JPH1038756A - Method and apparatus for measuring aberration of afocal optical system - Google Patents

Method and apparatus for measuring aberration of afocal optical system

Info

Publication number
JPH1038756A
JPH1038756A JP20771096A JP20771096A JPH1038756A JP H1038756 A JPH1038756 A JP H1038756A JP 20771096 A JP20771096 A JP 20771096A JP 20771096 A JP20771096 A JP 20771096A JP H1038756 A JPH1038756 A JP H1038756A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical system
light
light source
afocal optical
imaging lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20771096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ueda
健 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP20771096A priority Critical patent/JPH1038756A/en
Publication of JPH1038756A publication Critical patent/JPH1038756A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method and an apparatus for measuring each aberration of an afocal optical system. SOLUTION: The light from a light source 11 is passed through a pattern plate 15 and then passed through a collimate lens 17 to produce a parallel luminous flux. The parallel luminous flux is passed through an afocal optical system to be inspected and introduced to a focus lens system 47 in order to focus the image of the light source on a light receiving element 45. The light from the light source 11 is passed through a filter to produce a monochromatic light which is then focused for a plurality of waveforms. Subsequently, color aberration is measured for the entire optical system based on the moving distance of the light receiving element 45 on the optical axis of the focus lens system 47 and the color aberration is determined for the afocal optical system to be inspected by removing the color aberration component of the focus lens system 47. When the focal position is determined for each point of the image, curvature of the image plane can be determined.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アフォーカル光学
系の色収差や像面湾曲などの収差を測定する技術に関す
るものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a technique for measuring aberrations such as chromatic aberration and field curvature of an afocal optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】アフォーカル光学系は、望遠鏡、双眼
鏡、カメラのファインダ等に利用される光学系で、「1
組の物点と像点とが無限遠にある光学系」あるいは、
「焦点を持たない光学系」として定義される。このアフ
ォーカル光学系の性能として特に重要なものに像面湾曲
と色収差がある。
2. Description of the Related Art An afocal optical system is an optical system used for a telescope, binoculars, a viewfinder of a camera, and the like.
An optical system in which the set of object points and image points are at infinity "or
It is defined as "optical system without focus." Particularly important as the performance of this afocal optical system are field curvature and chromatic aberration.

【0003】しかし、アフォーカル光学系は、それ自身
では結像しないことから、アフォーカル光学系としての
色収差や像面湾曲等の収差の測定は簡単にはできない。
従来行われてきた測定方法としては、視度望遠鏡を用い
て像面湾曲を測定する方法が知られている程度で、色収
差については、目視による測定が主体となっていた。
However, since an afocal optical system does not form an image by itself, it is not easy to measure aberrations such as chromatic aberration and field curvature as an afocal optical system.
As a conventional measurement method, a method of measuring a curvature of field using a diopter telescope is known, and chromatic aberration is mainly measured by visual observation.

【0004】しかしながら、視度望遠鏡を用いた測定
は、人手によるもので、時間もかかり、測定する人によ
る誤差の影響が大きい。また、色収差の測定は目視によ
っているので、数値で表す等の客観的な評価ができな
い。
However, the measurement using a diopter telescope is manually performed, takes a long time, and is greatly affected by errors caused by a person who performs the measurement. In addition, since the measurement of chromatic aberration is performed by visual observation, objective evaluation such as numerical value cannot be performed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事実
から考えられたもので、アフォーカル光学系の各収差の
測定を行うことができる測定装置及び測定方法を提供す
ることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a measuring apparatus and a measuring method capable of measuring each aberration of an afocal optical system. .

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明の装置は、光源と、該光源からの光束を平行
光束にするコリメータと、該平行光束が入射する被検ア
フォーカル光学系を保持する被検体保持手段と、被検ア
フォーカル光学系を経由した光束が入射する結像レンズ
系と、該結像レンズ系の光軸方向に移動自在に設けられ
た受光素子と、を有することを特徴としている。
In order to achieve the above object, an apparatus according to the present invention comprises a light source, a collimator for converting a light beam from the light source into a parallel light beam, and an afocal optical system to be examined on which the parallel light beam enters. An object holding means for holding the system, an imaging lens system to which a light beam passing through the afocal optical system to be incident enters, and a light receiving element movably provided in the optical axis direction of the imaging lens system, It is characterized by having.

【0007】また、上記光源が、単色光を透過するフィ
ルタを異なる波長について複数個有し、該フィルタを交
換することによって上記光源が複数の波長の単色光に切
替可能とした構成としたり、結像レンズの前側の焦点位
置に絞りを有する構成とすることが望ましい。
Further, the light source has a plurality of filters for transmitting monochromatic light for different wavelengths, and the light source can be switched to monochromatic light of a plurality of wavelengths by exchanging the filters. It is desirable to have a configuration having a stop at the focal position on the front side of the image lens.

【0008】または、上記光源からコリメータまでが一
体化されて光源装置を構成し、該光源装置が、中心軸と
してのX軸と交叉するY軸方向に移動自在で、かつこれ
らXY平面に直交するZ軸回りに回転自在であり、上記
結像レンズ系から受光素子までが共通の保持手段に保持
され、該保持手段が上記Z軸回りに回動自在である構成
とすることもできる。
Alternatively, the light source to the collimator are integrated to constitute a light source device, and the light source device is movable in a Y-axis direction crossing the X-axis as a central axis and is orthogonal to these XY planes. It is also possible to adopt a configuration in which it is rotatable around the Z axis, the above-mentioned imaging lens system and the light receiving element are held by a common holding means, and the holding means is rotatable about the Z axis.

【0009】上記保持手段の回転軸が上記結像レンズ系
の光源側の焦点に重なる構成や、上記結像レンズ系が拡
大レンズを有し、該拡大レンズと上記受光素子とが保持
台に固定され、該保持台が光軸方向に移動自在である構
成としてもよい。
A configuration in which the rotation axis of the holding means overlaps the focal point of the imaging lens system on the light source side, or the imaging lens system has a magnifying lens, and the magnifying lens and the light receiving element are fixed to a holding table. The holding table may be configured to be movable in the optical axis direction.

【0010】本発明の測定方法は、光源からの光を平行
光束にする工程と、光源からの光を単色光のみが透過す
るフィルタに通して単色光とする工程と、単色光の平行
光束を被検アフォーカル光学系を経由して結像レンズ系
を透過させ、受光素子上に光源の像を結像させる工程と
を、複数の波長の単色光について行い、上記受光素子が
結像レンズの光軸上を動く距離によって光学系全体の色
収差を測定し、結像レンズの色収差分を除いて被検アフ
ォーカル光学系の色収差を求めることを特徴としてい
る。
The measuring method of the present invention comprises the steps of: converting light from a light source into a parallel light beam; passing light from the light source through a filter that transmits only monochromatic light into monochromatic light; Transmitting the image of the light source on the light receiving element through the afocal optical system to be tested and forming an image of the light source on the monochromatic light having a plurality of wavelengths. It is characterized in that the chromatic aberration of the entire optical system is measured based on the distance moved on the optical axis, and the chromatic aberration of the afocal optical system to be measured is obtained excluding the chromatic aberration of the imaging lens.

【0011】または、光源からの光を平行光束にする工
程と、該平行光束を被検アフォーカル光学系を経由して
結像レンズ系に入射させ、受光素子上に結像させる工程
と、該結像上の任意の点について受光素子の受光量が最
大になる光軸上の位置を求めて該受光素子の位置から光
学系全体の像面湾曲を測定し、結像レンズの像面湾曲分
を除いて被検アフォーカル光学系の像面湾曲を測定する
こととすることもできる。上記結像レンズ系の前側焦点
位置に絞りを設け、結像レンズ系をテレセントリック光
学系とすることが望ましい。
Alternatively, a step of converting the light from the light source into a parallel light beam, a step of making the parallel light beam incident on an imaging lens system via an afocal optical system to be detected, and forming an image on a light receiving element; A position on the optical axis at which the amount of light received by the light-receiving element is maximized at an arbitrary point on the image is measured, and the field curvature of the entire optical system is measured from the position of the light-receiving element. Except for, the field curvature of the afocal optical system to be measured can be measured. It is desirable to provide an aperture at the front focal position of the imaging lens system and to make the imaging lens system a telecentric optical system.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
って説明する。図1は、本発明の測定装置の構成例を示
す図である。光源装置10は、光源ランプ11とフィル
タ部材13、パターン板15、及びコリメータとしての
コリメートレンズ17を相互に所定の位置関係に配備し
て、ハウジング19により一体化されたものである。フ
ィルタ部材13は「円板状」であって、波長の異なる単
色光のみを透過する複数のフィルタを有し、フィルタ部
材13を回転させることによりフィルタを選択し、波長
を選択できる。パターン板15は、ピンホール、スリッ
トを用いるとよい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of the measuring device of the present invention. In the light source device 10, a light source lamp 11, a filter member 13, a pattern plate 15, and a collimator lens 17 as a collimator are arranged in a predetermined positional relationship with each other, and are integrated by a housing 19. The filter member 13 is “disc-shaped” and has a plurality of filters that transmit only monochromatic lights having different wavelengths. By rotating the filter member 13, a filter can be selected and a wavelength can be selected. The pattern plate 15 may use a pinhole and a slit.

【0013】フィルタ部材13に設けられたフィルタ
は、マルチコートされた平板ガラスであり、透過光波長
の半値幅が10nmほどのものである。光源ランプ11
は白色光源であり、これを点灯させると、放射された白
色光はフィルタ部材13を透過して単色光となり、パタ
ーン板15を通過し、コリメートレンズ17により平行
光束化されて射出する。
The filter provided on the filter member 13 is a multi-coated flat glass having a half-width of the transmitted light wavelength of about 10 nm. Light source lamp 11
Is a white light source. When the white light source is turned on, the emitted white light passes through the filter member 13 to become monochromatic light, passes through the pattern plate 15, is converted into a parallel light flux by the collimating lens 17, and is emitted.

【0014】光源装置10は回転ステージ20に保持さ
れており、回転ステージ20は、十字架状をしたステー
ジ30の交点に取り付けられている。ステージ30は、
図示のようにX軸、Y軸をとり、装置の中心軸320
(X軸と平行な軸)方向に延びるX方向ステージ32
と、中心軸320と直交してY軸方向に延びるY方向ス
テージ31とを「十字架」状に組み合わせて成り、回転
ステージ20は、Y方向ステージ31上のガイドライン
311に沿って移動可能になっている。回転ステージ2
0は、XY平面に直交するZ軸と平行な軸330を中心
として正・逆両方向に回転自在となっている。
The light source device 10 is held by a rotary stage 20, and the rotary stage 20 is attached to an intersection of a cross-shaped stage 30. Stage 30 is
Take the X and Y axes as shown, and
X direction stage 32 extending in the direction (axis parallel to the X axis)
And a Y-direction stage 31 extending in the Y-axis direction orthogonal to the central axis 320 in a “cross” shape, and the rotary stage 20 is movable along a guide line 311 on the Y-direction stage 31. I have. Rotary stage 2
Numeral 0 is rotatable in both forward and reverse directions about an axis 330 parallel to the Z axis orthogonal to the XY plane.

【0015】X方向ステージ32は被検体保持手段32
1を有し、この被検体保持手段321により、被検アフ
ォーカル光学系0を、その光軸が中心軸320と一致す
るように保持する。
The X direction stage 32 is a subject holding means 32
The object afocal optical system 0 is held by the object holding means 321 such that the optical axis thereof coincides with the central axis 320.

【0016】X方向ステージ32にはまた第2の回転ス
テージ322が設けられ、この第2の回転ステージ32
2に保持手段40の一端部側が固定されている。保持手
段40は細幅の細長い板状であって、その表面側に、絞
りSと、保持手段40に対して光軸方向に移動可能な駆
動装置を持った保持台48とを保持している。保持台4
8は拡大レンズ43と、受光素子45であるCCDセン
サとを保持している。
The X-direction stage 32 is also provided with a second rotary stage 322.
One end of the holding means 40 is fixed to 2. The holding means 40 is in the form of a narrow plate having a narrow width, and has on its surface side a stop S and a holding table 48 having a driving device movable in the optical axis direction with respect to the holding means 40. . Holder 4
Numeral 8 holds a magnifying lens 43 and a CCD sensor as a light receiving element 45.

【0017】保持台48の駆動装置としては、図示しな
いが、ラック&ピニオンとステッピングモータの組合せ
が考えられる。受光素子45としてのCCDセンサは、
少なくとも結像レンズ系47の光軸と直交方向の走査機
能を持つラインセンサあるいはエリアセンサである。
Although not shown, a combination of a rack and pinion and a stepping motor is conceivable as a driving device of the holding table 48. The CCD sensor as the light receiving element 45 is
It is a line sensor or area sensor having at least a scanning function in a direction orthogonal to the optical axis of the imaging lens system 47.

【0018】結像レンズ41はレンズ保持体42に保持
され、拡大レンズ43は別のレンズ保持体44に保持さ
れる。結像レンズ41と拡大レンズ43は光軸を一致さ
せた状態で結像レンズ系47となる。そして、図示の状
態において結像レンズ41と拡大レンズ43と被検体保
持手段321に保持された被検アフォーカル光学系0の
光軸は一致している。また、この結像レンズ系47の色
収差や像面湾曲は、既知のものである。
The imaging lens 41 is held by a lens holder 42, and the magnifying lens 43 is held by another lens holder 44. The imaging lens 41 and the magnifying lens 43 form an imaging lens system 47 with the optical axes aligned. In the illustrated state, the optical axes of the imaging lens 41, the magnifying lens 43, and the afocal optical system 0 to be inspected held by the object holding means 321 coincide with each other. The chromatic aberration and curvature of field of the imaging lens system 47 are known.

【0019】絞りSは、結像レンズ系47の前側焦点位
置Pに固定的に配備され、第2の回転ステージ322の
回転軸は焦点P上に重なっている。X方向ステージの下
端側には、ガイドレール33が上記回転軸Pを中心とす
る円弧状に設けられ、保持手段40の自由端部側の裏面
側に設けられた「回転コロ(図示せず)」と系合してい
る。上記第2の回転ステージ322とガイドレール33
と上記図示されない回転コロとは「保持手段40を、絞
りSの位置を中心としてZ軸の回りに回転可能ならしめ
る回転機構」を構成していて、駆動装置によって回転可
能である。この回転駆動装置としても、保持台48と同
様のラック&ピニオンとステッピングモータの組合せが
使用できる。
The stop S is fixedly provided at the front focal position P of the imaging lens system 47, and the rotation axis of the second rotary stage 322 overlaps the focal point P. At the lower end of the X-direction stage, a guide rail 33 is provided in an arc shape centering on the rotation axis P, and a “rotating roller (not shown)” provided on the back side of the free end side of the holding means 40. ”Is related. The second rotary stage 322 and the guide rail 33
And the above-mentioned rotary roller (not shown) constitute a “rotation mechanism that makes the holding means 40 rotatable around the Z axis about the position of the stop S”, and can be rotated by a driving device. As this rotary drive, a combination of a rack & pinion and a stepping motor similar to the holding table 48 can be used.

【0020】すなわち、ガイドレール33にはその円弧
に沿ったラックを固定し、それにかみあうようにピニオ
ン付のステッピングモータを保持手段40の裏面側に固
定すればよい。
That is, a rack along the arc is fixed to the guide rail 33, and a stepping motor with a pinion may be fixed to the back side of the holding means 40 so as to mesh with the rack.

【0021】さて、図1は被検アフォーカル光学系0の
「光軸上の性能」を測定する状態を示している。被検ア
フォーカル光学系0を図示の如くセットして光源ランプ
11を点灯すると、放射された光はフィルタ部材13の
所定のフィルタを透過することによって、たとえば、d
線の波長の単色光となり、パターン板15のピンホール
を通り、コリメートレンズ17により平行光束化されて
光源装置10から射出し、被検アフォーカル光学系0に
入射する。
FIG. 1 shows a state in which the "performance on the optical axis" of the afocal optical system 0 to be measured is measured. When the afocal optical system 0 to be inspected is set as shown in the figure and the light source lamp 11 is turned on, the emitted light passes through a predetermined filter of the filter member 13, for example, d
The light becomes monochromatic light having a line wavelength, passes through a pinhole of the pattern plate 15, is converted into a parallel light beam by the collimator lens 17, exits from the light source device 10, and enters the afocal optical system 0 to be inspected.

【0022】このとき光源装置10の光軸は被検アフォ
ーカル光学系0の光軸に一致している。被検アフォーカ
ル光学系0から射出した光束は絞りSを通過し、結像レ
ンズ41によりいったんピンホールの画像を結像し、拡
大レンズ43によるその拡大像が受光素子45の受光面
45Aに結像される。受光素子45の受光面45Aと拡
大レンズ43との位置関係は、予め所定の倍率になるよ
うに位置調整されている。
At this time, the optical axis of the light source device 10 coincides with the optical axis of the afocal optical system 0 to be inspected. The light beam emitted from the afocal optical system 0 passes through the stop S, once forms an image of a pinhole by the imaging lens 41, and the enlarged image by the magnifying lens 43 is formed on the light receiving surface 45 A of the light receiving element 45. Imaged. The positional relationship between the light receiving surface 45A of the light receiving element 45 and the magnifying lens 43 is adjusted in advance so as to have a predetermined magnification.

【0023】受光素子45は、結像された像の強度分布
を走査して出力する。この出力は図示されてない演算手
段(マイクロコンピュータ)へ送られる。演算手段は
「像の強度分布」のピークが最大となるように保持台4
8を光軸方向に動かす。ピークが最大となった時の保持
台48の位置より、被検アフォーカル光学系0の軸上で
の像面位置がわかる。なお、保持台48は、拡大レンズ
43と受光素子45とを一緒に移動しているが、受光素
子45のみを移動する構成としてもよい。
The light receiving element 45 scans and outputs the intensity distribution of the formed image. This output is sent to arithmetic means (microcomputer) not shown. The arithmetic means operates the holding table 4 so that the peak of the "image intensity distribution" becomes maximum.
8 is moved in the optical axis direction. The position of the image plane on the axis of the afocal optical system 0 to be detected can be determined from the position of the holding table 48 when the peak becomes maximum. Although the holding table 48 moves the magnifying lens 43 and the light receiving element 45 together, the holding table 48 may be configured to move only the light receiving element 45.

【0024】次にフィルタ部材13を回転して別のフィ
ルタを透過させて単色光の波長を切り換え、同じ測定を
行い、ピークが最大となった時の保持台48の位置を求
めれば、これらの間における保持台48の光軸方向の移
動量が軸上の色収差となる。この色収差から予め知られ
ている結像レンズ系47の色収差を差し引けば、アフォ
ーカル光学系の色収差を求めることができる。
Next, the wavelength of the monochromatic light is switched by rotating the filter member 13 and passing through another filter, the same measurement is performed, and the position of the holding table 48 when the peak becomes maximum is obtained. The amount of movement of the holding table 48 in the optical axis direction between them becomes axial chromatic aberration. By subtracting the known chromatic aberration of the imaging lens system 47 from the chromatic aberration, the chromatic aberration of the afocal optical system can be obtained.

【0025】ところで、上記アフォーカル光学系の測定
装置では、ピンホール像は被検アフォーカル光学系によ
って虚像となり、その虚像を結像レンズ系47で覗いて
いる構成になっている。虚像の位置と結像レンズ系47
の物体位置を一致させるために受光面を移動させると、
一般に結像レンズの有効Fナンバーが変化し、受光面上
の照度が最大となった時を虚像の位置と結像レンズの物
体位置が一致した時であると判断することが不可能とな
る。
In the afocal optical system measuring apparatus, the pinhole image is formed into a virtual image by the test afocal optical system, and the virtual image is viewed through the imaging lens system 47. Position of virtual image and imaging lens system 47
When the light receiving surface is moved to match the object position of
Generally, when the effective F number of the imaging lens changes and the illuminance on the light receiving surface becomes maximum, it is impossible to determine that the position of the virtual image coincides with the object position of the imaging lens.

【0026】そこで、本発明では、結像レンズ系47の
前側焦点Pの位置に絞りSを置いてテレセントリック光
学系としている。このような構成とすれば、共役長の変
化により有効Fナンバーが変化せず、被検アフォーカル
光学系の虚像位置を見つけることができる。
Therefore, in the present invention, the stop S is placed at the position of the front focal point P of the image forming lens system 47 to form a telecentric optical system. With such a configuration, the effective F-number does not change due to a change in the conjugate length, and the virtual image position of the afocal optical system to be detected can be found.

【0027】図2は図1に示す実施の形態で、被検アフ
ォーカル光学系の光軸に対して傾いた方向の(軸外の)
色収差を測定するときの状態を示している。軸外の測定
をする場合に、受光面45AのみをY軸方向に平行移動
することにより、測定することも可能であるが、この場
合結像レンズ系47としては、大きな画像をカバーしな
ければならず、レンズの口径が大きくなることから高価
となり、また広い画角での収差をなくすことは、難しく
なる。
FIG. 2 shows the embodiment shown in FIG. 1 in a direction (off-axis) inclined with respect to the optical axis of the afocal optical system to be measured.
The state when measuring chromatic aberration is shown. When performing off-axis measurement, it is possible to perform measurement by moving only the light receiving surface 45A in parallel in the Y-axis direction. However, in this case, the imaging lens system 47 must cover a large image. In addition, the lens becomes large in diameter due to its large aperture, and it is difficult to eliminate aberrations at a wide angle of view.

【0028】そこで、本発明では次のようにしてこの問
題の解決を図った。回転ステージ20を図2のようにY
方向ステージ31に沿ってY軸の方向へ移動させる。こ
のときの移動量:LYは、たとえば、Y方向ステージ3
1にスケールを刻印しておくことにより測定することが
できる。次いで回転ステージ20を回転させ、光源装置
10からの平行光束が被検アフォーカル光学系0に入射
するようにする。
Therefore, the present invention has attempted to solve this problem as follows. As shown in FIG.
It is moved along the direction stage 31 in the Y-axis direction. The movement amount LY at this time is, for example, the Y-direction stage 3
It can be measured by engraving a scale on 1. Next, the rotating stage 20 is rotated so that the parallel light beam from the light source device 10 is incident on the afocal optical system 0 to be measured.

【0029】ガイドライン311と被検アフォーカル光
学系0の配備位置との距離:LXは一定であるので、こ
の時の入射平行光束と被検アフォーカル光学系0の光軸
との成す角:θinは、tanθin=LY/LXの関
係から知ることができる。
Since the distance LX between the guide line 311 and the position of the afocal optical system 0 to be inspected is constant, the angle between the incident parallel light beam and the optical axis of the afocal optical system 0 at this time is θin. Can be known from the relationship tan θin = LY / LX.

【0030】演算手段はピンホールの像がCCDの中心
近傍にくるように保持手段40を回転させる。この回転
角θoutとθinとで被検アフォーカル光学系0の倍
率がわかる。また単色光の波長を変えて測定を行った時
のCCD面上の「像の強度分布」の重心位置の差は倍率
の色収差となる。
The calculating means rotates the holding means 40 so that the image of the pinhole is located near the center of the CCD. From the rotation angles θout and θin, the magnification of the test afocal optical system 0 can be determined. Further, the difference between the positions of the centers of gravity of the "image intensity distribution" on the CCD surface when the measurement is performed while changing the wavelength of the monochromatic light becomes chromatic aberration of magnification.

【0031】図示の実施例では、X軸とY軸とは直角で
交叉しているが、直角以外の角度で交叉しても上記と同
様に測定可能である。上記の構成により、入射画角を設
定し、それと見合う射出画角の発見を自動化し、測定の
手間を軽減することができる。また、結像レンズ系の口
径又は画角を大きくしなくてよくなり、軸外測定時の誤
差が低減され、装置も安価になる。
In the illustrated embodiment, the X-axis and the Y-axis intersect at a right angle. However, even if the X-axis and the Y-axis intersect at an angle other than the right angle, the measurement can be performed in the same manner as described above. With the above configuration, it is possible to set the incident angle of view, automate the finding of the exit angle of view corresponding to the angle of incidence, and reduce the labor of measurement. In addition, it is not necessary to increase the aperture or the angle of view of the imaging lens system, errors during off-axis measurement are reduced, and the apparatus is inexpensive.

【0032】なお、上記の実施例で、複数画角において
パターン板15の像の強度が最大になるように保持台4
8を動かし、この移動量を画角ごとにプロットすれば像
面湾曲が求まる。その場合、絞りSを結像レンズ41の
前側焦点に設けると、アフォーカル光学系の像面位置の
変化による誤差を無くすことができ、図2のようにし
て、測定すれば、軸外測定も可能となる。
It should be noted that in the above-described embodiment, the holding table 4 is set so that the image intensity of the pattern plate 15 is maximized at a plurality of angles of view.
8 is moved, and the amount of this movement is plotted for each angle of view to determine the field curvature. In this case, if the stop S is provided at the front focal point of the imaging lens 41, an error due to a change in the image plane position of the afocal optical system can be eliminated. If the measurement is performed as shown in FIG. It becomes possible.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
光源からの光束を平行光束にするコリメータと、該平行
光束を被検アフォーカル光学系を透過させてから入射さ
せる結像レンズ系と、該結像レンズ系の光軸方向に移動
自在に設けられた受光素子と、を有する構成としたの
で、被検アフォーカル光学系について像を作り、該像か
ら収差の情報を得ることができ、アフォーカル光学系の
収差を測定することができる。
According to the present invention as described above,
A collimator that converts the light beam from the light source into a parallel light beam, an imaging lens system that transmits the parallel light beam through the test afocal optical system, and then enters the collimator, and is provided movably in the optical axis direction of the imaging lens system. And a light receiving element, the image of the afocal optical system to be measured can be formed, the aberration information can be obtained from the image, and the aberration of the afocal optical system can be measured.

【0034】また、光源に単色光のみを透過するフィル
タを設け、複数のフィルタにより異なる波長について結
像位置を測定することにすれば、アフォーカル光学系の
色収差や像面湾曲を測定することができる。
If a light source is provided with a filter that transmits only monochromatic light, and the imaging positions are measured at different wavelengths by a plurality of filters, the chromatic aberration and field curvature of the afocal optical system can be measured. it can.

【0035】結像レンズの光源側の焦点位置に絞りを設
ける構成とすれば、結像レンズのF数を一定にすること
ができ、F数の変化による結像位置のズレを考慮しなく
てよくなる。
If a stop is provided at the focal position on the light source side of the image forming lens, the F number of the image forming lens can be made constant, and the deviation of the image forming position due to a change in the F number can be taken into consideration. Get better.

【0036】光源からコリメータまでが一体化されて光
源装置を構成し、該光源装置が、装置の中心軸としての
X軸と交叉するY軸方向に移動自在で、かつXY平面に
直交するZ軸と平行な回転軸回りに回転自在であり、上
記結像レンズ系から受光素子までが共通の保持手段に保
持され、該保持手段が上記Z軸と平行な軸回りに回動自
在である構成とすれば、結像レンズ系の口径は小さくて
よくなり、安価で誤差の少ない軸外測定ができる。
The light source to the collimator are integrated to constitute a light source device, and the light source device is movable in the Y-axis direction crossing the X-axis serving as the central axis of the device, and the Z-axis is perpendicular to the XY plane. And a configuration in which the imaging lens system to the light receiving element are held by a common holding unit, and the holding unit is rotatable around an axis parallel to the Z axis. Then, the aperture of the imaging lens system can be made small, and off-axis measurement with low cost and little error can be performed.

【0037】また、光源光の波長を変えるのに光源自体
を取り替えることとすれば、輝度分布が異なることから
誤差の原因となるが、透過フィルタで切換えることとす
れば、輝度分布による誤差が生じないので、正確な測定
が可能となる。
If the light source itself is replaced to change the wavelength of the light from the light source, an error is caused because the luminance distribution is different. However, if the light source is switched by the transmission filter, an error due to the luminance distribution occurs. Since there is no measurement, accurate measurement is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の被検アフォーカル光学系の収差を測定
する装置の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an apparatus for measuring aberration of an afocal optical system to be inspected according to the present invention.

【図2】図1の装置で、軸外の収差測定をする状態を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a state in which off-axis aberration is measured by the apparatus shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

0 被検アフォーカル光学系 10 光源装置 11 光源 13 フィルタ 17 コリメータ 40 保持手段 45 受光素子 48 結像レンズ系 321 被検体保持手段 P 結像レンズの前側焦点 S 絞り Reference Signs List 0 afocal optical system to be inspected 10 light source device 11 light source 13 filter 17 collimator 40 holding means 45 light receiving element 48 imaging lens system 321 object holding means P front focal point of imaging lens S aperture

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、該光源からの光束を平行光束に
するコリメータと、該平行光束が入射する被検アフォー
カル光学系を保持する被検体保持手段と、被検アフォー
カル光学系を経由した光束が入射する結像レンズ系と、
該結像レンズ系の光軸方向に移動自在に設けられた受光
素子と、を有することを特徴とするアフォーカル光学系
の収差測定装置。
1. A light source, a collimator for converting a light beam from the light source into a parallel light beam, a subject holding unit for holding a test afocal optical system on which the parallel light beam enters, and a test afocal optical system An imaging lens system on which the reflected light beam is incident;
An afocal optical system aberration measuring apparatus, comprising: a light receiving element movably provided in an optical axis direction of the imaging lens system.
【請求項2】 上記光源が、単色光を透過するフィルタ
を異なる波長について複数個有し、該フィルタを交換す
ることによって上記光源が複数の波長の単色光に切替可
能としたことを特徴とする請求項1記載のアフォーカル
光学系の収差測定装置。
2. The light source according to claim 1, wherein the light source has a plurality of filters for transmitting monochromatic light for different wavelengths, and the light source can be switched to monochromatic light of a plurality of wavelengths by exchanging the filters. An aberration measuring device for an afocal optical system according to claim 1.
【請求項3】 上記結像レンズが、前側の焦点位置に絞
りを有することを特徴とする請求項1又は2記載のアフ
ォーカル光学系の収差測定装置。
3. The aberration measuring device for an afocal optical system according to claim 1, wherein the imaging lens has a stop at a front focal position.
【請求項4】 上記光源からコリメータまでが一体化さ
れて光源装置を構成し、該光源装置が、中心軸としての
X軸と交叉するY軸方向に移動自在で、かつこれらXY
平面に直交するZ軸回りに回転自在であり、上記結像レ
ンズ系から受光素子までが共通の保持手段に保持され、
該保持手段が上記Z軸回りに回動自在であることを特徴
とする請求項3に記載のアフォーカル光学系の収差測定
装置。
4. A light source device is constituted by integrating the light source to the collimator, and the light source device is movable in a Y-axis direction intersecting the X-axis as a central axis, and the XY device is provided.
It is rotatable about a Z-axis perpendicular to the plane, and the components from the imaging lens system to the light receiving element are held by common holding means,
The aberration measuring device for an afocal optical system according to claim 3, wherein the holding means is rotatable around the Z axis.
【請求項5】 上記保持手段の回転軸が上記結像レンズ
の光源側の焦点にあることを特徴とする請求項4記載の
アフォーカル光学系の収差測定装置。
5. An aberration measuring apparatus for an afocal optical system according to claim 4, wherein a rotation axis of said holding means is at a focal point on a light source side of said imaging lens.
【請求項6】 上記結像レンズが拡大レンズを有し、該
拡大レンズと上記受光素子とが保持台に固定され、該保
持台が光軸方向に移動自在であることを特徴とする請求
項1から5のいずれかに記載のアフォーカル光学系の収
差測定装置。
6. The imaging lens according to claim 1, wherein the imaging lens has a magnifying lens, and the magnifying lens and the light receiving element are fixed to a holder, and the holder is movable in an optical axis direction. 6. The aberration measuring device for an afocal optical system according to any one of 1 to 5.
【請求項7】 光源からの光を平行光束にする工程と、
光源からの光を単色光のみが透過するフィルタに通して
単色光とする工程と、単色光の平行光束を被検アフォー
カル光学系を経由して結像レンズ系を透過させ、受光素
子上に光源の像を結像させる工程とを、複数の波長の単
色光について行い、上記受光素子が結像レンズの光軸上
を動く距離によって光学系全体の色収差を測定し、結像
レンズの色収差分を除いて被検アフォーカル光学系の色
収差を求めることを特徴とするアフォーカル光学系の収
差測定方法。
7. A process of converting light from a light source into a parallel light beam;
A step of passing light from the light source through a filter that transmits only monochromatic light into monochromatic light, and transmitting a parallel light beam of monochromatic light through the imaging lens system via the afocal optical system to be tested, and onto the light receiving element. Performing the step of forming an image of the light source with respect to monochromatic light of a plurality of wavelengths, measuring the chromatic aberration of the entire optical system by the distance that the light receiving element moves on the optical axis of the imaging lens, and calculating the chromatic aberration of the imaging lens. A method for measuring aberrations of an afocal optical system, characterized by obtaining chromatic aberration of an afocal optical system to be inspected except for (1).
【請求項8】 光源からの光を平行光束にする工程と、
該平行光束を被検アフォーカル光学系を経由して結像レ
ンズ系に入射させ、受光素子上に結像させる工程と、該
結像上の任意の点について受光素子の受光量が最大にな
る光軸上の位置を求めて該受光素子の位置から被検アフ
ォーカル光学系の像面湾曲を測定するアフォーカル光学
系の収差測定方法。
8. A step of converting light from a light source into a parallel light beam;
A step of causing the parallel light beam to enter the imaging lens system via the afocal optical system to be detected and forming an image on the light receiving element, and that the light receiving amount of the light receiving element is maximized at an arbitrary point on the image formation An aberration measuring method for an afocal optical system, wherein a position on an optical axis is obtained, and a field curvature of the afocal optical system to be measured is measured from the position of the light receiving element.
【請求項9】 上記結像レンズ系の前側焦点位置に絞り
を設け、結像レンズ系をテレセントリック光学系とした
ことを特徴とする請求項7又は8記載のアフォーカル光
学系の収差測定方法。
9. An aberration measuring method for an afocal optical system according to claim 7, wherein an aperture is provided at a front focal position of said imaging lens system, and said imaging lens system is a telecentric optical system.
JP20771096A 1996-07-19 1996-07-19 Method and apparatus for measuring aberration of afocal optical system Pending JPH1038756A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20771096A JPH1038756A (en) 1996-07-19 1996-07-19 Method and apparatus for measuring aberration of afocal optical system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20771096A JPH1038756A (en) 1996-07-19 1996-07-19 Method and apparatus for measuring aberration of afocal optical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1038756A true JPH1038756A (en) 1998-02-13

Family

ID=16544288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20771096A Pending JPH1038756A (en) 1996-07-19 1996-07-19 Method and apparatus for measuring aberration of afocal optical system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1038756A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008111782A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Riken Keiki Co Ltd X-ray analyzer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008111782A (en) * 2006-10-31 2008-05-15 Riken Keiki Co Ltd X-ray analyzer
JP4664265B2 (en) * 2006-10-31 2011-04-06 理研計器株式会社 X-ray analyzer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3813172A (en) Photometric device with a plurality of measuring fields
JPH01245104A (en) Microscope having device for measuring microscopic construction
DE3782741T2 (en) OPERATING MICROSCOPE.
JP3482013B2 (en) Optical system focus evaluation method, adjustment method, adjustment device, and chart device
WO1996014562A1 (en) Method and apparatus for orienting a lens' refractive characteristics and layout properties
JP2001281101A (en) Device and method for determining refracting power by spatial resolution
JPH061241B2 (en) Particle analyzer
US4648695A (en) Illumination apparatus for testing photoelectric transducer device
US4410243A (en) Arrangement for test image rotation in refractometers
JPH1038756A (en) Method and apparatus for measuring aberration of afocal optical system
JPH10111217A (en) Optical axis adjusting equipment for aspherical mirror
JPH1068674A (en) Measuring device of lens system and mtf measuring method of lens system
JP2006030070A (en) Film thickness inspection device
JPS62502421A (en) Equipment for orienting, inspecting and/or measuring two-dimensional objects
US6831792B2 (en) Objective lens, combination of objective lenses, and method for adjusting optical system using objective lens
JPH0618410A (en) Infrared micromeasuring device
JP7404005B2 (en) Eccentricity measuring device and eccentricity measuring method
CN219065873U (en) Shooting device
JP4448301B2 (en) Transmitted light intensity measurement method
JP3213642B2 (en) Lens performance evaluation method and apparatus
JP2672771B2 (en) Through hole inner diameter measuring device
JPH0738807Y2 (en) Projection inspection machine
JPH09257643A (en) Lens meter
JPH09196819A (en) Mtf measuring device for afocal optical system
JPH10281861A (en) Device for measuring distribution of light