JP2007183358A

JP2007183358A - Position adjusting device for optical element

Info

Publication number: JP2007183358A
Application number: JP2006000805A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Hashimoto; 安史橋本; 利夫 ▲たか▼橋; Toshio Takahashi
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Corp; Olympus Imaging Corp
Priority date: 2006-01-05
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2007-07-19
Also published as: HK1109460A1; CN1996082A; CN1996082B

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a position adjusting device for adjusting the position of an optical element on the basis of the image-formation performance for off-axis luminous flux of an optical system with simple constitution. <P>SOLUTION: The position adjusting device for the optical element is equipped with: a luminous flux generation part having a light source 17 where an emitting optical axis is arranged to be tilted to the optical axis of the optical system 10; an imaging apparatus 1 arranged at a position where it receives luminous flux from the luminous flux generation part which passes through the optical system 10; rotatable holding members 21 and 4 holding the optical system 10 arranged between the imaging apparatus 1 and the light source 17; a position adjusting information calculation device 19 for calculating information necessary to adjust the position of the optical element 7 whose position is unfixed in the optical system 10 on the basis of output information output via the imaging apparatus 1; and a moving device 6 for moving the optical element 7 in a predetermined direction perpendicular to the optical axis of the optical system 10. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学素子の結像性能を評価しながら、その位置を調整するための位置調整装置に関するものである。 The present invention relates to a position adjusting device for adjusting the position of an optical element while evaluating the imaging performance.

光学系には、複数の光学素子で構成されているものがある。この場合、光学系の光軸に対して垂直方向にずれた状態で（即ち、シフト方向に偏心した状態で）光学素子が組み立てられると、光学素子の偏心によって収差が生じる。その結果、軸上光束であっても、集光した点像がコマを引く現象、すなわち軸上コマ収差が発生することが知られている。軸上コマ収差は、光学系の結像性能を悪化させてしまう原因になる。
そこで、従来、集光した点像から軸上コマ収差の収差量を検出することで、光学素子の位置を調整する装置が知られている。その一例として、次の特許文献１に開示のレンズ系光軸調整装置がある。
特許第３２０８９０２号公報 Some optical systems include a plurality of optical elements. In this case, when the optical element is assembled in a state shifted in a direction perpendicular to the optical axis of the optical system (that is, in a state decentered in the shift direction), aberration is caused by the decentering of the optical element. As a result, it is known that even with an axial light beam, a phenomenon in which a focused point image draws coma, that is, axial coma occurs. The axial coma aberration causes the imaging performance of the optical system to deteriorate.
Therefore, conventionally, there is known an apparatus that adjusts the position of an optical element by detecting the amount of axial coma from the focused point image. As an example, there is a lens system optical axis adjusting device disclosed in the following Patent Document 1.
Japanese Patent No. 3208902

特許文献１のレンズ系光軸調整装置を、図１３に示す。この装置では、第１、第２レンズ系５６，５９の光軸が鉛直方向となる配置で、第１レンズ系５６を固定している。そして、第２レンズ系５９を微動させて、第１、第２レンズ系５６，５９の光軸を一致させるようにしている。この装置では、調整を行うために、手段５０〜５５、手段６３，７０、手段６６、手段６９，６０を備えている。手段５０〜５５は、第１、第２レンズ系５６，５９に、中心光線及び該中心光線に平行な３本以上の輪帯光線を照射する手段である。手段６３は、第１、第２レンズ系５６，５９を通過した中心光線及び輪帯光線を受光する手段である。手段７０は、中心光線及び輪帯光線によりそれぞれ形成された像に対応する信号を生成するとともに、信号に基づいて各像の照度を求める手段である。手段６６は、照度の分布から輪帯光線の像の重心座標と中心光線の像の中心座標を求めて、その差から得られる軸上コマ収差の量に応じて微調心補正量を求める手段である。手段６９，６０は、微調心補正量に基づいて、第２レンズ系５９を光軸と垂直な方向に微動させる手段である。 FIG. 13 shows the lens system optical axis adjusting device of Patent Document 1. In FIG. In this apparatus, the first lens system 56 is fixed in an arrangement in which the optical axes of the first and second lens systems 56 and 59 are in the vertical direction. Then, the second lens system 59 is finely moved so that the optical axes of the first and second lens systems 56 and 59 coincide with each other. In this apparatus, means 50 to 55, means 63 and 70, means 66, and means 69 and 60 are provided for adjustment. Means 50 to 55 are means for irradiating the first and second lens systems 56 and 59 with a central ray and three or more annular rays parallel to the central ray. The means 63 is means for receiving the central ray and the annular ray that have passed through the first and second lens systems 56 and 59. The means 70 is means for generating a signal corresponding to the image formed by each of the central ray and the zonal ray and obtaining the illuminance of each image based on the signal. Means 66 is means for obtaining the center coordinates of the image of the zonal ray and the center coordinate of the image of the central ray from the illuminance distribution, and obtaining the fine alignment correction amount according to the amount of axial coma obtained from the difference. is there. Means 69 and 60 are means for finely moving the second lens system 59 in a direction perpendicular to the optical axis based on the fine alignment correction amount.

特許文献１に記載のレンズ系光軸調整装置のように、軸上コマ収差の収差量を検出して光学素子の位置を調整する装置では、光学系に入射する軸上光束の結像性能のみを評価して、光学素子の位置を調整している。
しかしながら、光学系によっては、軸上光束よりも軸外光束の方で、光学素子の偏心によって生じる収差（以下、偏心収差とする）が大きく発生する場合がある。このような場合には、従来の調整装置を用いた評価・調整方法では、所望の結像性能を満足するように、光学系を調整することが困難である。
即ち、光学系の中には、偏心収差の発生量が軸上光束で少なく、軸外光束で多い光学系がある。このような光学系について、その光学系の軸上光束における収差量のみに基づいて、光学素子の位置を調整したとする。この場合、収差量が少ない軸上光束のみに基づく調整のため、収差量が最小となるように光学素子を調整したとしても、光学系全体としては、必ずしもベストな状態に調整されているとはいえない。
その結果、このような光学系は、軸上の結像性能では良好な結像性能を有する光学系ではあるかもしれないが、軸外の結像性能については必ずしも良好な結像性能を有しているとはいえない。例えば、このような光学系では、各軸外光束の焦点位置が異なってしまい、いわゆるカタボケを有する光学系となる可能性がある。このように、従来の調整方法では、軸外の結像性能不良の光学系を良品と判断し易くなる。よって、カメラ用レンズ、撮像ユニット等の歩留まりを著しく悪化させてしまうおそれがある。
特に近年の光学系の小型化に伴い、光学素子の位置調整に関して、より高い精度が要求されるようになってきている。このため、光学素子の位置調整にあたって、軸上の結像性能のみに基づく調整では、位置調整に関する要求精度を満足することが困難な状況にある。 An apparatus that detects the amount of axial coma aberration and adjusts the position of the optical element, such as the lens system optical axis adjustment apparatus described in Patent Document 1, only has an imaging performance of an axial light beam incident on the optical system. The position of the optical element is adjusted.
However, depending on the optical system, aberrations caused by the decentering of the optical element (hereinafter referred to as decentering aberration) may occur more in the off-axis light beam than in the on-axis light beam. In such a case, it is difficult to adjust the optical system so as to satisfy the desired imaging performance by the evaluation / adjustment method using the conventional adjustment device.
That is, among optical systems, there is an optical system that generates a small amount of decentration aberration with an on-axis light beam and more with an off-axis light beam. For such an optical system, it is assumed that the position of the optical element is adjusted based only on the amount of aberration in the axial light beam of the optical system. In this case, because the adjustment is based only on the axial light beam with a small amount of aberration, even if the optical element is adjusted so that the amount of aberration is minimized, the entire optical system is not necessarily adjusted to the best state. I can't say that.
As a result, such an optical system may be an optical system that has good imaging performance in terms of on-axis imaging performance, but it does not necessarily have good imaging performance for off-axis imaging performance. I cannot say that. For example, in such an optical system, the focal position of each off-axis light beam is different, and there is a possibility that the optical system has a so-called blur. As described above, in the conventional adjustment method, it becomes easy to determine an off-axis imaging performance defective optical system as a non-defective product. Therefore, there is a possibility that the yield of the camera lens, the imaging unit, etc. will be significantly deteriorated.
In particular, with the recent miniaturization of the optical system, higher accuracy is required for the position adjustment of the optical element. For this reason, in the adjustment of the position of the optical element, it is difficult to satisfy the required accuracy regarding the position adjustment by the adjustment based only on the on-axis imaging performance.

また、光学素子やレンズ枠等について、加工精度を向上させる取組みが行われている。しかしながら、加工精度の向上だけでは、所望の結像性能を満足する光学系を得ることが困難な状況になってきている。このため、上述したカタボケ等の偏心収差を検出及び評価し、それに基づいて光学調整を行う必要性が急速に高まってきている。 Also, efforts are being made to improve processing accuracy for optical elements, lens frames, and the like. However, it has become difficult to obtain an optical system that satisfies the desired imaging performance only by improving the processing accuracy. For this reason, the necessity of detecting and evaluating the decentration aberrations such as the above-mentioned blurring and performing optical adjustment based on the detection is rapidly increasing.

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で光学系の軸外光束の結像性能に基づいて、光学素子の位置調整を行える位置調整装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and provides a position adjusting device capable of adjusting the position of an optical element based on the imaging performance of an off-axis light beam of an optical system with a simple configuration. It is aimed.

上記の目的を達成するため、本発明による光学素子の位置調整装置は、射出光軸を光学系の光軸に対して傾斜可能に配置された光源を有する光束生成部と、前記光学系を通過した、前記光束生成部からの光束を受光する位置に配置された撮像装置と、前記撮像装置と前記光源との間に配置される前記光学系を保持する、回転可能な保持部材と、前記撮像装置を介して出力された出力情報に基づいて、前記光学系内において位置が未固定となっている光学素子の位置調整に必要な情報を算出するための位置調整情報算出装置と、前記光学素子を前記光学系の光軸に対して垂直な所定方向へ移動させるための移動装置を備えていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an optical element position adjusting device according to the present invention includes a light beam generation unit having a light source disposed so that an emission optical axis can be tilted with respect to an optical axis of the optical system, and passing through the optical system. An imaging device disposed at a position for receiving a light beam from the light beam generation unit, a rotatable holding member that holds the optical system disposed between the imaging device and the light source, and the imaging A position adjustment information calculation device for calculating information necessary for position adjustment of an optical element whose position is not fixed in the optical system based on output information output via the device, and the optical element Is provided in a predetermined direction perpendicular to the optical axis of the optical system.

また、本発明の光学素子の位置調整装置においては、前記光束生成部は、前記光源と基板を有して構成され、前記基板は、前記光源と前記保持部材との間、又は前記保持部材と前記撮像装置との間に配置され、前記光源は、前記光学系の光軸に対する前記射出光軸とのなす角が可変に構成されているのが好ましい。 In the optical element position adjusting apparatus of the present invention, the light flux generation unit includes the light source and a substrate, and the substrate is between the light source and the holding member or with the holding member. It is preferable that the angle between the light source and the emission optical axis with respect to the optical axis of the optical system is variable.

また、本発明の光学素子の位置調整装置においては、前記保持部材は、前記光学系の光軸を回転中心として回転可能に配置され、任意の回転角度で位置決め可能に構成されているのが好ましい。 In the optical element position adjusting apparatus of the present invention, it is preferable that the holding member is arranged to be rotatable about the optical axis of the optical system as a rotation center and to be positioned at an arbitrary rotation angle. .

また、本発明の光学素子の位置調整装置においては、前記撮像装置は、前記光学素子の光軸方向および光軸に対して垂直な所定方向に移動可能に配置され、任意の位置で位置決め可能に構成されているのが好ましい。 In the optical element position adjusting apparatus according to the present invention, the imaging device is arranged to be movable in an optical axis direction of the optical element and a predetermined direction perpendicular to the optical axis, and can be positioned at an arbitrary position. Preferably, it is configured.

また、本発明の光学素子の位置調整装置においては、前記出力情報は、前記光学系の軸外性能の情報を含み、前記軸外性能の情報は、前記基板を通過した光束の照度分布と、輝度値から求めた情報であり、前記位置調整情報算出装置は、前記光学素子の位置調整に必要な情報の算出を、前記軸外性能の情報に基づいて行うのが好ましい。 In the optical element position adjusting apparatus of the present invention, the output information includes information on off-axis performance of the optical system, and the information on off-axis performance includes an illuminance distribution of a light beam that has passed through the substrate, and Preferably, the position adjustment information calculation device calculates information necessary for position adjustment of the optical element based on the off-axis performance information.

本発明の光学素子の位置調整装置では、光束生成部が、射出光軸を光学系の光軸に対して傾斜可能に配置された光源を有し、光学系を保持する保持部材を回転可能とした。よって、本発明によれば、軸外光束に対する光学系の結像性能（偏心収差）を簡単な構成で評価することができる。具体的には、光学系を通過した軸外光束によって生じるカタボケを、本発明によれば容易に評価することができる。
その結果、光学素子の位置調整に関する精度が厳しい小型の光学系であっても、要求精度を満足した位置調整が可能になる。また、光学系に入射させる光束の傾きを任意に設定できるようにしたので、従来どおりに軸上光束に関する結像性能を評価することも容易にできる。よって、1台の調整装置で軸外光束の結像性能及び軸上光束の結像性能のいずれについても評価することができる。そのため、光学系が持つ偏心収差の発生傾向（軸上光束で収差が大きく発生するか、それとも軸外光束で収差が大きく発生するか）に応じて位置調整することが可能な汎用的な光学素子の位置調整装置を実現できる。 In the optical element position adjusting apparatus of the present invention, the light beam generation unit has a light source arranged so that the emission optical axis can be tilted with respect to the optical axis of the optical system, and the holding member that holds the optical system is rotatable did. Therefore, according to the present invention, the imaging performance (eccentric aberration) of the optical system with respect to the off-axis light beam can be evaluated with a simple configuration. Specifically, according to the present invention, it is possible to easily evaluate the blur caused by the off-axis light beam that has passed through the optical system.
As a result, even with a small optical system that has strict accuracy regarding the position adjustment of the optical element, it is possible to perform position adjustment that satisfies the required accuracy. In addition, since the inclination of the light beam incident on the optical system can be arbitrarily set, it is possible to easily evaluate the imaging performance related to the axial light beam as in the past. Therefore, it is possible to evaluate both the off-axis light beam imaging performance and the on-axis light beam imaging performance with a single adjusting device. Therefore, a general-purpose optical element that can be adjusted in position according to the tendency of occurrence of decentration aberrations in the optical system (whether the aberration occurs with the on-axis light beam or the aberration with the off-axis light beam). The position adjusting device can be realized.

実施形態の説明に先立ち、本発明の作用について詳しく説明する。
光学系内の光学素子の取り付け位置が、本来の位置からずれていたとする。この場合、光学系で被写体を撮影すると、撮影した像にはカタボケが生じる。このため、像の中心を通る直交する２つの直線で、像を４つの象限に分けた場合、対称な象限の照度分布は一致しない。
これを利用して、本発明の光学素子の位置調整装置では、まず、所定の位置に保持された光学系に対して、射出光軸が光学系の光軸に対して傾斜するように、光源を配置した。これにより、光学系（光学素子）の周辺部に、光束を照射することができるようにしている。そして、保持部材を回転可能にしている。このようにすることで、光学系の光学面（光学素子の光学面）の異なる位置に、光束が照射されるようにしている。そして、光学面を４つの象限に分け、各象限を通過した光束を撮像素子で撮像するようにしている。そして、対象な象限、すなわち第１象限と第３象限、第２象限と第４象限の像から求めた情報（例えば、コントラストや照度分布の差）を光学系の評価値とし、この評価値に基づいて光学素子の位置調整を行うことができるようにしている。 Prior to the description of the embodiment, the operation of the present invention will be described in detail.
It is assumed that the mounting position of the optical element in the optical system is shifted from the original position. In this case, when the subject is photographed with the optical system, the photographed image is blurred. For this reason, when the image is divided into four quadrants by two orthogonal straight lines passing through the center of the image, the illuminance distributions in the symmetrical quadrants do not match.
By using this, in the optical element position adjusting apparatus of the present invention, first, the light source is set so that the emission optical axis is inclined with respect to the optical axis of the optical system with respect to the optical system held at a predetermined position. Arranged. Thereby, it is possible to irradiate the peripheral part of the optical system (optical element) with a light beam. And the holding member is made rotatable. In this way, the light beam is irradiated to different positions on the optical surface of the optical system (the optical surface of the optical element). The optical surface is divided into four quadrants, and the light flux that has passed through each quadrant is imaged by the image sensor. Information (for example, differences in contrast and illuminance distribution) obtained from the images in the target quadrants, that is, the first quadrant and the third quadrant, and the second quadrant and the fourth quadrant, are used as the evaluation values of the optical system. Based on this, the position of the optical element can be adjusted.

即ち、本発明の位置調整装置では、保持されている光学系（光学素子）の周辺部に光束を入射させる。ここで、光学系内の光学素子の少なくとも１つは、光学系内においてその位置が未固定となっている。このような状態で、光学系を透過した光束を、撮像装置により撮像して画像処理を施す。画像処理では、光学系を透過した光束の照度分布から、光学系の軸外光束の結像性能を評価する。例えば、像の照度分布に着目した場合、カタボケがある場合、第１象限と第３象限、および第２象限と第４象限の照度分布は一致しない。一方、カタボケがない場合、第１象限と第３象限、第２象限と第４象限の照度分布は一致する。 That is, in the position adjusting device of the present invention, the light beam is incident on the peripheral portion of the held optical system (optical element). Here, the position of at least one of the optical elements in the optical system is not fixed in the optical system. In such a state, the light beam transmitted through the optical system is imaged by an imaging device and subjected to image processing. In the image processing, the imaging performance of the off-axis light beam of the optical system is evaluated from the illuminance distribution of the light beam transmitted through the optical system. For example, when attention is paid to the illuminance distribution of the image, when there is a scatter, the illuminance distributions of the first quadrant and the third quadrant, and the second quadrant and the fourth quadrant do not match. On the other hand, when there is no blur, the illuminance distributions of the first quadrant and the third quadrant, and the second quadrant and the fourth quadrant coincide.

そこで、位置調整情報算出装置において、光学素子の位置調整に必要な移動量を算出する。ここで移動量は、例えば、第１象限と第３象限で照度分布がほぼ一致する移動量、すなわちカタボケがほぼ生じない状態と認められる移動量である。そして、その移動量分だけ、移動装置を介して未固定の光学素子を動かす。同様に第２象限と第４象限についても、照度分布がほぼ一致する移動量、すなわちカタボケがほぼ生じない状態と認められる移動を算出し、その移動量分だけ光学素子を動かす。このようにして、光学素子の位置調整を行う。 Therefore, the position adjustment information calculation device calculates the amount of movement necessary for the position adjustment of the optical element. Here, the movement amount is, for example, a movement amount in which the illuminance distributions substantially coincide in the first quadrant and the third quadrant, that is, a movement amount that is recognized as a state in which there is almost no blurring. Then, the unfixed optical element is moved through the moving device by the amount of movement. Similarly, in the second quadrant and the fourth quadrant, a movement amount in which the illuminance distributions substantially coincide, that is, a movement that is recognized as a state in which there is almost no blurring is calculated, and the optical element is moved by the movement amount. In this way, the position of the optical element is adjusted.

（第１実施形態）
図１〜図４を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る、光学素子の位置調整装置の概略構成を示す説明図である。図２は本実施形態の位置調整装置における基板２２の構成を示す説明図である。図３は撮影された像の照度分布を示すグラフであって、本実施形態の位置調整装置におけるＣＣＤカメラ１を介して撮像された画像を用いて、パソコン１９内の演算処理部を介して得たグラフである。図４は本実施形態の位置調整装置における被調整レンズ系１０をＣＣＤカメラ１側から見た説明図である。 (First embodiment)
1st Embodiment of this invention is described using FIGS. 1-4.
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of an optical element position adjusting apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the configuration of the substrate 22 in the position adjusting apparatus of the present embodiment. FIG. 3 is a graph showing the illuminance distribution of a photographed image, which is obtained through an arithmetic processing unit in the personal computer 19 using an image taken through the CCD camera 1 in the position adjustment apparatus of the present embodiment. It is a graph. FIG. 4 is an explanatory view of the lens system 10 to be adjusted in the position adjustment apparatus of this embodiment as viewed from the CCD camera 1 side.

本実施形態の位置調整装置は、光束生成部としての光源１７及び基板２２と、撮像装置としてのＣＣＤカメラ１と、保持部材としての保持部２１及びツメ４と、位置情報算出装置としてのパソコン１９と、移動装置としての送り機構６を有している。 The position adjustment apparatus of this embodiment includes a light source 17 and a substrate 22 as a light beam generation unit, a CCD camera 1 as an imaging device, a holding unit 21 and a claw 4 as holding members, and a personal computer 19 as a position information calculation device. And a feed mechanism 6 as a moving device.

光学系としての被調整レンズ系１０は、レンズ系７と、レンズ系９と、枠８とで構成され、ＣＣＤカメラ１の下方に配置されている。被調整レンズ系１０及びＣＣＤカメラは光軸Ｘ１上に配置されている。
レンズ系９は、予め枠８の一端部に固定されている。レンズ系７は、枠８の他端部に移動可能に載置されている。また、レンズ系７と枠８の他端部との間には、紫外線硬化型接着剤が予め充填されている。 An adjusted lens system 10 as an optical system includes a lens system 7, a lens system 9, and a frame 8, and is disposed below the CCD camera 1. The adjusted lens system 10 and the CCD camera are disposed on the optical axis X1.
The lens system 9 is fixed to one end of the frame 8 in advance. The lens system 7 is movably mounted on the other end of the frame 8. Further, an ultraviolet curable adhesive is filled in advance between the lens system 7 and the other end of the frame 8.

光源１７は、支点１６を介してベース１５に取り付けられている。光源１７の射出光に基づく光軸を光軸Ｘ２とすると、光軸Ｘ２が光軸Ｘ１に対して傾斜（交差）するように光源１７が配置されている。そして、光源１７は、支点１６を回転中心として、その傾斜角度を任意に設定できるようになっている。この傾斜角は、光軸Ｘ１と光軸Ｘ２とのなす角度ある。また、光源１７は、駆動機構１８を介して、光源１７の光軸Ｘ２に対して垂直な方向（図１では紙面に平行な方向）に移動することができるようになっている。これにより、光源１７は、基板２２の下方において、射出光軸Ｘ２を光軸Ｘ１に対して所定量傾斜させることができる。 The light source 17 is attached to the base 15 via a fulcrum 16. Assuming that the optical axis based on the light emitted from the light source 17 is the optical axis X2, the light source 17 is arranged so that the optical axis X2 is inclined (crossed) with respect to the optical axis X1. And the light source 17 can set the inclination | tilt angle arbitrarily centering | focusing on the fulcrum 16 as a rotation center. This inclination angle is an angle formed by the optical axis X1 and the optical axis X2. Further, the light source 17 can move in a direction perpendicular to the optical axis X2 of the light source 17 (a direction parallel to the paper surface in FIG. 1) via the drive mechanism 18. Accordingly, the light source 17 can tilt the emission optical axis X2 by a predetermined amount with respect to the optical axis X1 below the substrate 22.

ＣＣＤカメラ１は、被調整レンズ系１０を通過した光（光源１７及び基板２２からの光）を受光する位置に配置されている。
また、ＣＣＤカメラ１は、駆動機構３及び駆動機構２を介して、ベース１５に取り付けられている。ここで、駆動機構３は、光軸Ｘ１方向（光軸Ｘ１に沿う方向）に、ＣＣＤカメラを移動するための機構である。また、駆動機構２は、光軸Ｘ１に対して垂直な所定方向に、ＣＣＤカメラを移動するための機構である。そして、駆動機構３及び駆動機構２を所定量駆動させることで、ＣＣＤカメラ１は、光軸Ｘ１方向、及び光軸Ｘ１方向に対して垂直な所定方向に移動し、任意の位置で位置決めされる。 The CCD camera 1 is disposed at a position for receiving light (light from the light source 17 and the substrate 22) that has passed through the lens system 10 to be adjusted.
The CCD camera 1 is attached to the base 15 via the drive mechanism 3 and the drive mechanism 2. Here, the drive mechanism 3 is a mechanism for moving the CCD camera in the optical axis X1 direction (direction along the optical axis X1). The drive mechanism 2 is a mechanism for moving the CCD camera in a predetermined direction perpendicular to the optical axis X1. Then, by driving the drive mechanism 3 and the drive mechanism 2 by a predetermined amount, the CCD camera 1 moves in the optical axis X1 direction and a predetermined direction perpendicular to the optical axis X1 direction, and is positioned at an arbitrary position. .

基板２２は、光源１７と保持部２１との間に配置されている。
基板２２には、図２に示すように、円盤状の板材に、スリットＳ１と、スリットＳ２と、スリットＳ３の開口部が設けられている。（スリット加工が施されている）。また、基板２２は、枠部材２０に接着剤で、又は抑え環等を介して固定されている。枠部材２０は、試料台１１の筒状部の内壁にガタなく嵌合された状態で配置され、光軸Ｘ１方向に移動可能になっている。また、枠部材２０は、試料台１１の筒状部の内壁の任意の位置で固定ができるようになっている。 The substrate 22 is disposed between the light source 17 and the holding unit 21.
As shown in FIG. 2, the substrate 22 is provided with a slit S1, a slit S2, and an opening of the slit S3 in a disk-shaped plate material. (Slit processing is applied). Further, the substrate 22 is fixed to the frame member 20 with an adhesive or via a retaining ring. The frame member 20 is arranged in a state in which the frame member 20 is fitted to the inner wall of the cylindrical portion of the sample stage 11 without backlash, and is movable in the optical axis X1 direction. Further, the frame member 20 can be fixed at an arbitrary position on the inner wall of the cylindrical portion of the sample stage 11.

被調整レンズ系１０は、保持部２１に取り付けられている。保持部２１は、試料台１１の上部に設置され、調整対象となる被調整レンズ系ごとに用意されている。
試料台１１は、回転軸受け１４を介して光軸Ｘ１を回転中心として回転可能になっている。また、試料台１１は、回転軸受け１４を介してベース１５に取り付けられている。回転軸受け１４は、光軸Ｘ１方向に２個取り付けられていて、試料台１１の回転時のブレや、試料台１１にかかるモーメント荷重を軽減する機能を備えている。試料台１１の回転は、モーター１３により行われる。モーター１３には、ステッピングモーターや、サーボーモーター等が用いられる。モーター１３と試料台１１の間には、駆動伝達機構１２が設けられている。駆動伝達機構１２は、モーター１３の回転力を試料台１１に伝達する。駆動伝達機構１２は、タイミングベルトまたは、ドライブシャフト等で構成されている。また、モーター１３は、パソコン１９に接続されている。任意に試料台１１の回転角度、回転速度、加速率、減速率を任意に設定することで、パソコン１９により試料台１１の回転を制御できる。これにより、試料台１１は、振動の少ない回転動作ができ、被調整レンズ系１０を保持する保持部２１は、任意の回転角度で位置決めできる。 The lens system 10 to be adjusted is attached to the holding unit 21. The holding unit 21 is installed in the upper part of the sample stage 11 and is prepared for each lens system to be adjusted.
The sample stage 11 is rotatable about the optical axis X1 through the rotation bearing 14 as the rotation center. The sample stage 11 is attached to the base 15 via the rotary bearing 14. Two rotation bearings 14 are attached in the direction of the optical axis X1 and have a function of reducing vibration during rotation of the sample stage 11 and a moment load applied to the sample stage 11. The sample stage 11 is rotated by a motor 13. As the motor 13, a stepping motor, a servo motor, or the like is used. A drive transmission mechanism 12 is provided between the motor 13 and the sample stage 11. The drive transmission mechanism 12 transmits the rotational force of the motor 13 to the sample stage 11. The drive transmission mechanism 12 includes a timing belt or a drive shaft. The motor 13 is connected to the personal computer 19. The rotation of the sample stage 11 can be controlled by the personal computer 19 by arbitrarily setting the rotation angle, rotation speed, acceleration rate, and deceleration rate of the sample stage 11. Thereby, the sample stage 11 can be rotated with little vibration, and the holding portion 21 that holds the lens system 10 to be adjusted can be positioned at an arbitrary rotation angle.

送り機構６は、試料台１１の上面に設けられている。また、送り機構６は、市販されているＸ−Ｙステージで構成されている。
アーム５は、送り機構の６の上部に設けられている。ツメ４は、アーム５の先端部にガタつきのない状態で嵌合されている。ツメ４は、レンズ系７を上方から保持している。これにより、レンズ系７は、送り機構６を介して光軸Ｘ１に対して垂直な２方向（図１では、紙面に対して垂直な方向と、紙面に平行な方向）に移動できるようになっている。なお、ツメ４は、保持部２１と同様に、被調整レンズ系１０ごとに用意されている。 The feeding mechanism 6 is provided on the upper surface of the sample table 11. The feed mechanism 6 is composed of a commercially available XY stage.
The arm 5 is provided on the upper part of the feed mechanism 6. The claw 4 is fitted to the distal end portion of the arm 5 with no backlash. The claw 4 holds the lens system 7 from above. As a result, the lens system 7 can move in two directions perpendicular to the optical axis X1 (in FIG. 1, a direction perpendicular to the paper surface and a direction parallel to the paper surface) via the feed mechanism 6. ing. The claw 4 is prepared for each lens system 10 to be adjusted, like the holding unit 21.

そして、このように構成された本実施形態の位置調整装置では、光源１７から出射された光は、基板２２に照射される。そして、基板２２のスリットＳ１，Ｓ２，Ｓ３を通過した光束は、被調整レンズ系１０の周辺部へ入射する。被調整レンズ系１０を透過した光束はＣＣＤカメラ１に入射し、スリットＳ１，Ｓ２，Ｓ３の像が形成される。各スリットの像はＣＣＤカメラ１で撮像されて、パソコン１９のモニター上に表示される。
パソコン１９は、撮像されたスリット像の画像に対して、パソコン１９内の演算処理部で画像処理を施す。この画像処理により、レンズ系７の位置調整に必要な調整量を算出する。 In the position adjusting device of the present embodiment configured as described above, the light emitted from the light source 17 is applied to the substrate 22. Then, the light beam that has passed through the slits S 1, S 2, S 3 of the substrate 22 enters the peripheral portion of the lens system 10 to be adjusted. The light beam that has passed through the lens system 10 to be adjusted enters the CCD camera 1, and images of the slits S1, S2, and S3 are formed. An image of each slit is picked up by the CCD camera 1 and displayed on the monitor of the personal computer 19.
The personal computer 19 subjects the captured slit image to image processing by an arithmetic processing unit in the personal computer 19. By this image processing, an adjustment amount necessary for position adjustment of the lens system 7 is calculated.

次に、このように構成された本実施形態の位置調整装置を用いた光学素子の位置調整について説明する。
調整に先立ち、被調整レンズ系１０に対応する保持部２１及びツメ４を用意し、位置調整装置に取り付ける。また、レンズ系７と枠８との間には、上述したように、予め、紫外線硬化型接着剤を充填しておく。また、光源１７を、光軸Ｘ１に対して所定量傾斜するように調整する。
光源１７から出射して基板２２を照射し、基板２２を通過したスリット光束は、被調整レンズ系１０の周辺部へ入射する。被調整レンズ系１０を透過したスリット光束は、ＣＣＤカメラ１で撮像される。ＣＣＤカメラ１で撮像されたスリット光束の像は、図１に示すように、パソコン１９のモニター上に表示される。
このとき、パソコン１９は、ＣＣＤカメラ１で撮像された画像に対して、パソコン１９内の演算処理部で画像処理を施す。その結果、スリット光束の像の照度分布が得られる。そして、パソコン１９は、この照度分布からコントラスト値Ｃを算出する。そして、算出したコントラスト値Ｃに基づいて、軸外光束に対する被調整レンズ系１０の結像性能を評価する。さらに、評価結果に基づいて、パソコン１９は、レンズ系７の位置調整に必要な移動量を算出する。 Next, position adjustment of the optical element using the position adjustment apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
Prior to the adjustment, the holding portion 21 and the claw 4 corresponding to the lens system 10 to be adjusted are prepared and attached to the position adjusting device. Further, between the lens system 7 and the frame 8, as described above, an ultraviolet curable adhesive is filled in advance. Further, the light source 17 is adjusted to be inclined by a predetermined amount with respect to the optical axis X1.
The slit light beam that is emitted from the light source 17 and irradiates the substrate 22 and passes through the substrate 22 enters the peripheral portion of the lens system 10 to be adjusted. The slit light flux that has passed through the lens system 10 to be adjusted is imaged by the CCD camera 1. An image of the slit light beam picked up by the CCD camera 1 is displayed on the monitor of the personal computer 19 as shown in FIG.
At this time, the personal computer 19 performs image processing on the image captured by the CCD camera 1 by an arithmetic processing unit in the personal computer 19. As a result, an illuminance distribution of the slit light flux image is obtained. Then, the personal computer 19 calculates a contrast value C from this illuminance distribution. Based on the calculated contrast value C, the imaging performance of the adjusted lens system 10 with respect to the off-axis light beam is evaluated. Further, based on the evaluation result, the personal computer 19 calculates a movement amount necessary for adjusting the position of the lens system 7.

図３は撮像装置で撮影された像、すなわちスリットＳ１，Ｓ２，Ｓ３の像の照度分布を示すグラフである。
照度分布のグラフ（データ）から、最高輝度値ｍａｘと最低輝度値ｍｉｎを求める。そして最高輝度値ｍａｘと最低輝度値ｍｉｎとから、コントラスト値Ｃを算出する。コントラスト値Ｃは、次の計算式より求めることができる。
コントラスト値Ｃ（％）＝１００×（ｍａｘ−ｍｉｎ）／（ｍａｘ＋ｍｉｎ） FIG. 3 is a graph showing the illuminance distribution of an image taken by the imaging apparatus, that is, an image of the slits S1, S2, and S3.
The maximum luminance value max and the minimum luminance value min are obtained from the graph (data) of the illuminance distribution. Then, the contrast value C is calculated from the maximum luminance value max and the minimum luminance value min. The contrast value C can be obtained from the following calculation formula.
Contrast value C (%) = 100 × (max−min) / (max + min)

コントラスト値Ｃの算出に際しては、パソコン１９を介して、試料台１１を９０度ごとに回転させる。そして各位置で、ＣＣＤカメラ１でスリット像を撮像する。そして撮像で得られた画像を用いて、パソコン１９内の演算処理部を介して、被調整レンズ系１０の各位置でのコントラスト値Ｃを求める。具体的には、回転角度が０度のときのコントラスト値：Ｃ１、９０度のときのコントラスト値：Ｃ２、１８０度のときのコントラスト値：Ｃ３、２７０度のときのコントラスト値：Ｃ４、の４方向のコントラスト値Ｃを求める。
図４はＣＣＤカメラ１側から被調整レンズ系１０を見た図である。図４に示すように、被調整レンズ系１０の光軸Ｘ１と交わる２つの直交する直線によって、被調整レンズ系１０の光学面は４つの領域に分けられる。例えば、０度〜９０度の領域が第１象限、９０度１８０度の領域が第２象限、１８０度〜２７０度の領域が第３象限、２７０度〜０度の領域が第４象限となっている。そして、本実施形態の位置調整装置では、Ｙ方向の一方を基準として、反時計回りに試料台１１を９０度間隔で回転させている。よって、図４（ｂ）及び図４（ｃ）からわかるように、第１象限から第２象限というように、光束に対してレンズ面が順次移動する。
ここで、
［Ｘ方向のカタボケ：Ｃｘ］は、コントラスト値Ｃ２、Ｃ４を用いて、次式より算出する
ことができる。
Ｃｘ＝Ｃ２−Ｃ４
［Ｙ方向のカタボケ：Ｃｙ］は、コントラスト値Ｃ１、Ｃ３を用いて、次式より算出することができる。
Ｃｙ＝Ｃ１−Ｃ３ When calculating the contrast value C, the sample stage 11 is rotated every 90 degrees via the personal computer 19. At each position, a slit image is picked up by the CCD camera 1. A contrast value C at each position of the lens system 10 to be adjusted is obtained through an arithmetic processing unit in the personal computer 19 using an image obtained by imaging. Specifically, the contrast value when the rotation angle is 0 degree: C1, the contrast value when it is 90 degrees: C2, the contrast value when it is 180 degrees: C3, the contrast value when it is 270 degrees: C4, 4 A direction contrast value C is obtained.
FIG. 4 is a view of the lens system 10 to be adjusted viewed from the CCD camera 1 side. As shown in FIG. 4, the optical surface of the lens system 10 to be adjusted is divided into four regions by two orthogonal straight lines that intersect the optical axis X1 of the lens system 10 to be adjusted. For example, the 0 to 90 degree region is the first quadrant, the 90 to 180 degree region is the second quadrant, the 180 to 270 degree region is the third quadrant, and the 270 to 0 degree region is the fourth quadrant. ing. In the position adjusting device of the present embodiment, the sample stage 11 is rotated counterclockwise at intervals of 90 degrees with respect to one side in the Y direction. Therefore, as can be seen from FIG. 4B and FIG. 4C, the lens surface sequentially moves with respect to the light flux as from the first quadrant to the second quadrant.
here,
[X direction blur: Cx] can be calculated from the following equation using the contrast values C2 and C4.
Cx = C2-C4
[Y direction blur: Cy] can be calculated from the following equation using the contrast values C1 and C3.
Cy = C1-C3

レンズ系７の位置が本来あるべき位置と一致している状態では、被調整レンズ系１０で形成された像にはカタボケが全くない。このような状態では、Ｃｘ＝Ｃｙ＝０になる。よって、この場合、レンズ系７の位置を調整する必要はない。一方、レンズ系７の位置が本来あるべき位置からずれている状態では、被調整レンズ系１０で形成された像にはカタボケが存在する。そこで、レンズ系７の位置を調整することになる。なお、レンズ系７の位置調整を行うに際し、カタボケの許容基準値Ｋｓを予め決めておく。
レンズ系７の位置調整は、送り機構６を介して行う。すなわち、送り機構６によって、レンズ系７を光軸に垂直な２方向に所定量だけ移動させる。なお、移動を行う前に、Ｃｘ及びＣｙに基づいて移動量を求めておく。そして、レンズ系７の移動後に、上記Ｘ方向及びＹ方向のカタボケ値：Ｃｘ及びＣｙが許容基準値Ｋｓの範囲内に入っているかどうかを確認する（即ち、次式を満足するようにして）。
Ｃｘ（Ｃｙ）≦Ｋｓ
調整について更に説明する。算出した移動量に基づいて、まず、Ｘ方向にレンズ系７を移動させる。そして、Ｃｘが許容基準値Ｋｓの範囲内に入っているか否かを確認する。確認のために、移動後のレンズ系７の位置で、スリットの像を撮影する。そして、移動後の位置における新たなＣｘを求める。ここで。Ｃｘが許容基準値Ｋｓの範囲内に入っていない場合は、新たなＣｘに基づいて、レンズ系７の移動量を求める。そして、再度、Ｃｘが許容基準値Ｋｓの範囲内に入っているか否かを確認する。このような処理を繰り返すことで、最終的にＣｘが許容基準値Ｋｓの範囲内に入っていることを確認し、Ｘ方向への調整を終了する。
Ｃｘが許容基準値Ｋｓの範囲内に入った場合は、続いて、Ｙ方向へのレンズ系７の調整に移る。Ｙ方向での調整は、Ｘ方向で行った調整と同じであるので、説明は省略する。
レンズ系７の位置調整が完了した後は、図示しない紫外線照射ユニットを介して紫外線を紫外線硬化型接着剤に照射し、レンズ系７を枠８に固定する。 In a state where the position of the lens system 7 coincides with the position that should be originally, the image formed by the adjusted lens system 10 has no blur. In such a state, Cx = Cy = 0. Therefore, in this case, it is not necessary to adjust the position of the lens system 7. On the other hand, in a state where the position of the lens system 7 is deviated from the position where it should be, the image formed by the adjusted lens system 10 has a blur. Therefore, the position of the lens system 7 is adjusted. Note that when the position of the lens system 7 is adjusted, an allowable reference value Ks for blur is determined in advance.
The position adjustment of the lens system 7 is performed via the feed mechanism 6. That is, the feeding mechanism 6 moves the lens system 7 by a predetermined amount in two directions perpendicular to the optical axis. Before moving, the moving amount is obtained based on Cx and Cy. Then, after the lens system 7 is moved, it is confirmed whether or not the above-described X-direction and Y-direction rattling values: Cx and Cy are within the allowable reference value Ks (that is, satisfy the following equation). .
Cx (Cy) ≦ Ks
The adjustment will be further described. First, the lens system 7 is moved in the X direction based on the calculated movement amount. Then, it is confirmed whether Cx is within the allowable reference value Ks. For confirmation, an image of the slit is taken at the position of the lens system 7 after the movement. Then, a new Cx at the moved position is obtained. here. If Cx is not within the allowable reference value Ks, the movement amount of the lens system 7 is obtained based on the new Cx. Then, it is confirmed again whether Cx is within the allowable reference value Ks. By repeating such processing, it is finally confirmed that Cx is within the allowable reference value Ks, and the adjustment in the X direction is finished.
When Cx falls within the range of the allowable reference value Ks, the process proceeds to the adjustment of the lens system 7 in the Y direction. Since the adjustment in the Y direction is the same as the adjustment performed in the X direction, description thereof is omitted.
After the position adjustment of the lens system 7 is completed, the ultraviolet curable adhesive is irradiated through an ultraviolet irradiation unit (not shown) to fix the lens system 7 to the frame 8.

なお、本実施形態の位置調整装置では、上述したように、試料台１１の回転制御のみをモーター１３を接続したパソコン１９を介して行うようにし、その他のＣＣＤカメラ１の位置や、光源１７の傾斜角度については、例えば、手動などの、パソコン１９とは別の制御手段を用いている。
しかし、ＣＣＤカメラ１を移動するための駆動機構２や、駆動機構３を、パソコン１９で制御できるように構成し、さらに光源１７の傾斜角度の調整についても、パソコン１９で制御できるようにすると好ましい。そのようにすれば、軸上光束の結像性能についての評価と、被調整レンズ系１０の軸外光束の結像性能評価との間での切り替えに際して、ＣＣＤカメラ１の位置や光源１７の傾斜角度などの調整を自動で行うことが可能となる。その結果、被調整レンズ系１０の性能評価及びレンズ系７の位置調整作業が容易になる。 In the position adjustment apparatus of this embodiment, as described above, only the rotation control of the sample stage 11 is performed via the personal computer 19 connected to the motor 13, and the positions of the other CCD cameras 1 and the light source 17 are controlled. As for the inclination angle, for example, a control means other than the personal computer 19 such as manual operation is used.
However, it is preferable that the drive mechanism 2 and the drive mechanism 3 for moving the CCD camera 1 are configured to be controlled by the personal computer 19 and the adjustment of the tilt angle of the light source 17 can also be controlled by the personal computer 19. . By doing so, the position of the CCD camera 1 and the inclination of the light source 17 are changed when switching between the evaluation of the imaging performance of the on-axis light beam and the evaluation of the imaging performance of the off-axis light beam of the adjusted lens system 10. It is possible to automatically adjust the angle and the like. As a result, the performance evaluation of the adjusted lens system 10 and the position adjustment work of the lens system 7 are facilitated.

（第２実施形態）
図５〜図７を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。
図５は本実施形態に係る、光学素子の位置調整装置における基板２３の構成を示す平面図である。図６は本実施形態の位置調整装置において基板２３を通過した光束の状態説明図であり、（ａ）は基板２３を通過した光束の被調整レンズ系１０での照射位置を、調整装置の下側から見て示した説明図、（ｂ）はＣＣＤカメラ１で撮像された光束の像がパソコン１９のモニター上に表示されたときの状態を示す説明図である。図７は撮影された像の照度分布を示すグラフであって、本実施形態の位置調整装置におけるＣＣＤカメラ１を介して撮像された画像を用いて、パソコン１９内の演算処理部を介して得たグラフである。図８は本実施形態の位置調整装置において、パソコン１９で算出した出力情報を用いたレンズ系７の位置を調整する手法を示す説明図である。 (Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a plan view showing the configuration of the substrate 23 in the optical element position adjusting apparatus according to the present embodiment. FIG. 6 is a diagram for explaining the state of the light beam that has passed through the substrate 23 in the position adjusting device of this embodiment. FIG. 6A shows the irradiation position of the light beam that has passed through the substrate 23 on the lens system 10 to be adjusted. An explanatory view seen from the side, (b) is an explanatory view showing a state when an image of a light beam picked up by the CCD camera 1 is displayed on the monitor of the personal computer 19. FIG. 7 is a graph showing the illuminance distribution of a photographed image, which is obtained through an arithmetic processing unit in the personal computer 19 using an image taken through the CCD camera 1 in the position adjustment apparatus of the present embodiment. It is a graph. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a method for adjusting the position of the lens system 7 using the output information calculated by the personal computer 19 in the position adjustment apparatus of the present embodiment.

本実施形態の位置調整装置は、第１実施形態の位置調整装置と比べて、基板２２が基板２３に置き換わっている点で異なる。それ以外の構成は、図１に示した第１実施形態の位置調整装置とほぼ同じである。
基板２３には、図５に示すように、円形状の孔２４が設けられている。 The position adjusting device of the present embodiment is different from the position adjusting device of the first embodiment in that the substrate 22 is replaced with a substrate 23. The other configuration is almost the same as that of the position adjusting device of the first embodiment shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the substrate 23 is provided with a circular hole 24.

次に、このように構成された本実施形態の位置調整装置を用いた光学素子の位置調整について説明する。
調整に先立ち、被調整レンズ系１０に対応する保持部２１及びツメ４を用意し、位置調整装置に取り付ける。また、レンズ系７と枠８との間には、上述したように、予め、紫外線硬化型接着剤を充填しておく。また、光源１７を、射出光軸Ｘ２を光軸Ｘ１に対して所定量傾斜するように調整する。
光源１７から出射して基板２３を照射し、基板２３を通過した光束は、被調整レンズ系１０の周辺部へ入射する。被調整レンズ系１０を透過した光束は、ＣＣＤカメラ１で撮像される。
ここで、基板２３を通過した光束は、図６（ａ）に示すように、被調整レンズ系１０の周辺部に照射される。また、被調整レンズ系１０を透過し、ＣＣＤカメラ１で撮像された光束の像は、図６（ｂ）に示すように、パソコン１９のモニター上に表示される。
このとき、パソコン１９は、ＣＣＤカメラ１で撮像して得られた画像に対して、パソコン１９内の演算処理部で画像処理を施す。この画像処理によって、撮像して得た画像の照度分布が得られる。このようにして得られた照度分布から、その照度分布における最高輝度値に対応するピーク位置Ｐを検出する。そして、検出したピーク位置に基づいて、軸外光束に対する被調整レンズ系１０の結像性能を評価する。さらに、評価結果に基づいて、パソコン１９は、レンズ系７の位置調整に必要な移動量を算出する。 Next, position adjustment of the optical element using the position adjustment apparatus of the present embodiment configured as described above will be described.
Prior to the adjustment, the holding portion 21 and the claw 4 corresponding to the lens system 10 to be adjusted are prepared and attached to the position adjusting device. Further, between the lens system 7 and the frame 8, as described above, an ultraviolet curable adhesive is filled in advance. Further, the light source 17 is adjusted so that the emission optical axis X2 is inclined by a predetermined amount with respect to the optical axis X1.
The light beam emitted from the light source 17 irradiates the substrate 23 and passes through the substrate 23 is incident on the peripheral portion of the lens system 10 to be adjusted. The light beam transmitted through the lens system 10 to be adjusted is imaged by the CCD camera 1.
Here, the light beam that has passed through the substrate 23 is irradiated to the peripheral portion of the lens system 10 to be adjusted, as shown in FIG. In addition, the image of the light beam transmitted through the lens system 10 to be picked up and picked up by the CCD camera 1 is displayed on the monitor of the personal computer 19 as shown in FIG.
At this time, the personal computer 19 subjects the image obtained by the CCD camera 1 to image processing in the arithmetic processing unit in the personal computer 19. By this image processing, the illuminance distribution of the image obtained by imaging is obtained. From the illuminance distribution thus obtained, the peak position P corresponding to the highest luminance value in the illuminance distribution is detected. Based on the detected peak position, the imaging performance of the adjusted lens system 10 with respect to the off-axis light beam is evaluated. Further, based on the evaluation result, the personal computer 19 calculates a movement amount necessary for adjusting the position of the lens system 7.

ピーク位置Ｐの検出に際しては、パソコン１９を介して、試料台１１を９０度ごとに回転させる。そして各位置で、円形状の孔２４の像を撮像する。そして、撮像で得られた画像を用いて、パソコン１９内の演算処理部を介して、被調整レンズ系１０の各位置でのピーク位置Ｐを求める。具体的には、回転角度が回転角度が０度のときの照度分布：１Ｌ１、９０度のときの照度分布：ＩＬ２、１８０度のときの照度分布：ＩＬ３、２７０度のときの照度分布：ＩＬ４、の４方向の照度分布を得る。
そして、得られたれた照度分布から、最高輝度値に対応する位置を検出（求める）。この位置がピーク位置Ｐである。ピーク位置Ｐは、以下の４つになる。照度分布ＩＬ２における最高輝度値に対応する位置：Ｐ２、照度分布ＩＬ４における最高輝度値に対応する位置：Ｐ４、照度分布ＩＬ１における最高輝度値に対応する位置：Ｐ１、照度分布ＩＬ３における最高輝度値に対応する位置：Ｐ３。ここで、各ピーク位置Ｐ１〜Ｐ４の位置は、図７のグラフの原点Ｏを基準とした位置である。
なお、本実施形態の位置調整装置においても、Ｙ方向の一方を基準として、反時計回りに試料台１１を９０度間隔で回転させている。
ここで、
［Ｘ方向のカタボケ：ＩＬｘ］は、ピーク位置Ｐ４、Ｐ２を用いて、次式より算出するこ
とができる。
ＩＬｘ＝Ｐ４−Ｐ２
［Ｙ方向のカタボケ：ＩＬｙ］は、ピーク位置Ｐ３、Ｐ１を用いて、次式より算出することができる。
ＩＬｙ＝Ｐ３−Ｐ１ When detecting the peak position P, the sample stage 11 is rotated every 90 degrees via the personal computer 19. Then, an image of the circular hole 24 is taken at each position. And the peak position P in each position of the to-be-adjusted lens system 10 is calculated | required via the arithmetic processing part in the personal computer 19 using the image obtained by imaging. Specifically, the illuminance distribution when the rotation angle is 0 degree: 1L1, the illuminance distribution when 90 degrees: IL2, the illuminance distribution when 180 degrees: IL3, and the illuminance distribution when 270 degrees: IL4 The illuminance distribution in four directions is obtained.
Then, a position corresponding to the maximum luminance value is detected (obtained) from the obtained illuminance distribution. This position is the peak position P. There are the following four peak positions P. The position corresponding to the highest luminance value in the illuminance distribution IL2: P2, the position corresponding to the highest luminance value in the illuminance distribution IL4: P4, the position corresponding to the highest luminance value in the illuminance distribution IL1, and the highest luminance value in the illuminance distribution IL3. Corresponding position: P3. Here, the positions of the peak positions P1 to P4 are positions based on the origin O in the graph of FIG.
Note that also in the position adjustment apparatus of the present embodiment, the sample stage 11 is rotated counterclockwise by 90 degrees with respect to one side in the Y direction.
here,
[X direction blur: ILx] can be calculated from the following equation using the peak positions P4 and P2.
ILx = P4-P2
[Y direction directional blur: ILy] can be calculated from the following equation using the peak positions P3 and P1.
ILy = P3-P1

レンズ系７の位置が本来あるべき位置と一致している状態では、被調整レンズ系１０で形成された像にはカタボケが全くない。このような状態では、照度分布ＩＬ２の波形と照度分布ＩＬ４の波形は、一致する。つまり、ピーク位置Ｐ２とピーク位置Ｐ４はいずれも位置Ｐと一致するので、両者の差は０になる。同様に、Ｙ方向の照度分布ＩＬ１と照度分布ＩＬ３の波形も、一致する。
一方、レンズ系７の位置が本来あるべき位置からずれている状態では、被調整レンズ系１０で形成された像にカタボケが存在する。よって、図７に示すように、Ｘ方向の照度分布ＩＬ２の波形と照度分布ＩＬ４の波形は、一致しない。つまり、ピーク位置Ｐ２とピーク位置Ｐ４との差が０にはならない。 In a state where the position of the lens system 7 coincides with the position that should be originally, the image formed by the adjusted lens system 10 has no blur. In such a state, the waveform of the illuminance distribution IL2 and the waveform of the illuminance distribution IL4 match. That is, since both the peak position P2 and the peak position P4 coincide with the position P, the difference between the two is zero. Similarly, the waveforms of the illuminance distribution IL1 and the illuminance distribution IL3 in the Y direction also match.
On the other hand, in a state where the position of the lens system 7 is deviated from the position where it should be, there is a blur in the image formed by the adjusted lens system 10. Therefore, as shown in FIG. 7, the waveform of the illuminance distribution IL2 in the X direction does not match the waveform of the illuminance distribution IL4. That is, the difference between the peak position P2 and the peak position P4 does not become zero.

そこで、カタボケＩＬｘ（ＩＬｙ）を、極力０に近付けるようにする。そのために、パソコン１９を介して、調整の狙い値Ｔを、次の算出式より求める。
Ｔｘ（Ｘ方向の狙い値）＝（Ｐ４−Ｐ２）／２
Ｔｙ（Ｙ方向の狙い値）＝（Ｐ３−Ｐ１）／２
カタボケが０になるようにレンズ系７の位置が調整されると、照度分布ＩＬ２の波形と照度分布ＩＬ４の波形は一致し、図７に二点鎖線で示した照度分布のようになる。なお、レンズ系７の位置調整を行うに際し、狙い値Ｔｘ、Ｔｙに対して閥値Ｔｓを予め決めておく。そして、狙い値Ｔｘが閥値Ｔｓよりも小さくなるように、レンズ系７の位置調整を行う。ピーク位置Ｐで説明すると、図８に示すように、ピーク位置Ｐ２（Ｐ１）及びＰ４（Ｐ３）の各々が、閥値Ｔｓの範囲内に入るようにレンズ系７の位置調整を行う。
レンズ系７の位置調整が完了した後は、図示しない紫外線照射ユニットを介して紫外線を紫外線硬化型接着剤に照射し、レンズ系７を枠８に固定する。 Therefore, the non-uniformity ILx (ILy) is set as close to 0 as possible. For this purpose, an adjustment target value T is obtained from the following calculation formula via the personal computer 19.
Tx (target value in X direction) = (P4-P2) / 2
Ty (target value in Y direction) = (P3-P1) / 2
When the position of the lens system 7 is adjusted so that the amount of blur is 0, the waveform of the illuminance distribution IL2 and the waveform of the illuminance distribution IL4 coincide with each other, and the illuminance distribution shown by a two-dot chain line in FIG. 7 is obtained. When adjusting the position of the lens system 7, a threshold value Ts is determined in advance for the target values Tx and Ty. Then, the position of the lens system 7 is adjusted so that the target value Tx is smaller than the threshold value Ts. In the case of the peak position P, as shown in FIG. 8, the position of the lens system 7 is adjusted so that each of the peak positions P2 (P1) and P4 (P3) falls within the range of the threshold value Ts.
After the position adjustment of the lens system 7 is completed, the ultraviolet curable adhesive is irradiated through an ultraviolet irradiation unit (not shown) to fix the lens system 7 to the frame 8.

なお、本実施形態の位置調整装置でも、第１実施形態と同様に、試料台１１の回転制御のみをモーター１３に接続したパソコン１９を介して行うようにし、その他のＣＣＤカメラ１の位置や、光源１７の傾斜角度については、例えば、手動などの、パソコン１９とは別の制御手段を用いている。
しかし、ＣＣＤカメラ１を移動するための駆動機構２や、駆動機構３を、パソコン１９で制御できるように構成し、さらに光源１７の傾斜角度の調整についても、パソコン１９で制御できるようにすると好ましい。そのようにすれば、軸上性能評価を含めて、被調整レンズ系１０の軸外性能評価の際のＣＣＤカメラ１の位置や光源１７の傾斜角度などの調整を自動で行うことが可能となり、被調整レンズ系１０の性能評価及びレンズ系７の位置調整作業が容易になる。 In the position adjustment apparatus of this embodiment, as in the first embodiment, only the rotation control of the sample stage 11 is performed via the personal computer 19 connected to the motor 13, and the positions of the other CCD cameras 1, As for the inclination angle of the light source 17, for example, a control means different from the personal computer 19 such as manual is used.
However, it is preferable that the drive mechanism 2 and the drive mechanism 3 for moving the CCD camera 1 are configured to be controlled by the personal computer 19 and the adjustment of the tilt angle of the light source 17 can also be controlled by the personal computer 19. . By doing so, it becomes possible to automatically adjust the position of the CCD camera 1 and the tilt angle of the light source 17 during the off-axis performance evaluation of the lens system 10 to be adjusted, including on-axis performance evaluation. The performance evaluation of the lens system 10 to be adjusted and the position adjustment work of the lens system 7 are facilitated.

なお、上記各実施形態の位置調整装置における基板は、基板２２や基板３に限定されるものではない。例えば、次に示すように構成された基板を用いてもよい。
図９は上記各実施形態の位置調整装置に用いる基板の一変形例の構成を示す平面図である。図１０は本変形例の基板を用いた上記各実施形態の位置調整装置において基板を通過した光束の状態説明図であり、（ａ）は基板を通過した光束の被調整レンズ系１０での照射位置を、調整装置の下側から見て示した説明図、（ｂ）はＣＣＤカメラ１で撮像された光束の像がパソコン１９のモニター上に表示されたときの状態を示す説明図である。図１１は上記各実施形態の位置調整装置に用いる基板の他の変形例の構成を示す平面図である。図１２は上記各実施形態の位置調整装置に用いる基板のさらに他の変形例を示す平面図である。 In addition, the board | substrate in the position adjustment apparatus of said each embodiment is not limited to the board | substrate 22 or the board | substrate 3. FIG. For example, a substrate configured as shown below may be used.
FIG. 9 is a plan view showing a configuration of a modified example of the substrate used in the position adjusting device of each of the above embodiments. FIG. 10 is an explanatory diagram of the state of the light beam that has passed through the substrate in the position adjustment apparatus of each of the embodiments using the substrate of this modification, and FIG. 10A is an irradiation of the light beam that has passed through the substrate by the lens system 10 to be adjusted. FIG. 4B is an explanatory diagram showing the position as seen from the lower side of the adjusting device, and FIG. 5B is an explanatory diagram showing a state when the image of the light beam picked up by the CCD camera 1 is displayed on the monitor of the personal computer 19. FIG. 11 is a plan view showing a configuration of another modified example of the substrate used in the position adjusting device of each of the above embodiments. FIG. 12 is a plan view showing still another modified example of the substrate used in the position adjusting device of each of the above embodiments.

図９に示す変形例の基板２５は、複数の円形状の孔２６が格子状に配置されている。
本変形例の基板２５を用いた位置調整装置では、基板２５を通過した光束は、図１０（ａ）に示すように、被調整レンズ系１０の周辺部を広範囲にわたって複数個所に照射される。また、被調整レンズ系１０を透過し、ＣＣＤカメラ１で撮像された光束の像は、ＣＣＤカメラ１における撮像領域のほぼ全領域に及んでおり、図１０（ｂ）に示すように、パソコン１９のモニター上に表示される。
本変形例の基板２５を用いた位置調整装置によれば、複数の孔２６を介して、測定領域を細分化することができるので、任意の軸外領域を選択することが可能となる。その結果、被調整レンズ系１０の最外周部までを測定することが可能になる。 The substrate 25 of the modification shown in FIG. 9 has a plurality of circular holes 26 arranged in a lattice pattern.
In the position adjustment apparatus using the substrate 25 of this modification, the light beam that has passed through the substrate 25 is irradiated to a plurality of locations over a wide range on the periphery of the lens system 10 to be adjusted, as shown in FIG. Further, the image of the light beam transmitted through the lens system 10 and imaged by the CCD camera 1 covers almost the entire imaging area of the CCD camera 1, and as shown in FIG. Displayed on the monitor.
According to the position adjustment apparatus using the substrate 25 of this modification, the measurement region can be subdivided through the plurality of holes 26, so that an arbitrary off-axis region can be selected. As a result, it is possible to measure up to the outermost peripheral portion of the lens system 10 to be adjusted.

図１１に示す変形例の基板２７は、矩形状の孔２８が配置されている。
本変形例の基板２７を用いた位置調整装置によれば、基板２３を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。 The substrate 27 of the modification shown in FIG. 11 is provided with rectangular holes 28.
According to the position adjustment apparatus using the substrate 27 of the present modification, the same operational effects as when the substrate 23 is used can be obtained.

図１２に示す変形例の基板２９は、複数の矩形状の孔３０が格子状に配置されている。
本変形例の基板２９を用いた位置調整装置によれば、基板２５を用いた場合と同様の作用効果を得ることができる。 A substrate 29 according to the modification shown in FIG. 12 has a plurality of rectangular holes 30 arranged in a lattice pattern.
According to the position adjustment apparatus using the substrate 29 of this modification, the same operational effects as when the substrate 25 is used can be obtained.

本発明の光学素子の位置調整装置は、カメラ用レンズや撮像ユニット等の光学系を組み立てて製造する分野、特に結像性能及び偏心精度の要求精度が厳しい小型の光学系を製造する分野において有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The optical element position adjustment device of the present invention is useful in the field of assembling and manufacturing optical systems such as camera lenses and image pickup units, particularly in the field of manufacturing small optical systems that have strict requirements for imaging performance and decentering accuracy. It is.

本実施形態に係る、光学素子の位置調整装置の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the position adjustment apparatus of the optical element based on this embodiment. 本実施形態の位置調整装置における、光生成部の一構成部材である基板としての基板２２の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the board | substrate 22 as a board | substrate which is one structural member of the light generation part in the position adjustment apparatus of this embodiment. 本実施形態の位置調整装置における、撮像装置としてのＣＣＤカメラ１を介して撮像された画像を用いて、パソコン１９内の演算処理部を介して検出される照度分布を示すグラフである。5 is a graph showing an illuminance distribution detected through an arithmetic processing unit in a personal computer 19 using an image taken through a CCD camera 1 as an imaging device in the position adjustment device of the present embodiment. 本実施形態の位置調整装置における、調整対象の光学素子を備えた光学系としての被調整レンズ系１０を、ＣＣＤカメラ１側から見た説明図である。It is explanatory drawing which looked at the to-be-adjusted lens system 10 as an optical system provided with the optical element of adjustment object in the position adjustment apparatus of this embodiment from the CCD camera 1 side. 本実施形態に係る、光学素子の位置調整装置における、光生成部の一構成部材である基板としての基板２３の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the board | substrate 23 as a board | substrate which is one structural member of the light generation part in the position adjustment apparatus of the optical element based on this embodiment. 本実施形態の位置調整装置において基板２３を通過した光束の状態説明図であり、（ａ）は基板２３を通過した光束の被調整レンズ系１０での照射位置を、調整装置の下側から見て示した説明図、（ｂ）はＣＣＤカメラ１で撮像された光束の像がパソコン１９のモニター上に表示されたときの状態を示す説明図である。It is state explanatory drawing of the light beam which passed the board | substrate 23 in the position adjustment apparatus of this embodiment, (a) sees the irradiation position in the to-be-adjusted lens system 10 of the light beam which passed the board | substrate 23 from the lower side of an adjustment apparatus. FIG. 4B is an explanatory diagram showing a state when the image of the light beam picked up by the CCD camera 1 is displayed on the monitor of the personal computer 19. 本実施形態の位置調整装置における、撮像装置としてのＣＣＤカメラ１を介して撮像された画像を用いて、パソコン１９内の演算処理部を介して検出される照度分布を示すグラフである。5 is a graph showing an illuminance distribution detected through an arithmetic processing unit in a personal computer 19 using an image taken through a CCD camera 1 as an imaging device in the position adjustment device of the present embodiment. 本実施形態の位置調整装置において、パソコンで算出した出力情報を用いた、被調整レンズ系１０に備わるレンズ系７の位置を調整する手法を示す説明図である。In the position adjustment apparatus of this embodiment, it is explanatory drawing which shows the method of adjusting the position of the lens system 7 with which the to-be-adjusted lens system 10 is used using the output information calculated with the personal computer. 上記各実施形態の位置調整装置に用いる基板の一変形例の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the modification of the board | substrate used for the position adjustment apparatus of each said embodiment. 本変形例の基板を用いた上記各実施形態の位置調整装置において基板を通過した光束の状態説明図であり、（ａ）は基板を通過した光束の被調整レンズ系１０での照射位置を、調整装置の下側から見て示した説明図、（ｂ）はＣＣＤカメラ１で撮像された光束の像がパソコン１９のモニター上に表示されたときの状態を示す説明図である。It is state explanatory drawing of the light beam which passed the board | substrate in the position adjustment apparatus of each said embodiment using the board | substrate of this modification, (a) is the irradiation position in the to-be-adjusted lens system 10 of the light beam which passed the board | substrate, FIG. 4B is an explanatory diagram viewed from the bottom side of the adjusting device, and FIG. 4B is an explanatory diagram showing a state when an image of a light beam picked up by the CCD camera 1 is displayed on the monitor of the personal computer 19. 上記各実施形態の位置調整装置に用いる基板の他の変形例の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the other modification of the board | substrate used for the position adjustment apparatus of each said embodiment. 上記各実施形態の位置調整装置に用いる基板のさらに他の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the further another modification of the board | substrate used for the position adjustment apparatus of each said embodiment. 位置調整装置の一従来例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows one prior art example of a position adjustment apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ＣＣＤカメラ
２、３移動機構
４ツメ
５アーム
６送り機構
７、９レンズ系
８枠
１０被調整レンズ系
１１試料台
１２駆動伝達機構
１３モーター
１４回転軸受け
１５ベース
１６支点
１７光源
１８駆動機構
１９パソコン
２０枠部材
２１保持部
２２、２３、２５、２７、２９基板
２４、２６円形状の孔
２８、３０矩形状の孔
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３スリット
５０光源
５１ピンホール板
５２ＮＤフィルター
５３コリメータレンズ
５４ミラー
５５チャート
５６第１レンズ系
５７玉枠
５８取付部
５９第２レンズ系
６０調整冶具
６１像面
６２顕微鏡レンズ
６３ＣＣＤカメラ
６４フォーカス軸
６５粗調心二軸
６６演算処理部
６９微調心二軸
７０画像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CCD camera 2, 3 Moving mechanism 4 Claw 5 Arm 6 Feed mechanism 7, 9 Lens system 8 Frame 10 Adjustable lens system 11 Sample stand 12 Drive transmission mechanism 13 Motor 14 Rotating bearing 15 Base 16 Support point 17 Light source 18 Drive mechanism 19 Personal computer 20 Frame member 21 Holding portion 22, 23, 25, 27, 29 Substrate 24, 26 Circular holes 28, 30 Rectangular holes S1, S2, S3 Slit 50 Light source 51 Pinhole plate 52 ND filter 53 Collimator lens 54 Mirror 55 Chart 56 First lens system 57 Ball frame 58 Mounting portion 59 Second lens system 60 Adjustment jig 61 Image surface 62 Microscope lens 63 CCD camera 64 Focus axis 65 Coarse alignment biaxial 66 Arithmetic processing section 69 Fine alignment biaxial 70 Image Processing part

Claims

射出光軸を光学系の光軸に対して傾斜可能に配置された光源を有する光束生成部と、
前記光学系を通過した前記光束生成部からの光束を受光する位置に配置された撮像装置と、
前記撮像装置と前記光源との間に配置される前記光学系を保持する回転可能な保持部材と、
前記撮像装置を介して出力された出力情報に基づいて、前記光学系内において位置が未固定となっている光学素子の位置調整に必要な情報を算出するための位置調整情報算出装置と、
前記光学素子を前記光学系の光軸に対して垂直な所定方向へ移動させるための移動装置を備えていることを特徴とする光学素子の位置調整装置。 A light beam generation unit having a light source disposed so that an emission optical axis can be inclined with respect to an optical axis of an optical system;
An imaging device disposed at a position for receiving a light beam from the light beam generation unit that has passed through the optical system;
A rotatable holding member that holds the optical system disposed between the imaging device and the light source;
A position adjustment information calculation device for calculating information necessary for position adjustment of an optical element whose position is not fixed in the optical system, based on output information output via the imaging device;
A position adjusting device for an optical element, comprising: a moving device for moving the optical element in a predetermined direction perpendicular to the optical axis of the optical system.

前記光束生成部は、前記光源と基板を有して構成され、
前記基板は、前記光源と前記保持部材との間、又は前記保持部材と前記撮像装置との間に配置され、
前記光源は、前記光学系の光軸に対する前記射出光軸とのなす角が可変に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の位置調整装置。 The light flux generation unit is configured to include the light source and a substrate,
The substrate is disposed between the light source and the holding member, or between the holding member and the imaging device,
2. The optical element position adjusting apparatus according to claim 1, wherein the light source is configured such that an angle formed between the optical axis of the optical system and the exit optical axis is variable.

前記保持部材は、前記光学系の光軸を回転中心として回転可能に配置され、任意の回転角度で位置決め可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の位置調整装置。 The optical element position adjusting device according to claim 1, wherein the holding member is disposed so as to be rotatable about the optical axis of the optical system, and can be positioned at an arbitrary rotation angle. .

前記撮像装置は、前記光学素子の光軸方向および光軸に対して垂直な所定方向に移動可能に配置され、任意の位置で位置決め可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子の位置調整装置。 2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging device is arranged to be movable in an optical axis direction of the optical element and a predetermined direction perpendicular to the optical axis, and is configured to be positioned at an arbitrary position. Apparatus for adjusting the position of the optical element.

前記出力情報は、前記光学系の軸外性能の情報を含み、
前記軸外性能の情報は、前記基板を通過した光束の照度分布と、輝度値から求めた情報であり、
前記位置調整情報算出装置は、前記光学素子の位置調整に必要な情報の算出を、前記軸外性能の情報に基づいて行うことを特徴とする請求項１に記載の光学素子の位置調整装置。 The output information includes information on off-axis performance of the optical system,
The off-axis performance information is information obtained from the illuminance distribution of the light flux that has passed through the substrate and the luminance value,
2. The position adjustment apparatus for an optical element according to claim 1, wherein the position adjustment information calculation apparatus calculates information necessary for position adjustment of the optical element based on the off-axis performance information.