JPS58161844A

JPS58161844A - レンズ性能測定装置

Info

Publication number: JPS58161844A
Application number: JP4511982A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Daimon; 大門　敏克
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-03-20
Filing date: 1982-03-20
Publication date: 1983-09-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はレンズ検査装置に関し、特に単体レンズ又はレ
ンズ系の性能、例えに結倫状態、あるいはその焦点の寸
法、形状さらには焦点距離、その他の性能を測定する装
置に関する。

レンズ焦点の直径は最小２電クロン１！直であｐｌこの
寸法形状を正確に測定記録することは生産レンズの母型
決定のＷＡ勢に極めて重要である。しかし、これに使用
するためには、焦点像を高倍率顕微鏡で拡大する必要が
あるが現在使用されて−る各種器材の組合せで線焦点位
置の探索が着しく困難で６９、実用性のある検査装置と
して使用可能のレンズ性能測定装置は開発されていない
。

本発明の１的は上述の要求に応じら７れるレンズ竹馳測
定装置を提供するにある。

本発明の実施例によって、レーデ発振器から供給される
赤外線を測定装置光軸に供給し、測定すべきレンズを支
持するレンズ保持装置をｘ、ｙ。

２方向にマイクロメータ調整装置によりて移動畜せて、
レンズ中心を装置光軸上の所定点に一致させ、レンズを
角度方向に回動させてレンズ光軸の方向を装置光軸に一
致させる。願黴ｆＩＩｌ装置には調整段とを有し、焦点
像を拡大する。拡大された焦点像は螢光板にあてて赤外
線を可視光に変換して可視監視装置として調整段階でＯ
モｘ−ｐ−用とすると共に半透過グリズムによって一部
を反射してテレビカメラに送ｐ１焦点惨Ｏ寸法形状をテ
レＣジーンに表示し、ディジタル化して記憶、演算、表
示を行なう。測定すべきレンズが透明板を透過し丸後に
焦点を結ぶ構成である時紘、透明板と同質０材料の透明
部材を測定すべ龜レンズと対物レンズとの間に介挿する
。

上述によって、比較的簡単な装置の組合せによる実用性
の高いレンズ権能測定装置が得られ、測定過程は容易に
行ない得る。

本発明を例示とじ良実施例並びに図面について説明する
９゜第１図は本発明によるレンズ性態測定装置を示し、レー
デ装置ｌ、直線調整装置２、角度調整装置３、レンズ支
持装置４、光学装置５、ゾリズム装賃６、テレビカメラ
装置、７、目視装置８０全部又は一部を使用し、レーデ
によりて放射され良赤外線を測定すべき１個のレンズ又
はレンズ４１０′にらて、レンズ１０の形成する焦点を
拡大してテレビカメラ等によって測定記録する。

測定装置本体は防振装置付きのフレーム１１上に載せ、
外界の振動を遮断して測定する。上述のすべての機赫は
図示しな一制御、演算、増巾勢の回路装置、電Ｗｔ−筺
を除ｉてフレームｌｌ上に取付ける。

レーデ装置１祉レーデ発振器１２、光学系１３、！リズ
ム装置１４から成シ、所要波長範囲の光束を光軸１５に
供給する。

直線調整装置２はフレーム１１上に固定した架台２０上
に図の左右方向に可動の２可動台２１を支持し、２調整
マイクロメータ２ＺｆｌＣよりてレンズ１０のピント位
置調整を行なう。２可動台２１に図に直角方向に可動と
してＸ可動台２３を支持し、Ｘ調整！イクロメータ２４
によって図に直角方向の調整を行なう。Ｘ可動台２３Ｋ
ａｌＩＯ上下方向に可動としてＹ可動台２ｓを支持し、
Ｙｖ４整！イタロメータ２６によりて上下方向の調整を
行なう。ｘＹ可動台２３．２５を動かすことによって、
レンズ１Ｇの光軸を光軸１Ｂに−ｔさせる。

角度調整装置３とレンズ取付装置４とはレンズ１００光
軸の方向を装置光軸ＩＢに一致させる装置であシ、第２
．３図によって後述する通）、角°度調整装置３社俯仰
角調整Ｏみを行なう。レンズ取付装置４を同転調整自在
として光軸Ｏ置火偏差な一直面に一致させて角度調整装
置３によって俯仰角調整を行なうことに１って光軸Ｏ方
向の修正を行なう。

光学装置５はレンズ１００結ぶ焦点を拡大するための装
置であ）、対物レンズとして少表くと４２個使用し、低
倍率対物レンズ３０と高倍率対物レンズ３１とを有する
。低倍率レン−ｅ３０はモニター用として直線調整装置
２、角度調整装置３の調整間に使用する。このレンズ３
０は比較的広−範囲をカバーするため、焦点偉を認識す
るの祉著しく容易でアリ、モニター用として好適である
。

この後に高倍率レンズ３１に切換えて所要の計測を行な
う。ピント、角度の微調整段階で使用するための中間倍
率の対物レンズを使用することもできる。

！リズム装置６は図示の例で紘対物レンズからテレビカ
メラまでの光学系の中間に介挿した半透過！リズムとし
、透過赤外線は図示しない螢光板に投射されて螢光を生
じ、目視装置８によって目視可能となる。反射赤外線は
更に拡大されてテレビカメ２７に供給されて図示しない
テレビジ１ン及び又は演算処理装置にデータを供給して
測定、記録、表示する。

本発明によって、レンズ１０の焦点を所要の合成樹脂板
あるいはガラス板等、例えば透明アタリル板を透過させ
て結ばせる場合は同じ光学的特性の透明部材３２を光学
装置５０対物レンズ３１０前に着脱自在に取付ける。例
えばこの透＠８ｓ材３２を対物レンズ３１に着脱自在に
螺着することので籾る鏡筒体（図示しない）に装着し、
との鏡筒体を対物レンズ３１に螺着して取付けることに
よ）構成す名。しかして必要に応じた特性の透明部材３
２を予め用意しておくことによシ、レンズ１０の性能測
定に応じた透明部材３２と交換しつつ実施することがで
きる。

赤外線テレビカメラ装置自体は既知であシ、赤外線ビジ
コンの使用によって波長２μ−までの赤外線に対して測
定可能感度を有し、顕微鏡テレビ装置に組合せてテレビ
ジ請ンによる表示を行なうと共に信号を中央演算処理装
置、記憶部層装置に供−給して所要のｒ−夕としてＪ６
１１する。赤外−は発熱効果があるため、自動感度制ａ
ａｕａ勢の保瞼回路を使用して撮像管の焼付防止を行な
う。

第２．３図は第１図に示し丸角度調整装置３とレンズ保
持装置４との詳細を示す。この装置４０基板４１は前述
のＹ調整可動台２５の附属係止具によって可動台２５の
端面に軸＠４２をほぼ光軸１５に一致させて取付ける。

基板４１に形成したジャーナル４３．４４に精密軸受４
ｊ、４ｇを介して軸４７を回転自在に支持し、軸４７を
固着した腕４８に一体とした傾動板４９に取付ねじ５０
を設ける。傾動板４９の腕４８とは反対側に突出部５１
を設け、！イクロメータ５２をねじこむ。マイクロメー
タｓ２の端部５３は板４９の孔５４を通りて突出し、基
板４１の凹み５５内のゲール５６に接触する。！イクロ
メータ５２のぜ口位置では基板４１と傾動板４９の間が
図に示す通り離間し、所要の俯仰角調整を行なうことが
可能である。

レンズ保持装置４を傾動板４９の孔５０にねじこむ。レ
ンズ保持装置４の支持部材６１０取付部６２に外ねじを
有し、孔５０の内ねじに係合する。

支持部材６１の開口６３と回動部材６４の軸６５との間
は精密軸受装置６６によってはぼ遊びのない相対回動可
能に支承する０回動部材６４の支。袴部６７にレンズ保
持部材６８を止めねじ６９等によって取外可能に取付け
る。レンズ保持部材６８社各ａｉＷ式に応じた夫々のレ
ンズマウントとし、内ねじ７０に単体レンズ保持具又社
しンズ系Ｏ外ねじを取付ける。

使用に際して、マイクロメータ５２によって基板４１と
傾動板４９との相対角度をゼロとし、図示しなｉレンズ
又はレンズ系をレンズ保持部材６８の内ねじ７０に取付
ける。基板４１を第１図のＹ調４１　ａｌ動台２５の前
面に取付ける。ｘ、ｙ、ｚ調整を行なった後に支持部材
６１と傾動部材６４とを相対回動させて最大角度偏差の
方向を光軸を含む画直面に一致させる。ここでマイクロ
メータ６２によって俯仰角調整を行なって測定光軸ＩＳ
にレンズ光軸を一致させる。この方法によって、一方向
の角度調整だけで測定すべ暑し／ズ系の光軸角度誤差を
修正することが出来る。尚、支持部材６１と（ロ）動部
材６４との間の相対回１１１１は機櫨的又はステツブモ
ータ等によって制御する事も出来る。

第１図にレンズ１Ｏｔ−取付けない伏線で各１ｍ器の心
出し、１Ｉｌｌ釡を行ない、レーデ発振！１２からの赤
外−がレンズ系１３、！リズム１４を経て正確に光軸１
５に沿って進行するようにする。これを例えは目視装＠
８の螢光板上に確−する。

次にレンズ取付ｆｉ＃４を角度−整装置１１３のマウン
トに取付け、レンズ１０をレンジ壜付装ｆ１４に支持さ
せる。マウントに対する締付力等はトルクレンチによっ
て所定−付方とし、弛み又は歪みによる誤差を防ぐ。

次に、光学装ｒＩｔ５の対物レンズを低倍率レンズ３０
、例えば５倍とし、レーデ装［１２又は図示しない／母
イロット党装置を使用して、ｘｙｚｌｌＩ＠マイクｐメ
ータ２４，２６，２２０粗ａｍを行な１１史に角度調整
装置３の俯仰角ｌ１ｌｌ螢の粗謂豊を行なう。

次にレーデ装ｆｌｌｌｔ使用し、直線ｖ４！１装置のｘ
ｙｚ　ｇ４整マイクロメータ及び角度調整装−〇微調整
を行なって、測定すべきレンズｌｏの光軸を装置の光軸
１５に一致させる・この時は所責に応じて低倍率対物レ
ンズ３０又は中間倍率対物レンズを使用し、最後に高倍
率対物レンズを使用して確認する。

ここで調整を終了し、テレビカメラ７を作動して測定を
行なう。レーデ発振器１２からの赤外線はレンズ系１３
を通シ反射鏡又はグリズム１４で反射されて光軸１５に
沿って進行する。赤外ｉ１社レンズ１０を通って、測定
すべきレンズの表面仕上岬に基〈偏差に応じた形状と直
径とを有する焦点を結ぶ。レンズ１００光軸は直−調整
Ｍｔ２、角度調整装置３のもマイタロメータによって微
調整され、２調整マイ、クロメータ２２によりて焦点位
置を合せるため、焦点の寸法形状は純粋にレンズ自体の
固有の偏差に基くものが得られる。焦点直径の厳小紘約
１建クロンである。尚、Ｘ、Ｙ１１１１整マイクロメー
タ２４．２６による最小調整寸法は約０．０５ｔクロン
とすることが可能である。

レンｊｅｌＯによって集光され大焦点は光学装置５を通
って拡大され、半透過！リズム６で反射され更に光学装
置によって拡大されてテレビカメラ装置７によって撮影
される。

レンズ１０の焦点を所要の合成樹脂板例えばアクリル板
等を経て結ばせる構造である場合には、上述の微調整段
階で透明部材３２を鋏着して焦点確認を行なう。透明部
材３２の材質と厚さとは実際に使用するアクリル板勢と
同等のものを使用する。これによって実用向の偉が得ら
れる。

尚測定装置の光軸に供給する光束としてはレーザー光線
に限られず、測定するレンズ性能における測定の目的に
対応した光源からの光束を選択しつつ実施する勢、可視
光その他の光線にょシ実施することができる。

第４図は他の実施例による性能測定装置を示し、第１図
と同じ符号によって同様の部品又は部分を示す。

第１図の装置は光源装置を内蔵するレンズ装置７０のレ
ンズ系１０の焦点測定装置であ〕、第１図のレーデ装置
１は使用しない。

第４図の場合は第５，６図に示す角度調整装置７１を使
用して俯仰角と左右偏角の調整を行ない、第７図に示す
取付装置７２にレンズ装置７０を職付ける。

第５．６図に示す角度調整装置７１自体は既知の構造で
あり、可動台２５に対する取付面７３を有し、上面に円
筒面７４を形成し要請１０ｓ材７Ｓと、下面に円筒面７
６を有し上面に取付面７７を有する第２の部材７８との
組合せを互に直角方向に２組取付けて第１０囲動装置７
９と第２Ｃ）ｉｊｌ動装置８０を形成し、調整ノブ１１
１．ｌｌＫよって所要角度位置を調整固定する。これに
よって最上の取付面８３は任意の方向とすることができ
る。

第７図は第４図の取付装置７２に光源付きレン）ｅ装置
７０を取付は良状態を示す。

取付装置７２０基板８５は第５．６図Ｏ角度調整装置７
１の取付面８３に取付可能とする。基板８５上に２個の
支持部材８６を取付け、推力支持ポール８７を介してレ
ンズ装置７０のハウジング８８の隅部に接触させてレン
ズ装置７０を支持する。心出しポール８９によってハウ
ジング８８０中心位置を定め、幽て板９０．９１によっ
て個方位置を定める。これによってレンズ装置７０を取
付装置７２０基板８５の面に取付ける。光源に対して電
気を供給するための端子９２を示す。

第４〜７図に示し九実施例の作動を説明する。

角度調整装置７１の取付面７３をＹ調整装置の可動台２
５に取付け、取付面８３には取付装置７２０基板８５を
取付ける。光源内蔵のレンズ装置７０を取付装Ｍ７２の
推力？−ル８７、心出しＩ−ル８９、当て板９１．９２
によって取付ける。

次に光源に端子９２から電気を供給し、光源からのレー
デ光はレンズ１０によって焦点を結ぶ。

第１に低倍率対物レンズ３０によって焦点位置を目視装
置８に導く。ｘｙ調整は可動台２３．２５を動かして調
整し、焦点の光軸１５方向の位置は２調整可動台２１を
動かして調整する。次に角度調整装置の組７９．８０を
調整してレンズ装置７００光軸の方向を装置光軸１５の
方向に一致させる。

市販の角度調整装置は角度調整すればレンズ１００光軸
の方向が変化すると同時にレンズの中心位置も移動する
ため、微調整に際してＸＹｌｌｌｌｌｆｆイクロメータ
２４．２６による調整を必要とする。

図示のレンズ装置７０はアクリル板を透過して焦点を結
ばせる構成であるため、同質の材料から成る透明部材３
２を高倍率対物レンズ３１の前衛に所要の距離としてか
ぶせ、所要に応じてｚｗＩ４整１イクロメータ２２によ
って焦点位置を微調整する。

この後の焦点測定、配録、表示は第１図についての説明
と同様である。

本発明による装置は単体のレンズ又はレンズ系の結像性
能測定装置として使用することもでき、光源装置管で組
込んだ光学系装置用の結像性能測定装置として使用する
こともできる。更に、レンズ系又はレンズ装置が透明板
を透過して焦点を結ｄせる用途に使用する時は同質の材
料から成る透明部材を置いて実用上の焦点寸法を検査す
ることができる。巣に、レンズ系の実用焦点距離一定装
置として使用することも可能である。

従って本発明による装置は広−用途に使用可能であシ、
比較的簡単な構造で極めて正確な測定を行ない得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレンズ焦点測定装置の第１の実施
例の側面図、第２図は第１図の装置の角度調整装置とレ
ンズ保持装置との一部断面とし九拡大側面図、＃ｇ３図
は第２図の端面図、第４図はレンズ測定装置の第２の実
施例の側面図、第５図は第４図の装置の角度調整装置の
拡大側面図、第６図は第５図の平面図、第７図は第４図
の装置の取付装置とレンズ装置の私大平面図である。１・・・レーデ装置、２・・・直線調整装蓋、３，７］
・・・角度調整装置、４・・・レンズ支持装置、５・・
・光学装置、６．・・プリズム装置、７・・・テレビカ
メラ装置、８・・・目視装置、１０・・・測定すべきレ
ンズ、１１・・・フレーム、１２川レ一デ発振器、１５
・・・光軸、２０・・・架台、２１，２３．２５・・・
可動台、２２゜２４．２６．５２・・・調整マイクロメ
ータ、３０゜３１・・・対物レンズ、３２・・・透明部
材、４１．８５・・・基板、４５，４６．６６・・・軸
受、４９・・・傾動板、７０・・・レンズ装置、７２・
・・取付装置、７３．８３・・・取付面、７９．８０・
・・回動装置、８６・・・支持部材、８７・・・支持が
一ル、８８・・・／％　ｆ）ジング。第６図手続補正書（自発）昭和５７年９月７日特許片長１１若　杉　和　失敗１６　事件の表示昭和５７年特　　許願第４５１１、発明の名称２°　レンズ性能創建装置３、　補正をする者小作との関係　特許出願人１１、　　所　東京都渋谷区幡ケ谷２丁目４３番２号フ
リｈプ氏　名（名称＞　（０３７）オリンパス光学工業株式会
社取締役社長　北　　村　　茂　　男４、代理人 Ω ４曹６、　補正により増加する発明の数７、補正の対象、＼（１）　　明細舊第４頁第４行目の「直径は最小２ミク
ロン程度」との記載を［直径は２ミクロン程度］と補正
する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　レンズの性能を測定する装置であって、測定
すべきレンズの中心を装置光軸上Ｏ所定位置に一致させ
るためのレンズ位置調整ａｔと、測定すべきレンズの光
軸の方向を上記装置光軸に一致させる角匿調Ｉ装置と、
測定すべきレンズを有し光源を内蔵する光学装置を取付
ける取付装置と、上記測定すべきレンズを透過した光束
路中に着脱自在に介装する所＊Ｏ材質と厚さとを有する
透明部材と、上記レンズの性能を検出するためＯ倍率対
物レンズを有する光学装置と、この光学装置によって拡
大され九倫を表示する表示装置とを備えることｔ１％像
とすゐレンズ性能測定装置。
（２）　　レンズの性能を測定する装置であって、一定
すべきレンズの中心を装置光軸上の所定位置に一致させ
るためのレンズ位電調整装置と、測定すべきレンズの光
軸の方向を上記装置光軸に一歇畜せる角度調整装置と、
測定すべきレンズを有し光源を内蔵する光学装置を取付
ける取付装置と、上記測定すべきレンズを透過し九光束
路中に着脱自在に介装する所ｌｉＬの材質と厚さとを有
する透明部材と、上記レンズの性能を検出するための倍
率対物レンズとを有する光学装置と、この光学装置によ
って拡大された像を撮偉する撮像装置とを備えることを
特徴とするレンズ性能１１１ｊ定装置。
（３）　　レンズの性能を測定する装置であって、測定
すべきレンズの中心を装置光軸上の所定位置に一致させ
るためのレンズ位置調整装置と、測定すべきレンズの光
軸の方向を上記装置光軸に一致させる角度調整装置と、
測定すべきレンズを有し光源を内蔵する光学装置を取付
ける取付装置と、上記測定すべきレンズを“透過した光
束路中に着脱自在に介装する所要の材質と厚さとを有す
る透明部材と、上記レンズの性能を検出するための倍率
対物レンズとを有する光学装置と、この光学装置によっ
て拡大された像を分光する分光装置と、この分光装置に
よって分光された一方の像を可視像に変換して表示する
可視監視装置と、他方Ｏ曹を撮像する撮像装置とを備え
ることを特徴とすゐレンズ性能測定装置。
（４）上記レンズ位置調整装置紘レンズをＸ軸方向に動
かすためＯＸ軸調整装置と、レンズをＹ軸方向に動かす
ためのＹ軸調整装置と、レンズを光軸方向に、動かすた
めの２軸調整装置とから構成したことを特徴とする特許
請求ＯＩＩｍ第１項、第２項または第３項記載のレン、
Ｉｅ性能一定装置。
（５）　　上記角度調整可能は基板と、基板に対して第
１の方向に角度調整可能に支持し良第１０傾動板と、第
１０傾動板に対して第１０方向に直角Ｏ第２の方向に角
度調整可能に支持した第２０傾動板とから構成しえこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項ｔたは第３
ｍ記載のレンズ性能測定装置。
（６）上記光学装置はレンズの像を検出するえめの低倍
率対物レンズとレン、ｅｑ）＠を拡大する高倍率対物レ
ンズまたは／および両レンズの切換装置とから構成した
ことを特徴とする特許請求ＯＳＳ第１．ｉｊ、第２項ま
た社館３項記載のレンズ性能測定装置。
（７）　　上１１ｅｍ像装置は赤外線撮像装置によ）構
成したことを特徴とする特許請求の範囲第２項または第
３項記載のレンズ性能ｉｌｌ定装置。