JPH11304652A - レンズ検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＭＴＦ測定とともに、レンズ鏡筒の剛性、ある
いは軸ブレの測定が容易にできるレンズ測定装置を提供
する。 【構成】被検レンズ１１の軸上を透過した光束によって
形成された軸上チャートＣＡの像に基づいて被検レンズ
の機械的剛性を測定するレンズ測定装置であって、被検
レンズ１１を、その光軸を軸心として回転させる回転マ
ウント１０１を備え、この回転マウント１０１を開始し
て被検レンズ１０１を回転させることで、軸上チャート
ＣＡの像と、被検レンズ１１との相対的方向を変えてＭ
ＴＦを測定し、被検レンズの機械的剛性を評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、結像レンズ、特にカメラ
の撮影レンズのＭＴＦ、偏心、像面湾曲などの測定、検
査が可能なレンズ検査装置に関する。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】カメラの撮影レンズの性
能、特性の測定、検査方法として、ＭＴＦを用いた測定
方法がある。この測定では、測定・検査に用いる光の進
行方向順に、光源、チャート、被検レンズおよび受光素
子が配置される。

【０００３】図１５に、従来のＭＴＦ検査装置の光学系
の概要を示した。光源１０２Ａ、集光レンズ１０３Ａ、
軸上チャートＣＡおよび被検レンズ１０１は、光源１０
２Ａから発せられた主光束が、これらの中心、光軸と一
致するように配置されている。光源ランプ１０２Ａから
発せられた光束は、集光レンズ１０３Ａにより収束さ
れ、軸上チャートＣＡを照明する。軸上チャートＣＡは
透過型のチャートであって、被検レンズ１０１は、軸上
チャートＣＡの像を、軸上像面１０５Ａに結ぶ。光源ラ
ンプ１０２Ｚおよび集光レンズ１０２Ｚは、光軸Ｏ101
に対して所定角度Ｓ２傾けて配置されている。光源ラン
プ１０２Ｚから発した光束は、集光レンズ１０３Ｂによ
り収束されて軸外チャートＣＺを照明する。軸外チャー
トＣＺは透過型のチャートであって、被検レンズ１０１
は、軸外チャートＣＺの像を軸外像面１０５Ｚに結ぶ。

【０００４】被検レンズ１０１によって形成されたチャ
ートＣＡ、ＣＺの像を検査するために、像面１０５Ａ、
１０５ＺにＣＣＤなどのイメージセンサを配置してチャ
ートＣＡ、ＣＺの像を撮像する。そして、撮像したチャ
ート像をコンピュータなどの画像処理装置で処理するこ
とで、レンズ検査、レンズ性能の測定をしている。

【０００５】カメラの撮影レンズの場合、有限距離測定
においても２〜３ｍの物像間距離によって測定するのが
一般的である。したがって、被検レンズ１０１がカメラ
の撮影レンズの場合、軸上チャートＣＡから軸上像面１
０５Ａまでの距離は２〜３ｍとなり、この距離以上の空
間が必要である。さらに図１５に示したように、チャー
トＣＡ、ＣＺおよびその照明のための光源１０２Ａ、１
０２Ｚを設置する空間が必要なので、その分さらに長い
距離が必要になる。

【０００６】さらに、軸外主光線ＬＺが光軸Ｏ101 と成
す入射角Ｓ２および射出角Ｓ１は、レンズの種類により
異なるので、軸外測定のための光学要素（光源１０２
Ｚ、集光レンズ１０３Ｚ、チャートＣＺ）は、被検レン
ズの光学的中心をほぼ回転中心として、角度Ｓ２、Ｓ１
を変更する方向の回転が必要となる。例えば、被検レン
ズの焦点距離を２０mm〜４００mm、像高ｈを１５mmとす
れば、入射角Ｓ２は約３７．５゜〜２．５゜、射出角Ｓ
１はレンズにより変化するが、約４５゜〜５゜の範囲に
なる。そのため、図１５に示したレンズ検査装置は、図
の上下方向にも拡大し、およそ４ｍ四方の設置面を必要
とする大型の装置となる。また、物像間距離が無限の装
置は、この従来構成では光源、集光レンズ、チャートと
像面との間隔を無限遠に設置しなければならないので、
事実上実現不可能である。

【０００７】また、近年のカメラ、とくにいわゆるコン
パクトカメラは、カメラボディの薄型化、軽量化が望ま
れている。さらにこのようなコンパクトカメラでは、ズ
ームレンズの高ズーム比が望まれている。そのため、軽
量化を図りつつ収納時のズームレンズ鏡筒全長を短くす
るために、レンズ鏡筒の素材にプラスチックを使用し、
二段、三段繰り出し式にするなど、多段式が開発されて
いる。

【０００８】しかし、このようにレンズ鏡筒をプラスチ
ックの多段式にすると、十分な機械的強度が得られ難く
なる。そのため、鏡筒が光軸に対して軸ブレしたり、撓
んだりする虞れもある。この問題は、レンズ鏡筒を繰り
込んで全長が最も短い場合には発生しなくても、レンズ
鏡筒を繰り出したときに、特に、カメラを横位置に構え
た状態で発生するおそれもある。そこで、このような撮
影レンズについて、ＭＴＦ測定とともに、軸ブレの測定
が可能なレンズ検査装置が望まれていた。

【０００９】

【発明の目的】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、ＭＴＦ測定とともに、レンズ鏡筒の剛性、
あるいは軸ブレの測定が容易にできるレンズ測定装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【発明の概要】この目的を達成する本発明は、被検レン
ズを透過した軸上光束によって形成されたチャート像に
基づいてレンズ特性を測定するレンズ検査装置であっ
て、前記チャート像と、前記被検レンズとの相対的方向
を変える手段を備え、前記被検レンズに入射するチャー
ト像の相対的方向を変えて測定することに特徴を有す
る。本発明の実施の形態は、被検レンズを軸上ＭＴＦを
設定された方位で測定して算出したＭＴＦと、前記方位
とは逆の方位で測定して算出したＭＴＦとを比較し、そ
の差異から被検レンズの機械的剛性を評価する評価手段
を備える。さらに本発明の実施の形態では方位を変える
手段として、被検レンズをその光軸を軸として回転させ
るレンズ回転駆動手段を備える。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下図面に基づいて本発明を説明
する。図１は、本発明の一実施の形態の要部を示す図で
ある。この実施の形態は、装置の全長を短縮するため
に、被検レンズと像面との間に軸上、軸外結像レンズを
配置して被検レンズから像面までの光路長を短縮すると
共に、無限の物像間距離での測定も可能としたことに特
徴の一つがある。さらに、光源からの軸上光束、軸外光
束をそれぞれ、被検レンズの前後に配置したミラーで折
り曲げることにより、装置の全長の短縮と共に、装置全
体の幅を狭くしてコンパクト化を図っていることにも特
徴がある。なお、本発明の実施の形態は逆投影法により
ＭＴＦを測定するので、測定用光束の進行方向が実際の
被検レンズの使用時と逆になる。そこで本発明の実施の
形態の説明において、測定用光束の進行方向とは無関係
に、被検レンズの使用時に、被検レンズに入射する軸外
主光線が被検レンズの光軸となす角度（入射角）をＳ
１、被検レンズを透過する軸外主光線が被検レンズの光
軸となす角度（射出角）をＳ２と定義する。

【００１２】図示実施の形態の被検レンズ１１は、カメ
ラの撮影レンズである。このレンズ検査装置における光
束の進行方向は、被検レンズ１１の本来の使用状態とは
逆方向である。つまり、フィルムに相当する位置に軸上
測定用のチャートＣＡおよび軸外測定用のチャートＣＺ
を置き、これらを、被検レンズ１１とは反対側に配置し
た光源ミラー部２からの軸上光束ＬＡおよび軸外光束Ｌ
Ｚで照明し、被検レンズ１１の軸上、軸外を透過させ
て、軸上、軸外集光レンズ４１、４２を介して軸上、軸
外チャートＣＡ、ＣＺの像を軸上、軸外受光素子４３、
４４に投影し、軸上、軸外受光素子４３、４４でチャー
トＣＡ、ＣＺの像を撮像する。この実施の形態では、光
源ミラー部２からの軸上光束ＬＡおよび軸外光束ＬＺの
主光線は、いずれも図１の紙面と平行に進む。

【００１３】光源ミラー部２は、光源ランプ２０と、光
源ランプ２０から出た光束を分割してチャートＣＡ、Ｃ
Ｚに向けて反射する、軸上光源ミラー２１および可動軸
外光源ミラー２２を備えている。軸上光源ミラー２１は
ハーフミラーであって、光源ランプ２０から出た光束の
一部を反射して軸上光束ＬＡとし、残りを透過して軸外
光束ＬＺとする。軸上光源ミラー２１で反射した軸上光
束ＬＡは軸上チャートＣＡを照明する。軸上光源ミラー
２１を透過した光束は、可動軸外光源ミラー２２で反射
して軸外光束ＬＺとなり、軸外チャートＣＺを照明す
る。可動軸外光源ミラー２２は、軸上光源ミラー２１に
対して直線上を接離移動可能に支持され、かつ紙面と直
交する方向に延びる軸により、その軸心を中心に回転可
能に支持されている。さらに光源ミラー部２は、光源ラ
ンプ２０と軸上光源ミラー２１との間に、光量調節用の
減光フィルタ切り換え装置２３を備えている。

【００１４】被検レンズ１１は、レンズマウント部１の
レンズマウント（図示せず）に装着されている。このレ
ンズマウントは、被検レンズ１１をその光軸Ｏ11を軸心
として回転可能に支持し、任意の方位に設定可能な、公
知の機構である。本実施の形態では、図１において、こ
のレンズ検査装置が被検レンズを装着するカメラボディ
または撮影レンズをカメラボディに装着した仮定したと
きに、カメラボディの上方を示す指標が紙面の上方であ
る。

【００１５】被検レンズ１１を回転させる回転機構は、
詳細は図示しないが、コンピュータ６の指示により所定
の角度に設定可能な構造であり、被検レンズを、十分な
機械的回転精度を保ちながら、被検レンズの取り付けお
よび取り外しが可能なマウント部を備えている。そし
て、入射側および射出側に、入射、射出角Ｓ１、Ｓ２の
変化を見越して光束ＬＡ、ＬＺを通せる空間が確保され
ている。なお、回転機構の回転部分は、ＳＳＫ材を焼き
入れ研磨し、精密級スチールボールをリテナー込みで装
着する構成により、軸心の傾き、ずれなど、機械的な精
度を確保できる。また、回転動力には、エンコーダ付き
サーボモータを使用し、電源ＯＮ時に回転の原点検出が
可能なように、フォトインタラプタあるいはリミットス
イッチを設置することで、高精度の回転角度制御が容易
になる。

【００１６】レンズマウント部１には、被検レンズ１１
よりも光源ミラー部２側に、２０本／mmの軸上チャート
ＣＡと１０本／mmの軸外チャートＣＺが設置されてい
る。軸上チャートＣＡを透過した軸上光束ＬＡは、被検
レンズ１１のほぼ中心を透過し、ミラー部３の軸上ミラ
ー３１で反射し、軸上結像レンズ４1 を透過して軸上チ
ャートＣＡの像を軸上受光素子４３上に形成する。一
方、軸外チャートＣＺを透過した軸外光束ＬＺは、被検
レンズ１１の周辺部に入射して周辺部から射出する。そ
して、ミラー部３の可動軸外ミラー３２で反射し、軸外
集光レンズ４２を透過して軸外チャートＣＺの像を軸外
受光素子４４の受光面上に形成する。

【００１７】このレンズ検査装置は、集光レンズ４１、
４２の収束作用によってチャートＣＡ、ＣＺの像が被検
レンズ１１単独の場合よりも近距離に形成されるので、
レンズ検査装置の光路長が短縮されている。

【００１８】受光素子４３、４４に投影されたチャート
ＣＡ、ＣＺの像は、受光素子４３、４４によって電気的
な画素信号に変換され、コントラスト検出回路５により
コントラストに対応する電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換回
路によってディジタル信号とされてコンピュータ６で処
理される。コンピュータ６は、このようにして得た軸
上、軸外チャート像のコントラスト値を、予め設定して
メモリしておいた良否判定値と比較することにより、被
検レンズ１１の良否の検査を行う。つまり、軸上チャー
トＣＡの像および軸外チャートＣＺの像のコントラスト
値を測定し、そのコントラスト値を良否判定値と比較し
て被検レンズ１１の良否を判定する。また、図示実施の
形態は、被検レンズ１１のピント誤差を測定するため
に、受光素子４３、４４を、設計上のピント位置（基準
位置）を中心として前後所定距離範囲でステップ移動さ
せ、各ステップ移動位置でコントラストを測定して、ピ
ント誤差を測定する。

【００１９】コントラストとは鮮鋭度のことであり、本
実施の形態では、像の最も明るい部分と暗い部分の光量
の差を、明るい部分と暗い部分の光量の和で割った値を
コントラストとして使用する。「ＭＴＦ」はコントラス
トの伝達関数、つまり、出力像のコントラストを入力像
のコントラストで割った商である。例えば、このレンズ
検査装置では、軸上は２０本／mm、軸外は１０本／mmの
コントラストが１に近いチャートを入力像として用いる
ので、理想状態におけるコントラストとＭＴＦとは同じ
値である。

【００２０】被検レンズ１１および軸上集光レンズ４１
により軸上チャートＣＡの像は軸上受光素子４３に投影
される。軸上チャートＣＡの空間周波数は２０本／mmで
あるが、軸上受光素子４３には、軸上チャートＣＡに投
影倍率を掛けた大きさの像が投影される。軸上集光レン
ズ４１の焦点距離を２５０mm、被検レンズ１１の焦点距
離を５０mm、∞状態での測定とすれば、結像面の倍率
（被検レンズ１１および集光レンズ４１からなる光学系
の横倍率）は５倍となり、軸上受光素子４３には４本／
mmの像が投影される。したがって軸上受光素子４３は、
４本／mmのサイン状の光量分布を電気的に変換できれば
よい。本実施の形態では、画素ピッチが１４μm である
汎用のファクシミリ用ＣＣＤラインセンサの使用が可能
なので、安価に軸上、軸外受光素子４３、４４を構成で
きる。また、軸上、軸外受光素子４３、４４は、Ｓ／
Ｎ、温度特性、光量のリニアリティ等が良好なほどよい
が、温度特性は、回路またはソフトによる補正が可能で
ある。

【００２１】図示実施の形態のコントラスト検出手段で
はアナログ信号処理でコントラストを算出するが、ＣＣ
Ｄの出力を直ちにＡ／Ｄ変換してデジタル信号処理を行
ってもよい。アナログ信号処理は、コストが安くて動作
が早いが、処理回路部分（ＯＰアンプ）にノイズが乗り
易く、温度変動によるＭＴＦの変化が大きい。デジタル
信号処理は、コストが高くて動作が遅いが、処理回路部
分にノイズが乗りにくく温度によるＭＴＦの変化が小さ
い。装置全体の仕様に応じてどちらかを選択する。

【００２２】図示実施例では、軸上、軸外受光素子４
３、４４が出力する画像信号を画像処理装置（コンピュ
ータ６）で処理して、コントラスト、ＭＴＦを求めて、
レンズ特性、良否を判定する。コントラスト検出手段の
一実施の形態について、図２を参照して説明する。軸上
および軸外のコントラスト検出は同一構成の装置によっ
て可能なので、本明細書では軸上のコントラストを検出
する装置の一実施の形態について説明する。この実施の
形態の測定条件は、下記の通りである。 被検レンズの焦点距離：５０mm 軸上集光レンズの焦点距離：２５０mm 物像間距離：∞

【００２３】軸上、軸外受光素子４３、４４は、ＣＣＤ
ラインセンサであって、図１の左側に受光面を向けた状
態で、上下方向に多数の受光素子が配列されている。実
施の形態の一つは、２０４８個の画素（受光素子）がピ
ッチ１４μm で配列され、全長約２９mmである。

【００２４】軸上受光素子４３は、信号発生回路５３０
０が出力するリセットクロック、トランスファクロッ
ク、転送クロックなどのクロックによって積分、転送、
読み出し動作する。軸上受光素子４３が積分し、出力し
た各画素電荷は、サンプルホールド回路５３０１によっ
て、軸上受光素子４３に投影された像の光量分布に比例
した電圧信号に変換されて出力される。図２の（Ａ）
は、サンプルホールド回路５３０１の出力信号をグラフ
で示す図である。この実施の形態の軸上チャートＣＡ
は、遮光部分および透光スリットからなる格子なので、
軸上受光素子４３の出力信号はＳＩＮ状のＡＣ信号とな
り、ピーク電圧ａが最も明るい部分（透光スリット部
分）、ボトム電圧ｂが最も暗い部分（遮光部分）に対応
する。したがってコントラストは、式、 （ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ） で算出される。

【００２５】このＡＣ信号は、ハイパスフィルタ５３０
２を通って、中間値が±０のＡＣ信号とされ（図２
（Ｂ））、全波整流回路５３０３により、プラスのみの
信号に全波整流される（図２（Ｃ））。全波整流信号
は、積分回路５３０４で、予め設定した時間積分され
る。積分は、図２（Ｃ）に示す絶対値信号について実行
する。

【００２６】同様に図２の（Ａ）に示した出力信号（Ｓ
ＩＮ状のＡＣ信号）は、抵抗ブロック５３０５を通して
分圧された後、積分回路５３０４による積分時間と同時
間、積分回路５３０６で積分される。そして、アナログ
素子からなる割り算回路５３０７で、積分回路５３０４
の出力信号を積分回路５３０６の出力信号で割って、Ｍ
ＴＦを求める。

【００２７】このように本実施の形態では、チャート像
に相当する電圧信号の交流成分を取り出し、絶対値化し
て積分した信号を、元の電圧信号を積分した信号で割り
算して、チャート像のＭＴＦに比例した信号を得てい
る。割り算して電圧として得たＭＴＦをデジタル値に変
換して、コンピュータ６の記憶手段７に書き込む。な
お、図２に示したコントラスト検出回路は、軸上用およ
び軸外用の２セットがこのレンズ検査装置に備えられて
いる。

【００２８】本発明の実施の形態では、高精度に製作さ
れたマスターレンズについて、上位の精度の高い測定装
置によって高精度に測定し、測定した既知ＭＴＦと、図
示レンズ検査装置で実際に測定したマスターレンズのＭ
ＴＦ測定値とに基づいて、レンズ検査装置の特性を校
正、補正し、または調整する。例えば、マスターレンズ
の既知ＭＴＦを、本実施の形態のレンズ検査装置で実測
したＭＴＦ測定値で割った値をＭＴＦ補正値とし、その
ＭＴＦ補正値を、被検レンズのＭＴＦ測定値に乗じる。
別の実施例では、マスターレンズの実測ＭＴＦが既知Ｍ
ＴＦと一致するように、レンズ検査装置の出力を補正す
る。

【００２９】この実施の形態では、異なる種類の被検レ
ンズに対応させるために、複数の抵抗列を有する抵抗ブ
ロック５３０５を備えている。抵抗ブロック５３０５
は、図３に示すように、抵抗Ｒ、可変抵抗ＶＲおよびス
イッチＳＷが直列に接続され、た抵抗列を３本並列に備
えている。ＭＴＦ補正値を用いる測定では、被検レンズ
の種類に応じて、抵抗ブロック５３０５の抵抗値を、ス
イッチＳＷのＯＮ−ＯＦＦにより接続する抵抗列を切り
換えて選択し、積分回路５３０６への入力電流を調整と
する。ＭＴＦ補正値を用いない測定では、正確なＭＴ
Ｆ、つまりマスターレンズの既知ＭＴＦとマスターレン
ズのＭＴＦ測定値とが一致するように可変抵抗ＶＲを調
整する。

【００３０】ＭＴＦ補正値を用いる測定における抵抗列
の切り替えの目的はＳ／Ｎ比の向上なので精密な抵抗値
は不要であり、２の倍数程度のステップで抵抗値を切り
替える。Ｓ／Ｎ比向上のためには１．５倍系列（１、
１．５、２．２、・・・）より粗く、４倍系列（１、
４、１６、・・・）より細かい値が適している。そし
て、ＭＴＦ補正値を用いる測定では、可変抵抗ＶＲは不
要である。つまりマスターレンズのＭＴＦ測定値がマス
ターレンズの既知特性データと一致するようにＭＴＦ補
正値を設定する方法では、可変抵抗ＶＲによる調整は不
要である。

【００３１】また、この抵抗ブロック５３０５には、測
定レンズの種類数だけ抵抗列を設置する。図３には３列
示してあるが、測定するレンズの種類に応じた数だけ抵
抗列を設置する。ＭＴＦ補正値を用いる方法では、少な
くとも１種類の抵抗列があればよく、種類数に応じた抵
抗列は不要になる。

【００３２】本発明の実施の形態では、特性が既知のマ
スターレンズをこのレンズ検査装置によって測定し、そ
の測定値がマスターレンズの既知の特性値と一致するよ
うにレンズ検査装置の機械的、電気的特性、あるいは測
定値を校正する。次に、その校正後のレンズ検査装置で
測定することで、被検レンズの種類にかかわらず、測定
精度の維持を可能にしている。

【００３３】図１２は、このレンズ検査装置における被
検レンズの測定方位を説明する図である。長方形５１
は、被検レンズを通常に使用したときの、結像面上の撮
影範囲を示している。例えば３５mmフィルムカメラの撮
影レンズの場合は、フィルム上で横３６mm、縦２４mmの
撮影範囲になる。符号Ｃ51は、撮影画面の輪郭を表示す
る長方形５１の中心を示し、円５２は、像高ｈが１５mm
に相当する、軸外測定位置を示している。

【００３４】線分０−４、２−６は対角線、線分１−５
は水平二等分線、線分３−７は垂直二等分線である。符
号０〜７は、撮影画面の中心を基点として放射状に８分
割した方位を示す。つまり軸外第１方位とは、図１２に
おいて円５２上の位置５３を示し、軸外第１方位のＭＴ
Ｆとは、位置５３におけるラジアル方向あるいはメリジ
オナル方向のＭＴＦを示す。本実施の形態のレンズ検査
装置では、軸外はすべてメリジオナル方向のＭＴＦを測
定する。また、軸上ＭＴＦの方位、例えば軸上ＭＴＦＡ
１は、線分１−５方向であり、光学的には軸上ＭＴＦＡ
５と同等になる。

【００３５】なお、本明細書では、ＭＴＦ関連の変数に
はＭＴＦ、像面関連の変数には「ＰＰ」を、軸上関連の
変数または角度変数には「Ａ」を、軸外関連の変数また
は角度変数には「Ｚ」を付して識別する。また、被検レ
ンズの光軸を中心とした方位関連の変数には上記０〜７
の番号を付して方位数とする。規格値等の定数には「Ｓ
ＴＤ」を付する。そして、以上の符号、数字を組み合わ
せて用語を定義する。例えばＭＴＦＺ１というのは軸外
第１方位のＭＴＦであって、図１２においては位置５３
におけるＭＴＦである。

【００３６】「ミラーの位置と角度の設定」測定、検査
対象である被検レンズを変更する場合、つまり異なる被
検レンズを測定する場合（以下単に「機種替え」とい
う）において、角度Ｓ１、Ｓ２の変更を要する。

【００３７】第１は、同一種のズームレンズを大量に検
査する場合であり、ズームレンズ自体や、ズームレンズ
を備えたコンパクトカメラや、デジタルカメラの生産工
程が該当する。ズームレンズの場合は、異なる焦点距
離、例えば、広角側と望遠側の２点（短焦点距離と長焦
点距離）においてＭＴＦ測定を行うので、切り換えに要
する時間が短いことが望ましい。広角側と望遠側の２点
といっても必ずしも広角端と望遠端の２点である必要は
なく、レンズの品質を維持できる適切な焦点距離で測定
すればよい。以下、この第１の場合に対応することを
「ズーム対応」という。

【００３８】第２は、全く異なる複数種の単焦点レンズ
を測定する場合である。この場合は、１度切り換える
と、同一種のレンズを複数本、多数本連続して測定する
場合が多い。このときは切り換えにある程度の時間を要
してもよいが、３種以上、できるだけ多くの機種に対応
することが望まれる。以下、この第２の場合に対応する
ことを「多機種対応」という。本発明は、このズーム対
応、および多機種対応のレンズ検査装置を提供する。

【００３９】［「ズーム対応」の光源ミラー部］ズーム
対応の光源ミラー部２の一実施の形態について、図４〜
図６を参照して説明する。ズーム対応の場合、機種替え
時に必要な軸外光束ＬＺの変更は、可動軸外光源ミラー
２２の位置ＫＰおよび角度ＫＡの切り換えにより実現す
る。図４は、図１の光源ミラー部２のハーフミラー２１
および可動軸外光源ミラー２２の周辺の詳細を示す図で
ある。図４は、ズーム対応の一例として角度Ｓ２が望遠
側で２０゜、広角側で４５゜に切り替わる実施の形態を
示している。この光源ミラー部２は、１秒前後の時間で
広角側と望遠側に対応する角度Ｓ２の切り換えを実現す
る機構を備えている。図４には、望遠状態の可動軸外光
源ミラー２２を実線で示し、その右側に広角状態の可動
軸外光源ミラー２２を一点鎖線で示している。この図か
ら分かるように、望遠状態と広角状態とでは、可動軸外
光源ミラー位置ＫＰが変化すると共に、可動軸外光源ミ
ラー角度ＫＡも変化している。なお、軸上光源ミラー２
１は、光軸Ｏ11となす角度が４５゜に固定されている。

【００４０】図５には、図４の可動軸外光源ミラー２２
を、左側から見て、ハーフミラー２１を省略して示して
ある。可動軸外光源ミラー２２は、回転軸２２０１に、
反射面２２ａの回転中心ＫＰＴが回転軸２２０１の軸心
と一致するように固定されている。回転軸２２０１は、
両端部が、所定間隔で平行に配置されたブラケット２２
１１、２２１２に軸支され、ブラケット２２１１、２２
１２間に、平坦面が軸心を越える凹部２２０２が形成さ
れている。凹部２２０２に可動軸外光源ミラー２２が、
その反射面２２ａが回転軸２２０１の回転中心とほぼ一
致する状態で貼り付けられている。但し、図５では凹部
２２０２の形状を分かり易くするために、可動軸外光源
ミラー角度ＫＡが０゜の状態を示してある。

【００４１】また回転軸２２０１は両端部において、摩
擦の少ない、例えばテフロンなどで形成された軸受部材
２２１４、２２１５を介してブラケット２２１１、２２
１２に回転自在に軸支されている。このブラケット２２
１１、２２１２は、連結部材２２１３によって締結固定
され、一体化されている。

【００４２】回転軸２２０１の一方の端部には、その軸
心と直交する方向に延びるストッパバー２２０３が取り
付けられている。ストッパバー２２０３は、軸外光源ミ
ラー２２が広角側に移動したときには回転ストッパ２２
０６に当接して、望遠側に移動したときには回転ストッ
パ２２０４に当接して、可動軸外光源ミラー２２の回転
角度ＫＡを設定する。図示実施の形態では、望遠側では
Ｓ２が２０゜になるように可動軸外光源ミラー角度ＫＡ
を４５゜＋Ｓ２／２＝５５゜にセットし、広角側ではＳ
２が４５゜になるように可動軸外光源ミラー角度ＫＡを
４５゜＋Ｓ２／２＝６７．５゜にセットする。被検レン
ズ１１の軸上、軸外を透過する光束を使用してそれぞれ
のＭＴＦを測定する測定装置においては、光源光束を可
動軸外光源ミラーで偏向させる場合の可動軸外光源ミラ
ー角度ＫＡを、４５゜±Ｓ２／２に設定する。Ｓ２／２
がマイナスとなる場合を図６に示した。

【００４３】ブラケット２２１１、２２１２は、光源ラ
ンプ２０からの主光線と平行に配置された一対のシャフ
ト２２２１、２２２２に、摩擦の少ない軸受部材２２２
３、２２２４を介して摺動自在に支持されている。そし
てブラケット２２１１、２２１２は、シャフト２２２
１、２２２２に沿って（図４の左右方向）直線的に移動
して、可動軸外光源ミラー２２の位置調整を可能にして
いる。ストッパ２２３１、２２３３は、可動軸外光源ミ
ラー２２の望遠側の位置、広角側の位置を規制する部材
であって、シャフト２２２１に移動自在に装着され、ね
じ２２３２、２２３４を締めて固定、緩めて移動可能に
構成されている。なお、シャフト２２２１、２２２２
は、両端部が、不図示の固定部に取り付けられた支持板
２２００（一方のみを図示）に固定されている。

【００４４】可動軸外光源ミラー２２は、図示せぬバネ
によって、図４においては時計回転方向に回動付勢され
ている。このバネの付勢力によって可動軸外光源ミラー
２２は、ストッパ２２３１に規制された望遠側の可動軸
外光源ミラー位置ＫＰにあるときにはストッパバー２２
０３が回転ストッパ２２０４に当接して望遠側の可動軸
外光源ミラー角度ＫＡが設定され、ストッパ２２３３に
規制された広角側の可動軸外光源ミラー位置ＫＰにある
ときにはストッパバー２２０３が回転ストッパ２２０４
から離れ、回転ストッパ２２０６に当接して可動軸外光
源ミラー角度ＫＡを設定する。回転ストッパ２２０４、
２２０６はいずれもねじであり、その回転による先端部
の移動により可動軸外光源ミラー角度ＫＡの設定、調整
ができる。回転ストッパ２２０４は固定部に取り付けら
れたストッパ保持ブロック２２０５に螺入され、回転ス
トッパ２２０６は支持板２２００に螺入されている。そ
してこの可動軸外光源ミラー２２は、連結部材２２１３
に連結された、図示しない単一のエアーシリンダ、電磁
プランジャ等のアクチュエータによって、シャフト２２
１１、２２１２に沿って移動させられる。

【００４５】このように構成されたズーム対応の光源ミ
ラー部２は、単一のアクチュエータで、可動軸外光源ミ
ラー２２を、望遠端、広角端のストッパ２２３１、２２
３３（図４の左右移動端）に当接するまで移動させるだ
けで、望遠側、広角側の測定に対応できる可動軸外光源
ミラー２２の位置ＫＰが設定されると同時に、回転スト
ッパ２２０４、２２０６によって可動軸外光源ミラー２
２の角度ＫＡも設定される。したがって、切り換え時間
が短縮され、しかも機械的な当て付けにより位置決めし
ているので充分な精度が得られる。さらに、単一のアク
チュエータを制御するだけでよいため、構造および制御
が容易である。

【００４６】この実施の形態では、可動軸外光源ミラー
２２を軸上光源ミラー２１よりも光源ランプ２０から離
反する位置に配置したが、図６のように、軸上光源ミラ
ー２１よりも光源ランプ２０側に可動軸外光源ミラー２
２を配置した場合は、Ｓ２／２の符号は負となる。この
図６に示したミラー配置では、可動軸外光源ミラー２２
をハーフミラーにして、軸上光源ミラー２１を通常のミ
ラーにする。そして、ストッパバー２２０３の一方の端
部が回転ストッパ２２０６に当接したときに可動軸外光
源ミラー角度ＫＡが望遠側の５５゜にセットされ、スト
ッパバー２２０３の他方の端部が回転ストッパ２２０４
に当接したときに広角側の２０゜にセットされるように
ストッパ２２０４、２２０６、２２３２、２２３４を設
定する。

【００４７】［ズーム対応の可動軸外ミラー部］機種替
えにより角度Ｓ１、Ｓ２が変化すると、ミラー部３の可
動軸外ミラー３２の位置および角度の変更が必要にな
る。ミラー部３のズーム対応の可動軸外ミラー３２の支
持機構は、ズーム対応の光源ミラー部２２の支持機構と
同様の機構である。ズーム対応のミラー部３の一実施の
形態について、図７を参照して説明する。図７は図１の
ミラー部３内の可動軸外ミラー３２の周辺の詳細を示し
ている。この可動軸外ミラー部３２はズーム対応であっ
て、１秒前後の時間で広角側と望遠側の軸外光束の切り
換えを実現する機構である。図では、広角状態の可動軸
外ミラー３２を実線で示し、その右側に望遠状態の可動
軸外ミラー３２を一点鎖線で示してある。

【００４８】図７には、入射角Ｓ１が望遠側では２０
゜、広角側では４０゜の場合に対応させた可動軸外ミラ
ー３２を示している。可動軸外ミラー３２は、紙面と直
交する方向に延びる回転軸３２０に、回転軸３２０の軸
心と反射面３２ａとが一致するように固定されている。
回転軸３２０はその両端部、一方しか図示しないが、所
定間隔で平行に配置された板状のブラケット３２８に回
動自在に軸支されている。

【００４９】光源ミラー部２と同様に、可動軸外ミラー
３２の回転角度ＭＡは、通常は、軸上ミラー回転３１の
回転角度を４５゜とすると、４５゜±Ｓ１／２となる。
可動軸外ミラー３２の位置ＭＰは（Ｊ−Ｉ）×ｔａｎＳ
１＋Ｈである。但し、Ｊは軸外集光レンズ４２の光軸か
らチャートＣＡ、ＣＺまでの距離、Ｉは被検レンズ１１
の最もミラー部３側の面からチャートＣＡ、ＣＺまでの
距離、ｈは被検レンズ１１の最もミラー部３側の面最前
端面位置における軸外主光線の、被検レンズ１１の光軸
Ｏ11からの距離であって、図１に示したＨ（軸外主光線
入射高さ）に一致する。

【００５０】回転軸３２０の一方の端部には２本のスト
ッパバー３２１、３２２がラジアル方向に固定され、一
方のストッパバー３２２とブラケット３２８との間に掛
渡された引っ張りバネ３２４により、図において反時計
回転方向に付勢されている。入射角Ｓ１が４０゜になる
広角側では、ストッパバー３２１が回転ストッパ３２３
に当接することにより、可動軸外ミラー角度ＭＡが４５
゜＋Ｓ１／２＝６５゜にセットされる。一方、入射角Ｓ
１が２０゜になる望遠側では、ストッパバー３２２が回
転ストッパ３２５に当接することにより可動軸外ミラー
角度ＭＡが４５゜＋Ｓ１／２＝５５゜にセットされる。

【００５１】本実施の形態の回転ストッパ３２３、３２
５はいずれもねじであるから、その回転による先端部の
移動により可動軸外ミラー角度ＭＡの設定ができる。回
転ストッパ３２５が立てられたストッパ駒３２６は、シ
ャフト３２９に摺動自在に装着され、かつねじ３２７に
より移動および固定可能に構成されているので、可動軸
外ミラー位置ＭＰＺの変化量が大きくても、ストッパ駒
３２６を移動させることで、可動軸外ミラー３２の移動
を許容しつつ、容易に角度設定ができる。ストッパ３２
１は、可動軸外ミラー３２の回転軸３２０を回転自在に
支持するブラケット３２８に突設されたフランジ部に立
てられている。

【００５２】可動軸外ミラー３２を保持するブラケット
３２８は、摩擦の少ない軸受部材を介して一対の平行に
配置されたシャフト３３０ａ、３３０ｂに摺動自在に装
着されている。シャフト３３０ａ、３３０ｂは、集光レ
ンズ４２の光軸と平行に配置されていて、可動軸外ミラ
ー３２を、集光レンズ４２の光軸に沿って直線移動自在
にガイドする。可動軸外ミラー３２の位置ＭＰは、ブラ
ケット３２８に当接する、シャフト３３０ｂに装着され
た位置ストッパ３３１、３３２により設定される。ブラ
ケット３２８の望遠側、広角側の位置を設定する位置ス
トッパ３３１、３３２は、不図示のねじを締めて固定、
緩めて移動可能に形成されていて、位置ストッパ３３１
はブラケット３２８の望遠側の可動軸外ミラー位置ＭＰ
を設定し、位置ストッパ３３２はブラケット３２８の広
角側の可動軸外ミラー位置ＭＰを設定する。

【００５３】ブラケット３２８には往復移動型のエアー
シリンダ３３３のピストンロッド３２５が、連結部材３
３６を介して連結されている。エアーシリンダ３３３に
は、スピードコントローラ３３４を介して圧縮空気が送
られ、ピストンロッド３２５が押し出され、ピストンロ
ッドに連結されたシャフト３３５がを介してブラケット
３２８および可動軸外ミラー３２を、図において右方向
にブラケット３２８が位置ストッパ３３１に当接するま
で移動させる。ブラケット３２８が位置ストッパ３３１
に当接して停止した状態では、ストッパバー３２２がス
トッパ３２５に当接して、可動軸外ミラー角度ＭＫが５
５゜にセットされる。

【００５４】逆に望遠側から広角側への図の左方向の移
動は、スピードコントローラ３３７を介してエアシリン
ダ３３３にピストンロッド３２５を引き込む方向に圧縮
空気を送る。すると、可動軸外ミラー３２が図において
左方向に、ブラケット３２８が位置ストッパ３３２に当
接するまで移動する。支持部材が位置ストッパ３３２に
当接して停止した状態では、ストッパバー３２１が回転
ストッパ３２３に当接していて、可動軸外ミラー角度Ｍ
Ｋが６５゜にセットされる。

【００５５】このように構成された「ズーム対応」のミ
ラー部３は、単一のエアーシリンダ３３３の動作によっ
て可動軸外ミラー３２の望遠側、広角側の位置および角
度の両方の切り換えを同時に行えるので、短時間で切り
換え動作を完了できる。しかも可動軸外ミラー３２の位
置、角度決めを機械的な当て付けにより行うので、高精
度を維持できる。

【００５６】［「多機種対応」の光源ミラー部］以上は
ズーム対応の実施の形態であった。次に、多機種対応実
施の形態について、図８を参照して説明する。可動軸外
光源ミラー２２の位置ＫＰは、軸外高さ（像高）ｈを１
５mm、チャートＣＡ、ＣＺから光源の光軸までの距離を
Ｋとすると、ＫＰ＝１５＋Ｋ×ｔａｎＳ２となり、Ｓ２
により変化することが分かる。つまり、可動軸外光源ミ
ラー位置ＫＺは、被検レンズの焦点距離に応じて変更す
る。このように焦点距離が異なる複数種の被検レンズを
測定するためには、可動軸外光源ミラー位置ＫＰおよび
回転角度ＫＡを任意に設定可能であること、およびその
設定が容易であることが必要である。

【００５７】このような要求がある「多機種対応」の光
源ミラー部は「ズーム対応」の光源ミラー部ほど高速な
動作は要求されないが、可動軸外光源ミラーの位置と角
度の設定範囲が広いことが必要である。多機種対応の光
源ミラー部の一実施の形態を、図８を参照して説明す
る。

【００５８】図８は、多機種対応の可動軸外光源ミラー
駆動機構の要部を示す図である。可動軸外光源ミラー２
２は、図２の実施の形態同様に、回転軸２２４１に保持
され、回転軸２２４１は、一対のブラケット２２５１、
２２５２の間に回動自在に軸支されている。一方のブラ
ケット２２５１にはステップモータ２２６１が、図示し
ない支持部材を介して支持され、その回転軸２２６２
は、回転軸２２４１に連結されている。ステップモータ
２２６１の駆動パルス数を制御することにより、可動軸
外光源ミラー２２の回転角度を制御可能に構成されてい
る。図示実施の形態では、例えばステップモータ２２６
１を１パルス駆動すると、回転軸２２４１が０．１゜回
転するように構成してある。

【００５９】図では、可動軸外光源ミラー角度ＫＡが４
５゜のときに、回転軸２２４１に固定されたリミットバ
ー２２６３が、ブラケット２２５１に固定されたリミッ
トスイッチ２２６４の接点２２６５を押して、リミット
スイッチ２２６４をＯＮする。このＯＮ信号の発生位置
を可動軸外光源ミラー角度ＫＡの４５゜の基準点とし、
設定したい可動軸外光源ミラー角度ＫＡを例えば５５゜
とすれば、駆動パルス数は、（５５−４５）／０．１＝
１００、つまり、図８では、ステップモータ２２６１を
反時計方向に１００パルスだけ駆動すると、可動軸外光
源ミラー角度ＫＡを５５゜に設定できる。

【００６０】可動軸外光源ミラー２２の設定（可動軸外
光源ミラー角度ＫＡ）を変えるときは、変更後の精度を
高めるために本実施の形態では、ステップモータ２２６
１を介して可動軸外光源ミラー２２を、リミットスイッ
チ２２６４がＯＮするまで回転（図において時計方向回
転）させる。そして、リミットスイッチ２２６４がオン
した時にステップモータ２２６１を停止させて、その位
置から、新しい可動軸外光源ミラー角度ＫＡに相当する
パルス数分ステップモータ２２６１を駆動する。

【００６１】なお、このように可動軸外光源ミラー２２
を一旦リミットスイッチ２２６４がオンするスタート位
置まで戻してから可動軸外光源ミラー角度ＫＡを設定す
る場合、例えば、可動軸外光源ミラー角度ＫＡを６０゜
から５５゜に変更する場合、ステップモータ２２６１を
２４０パルス／秒で駆動するとすると、（（６０−４
５）＋（５５−４５））／０．１／２４０＝２５０／２
４０≒１、すなわち、可動軸外光源ミラー角度ＫＡの変
更開始から終了までに要する時間は、約１秒である。

【００６２】可動軸外光源ミラー２２、ステップモータ
２２６１などの回転駆動部を支持するブラケット２２５
１、２２５２は、連結部材２２５３により一体化され、
ズーム対応の光源ミラー部と同様にシャフト２２７１、
２２７２に沿って直線移動可能に形成されている。連結
部材２２５３には雌ねじが切られていて、この雌ねじに
は、ステップモータ２２８１の回転軸に連結された送り
ねじ２２８２が螺合されている。つまり、ステップモー
タ２２６１、可動軸外光源ミラー２２は、ブラケット２
２５１、２２５および連結部材２２５３と一体に、ステ
ップモータ２２８１によって直進移動される。

【００６３】ブラケット２２５１にはストッパプレート
２２７３が固定されていて、送りねじ２２８２が時計方
向に回動すると、ブラケット２２５１がストッパプレー
ト２２７３と共に図の左側に移動し、ストッパプレート
２２７３がリミットスイッチ２２７４の接点２２７５を
押してリミットスイッチ２２７４がＯＮする。このリミ
ットスイッチ２２７４がＯＦＦからＯＮに変化した位置
を基準位置として可動軸外光源ミラー位置ＫＰを設定す
る。

【００６４】送りねじ２２８２のピッチを１mm、ステッ
プモータ２２８１を１０回転／秒、現設定の可動軸外光
源ミラー位置ＫＰを４０mm、新しい可動軸外光源ミラー
位置ＫＰを５０mm、リミットスイッチ２２７４がＯＦＦ
からＯＮに変わる基準位置を２０mmとすると、（（４０
−２０）＋（５０−２０））／１０＝５、つまり５秒で
可動軸外光源ミラー位置ＫＰを変更できる。

【００６５】［「多機種対応」の可動軸外ミラー部］
「多機種対応」のミラー部は、「ズーム対応」のミラー
部ほど高速な動作は要求されないが、位置と角度は自由
に設定できなければならない。角度ＭＡの設定をステッ
プモータ、位置ＭＰの設定を比較的高速のモータまたは
アクチュエータを使い、基準位置と角度をスイッチで検
知し、設定する構成は、「多機種対応」の可動軸外光源
ミラー部と同様のもので可能になる。

【００６６】［光量調節］被検レンズは、種類によって
明るさが違う。したがって、光源の明るさが同一の場
合、被検レンズの種類によって、受光素子４３、４４、
４２の受光光量が相異し、受光素子４３、４４の出力レ
ベルが大きく変動する。つまり、明るい被検レンズの場
合には受光素子４３、４４の最大出力レベルが受光素子
４３、４４のダイナミックレンジの最大値付近になって
も、暗い被検レンズの場合には同最大出力レベルが同ダ
イナミックレンジの最小値付近になり、ノイズの影響を
大きく受けて精度が下がる。また、逆に暗い被検レンズ
の場合に最大出力レベルがダイナミックレンジの中間値
付近の値になるように光源の明るさを設定した場合は、
明るい被検レンズの場合には最大出力レベルがダイナミ
ックレンジの最大値を越えて測定できなくなってしまう
場合がある。そのため、受光素子４３、４４の出力レベ
ルをダイナミックレンジ内に納め、かつＳ／Ｎ比を良好
に保つために、光量を調節する必要がある。そこで本発
明の実施の形態では、ＭＴＦ測定の中間的な測定値であ
る軸上、軸外受光素子４３、４４の光量測定の結果に基
づいて、適切な光量が得られる透過率の減光フィルタに
切り替える構成にした。

【００６７】図１の光学系において、光源ランプ２０の
光量、被検レンズ、集光レンズのＦ値が一定である場
合、被検レンズの焦点距離の２乗に比例してセンサ面
（受光素子４３、４４の受光面）の照度が変化する。例
えば、焦点距離が２０mmと４００mmの被検レンズの光量
比は４００倍になる。

【００６８】一方、ＣＣＤセンサのダイナミックレンジ
は、常温で約１０００倍しかない。そのため、ＣＣＤセ
ンサのダイナミックレンジを有効に利用するためには、
センサヘの入射光量あるいはセンサ面での照度調整が必
要になる。そこで本発明の実施の形態では、センサ面照
度を制限する光量調節装置を備えた。

【００６９】図１の光源部２の光源２０と軸上光源ミラ
ー２１との間に光量調節装置２３を配置する。図９は光
量調節装置２３の一実施の形態を示している。この荒涼
張設装置２３は、第１、第２の減光フィルタ２３１、２
３２を備えている。第１の減光フィルタ２３１は分光特
性が平担で透過光に色付きのない、透光率が１０％のフ
ィルタである。第２の減光フィルタ２３２は、第１の減
光フィルタ２３１を２枚重ねたものであり、透光率は１
％である。

【００７０】減光フィルタ２３１、２３２は、減光フィ
ルタ支持板２３４に所定の間隔、図示実施の形態では６
０mmの間隔で保持され、光源ランプ２０の主光線２４１
をほぼ垂直に受け得る向きに配置されている。図９に示
した実施の形態では、減光フィルタ支持板２３４を、多
段連結された複数本のシリンダの先端のピストンロッド
に連結し、各シリンダのピストンロッドの伸縮によっ
て、択一的に減光フィルタ２３１、２３２を光路内に進
出させ、または全てを光路から退避させている。つまり
減光フィルタ支持板２３４は第１のスライダ２３７に固
定され、平行に配置された２本のアクチュエータ、たと
えばエアーシリンダ２３５、２３６によって移動自在に
支持されている。

【００７１】第１のエアーシリンダ２３５は、レンズ検
査装置の固定構造体に固定された固定ブロック２３９を
貫通して摺動自在にガイドされ、ピストンロッド２３５
１が第２のスライダ２３８を貫通して固定されている。
ピストンロッド２３５１の先端部は、第１のスライダ２
３７をスライド自在に貫通して支持している。第２のエ
アーシリンダ２３６は、固定ブロック２３９を貫通し
て、第２のスライダ２３８に固定され、第２のピストン
ロッド２３６１は、第１のスライダ２３８に固定されて
いる。図９は、第２のエアーシリンダ２３６のピストン
ロッド２３６１が伸びきった状態である。

【００７２】第１、第２のエアーシリンダ２３５、２３
６は、それぞれピストンロッド２３５１、２３６１の移
動量が６０mmに設定されていて、図９は、第１のピスト
ンロッド２３５１が縮退し、第２のピストンロッド２３
６１が６０mm伸長して、フィルタ２３１が光源ランプ２
０と軸上光源ミラー２１との間に進出した第１段伸長状
態を示している。

【００７３】この第１段伸長状態から第１のピストンロ
ッド２３５１が６０mm伸長すると、第２のスライダ２３
８が第１のピストンロッド２３５１と一体に６０mm移動
するので、第２のシリンダー２３６が第２のスライダ２
３８と一緒に６０mm移動する。つまり、ピストンロッド
２３６１、第１のスライダ２３７およびフィルタ支持板
２３４も６０mm移動して、第２のフィルタ２３２が光源
ランプ２０と軸上光源ミラー２１との間に進出した第２
段伸長状態になる。

【００７４】第１のシリンダー２３５および第２のシリ
ンダー２３６が共に縮退してピストンロッド２３５１、
２３６１を引き込むと、スライダ２３７、２３８が、互
いにおよび固定ブロック２３９に接触する基準位置まで
移動して、フィルタ２３１、２３２を光源ランプ２０と
軸上光源ミラー２１との間の光路から退避させる。

【００７５】図９は、１本のエアーシリンダ２３６だけ
が伸びて、第１のスライド部材２３７が第２のスライド
部材２３８から６０mm離反した状態を示すが、この状態
では光路内に透光率１０％の減光フィルタ２３１を挿入
した状態となる。エアーシリンダ２３５、２３６が２本
とも伸びて第２のスライダ２３８が固定ブロック２３９
から６０mm離反した状態ではさらにフィルタ支持板２３
４が左に６０mm移動して透光率１％の減光フィルタ２３
２を光路内に挿入した状態となる。エアーシリンダ２３
５、２３６が２本とも縮んで、第１、第２のスライダ２
３７、２３８および固定ブロック２３９が接触した状態
では、図９の状態から減光フィルタ支持板２３４が６０
mm右に移動して、減光フィルタ２３１、２３２のいずれ
もが光路外に退避した状態、つまり透光率１００％とな
る。

【００７６】以上の２本のエアーシリンダ２３５、２３
６構成により、２本とも縮んだ状態、１本だけ伸びた状
態、２本とも伸びた状態、の３種類の位置設定が可能に
なる。つまり、減光フィルタ支持板２３４は、６０mmの
ステップでピストンロッド２３５１、２３６１の長さ方
向に移動されて３つの位置に設定され、設定位置に応じ
て透光率を、１００％、１０％、１％に切り換えてい
る。

【００７７】本実施の形態の光源ミラー部２に設置する
減光フィルターは、チャートよりも光源側に配置されて
いて、減光フィルターを透過した光束によってチャート
を照明するので、減光フィルターによるチャート像の劣
化のおそれがなくなり、高価なＮＤフィルターではな
く、安価なすりガラス等の拡散面で構成できる。また、
図９の例では、透光率１００％、１０％、１％の３種の
光量切り換えの例を示したが、同様の構成を増減させる
ことにより、Ｎ個のスライド部材とアクチュエータを組
み合わせてＮ＋１種の光量切り換えが可能となる。図示
実施の形態はアクチュエータとしてエアーシリンダを使
用したので、モータによる駆動機構に比して構造が簡単
で、小型で、高速動作が可能である。さらに、コンピュ
ータ６によってエアーシリンダの伸長、縮退用の空圧制
御電磁弁のＯＮ／ＯＦＦを制御すればよいので、制御が
簡単になる。

【００７８】［光量検出］積分回路５３０６の出力はセ
ンサ４３の受光量に比例した出力なので、被検レンズの
透過光量検出に使用できる。光量調節のための情報は、
この積分回路５３０６の出力をバイパス５３１１、Ａ／
Ｄ変換器５３０８を介してディジタル変換し、マイコン
５３０９に入れる。マイコン５３０９は、光量が適正範
囲外なら、適正範囲内になるように減光フィルタを切り
替える。

【００７９】被検レンズの絞り検査をレンズ検査装置で
行う場合は、マスターレンズデータの軸上光量ＭＬＩＧ
ＨＴＡ、軸外光量ＭＬＩＧＨＴＺを用い、軸上の測定値
ＬＩＧＨＴＡ、軸外の測定値ＬＩＧＨＴＺとの比較によ
り、絞りまたは軸外口径食の測定・検査をＭＴＦ測定と
同時に行うことができる。

【００８０】［受光素子の基準位置調整（像面位置の調
整）］次に、温度変動、経年変化などによるレンズ検査
装置の構造部の伸縮、または集光レンズなど光学素子の
膨縮により変動した像面位置（ピント位置）に応じて受
光素子４３、４４の基準位置を調整し、設定する機構お
よび方法の実施の形態について説明する。

【００８１】本実施の形態における受光素子の位置調整
は、レンズ検査装置によって測定したマスターレンズＭ
Ｌの軸上像面位置（軸上ピント位置）、および軸外像面
位置（軸外ピント位置）の測定値が、マスターレンズＭ
Ｌの既知特性データと一致するように受光素子（軸上受
光素子４３、軸外受光素子４４）の位置を調整する処理
である。本発明の実施の形態では、マスターレンズＭＬ
によって形成される軸上、軸外チャート像の位置（ピン
ト位置）、つまり基準位置から一定距離にスタート位置
が位置するように、軸上、軸外受光素子４３、４４のス
タート位置を検知するセンサの位置を調整する。このス
タート位置は、被検レンズの像面位置を測定するために
受光素子４３、４４を走査移動させるスタート位置とな
る。

【００８２】受光素子の基準位置を調整する機構の一実
施例を、図１０を参照して説明する。図示実施の形態で
は、マスターレンズＭＬの軸上像面位置を０、軸外像面
位置を−１００μm とする。本明細書において、集光レ
ンズ４１、４２の像面側において集光レンズ４１、４２
から離反する方向を「プラス」とし、集光レンズ４１に
接近する方向を「マイナス」とする。

【００８３】図１０は、図１の軸上集光レンズ４1 、軸
上受光素子４３およびその周辺構造を示している。軸上
集光レンズ４1 は、その光軸Ｏ41が軸上光束ＬＡ（主光
線）とほぼ一致するように固定されている。なお、軸外
集光レンズ４２、軸外受光素子４４およびその周辺構造
も図１０に示した構造と同様である。

【００８４】軸上受光素子４３は、ＣＣＤ駆動回路基板
４３０上に装着され、ＣＣＤ駆動回路基板４３０を介し
てＣＣＤ保持部材４３３に装着されている。ＣＣＤ保持
部材４３３は、軸上光束ＬＡと平行に配置された２本の
ガイドシャフト４３１、４３２に摺動自在に支持されて
いる。ガイドシャフト４３１、４３２は両端部がそれぞ
れ、受光部枠４０の一対の側板４０１、４０２を連結す
るブリッジ４０４、４０５に支持されている。

【００８５】ガイドシャフト４３１と同４３２との間に
はこれらと平行に送りねじ４３５が配置されていて、送
りねじ４３５の一端部がＣＣＤ保持部材４３３に螺合さ
れている。送りねじの４３５の他端部は、ブリッジ４０
５に装着されたステップモータ４３４の回転軸に連結さ
れている。つまりＣＣＤ保持部材４３３は、ステップモ
ータ４３４によって回転駆動される送りねじ４３５の回
転によって進退動される。

【００８６】ＣＣＤ保持部材４３３とブリッジ４０５と
の間には、ＣＣＤ保持部材４３３の後端面が接点に当接
した位置、つまり軸上受光素子４３の受光面の基準位置
を設定する受光手段基準位置設定手段としてリミットス
イッチ４３６が配置されている。リミットスイッチ４３
６は、その基板４３６１を介してガイドシャフト４３１
に摺動自在に支持され、シャフト４３１、４３２と平行
に配置された送りねじ４３８にねじ結合されている。送
りねじ２３８は、ブリッジ４０５に装着されたステップ
モータ４３７の回転軸に連結されていて、このステップ
モータ４３７によって回転駆動され、リミットスイッチ
４３６をガイドシャフト４３１に沿って移動させる。

【００８７】撮像素子移動用のステップモータ４３４
は、２０パルスで１回転（１パルスで１８゜回転）し、
送りねじ４３５のピッチは２mmに設定されているから、
軸上受光素子４３は、ステップモータ４３４が１パルス
分回転すると、軸上受光素子４３は、軸上光束ＬＡと平
行に０．１mm移動する。一方、リミットスイッチ用のス
テップモータ４３７および送りねじ４３８は、ステップ
モータ４３７を１パルス分回転、つまり送りねじ４３８
を１パルス分回転させると、リミットスイッチ４３６が
４μm 移動するように、ステップモータ４３７のステッ
プ角および送りねじ４３８のピッチを設定してある。

【００８８】リミットスイッチ４３６は、軸上受光素子
４３の基準位置を検知し、設定するためのスイッチであ
る。軸上受光素子４３の位置を設定するときは、まず、
スステップモータ４３４を軸上受光素子４３がリミット
スイッチ４３６に接近するプラス方向に回転させて、リ
ミットスイッチ４３６がオンするのを待つ。リミットス
イッチ４３６がオンしたらステップモータ４３４を停止
させ、その停止位置を基準位置として、ステップモータ
４３４を所定ステップ分、マイナス方向（軸上集光レン
ズ４１）に向かって移動させる。

【００８９】なお、被検レンズを検査するときは、ステ
ップモータ４３４を１ステップ駆動する毎に軸上受光素
子４３から画像データを取り込んでＭＴＦを算出し、記
録する。以下、このようなステップモータ４３４の駆動
を「走査」、駆動ステップを「走査ステップ」、その数
を「走査ステップ数ＷＳＳ」という。図１１には、この
ようにして記録されたＭＴＦのデータを、横軸にステッ
プ数、縦軸にＭＴＦをとって示している。この図では、
１６０ステップの位置に像面（ピント位置）があること
が分かる。

【００９０】ここで、例えば、被検レンズの焦点距離を
５０mm、無限遠の測定、集光レンズの焦点距離を２５０
mmとすると、１ステップ分の軸上受光素子４３の移動量
０．１mmは、被検レンズのチャート位置にして１／２５
×０．１＝４μm しかない。したがって、被検レンズの
焦点距離のバラツキを、収差を含めて±０．５mm、ステ
ップ数にして±１２５だけ見込む必要がある場合には、
２５０ステップ（１mm）以上移動可能でなければならな
い。そこで本実施の形態では、この被検レンズを測定す
るときには受光素子４３、４４を２５０ステップ以上移
動させることができるように、走査ステップ数ＷＳＳ
を、例えば３００に設定する。なお、測定時間を短縮す
るためには、走査ステップ数ＷＳＳは、被検レンズのバ
ラツキを考慮した必要最小値であることが望ましいの
で、各機種毎に走査ステップ数ＷＳＳを定めることが望
ましい。

【００９１】本実施の形態のレンズ検査装置では、像面
の位置を効率よく測定できるように、走査ステップ数Ｗ
ＳＳの１／２ステップの位置に、軸上像面位置の基準と
なるマスターレンズＭＬの軸上像面位置（＝０）が来る
ように調整する。例えば、マスターレンズＭＬの軸上像
面位置測定において１６０ステップの位置に像面を検出
した場合は、それをＷＳＳ／２である１５０ステップに
校正（修正）する。そのために本実施の形態では、リミ
ットスイッチ用のステップモータ４３７を、撮像素子用
のステップモータ４３４のステップ数に換算してマイナ
ス方向に１０ステップ分回転させる。

【００９２】この実施の形態では、リミットスイッチ４
３６をマイナス方向（図の左方向）にｌmm移動させるこ
とにより、リミットスイッチ４３６に対する軸上像面位
置がｌ０ステップ分（１mm／０．１mm＝１０）変化す
る。ステップモータ４３７の１ステップ移動距離は４μ
m であるから、ステップモータ４３７を２５０パルス
（１mm／４μm ＝２５０）分マイナス方向に駆動する。
このようにして、マスターレンズＭＬの軸上像面が、ス
タート位置から１６０ステップが１５０ステップに変更
されて、軸上像面基準位置が調整される。この操作によ
りマスターレンズＭＬの軸上像面位置が、リミットスイ
ッチ４３６によって検知されるスタート位置からマイナ
ス方向に１５０ステップ駆動した位置になり、被検レン
ズについてこの１５０ステップを基準位置とした正確な
測定ができるように調整される。

【００９３】また、軸外像面位置検出値の校正では、軸
外受光素子４４を移動させる機械的な構成は同じである
が、軸上のように一律にＷＳＳ／２にするのではなく、
マスターレンズデータの像面湾曲量ＭＤＭ（ここでは−
１００μm ）と一致するように軸外リミットスイッチの
位置調整を行う。軸上と同様に１５０ステップ移動した
位置を０（基準位置）とすると、マスターレンズＭＬに
より形成される像面は、−１００μm だけずれている。
つまり、マスターレンズＭＬの軸外像面が被検レンズ側
に２５ステップ分（１００μm ／４μm ＝２５）ずれて
いるから、スタート位置から１７５ステップ移動した位
置に軸外像面位置が来るように、軸外リミットスイッチ
の位置を調整する。なお、「ＭＤＭ」は、マスターレン
ズのDefocus Meridionalの略である。

【００９４】［レンズ検査］このレンズ検査装置を使用
して撮影レンズの検査、測定作業について説明する。こ
の実施の形態では、被検レンズを測定する前に、その被
検レンズに対応するマスターレンズを測定する。

【００９５】［マスターレンズを用いた検査装置の自動
調整］本発明のレンズ検査装置では、測定機種変更およ
びその他の校正においてマスターレンズを用いて自動調
整（校正、補正）することができる。その場合の処理に
ついて、より詳細に説明する。

【００９６】レンズ検査装置を自動調整するためには、
特性が既知のマスターレンズＭＬを用意する。このマス
ターレンズＭＬは、 １-1 軸上のコントラスト（ＭＴＦ：ＭＭＴＦＡ１） １-2 軸外のコントラスト（ＭＴＦ：ＭＭＴＦＺ１） １-3 軸上のコントラストのピーク位置（軸上像面位
置：ＭＰＰＡ１） １-4 軸外のコントラストのピーク位置（軸外像面位
置：ＭＰＰＺ１） の４項目が上位の測定機で精密に測定されている。以上
の測定値は、予め、マスターレンズデータとしてコンピ
ュータ６の記憶手段７に書き込んでおくか、対応するレ
ンズを測定する際に、作業者によって入力するか、ある
いはリムーバブルメディアから読み込ませる。上位の測
定機によるマスターレンズＭＬの測定値は、マスターレ
ンズデータとして、測定値の符号の前に符号”Ｍ”を付
けて識別する。

【００９７】レンズの光量検査を行う場合は、マスター
レンズＭＬの測定項目としてさらに、 １-5 軸上の光量：ＭＬＩＧＨＴＡ、 １-6 軸外の光量：ＭＬＩＧＨＴＺ、 の２項目を追加する。これらの光量は、減光フィルタの
選択など光量調節に使用される。

【００９８】なお、記憶手段７に書き込むデータとし
て、１-3の軸上のコントラストのピーク位置（軸上像面
位置）と１-4の軸外のコントラストのピーク位置（軸外
像面位置）との差（ＭＰＰＡ１−ＭＰＰＺ１）を使用し
てもよい。軸上像面位置と軸外像面位置との差を、像面
湾曲量ＭＤＭとする。

【００９９】また、マスターレンズＭＬをピントの基準
レンズとして兼用する場合は、軸上像面位置を十分な精
度で調整するため、軸上像面位置を基準＝０として軸外
像面位置をマスターレンズデータとすることもできる。
この場合、軸外像面位置は、像面湾曲量に等しい。

【０１００】［マスターレンズの測定］作業者は、被検
レンズに対応したマスターレンズＭＬをマウント部１に
装着する。そして、コンピュータ６に、このマスターレ
ンズＭＬの種別、既知データ、対応する被検レンズの種
別、特性データ、校正指示命令などを入力する。コンピ
ュータ６は、マスターレンズＭＬの種別情報から、予め
記憶手段７に書き込まれた情報から、可動軸外ミラー３
２の位置ＭＰおよび角度ＭＡ、可動軸外光源ミラー２２
の位置ＫＰおよび角度ＫＡ、光量に応じたフィルター情
報ＬＶ、良否の閾値ＳＴＤＭＮＬＡ、ＳＴＤＭＮＬＺ、
像面走査のための走査量ＷＷＳ、ＷＳＨ、を読み込む。

【０１０１】そしてコンピュータ６は、軸上、軸外受光
素子４３、４４をステップ移動させながら軸上、軸外チ
ャート像データを読み込んで、マスターレンズＭＬの軸
上ＭＴＦ（ＭＴＦＡ１）、軸外ＭＴＦ（ＭＴＦＺ１）、
ＭＴＦ補正値、像面湾曲量ＭＤＭと像面湾曲の方向を、
測定検査に必要なマスターレンズ情報として算出し、メ
モリする。そして、レンズ検査装置により実測したマス
ターレンズＭＬの軸上ＭＴＦと、軸外ＭＴＦの測定値
が、マスターレンズデータと一致するように、レンズ検
査装置に自動校正させる。例えば、マスターレンズＭＬ
の高精度な既知軸上、軸外ＭＴＦを、このレンズ検査装
置によって測定した軸上、軸外ＭＴＦ測定値で割った商
を軸上、軸外ＭＴＦ補正値として、被検レンズを実際に
測定して軸上、軸外ＭＴＦ測定値にこの軸上、軸外ＭＴ
Ｆ補正値を乗じる。または、例えば図３に示した抵抗ブ
ロック回路を有する場合は、マスターレンズの軸上、軸
外ＭＴＦ測定値が既知軸上、軸外ＭＴＦと一致するよう
に、可変抵抗ＶＲを調整して受光素子４３、４４の出力
レベルを調整する。

【０１０２】以上のように本発明の実施の形態のレンズ
検査装置は、上記データに基づいてレンズ検査装置を調
整し、あるいは校正、補正データを設定する。レンズ検
査装置が実行する以上の処理が終了したら、使用者は、
マスターレンズＭＬをレンズマウント部１から取り外
す。以上の処理、作業により、機種替えのためのレンズ
検査装置の調整、校正が終了する。

【０１０３】その後、以上の設定を変えずに、被検レン
ズ１１をレンズマウント部１に装着して、像面位置測定
およびＭＴＦの測定を行う。コンピュータ６は、予め記
憶手段７に書き込んである、レンズ種別に対応した可動
軸外光源ミラー２２および可動軸外ミラー３２の位置、
回転角度データを読み込んで可動軸外光源ミラー２２お
よび可動軸外ミラー３２を設定し、マスターレンズ測定
によって得た軸上、軸外受光素子４３、４４の基準位
置、スタート位置の調整、減光フィルターを設定、選択
し、測定・検査の準備を行う。その後コンピュータ６
は、受光素子４３、４４をスタート位置からステップ移
動させながらＭＴＦの測定を実行する。

【０１０４】本発明の実施の形態のレンズ検査装置で測
定できるデータとしては、例えば下記の項目がある。 軸上ＭＴＦ：ＭＴＦＡｎ（ｎ＝０〜７の方位数、以下同
じ）、 軸外ＭＴＦ：ＭＴＦＺｎ、 軸上平均像面での軸上ＭＴＦ：ＭＴＦＬＡｎ、 軸上平均像面での軸外ＭＴＦ：ＭＴＦＬＺｎ、 像面湾曲量：ＤＭｎ、 軸上、軸外の光量：ＬＩＧＨＴＡ、ＬＩＧＨＴＺ、 軸上像面位置：ＰＰＡｎ、 軸外像面位置：ＰＰＺｎ、 がある。判定データとしては、被検レンズの良、不良の
判定結果、がある。さらに補正データとしては、 軸上ＭＴＦ補正値：ＨＭＴＦＡ１、 軸外ＭＴＦ補正値：ＨＭＴＦＺ１、 その他測定状態を示す変数等がある。

【０１０５】被検レンズの検査動作について、図１を参
照してより詳細に説明する。 レンズの測定方位を第１方位に設定する。図示せぬ
回転機構で、レンズマウントを所定の角度回転させて、
被検レンズを通常使用における向き（第１方位）にす
る。

【０１０６】 像面走査のため、軸上、軸外受光素子
４３、４４を機械的なスタート位置に設定する。軸上受
光素子４３を、ステップモータ４３４を駆動してリミッ
トスイッチ４３６がオンする位置まで移動させる。同様
に、軸外受光素子４４を図示せぬ移動機構で、リミット
スイッチ４３６同様の図示せぬリミットスイッチがオン
する位置まで移動させる。以上の処理によって、軸上、
軸外受光素子４３、４４が像面走査のための基準位置に
セットされる。ここでいう像面走査とは、軸上、軸外受
光素子４３、４４を光軸、主光線方向にステップ移動さ
せて各ステップ移動位置で軸上、軸外受光素子４３、４
４が撮像したチャート像データを読み込んでコントラス
トを測定し、コントラストが最大になるピーク位置を探
すことである。

【０１０７】 第ｌ方位像面走査 軸上受光素子４３の出力から軸上ＭＴＦを測定しなが
ら、ステップモータ４３４を駆動して軸上受光素子４３
を図の右から左に、設定された像面走査量ＷＳＳだけス
テップ移動させる。同様に、軸外受光素子４４の出力か
ら軸外ＭＴＦを測定しながら、軸外受光素子４４を図の
右から左に、設定された像面走査量ＷＳＳだけステップ
移動させる。以上の処理によって、 軸上水平方向のＭＴＦ：ＭＴＦＡ１、 軸上水平方向のＭＴＦの最大位置：ＰＰＡ１、 軸外水平方向のＭＴＦ：ＭＴＦＺ１、 軸外水平方向のＭＴＦの最大位置：ＰＰＺ１、 が得られる。

【０１０８】 第３方位像面走査 レンズマウント１を所定の角度回して被検レンズ１１
を、例えば垂直方向（第３方位）に回転させる。そし
て、軸上受光素子４３の出力から軸上ＭＴＦを測定しな
がら、ステップモータ４３４を駆動して軸上受光素子４
３を図の左から右に、測定された第１方位の軸上像面位
置ＰＰＡ１＋ＷＳＨだけステップ移動させる。同様に、
軸外受光素子４４の出力から軸外ＭＴＦを測定しなが
ら、軸外受光素子４４を図の左から右に、測定された第
１方位の軸外像面位置ＰＰＺ１＋ＷＳＨだけステップ移
動させる。以上の処理によって、 軸上垂直方向のＭＴＦ：ＭＴＦＡ３、 軸上垂直方向のＭＴＦの最大位置：ＰＰＡ３、 軸外垂直方向のＭＴＦ：ＭＴＦＺ３、 軸外垂直方向のＭＴＦの最大位置：ＰＰＺ３、 が得られる。

【０１０９】 平均軸上像面位置に軸上、軸外受光素
子４３、４４を設定 次に、（ＰＰＡ１＋ＰＰＡ３）／２によって規定される
水平、垂直の２方位の平均軸上像面位置ＨＫＮＰＰＡに
軸上、軸外受光素子４３、４４を設定する。

【０１１０】 平均軸上像面位置における軸上、軸外
のＭＴＦ測定 被検レンズを回転させ、所定の方位０、１、２、３、
４、５、６、７を向く（角度の）ときのＭＴＦを測定
し、記憶する。この測定により、平均軸上像面位置での
軸上のＭＴＦ値である８個のＭＴＦＡＬ（０、１、２、
３、４、５、６、７）値、平均軸上像面位置での軸外Ｍ
ＴＦ値である８個のＭＴＦＺＬ（０、１、２、３、４、
５、６、７）値が測定される。

【０１１１】 良否判定 ８個の平均軸上像面位置における軸上ＭＴＦ最小値を計
算してその最小値ＭＴＦＭＮＬＡを規格値ＳＴＤＭＮＬ
Ａと比較する。 ＭＴＦＭＮＬＡ＞ＳＴＤＭＮＬＡ なら軸上は良品とする。８個の平均軸上像面位置におけ
る軸外ＭＴＦ最小値を計算してその最小値ＭＴＦＭＮＬ
Ｚを規格値ＳＴＤＭＮＬＺと比較する。 ＭＴＦＭＮＬＺ＞ＳＴＤＭＮＬＺ なら軸外は良品とする。軸上、軸外とも良品であれば、
被検レンズは良品とする。なお、良否判定基準値、基準
は任意である。

【０１１２】以上の処理によって測定したＭＴＦＰＰ
値、良否判定値は、コンピュータ６の記憶手段７に書き
込まれる。被検レンズを測定する基本動作は以上である
が、全方位の像面位置を測定することもできる。この場
合は、像面走査を全８方位で繰り返すことにより、ＭＴ
Ｆ、軸上、軸外像面の全８方位の測定値が得られる。偏
心、像面湾曲、コマ収差、非点収差を測定する場合は、
８方位測定を行う。校正、良否判定には前記〜の軸
上縦、横の平均像面におけるＭＴＦ測定でよい。この場
合は像面走査が２回でよいので、測定時間が短い。レン
ズの生産工程では、工程による変化や劣化を管理すれば
良いため、軸外ＭＴＦはメリジオナル（ラジアル方向）
測定のみでよい。

【０１１３】以上の本発明の実施の形態は、被検レンズ
の測定に先だって、先ず、被検レンズに対応するマスタ
ーレンズを測定し、その測定値が、そのマスターレンズ
の高精度の既知データと一致するようにレンズ測定装置
の各部、あるいは測定値を補正する手段を備えることに
より、１回の測定にコスト、時間をかけた上位の測定機
による測定精度をある程度転写することができる。ま
た、複数のレンズ生産工程があり、レンズ検査装置が複
数台ある場合は、それらを同一のマスターレンズで校正
することにより校正を同一条件で行うことができる。さ
らに、複数の場所に設置された複数のレンズ検査装置を
校正する場合に、上位の測定機による同一の測定条件で
測定された複数のマスターレンズを用いることにより、
同一の測定精度で多数の製品を測定することが可能にな
り、品質管理上非常に効果がある。

【０１１４】レンズの生産工程において使用されるレン
ズの測定・検査装置においては測定・検査能力の妥当性
が要求される。ＭＴＦは原理上、単純に被検レンズによ
る像の光量の空間分布を測定できればよいが、精度を出
すためには測定に時間、コストがかかる。そこで、本実
施の形態のようにマスターレンズによる自動校正の能力
をもつＭＴＦ測定機はマスターレンズによる校正を行う
ことにより、精度を保持できるようになり、ＩＳ０９０
０１等の品質管理に対する適応性がよくなる。この場
合、マスターレンズを用いて校正する内容は、像面位
置、ＭＴＦと光量である。

【０１１５】［自動レンズ検査］本発明のレンズ検査装
置によれば、レンズの機種とマスターレンズが特定でき
れば、機種変更の自動化が可能となる。例えば、マスタ
ーレンズに、そのレンズの機種を特定できる部分あるい
は構造を設け、あるいはその情報を持った部材を設け、
これらから対応するマスターレンズ情報を選択し、レン
ズ検査装置の特性を校正、調整する。

【０１１６】図１４は、この自動化による工程の一実施
の形態の様子を示す図である。レンズ検査装置のレンズ
マウント１３に向かって、ベルト１１１に乗った被検レ
ンズが右から左に移動する。スカラロボット１１６はそ
の被検レンズを、図１５には示していないが、図１のレ
ンズ検査装置のレンズマウント１３への取り付け、取り
外しおよびベルト１１１への載置を行う。被検レンズ
は、４本置きに別の機種となっており、各群の最初のレ
ンズ１１２Ｍ、１１３Ｍ、１１４Ｍ、１１５Ｍがマスタ
ーレンズであり、その後のレンズ１１２、１１３、１１
４、１１５は被検レンズである。

【０１１７】マスターレンズ１１２Ｍには、詳細は図示
しないが、レンズの機種が特定できる識別票が貼ってあ
る。識別票としては、バーコード、磁気テープ等、公知
の技術を利用できる。マスターレンズデータは、マスタ
ーレンズ１１２Ｍの識別表から読み取ってもよいし、機
種、マスターレンズ番号からレンズ検査装置の、あるい
はレンズ検査装置が接続されたデータベースにアクセス
して取得してもよい。このように本発明によれば、従来
のレンズ検査自動化の工程ではできなかった、複数種類
のレンズを同一のラインで生産可能ないわゆる混流生産
が可能になった。

【０１１８】［可動軸外ミラーの軸上光束外への退避］
本発明のレンズ検査装置では、軸上、軸外の測定系を持
っているので軸上および軸外のＭＴＦを同時に測定がで
きるが、装置の内部スペースによっては軸上、軸外光束
の分離ができない場合がある。この場合は、可動軸外ミ
ラーの位置、あるいは角度を制御することにより、軸
上、軸外の測定系の光束を切り替え、コンパクトなレン
ズ検査装置で大口径、超広角レンズから焦点距離４００
mm以上の超望遠レンズなどの測定を可能とする。

【０１１９】図１の光学系で大口径の望遠レンズを測定
する場合、以下の問題点が発生する。一例として、焦点
距離３００mmでＦ５．６のレンズを測定する場合を想定
する。軸外主光線の入射角Ｓ１を２．８゜、軸外主光線
で照明する軸外チャートＣＺから被検レンズ前端までの
距離Ｌを２００mm、被検レンズの入射位置と光軸との距
離Ｈを１７．５mm、軸上光束径φＡを５４mm、軸外光束
径φＺを紙面と平行な方向に測って３８mm、軸外チャー
トＣＺから軸外集束レンズ４２の光軸までの距離Ｊを２
４０mmとすれば、被検レンズから射出した軸上光束と軸
外光束が重複するので、これらを分離できなくなる。

【０１２０】図１３は、この問題が発生する状態を拡大
して示している。このような場合に軸上、軸外光束が分
離する位置まで距離Ｊを長くすると、装置が大型化す
る。この例では、距離Ｊが２００mm程度長くなる。そこ
で本発明は、これを避けるために、軸上と軸外の測定に
時間に差をつける。例えば、まず、破線で示した可動軸
外ミラー３２を軸上光束を遮光しない位置まで待避させ
る（中間の可動軸外ミラー３２）。つまり、図１３にお
いて、可動軸外ミラー３２の端部３２ａが、軸上光束径
φＡをけらない位置まで光軸から離反（退避）させる。
この退避状態で軸上光束による測定を実行し、測定値を
記憶した後、可動軸外ミラー３２の中心を波線で示した
正しい中心位置ＭＰまで移動して軸外光束による測定を
実行し、軸上の測定値と合わせ検査を行う。なお、軸
上、軸外の測定順序は逆でもよいことはいうまでもな
い。

【０１２１】以上の実施の形態では可動軸外ミラー３２
を軸外集光レンズ光軸と平行に移動させて退避させた
が、可動軸外ミラー３２を、軸上光束径φＡ外を中心に
回転させて退避させる構成でもよい。例えば、端部３２
ａとは反対側の端部３２ｂを中心に回動させる。また、
中心位置ＭＰが軸上光束径φＡ外にあれば中心位置ＭＰ
を中心に回転させる。さらに、被検レンズをレンズ検査
装置に取り付ける際、取り外す際に、被検レンズｌｌと
可動軸外ミラー３２が近接していると作業が困難になる
場合には、可動軸外ミラー３２の退避量をより大きくす
る。

【０１２２】［機械的な変化の測定］ズームレンズ、オ
トフォーカスレンズ、プラスチック製鏡胴を持つレンズ
では、特に機械的な剛性が低化しがちである。そこで本
発明の実施の形態では、レンズ回転駆動装置１０３によ
って、回転マウント１０１を介して被検レンズをその光
軸を中心に回転させて複数の方位でＭＴＦ測定を実行し
て、機械的剛性を測定する。

【０１２３】ＭＴＦＡ１は軸上位置の１−５方向のＭＴ
Ｆであるから、光学的にはＭＴＦＡ５と同一である。光
学的とは、レンズを光軸を軸として半回転させて図１の
光学系で測定した場合、レンズの機械的な変化や測定誤
差により、一般的に得られる測定値ＭＴＦＡｌとＭＴＦ
Ａ５は異なった値となるからである。測定時のレンズに
加える加速度、振動等を一定にすれば、レンズの機械的
な変化の測定に用いることができる。例えば、の測定
で得たＭＴＦＡ０〜７データに基づいて、ＭＴＦＡ０と
ＭＴＦＡ４の差、ＭＴＦＡｌとＭＴＦＡ５の差、ＭＴＦ
Ａ２とＭＴＦＡ６の差、ＭＴＦＡ３とＭＴＦＡ７の差、
のいずれかを求めるにより、レンズの機械的構成によっ
て生じるＭＴＦ変化の測定を行うことが可能である。

【０１２４】レンズ検査装置は設定された動作命令を変
更されない限り同じ動作を繰り返す。そのためレンズに
加わる回転方向での加減速を主とした加速度変化によ
り、ズームレンズのオートフォーカス機構部分が回転対
称ではないことにより加速度変化に応じて移動し、変形
して光学的にＭＴＦが変化することがある。ＭＴＦを高
速かつ正確に測ることができる本発明のレンズ検査装置
によれば、このようなレンズであっても、ＭＴＦの変化
からレンズ、レンズ鏡筒の機械的な安定性、あるいは軸
ブレ、レンズ鏡筒の剛性の検査、評価が可能となった。
なお、回転マウント１０１は、毎秒１回転以上の各加速
度で回転させることが望ましい。

【０１２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り請求項１に
記載の発明は、被検レンズによって形成されるチャート
像と、前記被検レンズとの相対的方向を変える手段を備
え、前記被検レンズに入射するチャート像の相対的方向
を変えて測定するので、その測定値の差から被検レンズ
の軸ブレや剛性を測定できる。請求項４記載の発明は、
被検レンズを光軸を軸心として回転させるので、レンズ
検査装置の光学系を移動することなく、被検レンズの剛
性等を測定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したレンズ検査装置の一実施の形
態の要部を示す図である。

【図２】同実施の形態におけるコントラスト検出手段の
一実施例を示すブロック回路図および主要部の波形をグ
ラフで示す図である。

【図３】同コントラスト検出手段の抵抗ブロックの一実
施例を示す図である。

【図４】同レンズ検査装置の光源ミラー部の要部概要を
示す図である。

【図５】図５の光源ミラー部の正面図である。

【図６】同光源ミラー部において、可動軸外光源ミラー
を軸上光源ミラーよりも光源ランプ寄りに配置した実施
の形態を示す図である。

【図７】同レンズ検査装置のミラー部の要部概要を示す
図である。

【図８】同レンズ検査装置の光源ミラー部の他の実施の
形態として多機種対応の光源ミラー部の要部概要を示す
図である。

【図９】同レンズ検査装置の光量調節装置の一実施の形
態を示す図である。

【図１０】同レンズ検査装置の撮像手段の位置調整機構
の一実施の形態を示す図である。

【図１１】同レンズ検査装置で測定したＭＴＦのデータ
をグラフで示す図である。

【図１２】同レンズ検査装置における被検レンズの測定
方位を説明する図である。

【図１３】軸上光束と軸外光束とが分離できなくなる状
態を説明する図である。

【図１４】本発明のレンズ検査装置において、複数種の
被検レンズの測定を自動化する場合の概要を説明する図
である。

【図１５】従来のレンズのＭＴＦを測定する装置の光学
系の概要を示す図である。

【符号の説明】

１ レンズマウント部 １０１ 回転マウント １０３ レンズ回転駆動装置 １１ 被検レンズ ２ 光源ミラー部 ２０ 光源ランプ ２１ 軸上光源ミラー ２２ 可動軸外光源ミラー ２２０１ 回転軸 ２２０３ ストッパバー ２２０４ ２２０６ ストッパ ２２１１ ２２１２ 支持部材 ２２１４ ２２１５ 軸受部材 ２２２１ ２２２２ シャフト ２２３１ ２２３３ ストッパ ２２３２ ２２３４ ねじ ２２４１ 回転軸 ２２５１ ２２５２ 支持部材 ２２５３ 連結部材 ２２６１ ステップモータ ２２６２ 回転軸 ２２６３ リミットバー ２２６４ リミットスイッチ ２２７３ ストッパプレート ２２８１ ステップモータ ２２８２ 送りねじ ２３１ 第１の減光フィルタ ２３２ 第２の減光フィルタ ３１ 軸上ミラー ３２ 可動軸外ミラー ３２０ 回転部材 ３２１ ３２２ ストッパバー ３２３ ストッパ ３２４ 引っ張りバネ ３２５ ストッパ ３２６ ストッパ駒 ３２７ シャフト ３２８ 支持部材 ３２９ シャフト ３３０ａ ３３０ｂ シャフト ３３１ ３３２ ストッパ ３３３ エアーシリンダ ３３５ シャフト ３３６ 連結部材 ４０ 受光部枠 ４０１ ４０２ 側板 ４０４ ４０５ ブリッジ ４１ 軸上集光レンズ ４２ 軸外集光レンズ ４３ 軸上受光素子 ４３１ ４３２ ガイドシャフト ４３３ ＣＣＤ保持部材 ４３４ ステップモータ ４３５ 送りねじ ４３６ リミットスイッチ ４３７ ステップモータ ４３８ 送りねじ ４４ 軸外受光素子 ５ コントラスト検出回路 ５３００ 信号発生回路 ５３０１ サンプルホールド回路 ５３０２ ハイパスフィルタ ５３０３ 全波整流回路 ５３０４ 積分回路 ５３０５ 抵抗ブロック ５３０６ 積分回路 ５３０８ Ａ／Ｄ変換器 ５３１１ バイパス ６ コンピュータ（演算、評価手段） ７ 記憶手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１２月１８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年６月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】さらに、軸外主光線ＬＺが光軸Ｏ101 と成
す入射角Ｓ１および射出角Ｓ２は、レンズの種類により
異なるので、軸外測定のための光学要素（光源１０２
Ｚ、集光レンズ１０３Ｚ、チャートＣＺ）は、被検レン
ズの光学的中心をほぼ回転中心として、角度Ｓ１、Ｓ２
を変更する方向の回転が必要となる。例えば、被検レン
ズの焦点距離を２０mm〜４００mm、像高ｈを１５mmとす
れば、入射角Ｓ１は約３７．５゜〜２．５゜、射出角Ｓ
２はレンズにより変化するが、約４５゜〜５゜の範囲に
なる。そのため、図１５に示したレンズ検査装置は、図
の上下方向にも拡大し、およそ４ｍ四方の設置面を必要
とする大型の装置となる。また、物像間距離が無限の装
置は、この従来構成では光源、集光レンズ、チャートと
像面との間隔を無限遠に設置しなければならないので、
事実上実現不可能である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５３】ブラケット３２８には往復移動型のエアー
シリンダ３３３のピストンロッド３３５が、連結部材３
３６を介して連結されている。エアーシリンダ３３３に
は、スピードコントローラ３３４を介して圧縮空気が送
られ、ピストンロッド３３５が押し出され、ピストンロ
ッド３３５に連結されたブラケット３２８および可動軸
外ミラー３２を、図において右方向にブラケット３２８
が位置ストッパ３３１に当接するまで移動させる。ブラ
ケット３２８が位置ストッパ３３１に当接して停止した
状態では、ストッパバー３２２がストッパ３２５に当接
して、可動軸外ミラー角度ＭＡが５５゜にセットされ
る。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】逆に望遠側から広角側への図の左方向の移
動は、スピードコントローラ３３７を介してエアーシリ
ンダ３３３にピストンロッド３３５を引き込む方向に圧
縮空気を送る。すると、可動軸外ミラー３２が図におい
て左方向に、ブラケット３２８が位置ストッパ３３２に
当接するまで移動する。支持部材が位置ストッパ３３２
に当接して停止した状態では、ストッパバー３２１が回
転ストッパ３２３に当接していて、可動軸外ミラー角度
ＭＡが６５゜にセットされる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したレンズ検査装置の一実施の形
態の要部を示す図である。

【図２】同実施の形態におけるコントラスト検出手段の
一実施例を示すブロック回路図および主要部の波形をグ
ラフで示す図である。

【図３】同コントラスト検出手段の抵抗ブロックの一実
施例を示す図である。

【図４】同レンズ検査装置の光源ミラー部の要部概要を
示す図である。

【図５】図５の光源ミラー部の正面図である。

【図６】同光源ミラー部において、可動軸外光源ミラー
を軸上光源ミラーよりも光源ランプ寄りに配置した実施
の形態を示す図である。

【図７】同レンズ検査装置のミラー部の要部概要を示す
図である。

【図８】同レンズ検査装置の光源ミラー部の他の実施の
形態として多機種対応の光源ミラー部の要部概要を示す
図である。

【図９】同レンズ検査装置の光量調節装置の一実施の形
態を示す図である。

【図１０】同レンズ検査装置の撮像手段の位置調整機構
の一実施の形態を示す図である。

【図１１】同レンズ検査装置で測定したＭＴＦのデータ
をグラフで示す図である。

【図１２】同レンズ検査装置における被検レンズの測定
方位を説明する図である。

【図１３】軸上光束と軸外光束とが分離できなくなる状
態を説明する図である。

【図１４】本発明のレンズ検査装置において、複数種の
被検レンズの測定を自動化する場合の概要を説明する図
である。

【図１５】従来のレンズのＭＴＦを測定する装置の光学
系の概要を示す図である。

【符号の説明】 １ レンズマウント部 １０１ 回転マウント １０３ レンズ回転駆動装置 １１ 被検レンズ ２ 光源ミラー部 ２０ 光源ランプ ２１ 軸上光源ミラー ２２ 可動軸外光源ミラー ２２０１ 回転軸 ２２０３ ストッパバー ２２０４ ２２０６ ストッパ ２２１１ ２２１２ 支持部材 ２２１４ ２２１５ 軸受部材 ２２２１ ２２２２ シャフト ２２３１ ２２３３ ストッパ ２２３２ ２２３４ ねじ ２２４１ 回転軸 ２２５１ ２２５２ 支持部材 ２２５３ 連結部材 ２２６１ ステップモータ ２２６２ 回転軸 ２２６３ リミットバー ２２６４ リミットスイッチ ２２７３ ストッパプレート ２２８１ ステップモータ ２２８２ 送りねじ ２３１ 第１の減光フィルタ ２３２ 第２の減光フィルタ ３１ 軸上ミラー ３２ 可動軸外ミラー ３２０ 回転部材 ３２１ ３２２ ストッパバー ３２３ ストッパ ３２４ 引っ張りバネ ３２５ ストッパ ３２６ ストッパ駒３２７ ねじ ３２８ 支持部材 ３２９ シャフト ３３０ａ ３３０ｂ シャフト ３３１ ３３２ ストッパ ３３３ エアーシリンダ３３５ ピストンロッド ３３６ 連結部材 ４０ 受光部枠 ４０１ ４０２ 側板 ４０４ ４０５ ブリッジ ４１ 軸上集光レンズ ４２ 軸外集光レンズ ４３ 軸上受光素子 ４３１ ４３２ ガイドシャフト ４３３ ＣＣＤ保持部材 ４３４ ステップモータ ４３５ 送りねじ ４３６ リミットスイッチ ４３７ ステップモータ ４３８ 送りねじ ４４ 軸外受光素子 ５ コントラスト検出回路 ５３００ 信号発生回路 ５３０１ サンプルホールド回路 ５３０２ ハイパスフィルタ ５３０３ 全波整流回路 ５３０４ 積分回路 ５３０５ 抵抗ブロック ５３０６ 積分回路 ５３０８ Ａ／Ｄ変換器 ５３１１ バイパス ６ コンピュータ（演算、評価手段） ７ 記憶手段

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検レンズを透過した軸上光束によって
   形成されたチャート像に基づいてレンズ特性を測定する
   レンズ検査装置であって、 前記チャート像と、前記被検レンズとの相対的方向を変
   える手段を備え、前記被検レンズに入射するチャート像
   の相対的方向を変えて測定することを特徴とするレンズ
   検査装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレンズ検査装置におい
   て、被検レンズの軸上ＭＴＦ値を、同一の測定光学的条
   件下で前記被検レンズに対して異なる方位で測定して演
   算し、演算した複数の軸上ＭＴＦ値から被検レンズの機
   械的剛性を評価する評価手段を備えているレンズ検査装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のレンズ検査装置におい
   て、被検レンズを軸上ＭＴＦを設定された方位で測定し
   て算出したＭＴＦと、前記方位とは逆の方位で測定して
   算出したＭＴＦとを比較し、その差異から被検レンズの
   機械的剛性を評価する評価手段を備えているレンズ検査
   装置。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載のレンズ検査装置
   は、被検レンズの軸上位置に、チャートを透過した光束
   を入射させ、前記被検レンズから射出した光束によって
   チャートの像を受光手段に結ばせ、前記評価手段は、こ
   の受光手段の出力に基づいてＭＴＦを演算し、評価する
   レンズ検査装置。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一項記載のレ
   ンズ検査装置において、前記受光手段はラインセンサで
   あるレンズ検査装置。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか一項記載のレ
   ンズ検査装置において、前記被検レンズをその光軸を軸
   として回転させるレンズ回転駆動手段を備えているレン
   ズ検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のレンズ検査装置におい
   て、前記レンズ回転駆動手段は、前記被検レンズを光軸
   を軸として毎秒１回転以上の各加速度で回転させるレン
   ズ検査装置。
8. 【請求項８】 請求項１から７のいずれか一項記載のレ
   ンズ検査装置は、光源からの光束を被検レンズの光軸に
   沿って反射する、光軸上に配置された軸上光源ミラー
   と、この軸上光源ミラーで反射された軸上光束が透過す
   る軸上チャートと、前記被検レンズを透過した軸上光束
   を被検レンズの光軸と直角をなす方向に反射する軸上ミ
   ラーと、この軸上ミラーで反射された軸上光束を集光す
   る軸上集光レンズおよび軸上集光レンズによって結ばれ
   た軸上チャート像を受光する軸上受光手段と、この軸上
   受光手段が出力するチャート像信号に基づいてＭＴＦを
   演算し、評価する評価手段を備えているレンズ検査装
   置。