JP2664248B2 - 接合レンズの光軸合わせ方法およびその装置 - Google Patents
接合レンズの光軸合わせ方法およびその装置Info
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- JP2664248B2 JP2664248B2 JP13930489A JP13930489A JP2664248B2 JP 2664248 B2 JP2664248 B2 JP 2664248B2 JP 13930489 A JP13930489 A JP 13930489A JP 13930489 A JP13930489 A JP 13930489A JP 2664248 B2 JP2664248 B2 JP 2664248B2
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- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、接合レンズの光軸合わせ方法およびその装
置に関し、詳しくは、複数のレンズを接合して接合レン
ズを作る際のレンズの光軸を合わせるための方法および
装置に関するものである。
置に関し、詳しくは、複数のレンズを接合して接合レン
ズを作る際のレンズの光軸を合わせるための方法および
装置に関するものである。
複数のレンズを接合して、１つの接合レンズを作成す
る作業には、各々のレンズの光軸を合わせる必要がある
が、従来は、このような光軸合わせ作業の場合、目視を
主としていた。すなわち、、まず、複数のレンズを接着
剤により貼り合わせた後、このレンズに対して光線を入
射させると共にレンズ外径部を固定部材に突き当てた状
態で回転させ、その時の光線のふれを抑えるように適宜
レンズを移動して調整するようにしていた。
る作業には、各々のレンズの光軸を合わせる必要がある
が、従来は、このような光軸合わせ作業の場合、目視を
主としていた。すなわち、、まず、複数のレンズを接着
剤により貼り合わせた後、このレンズに対して光線を入
射させると共にレンズ外径部を固定部材に突き当てた状
態で回転させ、その時の光線のふれを抑えるように適宜
レンズを移動して調整するようにしていた。
しかしながら、上記従来例では、目視によっているた
め個人差があり、さらに作業の繰り返しによる疲労のた
めに光軸合わせ精度を一定に維持しづらい。
め個人差があり、さらに作業の繰り返しによる疲労のた
めに光軸合わせ精度を一定に維持しづらい。
また、作業対象のレンズ毎に焦点距離が異なっている
ために、対象のレンズが変わる毎に光線の像をカメラに
結像させるための補助レンズの取り替えおよび調整に手
間がかかるという問題点があった。
ために、対象のレンズが変わる毎に光線の像をカメラに
結像させるための補助レンズの取り替えおよび調整に手
間がかかるという問題点があった。
本発明の目的は、上述した従来の問題点に着目し、そ
の解決を図るべく、焦点距離の異なる接合レンズに対し
ても汎用的かつ容易に光軸合わせを実施することのでき
る接合レンズの光軸合わせ装置を提供することにある。
の解決を図るべく、焦点距離の異なる接合レンズに対し
ても汎用的かつ容易に光軸合わせを実施することのでき
る接合レンズの光軸合わせ装置を提供することにある。
本発明による第１の形態は、平行光束を同心円状をな
す回折格子に照射し、透過する回折光を基準となるマス
ターレンズを介して観察し、得られる明暗パターンの重
心位置を求めるステップと、前記マスターレンズに代え
て第１のレンズを固定すると共にこの第１のレンズに接
合される第２のレンズを第１のレンズの上に配置するス
テップと、これら第１および第２のレンズを介して前記
回折光を観察し、得られる明暗パターンの重心位置が前
記マスターレンズによる明暗パターンの重心位置と合致
するように、前記第２のレンズの位置を調整するステッ
プとを具えたことを特徴とする接合レンズの光軸合わせ
方法にある。
す回折格子に照射し、透過する回折光を基準となるマス
ターレンズを介して観察し、得られる明暗パターンの重
心位置を求めるステップと、前記マスターレンズに代え
て第１のレンズを固定すると共にこの第１のレンズに接
合される第２のレンズを第１のレンズの上に配置するス
テップと、これら第１および第２のレンズを介して前記
回折光を観察し、得られる明暗パターンの重心位置が前
記マスターレンズによる明暗パターンの重心位置と合致
するように、前記第２のレンズの位置を調整するステッ
プとを具えたことを特徴とする接合レンズの光軸合わせ
方法にある。
また、この方法を実現し得る本発明による第２の形態
は、同心円状をなす回折格子と、この回折格子に平行光
束を照射する手段と、第１のレンズを固定状態で保持す
るための手段と、前記第１のレンズ上に重ね合わされて
接合される第２のレンズを保持し、これをその光軸と交
差する方向に位置調整可能な手段と、これら第１および
第２のレンズを介して前記回折格子からの回折光を観察
するための撮像手段と、この撮像手段によって観察され
る明暗パターンの重心位置を決定するための手段とを具
え、前記第１のレンズを固定状態で保持する手段は、前
記第１のレンズに代えて基準となるマスターレンズを固
定状態で保持可能であることを特徴とする接合レンズの
光軸合わせ装置にある。
は、同心円状をなす回折格子と、この回折格子に平行光
束を照射する手段と、第１のレンズを固定状態で保持す
るための手段と、前記第１のレンズ上に重ね合わされて
接合される第２のレンズを保持し、これをその光軸と交
差する方向に位置調整可能な手段と、これら第１および
第２のレンズを介して前記回折格子からの回折光を観察
するための撮像手段と、この撮像手段によって観察され
る明暗パターンの重心位置を決定するための手段とを具
え、前記第１のレンズを固定状態で保持する手段は、前
記第１のレンズに代えて基準となるマスターレンズを固
定状態で保持可能であることを特徴とする接合レンズの
光軸合わせ装置にある。
本発明によると、光軸合わせの基準となるマスターレ
ンズを第１のレンズを固定状態で保持するための手段に
固定保持し、同心円状をなす回折格子に平行光束を照射
し、この回折格子を通った回折光の明暗パターンをマス
ターレンズを介して撮像手段により観察する。そして、
この明暗パターンの重心位置を決定する。
ンズを第１のレンズを固定状態で保持するための手段に
固定保持し、同心円状をなす回折格子に平行光束を照射
し、この回折格子を通った回折光の明暗パターンをマス
ターレンズを介して撮像手段により観察する。そして、
この明暗パターンの重心位置を決定する。
次に、マスターレンズに代えて第１のレンズを固定状
態で保持し、この第１のレンズの上に第２図のレンズを
重ね合わせ、これら第１及び第２のレンズで回折格子を
通った回折光の明暗パターンを観察する。そして、この
明暗パターンの重心位置がマスターレンズによる明暗パ
ターンの重心位置と一致するように、第２のレンズの位
置調整をして第１および第２のレンズの光軸合わせを行
う。
態で保持し、この第１のレンズの上に第２図のレンズを
重ね合わせ、これら第１及び第２のレンズで回折格子を
通った回折光の明暗パターンを観察する。そして、この
明暗パターンの重心位置がマスターレンズによる明暗パ
ターンの重心位置と一致するように、第２のレンズの位
置調整をして第１および第２のレンズの光軸合わせを行
う。
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具
体的に説明する。
体的に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す。ここで、１はレー
ザー光源、２はレンズを用いて平行光束を得るようにし
たコリメータ、３はその平行光束に対して直角の方向に
設けられた同心円状の回折格子、４は全反射鏡、５は接
合すべきレンズのうちの固定レンズ（第１のレンズ）、
６は固定レンズ５を高精度に把持するチャック、７は接
合すべきレンズのうちの調整レンズ（第２のレンズ）、
８は調節レンズを微小変位させるための高精度なマイク
ロメータ、９はマイクロメータ駆動用モータ、10は後述
するようにして結合すべき２枚のレンズ5,7を介して回
折格子３を通った回折光の明暗パターンを観察するため
のカメラ、11はカメラ10により撮像された明暗パターン
が信号として入力される画像処理装置である。
ザー光源、２はレンズを用いて平行光束を得るようにし
たコリメータ、３はその平行光束に対して直角の方向に
設けられた同心円状の回折格子、４は全反射鏡、５は接
合すべきレンズのうちの固定レンズ（第１のレンズ）、
６は固定レンズ５を高精度に把持するチャック、７は接
合すべきレンズのうちの調整レンズ（第２のレンズ）、
８は調節レンズを微小変位させるための高精度なマイク
ロメータ、９はマイクロメータ駆動用モータ、10は後述
するようにして結合すべき２枚のレンズ5,7を介して回
折格子３を通った回折光の明暗パターンを観察するため
のカメラ、11はカメラ10により撮像された明暗パターン
が信号として入力される画像処理装置である。
第２図は、調整レンズ７の駆動系を示す。調整レンズ
７は、２方向からマイクロメータ８のヘッド8Aに突き当
てられて保持されると共に、反対方向から圧縮ばね12に
よりマイクロメータ８のヘッド8Aに向けて付勢されてい
る。従って、２つのマイクロメータ８をそれぞれ適量微
動させることにより、調整レンズ７を光軸と直交する２
次元平面内で任意の方向に微小変位させることができ
る。
７は、２方向からマイクロメータ８のヘッド8Aに突き当
てられて保持されると共に、反対方向から圧縮ばね12に
よりマイクロメータ８のヘッド8Aに向けて付勢されてい
る。従って、２つのマイクロメータ８をそれぞれ適量微
動させることにより、調整レンズ７を光軸と直交する２
次元平面内で任意の方向に微小変位させることができ
る。
また、第１図に示す回折格子３は、光が透過する光透
過部と光が透過しない光不透過部とを一定間隔で同心円
状に形成したもので、その間隔、つまり格子定数は例え
ば50μｍに設定されている。そこで、本発明ではコリメ
ータ２を介して得られたレーダー光からの平行光束が回
折格子３を通過することによって得られる光の回折現象
を利用し、後述するようにして光軸合わせを行うが、い
ま、上述の平行光束13が第３図に示すように回折格子３
の光透過部3Aを通過すると、回折現象によって光がそれ
ぞれ拡散する。
過部と光が透過しない光不透過部とを一定間隔で同心円
状に形成したもので、その間隔、つまり格子定数は例え
ば50μｍに設定されている。そこで、本発明ではコリメ
ータ２を介して得られたレーダー光からの平行光束が回
折格子３を通過することによって得られる光の回折現象
を利用し、後述するようにして光軸合わせを行うが、い
ま、上述の平行光束13が第３図に示すように回折格子３
の光透過部3Aを通過すると、回折現象によって光がそれ
ぞれ拡散する。
ここで、回折格子３の光透過部3Aにて所定の回折角θ
で拡散する光の経路を模式的に表す第４図に示すよう
に、レンズ14を通過した回折格子３からの回折光は、こ
のレンズ14によって集光され、その焦点面Ｆおよびその
前後の例えばI1面,I2面,I3面,I1′面,I2′面などに回折
格子３と相似形の明暗パターンが形成される。これら焦
点面ＦおよびI1,I2,I3,I1′,I2′面にて形成される明暗
パターンは、光透過部3Aの間隔が微小であるので、光軸
15に沿ってほぼ連続的に、かつ光軸15を中心とするほぼ
同心円状に形成される。
で拡散する光の経路を模式的に表す第４図に示すよう
に、レンズ14を通過した回折格子３からの回折光は、こ
のレンズ14によって集光され、その焦点面Ｆおよびその
前後の例えばI1面,I2面,I3面,I1′面,I2′面などに回折
格子３と相似形の明暗パターンが形成される。これら焦
点面ＦおよびI1,I2,I3,I1′,I2′面にて形成される明暗
パターンは、光透過部3Aの間隔が微小であるので、光軸
15に沿ってほぼ連続的に、かつ光軸15を中心とするほぼ
同心円状に形成される。
しかして、このような現象はレンズ14の焦点距離が如
何に変わっても同様に発生するもので、本発明ではこの
現象を利用し、次の手順に従って接合すべき２枚のレン
ズ5,7の光軸合わせを行う。
何に変わっても同様に発生するもので、本発明ではこの
現象を利用し、次の手順に従って接合すべき２枚のレン
ズ5,7の光軸合わせを行う。
すなわち、まず、前準備として非常に精度よく貼り合
わされた基準となるマスターレンズを用意し、これを第
１図に示すチャック６に固定する。そして、このマスタ
ーレンズを介して回折格子３からの回折格子の明暗パタ
ーンをカメラ10にて撮像し、画像処理装置11を用いて明
暗パターンの重心位置（XG,YG）を演算する。
わされた基準となるマスターレンズを用意し、これを第
１図に示すチャック６に固定する。そして、このマスタ
ーレンズを介して回折格子３からの回折格子の明暗パタ
ーンをカメラ10にて撮像し、画像処理装置11を用いて明
暗パターンの重心位置（XG,YG）を演算する。
次に、接合すべき２枚のレンズ5,7のうちの固定レン
ズ５をマスターレンズに代えてチャック６に正確に固定
した上、接着剤を介して調整レンズ７を固定レンズ５の
上に重ね合わせ、しかる後、この２枚のレンズ5,7を介
した回折格子３からの回折光の明暗パターンをカメラ10
にて撮像し、画像処理装置11を用いて明暗パターンの重
心位置（XG,YG）を演算する。そして、この重心位置（X
G,YG）と先に求めたマスターレンズによる明暗パターン
の重心位置（XGO,YGO）とが一致するように、調整レン
ズ７の位置をマイクロメータ８のヘッド8Aで微調整す
る。
ズ５をマスターレンズに代えてチャック６に正確に固定
した上、接着剤を介して調整レンズ７を固定レンズ５の
上に重ね合わせ、しかる後、この２枚のレンズ5,7を介
した回折格子３からの回折光の明暗パターンをカメラ10
にて撮像し、画像処理装置11を用いて明暗パターンの重
心位置（XG,YG）を演算する。そして、この重心位置（X
G,YG）と先に求めたマスターレンズによる明暗パターン
の重心位置（XGO,YGO）とが一致するように、調整レン
ズ７の位置をマイクロメータ８のヘッド8Aで微調整す
る。
以上の処理を行い、接着剤を硬化させることにより、
一対のレンズ5,7の光軸をマスターレンズの光軸とほぼ
同じ精度に合わせることができる。
一対のレンズ5,7の光軸をマスターレンズの光軸とほぼ
同じ精度に合わせることができる。
なお、上述した実施例では光軸合わせのためのマイク
ロメータ８の操作を手動にて行うようにしたが、マイク
ロメータ８のヘッド8Aの送りをサーボモータを用いて行
い、さらにマイクロコンピュータによって、接合すべき
２枚のレンズ5,7を介して得られる明暗パターンの重心
位置（XG,YG）と、マスターレンズを介して得られる明
暗パターンの重心位置（XGO,YGO）との比較を基に、上
記サーボモータの駆動量の演算をリアルタイムで行うよ
うにすれば、光軸合わせ全体の動作を自動的に一貫して
行うことが可能となる。
ロメータ８の操作を手動にて行うようにしたが、マイク
ロメータ８のヘッド8Aの送りをサーボモータを用いて行
い、さらにマイクロコンピュータによって、接合すべき
２枚のレンズ5,7を介して得られる明暗パターンの重心
位置（XG,YG）と、マスターレンズを介して得られる明
暗パターンの重心位置（XGO,YGO）との比較を基に、上
記サーボモータの駆動量の演算をリアルタイムで行うよ
うにすれば、光軸合わせ全体の動作を自動的に一貫して
行うことが可能となる。
本発明の接合レンズの光軸合わせ方法およびその装置
によると、同心円状の回折格子に平行光束を照射し、そ
の回折光の明暗パターンを接合すべきレンズを介して観
察し、基準となるマスターレンズによる明暗ターンと一
致するように、接合すべき一方のレンズの位置を調整す
るようにしたので、接合すべきレンズの焦点距離の如何
に拘らず、この接合すべきレンズとカメラとの間に、従
来のように接合すべきレンズの焦点距離に対応した補助
レンズをいちいち介装する必要がなく、汎用的に光軸合
わせができるようになった。
によると、同心円状の回折格子に平行光束を照射し、そ
の回折光の明暗パターンを接合すべきレンズを介して観
察し、基準となるマスターレンズによる明暗ターンと一
致するように、接合すべき一方のレンズの位置を調整す
るようにしたので、接合すべきレンズの焦点距離の如何
に拘らず、この接合すべきレンズとカメラとの間に、従
来のように接合すべきレンズの焦点距離に対応した補助
レンズをいちいち介装する必要がなく、汎用的に光軸合
わせができるようになった。
第１図は、本発明による接合レンズの光軸合わせ方法を
実現し得る本発明装置の一例を模式的に示す構成図、 第２図は、本発明にかかる調整レンズの微動調整手段の
構成図、 第３図は、本発明にかかる回折格子による光の回折現象
の説明図、 第４図は、回折格子を透過した回折光による明暗パター
ンの形成原理を表す幾何図面である。 また、図中の符号で、 １……レーザー光源、 ２……コリメータ、 ３……回折格子、 ５……固定レンズ、 ６……チャック、 ７……調整レンズ、 ８……マイクロメータ、 ９……モータ、 10……カメラ、 11……画像処理装置、 13……平行光束、 15……レンズの光軸である。
実現し得る本発明装置の一例を模式的に示す構成図、 第２図は、本発明にかかる調整レンズの微動調整手段の
構成図、 第３図は、本発明にかかる回折格子による光の回折現象
の説明図、 第４図は、回折格子を透過した回折光による明暗パター
ンの形成原理を表す幾何図面である。 また、図中の符号で、 １……レーザー光源、 ２……コリメータ、 ３……回折格子、 ５……固定レンズ、 ６……チャック、 ７……調整レンズ、 ８……マイクロメータ、 ９……モータ、 10……カメラ、 11……画像処理装置、 13……平行光束、 15……レンズの光軸である。
Claims (2)
- 【請求項１】平行光束を同心円状をなす回折格子に照射
し、透過する回折光を基準となるマスターレンズを介し
て観察し、得られる明暗パターンの重心位置を求めるス
テップと、 前記マスターレンズに代えて第１のレンズを固定すると
共にこの第１のレンズに接合される第２のレンズを第１
のレンズの上に配置するステップと、 これら第１および第２のレンズを介して前記回折光を観
察し、得られる明暗パターンの重心位置が前記マスター
レンズによる明暗パターンの重心位置と合致するよう
に、前記第２のレンズの位置を調整するステップと を具えたことを特徴とする接合レンズの光軸合わせ方
法。 - 【請求項２】同心円状をなす回折格子と、 この回折格子に平行光束を照射するための手段と、 第１のレンズを固定状態で保持するための手段と、 前記第１のレンズ上に重ね合わされて接合される第２の
レンズを保持し、これをその光軸と交差する方向に位置
調整可能な手段と、 これら第１および第２のレンズを介して前記回折格子か
らの回折光を観察するための撮像手段と、 この撮像手段によって観察される明暗パターンの重心位
置を決定するための手段と を具え、前記第１のレンズを固定状態で保持する手段
は、前記第１のレンズに代えて基準となるマスターレン
ズを固定状態で保持可能であることを特徴とする接合レ
ンズの光軸合わせ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13930489A JP2664248B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 接合レンズの光軸合わせ方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13930489A JP2664248B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 接合レンズの光軸合わせ方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035704A JPH035704A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2664248B2 true JP2664248B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=15242172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13930489A Expired - Fee Related JP2664248B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 接合レンズの光軸合わせ方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2664248B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68916235T2 (de) * | 1989-05-08 | 1995-01-19 | Sumitomo Metal Ind | Legierung auf Zirkon-Basis mit erhöhter Beständigkeit gegen Korrosion durch Salpetersäure und mit guter Kriechbeständigkeit. |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP13930489A patent/JP2664248B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH035704A (ja) | 1991-01-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |