JPS5938632A - 偏心量測定装置 - Google Patents

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、ビデオカメラなどの撮像レンズに適した偏心
量測定装置に関する。

ビデオカメラなどの撮像レンズは、レンズマウントに組
み込まれた複数のレンズによって構成されている。かか
る撮像レンズにおいて、個個のレンズに偏心や倒れがあ
ると、撮像面における被写体の像の結像精度が低下し、
再生画像の否みゃ解像度の劣化をきたすことになる。

そこで、組み立てられた撮１貫レンズの個々のレンズの
偏心量や倒れ■を測定する必要がある。

その−１〕の測定方法としで、従来、オートコリメーシ
ョン法が用いられていた。

／！ｇ１図はかかるオートコリメーション法の原理を示
す説明図である。

同図において、撮像レンズに：に個のレンズ（しｉ下、
枦１１１１１定レンズという）からなり、夫々の被測定
レンズのレンズ＠ｉＳ＋、ｓｚ、・・・・・・・・・・
、８に−１、ＳＫの偏心量を求めて６被６４ｉｊ定レン
ズの偏心量倒れ址を測定する。

いま、Ｋ番目の被測定レンズ・ｌルンズ面ＳＫの見かけ
の曲率中心位置Ａ（Ｋ番目の被測定レンズにイ隅心やｌ
中きかないときのレンズ面Ｓ＜の曲率中心位１４．（図
示せず）に置いた点光源の光束が（［１４心や測れかな
い、弔（ｋ−１）４−目のレンズ、・・・・・・・・・
・・・、第２番目のレンズ、第１番目のレン′ズを通過
後結像する位置で、以下、単に位ＩｍＡという）の物点
からの光束が、第１留目のレンズから照射されると、第
に番目のレンズのレンズ面ＳＫから反射さｉｔたノ゛Ｌ
束は、レンズ面３＋から射出されて結像する。ところで
、谷レンズに偏心やト１１れか６ると、各レンズを通過
し、レンズ面Ｓｘで反射した光束の光路が影響をうけ、
光束ｔよ位置、・（を通る元軸に対して垂直な方向にし
れた位置へに結像する。住良Ａ１人間の該元軸に対して
垂直な方向のづれｉｔよ、光束が通過した各レンズの偏
心量や傾き量を含んだレンズ面ｄＫのデータとして測定
される。

このようにしで、各レンズを被測レンズとし各レンズ面
５１１Ｓ２、・・・・・・・・・・・、ＳＫ−＋、ＪＫ
につい−この上記データを測定し、これらの得られたデ
ータにもとづいて所定の計算にすることにより各レンズ
＃ｎ５１１Ｓ２、・・・・・・・・・・・、Ｓに−１、
ＳＫの偏心量を求める。子して、各レンズ面Ｓ１、Ｓ２
、・・・・・・・・・・・・・・、５Ｋ−１、ＳＫの偏
心量から各被測定レンズの偏心量、倒れ量を求める。

ここで、位置Ａ　、　Ｋ　（ｄ、’オートコリメータで
測定するが、元軸が位置Ａを通るように設定しなければ
ならない。そこで、従来のオートコリメーション法によ
る偏心量沖ｊ定装置とし、ては、レンズマウントの中心
軸を基準軸とし１、位置Ａがかかる基準軸上にあるもの
として元軸もＶ基準軸に一致させている。

第２図はかかる従来の偏心量判定装置の一例を示す溝成
図であつで、１　ｒｊ、　ｍ、ｉ１足すべき撮部レンズ
（以下、被験レンズという）、２に集光レンズ、５はコ
’）　）　−ｊ！レンズ、４はノ蔦−フミラー、５は指
標、６は）°Ｃ源、７ｅｉ基準指標、８は接眼レンズで
ある。

同図におい−Ｃ１被験レンズ１は基準軸０を中心軸とし
て回転していω。集光レンズ２．７リメータレンズ６の
元軸を基準軸０に一致ざす、指標５は十文字状の形状を
なし、該十文字の中心が基準軸Ｏに一致させている。

そこで、光源６からの光束は指標５を照射しさらに、ハ
ーフミラ−４、コリメータレンズ３集尤レンズ２を通っ
て、被験レンズ１に照射される。被験レンズ１の所定の
レンズ面（図示せず）で反射された光束は、集光レンズ
２、コリメータレンズ３を通ってハーフミラ−４により
反射され、位１ｉ　Ａで指標５の像が結像する。

一方、位置Ｘには十文字状の基準指標７が設けられてお
り、接眼レンズ８により、位置Ｘの指標５の像と基準指
標７とを、同時観察することができる。

そこで、被験レンズ１を講成する被測定レンズに偏心や
傾きがあると、指標５の像は位置Ａにおける基準軸Ｏ′
からずれるから、その像は位置Ｘ上で基準軸ｄを中心と
して回転する。

第３図は第２図の位置Ｘにおける接眼レンズ８の視野を
示す説明図であって、該視野内において、指標５の像Ｉ
の中心Ｃが点線で示す円軌跡上を回転して観測される。

そこで、基準指標７の位置を調整し、該基準指標７の中
心Ｃ，を像Ｉの中心Ｃの円軌跡の中心に設定すれば、中
心Ｃ・は基準軸Ｏ′（第２図）に一致し、したがって、
中心Ｃ，から円軌跡まで距離が、被測定レンズに対する
前記データである。基準軸ｄがら像２の中心Ｃまでの距
離ε１は、第２図において、集光レンズの焦点距離をｆ
ｅ、オートコリメータに入射する光線角度を０とすると
、ε番＝ｆｃ、θ である。

以上のようにして、上記従来技術は、各被測定レンズの
偏心量、傾き量を測定することができるが、基準軸を設
定するため例、被験レンズを回転させなければならず、
この結果、次のような問題点があった。

第１に、レンズ面の偏心量をＩＱｍ以下の精度で求める
には、オートコリメータで元腺の入射角度を１０秒以下
で測定する必要があシ、このために、回転軸を５秒以下
のぶれ角度に抑えて回転させる必要がある。しかし、こ
のような様械的精度を維持することは極めて困難である
、第２に、被験レンズがズームレンズである場合、内部
に可動レンズ群を有しているために、被験レンズを回転
させると、この可動レンズ群が振動する。この振動は光
線にぶれ角度を生じさせ、測定精度を著しく低下させる
ことになる。

これらの問題点を解決するために、イメージローデータ
を用いた偏心量測定装置が提案されている。

該偏心量測定装置は、被測定レンズＣレンズ面で反射し
てきた光束を、基準軸を回転軸として回転するイメージ
ローデータに通過させ、等測的に被験レンズを基準軸に
関して回転させたような効果をもたせている。しかし、
かかる従来技術においても、イメージローデータの機械
的な回転精度に厳しい条件が必要となる。

また、以上説明した偏心量測定装置は、被測定レンズの
レンズ面での反射光束を利用するものであるから、ズー
ムレンズのように、非常に多くのレンズからなる被験レ
ンズの場合には、光量損失が非常に大きくなって反射光
束を検知することができないようなレンズ面もあり、そ
の面以降の偏心量の測定を行なうことができなくなる。

これに対して、被測定レンズの通過光束を利用する偏心
測定装置も提案されている。この従来技術は、被測定レ
ンズを透過した光線の結像位置が、被測定レンズ内部の
レンズ面の偏心によシ、元軸に直角にずれることを利用
するものであるが、基準軸を設定して各レンズ面の偏心
量を求めるようなことは行なわれていない。これは、基
準軸を一定に保つことができないためである。

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き被測定レン
ズの通過光を利用し、基準軸を容易に設定することがで
きて、被験レンズを形成する被測定レンズの放液にかか
わらず、各被測定レンズ毎の測定が容易で、かつ、測定
精度を向−ヒさせることができるよりにした偏心量測だ
装置を提供するにある。

この目的を達成するために、本発明は、基準軸に浴う光
線を２分しＣ基準軸設定ｔ’ｅ線と被測定レンズ通、１
Ｍ光、線とを形成し、該被測定レンズ通過光線の被測定
レンズによる結像位置の基準軸からのずれを生じせしめ
、該基準軸を前記基準軸設定光線により設定するととも
に、前記被測定レンズ通過光線の光路長を変化可能にす
ることによシ、４被測定レンズ毎の物点を設定すること
ができるようにした点を特徴とする。

まず、本発明の詳細な説明する。

被測定レンズの近傍に物点（指標結像点）を設定すると
、該被測定レンズにょる該物点の結像点け、額被測定レ
ンズの偏心量、物点の位置に応じて決まる。いま、第４
図のようＩＣ１被測定レンズのレンズ・面Ｓを考え、集
光レンズ１１により指標（図示せず）の光線が点Ｂで収
束して物点を形成するものとする。そして、レンズ面Ｓ
の曲率中心位置りの基準軸０がらの偏心量をεとすると
、レンズ面Ｓによる物点Ｂに対応する結像位置■は、 ｒ＝（１−Ｍ）と となる。ただし、Ｍはレンズ面Ｓの被測定レンズの倍率
である。一般に、被測定レンズのレンズ面かに個の被験
レンズの場合には、 ローニ（１−Ｍを）ε　ｔ ＋（Ｍを、Ｍ＆−１，・・・・・・・　０Ｍ　ｚ　）（
１−１ｖｉ＋江１となる。ここで、・ｖｌＩＶ′ｉ集元
レンズＣ１の結像点Ｂにより決まるものである。

しだがって、各レンズ面に対して物点を設定し、口を％
＝ｉ、２、・・・・・・・・・・・、について測定する
ことによシ、各レンズ面の偏心量を求めることができる
。

結像点Ｉに応じて基準軸０上に焦点が合わされた集光レ
ンズにより、結像点Ｉからの光線は平行光線となり、こ
の平行光線は、基準軸Ｏに対する結像点■の位置に応じ
て基準ｊ１４ｉ１０に対して角度θだけ傾くことになる
。この角度Ｏｒ検出することによシ、レンズ面Ｓに対す
る所望のデータを得ることができる。

物点Ｂの設定および集光レンズ１７の上記焦点合わせは
、夫々元路長を変化させることにより行なうことができ
る。

光路長可変手段としては、第５図に示すように、入射光
軸に対して４５度傾けたミラーと該ミラーに対して９ｏ
度傾けたミラーとからなるミラー装置１２とコーナーキ
ーープ１３との組み合わせでもって構成することができ
、ミラー装置１２の一方のミラーでコーナーキューブ１
３に入射光線を反射させ、コーナーキー−プ１乙からの
反射光線をミラー装置１２の他方のミラーで反射させる
ようにし、コーナーキ４−プ１３をその入射光軸方向に
変位させることにより光路長が任意に変えられる。そし
て、ミラー装置１２の入射光線と反射）′ｔ、線との元
軸は常に一致している。また、コーナーキューブのみ、
によっても、光路長を変化させることができる。

以下、本発明の実施例を図面について説明する。

第６図は本発明による偏心測定装置の一実施例を示す構
成図であって、９はコリメータレンズ、１０はハーフミ
ラ−１１１は集光レンズ、１２ハミラー装置、１３ｔよ
コーナーキューブ、１４は被験レンズ、１５はレンズマ
ウント、１６ハ：ｆｆ−す−キューブ、１７は集光レン
ズ、１日、１９はミラー、２０はハーフば２−１２１は
結像系、２２は拡大レンズ系である。

なお、集光レンズ１１．１７は第４図の集光レンズ１１
．１７に対応し、ミラー装置１２とコーナーキー−プ１
３とは第５図で説明した光路長可変手段に対応する。

Ｍ’Ｇ　６図において、図示しない指標からの基準軸Ｏ
に元軸が一致する光線は、コリメータレンズ９により平
行光線となり、ハーフミラ−１０により基準軸設定光線
ＬＰ２と被測定レンズ通過′Ｊｆ：、線ＬＰ１とに２分
されるう 被測定レンズ通過光線ＬＰ１は集光レンズ１１により収
斂光線となり、ミラー装置１２とコーナーキューブ１３
とからなる光路長可変手段を介して被験レンズ１４の所
定の被測定レンズ（図示せず）に対する物点が設定され
る。被験レンズ１４のレンズマウント１５は、その中心
が基準軸Ｏに一致しているっ 被験レンズ１４を透過した光線は、収斂′または発散光
線となるＪ：うに設定すると焦点位置１”　Ｐカ存在し
、この焦点位置ＦＰに焦光レンズ１７の焦点をコーナー
キューブ１６を移動させることによシ設定する。焦）ｔ
レンズ１７からの元、ｉｆ、、Ｆｏｌは平行光組となり
、ミラー１８で反射されてハーフミラ−２Ｕに入射する
。

一方、ハーフミラ−１０により分離された基準軸設定）
ｆ、線１ｊＰ２は、ミラー１９で反射されてハーフミラ
−２０に入射する。ハーフばラー２０で重ね合わされた
基準軸設定光線ＬＰ２と光線ＬＰ１’とは、結像系２１
によって像面Ｉ’Ｇ上に結像される。

光線ＬＰ１は、第４図で説明したように、基準軸設定光
線ＬＰ２に対し°Ｃ角度差を有しており、像面ＰＧ上で
は、この角度差によシ、基準軸設定光ｆｙ４ＬＰ２と元
祿ＬＰ＋とによる夫々の像に像ずれが生ずる。この像ず
れは、被験レンズ内の各被測定レンズの偏心によるもの
である。このずれ量を拡大レンジ糸で測定することによ
り、被測定レンズにおける測定データを得ることができ
る。

被験レンズ１４の６被６１す定レンズに対する夫々の（
測定データをイ珪るために、二１−ナーキューフ。

１３を矢印ｙ、　Ｙ’力方向移動して光路長を変化させ
、所望の被測定レンズに対する物点を生じさせ、これと
ともに変化する焦点位置ＦＰに集光レンズ１７の焦点を
設定するために、コーナーキューブ１６を矢印Ｘ、Ｘ方
向に移動させる。

以上のようにして得られだ各被測定レンズの測定データ
にもとづいて、各被測定レンズに対する偏心量、倒れ量
を算出する、１ 被測定レンズ通過光線ＬＰ１は、被験レンズ１４の全て
の被測定レンズに偏心、倒れがなければ、像面ＰＧにお
いて、基準軸設定元ｐＬＰ２　と被測定レンズ通過光線
ＬＰ＋とによる像は一致しなければならない。このよう
に、被測定レンズ通過光線ＬＰ＋に対する基準軸の設定
は、次のようにして行なう。

予じめ偏心、倒れが充分に小さい（５μｍ以下）レンズ
マウント付テストレンズを被、験レンズとして取シつけ
、コーナーキューブＬ５．１６を動かしたときに、像面
ＰＧでのコリメータ指標像の中心がずれないように、集
光レンズ１１、ミラー装置１２の設定位置を微調整する
。

また、測定中の変動は、コーナーキー−プの特性から補
償される。

以上説明したように、本発明によれば、回転機購を有し
ていないから、ズームレンズなどの可動部を有するレン
ズの測定誤差を防止することができ、また、被測定レン
ズの透過光を利用するものであるから、測定像の明るさ
が充分に得ることができて被測定レンズの枚数にかかわ
らずいかなる被験レンズの測定も精度よく行なうことが
でき、上記従来技術の欠点を除いて潰れた機能の偏心量
測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はオートコリメーション法の原理を示す説明図、
第２図は従来の偏心量測定装置の一例を示す構成図、第
３図は第２図の接眼レンズの視野を示す説明図、第４図
は本発明による偏心量測定装置の原理を示す説明図、第
５図は光路長可変手段の一例を示す構成図、第６図は本
発明による偏心量測定装置の一実施例を示す構成図であ
る。 ９・・・コリメータレンズ １０・・・ハーフミラ− １１・・・集光レンズ　　　　１２・・・はラー装置１
３・・・コーナーキューブ　１４・・・被験レンズ１５
・・・レンズマウント　　１６・・・、Ｊ　−す−キｘ
−プ１７・・・集）℃レンズ　　　　１８．１９中ミラ
ー２０・・・ハーフミラー　　　２１・・・結像系２２
・・・拡大レンズ系 ｈ　］、’　１、Ｌ　Ｐ　１’・・・被測定レンズ通過
光線ＬＰ２・・・基準軸設定光線 ＦＰ・・・焦点位置 Ｐ（Ｊ・・・結像面。 才　　１　　図 才２図 Ｔ７１−　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　被測定レンズを取シつけたレンズマウントを、該
   レンズマウントの中心軸が予じめ設定された基準軸に一
   致するように固定し、該基準軸に光軸が一致せる物点か
   らの光線を前記被測定レンズに抽過させることにより、
   前記被測定レンズの偏心量に応じた位置に前記物点の像
   を結像させるようにした偏心量測定装置において前記物
   点からの光線を収斂せしめる第１の集光レンズと、該第
   １の集光レンズと前記被測定レンズとの間の光路長を変
   化させる第１の光路長可変手段と、第２の集光レンズと
   、前記被測定レンズと該第２の集光レンズとの間の光路
   長さ変化させ前記被測定レンズの焦点位置に前記第２の
   集光レンズの焦点を一致させる第２の光路長可変手段と
   、前記第２の集光レンズからの平行光線が入射され前記
   物点の像を結像する結像手段とを設け、前記被測定レン
   ズの偏心量に応じたずれ量で、前記結像手段による前記
   物点の像の結像位置が前記基準軸からずれることができ
   るように構成したことを特徴とする個心祈測定装［。 （２、特許請求の範囲第（１）項において、前記第１の
   光路長可変手段は、Ｍｌ、第２の反射面を有するプリズ
   ムと、該プリズムの該第１の反射面からの前記光線が入
   射され該プリズムの該第２の反射面に該光線を出射する
   コーナーキューブとからなシ、該コーナーキューブを変
   位可能に構成したことを特徴とする偏心量測定装置。 （３）％許請求の範囲第（１）項または第（２）項にお
   いて、前記第２の光路長可変手段はコーナーキューブか
   らなυ、該コーナーキューブを変位可能に構成したこと
   を特徴とする偏心量測定装置。