠の移動に伴うシフト偏心の変動を光学部品保持枠ごとに容易に測定することができる。
本実施形態の光学部品保持枠の偏心量測定方法によれば、レンズ鏡筒が、例えば、ズーミング、フォーカシングなどを行うために複数の光学部品保持枠が光軸に沿う方向に同時に移動する場合でも、光学部品保持枠ごとに移動時の偏心量を容易に測定できる。
このため、測定結果から、像振れなどに寄与する偏心量の大きな光学部品保持枠が容易に特定される。この特定結果に基づいて、像振れに寄与が大きい光学部品保持枠の誤差修正を行うことにより、レンズ鏡筒1のズーミング時、フォーカシング時などにおける光学特性を改善することができる。
As described above, according to the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the present embodiment, in the lens barrel having the optical component holding frame that is movably provided in the direction along the optical axis, The fluctuation of the shift eccentricity accompanying the movement of the optical component can be easily measured for each optical component holding frame.
According to the method of measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the present embodiment, even when the lens barrel moves simultaneously in the direction along the optical axis in order to perform, for example, zooming, focusing, etc. The amount of eccentricity during movement can be easily measured for each optical component holding frame.
For this reason, the optical component holding frame having a large amount of eccentricity that contributes to image blur or the like is easily specified from the measurement result. Based on this identification result, by correcting the error of the optical component holding frame that greatly contributes to image blur, it is possible to improve the optical characteristics of the lens barrel 1 during zooming and focusing.
[第1変形例]
本実施形態の第1変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法について説明する。
図5は、本発明の実施形態の第1変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法を説明する模式的な断面図である。
[First Modification]
A method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the first modification of the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to the first modification of the embodiment of the present invention.
本変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法では、指標12bのシフト量を計測するまでに、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cがそれぞれ保持する質量をレンズ鏡筒1の使用時における第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのそれぞれが保持する質量に合わせることをさらに含む。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
In the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the present modification, the mass held by each of the
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
図5に示すように、本変形例では、第1レンズ枠2Aおよび第3レンズ枠2Cに、レンズ鏡筒1の使用時に第1レンズ枠2Aおよび第3レンズ枠2Cにそれぞれ装着されるレンズの質量に合わせた質量を有する錘20A、20Cが配置される。
錘20A(20C)の質量は、レンズ鏡筒1の使用時に装着されるレンズの質量に基づき設計されている。
なお、錘20A(20C)の質量とレンズ鏡筒1の使用時に装着されるレンズの質量の許容差は、本技術使用者が適宜決定してよい。例えば、レンズ鏡筒1の使用時に装着されるレンズの質量に対して±5%のズレを許容する場合、レンズの質量が100gであれば錘20A(20C)の質量が95g〜105gの範囲となるように設計されていればよい。
As shown in FIG. 5, in this modification, the lenses mounted on the
The mass of the
The user of this technology may appropriately determine the tolerance between the mass of the
さらに本変形例では、上記実施形態の指標部材12に代えて、指標部材12Bが用いられる。
指標部材12Bは、質量がレンズ鏡筒1の使用時に第2レンズ枠2Bに装着されるレンズの質量に合わされている以外は、指標部材12と同様に構成される。
指標部材12Bの質量とレンズ鏡筒1の使用時に装着されるレンズの質量の許容差は、本技術使用者が適宜決定してよい。例えば、レンズ鏡筒1の使用時に装着されるレンズの質量に対して±5%のズレを許容する場合、レンズの質量が100gであれば指標部材12Bの質量が95g〜105gの範囲となるように設計されていればよい。
Furthermore, in this modification, it replaces with the
The
A user of this technology may appropriately determine a tolerance between the mass of the
本変形例によれば、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cに配置される錘20A、指標部材12B、および錘20Cを備える。これにより、偏心量測定時において第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cがそれぞれ保持する質量が、レンズ鏡筒1の使用時に第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cのそれぞれが保持する質量に合わされている。
この結果、第1レンズ枠2A、第2レンズ枠2B、および第3レンズ枠2Cを介して、レンズ鏡筒1に作用する静的な荷重、または移動時に発生する動的な荷重が、レンズ鏡筒1の使用時の静的および動的な荷重に略等しくなる(等しくなる場合を含む)。この結果、レンズ鏡筒1の使用時に作用する荷重の影響を含めた測定が行えるため、シフト偏心量の測定精度が向上する。
According to this modification, the
As a result, a static load acting on the lens barrel 1 via the
[第2変形例]
本実施形態の第2変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法について説明する。
図6は、本発明の実施形態の第2変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法に用いる指標部材の例を説明する模式的な断面図である。
[Second Modification]
A method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the second modification of the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an index member used in the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to the second modification of the embodiment of the present invention.
図6に示すように、本変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法では、指標部材12に代えて、指標部材組立体22が用いられる。図6では、一例として、指標部材組立体22が第2レンズ枠2Bに保持されている場合の例が図示されている。指標部材組立体22は第1レンズ枠2A、第3レンズ枠2Cに保持されるように構成されてもよい。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 6, in the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to this modification, an
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
指標部材組立体22は、上記実施形態において第2レンズ枠2Bに保持された指標部材12よりも外径が小さい指標部材21と、指標部材21の側面21dに外嵌した枠部材20Bとを備える。
指標部材21は、指標部材12と同様、測定面12a、指標12b、およびレンズ面12cを備える集光レンズ部である。指標部材21の外径は、指標12bの画像を撮像可能な明るさで投影できる開口数が確保できる大きさであれば、特に限定されない。
枠部材20Bは、第2レンズ枠2Bの保持部2bに保持可能な外形を有する。枠部材20Bは、第2レンズ枠2Bの保持部2bに保持された際に、指標部材21の測定面12aが保持部2bの保持平面と同一平面に位置するように指標部材21を保持する。
枠部材20Bは、形状が合わないため指標部材21単独では第2レンズ枠2Bの保持部2bに保持できない場合のアダプターの機能を有する。
さらに、枠部材20Bは、指標部材組立体22の質量をレンズ鏡筒1の使用時における第2レンズ枠2Bが保持する質量に合わせる錘の機能を有していてもよい。質量を合わせる際の好ましい範囲は、上記第1変形例における指標部材12Bの質量と同様である。
The
Like the
The
Since the shape of the
Further, the
本変形例では、アダプターの機能を有する枠部材20Bを介して指標部材21が第2レンズ枠2Bの保持部2bに保持される。例えば、指標部材21の外径を各光学部品保持枠よりも小さくしておき、必要に応じて各光学部品保持枠の形状に外径が合わされた枠部材20Bを介して指標部材21を各光学部品保持枠の各保持部に保持させることができる。このため、各光学部品保持枠の形状が異なっても、単一形状の指標部材21を共通に用いることができる。
指標部材21は、枠部材20Bに外周部が保持された以外は、指標部材12と同様に構成されている。このため、指標部材12に代えて指標部材21を用いることによって、上記実施形態と同様に、光軸に沿う方向における配置位置が異なるまたは変化するレンズ鏡筒の光学部品保持枠であっても、容易に偏心量を測定することができる。
In this modification, the
The
さらに、指標部材組立体22の質量が、例えば、レンズ鏡筒1の使用時における第2レンズ枠2Bが保持する質量に合わされている場合、第2レンズ枠2Bを介して、レンズ鏡筒1に作用する静的な荷重、または移動時に発生する動的な荷重が、レンズ鏡筒1の使用時の静的および動的な荷重に略等しくなる(等しくなる場合を含む)。この結果、レンズ鏡筒1の使用時に作用する荷重の影響を含めた測定が行えるため、シフト偏心量の測定精度が向上する。
Further, when the mass of the
[第3変形例]
本実施形態の第3変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法について説明する。
図7は、本発明の実施形態の第3変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法に用いる指標部材の例を説明する模式的な断面図である。
[Third Modification]
A method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame of the third modification of the present embodiment will be described.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of an index member used in the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to the third modification of the embodiment of the present invention.
図7に示すように、本変形例の光学部品保持枠の偏心量測定方法では、指標部材12に代えて、指標部材33が用いられる。図7では、一例として、指標部材33が第2レンズ枠2Bに保持されている場合の例が図示されている。指標部材33は第1レンズ枠2A、第3レンズ枠2Cに保持されるように構成されてもよい。
以下、上記実施形態と異なる点を中心に説明する。
As shown in FIG. 7, in the method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to this modification, an
Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the above embodiment.
指標部材33は、指標板30(板状部材)、集光レンズ31(集光レンズ部)、および枠部材32(固定部材)を備える。
指標板30は、光透過性を有する平板部を備える板状部材である。指標板30の平板部には、上記実施形態と同様の指標12bが形成されている。指標12bは、指標板30の表面に形成されていてもよいし、内部に形成されていてもよい。図7には、一例として、指標12bが指標板30の後側の表面である測定面30aに形成されている例が図示されている。例えば、指標12bは、指標板30の前側の表面(図7における表面30b)に形成されてもよい。
指標板30は、ガラス材料またはプラスチック材料で形成される。図7に示す例では、指標板30は、平板から構成されている。ただし、指標板30は、指標12bが形成された部位が平面部であって、全体として板状であれば、より外周側に湾曲部または凹凸部が形成されていてもよい。
The
The
The
集光レンズ31は、前側焦点距離がf31の正レンズである。集光レンズ31は、単レンズでもよいし、貼り合わせレンズでもよい。集光レンズ31のレンズ種類は、特に限定されない。例えば、集光レンズ31は、球面レンズでもよいし、非球面レンズでもよいし、フレネルレンズでもよい。
枠部材32は、指標板30と、集光レンズ31との相対位置を保持する筒状部材である。枠部材32は、第2レンズ枠2Bの保持部2bに保持可能な外形を有する。図7に示す例では、枠部材32は、第2レンズ枠2Bの保持部2bに保持された際に、指標板30の測定面30aが保持部2bの保持平面と同一平面に位置するように指標板30を保持している。
枠部材32は、指標板30の後側に、集光レンズ31を保持する。枠部材32は、集光レンズ31をその前側焦点面が指標板30の測定面30aに一致するように保持する。
枠部材32に保持された集光レンズ31の光軸O33と測定面30aとの交点P2は、上記実施形態と同様に指標12bと関係づけられた位置に配置されている。
枠部材32と、指標板30および集光レンズ31との固定方法は特に限定されない。例えば、枠部材32と、指標板30および集光レンズ31とは接着によって固定されてもよい。
さらに、枠部材32は、指標部材33の質量をレンズ鏡筒1の使用時における第2レンズ枠2Bが保持する質量に合わせる錘の機能を有していてもよい。質量を合わせる際の好ましい範囲は、上記第1変形例における指標部材12Bの質量と同様である。
The
The
Intersection P 2 of the optical axis O 33 and the
A method for fixing the
Furthermore, the
上記実施形態では、指標部材12自体が集光レンズ部を構成していたのに対して、本変形例における指標部材33は、指標12bが設けられた指標板30と、集光レンズ31とに分かれて構成された例になっている。
本変形例の指標部材33は、測定面30aから後側に発散する光を平行光束にする。このため、指標部材12に代えて指標部材33を用いても、上記実施形態と同様、光軸に沿う方向における配置位置が異なるまたは変化するレンズ鏡筒の光学部品保持枠であっても、容易に偏心量を測定することができる。
In the above embodiment, the
The
なお、上記実施形態および第2変形例の説明では、指標部材12、21が単レンズの場合の例で説明したが、指標部材12、21が単レンズには限定されない。例えば、指標部材12、21は貼り合わせレンズでもよい。例えば、指標部材12、21は、1以上のレンズと上記第3変形例における指標板30とが貼り合わされた構成でもよい。
In the description of the embodiment and the second modified example, the example in which the
上記実施形態および各変形例の説明では、指標部材の光軸が基準軸Cと同軸の場合の例で説明したが、特定の位置における指標部材の光軸と基準軸Cとのずれ量が既知であるか計測可能である場合には、指標部材の光軸と基準軸Cとは平行であればよい。 In the description of the embodiment and each modification, the example in which the optical axis of the index member is coaxial with the reference axis C has been described. However, the deviation amount between the optical axis of the index member and the reference axis C at a specific position is known. If the optical axis of the indicator member is parallel to the reference axis C, the optical axis of the index member may be parallel.
上記実施形態および各変形例の説明では、光計測部13の光センサが撮像素子15の場合の例で説明したが、指標からの光の強度に応じて指標の位置ずれを検出できる適宜の光センサが使用可能である。例えば、フォトダイオードを用いた位置検出素子(position sensitive detector、PSD)などが用いられてもよい。
In the description of the embodiment and each modification, the example in which the optical sensor of the
上記第2変形例の説明では、枠部材20Bが、指標部材21の保持機能および錘機能を備える場合の例で説明した。しかし、枠部材20Bは、錘機能を有さなくてもよい。
In the description of the second modified example, the
上記実施形態および各変形例の説明では、照明光源11によって前側から後側に照明光を照射する場合の例で説明した。このため、指標部材の測定面は光透過性を有している。しかし照明光は、後側から照射してもよい。この場合、指標部材の測定面は、反射面で構成されてもよい。
In the description of the above embodiment and each modification, the
上記実施形態および各変形例の説明では、指標部材の測定面が光学部品保持枠における保持部の保持平面と同一平面に位置する場合の例で説明した。しかし、例えば、レンズ厚が厚い場合など、保持平面からずれた位置におけるシフト偏心量およびチルト偏心量を測定する方がよい場合には、測定面は光軸に沿う方向において保持平面からずらして配置されてもよい。 In the description of the above-described embodiment and each modification, an example in which the measurement surface of the index member is located on the same plane as the holding plane of the holding unit in the optical component holding frame has been described. However, if it is better to measure the shift eccentricity and tilt eccentricity at a position deviated from the holding plane, for example, when the lens thickness is thick, the measurement surface is shifted from the holding plane in the direction along the optical axis. May be.
以上、本発明の好ましい実施形態および各変形例を説明したが、本発明はこの実施形態および各変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
As mentioned above, although preferable embodiment and each modification of this invention were described, this invention is not limited to this embodiment and each modification. Additions, omissions, substitutions, and other modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
Further, the present invention is not limited by the above description, and is limited only by the appended claims.
1 レンズ鏡筒
2A 第1レンズ枠(光学部品保持枠)
2B 第2レンズ枠(光学部品保持枠)
2C 第3レンズ枠(光学部品保持枠)
2a、2b、2c 保持部
3A レンズ(光学部品)
10 レンズ鏡筒保持部
11 照明光源
12、12B、21 指標部材(集光レンズ部)
12a、30a 測定面
12b 指標
12c レンズ面
13 光計測部
14 結像レンズ(結像光学系)
15 撮像素子(光センサ)
15a 撮像面
16 演算処理部
20A、20C 錘
20B、32 枠部材
22 指標部材組立体
30 指標板(平板部材)
30a 測定面
31 集光レンズ(集光レンズ部)
32 枠部材(固定部材)
33 指標部材
100 偏心量測定システム
C 基準軸
O12、O33 光軸(第1の光軸)
O14 光軸(第2の光軸)
1
2B Second lens frame (optical component holding frame)
2C Third lens frame (optical component holding frame)
2a, 2b,
DESCRIPTION OF
12a,
15 Image sensor (optical sensor)
32 Frame member (fixing member)
33
O 14 optical axis (second optical axis)
Claims (7)
前記レンズ鏡筒の基準軸と平行に配置された第2の光軸を有し前記指標からの光を結像する結像光学系と、前記測定面と光学的に共役となる前記結像光学系の像面からデフォーカスした位置にセンサ面が配置された光センサと、を有する光計測部を用いて、前記集光レンズ部を通過した前記指標からの光を検出して、前記基準軸に対して直交する方向における前記指標のシフト量を計測することと、
前記シフト量を前記光学部品保持枠におけるシフト偏心量に換算することと、
を含む、光学部品保持枠の偏心量測定方法。 Holding an index member including a measurement surface on which an index is formed and a condensing lens unit whose focal plane is aligned with the measurement surface in an optical component holding frame provided in the lens barrel;
An imaging optical system having a second optical axis arranged in parallel with a reference axis of the lens barrel and imaging light from the index, and the imaging optics optically conjugate with the measurement surface An optical sensor having a sensor surface disposed at a position defocused from the image plane of the system, and detecting light from the index that has passed through the condenser lens unit, and the reference axis Measuring the shift amount of the indicator in a direction orthogonal to
Converting the shift amount into a shift eccentric amount in the optical component holding frame;
A method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame.
請求項1に記載の光学部品保持枠の偏心量測定方法。 The measurement surface of the indicator member is formed on a part of the condenser lens portion.
The method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to claim 1.
請求項1に記載の光学部品保持枠の偏心量測定方法。 The indicator member is a plate-like member having the measurement surface, the condenser lens portion, and the relative relationship between the plate-like member and the condenser lens portion in a direction along the first optical axis of the condenser lens portion. A fixing member for fixing the position,
The method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to claim 1.
前記シフト量を前記光学部品保持枠の前記シフト偏心量に換算する際には、前記チルト偏心量に基づいて発生するシフト成分を前記シフト量から除去してから、前記シフト量を前記シフト偏心量に換算する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学部品保持枠の偏心量測定方法。 Measuring the tilt eccentric amount of the optical component holding frame in the lens barrel before converting the shift amount into the shift eccentric amount;
When converting the shift amount into the shift eccentric amount of the optical component holding frame, a shift component generated based on the tilt eccentric amount is removed from the shift amount, and then the shift amount is converted into the shift eccentric amount. Convert to
The method of measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to any one of claims 1 to 3.
前記シフト量を計測する際に、前記光学部品保持枠の前記基準軸における位置を変えて前記シフト量を計測する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部品保持枠の偏心量測定方法。 The optical component holding frame is provided to be movable in a direction along the reference axis,
When measuring the shift amount, the shift amount is measured by changing the position of the optical component holding frame on the reference axis.
The method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to any one of claims 1 to 4.
請求項5に記載の光学部品保持枠の偏心量測定方法。 When holding the index member on the optical component holding frame, the optical component holding frame that holds the index member when the lens barrel is used has a mass held by the optical component holding frame that holds the index member. Match the mass to hold,
The method of measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to claim 5.
前記シフト量を計測するまでに、前記光学部品保持枠がそれぞれ保持する質量を前記レンズ鏡筒の使用時における前記光学部品保持枠のそれぞれが保持する質量に合わせることをさらに含む、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学部品保持枠の偏心量測定方法。 When the lens barrel includes a plurality of the optical component holding frames,
Further including adjusting the mass held by each of the optical component holding frames to the mass held by each of the optical component holding frames when the lens barrel is used before measuring the shift amount,
The method for measuring the amount of eccentricity of the optical component holding frame according to any one of claims 1 to 6.
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2016
- 2016-10-24 JP JP2016207704A patent/JP2018072375A/en active Pending
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