(57)【要約】【課題】被検レンズを精度よく回転させ、スポット位置を高精度に検出し、歪の少ないレンズ接合を行うことが可能なレンズ偏芯調整接合器を提供すること。【解決手段】平行光を射出する光源と、前記光源の射出光を拡大するフォーカシングレンズと、フォーカシングレンズの光を被検レンズに集光するコリメータレンズと、コリメータレンズの射出光を入射光とし、互いに直交する２つの方向に回折格子が配置された遮光板と、遮光板の射出光を入射光とする被検レンズと、被検レンズを保持する保持機構と、被検レンズ及び前記保持機構を回転させる回転機構と、被検レンズによる集光スポットを撮像する受光部とを有するレンズ偏芯調整接合器であって、回折格子により生じる回折光を用い被検レンズの偏芯を計測することで解決できる。【選択図】図１
2006003489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行光を射出する光源と、前記光源の射出光を拡大するフォーカシングレンズと、前記フォーカシングレンズの光を被検レンズに集光するコリメータレンズと、前記コリメータレンズの射出光を入射光とし、互いに直交する２つの方向に回折格子が配置された遮光板と、前記遮光板の射出光を入射光とする被検レンズと、前記被検レンズを保持する保持機構と、前記被検レンズ及び前記保持機構を回転させる回転機構と、前記被検レンズによる集光スポットを撮像する受光部とを有するレンズ偏芯調整接合器であって、前記回折格子により生じる回折光を用い前記被検レンズの偏芯を計測すること
を特徴とするレンズ偏芯調整接合器。
【請求項２】
平行光を射出する光源と、前記光源の射出光を拡大するフォーカシングレンズと、前記フォーカシングレンズの光を被検レンズに集光するコリメータレンズと、前記コリメータレンズの射出光を入射光とする被検レンズと、空気圧によりチャックを開閉し、かつ、前記被検レンズを保持するバルーンチャックと、中空モータとエア軸受けにより前記被検レンズ及び保持機構を回転させる回転機構と、前記被検レンズによる集光スポットを撮像する受光部とを有するレンズ偏芯調整接合器であって、前記被検レンズには、調芯レンズ面より光を入射すること
を特徴とするレンズ偏芯調整接合器。
【請求項３】
平行光を射出する計測光源と、前記光源の射出光を拡大するフォーカシングレンズと、前記フォーカシングレンズの光を被検レンズに集光するコリメータレンズと、被検レンズに予め塗布された接着剤を硬化させるＵＶ光源と、前記ＵＶ光源と計測光源の間に配置され、ＵＶ光を反射、計測光を透過し、ＵＶ光と計測光の光軸を同じにするハーフミラーと、前記コリメータレンズの射出光を入射光とする被検レンズと、前記被検レンズを保持する保持機構と、前記被検レンズ及び保持機構を回転させる回転機構と、前記被検レンズによる集光スポットを撮像する受光部とを備えたことを特徴とするレンズ偏芯調整接合器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラなどのレンズを有する光学機器において、被検レンズの偏芯量を測定調整し、接合するレンズ偏芯調整接合器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズ偏芯調整接合器として、被検レンズに測定光を入射し、被検レンズによる集光スポットの位置を測定し、偏芯量を測定するものがあった（例えば、特許文献１参照）。図６は、前記特許文献1に記載された従来のレンズ偏芯調整接合器を示すものである。
【０００３】
図６において、被検レンズ１を被検レンズ枠２にて回転可能なようにして保持している。被検レンズ１には、光源３からの光をコリメートレンズ系４にて平行光にして入射させる。被検レンズ１を透過した光は、被検レンズ１の焦点位置にスポット像を形成する。このスポット像は、拡大レンズ系５により拡大され撮像素子６上に結像する。
【０００４】
上述した従来のレンズ偏芯測定では、被検レンズ枠２を基準に被検レンズ１を回転させ、被検レンズ１に偏芯があると、撮像素子６上でスポット像は円を描き、この円を計測することで、偏芯量を求め、検出した偏芯量にもとづきレンズ位置を調整し予め塗布したＵＶ接着剤によりレンズ間を固定するものである。
【特許文献１】特開平４−１３８３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、被検レンズ偏芯を高精度測定するためには、被検レンズにより形成されるスポット像を小さくする必要があるが、一般的には、スポット径は、被検レンズへのビーム照射径をＤ，波長をλ、被検レンズの焦点距離をｆとすると、スポット径ｗは、ｗ＝１．２λｆ／Ｄ  より小さくならない。被検レンズに収差があると、ビーム径はさらに大きくなる。このため、偏芯測定を高精度に行うことが困難であった。
【０００６】
また、レンズの回転には、従来は，レンズベアリングで被検レンズのコバを規正し回転させる方法が一般的であるが、短焦点の高敏感レンズの場合、レンズコバ面で回転させるとレンズの真円度誤差によっても撮像面でのスポット位置が振れるため、偏芯測定精度を悪化させる要因となっていた。
【０００７】
また、レンズ回転時の精度を上げるため、エアースピンドルなどの高精度軸受けを用いると被検レンズの近傍に集光点が生じるため、エアースピンドル内に撮像系を配置しなければならず設備の大型化と高コスト化を招いていた。
【０００８】
また、測定光を被検レンズの真上から照射するため、接合用ＵＶ光は測定光の光路をさけて斜めから照射することになり、接合部への照射光にムラや影が生じやすかった。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、被検レンズを精度よく回転させ、スポット位置を高精度に検出し、歪の少ないレンズ接合を行うことが可能なレンズ偏芯調整接合器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のレンズ偏芯調整接合器は、平行光を射出する光源と、光源の射出光を拡大するフォーカシングレンズと、フォーカシングレンズの光を被検レンズに集光するコリメータレンズと、コリメータレンズの射出光を入射光とし、互いに直交する２つの方向の回折格子が配置された遮光板と、遮光板の射出光を入射光とする被検レンズと、被検レンズを保持する保持機構と、被検レンズおよび保持機構を回転させる回転機構と、被検レンズによる集光スポットを撮像する受光部とを備え、回折格子により生じる回折光を用いることで精度よく偏芯量を測定しレンズを接合することができる。
【００１１】
また、平行光を射出する光源と、光源の射出光を拡大するフォーカシングレンズと、フォーカシングレンズの光を被検レンズに集光するコリメータレンズと、コリメータレンズの射出光を入射光とする被検レンズと、空気圧によりチャックを開閉し前記被検レンズを保持するバルーンチャックと、中空モータとエア軸受けにより前記被検レンズおよび保持機構を回転させる回転機構と、前記被検レンズによる集光スポットを撮像する受光部とを備え、前記被検レンズには、調芯レンズ面より光を入射することで精度よく偏芯を測定し接合することができる。
【００１２】
更に、平行光を射出する計測光源と、前記光源の射出光を拡大するフォーカシングレンズと、前記フォーカシングレンズの光を被検レンズに集光するコリメータレンズと、被検レンズに予め塗布された接着剤を硬化させるＵＶ光源と、前記ＵＶ光源と計測光源の間に配置され、ＵＶ光を反射、計測光を透過し、ＵＶ光と計測光の光軸を同じにするハーフミラーと、前記コリメータレンズの射出光を入射光とする被検レンズと、前記被検レンズを保持する保持機構と、前記被検レンズおよび保持機構を回転させる回転機構と、前記被検レンズによる集光スポットを撮像する受光部とを備えたことで、精度よくレンズを調芯し接合することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明のレンズ偏芯調整接合器によれば、被検レンズによるスポット位置を回折格子による複数のスポットから求めることで誤差を低減し高精度な偏芯測定が行える。また、バルーンチャックとエアースピンドルにより被検レンズを正確に回転させることにより高精度な偏芯測定が行える。更に、接着剤硬化用ＵＶ光を被検レンズの真上から照射することにより、歪の少ない接合を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるレンズ偏芯調整接合器の模式図である。
【００１６】
図１において、２０はレーザ光源であり平行光を射出する。２１はレーザ光を拡大するレーザフォーカシングレンズ、２２はフォーカシングレンズ２１で拡大された光を被検レンズに入射するレンズであり、フォーカシングレンズ２１の後ろ側焦点面とレンズ２１の前側焦点面とは光源２０の光軸上で、同じ位置でとなるように配置される。４０はレンズ２１の光線の一部を遮光する板である。
【００１７】
図２に示すように遮光板４０は、縦方向と横方向の２方向の格子状のパターンを有する。横方向に伸びるパターン４１は縦方向の格子が形成され、縦方向に伸びるパターン４２は横方向の格子が形成されている。レンズ２４，２５は被検レンズであり、予めレンズ接合面にＵＶ接着剤が塗布され、偏芯調整後UV光で固定される。２７は、被検レンズ２５を回転させる回転機構を備えたレンズチャックであり、回転中心が光源２０の光軸となるように配置される。２３は、レンズ２４を保持し、レンズ２５に沿って移動することで被検レンズの偏芯を調整するレンズチャックである。レンズ２１とレンズ２４，２５との距離を調整することで被検レンズによるスポット像が受光部２６の撮像面に形成させるようにする。
【００１８】
この装置で、光源２０からの光は、レンズ２１とレンズ２２により拡大され、遮光板４０に入射する。遮光板４０では、格子模様を有する遮光パターン４１、４２で光は回折を起こし、縦方向および横方向に光が分岐する。遮光板を透過した光は、被検レンズ２４，２５に入射し、受光部２６上にスポット像を形成する。遮光板４０での光の回折により受光部２６の撮像面では、図３に示すように、もともとのスポット像４３のほかに、回折スポット像４４、４５が生じる。スポット像４３は回折スポット像４４，４５の０次の回折光であるので、スポット像４３，４４は一直線上に並ぶ。同様に、スポット像４３，４５も一直線上に並ぶ。
【００１９】
被検レンズに偏芯がないと、回転機構２７により被検レンズを回転させたとき、スポット４４は受光ぶ２６の撮像中心に位置する。また、回折像４４，４５の位置も変化しない。
【００２０】
被検レンズに偏芯があると、偏芯量に比例した半径で、スポット像４３は受光部上で円を描く。同様に回折像４４，４５もスポット像４３と同一の直径の円を描く。回転機構を回転させながら、スポット像４３の位置を計測し、スポット軌跡の円の直径を測定することにより被検レンズの偏芯量を測定することができる。
【００２１】
回折スポット像４３と回折スポット像４４およびスポット像４５は１直線状になるため、スポット像４３の垂直方向位置を求める際に、スポット像４３、回折スポット像４４の水平位置の平均を用い、垂直方向では、スポット像４３と回折スポット像４５の水平位置の平均を用いることにより、スポットの測定誤差を小さくすることができ、被検レンズの偏芯測定精度を向上することができる。
【００２２】
なお、被検レンズを凹レンズとしたが、凸レンズでも構わない。
【００２３】
また、光源をレーザ光源としたが、十分に平行光化した白色光源でもよい。
【００２４】
また、被検レンズの調芯側のレンズから光を入射したが、逆方向からの入射でも構わない。
【００２５】
また、遮光板４０の格子パターンを十字形状にしたが、マスク全面としてもよい。
【００２６】
また、遮光板４０の格子パターンは白黒の格子としたが、凹凸の位相パターンでもよい。
【００２７】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２のレンズ偏芯調整接合器の模式図である。図４において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００２８】
図４において、５１はバルーンチャックであり、空気圧による金属の弾性変形を利用し、チャックを僅かに開いてレンズを挿入し、空気圧を下げてレンズを保持する。バルーンチャック５１のチャック中心は、光源２０の光軸となるように配置される。５２は、中空モータを備えたエアースピンドルであり、回転中心が光源２０の光軸となるように配置される。エアースピンドルの中央の穴径は、少なくとも被検レンズ２４，２５の直径よりも大きなものを選択する。
【００２９】
光源２０の射出光は、フォーカシングレンズ２１およびコリメータレンズ２２で拡大され、被検レンズの調芯側レンズ２４に入射する。エアースピンドル５２と反対側から光を入射させることにより、エアースピンドル５２に遮られること無く被検レンズの全面に光を照射させることができる。被検レンズ２５は、バルーンチャック５１で保持され、レンズの中心が光軸となる。被検レンズ２４，２５を透過した光は、受光部２６の撮像面に集光する。エアースピンドル５２を回転させたとき、被検レンズ２４に偏芯があると受光部２６上のスポットは、受光部の原点となり移動しない。被検レンズ２４に偏芯があると受光部２６上のスポットがエアースピンドルの動きに合わせて円の軌跡を描く。このときの円の直径が被検レンズ２４の偏芯量に比例する。被検レンズ２４，２５を射出した光は、エアースピンドル５２の穴径が、被検レンズ２４，２５の直径以上の穴径であるので遮られずに受光部２６に到達できる。
【００３０】
このような構成により、チャック５１により被検レンズ２５を保持するとき、レンズ中心位置が光軸上にないと偏芯測定において誤差が生じるが、バルーンチャックを用いることにより固定側の被検レンズの位置を精度よく光軸にあわすことができるため、偏芯測定精度が向上する。
【００３１】
また、エアースピンドルを用いることにより、回転中心を光軸と一致させることができ、偏芯測定精度を向上することができる。
【００３２】
更に、被検レンズへ入射した光はエアースピンドルで遮られること無く受光部に達するので、集光スポット径は、レンズでのビーム径に逆比例するため、被検レンズ面上で大きなビーム径をとることで、受光面でのスポット径を小さくすることができ、偏芯測定を高精度で行うことができる。
【００３３】
（実施の形態３）
図４は、本発明の実施の形態３のレンズ偏芯調整接合器の模式図である。図４において、図１と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。
【００３４】
図４において、６１はＵＶ光源であり、被検レンズ２４，２５に塗布されたＵＶ接着剤を硬化する。６２は、紫外線領域の光を反射し可視領域の光を透過する光学多層薄膜を表面に形成した光学基板であり、ＵＶ光源６１からの光を反射し、測定光源２０からの光を通過させる。ＵＶ光源６１の位置および光学基板６０の角度は、光学基板６２でほぼ９０°光路を折り返したＵＶ光源６１の光軸が、光源２０の光軸と等しくなるように配置される。
【００３５】
被検レンズの偏芯を計測する光源２０の射出光は、フォーカシングレンズ２１およびコリメータレンズ２２で拡大されたあと光学基板６０に入射する。光学基板６０では、光源２０の光を吸収、反射することなく、ほとんどすべての光を透過し、被検レンズ２４，２５に入射したあと受光部２６の撮像面に集光するので、実施の形態２と同様に被検レンズの偏芯を計測することができる。
【００３６】
被検レンズを接合する接着剤を照射するＵＶ光源６１の射出光は、光学基板６０でほとんど全て反射する。光学基板６０で反射したＵＶ光は、被検レンズの真上から照射されるので、被検レンズを保持するチャックや、回転機構２７の側面などに遮られること無く被検レンズに均一な照明となる。
【００３７】
従って、ＵＶ光により接着剤が硬化するとき、全面がほぼ同時に硬化できるので接着歪の生じにくい接合が可能となる。
【００３８】
なお、ＵＶ光を反射、測定光を透過としたが、ＵＶ光を透過、測定光を反射としてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明のレンズ偏芯測定器は、被検レンズの偏芯量を高精度に測定し、被検レンズの固定を行うことができ、カメラレンズ、光ピックアップなどの光学機器の組立、検査の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレンズ偏芯調整接合器を示す模式図
【図２】本発明の実施の形態1に係るマスクを示す図
【図３】本発明の実施の形態１の受光面でのスポットを示す図
【図４】本発明の実施の形態２に係るレンズ偏芯調整接合器を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態３に係るレンズ偏芯調整接合器を示す模式図
【図６】従来のレンズ偏芯調整接合器の模式図
【符号の説明】
【００４１】
２０    レーザ光源
２１    フォーカシングレンズ
２２    コリメータレンズ
２４    被検レンズ
２６    受光部
２７    回転機構
４０    遮光板        
５１    バルーンチャック    
５２    エアースピンドル
６１    ＵＶ光源
【図１】
2006003489.tif 000003
【図２】
2006003489.tif 000004
【図３】
2006003489.tif 000005
【図４】
2006003489.tif 000006
【図５】
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【図６】
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