(57)【要約】【課題】回転式のレンズマウントの回転域を規制し制御するために、フィードバック制御系及びメカストッパを利用しつつ、レンズマウントに被検レンズを着脱する際にその操作を簡便にし、またレンズマウントの回転制御部に過大な負荷が及ぶことを防ぐ。【解決手段】レンズマウント６と一体にマウントギヤ３０を設け、スピンドルギヤ３３とセンサギヤ３６とを噛み合わせる。ストッパピン３９と、制限プレート３８の端縁３８ａ及び３８ｂとを当接させる直前で、モータ制御回路４３によりレンズマウント６を測定開始位置，測定終了位置で停止させる。このとき、ストッパピン３９と端縁３８ａ，３８ｂとの間に、スピンドルギヤ３３の歯とマウントギヤ３０の歯との間の遊びの範囲内の隙間を設けておく。【選択図】図５
2012058138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物に測定光を入射させ、測定対象物から反射又は透過した検査光を撮像して前記測定対象物の光学性能を測定する光学測定機に設けられ、前記測定光の照射光路内に前記測定対象物を保持する測定対象物保持装置において、
前記測定対象物の一方向への回転を伴う装着操作により測定対象物が取り付けられ、他方向への回転を伴う取外し操作により測定対象物が取り外されるとともに、基台に回転自在に支持され、取り付けられた測定対象物を一定の軸回りに一体となって回転させる回転保持部材と、
前記回転保持部材に固着されたリングギヤに噛合するスピンドルギヤを有し、前記回転保持部材を前記一定の軸回りに回転させるモータと、
前記リングギヤに噛合するセンサギヤを有し、前記回転保持部材の回転に応じた検知信号を検出する回転センサと、
前記リングギヤが測定開始位置から測定終了位置までの測定角度範囲内に位置するときに、前記回転保持部材の目標回転位置に応じた駆動信号を前記モータに供給し、かつ前記回転センサから得られる検知信号を監視しながら前記モータの駆動を制御するモータ制御回路と、
前記回転保持部材との係合により、前記測定角度範囲から前記測定開始位置を越えた第一位置と前記測定終了位置を越えた第二位置との間に前記回転保持部材の回転域を機械的に制限するストッパとを備えるとともに、
前記測定開始位置と第一位置との間及び前記測定終了位置と第二位置との間における前記回転保持部材の回転量が、前記リングギヤと前記スピンドルギヤとの間の噛み合い遊びの範囲内であることを特徴とする測定対象物保持装置。
【請求項２】
前記回転保持部材は、前記測定対象物となる被検レンズが取り付けられるレンズマウントであり、取り付けられた前記被検レンズをその光軸回りに回転自在に保持することを特徴とする請求項１記載の測定対象物保持装置。
【請求項３】
前記レンズマウントで保持された被検レンズには、テストチャートが組み込まれたコリメータからの平行光束が測定光として入射され、前記被検レンズによって結像される前記テストチャートの像を撮像して測定が行われるレンズ検査機に用いられることを特徴とする請求項２記載の測定対象物保持装置。
【請求項４】
前記レンズマウントは、前記被検レンズを保持したレンズホルダが螺合により一体的に連結される取り付けネジを有することを特徴とする請求項３記載の測定対象物保持装置。
【請求項５】
前記レンズマウントの測定開始位置から測定終了位置までの回転角が１８０°であることを特徴とする請求項４記載の測定対象物保持装置。
【請求項６】
前記モータ制御回路は、現在位置と目標回転位置との差分に応じて回転力が異なる駆動信号で前記モータを駆動することを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の測定対象物保持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学部品である測定対象物に測定光を照射し、測定対象物からの反射光または透過光を撮像して測定対象物の性能や品質を検査する光学検査機に用いられる測定対象物保持装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カメラに内蔵あるいは交換使用されるレンズの性能を検査するために、例えばＭＴＦ（Modulation Transfer Function）に基づく数値化データが測定できるようにしたレンズ検査機が用いられる。このようなレンズ検査機として、被検レンズから一定の距離隔てて対面させたテストチャートを被検レンズで空中結像させ、そのテストチャートの空中像を拡大光学系で拡大してからＣＣＤあるいはＣＭＯＳ型のイメージセンサで撮像し、得られた撮像データを解析して数値データを採取する方式のものが例えば特許文献１で知られている。
【０００３】
上記のレンズ検査機は、テストチャート及び撮像部の双方を被検レンズの光軸と垂直な面内で移動自在にしておき、軸外光に対する被検レンズの結像性能も測定することができるようにしている。例えば広角系のレンズが被検レンズである場合には、被検レンズの光軸から傾けた軸外方向から測定光を入射させ、被検レンズを透過してきた検査光の結像状態に基づいて像面湾曲の測定を行うことも可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３２０７号公報
【０００５】
特許文献１記載のレンズ検査機を含め、従来のレンズ検査機は被検レンズが軸対称であることを前提とし、測定時に被検レンズをその光軸回りに回転させる機能を備えていないものが多い。しかし、例えばプラスチックやガラスなどによりモールド成形したレンズでは、金型の面形状や種々の成形条件などによって必ずしも軸対称にならないこともある。このようなレンズについてその結像性能を精密に評価するには、被検レンズを光軸回りに正確にステップ回転してそれぞれの回転位置ごとにその結像状態を測定できるようにしておくことが必要となる。
【０００６】
レンズマウントで保持された被検レンズを測定開始位置から測定終了位置まで正確な角度ステップで回転させるには、ポテンショメータなどの回転センサでレンズマウントの回転位置を監視しながら、マウント回転用のモータを駆動制御するフィードバック系を用いればよい。このようなフィードバック系でレンズマウントの回転位置を繰り返し精度よく再現するには、レンズマウントに不用意に過大な負荷が加わった際にモータや回転センサとの連携部分に機械的なズレや損傷が生じたり、またモータに過電流が長時間流れたりすることがないようにしておく必要がある。このため、レンズマウントが必要以上に回転することを禁止するメカニカルなストッパを設け、またレンズマウントが外力やモータの駆動で回転可能な状況下では常にフィードバック系を活かしておくのが有効である。
【０００７】
ところで、実際の検査・測定作業時には、同一光学諸元の複数の被検レンズを用意しておき、所定のシーケンスにしたがって一連の検査・測定が終了するごとに被検レンズをレンズマウントに順次に脱着しながら検査を繰り返すのが通常である。被検レンズはまずレンズホルダに固定され、その状態でレンズホルダがバヨネット方式やネジ方式でマウントに脱着されるが、その脱着操作時にレンズマウントが従動して回転してしまうと操作性が悪い。そこで、レンズホルダの脱着操作が行われる位置ではレンズマウントにメカストッパを作用させ、レンズホルダを回転操作したときにレンズマウントが同方向に従動回転しないようにするのが簡便で、またこのようなメカストッパはレンズマウント駆動用のモータが何らかの原因で暴走してしまい、高精度が要求されるレンズマウントの回転機構が致命的なダメージを受けることを防ぐ意味でも必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のようにレンズホルダを脱着する位置でレンズマウントの回転を規制するに際し、例えば電磁駆動方式のストッパをレンズマウントに係脱させる構成は、アクチュエータ及びその制御回路を含め部品点数が増えてコストアップになる。また、定置式に設けたストッパにレンズマウントを当接させて回転止めを行う場合には、レンズホルダの取り付け位置ではマウントの右回転を阻止するストッパと、レンズホルダの取外し位置ではマウントの左回転を阻止するストッパとを設け、これらのストッパへの当接により回転止めされるレンズマウントの停止位置を、測定時の回転範囲を越えて設定する必要がある。したがって、フィードバック系を活かした状態のもとでは、検査・測定用の回転制御シーケンスだけではレンズマウントをレンズホルダの脱着位置まで回転させることができない。
【０００９】
また、測定開始位置とレンズホルダの取り付け位置、そして測定終了位置とレンズホルダの取外し位置とをそれぞれ厳密に一致させることができれば構成的には最も簡便であるが、フィードバック系により電気的に回転制御されるモータの回転停止位置と、メカニカルなストッパとの当接によって機械的に位置決めされるマウントの停止位置とを厳密に一致させることは極めて困難である。例えば測定開始位置にレンズマウントを位置決めするために、フィードバック系からの信号を受けてモータが駆動されているのにもかかわらずレンズマウントの回転がストッパとの当接により阻止されていると、測定開始位置における測定が終了するまでの間、モータに過電流が供給されたままとなり、モータが発熱して損傷するおそれが生じてくる。
【００１０】
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、上述したレンズ検査機などの光学検査機において、測定光を測定対象物に照射してその反射または透過によって得られる検査光を撮像して測定対象物の反射特性や透過特性を検査するにあたり、測定対象物を回転可能に保持することによって様々な条件のもとで測定できるようにし、しかも測定対象物を回転させるための回転機構に負荷を与えることなく測定対象物をその保持部材に簡便に着脱できるようにした測定対象物保持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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の測定対象物保持装置は、測定対象物の一方向への回転を伴う装着操作により測定対象物が取り付けられ、他方向への回転を伴う取外し操作により測定対象物が取り外されるとともに、基台に回転自在に支持され、取り付けられた測定対象物を一定の軸回りに一体となって回転させる回転保持部材と、前記回転保持部材に固着されたリングギヤに噛合するスピンドルギヤを有し、前記回転保持部材を回転させるモータと、前記リングギヤに噛合するセンサギヤを有し、回転保持部材の回転に応じた検知信号を出力する回転センサと、前記回転保持部材が測定開始位置から測定終了位置までの所定の測定角度範囲に位置するときに、前記回転保持部材の目標回転位置に応じた駆動信号を前記モータに供給し、かつ前記回転センサから得られる検知信号を監視しながら前記モータの駆動を制御するモータ制御回路と、前記回転保持部材との係合により、前記測定開始位置を越えた第一位置と前記測定終了位置を越えた第二位置との間に回転保持部材の回転域を機械的に制限するストッパとを備えるとともに、前記測定開始位置と第一位置との間及び前記測定終了位置と第二位置との間における前記回転保持部材の回転量が、前記リングギヤと前記スピンドルギヤとの間の噛み合い遊びの範囲内であることを特徴とする。
【００１２】
本発明はレンズの結像性能を評価・測定するレンズ検査機のレンズマウントに好適に用いることができる。この場合には、測定対象物となる被検レンズが回転保持部材となるレンズマウントに装着され、レンズマウントは被検レンズがその光軸の中心に回転できるように構成される。量産されたレンズを被検レンズとして順次に検査してゆくような場合には、レンズマウントに被検レンズを直接装着するのではなく、専用のレンズホルダに被検レンズを取り付けた後にレンズホルダを螺合によりレンズマウントに装着するのが簡便である。被検レンズの軸対称性を評価することができるように、被検レンズの光軸に関して１８０°の回転対称となる位置にそれぞれ測定光を入射できるようにするとともに、レンズマウントを光軸中心に１８０°まで回転できるようにしておくことが望ましく、また、レンズマウントとストッパとが当接するときの衝撃を小さくする上では、前記モータ制御回路に、現在位置と目標回転位置との差分に応じて回転力が異なるように前記モータを駆動する機能をもたせておくことが有効である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光学検査機の機械的あるいは電気的な構成を複雑化させずに、測定時に測定対象物を保持した回転保持部材を高精度で回転制御する回転機構に過分な負担を与えずに、測定済みの測定対象物を回転保持部材から簡便に取り外し、また新たな測定対象物を装着することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を用いたレンズ検査機の概略平面図である。
【図２】図１に示すレンズ検査機の要部断面図である。
【図３】レンズマウントの要部平面図である。
【図４】レンズマウントの要部正面図である。
【図５】レンズマウントの回転制御部の概要を示す機能ブロック図である。
【図６】レンズ検査機の測定シーケンスを示すフローチャートである。
【図７】レンズマウントの回転制御部による作用説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明はＭＴＦなどによりレンズの結像性能を測定するレンズ検査機に好適に用いることができる。この場合には、例えばコリメータからの測定光を被検レンズに入射させ、被検レンズを透過した検査光の結像の様子を撮像して被検レンズの結像性能が測定される。本発明を用いたレンズ検査機の一例を示す図１及び図２において、上面を水平にした基台として定盤２が用いられ、定盤２の上面にはマウントベース３が固定され、このマウントベース３に固着されたブラケット４が円筒状のマウントホルダ５を保持している。マウントホルダ５には、その内壁に組み込まれた軸受を介して円筒状のレンズマウント６が回転自在に組み込まれている。レンズマウント６の前端部には被検レンズ７を保持したレンズホルダ８が取り付けられる。レンズマウント６が、測定対象物となる被検レンズ７を光軸Ｐの回りに回転自在に保持する回転保持部材として機能し、被検レンズ７はレンズマウント６の回転とともに光軸Ｐの回りに一体となって回転する。
【００１６】
レンズホルダ８をレンズマウント６に固定するために、レンズマウント６の前端部内周壁とレンズホルダ８の後端外周壁にネジが切られており、これらを互いに螺合させてレンズホルダ８の固定が行われる。これらのネジは通常の右ネジで構成されているから、レンズホルダ８を時計方向に回して簡便にその取り付けを行うことができ、また反時計方向に回せばその取り外しを行うことができる。なお、レンズホルダ８には被検レンズ７の形状やサイズに応じて精密に加工されたレンズ保持部が形成され、被検レンズ７は常に一定の状態でレンズホルダ８に固定できるようにしてある。また、レンズマウント６とレンズホルダ８との脱着には、回転操作を伴うバヨネット方式をとることも可能で、例えば軸方向に押し込んでから時計方向に一定角度回転して取り付けが行われ、取り外し時には反時計方向に回転してから軸方向に抜き取るような態様を採ることも可能である。
【００１７】
レンズマウント６で保持された被検レンズ７に様々な方向から測定光を入射することができるように、光軸Ｐ上に軸上コリメータ１０が設けられ、また光軸Ｐの両側に軸外コリメータ１１，１２が設けられている。軸上コリメータ１０は光軸Ｐに沿って被検レンズ７に測定光を入射させ、また軸外コリメータ１１，１２はそれぞれ光軸Ｐを挟む両側から軸外から測定光を入射させる。
【００１８】
なお、レンズマウント６とともに被検レンズ７を３６０°の範囲で回転できるようにしておけば軸外コリメータ１１，１２の一方を省略することも可能であるが、このレンズ検査機では被検レンズ７の回転位置を変えるごとに双方の軸外コリメータ１１，１２から測定光を入射させてして順次に測定を行うようにしているため、被検レンズ７の回転範囲は基本的には１８０°になっている。
【００１９】
軸外コリメータ１１，１２のそれぞれは、光軸Ｐに関して±３０°程度に対称に傾けられた直進ガイド１３，１４に沿って移動自在な揺動ステージ１５，１６上に支持されている。揺動ステージ１５，１６の各々は、軸外コリメータ１１，１２を定盤２の上面と平行な水平面内で揺動自在に支持する。したがって図示のように、軸外コリメータ１１，１２を利用して被検レンズ７に任意の方向から測定光を入射させることができる。
【００２０】
直進ガイド１３，１４はレンズマウント６に近づくほど光軸Ｐから離れるように傾けられているから、軸外コリメータ１１，１２を近づけてもその先端を被検レンズ７に接触させることなく、被検レンズ７に大きな角度で測定光を入射させることが可能となる。これにより、被検レンズ７が超広角あるいは魚眼タイプのものであっても、その最大画角を考慮した広範囲の測定を行うことができる。
【００２１】
軸上コリメータ１０は被検レンズ７に正対し、定盤２の上面と平行な光軸Ｐ上から測定光を入射させる。軸上コリメータ１０で例示するとおり、それぞれのコリメータ１０，１１，１２には照明光源となる白色ＬＥＤ１８と、拡散板及びコンデンサレンズを含む照明光学系１９が内蔵され、ターレット式に設けられたチャート板２０を照明する。チャート板２０にはその回転位置に応じて異なったチャート図柄が付されており、例えば被検レンズ７の倍率や測定条件に応じて選択された適切なものが照明光学系１９の光路内にセットされる。チャート板２０はコリメートレンズ２１の焦点面上に位置しているため、いずれのコリメータ１０，１１，１２であってもそのチャート図柄からの測定光は平行光束となってコリメートレンズ２１から出射する。
【００２２】
上記軸外コリメータ１１，１２の移動及び揺動は、基本的には測定条件の初期設定に応じていずれも専用のアクチュエータによって自動的に実行される。すなわち、被検レンズ７の結像性能の測定を実行する際にはその測定条件が初期設定されるが、こうして初期設定された測定条件のもとで自動的に測定シーケンスが組まれ、この測定シーケンスに基づいて自動的にそれぞれのコリメータ１０，１１，１２の作動が制御される。また、測定開始後には被検レンズ７は必要に応じてレンズマウント６とともに光軸回りに回転されるが、その回転角や回転のタイミングなども測定シーケンスにしたがって自動的に行われる。
【００２３】
マウントベース３の背後に三次元ステージ２２が設けられ、この三次元ステージ２２に固定されたブラケット２３によってカメラユニット２４が支持されている。三次元ステージ２２は、ドライブユニット２２ａからの駆動力を受け、光軸Ｐに垂直な面内で水平なＸ軸方向、同面内でＸ軸に対して垂直なＹ軸方向、そして光軸Ｐに平行なＺ軸方向の三方向にカメラユニット２４を移動させる。
【００２４】
カメラユニット２４は、拡大光学系を内蔵した顕微鏡２６と、顕微鏡２６から出射した光束を結像させる結像光学系を収容した鏡筒部２７と、前記結像光学系による像をイメージセンサで撮像する撮像部２８とからなり、顕微鏡２６と鏡胴部２７の一部はレンズマウント６の中空部内に入り込んでいる。顕微鏡２６は、被検レンズ７によって空中結像されたチャート図柄の像（以下、チャート像）を拡大して鏡筒部２７の結像光学系へと伝達し、カメラ部２８内のイメージセンサには拡大されたチャート像が結像される。なお、軸上コリメータ１０及び軸外コリメータ１１，１２からは、いずれもチャート図柄からの平行光束が入射されるためチャート像の結像面は被検レンズ７の焦点面に一致する。
【００２５】
チャート像を撮像して得られた撮像信号を画像処理することによって、ＭＴＦに基づく数値化データを得ることができ、被検レンズ７の結像性能を客観評価することが可能となる。なお被検レンズ７としては、図示のような単レンズに限らず複数枚のレンズを組み合わせたものであってもよい。
【００２６】
被検レンズ７のＭＴＦ測定に際しては、被検レンズ７で空中結像されたチャート像の位置に応じ、まず光軸Ｐに垂直な面内でカメラユニット２４を移動して顕微鏡２６の位置を調節する。その後、カメラユニット２４を光軸Ｐ方向に細かく移動しながらチャート像を撮像し、ベストフォーカス位置でのＭＴＦ値を算出する。なお、カメラユニット２４を光軸Ｐ方向に移動しながらＭＴＦ値を算出することによって、必ずしもカメラユニット２４をベストフォーカス位置に移動して測定しなくても、補間的にベストフォーカス位置及びそのＭＴＦ値を求めることが可能となる。
【００２７】
軸上コリメータ１０を用いた測定の際には、カメラユニット２４を光軸Ｐに垂直な面内でＸ，Ｙ軸方向に移動させることによって、光軸Ｐから外れた位置での数値化データをも取り込むことができる。一方、軸外コリメータ１１，１２を用い、光軸Ｐから大きく傾いた方向から測定光を入射して測定を行う際には、測定光の入射光軸が被検レンズ７の中心を通る水平面内に限られるため、被検レンズ７の軸対称性も評価するには被検レンズ７をレンズマウント６とともに回転させながら測定する必要がある。
【００２８】
図３に示すように、レンズマウント６の後端にはマウントギヤ３０が固着され、マウントホルダ５の後端縁から突出している。マウントホルダ５を固定保持しているブラケット４にはモータ３２が固定され、その軸に固着されたスピンドルギヤ３３がマウントギヤ３０に噛み合わされている。そして、モータ３２の駆動によりレンズマウント６はマウントホルダ５の中空部内で回転する。ブラケット４にはポテンショメータ３５が固定され、ポテンショメータ３５の軸に固着したセンサギヤ３６はマウントギヤ３０に噛み合わされている。ポテンショメータ３５はレンズマウント６の回転角を検知する回転センサとして機能する。
【００２９】
レンズマウント６の外周には、その略半周分に沿って円弧状に延びた円弧状の制限プレート３８が一体に形成され、これに対応してマウントホルダ５の前端面にはストッパピン３９が植設されている。レンズマウント６が反時計方向に回転する過程で、制限プレートの一方の端縁３８ａが図示のようにストッパピン３９に当接すると、レンズマウント６の反時計方向への回転が阻止される。同様に、レンズマウント６が時計方向に回転する過程で制限プレートの他方の端縁３８ｂがストッパピン３９に当接すると、その時点でレンズマウント６の時計方向の回転が阻止され、これらはレンズマウント６の回転範囲を制限するメカストッパを構成している。
【００３０】
図５に示すように、モータ３２はモータドライバ４２からの駆動信号により回転する。モータドライバ４２からの駆動信号はモータ制御回路４３によって制御され、例えばＰＷＭ（パルス幅制御）方式などによりモータ３２の回転速度も調節できるようにしてある。ポテンショメータ３５は、センサギヤ３６を介してレンズマウント６の回転量に対応する検知信号をモータ制御回路４３に入力する。そしてモータ制御回路４３は、ポテンショメータ３５からの検知信号を監視しながらモータドライバ４２からモータ３２に供給される駆動信号を制御する。これにより、レンズマウント６を駆動するモータ３２はフィードバック方式で制御されるとともに、また必要な回転角が大きいほど回転速度が速められ、必要な回転角が小さくなってくると回転速度が遅くなるように制御される。
【００３１】
このレンズ検査機の作動はシステムコントローラ４５によって全体的に管制され、測定開始に先立って測定条件設定部４６から入力された種々の測定条件や、被検レンズ７の光学諸元データなどに応じて自動的に測定シーケンスを実行する。例えば、軸外コリメータ１１，１２を使用するか否か、また被検レンズ７を回転させながら測定する際の回転ステップ角、さらには被検レンズ７の軸外から測定光を入射させるときの入射角の可変範囲などを入力しておけば、これらの条件に適した測定シーケンスのもとでレンズ検査機の各コリメータ１０，１１，１２が自動的に作動して測定が行われる。
【００３２】
このレンズ検査機は、軸上コリメータ１０のほかに軸外コリメータ１１，１２を光軸Ｐに関して対称な位置に備え、レンズマウント６を１８０°の範囲で回転させることによって光軸回りの３６０°の角度範囲から測定光を入射させることを可能にしている。そして、１８０°の測定角度範囲の中でレンズマウント６を回転することができるように、制限プレート３８の端縁３８ａ，３８ｂとストッパピン３９の外径が決められている。
【００３３】
ただしここで特徴的な点は、システムコントローラ４５によって測定シーケンスが実行され、そしてシステムコントローラ４５からモータ制御回路４３に回転指令信号が入力され、これに応答してモータ制御回路４３、モータドライバ４２によってモータ３２が正常に駆動されたときには、レンズマウント６が測定開始位置あるいは測定終了位置のいずれに回転されたとしても、ストッパピン３９に制限プレート３８の端縁３８ａ，３８ｂが当接しないようにしている。そして、モータ３２の駆動停止によってレンズマウント６が停止したとき、測定開始位置及び測定終了位置のそれぞれでは、ストッパピン３９と端縁３８ａ，３８ｂとの間に残される間隙が、マウントギヤ３０とスピンドルギヤ３２との噛合部に生じている歯相互間の噛み合い遊びの範囲内に設定なっている。
【００３４】
以下、上記構成による作用について、図６のフローチャートにしたがって説明する。電源オン操作が行われると、システムコントローラ４５からの初期設定コマンドを受けてモータ制御回路４３が作動してレンズマウント６の回転制御フィードバック系がオン状態になる。引き続きモータ制御回路４３は、ポテンショメータ３５からの検知信号を監視しながらレンズマウント６を測定開始位置（０°位置）で停止させるようにモータ３２の駆動を制御する。
【００３５】
基本的には前回の測定作業が完了した時点でレンズマウント６は測定開始位置で停止しているはずであるが、何らかの外力でレンズマウント６が測定開始位置からずれていた場合にはレンズマウント６が時計方向に自動的に回転される。そして図７（Ａ）に示すように、レンズマウント６と一体の制限プレート３８の端縁３８ｂがストッパピン３９の下側に接近し、両者間に隙間Ｄ１を残した状態で停止する。なお、領域Ｘ，Ｙで囲まれた部分の拡大図をそれぞれの二重円内に模式的に示してある。
【００３６】
レンズマウント６はモータ制御回路４３の制御下で駆動されるモータ３２の回転によって時計方向に回転し、測定開始位置で停止した状態となっている。そして、スピンドルギヤ３３の反時計方向の回転がマウントギヤ３０を時計方向に回転させることから、駆動側となっているスピンドルギヤ３３の歯の回転方向の後側に遊び（バックラッシュ）Ｄ２が生じている。この遊びＤ２に対し、前述した隙間Ｄ１はＤ２≧Ｄ１の関係となるように決められている。
【００３７】
以上のようにレンズマウント６が自動的に測定開始位置で停止した後、測定対象となる被検レンズ７の性能や光学諸元に応じて測定条件の設定が行われる。例えば被検レンズ７が魚眼レンズである場合には、軸外コリメータ１１，１２から最大でどの程度の入射角で測定光を入射させるか、また被検レンズ７を光軸回りに回転させながら測定を行うときの回転ピッチ角をどの程度にするかなどの条件設定を行う。なお、被検レンズ７の光学データを入力しておくことによって、光軸Ｐ外から測定光を入射させるときの入射瞳の位置が自動的に計算され、測定シーケンスが実行された後には直進ガイド１３，１４及び揺動ステージ１５，１６によって、軸外コリメータ１１，１２はその入射瞳位置に向かって測定光を入射させる位置に自動的に位置決めされる。
【００３８】
測定開始位置で停止しているレンズマウント６に被検レンズ７を保持したレンズホルダ８を取り付ける。レンズホルダ８は右ネジによってレンズマウント６の前端内周壁に螺合によって取り付けられるが、前述のように制限プレート３８の端縁３８ｂがストッパピン３９の下側に接近した位置で停止しているため、レンズホルダ８を時計回りに回転するとその取り付け操作に従動してレンズマウント６も時計方向に回転される。マウントギヤ３０が時計回りに回転されるときには、図７（Ａ）に示すようにマウントギヤ３０の歯の前側に遊びＤ２が残されているから、レンズマウント６はその遊びＤ２分だけほとんど無負荷で時計方向に回転する。
【００３９】
レンズマウント６の時計方向への回転は、図７（Ｂ）に示すようにストッパピン３９の下縁に制限プレート３８の端縁３８ｂが当接した時点で阻止され、その回転量はマウントギヤ３０の歯とスピンドルギヤ３３の歯との間の遊びＤ２以下である隙間Ｄ１だけであるから、スピンドルモータ３３及びモータ３２が反時計方向に回転することはない。しかし、マウントギヤ３０とセンサギヤ３６との噛合には、ほとんど遊びが生じないような噛合手法が採られているから、マウントギヤ３０の回転に従動してセンサギヤ３６が反時計方向に回転し、ポテンショメータ３５からモータ制御回路４３に検知信号が入力される。
【００４０】
この検知信号を受け、モータ制御回路４３はレンズマウント６を反時計方向に戻すために、スピンドルギヤ３３を時計方向に戻すようにモータ３２を駆動しようとするが、検知信号自体が非常にわずかな回転量に相当するものであるため、モータ３２に供給される駆動信号のレベルも非常に小さくい。また、図７（Ｂ）に示すようにスピンドルギヤ３３の時計方向への回転は、マウントギヤ３０によって遊びなく機械的に阻止されているから、モータ３２は当初の測定開始位置に相当する位置から回転することはない。結果的には、スピンドルギヤ３３の回転が機械的にロックされた状態でモータ３２に駆動信号が供給されるが、駆動信号のレベルが充分に小さくモータ３２に損傷が及ぶことはない。
【００４１】
被検レンズ７の取り付け操作が完了し、レンズマウント６に加わっていた時計方向への回転力が解除されると、モータ制御回路４３からの駆動信号によってモータ３２が回転し、スピンドルギヤ３３がわずかに時計方向に回転する。これに連動してレンズマウント６が反時計方向に回転し、これとともにセンサギヤ３６も回転する。そして、図７（Ｃ）に示すようにストッパピン３９の下縁との間に隙間Ｄ１が生じた時点でポテンショメータ３５からの検知信号もゼロになってモータ３２が停止する。この結果、図７（Ｃ）に示すように、レンズマウント６は元の測定開始位置に戻って測定シーケンスの実行待ちの状態となる。
【００４２】
なお、マウントギヤ３０の歯とスピンドルギヤ３３の歯との間の遊びＤ２は、図７（Ａ）の場合とは逆側に生じているが、測定シーケンスの開始時にはスピンドルギヤ３３が遊びＤ２が生じていない側に向かって回転する。そして、一連の測定シーケンスが終了するまではスピンドルギヤ３３は測定終了位置に向かって同方向に回転するだけであるから、レンズマウント６の回転制御は遊びＤ２の影響を何ら受けることなく正確に行われるようになる。
【００４３】
上記のようにして被検レンズ７が取り付けられた後、測定スタート操作が行われ、測定シーケンスが実行されると、基本的にはまず軸上コリメータ１０からの測定光が被検レンズ７に光軸Ｐにしたがって入射される。被検レンズ７の光学諸元データはすでに入力済みで、その光学設計上の焦点面は予め分かっており、また測定光はチャート板２０上のチャート図柄からの平行光となっているから、標準的には被検レンズ７の焦点面上にチャート図柄が空中像として結像される。カメラユニット２４は、予め三次元ステージ２２の調整により、顕微鏡２６の前側焦点が光軸Ｐ上の被検レンズ７の焦点面にくるように位置決めされているから、前記焦点面を挟む前後方向に一定の間隔でカメラユニット２４をＺ軸方向に送りながら順次に撮像を行って測定データの採取が行われる。
【００４４】
光軸Ｐ上あるいは近軸範囲での測定には軸上コリメータ１０を用いた測定で充分であるが、軸外光に対する性能検査のためには軸外コリメータ１１，１２が用いられる。軸外コリメータ１１，１２からの全く同様にチャート板２０上のチャート図柄からの平行光が測定光として用いられる。したがって、基本的には被検レンズ７の焦点面が予定結像面となるが、軸外からの測定光は入射角に応じて光軸Ｐから外れた位置に結像される。被検レンズ７の軸外光に対する性能検査を行う場合には、予め測定条件に入力が行われており、被検レンズ７に対する測定光の入射角の設定や、光軸対称性の検査を行うか否か、また光軸対称性の検査を行う場合には被検レンズ７を光軸回りに回転させるときのステップ角の設定などが行われる。
【００４５】
例えば測定光の入射角を４５°に設定し、また被検レンズ７を光軸回りに１０°ずつ回転させながら全周にわたって光学性能を測定する場合には、軸上コリメータ１０による測定が終了した後、２台の軸外コリメータ１１，１２がそれぞれの直進ガイド１３，１４上を対称に移動し、また揺動ステージ１５，１６が作動して軸外コリメータ１１，１２を所定の位置、所定の姿勢に自動的に調整する。なお、魚眼レンズなどの超広角系の被検レンズなどでは、入射角が大きくなってくると入射瞳位置が光軸Ｐ上で移動することもあるが、前述のように被検レンズ７の光学諸元データに基づいてこうした条件は予め把握することができるから、被検レンズ７に４５°の入射角で測定光を入射させることができる最適の位置にそれぞれの軸外コリメータ１１，１２を自動的に移動させることが可能となる。
【００４６】
軸外からの測定光を用いた測定は、まずレンズマウント６を測定開始位置（０°位置）にして軸外コリメータ１１，１２から測定光を入射させる。軸外コリメータ１１，１２からは被検レンズ７に光軸Ｐに関して水平方向に±４５°の入射角で測定光が入射されるが、それぞれのチャート図柄が結像される位置は予め分かっている。したがって、軸上コリメータ１０を用いた測定処理と同様に、カメラユニット２４をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動させながら、それぞれの軸外コリメータ１１，１２によるチャート図柄の像を順次に撮像して測定データを採取すればよい。そして、測定開始位置（０°位置）で軸外コリメータ１１，１２を用いた測定が済むと、自動的に図７（Ｃ）に示す測定開始位置からレンズマウント６が反時計方向に１０°回転する。
【００４７】
以後は同様の手順で１０°回転位置における測定を行い、さらに２０°回転位置、３０°回転位置，・・・・で測定を行って１８０°回転位置での測定を終えると最初に取り付けた被検レンズ７の測定が完了する。ただし、通常の測定では同一ロットで製造された複数個の被検レンズ７について順次に検査を行うことが必要となり、測定済みのサンプルをレンズマウント６から取り外し、次のサンプルをレンズマウント６に取り付ける操作が必要となる。最初のサンプルの測定を終えた時点では、レンズマウント６は図４に示す測定終了位置（１８０°回転位置）で停止している。
【００４８】
この測定終了位置は、モータ制御回路４３の制御下でモータ３２の駆動によりレンズマウント６が停止しているから、制限プレート３８の端縁３８ａとストッパピン３９の上縁との間には、図７（Ａ）で説明した隙間Ｄ１が残されている。そして、被検レンズ７を取り外すためにレンズホルダ８は反時計方向に回転操作されることになる。すると、スピンドルギヤ３３の歯とマウントギヤ３０の歯との間の遊びＤ２を越えない範囲でレンズマウント６も反時計方向に従動回転し、その回転はストッパピン３９に制限プレート３８の端縁３８ａが当接した時点で阻止される。
【００４９】
ただし、その回転によりセンサギヤ３６を介してポテンショメータ３５からは検知信号が出力され、これによりモータ制御回路４３はモータ３２に駆動信号を送ってスピンドルギヤ３３を介してマウントギヤ３０を時計方向に回転させようとする。ただし、被検レンズ７の取り外し操作が行われている間は、たとえ取り外し操作の途中で手を離した瞬間にウントギヤ３０を時計方向に回転させたとしても、引き続きレンズホルダ８の取り外し操作が再開されるたびに強制的に反時計方向に回転する。このような操作の過程では、被検レンズ７の取り付け操作時と同様に、スピンドルギヤ３３の回転が機械的にロックされた状態でモータ３２に駆動信号が供給されるが、駆動信号のレベルが充分に小さくモータ３２に損傷が及ぶことはない。
【００５０】
被検レンズ７の取り外し操作が完了し、レンズマウント６に加わっていた反時計方向への回転力が解除されると、モータ制御回路４３からの駆動信号によってモータ３２が回転し、スピンドルギヤ３３がわずかに反時計方向に回転する。これに連動してレンズマウント６が時計方向に回転し、これとともにセンサギヤ３６も回転する。そして、制限プレート３８の端縁３８ａとストッパピン３９の上縁との間に隙間Ｄ１が生じた時点でポテンショメータ３５からの検知信号もゼロになってモータ３２が停止する。この結果、レンズマウント６は元の測定終了位置（１８０°回転位置）に戻って測定シーケンスの再開待ちの状態となる。
【００５１】
こうして被検レンズ７をレンズホルダ８とともにレンズマウント６から取り外して最初のサンプルの測定が終了するが、次に測定対象となるサンプルがなければ測定完了操作を行う。この測定完了操作を受けてモータ制御回路４３が作動し、レンズマウント６は図７（Ａ）に示す測定開始位置に自動的に戻され電源オートオフ状態となる。次サンプルが用意されている場合には、初期位置復帰操作が行われる。初期位置復帰操作が行われると、モータ制御回路４３の制御下でレンズマウント６が測定開始位置に自動的に戻される。そして、測定開始位置に戻ったレンズマウント６には次のサンプルが被検レンズ７として取り付けられるが、その作用については図７を参照して説明したとおりである。
【００５２】
以上、図示した実施の形態にしたがって本発明について説明してきたが、本発明は必ずしも測定光を軸上・軸外の双方から被検レンズに入射させる機能を備えていなくてもよく、被検レンズを回転自在に保持するレンズマウントを有するものであれば等しく適用することができる。また、測定シーケンスとしても様々な態様を採ることが可能であり、例えば被検レンズの取り付け・取り外しを電気的に識別し、その識別信号を活かしてレンズマウントを自動的に測定開始位置に戻す測定シーケンスを組むことも可能である。
【００５３】
さらに、図示の例では被検レンズに入射させる測定光として平行光を用いているが、例えばテストチャートから一定の距離だけ隔てて設けられたレンズマウントに被検レンズを装着し、テストチャートからの物体光を直接的にスクリーン上に結像させ、あるいは空中像として結像させ、その像を撮像して測定データを採取するような検査機にも用いることができる。また、レンズマウント６に円弧状に一体化した制限プレート３８の両端のいずれかを一本のストッパピンに当接させてメカニカルなストッパを構成しているが、レンズマウント６の外周にピンあるいは舌片状の突起を突設し、その回転域の両端を個別に設けたストッパで規制するようにしてもよい。
【００５４】
以上に説明した本発明の実施形態は、測定対象物となる光学部品が被検レンズであり、これを保持する回転自在なレンズマウントが測定対象物を回転自在に保持する回転保持部材に対応するものであるが、本発明はこのようなレンズ検査機だけでなく、例えばミラーやプリズムなどの光学部品の測定機にも適用することが可能である。こうした測定機においても、光源からの測定光を測定対象物に入射させたときに、その反射光や透過光の位置や光量が測定対象物の回転位置に応じてどのように変化するかを測定することによって、ミラーやプリズムなどの光学性能を評価することが可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
４  ブラケット
５  マウントホルダ
６  レンズマウント
７  被検レンズ
８  レンズホルダ
１０  軸上コリメータ
１１，１２  軸外コリメータ
２０  チャート板
２２  コリメートレンズ
２４  カメラユニット
３０  マウントギヤ
３２  モータ
３３  スピンドルギヤ
３５  ポテンショメータ
３６  センサギヤ
３８  制限プレート
３９  ストッパピン
４３  モータ制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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