JPH05157660A - Lens inspection device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable one person to perform inspection and adjustment at a bright location with a compact body by providing a transmission chart plate at an image- forming scheduled position at an image surface side of a lens to be inspected, allowing a flux of light at a an optical axis center part and at a surrounding part to be formed, placing an image pick-up element on the image-forming surface, and then observing a chart image on the element with a television monitor. CONSTITUTION:Light which is emitted from a light source 3 penetrates a chart 2 via a diffusion plate or a capacitor lens, impinges on image-forming lenses 4 and 4' (for surrounding) from a lens 1 to be inspected, and then reaches an image pick-up element 5, where the formed image is observed by a television monitor 6. A device satisfies 1.5D<Ly/f<50D optically. f is a focusing distance of the lens 1 to be inspected, y is a radius of an image circle of the lens 1 to be inspected, L is a spacing between the lens 1 to be inspected and the image-forming lenses 4 and 4', and then D is a diameter on axis which is determined by an opening of the lens 1 to be inspected. Inspection can be made at a bright chamber, thus eliminating load of an inspector's eyes. Furthermore, an inspector can perform inspection alone regardless of focusing distance of the lens 1 to be inspected.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はレンズ検査装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lens inspection device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来のレンズ検査装置として、たとえば
投影器を用いた逆投影式の装置がある。これは、被験レ
ンズの像面側にチャート、コンデンサーレンズ、光源を
配し、被験レンズの前方のスクリーンにチャートの像を
投影する方式である。2. Description of the Related Art As a conventional lens inspection apparatus, there is, for example, a back projection type apparatus using a projector. This is a system in which a chart, a condenser lens, and a light source are arranged on the image side of the test lens, and the chart image is projected on the screen in front of the test lens.

【０００３】この方式は、検査者がスクリーン上に画面
全体のチャート像を一度に検査できる利点があるが、部
屋全体を真っ暗にする必要があり検査者の眼に負担がか
かる。また、被験レンズの焦点距離が長い時はスクリー
ン側と被験レンズ側に最低二人の検査者が必要となる。
さらに、スペース的にも大きな暗室が必要となり省力化
・コストダウン化の妨げになっている。This system has the advantage that the inspector can inspect the chart image of the entire screen on the screen at one time, but it requires the entire room to be completely dark, which puts a burden on the inspector's eyes. Also, when the focal length of the test lens is long, at least two inspectors are required on the screen side and the test lens side.
In addition, a large dark room is required in terms of space, which is an obstacle to labor saving and cost reduction.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の欠点を除去し、簡易な構成であり、小型で、明
るい場所で、ひとりでも検査・調整が可能な、レンズ検
査装置の提供を目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art and provides a lens inspection apparatus which has a simple structure and is small in size and can be inspected and adjusted by a single person in a bright place. With the goal.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の装置は、被験レ
ンズの像面側の結像予定位置（写真レンズにおいてはフ
ィルム位置）もしくは、その代用位置に、光軸中心部の
チャートおよび少なくとも１ケ所の周辺部のチャートを
有する透過チャート板を有し、これに光源を用いて逆投
影した光束の中心部・周辺部の光束をそれぞれ別の結像
レンズを用いて結像させ、この結像面に撮像素子を配
し、この撮像素子上のチャート像をテレビモニターで観
察し検査及び調整を行うように構成されていることを特
徴とする。According to the apparatus of the present invention, the chart of the central portion of the optical axis and at least 1 are formed at the planned image forming position on the image plane side of the test lens (the film position in the photographic lens) or its substitute position. It has a transmission chart plate with a chart of the peripheral part of the place, and the central part and the peripheral part of the light beam back-projected by using the light source are imaged by using different imaging lenses, and this image is formed. An image pickup device is arranged on the surface, and a chart image on the image pickup device is observed on a television monitor for inspection and adjustment.

【０００６】[0006]

【実施例】以下に本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【０００７】図１は、本発明の概略を説明するものであ
る。光源３から出た光は、拡散板もしくはコンデンサー
レンズを通り、チャート２を透過し、被験レンズ１から
結像レンズ４及び４’（周辺用）に入射し撮像素子５に
至る。ここで結像したものがテレビモニター６において
観察される。この際、撮像素子５はすべてチャートから
等価な距離に調整しておくのが良い。特に被験レンズか
ら周辺用結像レンズ４’に入射する光束は、結像レンズ
４’の光軸近傍に、また光軸に平行に入射するように配
置するのが良い。FIG. 1 illustrates the outline of the present invention. The light emitted from the light source 3 passes through the diffusion plate or the condenser lens, passes through the chart 2, enters the imaging lenses 4 and 4 ′ (for peripheral) from the test lens 1, and reaches the imaging element 5. The image formed here is observed on the television monitor 6. At this time, it is preferable that all the image pickup devices 5 are adjusted to have an equivalent distance from the chart. In particular, it is preferable that the light flux entering the peripheral imaging lens 4 ′ from the lens under test is arranged near the optical axis of the imaging lens 4 ′ and in parallel with the optical axis.

【０００８】図１では中心１ケ所と周辺２ケ所の記載し
かないが、上述したように周辺は４ケ所最小限検査する
必要がある。これを示す概略図が図２である。基本の構
成は図１と同じであるが、周辺は対角方向２方向計４ケ
所検査できるようになっている。In FIG. 1, only one center and two peripheral areas are shown, but it is necessary to inspect at least four peripheral areas as described above. A schematic diagram showing this is shown in FIG. The basic configuration is the same as that of FIG. 1, but the surrounding area can be inspected at a total of four locations in two diagonal directions.

【０００９】図３は中心と周辺の２ケ所のみ検査する構
成のものである。本図による実施例では周辺用の撮像素
子とテレビモニターは１組しかないが、全周あるいは全
周中選択的に何ケ所かの周辺の結像を見るために被験レ
ンズを光軸の周りに回転させて行っている。このような
構成にすれば、装置のサイズも小型化でき有効である。FIG. 3 shows a configuration in which only two locations, the center and the periphery, are inspected. In the embodiment according to this figure, there is only one set of peripheral image pickup device and television monitor, but the test lens is placed around the optical axis in order to see the image around the entire circumference or selectively at several places during the whole circumference. It's rotating. With such a configuration, the size of the device can be reduced, which is effective.

【００１０】また、被験レンズを検査中に回転させる
と、回転軸の微妙なズレに伴う性能劣化を起こすことが
あるので、被験レンズの回転の代わりに２枚のミラーを
周辺用結像レンズ４’の光軸の回りを一体で回転させる
方法もある。Further, if the test lens is rotated during the inspection, the performance may be deteriorated due to a slight deviation of the rotation axis. Therefore, instead of rotating the test lens, two mirrors are used to form the peripheral imaging lens 4. There is also a method of rotating around the optical axis of '.

【００１１】図４は被験レンズがズームレンズもしくは
切換え焦点距離レンズになっているものの例である。チ
ャート２で同一像高のチャートをテレビモニター６で観
察するためにはズーミング及び焦点距離変化に伴って変
化する射出角θに合わせて結像レンズ４’の角度も可変
にする必要がある。FIG. 4 shows an example in which the test lens is a zoom lens or a switching focal length lens. In order to observe the chart of the same image height on the chart 2 on the television monitor 6, it is necessary to make the angle of the imaging lens 4'variable in accordance with the exit angle θ that changes with zooming and focal length change.

【００１２】その際、結像レンズの回転は被験レンズの
物体側主点を略中心に回転させれば良い。そうすれば被
験レンズから周辺用結像レンズ４’に入射する光束は、
常に結像レンズ４’の光軸近傍に、また光軸に平行に入
射するようになる。At this time, the imaging lens may be rotated about the object-side principal point of the test lens as a substantial center. Then, the light flux that enters the peripheral imaging lens 4'from the test lens is
The light always enters near the optical axis of the imaging lens 4'and parallel to the optical axis.

【００１３】図５は中心と周辺を２ケ所で検査する場合
の、被験レンズがズームレンズもしくは切換え焦点距離
レンズになっている場合の例である。被験レンズの焦点
距離変化に伴い回転ミラー１１を挿脱させ、選択的に被
験レンズの画角を決めることができる。本図では２つの
焦点距離についてのみの検査装置になっているが、ミラ
ーの組合せを増して検査する焦点距離数に合わせること
も可能である。FIG. 5 shows an example of a case where the test lens is a zoom lens or a switching focal length lens when the center and the periphery are inspected at two places. The angle of view of the test lens can be selectively determined by inserting and removing the rotating mirror 11 according to the change in the focal length of the test lens. In this figure, the inspection device is only for two focal lengths, but it is also possible to increase the combination of mirrors to match the number of focal lengths to be inspected.

【００１４】被験レンズがズームレンズもしくは切換え
焦点距離レンズの場合、結像レンズもズーム、あるいは
切換え、あるいは交換して焦点距離を（３）式を満たし
た形で変化させるのがよい。その際、被験レンズの変倍
比と同等比の焦点距離変化を結像レンズにも与えるのが
望ましい。When the lens to be tested is a zoom lens or a switching focal length lens, it is preferable that the imaging lens is also zoomed, switched or exchanged to change the focal length in a form satisfying the expression (3). At that time, it is desirable to give the focusing lens a change in focal length equivalent to the variable power ratio of the test lens.

【００１５】本発明のレンズ検査装置は次のような光学
的構成となっており、次のような光学的条件を満たすよ
うに構成されている。The lens inspection apparatus of the present invention has the following optical configuration and is configured to satisfy the following optical conditions.

【００１６】すなわち、被験レンズの焦点距離をｆ、被
験レンズのイメージサークルの半径をｙ、被験レンズと
結像レンズとの間隔をＬ、被験レンズの開口（Ｆ No.）
によって決まる軸上光束の径をＤとするとき、That is, the focal length of the test lens is f, the radius of the image circle of the test lens is y, the distance between the test lens and the imaging lens is L, and the aperture of the test lens (F No.)
When the diameter of the on-axis light flux determined by

【００１７】[0017]

【数２】 [Equation 2]

【００１８】を満たしていることである。That is,

【００１９】また結像レンズの開口（Ｆ No.）によって
決まる軸上光束の径をＤ′とするとき、 １．５Ｄ＜Ｄ’ …（２） を満たしていることである。When the diameter of the on-axis light beam determined by the aperture (F No.) of the imaging lens is D ', 1.5D <D' (2) is satisfied.

【００２０】また、光軸中心のチャートに対する結像レ
ンズの焦点距離と周辺のチャートに対する結像レンズの
焦点距離は、同一であり、撮像素子とテレビモニターは
カラー対応のものを用いる事である。Further, the focal length of the image forming lens with respect to the chart at the center of the optical axis and the focal length of the image forming lens with respect to the peripheral chart are the same, and the image pickup device and the television monitor should be color compatible.

【００２１】この（１）式の上限を越えると装置全体が
大型化し、本発明の目的である小型化を逸脱するものと
なり、適当でない。When the value exceeds the upper limit of the equation (1), the size of the entire apparatus becomes large, which deviates from the size reduction which is the object of the present invention.

【００２２】また、（１）式の下限を越えると、中心部
と周辺部の被験光束が混在し、それぞれの結像レンズを
介して撮像素子まで導きにくくなり適当でない。If the lower limit of the expression (1) is exceeded, the test light fluxes in the central portion and the peripheral portion are mixed and it is difficult to guide them to the image pickup element through the respective imaging lenses, which is not suitable.

【００２３】（２）式は被験レンズと結像レンズの、主
に径に関するものである。Expression (2) mainly relates to the diameters of the test lens and the imaging lens.

【００２４】この（２）式を逸脱する結像レンズを選択
した場合、検査結果に結像レンズの性能も乗ることにな
り易い。結像レンズ自身も収差がゼロではなく、出来得
る限り結像レンズの収差による検査結果の変動を抑える
必要がある。この（２）式を満たす結像レンズを採用す
る事により、結像レンズの光軸付近の収差量の少ないエ
リアで検査する事ができ、被験レンズのみの性能を検査
できるようになる。When an imaging lens that deviates from the equation (2) is selected, the inspection result is likely to include the performance of the imaging lens. The aberration of the imaging lens itself is not zero, and it is necessary to suppress the variation of the inspection result due to the aberration of the imaging lens as much as possible. By adopting the image forming lens that satisfies the expression (2), it is possible to inspect in an area near the optical axis of the image forming lens with a small amount of aberration, and it becomes possible to inspect the performance of only the test lens.

【００２５】この様な装置を用いることにより、まず通
常の明るい部屋にこの装置を設置する事が出来る。ま
た、被験レンズの焦点距離に関係なく被験レンズとテレ
ビモニターを検査者の近傍に配置することが出来る。従
って、従来、暗室でしか出来なかった検査を通常の明る
い部屋で出来る様になり、検査者の目に負担がかからな
くなる。さらに、被験レンズの焦点距離に関係なく検査
者は一人で可能となる。By using such a device, the device can first be installed in a normal bright room. Further, the test lens and the TV monitor can be arranged near the inspector regardless of the focal length of the test lens. Therefore, an examination that has been conventionally performed only in a dark room can be performed in a normal bright room, and the burden on the inspector's eyes is eliminated. Furthermore, an inspector can be used alone regardless of the focal length of the lens under test.

【００２６】この時、逆投影した光束の結像位置は無限
遠でも良いが、通常被験レンズの最良性能の物体距離は
有限距離であるため、その有限距離近傍に設定したほう
が良い。ただし、２０ｆよりは遠いほうが良い。この場
合結像レンズには収束状態の光束が入射するため結像レ
ンズは超無限の状態にピント調整しておけば良い。At this time, the image formation position of the back-projected light beam may be at infinity, but since the object distance of the best performance of the test lens is usually a finite distance, it is better to set it near that finite distance. However, it is better to be far from 20f. In this case, a converged light beam is incident on the imaging lens, so the imaging lens may be adjusted to a super-infinite state.

【００２７】撮像素子の大きさと被験レンズのイメージ
サークルの差を考慮すると、結像レンズの焦点距離は、
被験レンズの焦点距離より大きい方が好ましい。特に結
像レンズの焦点距離をＦとすると、以下の関係式を満た
しているのが好ましい。Considering the difference between the size of the image sensor and the image circle of the test lens, the focal length of the imaging lens is
It is preferably larger than the focal length of the lens under test. Particularly, when the focal length of the imaging lens is F, it is preferable that the following relational expression is satisfied.

【００２８】 Ｆ＞３ｆ …（３） この（３）式を逸脱すると、撮像素子面上での倍率が下
がり、所望のチャートを解像できなくなり適当ではな
い。F> 3f (3) If the equation (3) is deviated, the magnification on the surface of the image sensor is reduced, and a desired chart cannot be resolved, which is not appropriate.

【００２９】さらに、被験レンズの性能検査は、通常中
心と周辺を見る必要がある。従って中心と周辺の代表的
な位置（イメージサイズの約７割の所）の２ケ所（周辺
は周囲４ケ所）を最小限検査する必要がある。この時中
心と周辺のテレビ画面上のチャートの大きさと解像の状
態を同じにした方が見やすいため、結像レンズの焦点距
離は同一にした方が良い。Further, the performance test of the test lens usually requires looking at the center and the periphery. Therefore, it is necessary to inspect at least two typical positions (about 70% of the image size) in the center and the periphery (4 places in the periphery). At this time, it is better to make the chart size and the resolution state on the TV screen at the center and the periphery the same, so that the focal lengths of the imaging lenses should be the same.

【００３０】次に、検査者がテレビモニターを見て検査
する時、被験レンズの性能が悪い時チャートが解像せず
にフレアーが多くかかった状態となる。ここで、白黒モ
ニターでも悪い状態は判別できるが、カラーモニターを
用いると、フレアーに色がかかりより精度良く判別する
ことが可能となる。Next, when the inspector looks at the television monitor and inspects, when the performance of the lens under test is poor, the chart is not resolved and a large amount of flare is applied. Here, although a bad state can be discriminated even on a black and white monitor, when a color monitor is used, flare causes colors to be discriminated, and the flare can be discriminated more accurately.

【００３１】また、被験レンズの周辺の性能を検査する
時、代表１周辺の周囲４ケ所それぞれに結像レンズと撮
像素子を持ち、中心と合わせて５ケ所を同時に検査する
方式が考えられる。この場合、５台のテレビモニターを
見易い位置にまとめれば良い。また、五つの結像レンズ
が干渉しないように、また、上式を満たすように被験レ
ンズから離して配置する。Further, when inspecting the performance of the periphery of the test lens, there may be a system in which an imaging lens and an image pickup element are provided at each of four locations around the representative 1 and five locations at the same time as the center are inspected at the same time. In this case, all five TV monitors should be placed in a position that is easy to see. Further, the five imaging lenses are arranged apart from the test lens so as not to interfere with each other and to satisfy the above formula.

【００３２】次に、周辺の周囲４ケ所をそれぞれ持たず
に、１ケ所だけにして被験レンズの方を回転するように
して検査する方法もある。つまり、中心と周辺の２台の
みのテレビモニターでよいが周辺は少しずつ時間をずら
して順番に見れば良い。別の方法として、周辺の検査を
被験レンズと結像レンズの間にミラーを２ケ用いこのミ
ラーを回転させることにより周辺の周囲の性能を検査す
る。Next, there is also a method of inspecting by rotating only the test lens with only one place without having four peripheral places. In other words, only two TV monitors, one in the center and one in the periphery, may be used, but the surroundings may be viewed in order with a slight time lag. As another method, the peripheral inspection is performed by using two mirrors between the test lens and the imaging lens and rotating the mirrors to inspect the peripheral peripheral performance.

【００３３】さらに、被験レンズがズームレンズ等の時
は、結像レンズも（３）式を満たした形でほぼ同一の変
倍の焦点距離可変のズームレンズとする。次に、検査す
る焦点距離の数だけ上記ミラーの組み合わせを用意し
て、ある焦点距離とミラーの組み合わせを保ってそれぞ
れにおいてミラーを回転して周辺の周囲の性能を検査す
れば良い。Further, when the lens to be tested is a zoom lens or the like, the image forming lens is also a zoom lens having a variable focal length with substantially the same variable magnification while satisfying the expression (3). Next, it is sufficient to prepare the above combinations of mirrors as many as the number of focal lengths to be inspected, maintain a certain combination of focal lengths and mirrors, and rotate the mirrors in each to inspect the performance of the surroundings.

【００３４】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
通常の明るい部屋に装置を設置する事が出来る。また、
被験レンズの焦点距離に関係なく被験レンズとテレビモ
ニターを検査者の近傍に配置することが出来る。従っ
て、従来、暗室でしか出来なかった検査を通常の明るい
部屋で出来る様になり、検査者の目に負担がかからなく
なる。さらに、被験レンズの焦点距離に関係なく検査者
は一人で可能となる。As described above, according to the present invention,
The device can be installed in a normal bright room. Also,
The test lens and the TV monitor can be placed near the inspector regardless of the focal length of the test lens. Therefore, an examination that has been conventionally performed only in a dark room can be performed in a normal bright room, and the burden on the inspector's eyes is eliminated. Furthermore, an inspector can be used alone regardless of the focal length of the lens under test.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の第一実施例の概略図。FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of the present invention.

【図２】本発明の第二実施例の概略図。FIG. 2 is a schematic diagram of a second embodiment of the present invention.

【図３】本発明の装置の構成を示した概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of an apparatus of the present invention.

【図４】本発明の第三実施例の概略図。FIG. 4 is a schematic diagram of a third embodiment of the present invention.

【図５】本発明の装置の別の構成を示した概略図。FIG. 5 is a schematic diagram showing another configuration of the device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…被験レンズ ２…チャート ３…光源 ４…中心用結像
レンズ ４’…周辺用結像レンズ ５…撮像素子 ６…テレビモニター1 ... Test lens 2 ... Chart 3 ... Light source 4 ... Center imaging lens 4 '... Peripheral imaging lens 5 ... Imaging element 6 ... TV monitor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 被験レンズの像面側に、光軸中心部のチ
ャートと周辺部のチャートを有する透過チャート板を有
し、これに光源を用いて逆投影した光束の中心部及び周
辺部の光束をそれぞれ結像レンズを用いて結像させ、こ
の結像面に撮像素子を配し、この撮像素子上のチャート
像をテレビモニターで観察するレンズ検査装置であっ
て、該被験レンズの焦点距離をｆ、該被験レンズのイメ
ージサークルの半径をｙ、該被験レンズと該結像レンズ
との間隔をＬ、該被験レンズの開口（Ｆ No.）によって
決まる軸上光束の径をＤとするとき、 【数１】 を満足するように構成されていることを特徴とするレン
ズ検査装置。1. A test chart is provided with a transmission chart plate having a chart of the center of the optical axis and a chart of the peripheral portion on the image plane side, and the center and peripheral portions of the light flux back-projected using a light source are provided on the transmission chart plate. A lens inspection device that forms an image of each light flux using an imaging lens, arranges an imaging element on this imaging surface, and observes a chart image on this imaging element on a television monitor. Where f is the radius of the image circle of the test lens, y is the distance between the test lens and the imaging lens, and D is the diameter of the axial light flux determined by the aperture (F No.) of the test lens. , [Equation 1] A lens inspecting device, characterized in that 【請求項２】 該結像レンズの開口（Ｆ No.）によって
決まる軸上光束の径をＤ’とするとき、 １．５Ｄ＜Ｄ’ を満足するように構成されていることを特徴とする請求
項１のレンズ検査装置。2. When the diameter of the axial light flux determined by the aperture (F No.) of the imaging lens is D ', the configuration is such that 1.5D <D' is satisfied. The lens inspection device according to claim 1. 【請求項３】 光軸中心のチャートに対する該結像レン
ズの焦点距離と周辺のチャートに対する該結像レンズの
焦点距離とが同一であることを特徴とする請求項１のレ
ンズ検査装置。3. The lens inspection apparatus according to claim 1, wherein the focal length of the image forming lens with respect to the chart at the center of the optical axis and the focal length of the image forming lens with respect to the peripheral chart are the same. 【請求項４】 該撮像素子と該テレビモニターカラー対
応のものである事を特徴とする請求項１のレンズ検査装
置。4. The lens inspection device according to claim 1, which is compatible with the image pickup device and the television monitor color.