JP3922946B2 - レンズ系の偏心測定装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ系の各面の偏心量を測定するレンズ系の偏心測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
レンズ系の偏心測定では、例えば特開平5−312670号公報に記載されるように、被測定レンズ系各面について作業者の経験とカンによって球心位置への移動を行ってから、オートコリメート法による偏心量の測定を行っている。
【0003】
図10は、オートコリメーション法による偏心測定装置の概略を示し、ズーム光学系150及び被測定レンズ系140が光源151の光軸上に配置されている。120Aは、被測定レンズ系140の被測定面104Aの球心位置、120Bは、被測定面104Bの球心位置、120Cは被測定面104Cの球心位置である。ここで、球心位置は、被測定レンズ系の各面の球心に集光するズーム光学系150の移動レンズ群の位置である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、被測定レンズ系140の被測定面104Aの球心位置120Aは、被測定レンズ系140の製造誤差や、設置誤差により、計算上の位置とずれるため、ズーム光学系150の移動レンズ群の位置の調整が必要となる。しかしながら、被測定レンズ系140の被測定面104A以外の面、例えば被測定面104B,104Cもそれぞれ球心位置120B,120Cを有しているため、目的の面の球心位置を探すには熟練が必要となっている。
【0005】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、被測定レンズ系の目的の面の球心位置を簡単に判別することが可能なレンズ系の偏心測定装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項1の発明は、光源と、被測定レンズ系と、移動レンズ群を有するズーム光学系と、移動レンズ駆動手段と、被測定レンズの被測定面の反射像を観察する観察光学系と、演算手段とを有し、被測定レンズ系の予め計算された位置に指標像を投影し、被測定レンズ系内の被測定面による反射像の基準位置からのズレ量を観察光学系によって測定し、演算手段の計算によってレンズの偏心量を求めるレンズ系の偏心測定装置において、被測定レンズ系各面の球心に集光する移動レンズ群の位置と、現在の移動レンズ群の位置とを表示する球心位置モニタを備えることを特徴とする。
【0007】
請求項2の発明は、請求項1記載のレンズ系の偏心測定装置であって、前記球心位置モニタは、被測定レンズ系各面の球心に集光する移動レンズ群の位置と、現在の移動レンズ群の位置と、被測定レンズ各面の面頂に集光する移動レンズ群の位置とを表示することを特徴とする。
【0008】
請求項1及び2の発明では、被測定レンズ系における各面の設計上の球心位置と現在位置が同時に見られるため、スポット像がどの面の求心位置かを容易に判断することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、一般的なレンズ系の偏心測定装置の全体構成を示す。光源1としてのレーザーダイオードの光軸9上に、偏光ビームスプリッタ2と、移動レンズ群3A及び固定レンズ群3Bを有したズーム光学系3と、被測定レンズ系4とが配置されている。ズーム光学系3は移動レンズ群駆動回路6に接続されることにより、その移動レンズ群3Aが光軸9に沿って移動可能となっている。また、偏光ビームスプリッタ2による反射光の集光位置には、テレビカメラ5が配置されている。このテレビカメラ5及び移動レンズ群駆動回路6には、パソコン7が電気的に接続されている。
【0010】
このような偏心測定装置では、パソコン7により被測定レンズ系4の設計式と、測定光学系(ズーム光学系)の設計式から被測定面4Aの球心位置を算出し、移動レンズ群駆動回路6を通して、移動レンズ群3Aを被測定面4Aの計算上の球心位置へ移動させる。
【0011】
ここで、オートコリメート状態となっていれば、テレビカメラ5より取りこまれた被測定面4Aの反射像は図2(a)で示すドット10の状態となっているが、一般に、被測定レンズ系4の製造誤差などにより、計算上の球心位置と実際の球心位置がずれているため、図2(b)の10Aで示すようにぼけているか、全く見えない状態となっている。
【0012】
次に、移動レンズ群3Aを前後に移動させ、実際の球心の位置に合わせて図2(a)の状態に調整する。そして、図示しない回転機構により、被測定レンズ系4を光軸9中心に回転させる。このとき、図3に示すように、被測定面の反射像10も回転するため、その回転中心を基準位置11としてズレ量dx,dyを求め、計算によりレンズの偏心量を求める。
【0013】
なお、光源1としては、ハロゲンランプ、偏光ビームスプリッターに代えてハーフミラーを用いることができる。また、ズーム光学系2としては、2群構成ではなく、3群構成や、レンズ交換を含んだ構成を用いることができる。さらに、基準位置の算出を被測定レンズ系4の回転ではなく、特開平7−140038号公報のようにイメージローテータを使っても良い。
【0014】
以上の一般的な偏心測定装置に対し、この実施の形態では、パソコン7に対して、測定光学系としてのズーム光学系3の設計式及び被測定レンズ系の設計式が入力される。また、演算手段としてのパソコン7は、各面の球心位置を計算する手段を有していると共に、計算上の球心位置および現在の移動レンズ群位置(以下、現在位置)をディスプレーに表示する手段を有している。
【0015】
図4に示すように、被測定レンズの各面4A,4B,4Cの球心に集光する移動レンズ群の位置(球心位置)は、それぞれ20A,20B,20Cとなっている。この実施の形態では、図5のグラフに示すように、縦軸に面番号、横軸に移動レンズ群の位置をとり、図3に示す各面4A,4B,4Cの球心位置20A,20B,20Cをグラフ上に30A,30B,30Cとして表示し、移動レンズ群の位置(現在位置)31をリアルタイム表示する球心位置モニタ32を有している。
【0016】
このように、被測定レンズ系における各面4A,4B,4Cの設計上の球心位置20A,20B,20Cと現在位置30A,30B,30Cとが同時に見られることにより、スポット像がどの面の求心位置かを容易に判断することができ、熟練を要することなく、目的の面の球心位置を検出することができる。
【0017】
この実施の形態の変形例として、図6に示すように球心位置でソートしても良い。この場合には、球心位置の順に処理が可能なため、移動レンズ群の移動量を減らすことができる。
【0018】
また、収差によって、反射像が現れる範囲が大きい場合、図7に示すように、収差が大きい面のマーク41を大きくしても良い。この場合には、設計位置から離れた場所で球心位置が発見されても、設定ミスではなく、収差であるとの判断が可能となる。マークは丸である必要はなく、三角、四角、菱形等の多角形であっても良い。
【0019】
なお、ズーム光学系3として、レンズ交換を含む場合は、現在設置されているレンズを含んだ光学系での球心位置を表示すれば良い。
【0020】
図8及び図9は、球心位置モニタの別の実施の形態を示す。この実施の形態の球心位置モニタは、球心位置及び現在位置に加えて、面頂位置を表示するものである。すなわち、図8において、20A1は被測定レンズの面4Aの面頂位置であり、球心位置モニタは、この面頂位置を図9の30A1で示すように表示する。被測定レンズのその他の面の面頂位置についても、同様に表示するものである。これにより、スポット像がどの面の求心位置かを容易に判断することがさらに容易となる。
【0021】
【発明の効果】
請求項1及び2の発明によれば、熟練を要することなく、容易に被測定レンズの目的の面の球心位置を検出することができ、しかも収差による球心位置のズレを設定誤差と間違えることがなく、さらには、移動レンズ群の移動量を最小に押さえることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】レンズ系の偏心測定装置の全体構成を示す側面図である。
【図2】(a)及び(b)は被測定レンズの面の反射像の正面図である。
【図3】基準位置からのフレ量を説明する正面図である。
【図4】被測定レンズの各面の球心位置を示す側面図である。
【図5】実施の形態の球心位置モニタを示すグラフである。
【図6】ソートした場合の球心位置モニタを示すグラフである。
【図7】収差での表示を行う球心位置モニタを示すグラフである。
【図8】被測定レンズの面頂位置を示す側面図である。
【図9】面頂位置を示す球心位置モニタのグラフである。
【図10】従来の偏心測定装置の側面図である。
【符号の説明】
1 光源
2 偏光ビームスプリッタ
3 ズーム光学系
3A 移動レンズ群
4 被測定レンズ系
5 テレビカメラ
6 移動レンズ駆動回路
7 パソコン
9 光軸
Claims (2)
- 光源と、被測定レンズ系と、移動レンズ群を有するズーム光学系と、移動レンズ駆動手段と、被測定レンズの被測定面の反射像を観察する観察光学系と、演算手段とを有し、被測定レンズ系の予め計算された位置に指標像を投影し、被測定レンズ系内の被測定面による反射像の基準位置からのズレ量を観察光学系によって測定し、演算手段の計算によってレンズの偏心量を求めるレンズ系の偏心測定装置において、
被測定レンズ系各面の球心に集光する移動レンズ群の位置と、現在の移動レンズ群の位置とを表示する球心位置モニタを備えることを特徴とするレンズ系の偏心測定装置。 - 前記球心位置モニタは、被測定レンズ系各面の球心に集光する移動レンズ群の位置と、現在の移動レンズ群の位置と、被測定レンズ各面の面頂に集光する移動レンズ群の位置とを表示することを特徴とする請求項1記載のレンズ系の偏心測定装置。
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