(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本とレンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のホルダ取付面とホルダ取付部を加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、結像光学系と、２次元受光素子とが順次配置され、前記結像光学系を介して、前記標本と前記２次元受光素子が共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項２】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のホルダ取付面とホルダ取付部を加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、集光レンズと、前記標本と、前記レンズ光学系と、結像レンズと、２次元受光素子とが順次配置され、前記２次元受光素子が前記レンズ光学系と前記結像レンズとを介して、前記標本と共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項３】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のレボルバ取付面とレボルバ取付ネジを加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、結像光学系と、２次元受光素子とが順次配置され、前記結像光学系を介して、前記標本と前記２次元受光素子が共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項４】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のレボルバ取付面とレボルバ取付ネジを加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、集光レンズと、前記標本と、前記レンズ光学系と、結像レンズと、２次元受光素子とが順次配置され、前記２次元受光素子が前記レンズ光学系と前記結像レンズとを介して前記標本と共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項５】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のホルダ取付面とホルダ取付部を加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、結像光学系と、２次元受光素子とが順次配置され、前記結像光学系を介して、前記標本と前記２次元受光素子が共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項６】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のホルダ取付面とホルダ取付部を加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、集光レンズと、前記標本と、前記レンズ光学系と、結像レンズと、２次元受光素子とが順次配置され、前記２次元受光素子が前記レンズ光学系と前記結像レンズとを介して、前記標本と共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項７】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のレボルバ取付面とレボルバ取付ネジを加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、結像光学系と、２次元受光素子とが順次配置され、前記結像光学系を介して、前記標本と前記２次元受光素子が共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項８】
標本と、
それに対向配置されたレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、
前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、
前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、
前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、
前記レンズ鏡筒のレボルバ取付面とレボルバ取付ネジを加工する加工工具と、
前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、
前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、
前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、
前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、
前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、集光レンズと、前記標本と、前記レンズ光学系と、結像レンズと、２次元受光素子とが順次配置され、前記２次元受光素子が前記レンズ光学系と前記結像レンズとを介して前記標本と共役な位置に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項９】
請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出手段の焦点検出光学系は、
白色光源と、
前記白色光源から発した照明光をピンホールに集光させるレンズ素子と、
前記レンズ光学系と、
前記標本と、
受光素子とを有し、
前記ピンホールがレンズ光学系の物体側焦点面と共役な位置に配置された反射型共焦点光学系であることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１０】
請求項９記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記レンズ素子が、前記白色光源と前記ピンホールに対して両側テレセントリック光学系を構成することを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１１】
請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出手段の焦点検出光学系が、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、ピンホールと、受光素子とを有し、
前記ピンホールが前記レンズ光学系の物体側焦点面と共役な位置に配置された反射型共焦点光学系であることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１２】
請求項９又は１１記載のレンズ鏡筒加工装置において、
複数のピンホール径の前記ピンホールが保持されたピンホール交換機構を有し、前記ピンホールが交換可能になっていることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１３】
請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出手段の焦点検出光学系が、レーザ光源と、光束の半分を遮る遮光部材と、前記レンズ光学系と、前記標本と、前記焦点検出光学系の２分割受光素子を有し、前記焦点検出光学系の前記２分割受光素子のそれぞれの受光強度を比較することにより焦点検出を行なうことを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１４】
請求項９、１１、１３のいずれかに記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記標本が、透明部材からなる平行平板上に半透過コートを施したものであることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１５】
請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出手段の焦点検出光学系が、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記焦点検出手段の２次元受光素子を有し、前記焦点検出手段の前記２次元受光素子に結像する前記レーザ光源からのスポットに対して画像処理を行ない、焦点位置を検出することを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１６】
請求項１１又は１５記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出光学系の前記レーザ光源と、前記偏心検出光学系の前記レーザ光源とが同一のものを共用することを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１７】
請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出光学系が、白色照明系と、前記レンズ光学系と、ランダムパターンが形成された前記標本と、前記焦点検出手段の２次元受光素子を有し、
前記焦点検出手段の前記２次元受光素子で得られる画像にフーリエ変換を行ない、特定の空間周波数での強度が最大である位置を焦点位置と判断することを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１８】
請求項２又は６記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出光学系が、前記焦点検出手段の白色照明系と、前記レンズ光学系と、ランダムパターンが形成された前記標本と、前記焦点検出手段の２次元受光素子とを有し、
前記偏心検出光学系が、前記偏心検出光学系の白色照明系と、前記レンズ光学系と、前記ランダムパターンが形成された前記標本と、前記偏心検出光学系の前記２次元受光素子とを有し、
焦点検出を、前記焦点検出手段の前記２次元受光素子で得られる画像にフーリエ変換を行ない、特定の空間周波数での強度が最大である位置を焦点位置と判断することにより行ない、偏心量検出を、前記レンズ鏡筒をスピンドルで回転させたときの前記偏心検出光学系の前記２次元受光素子で得られる画像から算出することを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【請求項１９】
請求項１８記載のレンズ鏡筒加工装置において、
前記焦点検出光学系の前記白色照明系と、前記焦点検出手段の前記２次元受光素子とは、前記偏心検出光学系の前記白色照明系と、前記偏心検出光学系の前記２次元受光素子と同一のものであることを特徴とするレンズ鏡筒加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ光学系が保持された状態のレンズ鏡筒を加工するレンズ鏡筒加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズを組み上げた状態で設計通りの焦点距離を実現し、また偏心量の小さい状態にすることが光学性能上重要なことである。特に、例えば顕微鏡の対物レンズや接眼レンズ、写真用接眼レンズなどの複数のレンズを交換する用途においては、レンズ交換時に焦点調整が実質的に不要となるように各レンズの焦点距離及び偏心量を規格値以内に抑えることは極めて重要である。
【０００３】
複数のレンズの焦点距離及び偏心量の誤差が大きい場合、レンズを交換するたびに焦点調節、あるいは視野範囲の調節を行なう必要があり、作業効率が低下する。
【０００４】
従来、レンズ鏡筒のホルダ取付面及びホルダ取付部の加工自体は、レンズ光学系を組立・調整する前に行われており、視野中心や焦点距離がずれないように部品の公差を厳しくしたり、入念な調整を行っていたりした。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方法では、部品公差を厳しくすることで、加工時間が長くなったり、入念な調整によって作業時間が長くなっていたため、製品の製作日数が長く掛かったり、コストアップしたりしていた。
【０００６】
そこで、本発明は、焦点検出及び偏心検出を容易に行うことができ、レンズ鏡筒に対する焦点調節や視野範囲の調節のためのレンズ鏡筒の加工を効率よく行うことができるレンズ鏡筒加工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１及び５記載のレンズ鏡筒加工装置は、標本と、それに対向配置されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、前記標本とレンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、前記レンズ鏡筒のホルダ取付面とホルダ取付部を加工する加工工具と、前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および、あるいは、偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、結像光学系と、２次元受光素子とが順次配置され、前記結像光学系を介して、前記標本と前記２次元受光素子が共役な位置に配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
この発明によれば、焦点検出及び偏心検出を同一軸上で行うことができ、またホルダ取付面とホルダ取付部を同軸で加工することができるため、焦点検出精度及び偏心検出精度、加工精度を向上させることができる。
【０００９】
さらに、レンズ光学系をレンズ鏡筒に保持した状態で、光学的に焦点検出と偏心検出を行ない、レンズ鏡筒を切削することにより焦点距離及び偏心量を調整することが可能となるため、従来の様に部品の公差を非常に厳しくしたり、レンズ光学系を組み直して入念な調整をする必要がなくなるという利点がある。
【００１０】
請求項２及び６記載のレンズ鏡筒加工装置は、標本と、それに対向配置されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、前記レンズ鏡筒のホルダ取付面とホルダ取付部を加工する加工工具と、前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および焦点検出、あるいは、偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、集光レンズと、前記標本と、前記レンズ光学系と、結像レンズと、２次元受光素子とが順次配置され、前記２次元受光素子が前記レンズ光学系と前記結像レンズとを介して、前記標本と共役な位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明によれば、ホルダ取付面とホルダ取付部を同軸で加工することができるため、焦点検出精度及び偏心検出精度、加工精度を向上させることができる。
【００１２】
請求項３及び７記載の発明は、標本と、それに対向配置されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、前記レンズ鏡筒のレボルバ取付面とレボルバ取付ネジを加工する加工工具と、前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および焦点検出、あるいは、偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、結像光学系と、２次元受光素子とが順次配置され、前記結像光学系を介して、前記標本と前記２次元受光素子が共役な位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明によれば、標本と２次元受光素子とを共役な位置に配置したことにより、偏心検出の測定範囲や測定分解能が、レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系の倍率に関係なく一定の値を持つという利点が有る。
【００１４】
請求項４及び８記載の発明は、標本と、それに対向配置されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系と、前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置を移動させる移動機構と、前記レンズ鏡筒を回転させるスピンドルと、前記レンズ鏡筒と前記スピンドルの相対位置を調整できる位置調整機構と、前記レンズ鏡筒のレボルバ取付面とレボルバ取付ネジを加工する加工工具と、前記加工工具を移動させる加工工具移動機構と、前記スピンドルの回転中心に対する前記レンズ光学系の偏心を検出する偏心検出光学系と、前記レンズ光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、前記焦点検出手段からの信号を制御手段に送信する信号送信手段と、前記移動機構に対する前記標本と前記レンズ鏡筒との相対位置の移動制御、および、前記焦点検出手段から送信された信号を処理し、前記標本を前記レンズ光学系の焦点位置に位置決めする制御を行い、さらに、前記レンズ鏡筒の偏心検出および焦点検出、あるいは、偏心検出を行った後に焦点検出を行い、前記加工工具により前記レンズ鏡筒の加工を行う制御をする制御手段と、を備え、前記偏心検出光学系は、レーザ光源と、集光レンズと、前記標本と、前記レンズ光学系と、結像レンズと、２次元受光素子とが順次配置され、前記２次元受光素子が前記レンズ光学系と前記結像レンズとを介して前記標本と共役な位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明によれば、標本と２次元受光素子とをレンズ光学系と結像レンズとを介して共役な位置に配置したことにより、偏心検出の測定範囲や測定分解能が、レンズ光学系の倍率に関係なく一定の値を持つという利点が有る。
【００１６】
請求項９記載の発明によれば、請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出手段の焦点検出光学系は、白色光源と、前記白色光源から発した照明光をピンホールに集光させるレンズ素子と、前記レンズ光学系と、前記標本と、受光素子とを有し、前記ピンホールがレンズ光学系の物体側焦点面と共役な位置に配置された反射型共焦点光学系であることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明によれば、焦点検出に反射型共焦点光学系を採用しているので、同焦検出を高分解能で行なうことができる。
【００１８】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記レンズ素子が、前記白色光源と前記ピンホールに対して両側テレセントリック光学系を構成することを特徴とするものである。
【００１９】
この発明によれば、両側テレセントリック光学系の作用でピンホールをムラなく照明することが可能となり、同焦精度の向上につながるという利点がある。
【００２０】
請求項１１記載の発明は、請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出手段の焦点検出光学系が、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記標本と、ピンホールと、受光素子とを有し、前記ピンホールが前記レンズ光学系の物体側焦点面と共役な位置に配置された反射型共焦点光学系であることを特徴とするものである。
【００２１】
この発明によれば、焦点検出光学系が、レーザ光源を用いているので、強い光量を得ることができ、焦点検出に用いる判定信号のＳＮ比を向上させることができ、高感度・高精度化に寄与できるという利点がある。
【００２２】
請求項１２記載の発明は、請求項９又は１１記載のレンズ鏡筒加工装置において、複数のピンホール径の前記ピンホールが保持されたピンホール交換機構を有し、前記ピンホールが交換可能になっていることを特徴とするものである。
【００２３】
この発明によれば、レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系ごとに、適したピンホール径を有するピンホール用いることができ、良好な共焦点効果を得ることができ、高い合焦点精度を実現できる。
【００２４】
請求項１３記載の発明は、請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出手段の焦点検出光学系が、レーザ光源と、光束の半分を遮る遮光部材と、前記レンズ光学系と、前記標本と、前記焦点検出光学系の２分割受光素子を有し、前記焦点検出光学系の前記２分割受光素子のそれぞれの受光強度を比較することにより焦点検出を行なうことを特徴とするものである。
【００２５】
この発明によれば、焦点検出に際して、２分割受光素子の受光強度を比較すれば良いので、信号処理が簡略になるという利点が有る。
【００２６】
請求項１４記載の発明は、請求項９、１１、１３のいずれかに記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記標本が、透明部材からなる平行平板上に半透過コートを施したものであることを特徴とするものである。
【００２７】
この発明によれば、半透過コートにより標本面に凹凸構造が存在しないので、標本作製が容易であると共に、標本の焦点を合わせる面内位置によって焦点検出の結果が左右されることがないという利点がある。
【００２８】
請求項１５記載の発明は、請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出手段の焦点検出光学系が、レーザ光源と、前記レンズ光学系と、前記焦点検出手段の２次元受光素子を有し、前記焦点検出手段の前記２次元受光素子に結像する前記レーザ光源からのスポットに対して画像処理を行ない、焦点位置を検出することを特徴とするものである。
【００２９】
この発明によれば、２次元撮像素子に投影されたスポット形状をもとに焦点位置を判断するので、レンズ光学系の特性や収差に応じて最適な焦点検出を行なうことができる利点がある。
【００３０】
請求項１６記載の発明は、請求項１１又は１５記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出光学系の前記レーザ光源と、前記偏心検出光学系の前記レーザ光源とが同一のものを共用することを特徴とするものである。
【００３１】
この発明によれば、焦点検出光学系、偏心検出光学系が、レーザ光源を共有するため、装置の簡略化・小型化を実現できる利点がある。
【００３２】
請求項１７記載の発明は、請求項３又は４又は７又は８記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出光学系が、白色照明系と、前記レンズ光学系と、ランダムパターンが形成された前記標本と、前記焦点検出手段の２次元受光素子を有し、前記焦点検出手段の前記２次元受光素子で得られる画像にフーリエ変換を行ない、特定の空間周波数での強度が最大である位置を焦点位置と判断することを特徴とするものである。
【００３３】
この発明によれば、ランダムパターンが形成された標本を用いるので、実際にレンズ鏡筒及びレンズ光学系で観察対象に対して焦点出しをするのに近い状況で、同焦点の基準を決定することができる利点がある。
【００３４】
請求項１８記載の発明は、請求項２又は６記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出光学系が、前記焦点検出手段の白色照明系と、前記レンズ光学系と、ランダムパターンが形成された前記標本と、前記焦点検出手段の２次元受光素子とを有し、前記偏心検出光学系が、前記偏心検出光学系の白色照明系と、前記レンズ光学系と、前記ランダムパターンが形成された前記標本と、前記偏心検出光学系の前記２次元受光素子とを有し、焦点検出を、前記焦点検出手段の前記２次元受光素子で得られる画像にフーリエ変換を行ない、特定の空間周波数での強度が最大である位置を焦点位置と判断することにより行ない、偏心量検出を、前記レンズ鏡筒をスピンドルで回転させたときの前記偏心検出光学系の前記２次元受光素子で得られる画像から算出することを特徴とするものである。
【００３５】
この発明によれば、パターンが形成された標本を用いるので、実際にレンズ鏡筒及びレンズ光学系で観察対象に焦点出しをするのに近い状況で、合焦点の基準を決定することができる利点がある。
【００３６】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載のレンズ鏡筒加工装置において、前記焦点検出光学系の前記白色照明系と、前記焦点検出手段の前記２次元受光素子とは、前記偏心検出光学系の前記白色照明系と、前記偏心検出光学系の前記２次元受光素子と同一のものであることを特徴とするものである。
【００３７】
この発明によれば、焦点検出光学系、偏心検出光学系における白色照明装置と、２次元受光素子とを同一構成としているので、装置の簡略化・小型化を実現できる利点がある。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００３９】
（実施の形態１）
図１は本実施の形態にかかるレンズ鏡筒加工装置の構成を示す図である。このレンズ鏡筒加工装置における偏心検出光学系の構成を説明する。図１中、１は光源であり、例えば直線偏光のヘリウムネオンレーザ（波長６３２．８ｎｍ）を用いる。光源１からの光軸上にビームエキスパンダ２、偏光ビームスプリッタ（以下「ＰＢＳ」と略称する）３が配置される。ＰＢＳ３にはヘリウムネオンレーザの波長を対象とした多層膜が形成されている。ＰＢＳ３で反射される偏光方向と光源１の偏光方向が一致するように光源１を固定している。
【００４０】
ＰＢＳ３で折り曲げられた光軸上に、λ／４板４、ハーフミラー１４、加工対象であるレンズ鏡筒１７、標本２０、レンズ２１、レンズ２２、フィルタ２３、２次元受光素子２４が配置されている。
【００４１】
レンズ鏡筒１７には、無限遠設計の乾燥系金属対物レンズであるレンズ光学系９０が保持されている。レンズ鏡筒１７はレンズ鏡筒位置調整機構１８を介してスピンドル１９に取り付けられる。スピンドル１９の回転中心軸と、光源１から射出してＰＢＳ３で反射されたレーザ光の光軸とが一致するように調整を行なうようにしている。
【００４２】
標本２０は、光学ガラスからなる平行平板であり、表面に半透過膜コートを施している。フィルタ２３はダイクロイックフィルタであり、６００ｎｍ以上を透過し、それ以下の波長の光を反射する特性を有する。
【００４３】
２次元受光素子２４は、例えば信号送信機能を有するＣＣＤカメラを用いることができ、その出力画像は制御手段である制御装置３０の制御の基にモニタ２９に送信される。標本２０、レンズ２１、レンズ２２、フィルタ２３、２次元受光素子２４は筒状部材２５に取り付けられており、筒状部材移動機構３１により一体に光軸方向に移動可能となっている。
【００４４】
２６は加工工具の一例としてのバイトであり、図示しないバイトホルダを介して、バイト移動機構２７に取り付けられている。バイト移動機構２７は、連結部材２８により筒状部材２５と連結されている。また、バイト移動機構２７は図示しない移動量検出機構を内蔵し、これを用いてレボルバ取り付け面の端面の切削加工時には、標本２０の面からバイト切削面までの距離を同焦点距離に設定するようになっている。
【００４５】
次に、レンズ鏡筒加工装置における焦点検出光学系の構成を説明する。図１において、５は光源であり、例えば水銀照明装置を用いる。６は光ファイバであり、光源５からの照明光を伝達する。光フアイバ６の光軸上にレンズ７、フィルタ８、帯域光用偏光ビームスプリッタ（以下帯域光用ＰＢＳという）９、レンズ１０、ピンホール１１、レンズ１２、帯域光用λ／４板１３が配置されている。
【００４６】
フィルタ８は、バンドパスフィルタであり、水銀ランプの輝線５４６．１ｎｍを中心として±３０ｎｍの波長域を透過する特性を有する。帯域光用ＰＢＳ９はフィルタ８を透過してくる照明光に対して、良好な光学特性を有すれば良く、例えば５００〜６００ｎｍの波長範囲を対象に設計したＰＢＳ膜を形成する。レンズ７とレンズ１０とは両側テレセントリックな光学系を構成している。
【００４７】
前記レンズ光学系９０の前側焦点位置と共役な位置に、ピンホール１１を配置している。ピンホール１１は、図示しないピンホール交換機溝に取り付けられており、他にもピンホール径が異なる複数のピンホールが取り付けられており、図示しない機構、例えば回転機構等により容易に交換できるようになっている。
【００４８】
そして、複数のピンホール１１の中から、レンズ鏡筒１７及びレンズ光学系９０を標本２０に対し焦点出ししたときに、標本２０からの戻り光がピンホール１１に形成されるスポット径よりも小さいピンホール径を持つものを選定する。
【００４９】
帯域光用λ／４板１３も、帯域光用ＰＢＳ９と同様に５００〜６００ｎｍの波長範囲をカバーするものを選定する。偏光素子（ＰＢＳ）とλ／４板の組み合わせによりＳＮ比を改善するのは公知の技術であり、例えば実開昭５１−１８１３６号公報に開示されているため説明は省略する。
【００５０】
１５はレンズ、１６は受光素子であり、例えば光電子増倍管を用いることができる。ピンホール１１を光軸に垂直に配置すると、ピンホール基板からの反射光の一部が帯域光用ＰＢＳ９、レンズ１５を経て受光素子１６に入射し、ＳＮ比が悪化する。それを避けるためピンホール１１を光軸と垂直な方向から少し角度をずらして配置することにより反射光を受光素子１６の受光窓の外側に入射させることができる。同様に帯域光用λ／４板１３も波長板としての性能を損なわない角度内で光軸と垂直な方向に対して傾けて配置する。
【００５１】
次に、焦点検出の動作について説明する。光源５からの照明光は光ファイバ６から射出され、レンズ７、フィルタ８に入射する。フィルタ８により波長域が緑色の波長域である５４６．１ｎｍ±３０ｎｍに制限された照明光は帯域光用ＰＢＳ９に入射する。帯域光用ＰＢＳ９を透過した照明光は直線偏光となり、レンズ１０により集光され、ピンホール１１を照明する。
【００５２】
レンズ７とレンズ１０とは両側テレセントリックな光学系を構成しているので、光ファイバ６の端面からの照明光の主光線とピンホール１１に入射する照明光の主光線とが、光軸に平行となる。そのため、ピンホール１１のどの位置でも照明光が垂直に入射するため、光ファイバ６からの照明光強度の角度方向の分布の影響を受けずに均一な照明を実現することができる。ピンホール１１の中で明るさムラがあると焦点検出精度に悪影響を与える。
【００５３】
ピンホール１１を通過した照明光は、レンズ１２により平行光に変換され、帯域光用λ／４板１３により円偏光になり、ハーフミラー１４に入射する。ハーフミラー１４で反射された照明光はレンズ鏡筒１７及びレンズ光学系９０に入射し、集光されたのち標本２０に入射する。標本２０の半透過膜コートにより反射された光束は逆向きに進行する。帯域光用λ／４板１３により、照明光の直線方向と直交する偏光方向に変換されるので、帯域光用ＰＢＳ９で反射され、レンズ１５を通り受光素子１６に入射する。
【００５４】
レンズ光学系９０の物体側焦点面と共役な位置にピンホール１１が置かれているため、標本２０がレンズ光学系９０の物体側焦点面からずれている場合には、標本２０からの戻り光がほとんどカットされ、標本２０の位置が物体側焦点面と一致したときに、ピンホール１１を通過する光量が最大になり、さらに受光素子１６の出力信号が最大になる。
【００５５】
制御装置３０からの指示に基づき、筒状部材移動機構３１により標本２０が固定されている筒状部材２５を光軸方向に移動させ、受光素子１６からの出力を制御装置３０に送信し、最大値を示した位置で制御装置３０から筒状部材移動機構３１に停止信号を送信して停止させれば、標本２０に対するレンズ光学系９０の焦点出しが完了する。このように目視に頼ることなく自動的に焦点出しを実行できる。
【００５６】
次に偏心検出の原理について説明する。光源１から射出したレーザ光は、ビームエキスパンダ２により光束径を広げられ、ＰＢＳ３で反射され、図中下方向に向きを変え、λ／４板４により円偏光に変換された後、ハーフミラー１４を透過した成分がレンズ鏡筒１７及びレンズ光学系９０に入射して、集光され標本２０に入射する。
【００５７】
標本２０の半透過膜コートを透過したレーザ光は、レンズ２１、レンズ２２、フィルタ２３を通過して２次元受光素子２４に入射する。光源５からの光はフィルタ２３を透過しないので、２次元受光素子２４の出力画像には影響を与えない。
【００５８】
レンズ光学系９０がスピンドル１９の回転軸に対して偏心している場合、スピンドル１９を回転させたときにモニタ２９に写るレーザスポットは図１に示すように円周上を移動する。この円の径がレンズ光学系９０の偏心に対応するので、光学系の倍率やモニタ倍率を考慮して換算すれば、レンズ光学系９０のスピンドル１９に対する偏心量を算出することができる。
【００５９】
次に、加工対象に対する加工手順について説明する。レンズ光学系９０が保持されたレンズ鏡筒１７を位置調整機構１８に取り付ける。
【００６０】
次に筒状部材移動機溝３１により筒状部材２５を移動させて、モニタ２９にレーザスポットが観察できる状態にする。この状態でスピンドル１９を回転させて、モニタ２９上に映し出されるレーザスポットの動きを観察する。レンズ鏡筒位置調整機構１８により、レーザスポットの回転半径が規格値以内に収まるようにレンズ鏡筒１７の位置を調整する。
【００６１】
レンズ光学系９０はレンズ鏡筒１７に保持されているため、レンズ鏡筒１７の位置調整に応じてレンズ光学系も変位する。レンズ鏡筒１７の位置調整の終了後、スピンドル１９を停止した状態で焦点出しを実行して位置決めを行なった後、再度スピンドル１９を回転させ、バイト２６によりレンズ鏡筒１７のレボルバ取付面の端面切削及びレボルバ取付ネジの切削を行なう。
【００６２】
その後、他のレンズ鏡筒を切削する場合は加工後のレンズ鏡筒１７を外した後、同様の手順を行なって加工すれば良い。これにより良好な同焦点、偏心精度を保有するレンズ鏡筒加工を実現できる。
【００６３】
以上、本実施の形態１では焦点検出の方法として共焦点光学系を用いたので、高精度な焦点検出が可能となる。また、レボルバ取付面及びレボルバ取付ネジを同軸で加工する構成としたので、加工精度を向上させることができ、各対物レンズごとの同焦点距離を精密に制御することが可能となる。また、焦点検出の光の基準波長として、目の比視感度が高い緑光を採用したので、加工した対物レンズを用いた顕微鏡での観察時に良好な同焦点を実現できる。
【００６４】
更に、レンズ光学系で結像したスポットを受光素子に投影し、レンズ鏡筒回転時の、スポット移動量から偏心量を検出するようにしたので、レンズ鏡筒に保持されたレンズ光学系の倍率に関係なく一定の測定範囲、測定感度が得られる。
【００６５】
なお、上記の説明では光源１としてヘリウムネオンレーザの場合について説明したが、本発明はこれに限られる訳ではなく、他のレーザ、例えば赤色半導体レーザなどを用いてもよい。その場合、装置の小型化を図ることができる。また、焦点検出光学系の照明光と異なる波長領域のレーザを用いれば良いので、他のレーザ、例えばヘリウムカドミウムレーザ（波長４４１．６ｎｍ）やアルゴンイオンレーザ（波長４８８ｎｍ、４５７．９ｎｍなと）を用いても良い。
【００６６】
また、上記の説明では、取付部としてレボルバ取付ネジを使用した場合について説明したが、これに限られる訳ではなく、取付部がテーパ形状や、円筒などの嵌合構造、カメラなどの交換レンズ取付形状などでもよい。これらの形状を用いた時にはネジ切削と比較して加工時間が短くて済む、バイト形状を簡易にできる、という利点がある。
【００６７】
上記の説明ではレンズ光学系９０として、乾燥系金属対物レンズの場合について説明したが、これに限られる訳ではなく、接眼レンズ鏡筒、カメラレンズ鏡筒、液浸対物レンズ鏡筒など調整された焦点と偏心を必要とするレジズ鏡筒の加工を行なうことができる。
【００６８】
液浸対物レンズ鏡筒の場合、レンズ光学系の設計に対応した厚さのカバーガラスを貼り付けた標本に交換し、液浸対物レンズ鏡筒に対応した同焦点距離を設定し、水浸対物レンズ鏡筒の場合は水、油浸対物レンズ鏡筒の場合は油を通常観察時と同様に滴下すれば良い。
【００６９】
また、図１中では簡略化のためにレンズ光学系９０のレンズを１枚で表現したがこれに限られる訳でなく、レンズ光学系９０に求められる性能に応じて各種のレンズ構成を取ることができる。
【００７０】
上記の説明では偏心調整時にモニタ２９のレーザスポットの動きを基にレンズ鏡筒１７の位置調整を行なう場合について説明したが、これに限られる訳でなく、レンズ鏡筒位置調整機構１８を自動ステージとし、モニタ２９の画像から偏心量を求めて、その結果から自動ステージヘの移動信号を送信する制御手段（図示せず）を付加することにより偏心調整を自動化しても良い。この場合には作業時間の短縮を図れるという利点がある。
【００７１】
上記の説明では、レンズ鏡筒１７を加工するバイト２６が１本の場合について説明したが、これに限られる訳ではなく、レボルバ取付面切削用バイトと、対物取付ネジ切削用バイトの２本を用いる構成にしても良い。その場合、それぞれの切削作業に適した形状を持つバイトを用いることができるという利点、及び一方の切削バイトに残った切削熱の影響を除去することによる加工時間の短縮という利点がある。
【００７２】
上記の説明では、スピンドル１９を回転させて偏心量を検出しているが、それに限られる訳ではなく、装置の組立時に、レンズ光学系９０の偏心が０の状態で、スポットがモニタ中心に来るように調整すれば、偏心検出時にモニタ中心からのスポットのずれ量から偏心量を検出することができるようになり、スピンドル１９を回転させる必要がなくなる。
【００７３】
上記の説明では、レーザ光をレンズ光学系９０に入射して結像したスポットを２次元受光素子２４に投影しているが、それに限られる訳ではなく、レーザ光を集光し、そのスポットをレンズ光学系９０と結像レンズ（図示しない）により２次元受光素子２４に結像する構成にしても良い。その場合、レーザの集光点９０，結像レンズ２４，の順に配置される。この方法でもレンズ光学系９０の倍率に関係なく一定の測定範囲、判定感度が得られる。
【００７４】
上記の説明では、光源１からの照明光を光ファイバ６に導入しているが、それに限られる訳ではなく、光ファイバを用いずに照明系を構成しても良い。その場合、光ファイバによる伝達損失がなくなり、照明光の利用効率が向上するという利点が有る。
【００７５】
上記の説明では、光源１として水銀照明装置を用いたが、それに限られる訳ではなく、他の光源、例えばメタルハライド照明装置などを用いることも可能である。
【００７６】
上記の説明では、同焦点の基準波長として緑色の波長である５４６．１ｎｍを採用したが、これに限られる訳ではなく目的に応じて他の波長を用いてもよい。例えば、紫外専用レンズや赤外専用レンズであって、可視光観察を考慮しなくて良い場合には、基準波長をそれぞれ紫外線領域や赤外線領域に設定すれば良い。
【００７７】
なお、図１中、レンズ７、レンズ１０、１２などは単レンズに限らず、接合レンズでも良く、あるいは複数のレンズの組み合わせを用いても良い。
【００７８】
上記説明では、標本２０として光学ガラスからなる平行平板上に半透過膜をコートしたものについて説明したが、これに限られる訳ではなく、他のコート、例えば波長６００ｎｍ以上を透過して、６００ｎｍ以下を反射するダイクロイックコートを施しても良い。
【００７９】
この場合、同焦検出用の照明光束は標本２０で反射され、偏心検出用のレーザ光は透過する。半透過膜コートの場合は波長に関係なく、一部が反射して一部が透過していたのに比べ、光の利用効率が向上するという利点がある。
【００８０】
上記の説明では、２次元受光素子２４としてＣＣＤカメラを用いる場合について説明したが、これに限られる訳ではなく、他の素子、例えば２次元ポジションセンシティブディテクタを用いても良い。この場合、スポット重心位置を出力する特性を有した素子であるため、スポットの重心位置を求める過程が不要になるという利点が有る。
【００８１】
（実施の形態２）
図２は本実施の形態２にかかるレンズ鏡筒加工装置の構成を示す図である。実施の形態１と同一の要素には同一符号を付してあり、同一の要素については詳細説明を省略する。
【００８２】
本実施の形態２において、偏心検出光学系の構成を説明する。図２おいて、４１は光源であり、例えばヘリウムネオンレーザ（緑色の波長である５４３．５ｎｍ）を用いることができる。光源４１の光軸上にビームエキスパンダ４２、ハーフミラー４３、ミラー４４が配置されている。
【００８３】
ミラー４４で折り曲げられた光軸上にはレンズ鏡筒１７に保持されたレンズ光学系９０、標本２０、レンズ２１、レンズ２２、２次元受光素子２４が順に配置されている。
【００８４】
焦点検出光学系の構成を説明する。焦点検出光学系は一部が偏心検出光学系と共通しており、光源４１、ビームエキスパンダ４２、ハーフミラー４３、ミラー４４、レンズ光学系９０、標本２０、ミラー４５、レンズ４８、ピンホール１１、レンズ４７、受光素子１６からなる。レンズ光学系９０の物体側焦点位置と共役な位置にピンホール１１を配置している。
【００８５】
本実施の形態２において、焦点検出の動作について説明する。光源４１からの照明光はビームエキスパンダ４２により光束径を広げられ、ハーフミラー４３を通過して、ミラー４４に入射する。ミラー４４で反射された照明光は、レンズ光学系９０に入射し、集光されたのち標本２０に入射する。標本２０の半透過膜コートにより反射された光束は逆向きに進行する。
【００８６】
そして、ハーフミラー４３で反射された光束はレンズ４６により集光され、ピンホール１１に入射する。ピンホール１１を通過した光束はレンズ４７を通り、受光素子１６に入射する。レンズ光学系９０の物体側焦点面と共役な位置にピンホールが置かれているため、標本２０がレンズ光学系９０の物体側焦点面からずれている場合には、標本２０からの戻り光がほとんどカットされ、標本２０の位置が物体側焦点面と一致したときに、ピンホール１１を通過する光量が最大になり、さらに受光素子１６の出力信号が最大になる。
【００８７】
制御装置３０からの指示に基づき、筒状部材移動機構３１により、標本２０が固定されている筒状部材２５を光軸方向に移動させ、受光素子１６からの出力信号を制御装置３０に送信し、最大値を示した位置で制御装置３０から筒状部材移動機構３１に停止信号を送信して停止させれ。これにより、標本２０に対するレンズ鏡筒１７及びレンズ光学系９０の焦点出しが完了する。このようにして目視に頼ることなく自動的に焦点出しを実行できる。
【００８８】
偏心検出の原理については、基本的に実施の形態１の場合と同様であるため説明は省略する。
【００８９】
次に、レンズ鏡筒加工手順を説明する。モニタ２９に表示されたスポットをもとに偏心調整を行なった後、焦点出しを行ない、バイト２７によりレボルバ取付面の端面切削と、レボルバ取付ネジの切削を行なう。
【００９０】
本実施の形態２では、光源４１としてレーザを用いたので、受光素子１６に入射する光量を増大させることができ、測定信号のＳＮ比を向上させることができる。また、上記説明では、光源４１としてヘリウムネオンレーザ（波長５４３．５ｎｍ）を用いたが、それに限られる訳ではなく、他のレーザ、例えばＹＡＧの第２高調波レーザ（波長５３２ｎｍ）を用いても良い。
【００９１】
また、上記説明では、同焦検出光学系と偏心検出光学系とで光源４１を兼用したが、別々のレーザを用いる構成にしても良い。
【００９２】
（実施の形態３）
図３は本実施の形態３にかかるレンズ鏡筒加工装置の構成を示す図である。実施の形態１と同一の要素には同一符号を付してあり、同一の要素については詳細説明を省略する。
【００９３】
本実施の形態３において、焦点検出光学系の構成を説明する。焦点検出光学系は、光源５１、ビームエキスパンダ５２、ミラー５３、遮光部材５４、プリズム５５レンズ５６、レンズ５７、ダイクロイックミラー５８、レンズ鏡筒１７に保持されたレンズ光学系９０、標本２０、レンズ５９、２分割受光素子６０からなる。
【００９４】
光源５１はヘリウムネオンレーザ（波長５４３．５ｎｍ）である。遮光部材５４は、レーザ光束の半分を遮光する位置に配置され、プリズム５５は入射光束の５０％を反射するハーフミラーコートが形成されたものである。ダイクロイックミラー５８は、６００ｎｍよりも短い波長の光線を反射し、６００ｎｍよりも長い波長の光線を透過するダイクロイックコートが形成されたものである。
【００９５】
レンズ光学系９０の物体側焦点位置と共役な位置に２分割受光素子６０を配置している。２分割受光素子６０としては、例えば、２分割フォトダイオードを用いることができる。
【００９６】
本実施の形態３において、焦点検出の動作について説明する。光源５１からのレーザ光は、ビームエキスパンダ５２により光束径を広げられ、ミラー５３により進行方向を変え、遮光部材５４により半円状に光束を制限された後、プリズム５５に入射する。プリズム５５で反射された光束はレンズ５６、レンズ５７を通過してダイクロイックミラー５８で反射され、レンズ光学系９０に入射する。
【００９７】
標本２０で反射された光束はレンズ光学系９０を通り、ダイクロイックミラー５８で反射され、レンズ５７、レンズ５６を通り、プリズム５５を透過してレンズ５９により集光され２分割受光素子６０に入射する。レンズ光学系９０の物体側焦点面と共役な位置に２分割受光素子６０が置かれているため、標本２０の位置が物体側焦点面と一致したときに、２分割受光素子６０の二つの素子受光強度が等しくなり、ピンホール１１を通過する光量が最大になり、標本２０がレンズ光学系９０の物体側焦点面からずれている場合には、２分割受光素子６０の二つの素子受光強度が等しくならない。
【００９８】
制御装置３０からの指示に基づき、筒状部材移動機構３１により、標本２０が固定されている筒状部材２５を光軸方向に移動させ、２分割受光素子６０からの出力信号を制御装置３０に送信し、２分割受光素子６０の二つの素子受光強度が等しくなった位置で制御装置３０から筒状部材移動機構３１に停止信号を送信して停止させれる。これにより、標本２０に対するレンズ鏡筒１７及びレンズ光学系９０の焦点出しが完了する。
【００９９】
尚、偏心検出の原理については、基本的に実施の形態１の場合と同様であるため説明は省略する。
【０１００】
次に、レンズ鏡筒加工手順について説明する。モニタ２９に表示されたスポットを基に偏心調整を行った後、焦点出しを行い、バイト２７によりレボルバ取付面の端面切削と、レボルバ取付ネジの切削を行なう。
【０１０１】
本実施の形態３では、光源５１としてレーザを用いたので、受光素子６０に入射する光量を増大させることができ、測定信号のＳＮ比を向上させることができる。
【０１０２】
また、２分割受光素子６０の二つの素子受光強度が等しいかどうかを検出すれば良いため、信号強度の最大値を求めるなどの複雑な処理は不要であり、信号処理が簡略になるという利点が有る。
【０１０３】
（実施の形態４）
図４は本実施の形態４にかかるレンズ鏡筒加工装置の構成を示す図である。実施の形態１と同一の要素には同一符号を付してあり、同一の要素については詳細説明を省略する。
【０１０４】
本実施の形態４において、偏心検出光学系の構成を説明する。６１は光源であり、例えばヘリウムネオンレーザ（波長５４３．５ｎｍ）を用いることができる。光源６１の光軸上にビームエキスパンダ６２、ミラーＡ６３が配置されている。ミラー６３で折り曲げられた光軸上にはレンズ鏡筒１７に保持されたレンズ光学系９０、標本２０、レンズ２１、レンズ２２、２次元受光素子２４が配置されている。前記標本２０は光学ガラスからなり、両面に反射防止コートが施されている。
【０１０５】
焦点検出光学系の構成は、偏心検出光学系をそのまま利用するため、基本的には説明を省略する。ただし、装置組立時にレンズ２１、レンズ２２の位置を調整して、２次元受光素子２４と標本２０の上面とが光学的に共役になるように調整する。
【０１０６】
次に、焦点検出の動作について説明する。レンズ光学系９０により形成されたレーザスポットは、２次元受光素子２４に投影される。２次元受光素子２４からの出力信号をモニタ２９を介して制御装置３０に伝達する。筒状部材移動機構３１により筒状部材２５を光軸方向に移動させると、それにつれてスポットの大きさが変化する。
【０１０７】
前述の通り、２次元受光素子２４と標本６４の上面とを共役に配置してあるので、２次元受光素子２４上でスポット最小になる状態においては、標本６４の上面でスポットが最小になる。したがって、画像処理によりスポットの大きさを判断し、最小になる位置で筒状部材２５を停止させることにより、標本６４のレンズ鏡筒１７に対する焦点出しが完了する。
【０１０８】
偏心検出の原理については、基本的に実施の形態１の場合と同様であるため説明は省略する。
【０１０９】
以下にレンズ鏡筒加工手順を説明する。モニタ２９に表示されたスポットをもとに偏心調整を行なった後、焦点出しを行ない、バイト２７によりレボルバ取付面の端面切削と、レボルバ取付ネジの切削を行なう。
【０１１０】
本実施の形態４では、焦点検出光学系と偏心検出光学系とが同一の光学系を用いているため、装置の簡略化・小型化を図ることができるという利点がある。
【０１１１】
上記説明では、焦点位置の判断にスポットの大きさを基準としたが、これに限られる訳ではなく、他の基準を用いても良い。例えば、非点収差のあるレンズ光学系の場合、標本２０を光軸方向に移動させたときにスポットが同心円状にぼけずに、メリディオナル像、最小錯乱円、サジタル像と変化する。その場合には、焦点位置の判断基準として、スポット形状がもっとも丸くなった位置を焦点と判断するようにしても良い。
【０１１２】
（実施の形態５）
図５は本実施の形態５にかかるレンズ鏡筒加工装置の構成を示す図である。実施の形態１と同一の要素には同一符号を付してあり、同一の要素については詳細説明を省略する。
【０１１３】
本実施の形態５において、偏心検出光学系の構成を説明する。７１は照明光学装置であり、ランプ７２、レンズ７３、絞り７４、フィルタ７５、絞り７６、レンズ７７、ハーフミラー７８からなるケーラ一照明系を構成している。ランプ７２は例えばハロゲンランプを用いることができ、フィルタ７５はバンドバスフィルタであり、例えば５００〜６００ｎｍの照明光を選釈的に透過する。
【０１１４】
ハーフミラー７８で折り曲げられた光軸上に、レンズ鏡筒１７に保持されたレンズ光学系９０、標本７９が配置されている。標本７９は光学ガラスの表面にランダムパターンが形成されている。標本７９で折り返された光軸上には、レンズ光学系９０、ハーフミラー７８、レンズ８１、２次元受光素子２４が配置されている。
【０１１５】
本実施の形態５において、焦点検出光学系の構成は、偏心検出光学系をそのまま利用するため、説明を省略する。
【０１１６】
次に、焦点検出の動作について説明する。照明光学系７１からの照明光はレンズ光学系９０を通って標本７９を照明する。標本７９のランダムパターンはレンズ光学系９０、レンズ８１により２次元受光素子２４に結像する。この画像はモニタ２９を介して制御装置３０に送られる。
【０１１７】
筒状部材移動機構３１により筒状部材８０を光軸方向に移動させると同時に、制御装置３０に送られる２次元受光素子２４からの画像に対してフーリエ変換を行ない、特定の空間周波数成分の強度が最大になった位置で筒状部材移動機構３１を停止させる。判断基準となる空間周波数については、レンズ光学系９０に対して最適な空間周波数を、事前の検討により求めておく。
【０１１８】
次に、偏心検出の原理について説明する。照明光学系７１からの照明光はレンズ光学系９０を通って標本７９を照明する。標本７９のランダムパターンはレンズ光学系９０、レンズ８１により２次元受光素子２４に結像される。この画像はモニタ２９を介して制御装置３０に送られる。スピンドル１９を１回転させて、そのときにモニタ２９の画像が動くようであれば、レンズ光学系９０に偏心が存在する。レンズ鏡筒位置調整機構１８によりレンズ鏡筒１７の位置調整を行なって、スピンドル１９が回転してもモニタ２９の画像が動かないようになれば、偏心が０に調整できたことになる。
【０１１９】
次に、レンズ鏡筒加工手順を説明する。モニタ２９に表示されたパターン像を基に偏心調整を行なった後、焦点出しを行ない、バイト２７によりレボルバ取付面の端面切削と、レボルバ取付ネジの切削を行なう。
【０１２０】
本実施の形態５では、反射型の焦点検出光学系を用いたが、これにより標本７９より下の光学系が不要となり、焦点出しの時に移動させる必要のある筒状部材２５を小型・軽量にすることができ、位置決めのスピードの向上を図ることができる。また、焦点検出光学系と偏心検出光学系とが同一の光学系を用いているため、装置全体の小型化につながるという利点もある。
【０１２１】
本実施の形態５では、パターンが形成された標本７９に対して焦点出しを行なうので、より実際の観察時に近い状態で同焦点の基準を決定することができるという利点がある。
【０１２２】
上記説明では、偏心調整の方法として、スピンドル１９が回転してもモニタ２９の画像が動かないようにレンズ鏡筒位置調整機構１８によりレンズ鏡筒１７の位置調整を行なう方法を述べたが、これに限られる訳ではない。例えば、レンズ光学系９０に対して偏心の規格値を決めておき、それ以下の値になったら偏心調整を終了するほうが作業時間の短縮を図ることができる。
【０１２３】
ただし、ランダムパターンが表示されたモニタ２９の画像から、偏心量を読み取るのは困難であるため、２次元受光素子２４からの画像を制御装置３０に送り、画像処理により偏心量を求めるようにすれば効率よく偏心調整作業を行なうことができる。
【０１２４】
上記説明では反射型の偏心検出光学系の場合について説明したが、これに限られる訳ではなく、他の方法、例えば実施の形態１〜４の光学系を採用することもできる。その場合、標本７９に形成したランダムパターンがスポット観察の妨げになるので、同心円状にパターンを形成しない領域を形成する必要があるものの、モニタ２９に映し出されるスポットの動きから偏心量をすぐに把握でき、レンズ鏡筒の位置調整が容易であるという利点がある。
【０１２５】
なお、上記で説明したように、本実施の形態５の焦点検出方法では、標本７９にパターンが形成されている必要が有り、焦点出しに最適なパターンの空間周波数はレンズ光学系ごとに異なる可能性がある。従って、標本７９に形成するパターンが単一の周波数で繰り返すパターンでは適用できるレンズ光学系が限られてしまう。そこで標本には、様々な空間周波数を有するパターンが形成されていることが望ましい。この様々な空間周波数を有するパターンがランダムパターンである。
【０１２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、焦点検出精度及び偏心検出精度を向上して、レンズ鏡筒の加工を可能とし、さらにはレボルバ取付面及びレボルバ取付ネジを高精度に加工することが可能なレンズ鏡筒加工装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のレンズ鏡筒加工装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２のレンズ鏡筒加工装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３のレンズ鏡筒加工装置の概略構成図である。
【図４】本発明の実施の形態４のレンズ鏡筒加工装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態５のレンズ鏡筒加工装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１ 光源
２ ビームエキスパンダ
３ ＰＢＳ
４ λ／４板
５ 光源
６ 光ファイバ
７ レンズ
８ フィルタ
９ 帯域光用ＰＢＳ
１０ レンズ
１１ ピンホール
１２ レンズ
１３ 帯域光用λ／４板
１４ ハーフミラー
１５ レンズ
１６ 受光素子
１７ レンズ鏡筒
１８ レンズ鏡筒位置調整機構
１９ スピンドル
２０ 標本
２１ レンズ
２２ レンズ
２３ フィルタ
２４ ２次元受光素子
２５ 筒状部材
２６ バイト
２７ バイト移動機構
２８ 連結部材
２９ モニタ
３０ 制御装置
３１ 筒状部材移動機構
４１ 光源
４２ ビームエキスパンダ
４３ ハーフミラー
４４ ミラー
４５ ミラー
４６ レンズ
４７ レンズ
４８ レンズ
５１ 光源
５２ ビームエキスパンダ
５３ ミラー
５４ 遮光部材
５５ プリズム
５６ レンズ
５７ レンズ
５８ ダイクロイックミラー
５９ レンズ
６０ ２分割受光素子
６１ 光源
６２ ビームエキスパンダ
６３ ミラー
７１ 照明光学系
７２ ランプ
７３ レンズ
７４ 絞り
７５ フィルタ
７６ 絞り
７７ レンズ
７８ ハーフミラー
７９ 標本
８０ 筒状部材
８１ レンズ
９０ レンズ光学系
【図１】
0004012709.tif 000002
【図２】
0004012709.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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