JPH06265766A - レンズ系光軸調整装置 - Google Patents
レンズ系光軸調整装置Info
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- JPH06265766A JPH06265766A JP5050702A JP5070293A JPH06265766A JP H06265766 A JPH06265766 A JP H06265766A JP 5050702 A JP5050702 A JP 5050702A JP 5070293 A JP5070293 A JP 5070293A JP H06265766 A JPH06265766 A JP H06265766A
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- lens system
- lens
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
- G01B11/27—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes
- G01B11/272—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing the alignment of axes using photoelectric detection means
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 高速に点像の位置を検出し、レンズ系の微動
調整を自動的に行って、調整後のレンズ系の位置をその
まま維持し接着固定できるようにする。 【構成】 対象レンズ系Ｔは、レンズ系１０、玉枠９、
本体取付部１１、調整対象のレンズ系８、調整治具７か
ら構成され、顕微鏡レンズ１２は、粗調心二軸２２によ
って動かされる。画像処理部１４は、ＣＣＤカメラ１３
より得るビデオ信号Ｓ１から、各画素の２値化された照
度の情報を持つ信号Ｓ２を生成し演算処理部１５に与え
る。演算処理部１５は微調心二軸２１、粗調心二軸２
２、フォーカス軸２３に対してフィードバックし光軸調
整を行う。紫外線照射ユニット６は調心が完了すると、
演算処理部１５の指示で対象レンズ系Ｔの真上に移動し
て紫外線硬化型の接着材に対し紫外線を照射する。
調整を自動的に行って、調整後のレンズ系の位置をその
まま維持し接着固定できるようにする。 【構成】 対象レンズ系Ｔは、レンズ系１０、玉枠９、
本体取付部１１、調整対象のレンズ系８、調整治具７か
ら構成され、顕微鏡レンズ１２は、粗調心二軸２２によ
って動かされる。画像処理部１４は、ＣＣＤカメラ１３
より得るビデオ信号Ｓ１から、各画素の２値化された照
度の情報を持つ信号Ｓ２を生成し演算処理部１５に与え
る。演算処理部１５は微調心二軸２１、粗調心二軸２
２、フォーカス軸２３に対してフィードバックし光軸調
整を行う。紫外線照射ユニット６は調心が完了すると、
演算処理部１５の指示で対象レンズ系Ｔの真上に移動し
て紫外線硬化型の接着材に対し紫外線を照射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レンズ系の光軸調整装
置に関するものである。
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】カメラ用レンズ、光ディスク用ピックア
ップレンズ等の光学エレメントのコンパクト化及び非球
面レンズの多様化により、一枚のレンズに許容される偏
心量が厳しくなり数μｍ以内の光軸保証が必要となって
きたが、部品（レンズ及び玉枠）の加工精度だけではこ
の光軸保証が不可能である。そこで、レンズ系の組立時
に光軸調整することによりこの光軸保証を得る方法とし
て、反射式、透過式（点像解析）等による光軸ズレ検出
によるものが知られている。
ップレンズ等の光学エレメントのコンパクト化及び非球
面レンズの多様化により、一枚のレンズに許容される偏
心量が厳しくなり数μｍ以内の光軸保証が必要となって
きたが、部品（レンズ及び玉枠）の加工精度だけではこ
の光軸保証が不可能である。そこで、レンズ系の組立時
に光軸調整することによりこの光軸保証を得る方法とし
て、反射式、透過式（点像解析）等による光軸ズレ検出
によるものが知られている。
【０００３】従来のレンズ系の光軸調整装置の側面図を
図９に示す。図９に示すように例えば２枚の単晶レンズ
Ｌ1 、Ｌ2 を玉枠９に取り付ける際に、各単晶レンズＬ
1 、Ｌ2 の光軸を一致させる必要がある。特に、光ディ
スク用ピックアップレンズのように、レンズ直径が７ｍ
ｍφ以下で組立総合偏心１〜２°以下、組立総合焦点距
離７ｍｍ以下、透過波面収差λ／５等の高精度なレンズ
系組立にあっては、各単晶レンズの光軸をいかにして同
軸上に一致させるかが重要となる。
図９に示す。図９に示すように例えば２枚の単晶レンズ
Ｌ1 、Ｌ2 を玉枠９に取り付ける際に、各単晶レンズＬ
1 、Ｌ2 の光軸を一致させる必要がある。特に、光ディ
スク用ピックアップレンズのように、レンズ直径が７ｍ
ｍφ以下で組立総合偏心１〜２°以下、組立総合焦点距
離７ｍｍ以下、透過波面収差λ／５等の高精度なレンズ
系組立にあっては、各単晶レンズの光軸をいかにして同
軸上に一致させるかが重要となる。
【０００４】光源１の左方に１μｍφ程度のピンホール
を施したピンホール板２を設置しその左方にＮＤフィル
タ３を設置し、更に左方にコリメータレンズ４を設置し
その左方にミラー５を設置する。光源１が発した光のう
ちピンホール板２を通過した光はＮＤフィルタ３、コリ
メータレンズ４を透過して平行光Ｒとなり、ミラー５に
より反射され下方に向かう。ミラー５の下方に１μｍφ
のピンホールを施したピンホール板２’を設置しその下
方に調整対象となる対象レンズ系Ｔ’を置く。この対象
レンズ系Ｔ’はレンズ組立中であってレンズＬ2 は玉枠
９に固定しているがレンズＬ1 についてはまだ固定して
いない状態にしている。対象レンズ系Ｔ’の下に顕微鏡
レンズ１９を置く。これにより、ピンホール板２’の点
像を玉枠９内のレンズＬ1 、Ｌ2 を通過させてその点像
を顕微鏡レンズ１９によって観察する。
を施したピンホール板２を設置しその左方にＮＤフィル
タ３を設置し、更に左方にコリメータレンズ４を設置し
その左方にミラー５を設置する。光源１が発した光のう
ちピンホール板２を通過した光はＮＤフィルタ３、コリ
メータレンズ４を透過して平行光Ｒとなり、ミラー５に
より反射され下方に向かう。ミラー５の下方に１μｍφ
のピンホールを施したピンホール板２’を設置しその下
方に調整対象となる対象レンズ系Ｔ’を置く。この対象
レンズ系Ｔ’はレンズ組立中であってレンズＬ2 は玉枠
９に固定しているがレンズＬ1 についてはまだ固定して
いない状態にしている。対象レンズ系Ｔ’の下に顕微鏡
レンズ１９を置く。これにより、ピンホール板２’の点
像を玉枠９内のレンズＬ1 、Ｌ2 を通過させてその点像
を顕微鏡レンズ１９によって観察する。
【０００５】ピンホール板２’の点像がレンズ系を通過
した際、レンズ系Ｌ1 、Ｌ2 の光軸が一致していれば顕
微鏡レンズ１９によって点像は中心に、一致していなけ
れば点像は中心からはずれて観察される。点像が中心か
らはずれて観察された場合、点像が中心にくるようにレ
ンズＬ1 を細い棒で微動調整し、調整が完了すればレン
ズＬ1 を玉枠９に接着剤で固定する。
した際、レンズ系Ｌ1 、Ｌ2 の光軸が一致していれば顕
微鏡レンズ１９によって点像は中心に、一致していなけ
れば点像は中心からはずれて観察される。点像が中心か
らはずれて観察された場合、点像が中心にくるようにレ
ンズＬ1 を細い棒で微動調整し、調整が完了すればレン
ズＬ1 を玉枠９に接着剤で固定する。
【０００６】このような方法では点像の中心からのずれ
を無くすように使用者が観察しながら微動調整していた
ので、この作業は熟練を要し量産性に欠け、調整結果も
個人差などがあるので信頼性に乏しかった。従って、サ
ブミクロンオーダーの検出精度を得ることが不可能であ
った。
を無くすように使用者が観察しながら微動調整していた
ので、この作業は熟練を要し量産性に欠け、調整結果も
個人差などがあるので信頼性に乏しかった。従って、サ
ブミクロンオーダーの検出精度を得ることが不可能であ
った。
【０００７】このような欠点を解決する方法として特願
昭６０−１５００１６のように、複合レンズの焦点面
に、光軸を中心として例えば扇型に４分割された光電素
子を配置し、これらの光電素子からの出力を比較するこ
とによって、光軸からの点像のずれを光電的、定量的に
評価する方法も行われている。これによれば、分割され
た各々の光電素子からの出力が均等になるように、すな
わち点像の中心が光電素子の分割中心にくるように所定
のレンズを移動移動調節することによって、芯出し調節
を行うことが可能である。
昭６０−１５００１６のように、複合レンズの焦点面
に、光軸を中心として例えば扇型に４分割された光電素
子を配置し、これらの光電素子からの出力を比較するこ
とによって、光軸からの点像のずれを光電的、定量的に
評価する方法も行われている。これによれば、分割され
た各々の光電素子からの出力が均等になるように、すな
わち点像の中心が光電素子の分割中心にくるように所定
のレンズを移動移動調節することによって、芯出し調節
を行うことが可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
手法によって芯出し調節を行うときには、複合レンズの
中で基準となるレンズ系の光軸を光電素子の分割中心に
正確に合致させておかなければならい上に光電素子自体
の分解能に限界がある。従って、写真レンズのように量
産を対象としたものでは、各々のレンズごとに光軸合わ
せをしなくてはならずその作業は非常に煩わしくなる。
手法によって芯出し調節を行うときには、複合レンズの
中で基準となるレンズ系の光軸を光電素子の分割中心に
正確に合致させておかなければならい上に光電素子自体
の分解能に限界がある。従って、写真レンズのように量
産を対象としたものでは、各々のレンズごとに光軸合わ
せをしなくてはならずその作業は非常に煩わしくなる。
【０００９】本発明は、このような問題点を解決するた
め、高速に点像の位置を検出でき、レンズ系の微動調整
を自動的に行うことが可能となり、調整後のレンズ系の
位置をそのまま維持し接着固定できるレンズ系光軸調整
装置を提供することを目的とする。
め、高速に点像の位置を検出でき、レンズ系の微動調整
を自動的に行うことが可能となり、調整後のレンズ系の
位置をそのまま維持し接着固定できるレンズ系光軸調整
装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のレンズ系光軸調整装置は、第１、第２レン
ズ系の光軸が鉛直方向となる配置で前記第１レンズ系を
固定するとともに前記第２レンズ系を微動させて前記第
１、第２レンズ系の光軸を一致させるものであって、前
記第１、第２レンズ系に中心光線及び該中心光線に平行
な３本以上の輪帯光線を照射する手段と、前記第１、第
２レンズ系を通過した前記中心光線及び輪帯光線を受光
して、該中心光線及び輪帯光線によりそれぞれ形成され
た像に対応する信号を生成するとともに前記信号に基づ
いて各像の照度を求める手段と、前記照度の分布から輪
帯光線の像の重心座標と中心光線の像の中心座標を求め
て、その差から得られる軸上コマ量に応じて微調心補正
量を求める手段と、前記微調心補正量に基づいて前記第
２レンズを微動させる手段と、を具備することを特徴と
する。
め、本発明のレンズ系光軸調整装置は、第１、第２レン
ズ系の光軸が鉛直方向となる配置で前記第１レンズ系を
固定するとともに前記第２レンズ系を微動させて前記第
１、第２レンズ系の光軸を一致させるものであって、前
記第１、第２レンズ系に中心光線及び該中心光線に平行
な３本以上の輪帯光線を照射する手段と、前記第１、第
２レンズ系を通過した前記中心光線及び輪帯光線を受光
して、該中心光線及び輪帯光線によりそれぞれ形成され
た像に対応する信号を生成するとともに前記信号に基づ
いて各像の照度を求める手段と、前記照度の分布から輪
帯光線の像の重心座標と中心光線の像の中心座標を求め
て、その差から得られる軸上コマ量に応じて微調心補正
量を求める手段と、前記微調心補正量に基づいて前記第
２レンズを微動させる手段と、を具備することを特徴と
する。
【００１１】
【作用】このようにすれば、第１、第２レンズ系の光軸
が一致していない場合、平行な中心光線及び３本以上の
輪帯光線が第１、第２レンズ系を通過すると、中心光線
の通過する中心位置と輪帯光線の重心位置との間にずれ
が生じる。このずれを定量的に測定するため、受光面に
おいて中心光線及び輪帯光線によりそれぞれ形成された
各像の照度を求め、この照度の分布から得られる中心光
線の中心座標と輪帯光線の重心座標の差を軸上コマ量と
して算出することができる。この軸上コマ量に応じて求
めた微調心補正量に基づいて、第２レンズを繰り返し微
動させることにより第１、第２レンズ系の光軸を自動的
に一致させることが可能となる。
が一致していない場合、平行な中心光線及び３本以上の
輪帯光線が第１、第２レンズ系を通過すると、中心光線
の通過する中心位置と輪帯光線の重心位置との間にずれ
が生じる。このずれを定量的に測定するため、受光面に
おいて中心光線及び輪帯光線によりそれぞれ形成された
各像の照度を求め、この照度の分布から得られる中心光
線の中心座標と輪帯光線の重心座標の差を軸上コマ量と
して算出することができる。この軸上コマ量に応じて求
めた微調心補正量に基づいて、第２レンズを繰り返し微
動させることにより第１、第２レンズ系の光軸を自動的
に一致させることが可能となる。
【００１２】
【実施例】本発明を実施したレンズ系光軸調整装置の概
略構成図を図１に示し説明する。図１において、光源１
の左方に０．６μｍφ程度のピンホールを施したピンホ
ール板２を設置し、その左方にＮＤフィルタ３を設置
し、更に左方にコリメータレンズ４を設置し、更に左方
にミラー５を設置する。光源１が発した光のうちピンホ
ール板２を通過した光は、ＮＤフィルタ３、コリメータ
レンズ４を透過して平行光Ｒとなり、ミラー５により反
射され下方に向かう平行光Ｒ’となる。
略構成図を図１に示し説明する。図１において、光源１
の左方に０．６μｍφ程度のピンホールを施したピンホ
ール板２を設置し、その左方にＮＤフィルタ３を設置
し、更に左方にコリメータレンズ４を設置し、更に左方
にミラー５を設置する。光源１が発した光のうちピンホ
ール板２を通過した光は、ＮＤフィルタ３、コリメータ
レンズ４を透過して平行光Ｒとなり、ミラー５により反
射され下方に向かう平行光Ｒ’となる。
【００１３】ミラー５の下方に不透明で平板状のチャー
ト１７をその面が光軸に垂直になるように設置しその下
方に対象レンズ系Ｔを設置する。チャート１７の中心点
と、これを中心とする輪帯上において等間隔に並ぶ８点
には、０．８〜１．０ｍｍφ程度のピンホールが施され
ている。対象レンズ系Ｔは、図１に示すようにレンズ系
１０を固定した玉枠９を本体側の取付部１１に差込み、
玉枠９の上部に調整対象のレンズ系８を置き、さらにレ
ンズ系８に接触する調整治具７から構成される。レンズ
系８、１０は複数枚或いは１枚のレンズで構成されてい
る。平行光Ｒ’はチャート１７によって遮られ、９本の
光線だけがチャート１７の中心点と、これを中心とする
輪帯上において等間隔に並ぶ８点を通過し、これらが対
象レンズ系Ｔを通過して任意の位置の像面１８に結像す
る。
ト１７をその面が光軸に垂直になるように設置しその下
方に対象レンズ系Ｔを設置する。チャート１７の中心点
と、これを中心とする輪帯上において等間隔に並ぶ８点
には、０．８〜１．０ｍｍφ程度のピンホールが施され
ている。対象レンズ系Ｔは、図１に示すようにレンズ系
１０を固定した玉枠９を本体側の取付部１１に差込み、
玉枠９の上部に調整対象のレンズ系８を置き、さらにレ
ンズ系８に接触する調整治具７から構成される。レンズ
系８、１０は複数枚或いは１枚のレンズで構成されてい
る。平行光Ｒ’はチャート１７によって遮られ、９本の
光線だけがチャート１７の中心点と、これを中心とする
輪帯上において等間隔に並ぶ８点を通過し、これらが対
象レンズ系Ｔを通過して任意の位置の像面１８に結像す
る。
【００１４】更に下方に光軸を合わせて顕微鏡レンズ１
２を設置し、更に下方にＣＣＤカメラ１３をその受像面
が光軸に垂直になるように設置する。顕微鏡レンズ１
２、ＣＣＤカメラ１３、フォーカス軸２３は、粗調心二
軸２２によって動くＸ−Ｙテーブル（図示せず）に搭載
されておりこれに連動する。粗調心二軸２２を動かすこ
とによってＣＣＤカメラ１３受像面内に像をとらえる。
２を設置し、更に下方にＣＣＤカメラ１３をその受像面
が光軸に垂直になるように設置する。顕微鏡レンズ１
２、ＣＣＤカメラ１３、フォーカス軸２３は、粗調心二
軸２２によって動くＸ−Ｙテーブル（図示せず）に搭載
されておりこれに連動する。粗調心二軸２２を動かすこ
とによってＣＣＤカメラ１３受像面内に像をとらえる。
【００１５】ＣＣＤカメラ１３は受像面上に得られた像
をビデオ信号Ｓ１に変換しこれを画像処理部１４に与え
る。画像処理部１４は、ビデオ信号Ｓ１に基づいて、照
射点に位置する画素のように所定の閾値より照度の高い
画素には「１」を与え、その他の照度の低い画素には
「０」を与えて各画素における照度の２値化を行い、各
画素の２値「１」、「０」で与えられる照度の情報を有
する信号Ｓ２を生成し演算処理部１５に与える。
をビデオ信号Ｓ１に変換しこれを画像処理部１４に与え
る。画像処理部１４は、ビデオ信号Ｓ１に基づいて、照
射点に位置する画素のように所定の閾値より照度の高い
画素には「１」を与え、その他の照度の低い画素には
「０」を与えて各画素における照度の２値化を行い、各
画素の２値「１」、「０」で与えられる照度の情報を有
する信号Ｓ２を生成し演算処理部１５に与える。
【００１６】演算処理部１５は、マイクロコンピュータ
ーから構成され調心を進めるため信号Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６
を生成し微調心二軸２１、粗調心二軸２２、フォーカス
軸２３を駆動させるソフトウェアを有している。表示部
１６は、演算処理部１５から与えられる信号Ｓ７に従っ
て表示を行う。
ーから構成され調心を進めるため信号Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６
を生成し微調心二軸２１、粗調心二軸２２、フォーカス
軸２３を駆動させるソフトウェアを有している。表示部
１６は、演算処理部１５から与えられる信号Ｓ７に従っ
て表示を行う。
【００１７】一方、微調心二軸２１、粗調心二軸２２、
フォーカス軸２３は、サーボモーター（図示せず）又は
パルスモーター（図示せず）の動力で駆動する。微調心
二軸２１は、演算処理部１５から与えられる信号Ｓ４に
基づいて前後と左右の２軸の方向に動き、微調整治具７
に接触しているレンズ系８を微動させ、その後レンズ系
８の位置をそのまま維持する。粗調心二軸２２は、演算
処理部１５から与えられる信号Ｓ５に基づいて前後と左
右の２軸の方向に顕微鏡レンズ１２、ＣＣＤカメラ１
３、フォーカス軸２３を移動させるが、ＣＣＤカメラ１
３の受像面内に像が入ると移動を止めてその位置を維持
する。フォーカス軸２３は、演算処理部１５から与えら
れる信号Ｓ６に基づいて上下の１軸の方向にＣＣＤカメ
ラ１３を移動させて、ＣＣＤカメラの受像面上に得られ
る像の大きさを変えることができる。必要な大きさの像
が得られると移動を止めてその位置を維持する。
フォーカス軸２３は、サーボモーター（図示せず）又は
パルスモーター（図示せず）の動力で駆動する。微調心
二軸２１は、演算処理部１５から与えられる信号Ｓ４に
基づいて前後と左右の２軸の方向に動き、微調整治具７
に接触しているレンズ系８を微動させ、その後レンズ系
８の位置をそのまま維持する。粗調心二軸２２は、演算
処理部１５から与えられる信号Ｓ５に基づいて前後と左
右の２軸の方向に顕微鏡レンズ１２、ＣＣＤカメラ１
３、フォーカス軸２３を移動させるが、ＣＣＤカメラ１
３の受像面内に像が入ると移動を止めてその位置を維持
する。フォーカス軸２３は、演算処理部１５から与えら
れる信号Ｓ６に基づいて上下の１軸の方向にＣＣＤカメ
ラ１３を移動させて、ＣＣＤカメラの受像面上に得られ
る像の大きさを変えることができる。必要な大きさの像
が得られると移動を止めてその位置を維持する。
【００１８】このようにして、微調心二軸２１、粗調心
二軸２２、フォーカス軸２３の駆動による調心結果は常
時ＣＣＤカメラ１３、画像処理部１４を介して演算処理
部１５に取り込まれる。これに基づいて、演算処理部１
５は微調心二軸２１、粗調心二軸２２、フォーカス軸２
３に対してフィードバックをかけて繰り返し光軸調整を
行う構成となっている。
二軸２２、フォーカス軸２３の駆動による調心結果は常
時ＣＣＤカメラ１３、画像処理部１４を介して演算処理
部１５に取り込まれる。これに基づいて、演算処理部１
５は微調心二軸２１、粗調心二軸２２、フォーカス軸２
３に対してフィードバックをかけて繰り返し光軸調整を
行う構成となっている。
【００１９】尚、紫外線照射ユニット６は上記調心中は
対象レンズ系Ｔの上方に設置されその片隅に待避してい
る。調心が完了すると、演算処理部１５から与えられる
信号Ｓ８による指示で対象レンズ系Ｔの真上に移動して
レンズ系８の紫外線硬化型の接着材に対し紫外線を照射
する。
対象レンズ系Ｔの上方に設置されその片隅に待避してい
る。調心が完了すると、演算処理部１５から与えられる
信号Ｓ８による指示で対象レンズ系Ｔの真上に移動して
レンズ系８の紫外線硬化型の接着材に対し紫外線を照射
する。
【００２０】次に、図１に示したレンズ系光軸調整装置
の結像に関する図を図２に示す。チャート１７は、その
面と光軸とが交差する中心点にピンホールＭ０を施し、
さらにこの中心点を中心とする輪帯ＲＩＮ上において等
間隔に並ぶ８点にピンホールＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、
Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８を施したものである。輪帯ＲＩ
Ｎの直径は大きいほど軸上コマ量の検出感度が向上する
ので、対象レンズ系Ｔの最大光束径の０．７倍〜０．９
倍とする。尚、チャート１７を設置する位置は、像面１
８より上でミラー５より下であればどこでもよいが、像
面１８の近傍では輪帯の直径をかなり小さくしなければ
ならず測定精度を低下させるので、像面１８近傍にはチ
ャート１７を置かない方が好ましい。
の結像に関する図を図２に示す。チャート１７は、その
面と光軸とが交差する中心点にピンホールＭ０を施し、
さらにこの中心点を中心とする輪帯ＲＩＮ上において等
間隔に並ぶ８点にピンホールＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、
Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７、Ｍ８を施したものである。輪帯ＲＩ
Ｎの直径は大きいほど軸上コマ量の検出感度が向上する
ので、対象レンズ系Ｔの最大光束径の０．７倍〜０．９
倍とする。尚、チャート１７を設置する位置は、像面１
８より上でミラー５より下であればどこでもよいが、像
面１８の近傍では輪帯の直径をかなり小さくしなければ
ならず測定精度を低下させるので、像面１８近傍にはチ
ャート１７を置かない方が好ましい。
【００２１】平行光Ｒ’のほとんどはチャート１７によ
って遮蔽され、光線Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８だけが選択されて、９個のピンホ
ールＭ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ
７、Ｍ８を通過する。光線Ｒ０〜Ｒ８は、レンズ系８、
１０の合成焦点Ｆ’に収束する。１８は、このとき任意
の位置に形成される像面である。
って遮蔽され、光線Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８だけが選択されて、９個のピンホ
ールＭ０、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ
７、Ｍ８を通過する。光線Ｒ０〜Ｒ８は、レンズ系８、
１０の合成焦点Ｆ’に収束する。１８は、このとき任意
の位置に形成される像面である。
【００２２】顕微鏡レンズ１２は、像面１８を拡大しＣ
ＣＤカメラ１３の受像面へ結像させる。照射点Ｌ０、Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８は、そ
れぞれ光線Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ
６、Ｒ７、Ｒ８が照射された画素群である。尚、レンズ
系８、１０の微動調整は、座標系Ｚ１のＸ軸方向、Ｙ軸
方向に沿って行われる。座標系Ｚ２は、ＣＣＤカメラ受
像面上の座標である。
ＣＤカメラ１３の受像面へ結像させる。照射点Ｌ０、Ｌ
１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８は、そ
れぞれ光線Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ
６、Ｒ７、Ｒ８が照射された画素群である。尚、レンズ
系８、１０の微動調整は、座標系Ｚ１のＸ軸方向、Ｙ軸
方向に沿って行われる。座標系Ｚ２は、ＣＣＤカメラ受
像面上の座標である。
【００２３】レンズ系８の光軸がレンズ系１０乃至全光
学系の光軸に対して理想的に一致している場合、レンズ
系８、１０を通過した光線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８によって得られる輪帯上の照射点
Ｌ１〜Ｌ８の重心位置と、レンズ系８、１０を通過した
光線Ｒ０によって得られる中心の照射点Ｌ０の中心位置
は一致する。しかし、レンズ系８の光軸がレンズ系１０
乃至全光学系の光軸に対してずれている場合、輪帯上の
照射点Ｌ１〜Ｌ８の重心位置と中心の照射点Ｌ０の中心
点はずれてしまう。
学系の光軸に対して理想的に一致している場合、レンズ
系８、１０を通過した光線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ
５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８によって得られる輪帯上の照射点
Ｌ１〜Ｌ８の重心位置と、レンズ系８、１０を通過した
光線Ｒ０によって得られる中心の照射点Ｌ０の中心位置
は一致する。しかし、レンズ系８の光軸がレンズ系１０
乃至全光学系の光軸に対してずれている場合、輪帯上の
照射点Ｌ１〜Ｌ８の重心位置と中心の照射点Ｌ０の中心
点はずれてしまう。
【００２４】演算処理部１５に備えられているソフトウ
ェアのフローチャートを図３に示しこれに基づいて動作
手順を説明する。また、微調心による結像に関する図を
図４に示し、ＣＣＤカメラ１３の受像面における像の例
を図５に示す。図４、図５において、図１、図２に示し
説明したものと同じ箇所には同じ符号を付し説明を省略
する。図５において、Ａは中心の照射点の中心座標、Ｂ
は輪帯上の照射点の重心座標、Ｃは受像面中央の基準座
標である。受像面上にＸ軸が横方向でＹ軸が縦方向の座
標系Ｚ２を設定し、受像面上の各画素はこの座標系Ｚ２
に基づいて座標が与えられるものとする。
ェアのフローチャートを図３に示しこれに基づいて動作
手順を説明する。また、微調心による結像に関する図を
図４に示し、ＣＣＤカメラ１３の受像面における像の例
を図５に示す。図４、図５において、図１、図２に示し
説明したものと同じ箇所には同じ符号を付し説明を省略
する。図５において、Ａは中心の照射点の中心座標、Ｂ
は輪帯上の照射点の重心座標、Ｃは受像面中央の基準座
標である。受像面上にＸ軸が横方向でＹ軸が縦方向の座
標系Ｚ２を設定し、受像面上の各画素はこの座標系Ｚ２
に基づいて座標が与えられるものとする。
【００２５】ステップ＃１０において、演算に用いるパ
ラメータをすべて「０」に設定し装置を初期化し、ステ
ップ＃２０において、信号Ｓ２を取り込み各画素の２値
化された照度を得て、照度「１」の隣接する画素群を受
像面の照射点として認識しその数Ｎを求める。
ラメータをすべて「０」に設定し装置を初期化し、ステ
ップ＃２０において、信号Ｓ２を取り込み各画素の２値
化された照度を得て、照度「１」の隣接する画素群を受
像面の照射点として認識しその数Ｎを求める。
【００２６】ステップ＃３０において、受像面の照射点
数Ｎが１〜３個（輪帯ＲＩＮ上の照射点数は０〜２個）
であれば輪帯ＲＩＮの重心を求めることは不可能である
ので、ステップ＃４０に進み信号Ｓ５を生成しこれを粗
調整二軸２２に与え粗調整二軸２２とこれに固定された
対象レンズ系Ｔを移動させ、ステップ＃２０に戻る。受
像面の照射点数Ｎが４個以上（輪帯ＲＩＮ上の照射点数
が３個以上）になれば、ステップ＃５０に進む。
数Ｎが１〜３個（輪帯ＲＩＮ上の照射点数は０〜２個）
であれば輪帯ＲＩＮの重心を求めることは不可能である
ので、ステップ＃４０に進み信号Ｓ５を生成しこれを粗
調整二軸２２に与え粗調整二軸２２とこれに固定された
対象レンズ系Ｔを移動させ、ステップ＃２０に戻る。受
像面の照射点数Ｎが４個以上（輪帯ＲＩＮ上の照射点数
が３個以上）になれば、ステップ＃５０に進む。
【００２７】ステップ＃５０において、微調心二軸２１
をランダムに微動させるための信号Ｓ４を生成し微調心
二軸２１に与える。もし図５（ａ）に示すように中心の
照射点２４と輪帯ＲＩＮ上の照射点２５と重なっていて
も、レンズ系８の位置がずれることで図５（ｂ）に示す
ように重ならなくなる。この場合、認識される照射点数
Ｎは増加するが支障は無く逆に以後の操作が早くなる。
図５（ｂ）のように分離された照射点のうち１つだけ他
から囲まれた位置（輪帯の照射点Ｌ１〜Ｌ８の内側の位
置）にある照射点２６を中心の照射点として認識する。
をランダムに微動させるための信号Ｓ４を生成し微調心
二軸２１に与える。もし図５（ａ）に示すように中心の
照射点２４と輪帯ＲＩＮ上の照射点２５と重なっていて
も、レンズ系８の位置がずれることで図５（ｂ）に示す
ように重ならなくなる。この場合、認識される照射点数
Ｎは増加するが支障は無く逆に以後の操作が早くなる。
図５（ｂ）のように分離された照射点のうち１つだけ他
から囲まれた位置（輪帯の照射点Ｌ１〜Ｌ８の内側の位
置）にある照射点２６を中心の照射点として認識する。
【００２８】ステップ＃６０において、２値化後「１」
となった画素すべてのＸ座標ＸO1〜ＸOn、Ｙ座標ＹO1〜
ＹOnの平均を中心座標Ａ（ＸO ，ＹO ）として算出す
る。即ち、”ＳＵＭ”を総和を求める関数とおき中心座
標（ＸO ，ＹO ）を次式から求める。 ＸO ＝ＳＵＭ（ＸO1〜ＸOn）／ｎ、ＹO ＝ＳＵＭ（ＹO1
〜ＹOn）／ｎ
となった画素すべてのＸ座標ＸO1〜ＸOn、Ｙ座標ＹO1〜
ＹOnの平均を中心座標Ａ（ＸO ，ＹO ）として算出す
る。即ち、”ＳＵＭ”を総和を求める関数とおき中心座
標（ＸO ，ＹO ）を次式から求める。 ＸO ＝ＳＵＭ（ＸO1〜ＸOn）／ｎ、ＹO ＝ＳＵＭ（ＹO1
〜ＹOn）／ｎ
【００２９】ステップ＃７０において、中心の照射点２
６における中心座標Ａ（ＸO ，ＹO）と受像面中央２７
の基準座標Ｃ（ＸC ，ＹC ）との偏差（ｄＸ，ｄＹ）＝
（ＸO −ＸC ，ＹO −ＹC ）をＪ倍（Ｊは定数）して粗
調心補正量（Ｊ・ｄＸ，Ｊ・ｄＹ）を求める。
６における中心座標Ａ（ＸO ，ＹO）と受像面中央２７
の基準座標Ｃ（ＸC ，ＹC ）との偏差（ｄＸ，ｄＹ）＝
（ＸO −ＸC ，ＹO −ＹC ）をＪ倍（Ｊは定数）して粗
調心補正量（Ｊ・ｄＸ，Ｊ・ｄＹ）を求める。
【００３０】ステップ＃８０において、粗調心補正量の
Ｊ・ｄＸ、Ｊ・ｄＹいずれもが許容値未満の数値であれ
ば、中心の照射点が受像面のほぼ中央に位置しているこ
とになるので粗調心を完了しステップ＃１００に進む。
逆に、粗調心補正量のＪ・ｄＸ、Ｊ・ｄＹいずれか一方
でも許容値以上の数値であれば粗調心を繰り返し行うた
めステップ＃９０に進む。
Ｊ・ｄＸ、Ｊ・ｄＹいずれもが許容値未満の数値であれ
ば、中心の照射点が受像面のほぼ中央に位置しているこ
とになるので粗調心を完了しステップ＃１００に進む。
逆に、粗調心補正量のＪ・ｄＸ、Ｊ・ｄＹいずれか一方
でも許容値以上の数値であれば粗調心を繰り返し行うた
めステップ＃９０に進む。
【００３１】ステップ＃９０において、粗調心補正量
（Ｊ・ｄＸ，Ｊ・ｄＹ）を持つ信号Ｓ５を粗調心二軸２
２に与える。粗調心二軸２２は、Ｘ方向の軸に沿ってｄ
ＸのＪ（Ｊは定数）倍だけ対象レンズ系Ｔを動かして、
Ｙ方向の軸に沿ってｄＹのＪ倍だけ対象レンズ系Ｔを動
かして図５（ｃ）のように中心の照射点を受像面のほぼ
中央座標Ｃ付近に移動させてステップ＃６０に戻る。
（Ｊ・ｄＸ，Ｊ・ｄＹ）を持つ信号Ｓ５を粗調心二軸２
２に与える。粗調心二軸２２は、Ｘ方向の軸に沿ってｄ
ＸのＪ（Ｊは定数）倍だけ対象レンズ系Ｔを動かして、
Ｙ方向の軸に沿ってｄＹのＪ倍だけ対象レンズ系Ｔを動
かして図５（ｃ）のように中心の照射点を受像面のほぼ
中央座標Ｃ付近に移動させてステップ＃６０に戻る。
【００３２】ステップ＃１００において、図５（ｃ）に
示すように通常どおり受像面の照射点数Ｎが９個であれ
ばステップ＃１４０に進み、受像面の照射点数Ｎが９個
未満であれば、重なっている照射点があるのでステップ
＃１１０に進みレンズ系８を微動させる。
示すように通常どおり受像面の照射点数Ｎが９個であれ
ばステップ＃１４０に進み、受像面の照射点数Ｎが９個
未満であれば、重なっている照射点があるのでステップ
＃１１０に進みレンズ系８を微動させる。
【００３３】ステップ＃１１０において、重なっている
照射点を分離するため、信号Ｓ４を微調心二軸２１に与
えてランダムに微動させこれに固定された調整治具７に
よってレンズ系８を僅かだけずらす。更に、このステッ
プが動作する回数Ｉをカウントする。
照射点を分離するため、信号Ｓ４を微調心二軸２１に与
えてランダムに微動させこれに固定された調整治具７に
よってレンズ系８を僅かだけずらす。更に、このステッ
プが動作する回数Ｉをカウントする。
【００３４】ステップ＃１２０において、カウントした
回数Ｉが１０回未満であればステップ＃１００に戻り、
カウントした回数Ｉが１０回になると、ステップ＃１３
０に進み微調心を取りやめ表示部１６に信号Ｓ７を与え
て「エラー」の表示を行い全調心操作を終了する。
回数Ｉが１０回未満であればステップ＃１００に戻り、
カウントした回数Ｉが１０回になると、ステップ＃１３
０に進み微調心を取りやめ表示部１６に信号Ｓ７を与え
て「エラー」の表示を行い全調心操作を終了する。
【００３５】ステップ＃１４０において、信号Ｓ６をフ
ォーカス軸２３に与えて、図５（ｄ）に示すようにＣＣ
Ｄカメラ１３の受像面に得られる像の中に９個の照射点
を納めた状態でできるだけ大きい像が得られる位置まで
フォーカス軸２３を上又は下に移動させる。更に、この
ときの中心の照射点２８にある画素すべてのＸ座標ＸO1
〜ＸOn、Ｙ座標ＹO1〜ＹOnの平均を中心座標Ａ（ＸO ，
ＹO ）として再度算出し直す。
ォーカス軸２３に与えて、図５（ｄ）に示すようにＣＣ
Ｄカメラ１３の受像面に得られる像の中に９個の照射点
を納めた状態でできるだけ大きい像が得られる位置まで
フォーカス軸２３を上又は下に移動させる。更に、この
ときの中心の照射点２８にある画素すべてのＸ座標ＸO1
〜ＸOn、Ｙ座標ＹO1〜ＹOnの平均を中心座標Ａ（ＸO ，
ＹO ）として再度算出し直す。
【００３６】ステップ＃１５０において、中心の照射点
２８を除く輪帯ＲＩＮ上の８個の照射点の画素すべての
Ｘ座標ＸR1〜ＸRm、Ｙ座標ＹR1〜ＹRmの平均を求めて輪
帯ＲＩＮの重心２９における重心座標Ｂ（ＸG ，ＹG ）
を得る。即ち、重心座標（ＸG ，ＹG ）は次式で得られ
る。 ＸG ＝ＳＵＭ（ＸR1〜ＸRm）／ｍ、ＹG ＝ＳＵＭ（ＹR1
〜ＹRm）／ｍ
２８を除く輪帯ＲＩＮ上の８個の照射点の画素すべての
Ｘ座標ＸR1〜ＸRm、Ｙ座標ＹR1〜ＹRmの平均を求めて輪
帯ＲＩＮの重心２９における重心座標Ｂ（ＸG ，ＹG ）
を得る。即ち、重心座標（ＸG ，ＹG ）は次式で得られ
る。 ＸG ＝ＳＵＭ（ＸR1〜ＸRm）／ｍ、ＹG ＝ＳＵＭ（ＹR1
〜ＹRm）／ｍ
【００３７】ステップ＃１６０において、中心の照射点
２８における中心座標Ａ（ＸO ，ＹO ）と輪帯ＲＩＮの
重心２９における重心座標Ｂ（ＸG ，ＹG ）との偏差
（ＸG−ＸO ，ＹG −ＹO ）を軸上コマ量（ΔＸ，Δ
Ｙ）として算出する。
２８における中心座標Ａ（ＸO ，ＹO ）と輪帯ＲＩＮの
重心２９における重心座標Ｂ（ＸG ，ＹG ）との偏差
（ＸG−ＸO ，ＹG −ＹO ）を軸上コマ量（ΔＸ，Δ
Ｙ）として算出する。
【００３８】ステップ＃１７０において、軸上コマ量の
ΔＸ，ΔＹいずれか一方でも許容値以上の数値であれば
調心を繰り返し行うためステップ＃１８０に進む。逆
に、軸上コマ量のΔＸ，ΔＹいずれもが許容値未満の数
値となっていれば調心を完了しステップ＃２００に進
む。
ΔＸ，ΔＹいずれか一方でも許容値以上の数値であれば
調心を繰り返し行うためステップ＃１８０に進む。逆
に、軸上コマ量のΔＸ，ΔＹいずれもが許容値未満の数
値となっていれば調心を完了しステップ＃２００に進
む。
【００３９】ステップ＃１８０において、微調心二軸２
１のＸ方向の軸に沿ってΔＸのｋ倍（ｋは定数）だけ移
動させさらに、微調心二軸２１のＹ方向の軸に沿ってΔ
Ｙのｋ倍だけ移動させるため、微調心補正量を（ｋΔ
Ｘ，ｋΔＹ）として算出する。
１のＸ方向の軸に沿ってΔＸのｋ倍（ｋは定数）だけ移
動させさらに、微調心二軸２１のＹ方向の軸に沿ってΔ
Ｙのｋ倍だけ移動させるため、微調心補正量を（ｋΔ
Ｘ，ｋΔＹ）として算出する。
【００４０】尚、このｋの値は、装置固有の値であるた
め以下のように予め測定しておく。図４において、簡単
のためレンズ系８のＸ軸方向の調心だけが必要であると
する。Ｆはレンズ系８のみの焦点である。Ｆ’はレンズ
系８とレンズ系１０の光軸が一致したときの合成焦点で
あり、Ｆ”は図４（ａ）のようにレンズ系８とレンズ系
１０の光軸が一致していないときの合成焦点である。合
成焦点Ｆ”は、合成焦点Ｆ’を含む焦点面（半径ｒの球
面）とレンズ系１０と焦点Ｆを結ぶ線との交点として得
られる。Ｏはレンズ系８の中心点であり、Ｏ’はレンズ
系１０の中心点である。図４（ｂ）は調心完了時の結像
状態を示している。
め以下のように予め測定しておく。図４において、簡単
のためレンズ系８のＸ軸方向の調心だけが必要であると
する。Ｆはレンズ系８のみの焦点である。Ｆ’はレンズ
系８とレンズ系１０の光軸が一致したときの合成焦点で
あり、Ｆ”は図４（ａ）のようにレンズ系８とレンズ系
１０の光軸が一致していないときの合成焦点である。合
成焦点Ｆ”は、合成焦点Ｆ’を含む焦点面（半径ｒの球
面）とレンズ系１０と焦点Ｆを結ぶ線との交点として得
られる。Ｏはレンズ系８の中心点であり、Ｏ’はレンズ
系１０の中心点である。図４（ｂ）は調心完了時の結像
状態を示している。
【００４１】チャート１７を通過した光線Ｒ０、Ｒ３、
Ｒ７及びＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８（図２）
は、平行光であるのでレンズ系８の焦点Ｆに向かって直
進し、レンズ系１０を通過した後合成焦点Ｆ”に向かっ
て直進し顕微鏡レンズ１２を介してＣＣＤカメラ１３の
受像面で結像し、照射点Ｌ１〜Ｌ８の画素を照射する。
このとき、図示のように輪帯上の照射点Ｌ１〜Ｌ８の重
心Ｂの位置と中心の照射点Ｌ０の中心Ａの位置のずれ
（軸上コマ量）ΔＸを座標Ｚ２に従って測定する。この
あと、図４（ｂ）のように調心が完了するまでレンズ系
８を実際に微動した距離ｋΔＸを座標Ｚ１に従って測定
し、ｋΔＸの測定値をΔＸの測定値で割ればｋの値を得
ることができる。
Ｒ７及びＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８（図２）
は、平行光であるのでレンズ系８の焦点Ｆに向かって直
進し、レンズ系１０を通過した後合成焦点Ｆ”に向かっ
て直進し顕微鏡レンズ１２を介してＣＣＤカメラ１３の
受像面で結像し、照射点Ｌ１〜Ｌ８の画素を照射する。
このとき、図示のように輪帯上の照射点Ｌ１〜Ｌ８の重
心Ｂの位置と中心の照射点Ｌ０の中心Ａの位置のずれ
（軸上コマ量）ΔＸを座標Ｚ２に従って測定する。この
あと、図４（ｂ）のように調心が完了するまでレンズ系
８を実際に微動した距離ｋΔＸを座標Ｚ１に従って測定
し、ｋΔＸの測定値をΔＸの測定値で割ればｋの値を得
ることができる。
【００４２】ステップ＃１９０において、この微調心補
正量（ｋΔＸ，ｋΔＹ）の情報を持つ信号Ｓ４を生成し
これを微調心二軸２１に与えて微動させ、これに固定さ
れた調整治具７によってレンズ系８を僅かだけずらす。
このとき、ＣＣＤカメラ１３の受像面の像は図５（ｄ）
の状態から中心座標Ａに重心座標Ｂが近づき、このステ
ップを繰り返すうちに図５（ｅ）のように基準座標Ｃ近
傍で中心座標Ａ、重心座標Ｂがほぼ重なる状態になる。
さらに、本ステップ実行回数Ｈを数えてからステップ＃
１９５に進む。。ステップ＃１９５において、実行回数
Ｈが２０回以下であれば＃１５０に戻り、実行回数Ｈが
２０回を越えると微調心によってΔＸ、ΔＹの値が許容
値未満に収束しないと判断してステップ＃１３０に進
み、エラー表示を行い全動作を終了する。
正量（ｋΔＸ，ｋΔＹ）の情報を持つ信号Ｓ４を生成し
これを微調心二軸２１に与えて微動させ、これに固定さ
れた調整治具７によってレンズ系８を僅かだけずらす。
このとき、ＣＣＤカメラ１３の受像面の像は図５（ｄ）
の状態から中心座標Ａに重心座標Ｂが近づき、このステ
ップを繰り返すうちに図５（ｅ）のように基準座標Ｃ近
傍で中心座標Ａ、重心座標Ｂがほぼ重なる状態になる。
さらに、本ステップ実行回数Ｈを数えてからステップ＃
１９５に進む。。ステップ＃１９５において、実行回数
Ｈが２０回以下であれば＃１５０に戻り、実行回数Ｈが
２０回を越えると微調心によってΔＸ、ΔＹの値が許容
値未満に収束しないと判断してステップ＃１３０に進
み、エラー表示を行い全動作を終了する。
【００４３】ステップ＃２００において、軸上コマ量の
大きさ√（ΔＸ2 ＋ΔＹ2 ）を計算してその値をもつ信
号Ｓ７を表示部１６に与え軸上コマ量の大きさを表示さ
せる。
大きさ√（ΔＸ2 ＋ΔＹ2 ）を計算してその値をもつ信
号Ｓ７を表示部１６に与え軸上コマ量の大きさを表示さ
せる。
【００４４】ステップ＃２１０において、光軸調整が完
了すると対象レンズ系Ｔの上方に設置されその片隅に待
避していた紫外線照射ユニット６を対象レンズ系Ｔの真
上に移動させ、レンズ系８に対し紫外線を照射する。予
めレンズ系８と玉枠９の接触部位には紫外線硬化型接着
剤が充填されており、紫外線照射ユニット６が発した紫
外線によってすぐに硬化する。このため、光軸調整完了
後そのままの状態でレンズ系８を接着固定することが可
能となる。所定時間経過後、紫外線照射ユニット６の紫
外線照射を止め光学系を遮らない位置に待避させ調心と
レンズ系８の接着固定を終了する。
了すると対象レンズ系Ｔの上方に設置されその片隅に待
避していた紫外線照射ユニット６を対象レンズ系Ｔの真
上に移動させ、レンズ系８に対し紫外線を照射する。予
めレンズ系８と玉枠９の接触部位には紫外線硬化型接着
剤が充填されており、紫外線照射ユニット６が発した紫
外線によってすぐに硬化する。このため、光軸調整完了
後そのままの状態でレンズ系８を接着固定することが可
能となる。所定時間経過後、紫外線照射ユニット６の紫
外線照射を止め光学系を遮らない位置に待避させ調心と
レンズ系８の接着固定を終了する。
【００４５】次に、軸上コマ量のグラフを図６に示し説
明する。図６（ａ）に示すように、図１の測定系のアラ
イメントが完全であれば、対象レンズ系Ｔを角度θだけ
回転させたとき、回転前の軸上コマ量のベクトルＶ（Ｖ
ｘ、Ｖｙ）を角度θだけ回転させたものと回転後の軸上
コマ量のベクトルＷ（Ｗｘ、Ｗｙ）は等しくなるので、
両ベクトルＶ、Ｗの大きさ√（Ｖｘ2 ＋Ｖｙ2 ）、√
（Ｗｘ2 ＋Ｗｙ2 ）とは等しくなる。
明する。図６（ａ）に示すように、図１の測定系のアラ
イメントが完全であれば、対象レンズ系Ｔを角度θだけ
回転させたとき、回転前の軸上コマ量のベクトルＶ（Ｖ
ｘ、Ｖｙ）を角度θだけ回転させたものと回転後の軸上
コマ量のベクトルＷ（Ｗｘ、Ｗｙ）は等しくなるので、
両ベクトルＶ、Ｗの大きさ√（Ｖｘ2 ＋Ｖｙ2 ）、√
（Ｗｘ2 ＋Ｗｙ2 ）とは等しくなる。
【００４６】しかし、実際の測定系のアライメントには
誤差があり、図６（ｂ）のようにベクトルＶ’、Ｗ’の
大きさは等しく成らない。これは、測定系アライメント
固有のベクトルＥが存在するからである。即ち、測定さ
れるベクトルＶ’は、対象レンズ系Ｔ固有の回転前のベ
クトルＶとベクトルＥの和に等しい。同様に測定される
ベクトルＷ’は、対象レンズ系Ｔ固有の回転後のベクト
ルＷとベクトルＥの和に等しい。
誤差があり、図６（ｂ）のようにベクトルＶ’、Ｗ’の
大きさは等しく成らない。これは、測定系アライメント
固有のベクトルＥが存在するからである。即ち、測定さ
れるベクトルＶ’は、対象レンズ系Ｔ固有の回転前のベ
クトルＶとベクトルＥの和に等しい。同様に測定される
ベクトルＷ’は、対象レンズ系Ｔ固有の回転後のベクト
ルＷとベクトルＥの和に等しい。
【００４７】従って、測定系のアライメント固有のベク
トルＥを予め求めておき、これを用いて軸上コマ量の補
正を行う方が望ましい。ちなみにベクトルＥを求める簡
便法としては、対象レンズ系Ｔをπラジアンの回転角で
回転させ、ベクトルＶ’、Ｗ’の軸上コマ量（Ｖｘ，Ｖ
ｙ）、（Ｗｘ，Ｗｙ）を測定し、これらを加えた（Ｖｘ
＋Ｗｘ，Ｖｙ＋Ｗｙ）を２で割った（（Ｖｘ＋Ｗｘ）／
２，（Ｖｙ＋Ｗｙ）／２）として得ることができる。
尚、この証明は容易であるので省略する。
トルＥを予め求めておき、これを用いて軸上コマ量の補
正を行う方が望ましい。ちなみにベクトルＥを求める簡
便法としては、対象レンズ系Ｔをπラジアンの回転角で
回転させ、ベクトルＶ’、Ｗ’の軸上コマ量（Ｖｘ，Ｖ
ｙ）、（Ｗｘ，Ｗｙ）を測定し、これらを加えた（Ｖｘ
＋Ｗｘ，Ｖｙ＋Ｗｙ）を２で割った（（Ｖｘ＋Ｗｘ）／
２，（Ｖｙ＋Ｗｙ）／２）として得ることができる。
尚、この証明は容易であるので省略する。
【００４８】次に、レンズ系８の玉枠９との当り面側が
球面又は平面である場合のレンズ系８と調整治具７の断
面図を図７に示し説明する。図７（ａ）に示すように微
調心二軸２１において、レンズ系８上部にはレンズ系８
の口径とほぼ等しい直径の孔が施されている。微調心二
軸２１の孔の直径と外径がほぼ等しい筒状の調整治具７
が、上から微調心二軸２１の孔に落し込まれている。調
整治具７が微調心二軸２１の下に抜け落ちないように調
整治具７の断面をＬ字状に形成する。玉枠９にレンズ系
８を設置し、レンズ系８の周辺部と玉枠９との隙間に紫
外線硬化型接着剤Ｓｅｔを充填する。尚、紫外線硬化型
接着剤Ｓｅｔは紫外線が照射されるまで硬化せず液状に
なっておりレンズ系８の微動調整を妨げない。
球面又は平面である場合のレンズ系８と調整治具７の断
面図を図７に示し説明する。図７（ａ）に示すように微
調心二軸２１において、レンズ系８上部にはレンズ系８
の口径とほぼ等しい直径の孔が施されている。微調心二
軸２１の孔の直径と外径がほぼ等しい筒状の調整治具７
が、上から微調心二軸２１の孔に落し込まれている。調
整治具７が微調心二軸２１の下に抜け落ちないように調
整治具７の断面をＬ字状に形成する。玉枠９にレンズ系
８を設置し、レンズ系８の周辺部と玉枠９との隙間に紫
外線硬化型接着剤Ｓｅｔを充填する。尚、紫外線硬化型
接着剤Ｓｅｔは紫外線が照射されるまで硬化せず液状に
なっておりレンズ系８の微動調整を妨げない。
【００４９】図７（ａ）の状態からゆっくりと微調心二
軸２１を下げると、レンズ系８の端部８ａに調整治具７
の先端部７ａが円状の線で接触する。さらに、微調心二
軸２１をゆっくりと下げると図７（ｂ）に示すように、
調整治具７の自重がレンズ系８の端部８ａに負荷され
る。この状態で、微調心二軸２１がＸ方向、Ｙ方向の２
軸に沿って移動すると、無理な負荷をかけてレンズ系８
を損傷することも逆にレンズ系８を浮かして調心を妨げ
ることなく、レンズ系８は玉枠９に対して僅かにずれ
る。
軸２１を下げると、レンズ系８の端部８ａに調整治具７
の先端部７ａが円状の線で接触する。さらに、微調心二
軸２１をゆっくりと下げると図７（ｂ）に示すように、
調整治具７の自重がレンズ系８の端部８ａに負荷され
る。この状態で、微調心二軸２１がＸ方向、Ｙ方向の２
軸に沿って移動すると、無理な負荷をかけてレンズ系８
を損傷することも逆にレンズ系８を浮かして調心を妨げ
ることなく、レンズ系８は玉枠９に対して僅かにずれ
る。
【００５０】レンズ系８と玉枠９との当り面側が非球面
である場合のレンズ系８と調整治具７の断面図を図８に
示し説明する。図８（ａ）はそれを上方から見た図であ
り、図８（ｂ）はその横断面を示す図である。図８
（ｂ）に示すように微調心二軸２１にはレンズ系８の口
径より大きい直径の孔が施されている。微調心二軸２１
の孔の直径と外径がほぼ等しい筒状の調整治具７が、上
から微調心二軸２１の孔に落し込まれている。調整治具
７は微調心二軸２１の下に抜け落ちないように調整治具
７の断面をＬ字状に形成されている。
である場合のレンズ系８と調整治具７の断面図を図８に
示し説明する。図８（ａ）はそれを上方から見た図であ
り、図８（ｂ）はその横断面を示す図である。図８
（ｂ）に示すように微調心二軸２１にはレンズ系８の口
径より大きい直径の孔が施されている。微調心二軸２１
の孔の直径と外径がほぼ等しい筒状の調整治具７が、上
から微調心二軸２１の孔に落し込まれている。調整治具
７は微調心二軸２１の下に抜け落ちないように調整治具
７の断面をＬ字状に形成されている。
【００５１】図８（ａ）に示すように調整治具７の内面
には、３個のバネノブ触子７ｂが等間隔に施されてい
る。バネノブ触子７ｂの付け根は上下に回動し、その中
央部にはバネ７ｃが取り付けられている。図８（ｂ）に
おけるバネ７ｃは伸びている状態にあり適度な力でバネ
ノブ触子７ｂを下方に引いており、バネノブ触子７ｂの
先端部７ｄは、レンズ系８の端上部に置かれたＯリング
７ｅを介してレンズ系８を押さえる。この状態で、微調
心二軸２１がＸ方向、Ｙ方向の２軸に沿って移動する
と、無理な負荷をかけてレンズ系８を損傷することも逆
にレンズ系８を浮かして調心を妨げることなく、レンズ
系８は玉枠９に対して僅かにずれる。
には、３個のバネノブ触子７ｂが等間隔に施されてい
る。バネノブ触子７ｂの付け根は上下に回動し、その中
央部にはバネ７ｃが取り付けられている。図８（ｂ）に
おけるバネ７ｃは伸びている状態にあり適度な力でバネ
ノブ触子７ｂを下方に引いており、バネノブ触子７ｂの
先端部７ｄは、レンズ系８の端上部に置かれたＯリング
７ｅを介してレンズ系８を押さえる。この状態で、微調
心二軸２１がＸ方向、Ｙ方向の２軸に沿って移動する
と、無理な負荷をかけてレンズ系８を損傷することも逆
にレンズ系８を浮かして調心を妨げることなく、レンズ
系８は玉枠９に対して僅かにずれる。
【００５２】尚、画像処理部１４による画像データ（各
画素の２値化された照度）を画面表示等によって使用者
が確認しながら微調心二軸２１、粗調心二軸２２、フォ
ーカス軸２３、紫外線照射ユニット６を直接駆動するマ
ニュアル操作も行うことができる。
画素の２値化された照度）を画面表示等によって使用者
が確認しながら微調心二軸２１、粗調心二軸２２、フォ
ーカス軸２３、紫外線照射ユニット６を直接駆動するマ
ニュアル操作も行うことができる。
【００５３】また、輪帯ＲＩＮ上のピンホール数を８個
としたが、３個以上で有れば幾つでもよく数が多いほど
精度が向上する。また、図１に示したように光を落射す
る方式とは限らず、下から光を入射し検出部をその上側
に構成してもよい。図１の対物レンズ系Ｔは正パワーを
有すものとして説明したが、負パワーを有す場合でも補
助光学系を光軸を合わせて用いれば正パワーとすること
ができ調心が可能となる。
としたが、３個以上で有れば幾つでもよく数が多いほど
精度が向上する。また、図１に示したように光を落射す
る方式とは限らず、下から光を入射し検出部をその上側
に構成してもよい。図１の対物レンズ系Ｔは正パワーを
有すものとして説明したが、負パワーを有す場合でも補
助光学系を光軸を合わせて用いれば正パワーとすること
ができ調心が可能となる。
【００５４】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、レン
ズ系の軸上コマ量を短時間で高精度に検出することがで
きレンズ系を構成する玉枠、単体レンズ等各部品の加工
精度に依存することなく、自動で光軸調整を行ったあと
そのままの位置で接着固定をすることができる。
ズ系の軸上コマ量を短時間で高精度に検出することがで
きレンズ系を構成する玉枠、単体レンズ等各部品の加工
精度に依存することなく、自動で光軸調整を行ったあと
そのままの位置で接着固定をすることができる。
【００５５】また、レンズ系を微動させるために調整治
具やＸ−Ｙテーブルを組み合わせることで、レンズ系が
損傷したり浮いて調心を妨げたりしないようにスムーズ
にサブミクロン単位で変位させることが可能となる。更
に、１枚のレンズ２対の組合せだけでなく、複数枚のレ
ンズで構成されるレンズ群２対を光軸調整することもで
きる。
具やＸ−Ｙテーブルを組み合わせることで、レンズ系が
損傷したり浮いて調心を妨げたりしないようにスムーズ
にサブミクロン単位で変位させることが可能となる。更
に、１枚のレンズ２対の組合せだけでなく、複数枚のレ
ンズで構成されるレンズ群２対を光軸調整することもで
きる。
【００５６】特に１枚のレンズ当りの軸上コマの誤差が
大きく現れる両面非球面レンズを多用する場合、各両面
非球面レンズの加工精度を向上させなくても、組立時に
光軸調整を行って光軸を合わせることができるので、全
光学系をコンパクトにすることが可能となる。
大きく現れる両面非球面レンズを多用する場合、各両面
非球面レンズの加工精度を向上させなくても、組立時に
光軸調整を行って光軸を合わせることができるので、全
光学系をコンパクトにすることが可能となる。
【図１】 本発明を実施したレンズ系光軸調整装置の概
略構成図。
略構成図。
【図２】 本発明を実施したレンズ系光軸調整装置の結
像に関する図。
像に関する図。
【図３】 本発明を実施したレンズ系光軸調整装置の演
算処理部に備えられているソフトウェアのフローチャー
ト。
算処理部に備えられているソフトウェアのフローチャー
ト。
【図４】 本発明を実施したレンズ系光軸調整装置の微
調心による結像に関する図。
調心による結像に関する図。
【図５】 本発明を実施したレンズ系光軸調整装置のＣ
ＣＤカメラ受像面における像を示す図。
ＣＤカメラ受像面における像を示す図。
【図６】 軸上コマ量のグラフを示す図。
【図７】 本発明を実施したレンズ系光軸調整装置にお
ける調整治具の断面図。
ける調整治具の断面図。
【図８】 本発明を実施したレンズ系光軸調整装置にお
ける調整治具の断面図。
ける調整治具の断面図。
【図９】 従来のレンズ系の光軸調整組立装置の側面
図。
図。
１ 光源 ２ ピンホール板 ２’ピンホール板 ３ ＮＤフィルター ４ コリメータレンズ ５ ミラー ６ 紫外線照射ユニット ７ 調整治具 ７ａ 先端部 ７ｂ バネノブ触子 ７ｃ バネ ７ｄ 先端部 ７ｅ Ｏリング ８ レンズ系 ９ 玉枠 １０ レンズ系 １１ 取付部 Ｔ 対象レンズ系 １２ 顕微鏡レンズ １３ ＣＣＤカメラ １４ 画像処理部 １５ 演算処理部 １６ 表示部 １７ チャート １８ 像面 ２１ 微調心二軸 ２２ 粗調心二軸 ２３ フォーカス軸 ２４ 照射点 ２５ 照射点 ２６ 照射点 ２７ 照射点 ２８ 照射点 ２９ 照射点 Ｒ 平行光 Ｒ’ 平行光 Ｓ１〜Ｓ８ 信号 Ａ 中心座標 Ｂ 重心座標 Ｃ 基準座標 Ｚ１ 座標系 Ｚ２ 座標系 ΔＸ 軸上コマ量（Ｘ成分） ΔＹ 軸上コマ量（Ｙ成分） ｄＸ 粗調心補正量 ｄＹ 粗調心補正量 Ｆ 焦点 Ｆ’ 焦点 Ｆ” 焦点 ＲＩＮ 輪帯 Ｍ０〜Ｍ８ ピンホール Ｌ０〜Ｌ８ 照射点 Ｒ０〜Ｒ８ 光線 ｒ 長さ Ｏ 中心 Ｏ’中心 ｋ 定数 ベクトルＶ 軸上コマ量 ＶX Ｘ成分、ＶY Ｙ成分 ベクトルＷ 軸上コマ量 ＷX Ｘ成分、ＷY Ｙ成分 θ 角度 Ｌ1 レンズ Ｌ2 レンズ
Claims (1)
- 【請求項１】 第１、第２レンズ系の光軸が鉛直方向と
なる配置で前記第１レンズ系を固定するとともに前記第
２レンズ系を微動させて前記第１、第２レンズ系の光軸
を一致させるレンズ系光軸調整装置において、 前記第１、第２レンズ系に中心光線及び該中心光線に平
行な３本以上の輪帯光線を照射する手段と、 前記第１、第２レンズ系を通過した前記中心光線及び輪
帯光線を受光して、該中心光線及び輪帯光線によりそれ
ぞれ形成された像に対応する信号を生成するとともに前
記信号に基づいて各像の照度を求める手段と、 前記照度の分布から輪帯光線の像の重心座標と中心光線
の像の中心座標を求めて、その差から得られる軸上コマ
量に応じて微調心補正量を求める手段と、 前記微調心補正量に基づいて前記第２レンズを微動させ
る手段と、を具備することを特徴とするレンズ系光軸調
整装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05070293A JP3208902B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | レンズ系光軸調整装置及びレンズ系光軸調整方法 |
| US08/208,983 US5453606A (en) | 1993-03-11 | 1994-03-10 | Apparatus for adjusting the optical axis of an optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05070293A JP3208902B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | レンズ系光軸調整装置及びレンズ系光軸調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265766A true JPH06265766A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3208902B2 JP3208902B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=12866242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05070293A Expired - Lifetime JP3208902B2 (ja) | 1993-03-11 | 1993-03-11 | レンズ系光軸調整装置及びレンズ系光軸調整方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5453606A (ja) |
| JP (1) | JP3208902B2 (ja) |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3208902B2 (ja) | 2001-09-17 |
| US5453606A (en) | 1995-09-26 |
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