JP2962489B2 - レンズ系の偏心量測定方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレンズ系の偏心量を測定
する方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レンズ系の偏心量の測定には従前よりオ
ートコリメーション法が使用されている。図７はオート
コリメーション法による一般的な測定例を示す。

【０００３】この測定はレンズ系を構成する各レンズ面
Ｓ1,Ｓ2,Ｓ3,Ｓ4 のうち、測定しようとする面、例えば
面Ｓ1 の見かけの曲率中心、すなわち、被測定面Ｓ1 と
図示しない観察系との間に介在する別の面（図示例では
Ｓ2,Ｓ3,Ｓ4 ）によって生ずる被測定面Ｓ1 の虚像の曲
率中心の位置Ａに、オートコリメーションによって指標
Ｉ1 を投影し、面Ｓ1 による等倍の反射像Ｉ2 をＡと同
じ位置に生じさせるようになっている。このとき、測定
の基準軸Ｂに関して全ての面に偏心がなければ８この基
準軸Ｂ上に指標像Ｉ1 の反射像Ｉ2 が形成されるが、も
し何だかの面に偏心が存在すれば、基準軸Ｂと直交し且
つ紙面に平行なＹ方向に△Ｙ、或は紙面と直交するＺ方
向に△Ｚだけふれた位置に反射像Ｉ2 が形成される。こ
のふれ量△Ｙおよび△Ｚ（以下、△と記する）は個々の
面の偏心量εに比例するので、各面についてその見かけ
の曲率中心位置に投影した指標像Ｉ1 のこのようなふれ
量△の測定値を得れば、計算によってこの測定基準軸Ｂ
に対する各面の偏心量δを求めることができる。

【０００４】図８はこのオートコリメーション法を用い
た従来の偏心量測定装置を示す（特公昭５１−９６２０
号公報）。この装置は基準軸Ｂに沿って、光源Ｓ，コン
デンサーレンズＣにより、指標Ｉを被測定レンズ系Ｌの
各レンズ面Ｓ1,Ｓ2,Ｓ3 …の予め定められた曲率中心位
置に順次投影し、この指標Ｉを半透鏡Ｈ，コリメータレ
ンズＫを介して被測定レンズ系Ｌの該当レンズ面で反射
させ等倍の反射像Ｉ2 を結像面Ｆに形成させる。一方コ
リメータレンズＫと被測定レンズ系Ｌの間の光路に半透
鏡Ｈ′を斜設し、この半透鏡Ｈ′の光路上に光源Ｓ′，
コンデンサーレンズＣ′，指標Ｉ°，コリメータレンズ
Ｋ′，イメージローテータＲを有した基準軸設定用光学
系を配設している。かかる構成によれば、基準軸設定用
光学系の光源Ｓ′，コンデンサーレンズＣ′により、指
標Ｉ°を形成して、この指標Ｉ°の像Ｉ2 °をコリメー
タレンズＫ′，イメージローテータＲ，半透鏡Ｈ′によ
り結像面Ｆにて観察し、像Ｉ°2 の中心から反射像Ｉ2
との座標差をとり、ふれ量△Ｙ，△Ｚを求めることがで
きる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】オートコリメーション
法を用いた従来技術では、レンズ系Ｌのレンズ面Ｓ1 の
偏心を求める場合、レンズ面Ｓ1 よりも光路前方に位置
するレンズ面（Ｓ2,Ｓ3,Ｓ4 またはＳ2,Ｓ3 ）の偏心を
考慮しなければならず、このため、これらの前方のレン
ズ面を前以って測定する必要がある。従って、測定対象
となるレンズ面Ｓ1 の前方側のレンズ面のいずれかが測
定できない場合には、レンズ面Ｓ1 の偏心量の測定がで
きない不都合がある。このことは例えば、レンズ系のレ
ンズ面数が多くなって、反射光が少なくなり、これによ
り反射像を得ることができない場合に生じる。また、こ
のように前方側のレンズ面の偏心を考慮しながら算出す
るため、レンズ面の数が多くなると、その累積誤差が大
きくなり、精度が低下する問題もあった。

【０００６】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされ、前方側のレンズ面の影響を受けることなく、高
精度に偏心量を測定することができるレンズ系の偏心量
測定方法およびその装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明においては、Ｘ線が金属やプラスチックを透過す
るがガラスは透過しにくい性質を利用したものである。
すなわち金属製等の鏡枠内に組み込んだ状態の複数枚の
ガラスレンズ（複合レンズ）に対し、その鏡枠の外側の
側面からＸ線を照射してガラスレンズの像を得、この像
から個々のガラスレンズの偏心量を求めるようにしてい
る。

【０００８】図１は本発明の偏心量測定装置の基本構成
を示す。この測定装置１はＸ線発生部２および被検レン
ズ（ガラスレンズ）１２，１２を鏡枠内に組み込んだレ
ンズ系４を備えている。レンズ系４はガラスレンズ１
２，１２に対し、光軸と直交する方向からＸ線が照射す
るように配置される。Ｘ線発生部２から出射したＸ線は
入射Ｘ線３となって、レンズ系４に入射し、その透過Ｘ
線５が撮像部６に入射する。撮像部６はＸ線用撮像デバ
イスを有し、透過Ｘ線を受光して画像として撮像する。
この撮像部６には撮像された画像を処理する画像処理部
７が接続され、この画像処理部７に処理された画像に基
づいてレンズの偏心量を算出する演算処理部８が接続さ
れ、さらに演算結果を可視表示する表示部９が接続され
ている。

【０００９】なお、入射Ｘ線３はその光束が広がるよう
になっているが、スリット（図示省略）をレンズ系４の
光軸方向に移動可能に設け、このスリットを通過させる
ことにより平行光線束としてレンズ系４の被検レンズ１
２，１２を照射するようにしても良い。

【００１０】

【作用】Ｘ線発生部２はレンズ系４の被検レンズ１２，
１２に対し、その光軸と直交する方向からＸ線を照射す
る。撮像部６はレンズ系４を透過した透過Ｘ線５を取り
込んで撮像する。画像処理部７は撮像された画像を処理
する。

【００１１】図２および図３は画像処理部７におけるそ
れぞれの処理を示す。これらの図において、１０は撮像
部６の被検レンズ１２，１２のレンズ画像の光軸と一致
するように設定された測定基準軸，１１はレンズ面像の
光軸と平行方向に設定されると共に、光軸と垂直方向に
移動するように設定されたマスク軸である。また、図２
において、１３はマスク軸１１と被検レンズ１２のレン
ズ画像とで囲まれた部分の重心座標であり、図３におい
て、１４はマスク軸１１と被検レンズ１２のレンズ画像
のエッジとの交点１５からの中心座標である。図２は被
検レンズ１２のレンズ画像に対して２値化処理を行うも
のである。すなわち、マスク軸１１により被検レンズ１
２のレンズ画像を各面毎に区切って、その重心座標１３
を算出する処理を行う。そして、被検レンズ１２の偏心
量（傾き）δを重心座標１３の位置およびレンズ面の半
径Ｒから、δ＝ｆ（Ｒ，重心）として算出する。一方、
図３は被検レンズ１２のレンズ画像をエッジ処理し、マ
スク軸１１をエッジ処理したレンズ面と交差させ、その
交点の中心座標１４を算出する処理を行う。この図３で
は中心座標１４と測定基準軸１０との差ｅを求め、被検
レンズの偏心量δをδ＝ｅ／Ｒとして算出する。

【００１２】演算処理部８は以上のような演算処理によ
り被検レンズの偏心量を算出し、表示部９はこの算出結
果を算出する。

【００１３】このような処理では被検レンズの偏心量を
個々のレンズに対して算出するため、前方側の他のレン
ズのレンズ面の影響を受けることがなく、高精度に検出
することができる。

【００１４】

【実施例１】以下、本発明を図示する実施例により具体
的に説明する。なお各実施例において、図１と同一の要
素は同一の符号で対応させてある。

【００１５】図４に本発明の実施例１を示す。この実施
例１におけるレンズ系４は複数の被検レンズ（図示省
略）が縦方向に位置するように鏡枠に組み込まれて構成
されている。このレンズ系４は回転体２０上に載置され
てＸ線発生部３からＸ線が照射される。回転体２０は図
示しない駆動源により回転するが、この回転はレンズ系
４の光軸を回転中心として行われ、１分以内の回転精度
となっている。また、この回転体２０はレンズ系４の鏡
枠と同程度の厚さとすることにより、Ｘ線の吸収が抑制
されている。

【００１６】なお、画像処理部７はＸ線を受光するＸ線
用撮像デバイスを有するが、このデバイスとしては、蛍
光板やＸ線蛍光増倍管などが使用される。画像処理部は
これらのＸ線用撮像デバイスの像を撮像するテレビカメ
ラを備えるものである。また表示部９としては、ディス
プレイ装置やプリンタ装置などの可視表示手段が使用さ
れている。

【００１７】上記構成において、Ｘ線発生部２からレン
ズ系４にＸ線を照射し、レンズ系４からのレンズ画像を
撮像部６により検出するが、この検出時には回転体２０
を回転させて１回転に対し、９０°毎の４方向の画像を
検出する。検出した各画像は画像処理部７により、図３
で示した処理が行われる。演算処理部８は各画像の中心
点１４（図３参照）を求め、これらの４つの座標の中心
を測定基準軸１０（図３参照）とする。そして、この測
定基準軸１０と中心点１４との距離を算出し、曲率半径
Ｒに基づき、δ＝ｅ／Ｒから偏心量δを演算する。

【００１８】この実施例１では個々のレンズに対して偏
心量を検出するため他のレンズの影響を受けることがな
いが、これに加えて２次元的な偏心量と偏心方向とを検
出することができる。

【００１９】

【実施例２】図５は本発明の実施例２を示す。この実施
例２では、レンズ系４に対しＸ線発生部２が直交方向に
２基配設されると共に、各Ｘ線発生部２に対応して撮像
部６も２基配設されている。一方、レンズ系４は横向き
に設けられて、Ｘ線が被検レンズの光軸と直交する方向
から照射されるようになっている。この場合、Ｘ線発生
部２の中心は被検レンズの光軸と一致している。また、
各撮像部６で検出されたレンズ画像は画像処理部７に処
理され、演算処理部８で偏心量が算出される。

【００２０】上記構成ではレンズ系４の被検レンズに対
して２方向からＸ線が照射され、それぞれのレンズ画像
が対応する撮像部６により検出される。演算処理部８は
図３に示す方法で各レンズ画像の偏心量を算出する。こ
の算出時において、測定基準軸１０は各レンズ画像にお
いて任意に設定するようになっている。

【００２１】このような実施例２ではレンズ系４がズー
ムレンズのように内部に移動部分を有しても測定するこ
とができる。

【００２２】

【実施例３】図６は本発明の実施例３を示す。この実施
例３は実施例１とオートコリメーション法とを組み合わ
せたものであり、レンズ系４は回転体２０により回転す
るようになっている。オートコリメーション法による偏
心量の測定は、基準軸Ｂに沿って光源Ｓ，コンデンサー
レンズＣより指標Ｉを被検レンズ系Ｌの各レンズ面Ｓ1,
Ｓ2,Ｓ3 …の予め定められた曲率中心位置に順次投影
し、この指標Ｉを半透鏡Ｈ，コリメータレンズＫを介し
てレンズ系４の該当する被検レンズ面で反射させて等倍
の反射像Ｉ2 を形成する。このときレンズ系４を基準軸
Ｂを中心に回転させながら、反射像Ｉ2 を半透鏡Ｈによ
り側方に反射し、結像面Ｆに反射像Ｉ2 を結像させ、接
眼レンズＥで、観察し、ふれ量△Ｙ，△Ｚを求める。

【００２３】この実施例３では、実施例１とオートコリ
メーション法とを組み合わせることにより、レンズ系の
回転に起因してオートコリメーション法では測定できな
いレンズ、例えば反射光が弱く、反射像ができなかった
り、他のレンズからの反射像が同時にできた場合に、実
施例１の方法で補うものである。すなわち、例えばレン
ズ面Ｓ3 がレンズ系４の回転に起因してオートコリメー
ション法では測定できない場合、レンズ面Ｓ，Ｓ2 が測
定できなくなるが、この場合には、レンズ面Ｓ3 の偏心
量を実施例１の方法によって測定し、この測定値に基づ
いてレンズ面Ｓ，Ｓ2 も測定することができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明はレンズ系の個々の被検レンズに
対して偏心量を測定するため、他のレンズのレンズ面の
影響を受けることなく、確実に、しかも精度良く測定す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成を示すブロック図。

【図２】レンズ面の偏心量を算出する説明図。

【図３】他のレンズ面の偏心量を算出する説明図。

【図４】本発明の実施例１を示すブロック図。

【図５】本発明の実施例２を示すブロック図。

【図６】本発明の実施例３を示すブロック図。

【図７】オートコリメーション法を示す説明図。

【図８】従来の偏心量測定方法を示す説明図。

【符号の説明】

２ Ｘ線発生部 ４ レンズ系 ６ 撮像部 ７ 画像処理部 ８ 演算処理部 １２ 被検レンズ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検レンズに対し光軸と直交する方向か
   らＸ線を照射して被検査レンズの投影像を作像し、この
   投影像に基づいて偏心量を算出することを特徴とするレ
   ンズ系の偏心量測定方法。
2. 【請求項２】 被検レンズに対し光軸と直交する方向か
   らＸ線を照射するＸ線発生部と、被検レンズからのＸ線
   を受光して被検レンズを撮像する撮像部と、撮像部の画
   像を処理する画像処理部と、処理された画像に基づいて
   レンズの偏心量を算出する演算処理部とを備えているこ
   とを特徴とするレンズ系の偏心量測定装置。