JP2001091404A - Lens characteristic inspection device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ピックアップや
ビデオカメラなどに使用されるレンズの特性を検査する
レンズ特性検査装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens characteristic inspection apparatus for inspecting the characteristics of a lens used for an optical pickup, a video camera or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のレンズ特性検査装置としては図1
2に示すようなものが挙げられる。2. Description of the Related Art FIG.
As shown in FIG.
【0003】図12において1は被検レンズ、2は光源
に使用されるレーザー発振手段、3は被検レンズ1を保
持するレンズ台、4は被検レンズ1を上下左右回転方向
に自在に高精度に動かすXYZゴニオステージ、5は被
検レンズ1を透過したレーザー光を受けるカバーガラ
ス、6は集光した像を拡大する顕微鏡、7は顕微鏡6か
らの像を撮像し映像信号を出力するカメラ、18はカメ
ラ7からの映像信号を2値化して集光した像を見やすく
する2値化手段、19は2値化手段18からの映像を表
示するモニターTVである。In FIG. 12, reference numeral 1 denotes a test lens, 2 denotes a laser oscillation means used as a light source, 3 denotes a lens base for holding the test lens 1, and 4 denotes a height that allows the test lens 1 to freely rotate in the vertical and horizontal directions. An XYZ gonio stage that moves with high precision, 5 is a cover glass that receives laser light transmitted through the lens 1 to be inspected, 6 is a microscope that enlarges a condensed image, and 7 is a camera that captures an image from the microscope 6 and outputs a video signal. , 18 are binarizing means for binarizing the video signal from the camera 7 to make it easy to see the condensed image, and 19 is a monitor TV for displaying the video from the binarizing means 18.
【0004】以上のように構成された従来のレンズ特性
検査装置について、以下その動作を図面を基に説明す
る。The operation of the conventional lens characteristic inspection apparatus having the above configuration will be described below with reference to the drawings.
【0005】まず、被検レンズ1をレンズ台3にセット
する。次にモニターTV19を観ながらXYZゴニオス
テージ4を動かし、被検レンズ1を透過したレーザー光
が1点に集まるように調整する。次に、その時の集光し
た像の形状を目視、記憶する。次に、被検レンズ1を一
定量上下方向に動かし、上下にデフォーカスした状態で
の集光した像の形状を目視、記憶する。[0005] First, the test lens 1 is set on the lens base 3. Next, the XYZ gonio stage 4 is moved while watching the monitor TV 19, so that the laser light transmitted through the lens 1 to be measured is adjusted so as to converge at one point. Next, the shape of the focused image at that time is visually observed and stored. Next, the test lens 1 is moved up and down by a fixed amount, and the shape of the converged image in a vertically defocused state is visually observed and stored.
【0006】通常、収差のないレンズの場合、集光した
像は真円の形状になる。そこで、上下にデフォーカスし
た状態で形状が変わらなければ収差無しと判断してい
た。Normally, in the case of a lens having no aberration, a converged image has a perfect circular shape. Therefore, it was determined that there was no aberration if the shape did not change in the state of defocusing up and down.
【0007】例えば、上下にデフォーカスした状態で集
光した像の形状が楕円に変化した場合、非点収差ありと
判断していた。また、上下にデフォーカスした状態で集
光した像の円の大きさが変化した場合、球面収差ありと
判断していた。For example, when the shape of an image condensed in a vertically defocused state changes to an ellipse, it has been determined that there is astigmatism. Further, when the size of the circle of the condensed image changes in a vertically defocused state, it is determined that there is spherical aberration.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
レンズ特性検査装置は、上記で説明したように検査員に
よる目視官能検査のため検査の定量化が難しく、検査員
の個人差や疲労による能力低下によって検査精度にばら
つきが生じていた。また、検査員による検査のためコス
トアップを招いていた。また、集光した像には顕微鏡や
カメラの持つ収差や特性の影響を受けるため被検レンズ
のみの収差や特性を測定することは不可能だった。However, as described above, the conventional lens characteristics inspection apparatus is difficult to quantify the inspection due to the visual sensory inspection by the inspector, and the performance of the inspector deteriorates due to individual differences and fatigue. Has caused variations in inspection accuracy. In addition, the cost was increased due to the inspection by the inspector. In addition, since the converged image is affected by aberrations and characteristics of the microscope and the camera, it is impossible to measure only aberrations and characteristics of the lens to be inspected.
【0009】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、簡単な構成でしかも定量的に被検レンズの特性を
測定することが出来る装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide an apparatus which can measure the characteristics of a test lens quantitatively with a simple configuration.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明のレンズ特性検査装置は、レンズに対して光
を照射する光源と、前記レンズを保持しあらゆる方向に
動かすステージと、前記レンズに対して前記光源とは反
対側に配置された前記レンズからの透過光が集光した像
を撮像し映像信号を出力する撮像手段と、前記集光した
像の形状や明るさからレンズの特性を演算計測する特性
演算計測手段とを備えたことを特徴とする。In order to solve this problem, a lens characteristic inspection apparatus according to the present invention comprises a light source for irradiating a lens with light, a stage for holding the lens and moving the lens in all directions, and Imaging means for capturing an image of transmitted light from the lens disposed on the opposite side of the light source with respect to the lens and outputting a video signal; and outputting the image signal based on the shape and brightness of the collected image. Characteristic calculation means for calculating and measuring characteristics.
【0011】また、本発明のレンズ特性検査装置は、集
光した像の長短比を演算計測することにより非点収差の
大きさを測定することを特徴とする。Further, the lens characteristic inspection apparatus of the present invention is characterized in that the magnitude of astigmatism is measured by calculating and measuring the length-to-length ratio of a converged image.
【0012】また、本発明のレンズ特性検査装置は、集
光した像の重心を中心に4分割し、お互いに向き合う部
分の面積を加算し、その比率から非点収差の大きさを測
定することを特徴とする。Further, the lens characteristic inspection apparatus of the present invention divides the focused image into four parts around the center of gravity, adds the areas of the parts facing each other, and measures the magnitude of astigmatism from the ratio. It is characterized by.
【0013】また、本発明のレンズ特性検査装置は、前
記集光した像の円形度を演算計測することにより非点収
差の大きさを測定することを特徴とする。The lens characteristic inspection apparatus of the present invention is characterized in that the degree of astigmatism is measured by calculating and measuring the circularity of the condensed image.
【0014】また、本発明のレンズ特性検査装置は、一
定間隔で光軸方向にデフォーカスさせた時の集光した像
の光量の変化から球面収差の大きさを測定することを特
徴とする。Further, the lens characteristic inspection apparatus of the present invention is characterized in that the magnitude of spherical aberration is measured from a change in the amount of light of a condensed image when defocusing is performed in the optical axis direction at regular intervals.
【0015】また、本発明のレンズ特性検査装置は、一
定間隔で光軸方向にデフォーカスさせた時の集光した像
の面積の変化から球面収差の大きさを測定することを特
徴とする。Further, the lens characteristic inspection apparatus of the present invention is characterized in that the magnitude of spherical aberration is measured from a change in the area of a converged image when defocusing is performed in the optical axis direction at regular intervals.
【0016】また、本発明のレンズ特性検査装置は、集
光した像の中心部の光量と周辺部の光量から特性不良の
有無を判断することを特徴とする。Further, the lens characteristic inspection apparatus according to the present invention is characterized in that the presence or absence of a characteristic defect is determined from the light quantity at the central part of the focused image and the light quantity at the peripheral part.
【0017】また、本発明のレンズ特性検査装置は、測
定した収差値に予め測定した顕微鏡やカメラなどの持つ
収差や特性値を補正値として使用することを特徴とす
る。Further, the lens characteristic inspection apparatus according to the present invention is characterized in that the measured aberration value uses a previously measured aberration or characteristic value of a microscope or a camera as a correction value.
【0018】以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。Hereinafter, description will be made based on an embodiment of the present invention.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は本発明の
実施の形態1におけるレンズ特性検査装置の構成を示す
ブロック図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
【0020】図1において、1は特性を測定する被検レ
ンズ、2は被検レンズ1の光軸方向から被検レンズ1に
レーザー光を照射するレーザー発振手段、3は被検レン
ズ1を保持するレンズ台、4は中が空洞になっておりし
かも被検レンズ1を上下左右回転方向に自在に高精度に
動かすXYZゴニオステージ、5は被検レンズ1を透過
したレーザー光を受けるカバーガラス、6はカバーガラ
ス5に集光した像を拡大する顕微鏡、7は顕微鏡6の映
像を撮像し映像信号を出力するカメラ、8はカメラから
の映像信号を記憶保持する画像記憶手段、9はXYZゴ
ニオステージ4を動かし被検レンズ1を透過したレーザ
ー光が集光するように制御するステージ制御手段、10
は集光した像の長短比を演算計測することにより非点収
差の大きさを測定する長短比演算計測手段、11は特性
演算計測手段9で演算計測した結果や画像記憶手段8に
記憶した集光した像などの情報を表示する表示手段であ
る。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a test lens for measuring characteristics, 2 denotes a laser oscillating means for irradiating the test lens 1 with laser light from the optical axis direction of the test lens 1, and 3 holds the test lens 1. 4 is an XYZ gonio stage that has a hollow inside and moves the test lens 1 freely and precisely in the up, down, left and right rotation directions, 5 is a cover glass that receives laser light transmitted through the test lens 1, Reference numeral 6 denotes a microscope for enlarging an image condensed on the cover glass 5, reference numeral 7 denotes a camera which captures an image of the microscope 6 and outputs a video signal, reference numeral 8 denotes an image storage means for storing and holding a video signal from the camera, and reference numeral 9 denotes an XYZ gonio. Stage control means 10 for moving the stage 4 and controlling the laser light transmitted through the lens 1 to be focused to condense.
Is a ratio measurement means for measuring the magnitude of astigmatism by calculating and measuring the length ratio of the condensed image. 11 is a collection and calculation result calculated by the characteristic calculation measurement means 9 and a collection stored in the image storage means 8. Display means for displaying information such as a lighted image.
【0021】図2は長短比演算計測手段9の演算アルゴ
リズムを説明する図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the calculation algorithm of the length-to-short ratio calculation and measurement means 9.
【0022】図2において左図は非点収差なし時の集光
した像を拡大したイメージ図であり、右図は非点収差あ
り時の集光した像を拡大したイメージ図である。Lは最
大長さ、Sは最小長さを示している。左図からわかるよ
うに、収差がない場合、L÷S=1である。しかし、非
点収差がある場合、L÷S>1となる。非点収差が大き
くなるほどL÷Sが1より大きくなる。従って長短比を
演算計測することで非点収差の大きさを測定出来る。In FIG. 2, the left figure is an enlarged view of a focused image without astigmatism, and the right view is an enlarged view of a focused image with astigmatism. L indicates the maximum length, and S indicates the minimum length. As can be seen from the left diagram, L ÷ S = 1 when there is no aberration. However, when there is astigmatism, L ÷ S> 1. L ÷ S is larger than 1 as the astigmatism increases. Therefore, the magnitude of astigmatism can be measured by calculating and measuring the length-to-length ratio.
【0023】以上のように構成された実施の形態1にお
けるレンズ特性検査装置について、以下その動作を図面
を基に説明する。The operation of the apparatus for inspecting lens characteristics according to the first embodiment configured as described above will be described below with reference to the drawings.
【0024】まず、レンズ台3に被検レンズ1をセット
する。次に、レーザー発振手段2は被検レンズ1の光軸
方向から被検レンズ1にレーザー光を照射する。次に、
被検レンズ1を透過したレーザー光がカバーガラス5に
て集光した像を顕微鏡6で拡大しカメラ7にて映像信号
に変換する。次に、ステージ制御手段10は画像記憶手
段8を介して入力した該映像信号の画像データを基に、
XYZゴニオステージ4及びレンズ台3介して被検レン
ズ1を動かし、被検レンズ1を透過したレーザー光が1
点に集光するように制御する。次に、長短比演算計測手
段9は集光した像の重心を検出した後、重心を中心に集
光した像の長さを順次測定し最大長さLと最小長さSを
記憶する。次に、L÷Sを演算し長短比を計測する。次
に、長短比に一定の係数を掛けて非点収差の大きさを演
算する。次に、その結果を表示手段11に表示する。First, the test lens 1 is set on the lens base 3. Next, the laser oscillation means 2 irradiates the test lens 1 with laser light from the optical axis direction of the test lens 1. next,
An image in which the laser beam transmitted through the lens 1 to be measured is condensed by the cover glass 5 is enlarged by the microscope 6 and converted into a video signal by the camera 7. Next, based on the image data of the video signal input through the image storage unit 8, the stage control unit 10
The test lens 1 is moved via the XYZ gonio stage 4 and the lens mount 3, and the laser light transmitted through the test lens 1
It is controlled so as to converge on a point. Next, the length-to-short ratio calculating and measuring means 9 detects the center of gravity of the condensed image, then sequentially measures the length of the condensed image around the center of gravity, and stores the maximum length L and the minimum length S. Next, L ÷ S is calculated to measure the length ratio. Next, the magnitude of astigmatism is calculated by multiplying the ratio by a fixed coefficient. Next, the result is displayed on the display unit 11.
【0025】この、一連の動作により非点収差の有無や
大きさを高速かつ高精度に測定することができる。With this series of operations, the presence or absence and size of astigmatism can be measured at high speed and with high accuracy.
【0026】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2におけるレンズ特性検査装置の構成を示すブロック
図であり、図1に基づいて説明したブロックと同一のブ
ロックについては、同一符号を付して説明を省略する。(Embodiment 2) FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The same blocks as those described with reference to FIG. And the description is omitted.
【0027】図3において、12は集光した像の重心を
中心に4分割し、お互いに向き合う部分の面積を加算
し、その差から非点収差の大きさを測定する面積演算計
測手段である。In FIG. 3, reference numeral 12 denotes an area calculating and measuring means for dividing the condensed image into four parts around the center of gravity, adding the areas of the parts facing each other, and measuring the magnitude of astigmatism from the difference. .
【0028】図4は面積演算計測手段12の演算アルゴ
リズムを説明する図である。FIG. 4 is a view for explaining the calculation algorithm of the area calculation and measurement means 12.
【0029】図4において左図は収差なし時の集光した
像を拡大したイメージ図であり、右図は非点収差あり時
の集光した像を拡大したイメージ図である。In FIG. 4, the left diagram is an enlarged image diagram of a converged image without aberration, and the right diagram is an enlarged image diagram of a condensed image with astigmatism.
【0030】以上のように構成された実施の形態2にお
けるレンズ特性検査装置について、以下その動作を図面
を基に説明する。The operation of the lens characteristic inspection apparatus according to the second embodiment configured as described above will be described below with reference to the drawings.
【0031】図4の右図からわかるように、収差がない
場合、(+)−(+)=0となる。しかし、非
点収差がある場合、(+)−(+)>0とな
る。非点収差が大きくなるほど0より大きくなる。As can be seen from the right diagram of FIG. 4, when there is no aberration, (+)-(+) = 0. However, when there is astigmatism, (+) − (+)> 0. The value becomes larger than 0 as the astigmatism increases.
【0032】面積演算計測手段12は重心を中心にして
4分割し、お互いに向き合う部分の面積を加算し、その
差を演算する。次に、面積差に一定の係数を掛けて非点
収差の大きさを演算する。次に、その結果を表示手段1
1に表示する。The area calculating and measuring means 12 divides the area into four parts around the center of gravity, adds the areas of the parts facing each other, and calculates the difference. Next, the magnitude of astigmatism is calculated by multiplying the area difference by a constant coefficient. Next, the result is displayed on display means 1.
1 is displayed.
【0033】この、一連の動作により非点収差の有無や
大きさを高速かつ高精度に測定することができる。By this series of operations, the presence or absence and size of astigmatism can be measured at high speed and with high accuracy.
【0034】なお、画像演算計測手段12における面積
の計算方法の一例として以下の方法を説明する。メモリ
ー等に保持された画像データを上から下まで横方向に1
画素ずつスキャンする。通常、背景部は黒色(値0)で
集光した像は白色(0より大きい値)になるので各画素
データの中である値より大きい値を持つ画素は集光した
像の一部と判断する。従って、全画素数のなかからある
値より大きい値を持つ画素数をカウントすることで面積
を演算することが可能となる。The following method will be described as an example of the method of calculating the area in the image calculation / measurement means 12. The image data held in the memory etc.
Scans pixel by pixel. Normally, an image condensed in black (value 0) in the background becomes white (a value larger than 0). Therefore, a pixel having a value larger than a certain value in each pixel data is determined to be a part of the condensed image. I do. Therefore, the area can be calculated by counting the number of pixels having a value larger than a certain value from the total number of pixels.
【0035】(実施の形態3)図5は本発明の実施の形
態3におけるレンズ特性検査装置の構成を示すブロック
図であり、図1に基づいて説明したブロックと同一のブ
ロックについては、同一符号を付して説明を省略する。(Embodiment 3) FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The same reference numerals as those described with reference to FIG. And the description is omitted.
【0036】図5において、13は集光した像の円形度
を演算計測し、円形度から非点収差の大きさを測定する
円形度演算計測手段である。In FIG. 5, reference numeral 13 denotes a circularity calculating and measuring means for calculating and measuring the circularity of the condensed image, and measuring the magnitude of astigmatism from the circularity.
【0037】以上のように構成された実施の形態3にお
けるレンズ特性検査装置について、以下その動作を図面
を基に説明する。一般的に円形度は、The operation of the lens characteristic inspection apparatus according to the third embodiment having the above-described configuration will be described below with reference to the drawings. Generally, the circularity is
【0038】[0038]
【数1】 (Equation 1)
【0039】で表される。Is represented by
【0040】真円の場合、In the case of a perfect circle,
【0041】[0041]
【数2】 (Equation 2)
【0042】となる。Is as follows.
【0043】非点収差が大きくなるほど楕円になるので
円形度は1より小さくなる。従って、円形度演算計測手
段13は集光した像の面積及び周囲長を演算計測した
後、円形度を(数1)を基に演算計測する。次に演算し
た円形度に一定の係数を掛けて非点収差の大きさ演算す
る。次に、その結果を表示手段11に表示する。As the astigmatism increases, the ellipse becomes more elliptic, so that the circularity is smaller than 1. Therefore, the circularity calculation / measurement unit 13 calculates and measures the area and the perimeter of the collected image, and then calculates and measures the circularity based on (Equation 1). Next, the magnitude of astigmatism is calculated by multiplying the calculated circularity by a constant coefficient. Next, the result is displayed on the display unit 11.
【0044】この、一連の動作により非点収差の有無や
大きさを高速かつ高精度に測定することができる。By this series of operations, the presence or absence and size of astigmatism can be measured at high speed and with high accuracy.
【0045】(実施の形態4)図6は本発明の実施の形
態4におけるレンズ特性検査装置の構成を示すブロック
図であり、図1に基づいて説明したブロックと同一のブ
ロックについては、同一符号を付して説明を省略する。(Embodiment 4) FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 4 of the present invention, wherein the same blocks as those described with reference to FIG. And the description is omitted.
【0046】図6において、14は集光した像の光量を
演算計測し、光量の変化から球面収差の大きさを測定す
る光量演算計測手段である。In FIG. 6, reference numeral 14 denotes a light amount calculating and measuring means for calculating and measuring the light amount of the condensed image and measuring the magnitude of the spherical aberration from the change in the light amount.
【0047】図7は球面収差有無時での光量の変化を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing a change in the amount of light with and without spherical aberration.
【0048】以上のように構成された実施の形態4にお
けるレンズ特性検査装置について、以下その動作を図面
を基に説明する。The operation of the lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 4 configured as described above will be described below with reference to the drawings.
【0049】図7からわかるように、球面収差なし時は
フォーカス位置を上下に移動した場合の集光した像の光
量の変化は急峻に変化するのに対して、球面収差あり時
はフォーカス位置を上下に移動した場合の集光した像の
光量の変化は緩やかに変化する。球面収差が大きくなれ
ばなるほど緩やかになる。また、球面収差が大きくなれ
ばなるほど最高輝度値が小さくなる。As can be seen from FIG. 7, when there is no spherical aberration, the change in the amount of light of the focused image when the focus position is moved up and down changes sharply, whereas when there is spherical aberration, the focus position changes. The change in the light amount of the converged image when moving up and down gradually changes. The larger the spherical aberration, the gentler the spherical aberration. Also, as the spherical aberration increases, the maximum luminance value decreases.
【0050】ステージ制御手段9はXYZゴニオステー
ジ4及びレンズ台3を介して被検レンズ1を動かしフォ
ーカス位置を上下に移動する。光量計測手段14は各フ
ォーカス位置での集光した像の光量を計測、記憶する。
次に、記憶した各フォーカス位置での光量値の関係を関
数近似し、関数の係数に一定の係数を掛けて球面収差の
大きさを演算する。次に、その結果を表示手段11に表
示する。The stage control means 9 moves the test lens 1 via the XYZ gonio stage 4 and the lens mount 3 to move the focus position up and down. The light amount measuring means 14 measures and stores the light amount of the converged image at each focus position.
Next, the relationship between the stored light amounts at each focus position is approximated by a function, and the magnitude of the spherical aberration is calculated by multiplying the coefficient of the function by a constant coefficient. Next, the result is displayed on the display unit 11.
【0051】この、一連の動作により球面収差の有無や
大きさを高速かつ高精度に測定することができる。By this series of operations, the presence or absence and size of spherical aberration can be measured at high speed and with high accuracy.
【0052】(実施の形態5)図8は本発明の実施の形
態5におけるレンズ特性検査装置の構成を示すブロック
図であり、図1に基づいて説明したブロックと同一のブ
ロックについては、同一符号を付して説明を省略する。(Embodiment 5) FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. The same reference numerals are used for the same blocks as those described with reference to FIG. And the description is omitted.
【0053】図8において、15は集光した像の光量を
演算計測し、集光した像のうち一定光量以上ある部分の
面積を測定し、該面積の変化から球面収差の大きさを測
定する光量面積演算計測手段である。In FIG. 8, reference numeral 15 denotes an arithmetic operation for measuring the amount of light of the condensed image, measuring the area of a portion of the condensed image having a certain amount of light or more, and measuring the magnitude of the spherical aberration from the change in the area. This is a light amount area calculation and measurement unit.
【0054】図9は球面収差有無時での一定光量以上の
面積の変化を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a change in the area over a certain amount of light with and without spherical aberration.
【0055】以上のように構成された実施の形態4にお
けるレンズ特性検査装置について、以下その動作を図面
を基に説明する。The operation of the apparatus for inspecting lens characteristics according to Embodiment 4 configured as described above will be described below with reference to the drawings.
【0056】図9からわかるように、球面収差なし時は
フォーカス位置を上下に移動した場合の集光した像の一
定光量以上の面積の変化は急峻に変化するのに対して、
球面収差あり時はフォーカス位置を上下に移動した場合
の集光した像の一定光量以上の面積の変化は緩やかに変
化する。球面収差が大きくなればなるほど緩やかにな
る。また、球面収差が大きくなればなるほど面積が小さ
くなる。As can be seen from FIG. 9, when there is no spherical aberration, when the focus position is moved up and down, the change in the area of the condensed image exceeding a certain amount of light changes sharply.
When there is spherical aberration, the change in the area of the condensed image over a certain amount of light when the focus position is moved up and down gradually changes. The larger the spherical aberration, the gentler the spherical aberration. Also, the larger the spherical aberration, the smaller the area.
【0057】ステージ制御手段9はXYZゴニオステー
ジ4及びレンズ台3を介して被検レンズ1を動かしフォ
ーカス位置を上下に移動する。光量面積計測手段15は
各フォーカス位置での集光した像の一定輝度以上の面積
を計測、記憶する。次に、記憶した各フォーカス位置で
の面積の関係を関数近似し、関数の係数に一定の係数を
掛けて球面収差の大きさを演算する。次に、その結果を
表示手段11に表示する。The stage control means 9 moves the test lens 1 via the XYZ gonio stage 4 and the lens mount 3 to move the focus position up and down. The light quantity area measuring means 15 measures and stores the area of the condensed image at each focus position having a certain luminance or more. Next, the relationship between the stored areas at each focus position is approximated by a function, and the coefficient of the function is multiplied by a constant coefficient to calculate the magnitude of the spherical aberration. Next, the result is displayed on the display unit 11.
【0058】この、一連の動作により球面収差の有無や
大きさを高速かつ高精度に測定することができる。By the series of operations, the presence or absence and size of spherical aberration can be measured at high speed and with high accuracy.
【0059】(実施の形態6)図10は特性不良有無時
での光量の変化を示す図である。(Embodiment 6) FIG. 10 is a diagram showing a change in light amount when there is a characteristic failure.
【0060】以上のように構成された実施の形態6にお
けるレンズ特性検査装置について、以下その動作を図面
を基に説明する。なお、本実施の形態における構成図
は、図6において、光量演算計測手段14に良否判定機
能を内蔵した形態である。The operation of the apparatus for inspecting lens characteristics according to Embodiment 6 configured as described above will be described below with reference to the drawings. The configuration diagram in the present embodiment is an embodiment in which the light quantity calculation / measurement unit 14 in FIG.
【0061】図10において上は、集光した像のイメー
ジ図であり、下はその像を横方向にスキャンした時の光
量の変化図である。特性不良がない時は、中心部の光量
が大きく周辺の光量が小さい。それに対して、特性不良
がある場合は中心部の光量があまり大きくなく周辺の光
量が大きくなる。In FIG. 10, the upper part is an image of a converged image, and the lower part is a change in the amount of light when the image is scanned in the horizontal direction. When there is no characteristic failure, the light quantity at the center is large and the light quantity at the periphery is small. On the other hand, when there is a characteristic defect, the light amount at the center is not so large and the light amount at the periphery is large.
【0062】光量演算計測手段14は中心部及び周辺部
の光量の変化を演算計測する。そして、中心部と周辺部
の光量比や各部での光量値を演算計測する。次に、予め
設定された値と演算計測した値を比較し特性の良否を判
断する。次に、その結果を表示手段11に表示するこ
の、一連の動作により特性不良の有無を高速かつ高精度
に測定することができる。The light quantity calculation and measurement means 14 calculates and measures the change in the light quantity in the central part and the peripheral part. Then, the light quantity ratio between the central part and the peripheral part and the light quantity value at each part are calculated and measured. Next, the predetermined value is compared with the calculated value to determine whether the characteristics are good or not. Next, the result is displayed on the display means 11. By this series of operations, the presence or absence of the characteristic defect can be measured at high speed and with high accuracy.
【0063】(実施の形態7)図11は本発明の実施の
形態7におけるレンズ特性検査装置の構成を示すブロッ
ク図であり、図1に基づいて説明したブロックと同一の
ブロックについては、同一符号を付して説明を省略す
る。(Embodiment 7) FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 7 of the present invention. The same blocks as those described with reference to FIG. And the description is omitted.
【0064】図11において、16は集光した像の形状
や明るさなどの情報からレンズの特性や収差を測定する
特性演算計測手段である。In FIG. 11, reference numeral 16 denotes a characteristic operation measuring means for measuring the characteristics and aberration of the lens from information such as the shape and brightness of the converged image.
【0065】17は顕微鏡6やカメラ7などが持つ光学
的な収差や特性のデータを予め保存している特性データ
記憶手段である。Reference numeral 17 denotes a characteristic data storage unit that stores data of optical aberrations and characteristics of the microscope 6 and the camera 7 in advance.
【0066】以上のように構成された実施の形態7にお
けるレンズ特性検査装置について、以下その動作を図面
を基に説明する。The operation of the lens characteristic inspection apparatus according to Embodiment 7 configured as described above will be described below with reference to the drawings.
【0067】特性演算手段16は集光した像の形状や明
るさなどの情報からレンズの特性や収差を測定する。次
に、予め特性データ記憶手段17に保存してある顕微鏡
6やカメラ7などが持つ光学的な収差や特性のデータを
読み込み、今測定した特性や収差結果を補正する。次
に、特性データ記憶手段17で保存したデータの具体的
補正方法について図2を使用して具体的に説明する。検
査機(顕微鏡やカメラ)に非点収差がある場合、収差の
無い被検レンズを計測してもL÷S=1とはならない。
そこで、予め収差の無い被検レンズでのL÷Sを測定し
ておく。仮にその値が1.2であった場合、それは検査
機のもつ非点収差の値である。従って、この値を特性デ
ータ記憶手段17に保持しておく。次に、実際に計測し
た値が1.5だった場合、被検レンズだけの非点収差
は、1.5(実測値)÷1.2(補正値)=1.25とな
り、被検レンズのみの収差値1.25を演算測定でき
る。以上のようにして補正された補正後の特性や収差結
果を表示手段11に表示する。The characteristic calculating means 16 measures the characteristics and aberration of the lens from information such as the shape and brightness of the converged image. Next, data of optical aberrations and characteristics of the microscope 6 and the camera 7 stored in the characteristic data storage unit 17 are read in advance, and the measured characteristics and aberration results are corrected. Next, a specific correction method for the data stored in the characteristic data storage unit 17 will be specifically described with reference to FIG. If the inspection machine (microscope or camera) has astigmatism, L ÷ S = 1 will not be obtained even if a test lens having no aberration is measured.
Therefore, L ÷ S of the test lens having no aberration is measured in advance. If the value is 1.2, it is the value of astigmatism of the inspection machine. Therefore, this value is stored in the characteristic data storage unit 17. Next, when the actually measured value is 1.5, the astigmatism of only the test lens is 1.5 (actual value) ÷ 1.2 (correction value) = 1.25. Only the aberration value of 1.25 can be calculated and measured. The corrected characteristics and aberration results corrected as described above are displayed on the display unit 11.
【0068】この、一連の動作により顕微鏡やカメラな
どの持つ光学的な収差や特性をキャンセルすることが出
来、被検レンズだけの収差や特性を高速かつ高精度に測
定することができる。By this series of operations, the optical aberrations and characteristics of the microscope and the camera can be canceled, and the aberrations and characteristics of only the lens to be measured can be measured at high speed and with high accuracy.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上説明したように本発明のレンズ特性
検査装置によれば、作業者による目視検査を実施するこ
となく自動でレンズの特性や収差を高速かつ高精度に測
定することが出来る。また、測定結果を数値化できるの
で良否判断用の出荷検査装置としても使用出来る。ま
た、顕微鏡やカメラなど検査機自身の持つ収差や特性を
補正できるので被検レンズだけの収差や特性を高速かつ
高精度な測定が可能である。As described above, according to the lens characteristic inspection apparatus of the present invention, the characteristics and aberration of the lens can be measured at high speed and with high accuracy without performing the visual inspection by the operator. In addition, since the measurement result can be digitized, it can be used as a shipping inspection device for quality judgment. In addition, since aberrations and characteristics of the inspection machine itself such as a microscope and a camera can be corrected, high-speed and high-precision measurement of aberrations and characteristics of only the lens to be inspected is possible.
【図1】本発明の実施の形態1におけるレンズ特性検査
装置の構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a lens characteristic inspection device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態1における長短比演算計測
手段9の演算アルゴリズムを説明する図FIG. 2 is a diagram for explaining an arithmetic algorithm of a length-to-short ratio arithmetic measuring unit 9 according to the first embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施の形態2におけるレンズ特性検査
装置の構成を示すブロック図FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施の形態2における面積演算計測手
段12の演算アルゴリズムを説明する図FIG. 4 is a diagram for explaining a calculation algorithm of an area calculation measurement unit 12 according to the second embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施の形態3におけるレンズ特性検査
装置の構成を示すブロック図FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection device according to a third embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態4におけるレンズ特性検査
装置の構成を示すブロック図FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態4における球面収差有無時
での光量の変化を示す図FIG. 7 is a diagram showing a change in the amount of light with and without spherical aberration according to the fourth embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施の形態5におけるレンズ特性検査
装置の構成を示すブロック図FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の形態5における球面収差有無時
での一定光量以上の面積の変化を示す図FIG. 9 is a diagram showing a change in an area of a certain light amount or more with and without spherical aberration in a fifth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の実施の形態6における特性不良有無
時での光量の変化を示す図FIG. 10 is a diagram showing a change in the amount of light when there is a characteristic failure according to the sixth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施の形態7におけるレンズ特性検
査装置の構成を示すブロック図FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a lens characteristic inspection device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図12】従来のレンズ特性検査装置の構成を示すブロ
ック図FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a conventional lens characteristic inspection device.
1 被検レンズ 2 レーザー発振手段 3 レンズ台 4 XYZゴニオステージ 5 カバーガラス 6 顕微鏡 7 カメラ 8 画像記憶手段 9 ステージ制御手段 10 長短比演算計測手段 11 表示手段 12 面積演算計測手段 13 円形度演算計測手段 14 光量度演算計測手段 15 光量面積演算計測手段 16 特性演算計測手段 17 特性データ記憶手段 18 2値化手段 19 モニタTV DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test lens 2 Laser oscillation means 3 Lens stand 4 XYZ gonio stage 5 Cover glass 6 Microscope 7 Camera 8 Image storage means 9 Stage control means 10 Length ratio calculation means 11 Display means 12 Area calculation measurement means 13 Roundness calculation measurement means 14 Light intensity calculation / measurement means 15 Light intensity area calculation / measurement means 16 Characteristic calculation / measurement means 17 Characteristic data storage means 18 Binarization means 19 Monitor TV
Claims (8)
記レンズを保持しあらゆる方向に動かすステージと、前
記レンズに対して前記光源とは反対側に配置された前記
レンズからの透過光が集光した像を撮像し映像信号を出
力する撮像手段と、前記集光した像の形状や明るさから
レンズの特性を演算計測する特性演算計測手段とを備え
たことを特徴とするレンズ特性検査装置。1. A light source for irradiating light to a lens, a stage for holding and moving the lens in all directions, and a transmitted light from the lens disposed on a side opposite to the light source with respect to the lens. A lens characteristic test comprising: imaging means for imaging a condensed image and outputting a video signal; and characteristic calculation measuring means for calculating and measuring a characteristic of the lens from the shape and brightness of the condensed image. apparatus.
により非点収差の大きさを測定することを特徴とする請
求項1記載のレンズ特性検査装置。2. A lens characteristic inspection apparatus according to claim 1, wherein the magnitude of astigmatism is measured by calculating and measuring a length-to-length ratio of the converged image.
互いに向き合う部分の面積を加算し、その差や比率から
非点収差の大きさを測定することを特徴とする請求項1
記載のレンズ特性検査装置。3. The method according to claim 1, wherein the converged image is divided into four parts around the center of gravity, the areas of the parts facing each other are added, and the magnitude of astigmatism is measured from the difference or ratio.
The lens characteristic inspection apparatus according to the above.
により非点収差の大きさを測定することを特徴とする請
求項1記載のレンズ特性検査装置。4. The lens characteristic inspection apparatus according to claim 1, wherein the magnitude of astigmatism is measured by calculating and measuring the circularity of the collected image.
た時の集光した像の光量の変化から球面収差の大きさを
測定することを特徴とする請求項1記載のレンズ特性検
査装置。5. The lens characteristic inspection apparatus according to claim 1, wherein the magnitude of spherical aberration is measured from a change in the amount of light of a converged image when defocusing is performed in the optical axis direction at regular intervals.
た時の集光した像の面積の変化から球面収差の大きさを
測定することを特徴とする請求項1記載のレンズ特性検
査装置。6. The lens characteristic inspection apparatus according to claim 1, wherein the magnitude of the spherical aberration is measured from a change in the area of the converged image when defocusing is performed in the optical axis direction at regular intervals.
量から特性不良の有無を判断することを特徴とする請求
項1記載のレンズ特性検査装置。7. The lens characteristic inspection apparatus according to claim 1, wherein the presence / absence of a characteristic defect is determined based on the amount of light in the central portion and the amount of light in the peripheral portion of the collected image.
の持つ収差値にもとづき補正することを特徴とする請求
項1から請求項7のいずれかに記載のレンズ特性検査装
置。8. The lens characteristic inspection apparatus according to claim 1, wherein the measured aberration value is corrected based on a previously measured aberration value of the imaging unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26558199A JP2001091404A (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Lens characteristic inspection device |
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JP26558199A JP2001091404A (en) | 1999-09-20 | 1999-09-20 | Lens characteristic inspection device |
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ID=17419120
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107796600A (en) * | 2017-10-24 | 2018-03-13 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | A kind of method of testing and test system of the uniform performance of f theta focus lamps |
CN111537204A (en) * | 2020-06-22 | 2020-08-14 | 宁波丞达精机有限公司 | Optical lens detection device |
JP2021020234A (en) * | 2019-07-26 | 2021-02-18 | 株式会社ディスコ | Comparison method and laser processing device |
-
1999
- 1999-09-20 JP JP26558199A patent/JP2001091404A/en active Pending
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TWI831990B (en) * | 2019-07-26 | 2024-02-11 | 日商迪思科股份有限公司 | Comparison methods and laser processing equipment |
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CN111537204B (en) * | 2020-06-22 | 2020-09-29 | 宁波丞达精机有限公司 | Optical lens detection device |
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