JPS6227641A - レンズの射影特性測定装置における鏡位置制御装置 - 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】 〔概要〕 鏡の反射によりレンズに光を入射するタイプのレンズの
射影特性測定装置における鏡位置制御装置であって、鏡
位置の適否を鏡の側部に設けた反射面を有する２つの半
円筒部材による投光器側部の光源の反射光により判定す
るようにして装置を簡単にし且つ作動を正確なものとし
た。

〔産業上の利用分野〕

この発明はレンズの射光特性を測定するレンズの射影特
性測定装置、特に投光器の光を鏡で反射してレンズに入
射するタイプのレンズの射影特性測定装置における鏡位
置の制御装置に関する。

ｒ従来の技術〕 近年、レンズと撮像素子とからなるカメラ装置を画像入
力手段を用いて環境認識を行なう技術が用いられる。こ
のように技術分野においてはレンズの射影特性を知らな
ければ正確な環境認識を行なうことはできない。

これは、ある方向からレンズに入射した光がレンズによ
り撮像面のどの位置に結像するかを知り、この結果に基
づいて像の結像個所により尤の入射方向を認識するよう
にするものである。

このレンズ射影特性を測定するレンズの射影特性測定装
置としては第７図に示すように、レンズｌを付けたテレ
ビカメラ２を回転台３上に載置して光軸Ａとを中心とし
て回転できるようにし、平行光を照射する投光器として
コリメータ４をレンズ１の光軸Ａに対して斜めに固定し
、光軸Ａの延長線上を照射するようにする一方、この平
行光の上方にその照射方向と平行に移動軸６を設けると
共に、この移動軸６には、この移動軸６に沿って移動す
る移動部材７を介して鏡５を平行光中に位置するように
取り付けたもので、またこの鏡５は移動部材７に対して
、光軸に垂直な方向を傾斜軸として傾斜可能なものとし
ている。そしてレンズｌに入射した光がテレビカメラ２
の撮像面のどの位置に結像したかが測定され、光の入射
方向と光の結像する撮像面の位置との対応を知ることが
できる。

ここで、このレンズの射像特性の測定を自動的に行なう
ようにするため、第８図に示すように鏡５の傾斜、鏡５
の移動、テレビカメラ２の回転を夫々モータ２０，２１
．２２で行なうと共に鏡の傾斜角、鏡位置、カメラの回
転角を夫々測定器２３．２４．２５で測定し、この測定
値と、テレビカメラ２の撮像面における光の結像位置を
測定装置２６で測定した値とに基づいて、各モータの制
御を制御装置２７で行なうようにするようにしている。

そして、このレンズの射像特性を自動的に測定する場合
にあっては、まず鏡５の傾斜角を測定する。鏡５の傾斜
角を定めれば、鏡５の移動軸６方向への移動は平行光に
対して平行であるから、レンズｌへの入射光の全緯度θ
は一義に定まるし、また入射光の方位角は、テレビカメ
ラ２の回転により一義に定めることができる。しかしな
がら、入射光の全緯度及び方位角が定まったとしても、
この入射光が正しくレンズ１表面に入射しなければ（例
えば第７図の状態）、入射光は撮像面に結像しないか或
は光量が不足して、正確なレンズ射影特性を測定するこ
とはできない。そこで、鏡５の移動軸６方向の位置を制
御する必要がある。

従来、この鏡５の移動軸６方向の制御装置として、例え
ば鏡５の傾斜角における所定の鏡５の移動軸６上の位置
を予め計算により求めておき、この値を制御装置２７に
入力しておく一方、第７図に示すように、移動軸６と平
行に計測レール８を設ける一方、移動部材７に固定され
一体となって移動すると共に計測レール８に摺接して鏡
５の位置を検出する位置センサ９を設けて鏡５の位置を
制御するものがある。

また鏡５の位置を制御する他の装置としては、第８図に
示すように、テレビカメラ２の撮像面の画像により光が
撮像面に結像しているかを直接検出するようにするもの
がある。　　　　　　　　　　１第８図において、ψは
レンズｌの視野を示すものであり、第７図に示した場合
の撮像面の像を模式的に示している。図において撮像面
にはコリメータ４からの光が鏡５を介して不充分に結像
しており、この光を測定装置で検出して、充分な光を得
るよう鏡４を光軸方向（図中ａで示した）に移動して光
が鏡５の中央となるように制御するようにする。

：発明が解決しようとする問題点〕 ところで、上述した第１の鏡の制御装置においては、予
め鏡５の角度に対応する位置を計算しておかなければな
らず煩雑であるし、また移動する部材に位置センサを設
けなければならず装置が複雑となる。

また上述した第２の装置にあっては、測定レンズの視野
が広いものにあっては、鏡、光等の撮像面における像の
大きさは極めて小さいものとなり、上述のような制御を
正確に行なうことは難しいものとなる。

、問題点を解決するための手段〕 本発明は、上述した問題点を解決して、レンズの射影特
性測定装置における鏡位置制御装置の構造を簡単なもの
とすると共にその制御を正確に行うことができるように
するため、レンズ光軸に対して傾斜し、レンズ光軸の上
方への延長線の一点に向け光を照射する投光器と、この
光の照射方向に沿って移動且つ取り付け角度可変で上記
光をレンズに向け反射する鏡と、レンズを回転させる回
転台とからなるレンズの射影特性測定装置において、投
光器の両側に光源を設ける一方、上記鏡の両側に反射面
が頂部から半分に設けられた２つの半円筒部材を反射面
が反対方向となるよう取り付け、この半円筒部材による
光源の反射光により鏡位置を制御するようにしたもので
ある。

て作用〕 本発明によれば、第１図に示すように、投光器であるコ
リメータ４により照射された光は、鏡５で反射されレン
ズ１に全緯度θをもって照射される。この場合において
２つの半円筒体１０゜１１は鏡５に取り付けられ、鏡５
と一体として傾斜するから、鏡５が適正位置であり、コ
リメータ４の光がレンズｌに入射している場合（第１図
■）には、コリメータ４両側の２つの光源１２゜１３の
光は、２つの半円筒体の頂部の反射面１０ａの境界線１
０ｃ付近で反射され、レンズｌは第４１１ｉｆｆｌ　（
２）に示すような２つの光源１２゜１３の像を結像する
。

今、半円筒体１０．１１（７）反射面１０ａ。

１１ａの位置関係を第２図に示すようにした場合、鏡５
の位置が適正位置よりコリメータ４に近すぎ１反射光が
レンズ１に入射しない場合（第１図■）には光源工３の
光のみが割円筒体１０の反射面で反射面１０ａで１／ン
ズ１方向に反射され、光源１４の光はレンズ１方向には
反射されず、レンズ１は第４図（１）に示すような像を
結像する。

また鏡５の位置がコリメータ４から離れすぎている場合
には、第４図（３）に示すように上述の場合と逆に光源
１４のみが結像される。

これにより鏡位置の適否を判断し、鏡位置の制御を行な
乞 〔実施例〕 以下、本発明に係るレンズの射影特性測定装置における
鏡位置制御装置の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図乃至第６図は本発明に係るレンズの射影特性測定
装置における鏡位置制御装置の実施例を示すものである
。

本実施例において、投光器であるコリメータ４は１例え
ば基準となる十字線を平行光としてレンズ１の上方に向
け照射するように基板１５にスタンド１６を用いて固定
されている。またレンズｌを取り付けたテレビカメラ２
は、基板工５に回転台３を介して取り付けられている。

そして鏡５が移動部材７を介して移動可能に取り付けら
れている移動軸６は基板１５上に２木のスタンド１７を
用いて固定されている。尚、これらの部材はレンズ１、
テレビカメラ２等の大きさ等により位置関係を変えるこ
とができるものとしている。

そして、コリメータ４の先端部の両側対称位置には、発
光部の面積が小さな光源１３．１４が取り付けられてい
る。また上述した鏡５にはこの２つの光源１３．１４に
対応する位置、即ち鏡５の両側に２つの半円筒体１０．
１１が設けられている。この半円筒体ｔｏ、１１は、第
３図に示すように円筒を直径と軸とを含む平面で切断し
た形状で、平面となる底面を鏡５の反射面と一致させた
状態で鏡５に取り付けられている。この半円筒体１０．
１１の側面は、円筒の軸を含む底面の垂直二等分面がこ
の側面と交わる直線位置、即ち半円筒部材の頂部を境と
して、反射面１０ａ。

１１ａと吸収面１０ｂ、ｌｌｂとが形成されている０反
射面１０ａ、ｌｌａは、例えば半円筒体１０．１１の表
面に銀メッキを施して形成され、光源１３．１４の光を
効率良く反射する。一方、吸収面１０ｂ、ｌｌｂは、例
えば半円筒体１０゜１１の表面に黒色の塗料を塗布して
形成され、光はほとんど吸収され反射光は発生しない。

また。

この半円筒部材１０．１１は鏡５の両側に設けられてい
るが、この２つの半円筒体１０．１１では反射面１０ａ
、ｌｌａと吸収面ｔＯｂ、ｌｌｂの位置とが反対になる
ように設けられている。

そして、光源１３．１４の光は半円筒体ｌｏ。

１１の反射面１０ａ、ｌｌａで反射されてレンズ１に入
射するが、テレビカメラ２はこの光を検出して制御装置
２７に入力して、制御装置２７は鏡５の両側の２つの半
円筒体１０．１１の反射面１０ａ、ｌｌａから光源１３
．１４の光が入射するように鏡移動モータ２０を移動さ
せる。これはどちらの半円筒体ｔｏ、１１の反射面１０
ａ。

１１ａから光が反射されているかを検出して、鏡位置が
どちらに偏位しているかを検出して鏡位置を制御するよ
うにしている。

即ち、本実施例によりレンズの射影特性の測定をするに
は、先ずレンズエへのコリメータ４からの入射光の全緯
度θを決定するため、鏡５を鏡傾斜モータで所定の角度
まで傾斜させる。この際。

全緯度θは鏡４の傾斜角度によって一義に定まるが、照
射光はレンズ１の所定位置に入射しているとは限らない
、そこで鏡４を移動軸に沿って移動して調整を行なう、
つまりテレビカメラで半円筒体を介して光源を検知して
、両方の半円等体の反射面に光源が写っている状態にな
るよう第６図に示すフローチャートに従って鏡５の位置
を移動させるのである。即ち、第１図及び第３図に示す
ように、鏡５が適正な位置にあれば、鏡は第１図中■で
示す位置におり、コリメータ４の光は鏡５で反射してレ
ンズ１に正しく入射している他、コリメータ４両側の光
源１３．１４の光は２つの半円筒部材１０．１１（７）
反射面１０ａ、ｌｌａで反射して第４図（２）に示すよ
うに双方の反射面に光源の像がテレビカメラに結像して
制御装置２７は、鏡５が正しい位置に設置されたことを
認識することができる。

一方、鏡５が適正位置よりコリメータ４よりに位置して
いる場合（ＪＲＩＩＫ■）には、コリメータ４から照射
された光はレンズ１には入射しない。

また光源１３の光は、第４図（１）に示したように、一
方の半円筒部材１０の反射面１０ａで反射し、レンズｌ
に入射し、光［１４の光はレンズ１には入射しない、こ
れはこれらの光源１４の反射面１０ａ、ｌｌａによる虚
像が反射面の内部に生じており、レンズｌに光が入射す
るのはこの虚像を見通せる面が反射面の場合だけである
からである。

また鏡が適正位置より離れた場所に位置している場合（
第１図■）には、同様の理由で、第４図（３）に示すよ
うに、他方の円筒部材１１の反射面１１ａからの光だけ
がレンズｌに入射する。

これにより、テレビカメラを用いてこの光源からの光を
検出すれば、鏡の位置の適否を判定することができ、こ
の結果に基づいて制御装置は鏡の位置を制御することが
できる。

それ故、本実施例によれば、移動する鏡５等の可動部材
に設ける装置は簡易なものであるし、鏡位置の適否の検
出をテレビカメラで光学的に行なうから、装置を単純に
且つ制御を正確なものとすることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、レンズの射影特
性測定装置における鏡位置制御装置を以上のよう構成し
たから、可動部材に複雑な測定器等を設ける必要がなく
、また検出を光学的に行なうようにしたため、制御装置
の構造を簡単なものとすることができる他、鏡の制御の
精度を高いものとすることができるという効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るレンズ射影特性装置における鏡位
置制御装置を示す側面図、第２図は第１図に示した装置
の平面図、第３図は本発明に用いられる半円筒体を示す
斜視図、第４図（１）（２）（３）は本発明に係る装置
を使用した場合におけるレンズによる結像状態を示す図
、第５図は本発明の実施例を示す側面図、第６図は鏡移
動モータのｍ制御方式を示すフローチャート、第７図は
従来の制御装置の例を示す側面図、第８図は従来の他の
例を示す図、第９図は従来及び本発明における制御装置
の制御系を示すブロック図である。 １・・・レンズ　　　　　　２・・・テレビカメラ３・
・・回転台　　　　　　４・・・コリメータ（投光器）
５・・・鏡　　　　　　　　６・・・移動軸１０．１１
・・・半円筒体　１０ａ、ｌｌａ・・・反射面１３．１
４・・・光源 特許出願人　　工業技術院長　等々力　達卆受明Φ平市
図 第２図 Ｊ’−ｖａＱ／１突施ＩＦ１１ｉ７制ｉ［２１第６図 ｄ（ｆ、！、制ｑｎ）Ｏ−すＴ−ト 第６図 １１１９２銭厘の叡口印ｒｔ、ｔｔｙプｂツク図第９図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 レンズ光軸に対して傾斜し、レンズ光軸の上方への延長
   線の一点に向け光を照射する投光器と、この光の照射方
   向に沿って移動可能且つ取り付け角度可変で上記光をレ
   ンズに向け反射する鏡と、 レンズを回転させる回転台とからなるレンズの射影特性
   測定装置において、 投光器の両側に光源を設ける一方、上記鏡の両側に反射
   面が頂部から半分に設けられた２つの半円筒部材を反射
   面が反対方向となるよう取り付け、この半円筒部材によ
   る光源の反射光により鏡位置を制御するようにしたこと
   を特徴とするレンズの射影特性測定装置における鏡位置
   制御装置。