JPH0626986A - レンズ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 組付け後のレンズの偏心を容易に検出するこ
とができ、かつ、検出結果に基づいて偏心調整が可能な
レンズの偏心測定装置を提供することを目的とする。 【構成】 測定用のレーザー光源１と、被測定レンズと
してのテレセントリックなｆθレンズ４の入射瞳位置に
設けられ、光源１から発した測定光束を回折させる回折
格子３と、ｆθレンズ４の焦点位置に配置され、回折格
子３により発生してｆθレンズ４を透過した±１次回折
光を反射させるミラー５と、ミラー５で反射され、ｆθ
レンズ４、回折格子３を介して合成された±１次回折光
により形成される干渉縞を検出するテレビカメラ６とを
備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、複数のレンズ素子が
複合して構成される結像レンズの結像性能を測定する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のレンズ素子から構成される結像レ
ンズでは、そのなかの一部のレンズが偏心すると、像面
の倒れを生じ、かつ、諸収差のバランスが崩れ、結像性
能が劣化する。また、各レンズ素子の組み付け間隔が適
切でない場合には、像面の湾曲等が発生する。したがっ
て、各レンズ素子を鏡筒に対して正確に位置決めする必
要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、組付け
の機械的な精度を向上させるためには、部品の精度や組
み付けの精度が高く要求され、コスト、時間がかかると
いう問題がある。したがって、組付け後の結像性能を容
易に測定できる装置が望まれている。

【０００４】

【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、組付け後のレンズの結像性
能を容易に検出することができ、かつ、検出結果に基づ
いて調整が可能なレンズ測定装置を提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるレンズ
の偏心測定装置は、上記の目的を達成させるため、測定
光源と、測定光源と被測定レンズとの間の光路中に配置
され、測定光源から発した測定光束を回折させる回折格
子と、被測定レンズの焦点位置の近傍に配置され、回折
格子により発生して被測定レンズを透過した回折光を反
射させる基準反射平面と、基準反射面で反射され、被測
定レンズ、回折格子を介して合成された次数の異なる回
折光により形成される干渉縞を検出する検出手段とを備
えることを特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図１
は、実施例にかかるレンズ測定装置を模式的に示したも
のである。

【０００７】実施例にかかるレンズ測定装置は、測定光
源としてのレーザー光源１から発したレーザー光をハー
フミラー２により反射させ、回折格子３に入射させる。
回折格子３は、被測定レンズとしてのテレセントリック
なｆθレンズ４の前側焦点位置に配置される。

【０００８】回折格子３は、ｆθレンズの光軸に沿って
回折格子３に入射する光束の±１次回折光がｆθレンズ
４の有効径となるイメージサークルの両端をカバーでき
るよう、その空間周波数が定められている。これによ
り、イメージサークルの両端における焦点ズレを直接比
較できる。

【０００９】ｆθレンズ４を透過した回折光は、ｆθレ
ンズ４の焦点位置に配置された基準反射平面としてのミ
ラー５により反射される。ミラー５は、ｆθレンズ４を
透過した±１次回折光のみを反射させる位置に設けら
れ、０次回折光は破線で示したようにミラー５の間を透
過する。

【００１０】ミラー５で反射され、ｆθレンズ４を透過
した反射光は、入射時と同一の光路を通って回折格子３
により合成され、その一部がハーフミラーを透過して検
出手段としてのテレビカメラ６に達する。回折格子に対
する反射光の入射角度は、ｆθレンズへ向かう回折光の
回折角度と等しいため、合成された反射光はｆθレンズ
の光軸に沿ってテレビカメラ６に入射する。

【００１１】ミラー５がｆθレンズの焦点に一致してい
る場合には反射光は図２(a)に示すように平面波とな
り、焦点がミラー５よりレンズ側に近い場合には図２
(b)、遠い場合には図２(c)に示すように球面波となる。
±１次回折光が共に平面波である場合、すなわち、ミラ
ー５が±１次回折光のいずれに対しても焦点に一致して
いる場合、あるいは曲率が等しい球面波の場合、すなわ
ち、焦点のズレが等しい場合には、反射光の干渉による
干渉縞は発生しない。反対に、両者の焦点ズレ量が異な
る場合には干渉縞が発生する。したがって、干渉縞に基
づいて焦点位置のズレを検出できる。

【００１２】テレビカメラ６の出力は、図示せぬ信号処
理回路により処理されて画像としてモニター７に表示さ
れ、作業者はモニター７に表示される干渉縞を観察する
ことにより像面の倒れを検出することができる。

【００１３】調整にあたっては、レンズ系の少なくとも
一部に偏心調整用の機構を設け、モニター７に表示され
る干渉縞を観察しつつ、干渉縞が一様になるように、す
なわち、像面の倒れがなくなるように偏心調整を行な
う。

【００１４】また、干渉縞を画像処理して焦点ズレ、コ
マ収差等の各成分をベクトルとして検出すれば、各レン
ズの偏心による収差等に与える感度を設定しておくこと
により、レンズ系中の複数のレンズのうち、どのレンズ
をいずれの方向へどれだけの量調整すればよいかを計算
により求めることができる。

【００１５】実施例の構成によれば、レンズの偏心を±
１次回折光の相対関係によって検出できるため、基準反
射面であるミラー５の位置がシフトしたとしても検出が
可能であり、基準反射面の設定誤差や振動等があった場
合にも安定して正確な測定が可能となる。また、同一の
効率の回折光を用いているため、コントラストの高い干
渉縞を得ることができる。

【００１６】なお、上記の説明では、測定対象としてテ
レセントリックなレンズを用いているが、非テレセント
リックなレンズを測定する場合には、回折格子と被測定
レンズとの間にコンデンサレンズを配置し、コンデンサ
レンズと被測定レンズとを含めて全体としてテレセント
リックとなるよう構成し、その入射瞳位置に回折格子を
配置すればよい。

【００１７】また、±１次回折光のいずれかと０次回折
光とを干渉させることにより、実施例の装置で像面湾曲
を測定することも可能となる。

【００１８】図３は、上述した実施例の変形例を示すレ
ンズ測定装置の説明図である。上記の実施例のように回
折格子３を被測定レンズであるｆθレンズ４の前側焦点
位置の近傍に配置できない場合、基準反射面を曲率を有
する凹面ミラー８とし、基準反射面への入射光と反射光
とが同一の光路を通るように設定することにより、前記
の実施例と同様の方法で像面の状態を検出することがで
きる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、レンズの像面の状態を干渉縞として検出すると共
に、検出された干渉縞を観察しながら良好な像面が得ら
れるように調整することができる。また、検査光束が被
測定レンズを往復２回透過するため、一回のみ透過する
ものと比較すると２倍の感度で検出が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例にかかるレンズ測定装置を示す説明図
である。

【図２】 実施例の装置における反射光の波面形状を示
す説明図である。

【図３】 実施例にかかるレンズ測定装置の変形例を示
す説明図である。

【符号の説明】

１…レーザー光源 ３…回折格子 ４…ｆθレンズ(被測定レンズ) ５…平面ミラー(基準反射面) ６…テレビカメラ(検出手段) ８…凹面ミラー(基準反射面)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】測定光源と、 測定光源と被測定レンズとの間の光路中に配置され、前
   記測定光源から発した測定光束を回折させる回折格子
   と、 前記被測定レンズの焦点位置の近傍に配置され、前記回
   折格子により発生して被測定レンズを透過した回折光を
   反射させる基準反射面と、 前記基準反射面で反射され、前記被測定レンズ、前記回
   折格子を介して合成された異なる次数の回折光により形
   成される干渉縞を検出する検出手段とを備えることを特
   徴とするレンズ測定装置。
2. 【請求項２】前記回折格子は、被測定レンズの前側焦点
   位置の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１
   に記載のレンズ測定装置。