(57)【要約】【課題】レンズの性能評価装置において、より高い高周波成分を評価するための高倍率の像拡大検出光学系を備えつつ、空中像を容易に発見し、被検レンズの性能を短時間で評価し得るようにすること。【解決手段】被検レンズ６の光軸に一致させて配置され、該被検レンズ６により結像された物体象を拡大する像拡大検出光学系８と、該像拡大検出光学系８を３次元方向に移動させる移動機構１１と、前記像拡大検出光学系８から出力された前記物体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、該撮像素子の出力信号からＦＦＴによりＭＴＦを算出するレンズの性能評価装置１において、前記像拡大検出光学系８の倍率を変える倍率変更手段を備えることを特徴とするレンズの性能評価装置１を提供する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズの光軸に一致させて配置され、該被検レンズにより結像された物体像を拡大する像拡大検出光学系と、該像拡大検出光学系を３次元方向に移動させる移動機構と、前記像拡大検出光学系から出力された前記物体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、該撮像素子の出力信号からＦＦＴによりＭＴＦを算出するレンズの性能評価装置において、
前記像拡大検出光学系の倍率を変える倍率変更手段を備えることを特徴とするレンズの性能評価装置。
【請求項２】
前記倍率変更手段が、
複数の像拡大検出光学系と、これら複数の像拡大検出系を選択的に切り替える切替手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズの性能評価装置。
【請求項３】
前記像拡大検出光学系が、
対物レンズと結像レンズとを備えるとともに、これら対物レンズと結像レンズとの少なくとも一方を複数備えることを特徴とする請求項２に記載のレンズの性能評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銀塩フィルムを用いたカメラやデジタルカメラ等の撮影レンズの性能評価装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レンズの性能評価装置として投影試験、撮影試験、空中像観測の３方法を用いたものが知られている。このうち、最も高い精度が得られるのは、空中像観測による性能評価装置である。これは、被検レンズによって作られた空中像を顕微鏡などに用いられる高性能の像拡大検出光学系を通して観察するもので、これ自体は周知の技術である。この技術を用いることにより、肉眼では捕らえにくい高周波成分を高精度に捕らえることができる（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
図３に、像拡大光学系の空中像観測方法を用いたレンズの性能評価装置の構成図を示す。光源部３１の光源３２から、光源部３１のピンホール３３を照射し、ここからのピンホール像が被検レンズ３４を介してピンホール像として結像する。さらに、像面に対して垂直に配置された顕微鏡の対物レンズ３５で像を拡大し、受光素子３６面上に結像する。受光素子３６から出力される出力信号をＦＦＴ演算してＭＴＦ値を算出することにより、空中像を解析する。
また、上記の装置とは別に、ピンホール像を自動追尾して像拡大光学系で捕らえる検査装置も紹介されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【非特許文献１】
小倉磐夫著、「現代のカメラとレンズ技術」、写真工業出版社、１９９５年１０月１７日発行、Ｐ１４５，Ｐ１４６
【特許文献１】
特開２００２−３５７５０７号公報（第２−４頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記像拡大検出光学系は、より高い高周波成分を評価し得るように高倍率のものを使用しているため、観察視野が狭い。また、被検レンズの性能が大きなばらつきを有していると、それぞれの被検レンズによりピンホール像の結像位置が異なることになる。そのため、被検レンズによっては、その空中像が視野から外れてしまい、これを探し出すのに時間がかかってしまう。その一方で、観察視野を広くしようとすると、低倍率の像拡大光学系を使用せざるを得ないため、高周波成分の評価ができなくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、より高い高周波成分を評価するための高倍率の像拡大検出光学系を備えつつ、空中像を容易に発見し、被検レンズの性能を短時間で評価できるレンズの性能評価装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提供する。
請求項１に係る発明は、被検レンズの光軸に一致させて配置され、該被検レンズにより結像された物体象を拡大する像拡大検出光学系と、該像拡大検出光学系を３次元方向に移動させる移動機構と、前記像拡大検出光学系から出力された前記物体像を電気信号に変換する撮像素子とを有し、該撮像素子の出力信号からＦＦＴによりＭＴＦを算出するレンズの性能評価装置において、前記像拡大検出光学系の倍率を変える倍率変更手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るレンズの性能評価装置によれば、被検レンズによって結像された物体象が、像拡大検出光学系により拡大されて撮像素子において電気信号に変換される。撮像素子から出力されたその電気信号はＦＦＴによりＭＴＦ値を算出されることによりレンズの性能が評価される。この場合において、被検レンズの性能のばらつき等により、物体像が像拡大検出光学系の視野から外れてしまった場合は、撮像素子には物体像が捕らえられず、ＭＴＦ値が得られないことになる。そこで、倍率変更手段により、像拡大検出光学系の倍率が変更され、観察視野を拡大させる。この状態で、上記物体像が捕らえられた後、移動機構の作動により、像拡大検出光学系の位置がその物体像に合わせられる。そして、必要に応じて像拡大検出光学系の倍率が再度変更され、レンズの性能が評価される。
これにより、物体像が視野から外れてしまった場合であっても、容易にその物体像を見つけることができ、被検レンズの性能を短時間で評価することが可能となる。さらに、光成分に応じて像拡大光学系の倍率を変更することにより、装置１台でより広範囲にわたるレンズの性能を評価することが可能となる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のレンズの性能評価装置において、前記倍率変更手段が、複数の像拡大検出光学系と、これら複数の像拡大検出系を選択的に切り替える切替手段とを備えることを特徴とする。
この発明に係るレンズの性能評価装置によれば、被検レンズによって結像された物体象が、像拡大検出光学系の視野から外れた場合には、切替手段により、より視野の広い別の像拡大検出光学系に切り替えられる。
これにより、複数の像拡大検出光学系を被検レンズの性能に応じて選択的に切り替えることができ、上記請求項１と同様の効果が得られる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載のレンズの性能評価装置において、前記像拡大検出光学系が、対物レンズと結像レンズとを備えるとともに、これら対物レンズと結像レンズとの少なくとも一方を複数備えることを特徴とする。
この発明に係るレンズの性能評価装置によれば、被検レンズによって結像された物体象が、対物レンズにより拡大され、結像レンズに照射される。そして、その結像レンズによりさらに拡大されて撮像素子に照射された後、撮像素子においてその光が電気信号に変換され、被検レンズの性能が評価される。ここで、上記と同様に被検レンズのばらつき等により物体像が視野から外れてしまった場合には、対物レンズもしくは結像レンズまたはその双方が必要に応じて切り替えられる。
これにより、レンズの視野範囲を切り替えることができ、上記請求項２と同様の効果が得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係るレンズの性能評価装置１について、図面を参照して説明する。
本実施形態にかかるレンズの性能評価装置１は、図１に示されるように、物体像を構成する光源部４と、光源部４から発せられ被検レンズ６によって結像された光を入射させて拡大する対物レンズ切替部１０と、入射された光から物体像を検出するＣＣＤカメラ２７と、対物レンズ切替部１０からの物体像をさらに拡大させＣＣＤカメラ２７に照射する結像レンズ切替部１３と、光路を変更させるプリズム２０，２１と、対物レンズ切替部１０の対物レンズを３次元空間内で移動させる移動機構１１とを備えている。
【００１２】
光源部４は、複数の光源ランプ２ａ，２ｂと、複数のピンホールチャート３ａ，３ｂとを備えている。各光源ランプ２ａ，２ｂから発せられた光は、それぞれのピンホールチャート３ａ，３ｂを通過させられることによりピンホール像を形成し、被検レンズ６を経てその焦点位置に結像するようになっている。
対物レンズ切替部１０は、高倍率の高倍対物レンズ１２ａと、低倍率の低倍対物レンズ１２ｂと、その切替手段（倍率変更手段）としてのアクチュエータ１４ａとを備えている。高倍対物レンズ１２ａと低倍対物レンズ１２ｂとは、被検レンズ６を通過させられた光の結像位置近傍に配置されている。そして、アクチュエータ１４ａを駆動することにより、高倍対物レンズ１２ａおよび低倍対物レンズ１２ｂを、測定領域としての測定可能位置と不使用領域としての退避位置との間を相互に移動させ、いずれか一方が選択的に使用されるようになっている。
【００１３】
結像レンズ切替部１３は、高倍率の高倍結像レンズ２５ａと、低倍率の低倍結像レンズ２５ｂと、その切替手段（倍率変更手段）としてのアクチュエータ１４ｂとを備えている。高倍結像レンズ２５ａおよび低倍結像レンズ２５ｂは、対物レンズ切替部１０からの光を入射させることにより、物体像を拡大してＣＣＤカメラ２７内の撮像素子（不図示）に結像させるように構成されている。そして、アクチュエータ１４ｂは、上記と同様、高倍結像レンズ２５ａおよび低倍結像レンズ２５ｂを、測定可能位置と退避位置との間で相互に移動させるようになっている。
上記の構成において、高倍対物レンズ１２ａ、低倍対物レンズ１２ｂ、高倍結像レンズ２５ａおよび低倍結像レンズ２５ｂは像拡大検出光学系８を構成している。
プリズム２０，２１は、対物レンズ切替部１０からの光の進行方向を変更させ、その光を結像レンズ切替部１３に到達させるように配置されている。
移動機構１１は、相互に直交するＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に高倍対物レンズ１２ａおよび低倍対物レンズ１２ｂを直線移動させる３個のモータ１５ａ，１５ｂ，１５ｃとを備えている。
【００１４】
次に、このように構成された本実施形態に係るレンズの性能評価装置１の作用について説明する。
まず、予め被検レンズ６を評価するうえで最適な倍率の対物レンズと結像レンズとを使用できるよう、後述するようにアクチュエータ１４ａ，１４ｂを必要に応じて駆動することにより、上記の両測定可能位置に所定の対物レンズ、結像レンズを配置する。本実施形態では、両測定可能位置に、高倍対物レンズ１２ａおよび高倍結像レンズ２５ａを配置した状態について説明する。
光源２ａから発せられた光は、ピンホールチャート３ａ通過させられることによりピンホール像を形成し、被検レンズ６を経て像７ａとして所定の空間位置において空中に結像させられる。そして、不図示の駆動部により、予め記憶された被検レンズ６の諸元値に基づいて、ピンホール像の３次元位置座標が算出され、その算出結果に応じて移動機構１１が駆動させられる。その結果、高倍対物レンズ１２ａの焦点位置がピンホール像の理論上の結像点に配置するよう移動させられる。
【００１５】
このとき、実際のピンホール像が視野内にある場合には、そのピンホール像が高倍対物レンズ１２ａにより拡大され、プリズム２０，２１を経て高倍結像レンズ２５ａに入射される。さらに、高倍結像レンズ２５ａにより、そのピンホール像が拡大され、ＣＣＤカメラ２７内の撮像素子に結像される。そして、ＣＣＤカメラ２７により、その光が電気信号に変換される。電気信号に変換されたピンホール像は輝度情報を有する２次元データとなり、このデータが、不図示の演算部によりＦＦＴ処理され、さらに周波数空間の情報に変換してＭＴＦ値が算出されることにより、被検レンズ６の性能が評価される。
なお、ピンホールチャート３ｂを通過させられた光源ランプ２ｂからの光が被検レンズ６を経て、像７ｂとして結像させられたピンホール像は、軸外性能検査を行うためのものであり、上記と同様の動作により、被検レンズ６の軸外性能が評価される。
【００１６】
本実施形態に係るレンズの性能評価装置１において、被検レンズ６の製造誤差、取付誤差等によりピンホール像の結像点がずれ、高倍対物レンズ１２ａの視野からピンホール像が外れてしまった場合について以下説明する。
高倍対物レンズ１２ａが、被検レンズ６の諸元値に基づいて移動機構１１により結像点に合わせて移動させられるのは、上述のとおりである。その状態から、高倍対物レンズ１２ａの視野内にピンホール像がないときには、アクチュエータ１４ａを駆動することにより、高倍対物レンズ１２ａを退避位置に移動させるとともに、低倍対物レンズ１２ｂを測定可能位置に移動させる。これにより、観察視野をより広くすることができる。また、アクチュエータ１４ｂを駆動すれば、高倍結像レンズ２５ａを退避位置に移動させるとともに、低倍結像レンズ２５ｂを測定可能位置に移動させ、さらに観察視野を広げることができる。この状態から、広い視野の下、ピンホール像を探し出す。ピンホール像を発見した後、移動機構１１を駆動することにより、低倍対物レンズ１２ｂの焦点位置が実際の結像点に配置されるよう低倍対物レンズ１２ｂを移動させる。そして、アクチュエータ１４ａ，ｂを駆動し、それぞれ高倍対物レンズ１２ａ、高倍結像レンズ２５ａを測定可能位置に移動させ、上述の通り被検レンズ６の性能評価を開始する。
【００１７】
以上より、本実施形態にかかるレンズの性能評価装置１によれば、ピンホール像が観察視野から外れた状態にあっても、より低倍率の低倍対物レンズ１２ｂ、低倍結像レンズ２５ｂ等に切り替えることにより、観察視野を拡大させ、ピンホール像を見つけ易くすることができる。
また、対物レンズだけでなく、結像レンズも複数切替可能になっているため、低倍対物レンズ１２ｂを用いて評価するときにおいても、低倍結像レンズ２５ｂに切り替えることにより、さらに観察視野を拡大させることができる。
さらに、高倍率と低倍率の対物レンズおよび結像レンズをそれぞれ切り替えることにより、観察視野の広狭を他段階に調整することができるとともに、それぞれのレンズの組み合わせに応じたより広い範囲の光成分に対応することができる。
【００１８】
図２は、本発明の別の実施形態を示したものである。
図２において、図１に記載の構成要素と同一部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態に係るレンズの性能評価装置１は、天面が半球形に形成されたドーム状のレボルバ２８を備えている。
レボルバ２８の天面には、その縁部に高倍対物レンズ１２ａが、その縁部に対しレボルバ２８の中心点を挟んだ反対側の縁部に低倍対物レンズ１２ｂが取り付けられている。そして、アクチュエータ１４ａを駆動し、レボルバ２８を上記の中心点を回転中心として回転させることにより、高倍対物レンズ１２ａと低倍対物レンズ１２ｂとを測定可能位置と退避位置との間で相互に移動させることができるようになっている。
【００１９】
以下、本実施形態にかかるレンズの性能評価装置１の作用について説明する。本実施形態にかかるレンズの性能評価装置１の評価における作用は、上述と同様である。ここでは、上述と異なる作用、すなわち、対物レンズの切替作用について説明する。
高倍対物レンズ１２ａが上述のように移動機構１１により所定の位置に移動させられ、その視野内にピンホール像がないときには、アクチュエータ１４ａを駆動し、レボルバ２８は上記中心点を回転中心として回転させられる。これにより、退避位置に高倍対物レンズ１２ａが、測定可能位置に低倍対物レンズ１２ｂが移動させられる。そのため、対物レンズの観察視野が拡大する。
【００２０】
以上より、本実施形態にかかるレンズの性能評価装置１によれば、観察視野の広狭を調整することができ、上記図１に記載の実施の形態と同様の効果が得られる。さらに、レボルバ２８を回転させることにより対物レンズを切り替えるようにしているため、高倍対物レンズ１２ａを像位置から離すと、その結果として低倍対物レンズ１２ｂが像位置に近づくように移動させられる。そのため、像位置が被検レンズ６から近いような検査スペースが狭い場合であっても、レンズ性能を評価することができる。
なお、上記実施形態においては、対物レンズおよび結像レンズをそれぞれ２個設けるとしたが、これに限ることはなく、３個以上設置することにしてもよい。これにより、観察視野をさらに他段階に調整することができ、さらに広い範囲の光成分を評価することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、より高い高周波成分を評価するための高倍率の像拡大検出光学系を備えつつ、倍率変更手段によりその倍率を変更することにより、観察視野から外れた空中像を容易に発見し、被検レンズの性能を短時間で評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るレンズの性能評価装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】本発明に係るレンズの性能評価装置の別の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】従来のレンズの性能評価装置を示す模式図である。
【符号の説明】
１    性能評価装置
６    被検レンズ
８    像拡大検出光学系
１１    移動機構
１２ａ  高倍対物レンズ（対物レンズ）
１２ｂ  低倍対物レンズ（対物レンズ）
２５ａ  高倍結像レンズ（結像レンズ）
２５ｂ  低倍結像レンズ（結像レンズ）
２７    ＣＣＤカメラ（撮像素子）
１４ａ  アクチュエータ（倍率変更手段、切替手段）
１４ｂ  アクチュエータ（倍率変更手段、切替手段）
【図１】
2004294387.tif 000003
【図２】
2004294387.tif 000004
【図３】
2004294387.tif 000005