JPH11183326A - レンズの測定装置及び測定方法 - Google Patents

レンズの測定装置及び測定方法

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JPH11183326A
JPH11183326A JP36625297A JP36625297A JPH11183326A JP H11183326 A JPH11183326 A JP H11183326A JP 36625297 A JP36625297 A JP 36625297A JP 36625297 A JP36625297 A JP 36625297A JP H11183326 A JPH11183326 A JP H11183326A
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JP
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lens
light
light beam
collimator
incident angle
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JP36625297A
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Nobuo Oguma
信夫 小熊
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アフォーカル光学系において、レンズの中心
部や周辺部の光学性能の測定が短時間でできるレンズの
測定装置及び測定方法を提供する。 【解決手段】 光源11と、スリット13aと、コリメ
ータ14と、被検レンズAを保持する試料台18と、回
動自在な光路折曲ミラー21と、この両側に配置された
入射角設定ミラー22,23と、中心光束用の結像レン
ズ24及び中心光束用の受光素子27と、入射角設定ミ
ラー22,23から射出されて被検レンズAの周辺部に
入射し、被検レンズから射出された光束が入射する位置
に設けられた周辺光束用の結像レンズ25,26及び周
辺光束用の受光素子28,29と、を有する。光路折曲
ミラー21を回動することにより簡単に被検レンズAの
中心部や周辺部のレンズ性能を測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アフォーカル光学
系におけるMTF等のレンズ性能を測定する装置及び方
法に関し、カメラのファインダ、双眼鏡又は望遠鏡等の
レンズ性能の測定にも適用できる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】カメラのファインダレンズ等のアフォー
カル光学系のレンズ性能の測定を行うものとして、図4
に示すイギリスのイーリング社のテレスコープ測定装置
が知られている。これは、被検レンズのMTFを測定す
るものである。
【0003】図4において、光源1から射出された光
は、スリット2を通過し、コリメータレンズ3で平行光
束にされ、ファインダレンズ等の被検レンズ4で虚像P
´から射出される発散光束となり、結像レンズ5でP点
に結像する。この像を拡大レンズ6で受光素子7上に結
像させ、マイクロコンピュータで光量分布をフーリエ変
換し、アフォーカル光学系のMTFを測定している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の装置で
は、レンズの中心部の光学性能(MTF)は測定できる
が、周辺部の光学性能は測定はできない。
【0005】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において、レンズ中心部と周辺
部の光学性能の測定が短時間でできるレンズの測定装置
及び測定方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明のレンズ測定装置は、光源と、該光源からの
光を平行光束にするコリメータと、該コリメータからの
平行光束を直接受光する位置に被検レンズを保持する試
料台と、該試料台と上記コリメータとの間に設けられ、
コリメータからの光束と平行になる位置とコリメータか
らの光束を所望の方向に折り曲げて射出する位置との間
で回動自在な光路折曲ミラーと、該光路折曲ミラーから
の反射光束を入反射して、被検レンズに任意の入射角で
入射させる入射角設定ミラーと、上記コリメータの平行
光束が被検レンズの中心に入射して被検レンズを透過し
た光束が入射する位置に設けられた中心光束用の結像レ
ンズ及び中心光束用の受光素子と、上記入射角設定ミラ
ーから射出されて被検レンズの周辺部に入射し、被検レ
ンズから射出された光束が入射する位置に設けられた周
辺光束用の結像レンズ及び周辺光束用の受光素子と、を
有することを特徴としている。
【0007】また、上記入射角設定ミラーが複数あり、
上記周辺光束用の結像レンズ及び受光素子が、各入射角
設定ミラーに対応して複数設けられている構成や、上記
入射角設定ミラーが被検レンズの光軸に対して対称な位
置にある構成や、上記光路折曲ミラーが、上記コリメー
タからの光束を上記各入射角設定ミラーから結像レンズ
へ進む方向に振り向ける位置を安定して保持できるよう
にした構成とすることができる。
【0008】また、本発明のレンズ測定方法としては、
光源からの光束をコリメータにより平行光束とし、該平
行光束を光軸上に置かれた被検レンズの中心部に透過
し、被検レンズから射出された光束を中心光束用の結像
レンズを透過させて中心光束用の受光素子上に光像を結
像させ、該光像により被検レンズの中心部のレンズ性能
を測定する工程と、上記コリメータからの平行光束を光
路折曲ミラーで折り曲げて入射角設定ミラーに入射さ
せ、入射角設定ミラーで光軸と交差する光束として結像
レンズの周辺部に入射させ、該結像レンズから射出され
た光束を周辺光束用の結像レンズにより周辺光束用の受
光素子上に光像を結像させ、該光像により被検レンズの
周辺部のレンズ性能を測定する工程と、を有することを
特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面によ
り説明する。図1、図2は、本発明の測定装置の1実施
例の構成を示す図である。光源11は、筒体12に支持
され、この筒体12には、パターン板13と、コリメー
タ(レンズ)14とが一体に組み込まれている。パター
ン板13には、幅dのスリット13aが開けられ、この
スリット13aがコリメータ14の前側焦点に重なる。
コリメータ14は、光源支持台16に固定され、光源支
持台16は装置基部17に固定される。
【0010】光源支持台16の右側には、装置基部17
から立設された試料台18があり、ここに被検レンズA
が取り付けられる。図示の実施例における被検レンズA
としては、カメラのファインダレンズ等のアフォーカル
系のレンズが取り付けられている。
【0011】試料台18と光源11との中間には、装置
基部17に立設されたミラー支持台19があり、その上
にはミラー保持ケース20が取り付けられ、ミラー保持
ケース20の内部には、中央の光軸上に光路折曲ミラー
21が、その両側には入射角設定ミラー22,23が光
軸Xと対称に取り付けられている。
【0012】中央の光路折曲ミラー21は、光軸Xと直
交する軸(紙面に対して垂直方向に延びる軸)を中心に
回動自在で、図の21aと21bに示す位置でクリック
ストップ構造によって軽く固定され、安定してその位置
を保持できるようにされる。両側の入射角設定ミラー2
2,23は、設定された角度に固定された状態である。
【0013】光路折曲ミラー21が符号21で示す光軸
と平行な位置にあるときは、コリメータ14からの光束
は、直進して被検レンズAの中心部に入射する。光路折
曲ミラー21が回転して21aの位置に来ると、コリメ
ータ14からの光束は図1の上方の入射角設定ミラー2
2に向かって反射され、入射角設定ミラー22で反射さ
れて被検レンズAの周辺部から斜めに入射する。光路折
曲ミラー21が回転して21bの位置に来ると、コリメ
ータ14からの光束は図1の下方の入射角設定ミラー2
3に向かって進み、入射角設定ミラー23で反射されて
被検レンズAの下側の周辺部から斜めに入射する。
【0014】被検レンズAの光源と反対側には、3つの
結像レンズ24,25,26と、それぞれの結像レンズ
に対応している受光素子27,28,29が設けられて
いる。そして、コリメータ14を出て屈折せずに真っ直
ぐに被検レンズの中心に入射した光束は、被検レンズA
を透過して結像レンズ24に入射し、受光素子27にス
リット13aの光像を結像する。入射角設定ミラー22
で反射され被検レンズの上側周辺部に入射した光束は、
被検レンズAを透過して結像レンズ25に入射し、受光
素子28上にスリット13aの光像を結像する。入射角
設定ミラー23で反射され被検レンズの下側周辺部に入
射した光束は、被検レンズAを透過して結像レンズ26
に入射し、受光素子29上にスリット13aの光像を結
像する。
【0015】各受光素子27,28,29は、受光素子
コントローラ31で個別にコントロールされ、それぞれ
の光軸X,X′,X″方向に進退してピント合わせを行
う。また、各受光素子27,28,29には、CCDラ
インセンサが使用されており、演算回路32が、光像が
結像した時の各素子の出力を測定しフーリエ変換などの
演算処理を合わせて行うことができる。
【0016】次に、本発明の装置により被検レンズの中
心部のMTFを測定する方法を説明する。光源11の光
は、パターン板13のスリット13aを通過し、コリメ
ータ14で平行光束にされる。
【0017】光路折曲ミラー21を光軸Xと平行な状態
にすると、コリメータ14から射出された光束は被検レ
ンズAの中心部に入射し、結像レンズ24を経て受光素
子27上にスリット13aの光像を結像する。このと
き、受光素子27を構成するラインセンサがスリットの
光像を横断するようになっている。
【0018】光量を縦軸にとり、スリットの幅方向の長
さを横軸にとってスリット13aを表すと、図3(a)
のように矩形波となる。ラインセンサは多数の素子を一
列に配置してあり、素子1つの幅δはスリット像の幅D
より遥かに小さく、スリット像の幅にラインセンサの素
子が多数含まれている。したがって、ラインセンサの各
素子の出力を、縦軸に出力、横軸に素子の並んだ方向を
とって表すと、図3(b)のように裾野の幅がd´の階
段状の山となる。制御装置33が受光素子コントローラ
31を駆動して受光素子27を光軸X方向に移動し、図
3(b)の山が最大となる位置を求める。
【0019】最大の位置が見つかったら、受光素子27
の出力を演算回路32としての2値化回路で2値化し、
制御装置33に入力し、特定周波数でMTFを算出する
と、被検レンズAの中心部のMTFを求めることができ
る。
【0020】次に、被検レンズAの周辺部のMTF測定
の方法について説明する。まず、光路折曲ミラー21を
図1の21a又は21bの位置に回動する。21aの位
置にあれば、コリメータ14からの平行光束は入射角設
定ミラー22に入射し、光軸X′方向に射出され、被検
レンズAの上側の周辺部に入射し、結像レンズ25を経
て受光素子28上にスリット13aの光像を結像する。
制御装置33が受光素子コントローラ31を駆動して受
光素子28を光軸X′方向に移動し、図3(b)の山が
最大となる位置を求める。
【0021】最大の位置が見つかったら、受光素子28
の出力を演算回路32としての2値化回路で2値化し、
制御装置33に入力し、特定周波数でMTFを算出する
と、被検レンズAの周辺部のMTFを求めることができ
る。光路折曲ミラー21が21bの位置にあれば、コリ
メータ14からの光束は、入射角設定ミラー23に達
し、ここで反射されて被検レンズAの下側の周辺部を通
り、結像レンズ26により受光素子29上にスリット1
3aの光像を結像する。制御装置33が受光素子コント
ローラ31を駆動して受光素子29を光軸X″方向に移
動し、図3(b)の山が最大となる位置を求める。
【0022】最大の位置が見つかったら、以下同様にし
て反対側の周辺部のMTFを求めることができる。本発
明の装置によれば、光路折曲ミラー21が回動し、両側
の入射角設定ミラー22,23は固定されており、ま
た、それぞれの光軸X,X′,X″に結像レンズと受光
素子とを配置したので、被検レンズの中心部と周辺部と
の測定の切り替えが簡単、かつ、短時間でできる。
【0023】図1の測定装置では、2つの入射角設定ミ
ラー22,23は、光軸Xに対して対称に配置され、結
像レンズ25,26や受光素子28,29も対称な配置
となっている。ただし、本発明はこのような対称な配置
に限定されるものではなく、非対称な配置としてもよ
い。
【0024】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明のレンズ
の測定装置は、光源と、該光源からの光を平行光束にす
るコリメータと、該コリメータからの平行光束を受光す
るように被検レンズを保持する試料台と、該試料台と上
記コリメータとの間に設けられ、コリメータからの光束
と平行になる位置とコリメータからの光束を所望の方向
に折り曲げて射出する位置との間で回転自在な光路折曲
ミラーと、該光路折曲ミラーからの反射光束を、被検レ
ンズに任意の入射角で入射させる入射角設定ミラーと、
上記コリメータの平行光束が被検レンズの中心に入射し
て被検レンズから射出された光束が入射する位置に設け
られた中心光束用の結像レンズ及び中心光束用の受光素
子と、上記入射角設定ミラーから射出されて被検レンズ
の周辺部に入射し、被検レンズから射出された光束が入
射する位置に設けられた周辺光束用の結像レンズ及び周
辺光束用の受光素子と、を有するので、光路折曲ミラー
を回動するだけで、レンズの中心部や周辺部の性能の測
定ができ、切り替えに時間を要しない。
【0025】上記入射角設定ミラーが複数あり、上記周
辺光束用の結像レンズ及び受光素子が、各入射角設定ミ
ラーに対応して複数設けられている構成とすれば、一つ
の被検レンズに対して多数の箇所の測定を簡単にしかも
速くできるようになる。上記光路折曲ミラーが、上記コ
リメータからの光束を上記各入射角設定ミラーから結像
レンズへ進む方向に振り向ける位置を安定して保持でき
るようにすれば、光路折曲ミラーの回転位置を簡単に決
めることができ、より一層、測定時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレンズ測定装置の実施例の構成を示す
平面図である。
【図2】本発明のレンズ測定装置の実施例の構成を示す
正面図である。
【図3】(a)はスリットにおける光量を示す線図、
(b)はスリット像における受光素子の出力を示す線図
である。
【図4】従来のレンズ測定装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
A 被検レンズ 11 光源 13 パターン板 13a スリット 14 コリメータ 18 試料台 21 光路折曲ミラー 22,23 入射角設定ミラー 24 中心光束用の結像レンズ 27 中心光束用の受光素子 25,26 周辺光束用の結像レンズ 28,29 周辺光束用の受光素子 32 演算回路 33 制御装置 31 受光素子コントローラ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源と、 該光源からの光を平行光束にするコリメータと、 該コリメータからの平行光束を直接受光する位置に被検
    レンズを保持する試料台と、 該試料台と上記コリメータとの間に設けられ、コリメー
    タからの光束と平行になる位置とコリメータからの光束
    を所望の方向に折り曲げて射出する位置との間で回動自
    在な光路折曲ミラーと、 該光路折曲ミラーからの反射光束を入反射して、被検レ
    ンズに任意の入射角で入射させる入射角設定ミラーと、 上記コリメータの平行光束が被検レンズの中心に入射し
    て被検レンズを透過した光束が入射する位置に設けられ
    た中心光束用の結像レンズ及び中心光束用の受光素子
    と、 上記入射角設定ミラーから射出されて被検レンズの周辺
    部に入射し、被検レンズから射出された光束が入射する
    位置に設けられた周辺光束用の結像レンズ及び周辺光束
    用の受光素子と、 を有することを特徴とするレンズの測定装置。
  2. 【請求項2】 上記入射角設定ミラーが複数あり、上記
    周辺光束用の結像レンズ及び受光素子が、各入射角設定
    ミラーに対応して複数設けられていることを特徴とする
    請求項1記載のレンズの測定装置。
  3. 【請求項3】 上記入射角設定ミラーが被検レンズの光
    軸に対して対称な位置にあることを特徴とする請求項1
    記載のレンズの測定装置。
  4. 【請求項4】 上記光路折曲ミラーが、上記コリメータ
    からの光束を上記各入射角設定ミラーから結像レンズへ
    進む方向に振り向ける位置を安定して保持できるように
    したことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載
    のレンズの測定装置。
  5. 【請求項5】 光源からの光束をコリメータにより平行
    光束とし、該平行光束を光軸上に置かれた被検レンズの
    中心部に透過し、被検レンズから射出された光束を中心
    光束用の結像レンズを透過させて中心光束用の受光素子
    上に光像を結像させ、該光像により被検レンズの中心部
    のレンズ性能を測定する工程と、 上記コリメータからの平行光束を光路折曲ミラーで折り
    曲げて入射角設定ミラーに入射させ、入射角設定ミラー
    で光軸と交差する光束として結像レンズの周辺部に入射
    させ、該結像レンズから射出された光束を周辺光束用の
    結像レンズにより周辺光束用の受光素子上に光像を結像
    させ、該光像により被検レンズの周辺部のレンズ性能を
    測定する工程と、 を有することを特徴とするレンズの測定方法。
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