(57)【要約】 【課題】  位置ずれ量検出用マーカによって発生するノイズの影響を受けることなく、目的とする像高で被検レンズの性能検査を短時間で実行できるレンズ性能検査装置を提供すること。【解決手段】  レンズ性能検査装置１が、検査用チャート１２に光を照射する光照射部１３と、該光照射部１３と被検レンズ１１との間に配され、検査パターンＰからの投影光は透過させ、位置ずれ量検出用マーカＭからの投影光を遮光する遮光部材１６と、該遮光部材１６を、位置ずれ量検出用マーカＭからの投影光を遮光する位置及び遮光する位置から退避させる位置に移動させる移動機構１７とを備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズの性能検査用の検査パターンと、
該検査パターンからの位置ずれ量と位置ずれ方向の変化に伴い、図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカを前記検査パターンの周辺に配置した検査用チャートと、
前記被検レンズを含むレンズ性能検査用の光学系と、
該光学系を介して被検レンズにより結像された前記検査パターンの像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段からの出力信号である前記検査パターンの像に対応する光強度分布信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備えたレンズ性能検査装置において、
前記検査用チャートに光を照射する光照射部と、
該光照射部と前記被検レンズとの間に配され、前記検査パターンからの投影光は透過させ、前記位置ずれ量検出用マーカからの投影光を遮光する遮光部材と、
該遮光部材を、前記位置ずれ量検出用マーカからの投影光を遮光する位置及び遮光する位置から退避させる位置に移動させる移動機構とを備えることを特徴とするレンズ性能検査装置。
【請求項２】
被検レンズの性能検査用の検査パターンと、
前記被検レンズを含むレンズ性能検査用の光学系と、
該光学系を介して被検レンズにより結像された前記検査パターンの像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段からの出力信号である前記検査パターンの像に対応する光強度分布信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備えたレンズ性能検査装置において、
図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカを検査パターンの周辺に投影する投影部と、
該投影部からの前記位置ずれ量検査用マークの投影を制御する制御機構とを備えることを特徴とするレンズ性能検査装置。
【請求項３】
被検レンズの性能検査用の検査パターンと、
前記被検レンズを含むレンズ性能検査用の光学系と、
該光学系を介して被検レンズにより結像された前記検査パターンの像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段からの出力信号である前記検査パターンの像に対応する光強度分布信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備えたレンズ性能検査装置において、
図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカを前記検査パターンの周辺に蛍光物質により塗布した検査用チャートと、
前記蛍光物質を照明する照明手段と、
該照明手段のオン／オフを制御する制御機構とを備えることを特徴とするレンズ性能検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検レンズの光学性能を検査するレンズ性能検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、写真レンズ等の被検レンズを介して、検査用チャート上に設けたパターン像を撮像素子上に結像し、得られたパターン像の光強度分布により被検レンズの光学性能を検査する場合、被検レンズの製作ばらつき等によりパターン像が撮像素子上に結像しない場合が多々生じる。
このような場合、特に自動検査機では検査用チャートと撮像素子の相対位置をずらすことによりパターン像を探索することになるが、このため検査時間が長くなってしまう。
【０００３】
この問題を解決するために、位置ずれ量検出用マーカを備えたレンズ性能検査装置の検査用チャートが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の検査用チャートは、図７に示すように、検査パターンからの位置ずれ量と位置ずれ方向の変化に伴い図形的な特徴量が変化する（すなわち、例えば検査パターンＰからＸ＋，Ｘ−，Ｙ＋，Ｙ−方向に各々離れるほど、各マーカ範囲Ｍｅの中心座標から位置が変化する）点（黒丸）状の各位置ずれ量検出用マーカＭの画像データに対してラベル付けを行う。次に、最も画像データの中心に近いところにラベル付けされた位置ずれ量検出用マーカＭを選択し、このマーカ範囲Ｍｅの中心座標に対する図形的な特徴量のずれ量とずれ方向とを算出する。
【０００４】
この特徴量のずれ量が検査パターンＰからの位置ずれ量に相当し、ずれ方向が検査パターンＰからの位置ずれ方向に相当するため、これらの算出データに基づいて、検査用チャートと撮像手段との相対的な位置合わせを行うことで、検査パターンＰの検査時間を短縮できる。これにより、目的とする像高で被検レンズ性能検査を短時間で行うことが可能となる。すなわち、被検レンズのばらつき等の影響を受けることなく、目的とする像高で被検レンズの性能検査を短時間で実行できるレンズ性能検査装置の検査用チャートを提供することができる。
【特許文献１】特開２００２−３９９１３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、特許文献１に記載のレンズ性能検査装置の検査用チャートは、図７に示すように、位置ずれ量検出用マーカを備えているため、この位置ずれ量検査用マーカからの光がフレア等のノイズになる問題が生じる。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、位置ずれ量検出用マーカによって発生するノイズの影響を受けることなく、目的とする像高で被検レンズの性能検査を短時間で実行できるレンズ性能検査装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明のレンズ性能検査装置は、被検レンズの性能検査用の検査パターンと、該検査パターンからの位置ずれ量と位置ずれ方向の変化に伴い、図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカを前記検査パターンの周辺に配置した検査用チャートと、前記被検レンズを含むレンズ性能検査用の光学系と、該光学系を介して被検レンズにより結像された前記検査パターンの像を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの出力信号である前記検査パターンの像に対応する光強度分布信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備えたレンズ性能検査装置において、前記検査用チャートに光を照射する光照射部と、該光照射部と前記被検レンズとの間に配され、前記検査パターンからの投影光は透過させ、前記位置ずれ量検出用マーカからの投影光を遮光する遮光部材と、該遮光部材を、前記位置ずれ量検出用マーカからの投影光を遮光する位置及び遮光する位置から退避させる位置に移動させる移動機構とを備えることを特徴としている。
【０００７】
この発明では、光照射部から照射された検査用チャートの像が、被検レンズにより撮像手段に結像し、検査用チャートの位置ずれ量検出マーカにより位置ずれを検出する。そして、この位置ずれ量に基づいて、検査用チャートと撮像手段との位置ずれがなくなるように、撮像手段を移動する。その後、移動機構により遮光部材を位置ずれ量検出用マーカからの投影光を遮光する位置に挿入し、検査パターンからの投影光のみを被検レンズにおいて結像させる。すなわち、遮光部材を備えることにより、位置ずれ量検出用マーカによるフレア等のノイズを除去することが可能となる。
【０００８】
本発明のレンズ性能検査装置は、被検レンズの性能検査用の検査パターンと、前記被検レンズを含むレンズ性能検査用の光学系と、該光学系を介して被検レンズにより結像された前記検査パターンの像を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの出力信号である前記検査パターンの像に対応する光強度分布信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備えたレンズ性能検査装置において、図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカを検査パターンの周辺に投影する投影部と、該投影部からの前記位置ずれ量検査用マークの投影を制御する制御機構とを備えることを特徴としている。
【０００９】
この発明では、制御機構により投影部から位置ずれ量検出用マーカを検査パターン周辺に表示させる。そして、検査用チャートと撮像手段との位置ずれがなくなるように、撮像手段を移動する。その後、制御手段により投射部からの投射を停止させ、検査パターンからの投影光を被検レンズにおいて結像させる。すなわち、制御機構により、必要に応じて投影部からの位置ずれ量検出用マーカの投影の有無を制御することができるため、必要がないときは位置ずれ量検出用マーカを投影させないようにすることができる。したがって、簡易な操作で、位置ずれ量検出用マーカによるフレア等のノイズを除去することが可能となる。また、被検レンズに応じた位置ずれ量検出用マーカを投影することにより、検査時間の短縮化を図ることも可能となる。
【００１０】
本発明のレンズ性能検査装置は、被検レンズの性能検査用の検査パターンと、前記被検レンズを含むレンズ性能検査用の光学系と、該光学系を介して被検レンズにより結像された前記検査パターンの像を撮像する撮像手段と、該撮像手段からの出力信号である前記検査パターンの像に対応する光強度分布信号に基づいて演算処理を行う演算処理部とを備えたレンズ性能検査装置において、図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカを前記検査パターンの周辺に蛍光物質により塗布した検査用チャートと、前記蛍光物質を照明する照明手段と、該照明手段のオン／オフを制御する制御機構とを備えることを特徴としている。
【００１１】
この発明では、制御機構により照明手段を照明させ、検査パターンの周辺に塗布した蛍光物質を発光させる。そして、検査用チャートと撮像手段との位置ずれがなくなるように、撮像手段を移動する。その後、制御手段により照明手段からの照明を停止させ、検査パターンに透過した光を被検レンズにおいて結像させる。すなわち、照明手段により位置ずれ量検出用マーカの表示を制御することができるため、簡易な操作で、位置ずれ量検出用マーカによるフレア等のノイズを除去することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては以下の効果を奏する。
本発明のレンズ性能検査装置によれば、検査パターン探索時には、検査パターンの周辺に配置された位置ずれ量検出用マーカから目的とする像高での検査パターンを短時間で発見することができる。また、レンズ性能検査時には、位置ずれ量検出用マーカによるノイズの影響を受けることなく被検レンズの性能検査を実行することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の第１実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。
本実施形態に係るレンズ性能検査装置１は、図１に示すように、レンズ性能検査用の光学系を有する測定部１０と、この測定部１０の出力信号に基づいて演算処理を行う制御処理手段２０とを備えている。
【００１４】
測定部１０は、検査対象となる被検レンズ１１と、図７に示すパターンを持った検査用チャート１２と、この検査用チャート１２の背面１２ａ側に配され検査チャート１２を照明する光源（光照射部）１３と、検査用チャート１２を撮像する２次元撮像素子（撮像手段）１４と、この２次元撮像素子１４を移動させる撮像素子移動機構１５と、光源１３と被検レンズ１１との間に配された遮光部材１６とを備えている。
図中Ａは光軸であり、光源１３から照射された光が検査用チャート１２を通過するときの光の中心軸を示している。
【００１５】
検査用チャート１２は、図７に示すように、検査パターンＰからの位置ずれ量と位置ずれ方向の変化に伴い、図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカＭを検査パターンＰの周辺に配置したものである。また、この検査用チャート１２は、被検レンズ１１を挟んで２次元撮像素子１４と対向して配置されている。
【００１６】
遮光部材１６は、図２に示すように、検査パターンＰと同程度の大きさの開口部１６ａを有しており、光軸Ａ上に検査パターンＰが置かれるように配されている。これにより、検査パターンＰからの投影光は透過させ、位置ずれ量検出用マーカＭからの投影光を遮光するようになっている。また、この遮光部材１６には、位置ずれ量検出用マーカＭからの投影光を遮光する位置及び遮光する位置から退避させる位置に移動させる移動機構１７を備えている。
撮像素子移動機構１５は、２次元撮像素子１４を移動（図１に示す、Ｘ，Ｙ方向の移動及び回転移動等）させる機構となっている。
【００１７】
制御処理手段２０は、図３に示すように、全体の制御を行う制御部２１と、あらかじめ検査対象となる像高の値や、被検レンズ１１の合否判定をするための規格値（ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）値）を格納している記憶部２２と、ＭＴＦ値の演算や測定位置が所定の像高となりかつ検査用チャート１２と２次元撮像素子１４との位置ずれ量がなくなる位置の算出等各種演算を行う演算部（演算処理部）２３と、各種データを表示する表示部２４と、ラベリング（粒子解析による特徴量抽出）処理等の画像処理を行う画像処理部２５と、制御部２１の制御に基づいて撮像素子移動機構１５を駆動する駆動部２６とを有している。
【００１８】
また、移動機構１７はこの制御処理手段２０により制御され、移動可能になっている。さらに、２次元撮像素子１４，移動機構１７には、ケーブルＬ１，Ｌ２が接続されており、２次元撮像素子１４からの出力信号を取り込むとともに、移動機構１７の駆動制御を行うようになっている。
【００１９】
次に、以上の構成からなる本実施形態のレンズ性能検査装置の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るレンズ性能検査装置１を用いて被検レンズ１１の性能を検査するには、まず、制御処理手段２０が、移動機構１７を作動させて、位置ずれ量検出用マーカＭからの投影光を遮光しない位置に遮光部材１６を退避させておく。そして、光源１３を作動させ光を検査用チャート１２に入射させると、検査用チャート１２の像が被検レンズ１１によって２次元撮像素子１４上に結像する。この像は、２次元撮像素子１４によって光強度分布に対応した電気信号に変換され、ケーブルＬ１を介して制御処理手段２０に２次元画像データとして取り込まれる。この２次元画像データは、２次元撮像素子１４の画素配置と一対一の対応関係になっていて、光強度が強い箇所ほど大きな値となる光強度分布をデジタル化したデータとなっている。
【００２０】
ここで、被検レンズ１１がほぼ設計値通りに製作されている場合は、検査パターンＰのパターンデータは取り込んだ画像データのほぼ中央に位置する。このため、演算部２３にて検査パターンＰに対応する範囲についてＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算を行うことにより被検レンズ１のＭＴＦ値を算出することができる。
一方、被検レンズ１１が設計値に対して製作ばらつきがある場合は、２次元画像データ位置ずれ量検出用マーカＭが含まれた状態で制御処理手段２０に取り込まれることになる。
【００２１】
このようなばらつきがある場合、位置ずれ量検出用マーカＭの図形的な特徴量から検査用チャート１２と２次元撮像素子１４との現在の位置関係を求める。この後、演算部２３により、測定位置が所定の像高となり、かつ検査用チャート１２と２次元撮像素子１４との位置ずれ量がなくなる位置の算出を行う。制御部２１は、演算部２３の演算結果を基に、駆動部２６を介して撮像素子移動機構１５に動作命令を出力し、測定位置が所定の像高となり、かつ、検査用チャート１２と２次元撮像素子１４との位置ずれ量がなくなる位置となるように、撮像素子移動機構１５を駆動させ、２次元撮像素子１４の位置を調節する。
【００２２】
次いで、撮像素子移動機構１５の動作が完了後、制御処理手段２０により、移動機構１７を作動させて、遮光部材１６を位置ずれ量マーカＭからの投影光が２次元撮像素子１４に写りこまない位置に移動させる。すなわち、検査パターンＰからの投影光のみが被検レンズ１１により２次元撮像素子１４に結像される。その後、制御処理手段２０は、再び２次元撮像素子１４から画像データを取り込み、この取り込んだ画像データは、検査用チャート１２と２次元撮像素子１４との位置ずれ量が補正され、さらに所定の像高での画像データとなっている。このため、演算部２３において検査パターンＰに対応する範囲についてＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算を行うことにより、所定の像高での被検レンズ１のＭＴＦ値を算出することができる。次いで、制御部２１は、この算出されたＭＴＦ値と記憶部２２にあらかじめ格納されている合否判定の規格値のＭＴＦ値とを比較判定し、合否結果を表示部２４に表示して作業者に呈示する。
【００２３】
以上に説明した本実施形態におけるレンズ性能検査装置１によれば、被検レンズ１１のＭＴＦ値を求める際、遮光部材１６により位置ずれ検出用マーカＭからの投影光を遮光しているため、検査パターンＰからの投影光のみを被検レンズ１１に入射させることができる。したがって、２次元撮像素子１４の位置の補正を短時間で行い、かつ、位置ずれ量検出マーカＭによるノイズを除いて検査することが可能となる。
【００２４】
次に、本発明に係る第２実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。なお、以下の各実施形態においては、上記第１実施形態と同一構成要素については同一符号を用いてその説明は省略する。
本実施形態のレンズ性能検査装置３０において、上記第１実施形態と異なる点は、図４に示すように、遮光部材１６及び移動機構１７に代えて、位置ずれ量検出用マーカＭを投影する投影部３２を備えている点及び、図5に示すように、検査用チャート３１として検査パターンＰのみが設けられている点である。
【００２５】
投影部３２は、図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカＭを、検査パターンＰの周辺に投影するようになっている。また、この投影部３２は、２次元撮像素子１４の近傍に設けられており、検査用チャート１２の表面に位置ずれ量検出用マーカＭを投影可能な位置に配されている。また、この投影部３２には、ケーブルＬ３を介して制御処理手段（制御機構）２０が接続されており、制御処理手段２０により投影部３２の駆動制御を行うようになっている。また、制御処理手段２０は、ケーブルＬ１，Ｌ３を介して、２次元撮像素子１４の出力信号を取り込むととともに、この出力信号に基づいて投影部３２の駆動制御を行うようになっている。
【００２６】
次に、以上の構成からなる本実施形態のレンズ性能検査装置の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るレンズ性能検査装置３０を用いて被検レンズ１１の性能を検査するには、まず、制御処理手段２０により、投影部３２から位置ずれ量検出用マーカＭを検査用チャート３１の表面に投影する。ここで、被検レンズ１１が設計値に対して製作ばらつきがある場合は、投影部３２から投影された位置ずれ量検出量マーカＭが含まれた状態で制御処理手段２０に取り込まれることになる。
【００２７】
このようなばらつきがある場合、第１実施形態と同様にして、制御部２１により、測定位置が所定の像高となり、かつ検査用チャート３１と２次元撮像素子１４との位置ずれ量がなくなる位置となるように、撮像素子移動機構１５を駆動させ、２次元撮像素子１４の位置を調節する。
【００２８】
次いで、撮像素子移動機構１５の動作が完了後、制御処理手段２０により投影部３２からの位置ずれ量マーカＭの投影を停止する。すなわち、検査用チャート３１には検査パターンＰのみが記されているため、検査パターンＰからの投影光のみが被検レンズ１１により２次元撮像素子１４に結像される。その後、制御処理手段２０は、再び２次元撮像素子１４から画像データを取り込み、第１実施形態と同様にして、演算部２３において、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算を行い、被検レンズ１１のＭＴＦ値を算出することができる。
【００２９】
以上に説明した本実施形態におけるレンズ性能検査装置３０によれば、制御処理手段２０により、投影部３２からの位置ずれ検出用マーカＭの投影を制御することができる。したがって、被検レンズ１１のＭＴＦ値を求める際、位置ずれ検出用マーカＭを表示させないようにすることができるため、位置ずれ量検出マーカＭによるノイズを除いて検査することが可能となる。また、被検レンズ１１に応じた位置ずれ量検出用マーカＭを投影することにより、検査時間の短縮化を図ることも可能となる。
【００３０】
次に、本発明に係る第３実施形態について、図６を参照して説明する。
本実施形態のレンズ性能検査装置４０において、上記第１実施形態と異なる点は、遮光部材１６及び移動機構１７に代えて、図６に示すように、検査用チャート４１の構成及び照明手段４２を備えている点である。
【００３１】
検査用チャート４１は、図７に示すような、検査パターンＰの周辺に、図形的な特徴量が変化する位置ずれ量検出用マーカＭを、蛍光物質により塗布したものである。ここで、蛍光物質とは、例えば、ユウロピウム（赤），テルビウム（緑）及びセリウム（青）などの無機蛍光材料である。
照明手段４２は、２次元撮像素子１４の近傍に設けられており、検査用チャート４１の表面に塗布した位置ずれ量検出用マーカＭを照明するようになっている。また、この照明手段４２には、ケーブルＬ４を介して制御処理手段（制御機構）２０が接続されており、制御処理手段２０により照明手段４２のオン／オフを制御するようになっている。また、制御処理手段２０は、ケーブルＬ１，Ｌ４を介して２次元撮像素子１４の出力信号を取り込むととともに、この出力信号に基づいて照明手段４２の駆動制御を行うようになっている。
【００３２】
次に、以上の構成からなる本実施形態のレンズ性能検査装置の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係るレンズ性能検査装置４０を用いて被検レンズ１１の性能を検査するには、まず、制御処理手段２０により、照明手段４２を作動させ、蛍光物質により塗布した位置ずれ量検出マーカＭを照明する。ここで、被検レンズ１１が設計値に対して製作ばらつきがある場合は、照明手段１１により照明された位置ずれ量検出量マーカＭが含まれた状態で制御処理手段２０に取り込まれることになる。
【００３３】
このようなばらつきがある場合、第１実施形態と同様にして、制御部２１により、測定位置が所定の像高となり、かつ検査用チャート４１と２次元撮像素子１４との位置ずれ量がなくなる位置となるように、撮像素子移動機構１５を駆動させ、2次元撮像素子１４の位置を調節する。
撮像素子移動機構１５の動作が完了後、制御処理手段２０により照明手段４２からの位置ずれ量マーカＭへの照明を停止する。すなわち、検査用チャート４１に設けられているマーカＭは表示されないため、検査パターンＰからの投影光のみが被検レンズ１１により２次元撮像素子１４に結像される。その後、制御処理手段２０は、再び２次元撮像素子１４から画像データを取り込み、第１実施形態と同様にして、演算部２３において、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）演算を行い、被検レンズ１１のＭＴＦ値を算出することができる。
【００３４】
以上に説明した本実施形態におけるレンズ性能検査装置４０によれば、制御処理手段２０により、照明手段４２からの位置ずれ検出用マーカＭへの照射を制御することができる。したがって、被検レンズ１１のＭＴＦ値を求める際、位置ずれ検出用マーカＭを表示させないようにすることができるため、位置ずれ量検出マーカＭによるノイズを除いて検査することが可能となる。
【００３５】
なお、本発明の技術範囲は上記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態におけるレンズ性能検査装置の全体を示す概略図である。
【図２】図１のレンズ性能検査装置に用いられる遮光部材の拡大図である。
【図３】本発明におけるレンズ性能検査装置の制御処理手段の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態におけるレンズ性能検査装置の全体を示す概略図である。
【図５】本発明に用いられる検査用チャートの一例を示す平面図である。
【図６】本発明の第３実施形態におけるレンズ性能検査装置の全体を示す概略図である。
【図７】位置ずれ量検出用マーカを備えた検査用チャートを示す平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｐ  検査パターン
Ｍ  位置ずれ量検出用マーカ
１，３０，４０  レンズ性能検査装置
１１  被検レンズ
１２，３１，４１  検査用チャート
１３  光源（光照射部）
１４  ２次元撮像素子（撮像手段）
１６  遮光部材
１７  移動機構
２０  制御処理手段（制御機構）
２３  演算部（演算処理部）
３２  投影部
４２  照明手段
【図１】
2005221365.tif 000003
【図２】
2005221365.tif 000004
【図３】
2005221365.tif 000005
【図４】
2005221365.tif 000006
【図５】
2005221365.tif 000007
【図６】
2005221365.tif 000008
【図７】
2005221365.tif 000009