(57)【要約】【課題】検査精度を向上させること。【解決手段】検査チャートに対して、被検レンズを光軸方向および光軸に直交する方向に位置決めして保持する被検レンズ保持部と、被検レンズの像面における検査チャートの像を拡大する拡大光学系と、該拡大光学系で拡大された像を撮像する撮像素子４２とが一体に設けられた拡大観察部と、該拡大観察部を光軸方向および光軸に直交する方向に沿って移動可能に保持する移動機構３と、拡大観察部を移動すべき移動目標位置の情報を生成する移動目標位置生成部５４と、移動目標位置の情報と、移動機構を移動目標位置に向けて駆動したときに発生する移動誤差との関係を、予め記憶しておくための移動誤差記憶部５５と、移動目標位置の情報と、移動誤差との関係に基づいて、移動誤差分を補正した補正移動目標位置の情報を、移動機構に送出する移動機構制御部５６と、を備えるレンズ検査装置を提供する。【選択図】図５
2009257995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズによって結像された検査チャートの像を拡大観察することで、前記被検レンズの光学性能を検査するレンズ検査装置であって、
前記検査チャートに対して、前記被検レンズを光軸方向および光軸に直交する方向に位置決めして保持する被検レンズ保持部と、
前記被検レンズの像面における前記検査チャートの像を拡大する拡大光学系と、該拡大光学系で拡大された像を撮像する撮像素子とが一体に設けられた拡大観察部と、
該拡大観察部を、前記被検レンズの像面に対して、前記光軸方向および前記光軸に直交する方向に沿って移動可能に保持する移動機構と、
前記検査チャートにおける検査位置の情報から、前記拡大観察部を移動すべき移動目標位置の情報を生成する移動目標位置生成部と、
前記移動目標位置の情報と、前記移動機構を前記移動目標位置に向けて駆動したときに発生する移動誤差との関係を、予め記憶しておくための移動誤差記憶部と、
前記移動目標位置生成部で生成された前記移動目標位置の情報と、前記移動誤差記憶部に記憶された前記移動誤差との関係に基づいて、前記移動誤差分を補正した補正移動目標位置の情報を、前記移動機構に送出する移動機構制御部と、
を備えることを特徴とするレンズ検査装置。
【請求項２】
被検レンズによって結像された検査チャートの像を拡大観察することで、前記被検レンズの光学性能を検査するレンズ検査装置であって、
前記検査チャートに対して、前記被検レンズを光軸方向および光軸に直交する方向に位置決めして保持する被検レンズ保持部と、
前記被検レンズの像面における前記検査チャートの像を拡大する拡大光学系と、該拡大光学系で拡大された像を撮像する撮像素子とが一体に設けられた拡大観察部と、
該拡大観察部を、前記被検レンズの像面に対して、前記光軸方向および前記光軸に直交する方向に沿って移動可能に保持する移動機構と、
前記検査チャートにおける検査位置の情報から、前記拡大観察部を移動すべき移動目標位置の情報を生成する移動目標位置生成部と、
前記光軸に直交する位置決め面に沿う参照平面を有する参照部材を前記被検レンズ保持部に保持させたときに、前記拡大観察部と前記参照部材との距離を測定し、前記移動機構を前記移動目標位置に向けて駆動したときに発生する移動誤差を測定する移動誤差測定部と、
前記移動目標位置の情報と、前記移動誤差との関係を記憶するための移動誤差記憶部と、
前記移動目標位置生成部で生成された前記移動目標位置の情報と、前記移動誤差記憶部に記憶された前記移動誤差との関係に基づいて、前記移動誤差分を補正した補正移動目標位置の情報を、前記移動機構に送出する移動機構制御部と、
を備えることを特徴とするレンズ検査装置。
【請求項３】
前記拡大観察部を通して取得された画像を画像処理し、該画像のコントラストを評価する画像評価部を備え、
前記移動誤差測定部は、
前記画像評価部によって評価された前記参照部材の画像のコントラストの評価結果から、前記拡大観察部と前記参照部材との距離を測定することを特徴とする請求項２に記載のレンズ検査装置。
【請求項４】
被検レンズによって結像された検査チャートの像を拡大観察するとともに、光軸方向および光軸に直交する方向に移動可能に支持された拡大観察部を用いて前記被検レンズの光学性能を検査するレンズ検査方法であって、
前記検査チャートにおける検査位置を設定し、該検査位置に対応する前記拡大観察部の移動目標位置を設定する移動目標位置設定工程と、
前記検査チャートに対して、前記被検レンズを前記光軸方向および前記光軸に直交する方向に位置決めして保持する被検レンズ保持部に、前記光軸に直交する位置決め面に沿う参照平面を有する参照部材を保持させて、該参照部材に対する前記拡大観察部の移動誤差を測定する移動誤差測定工程と、
前記移動目標位置設定工程で設定された前記移動目標位置と、前記移動誤差測定工程で測定された前記移動誤差との関係を記憶する移動誤差記憶工程と、
前記移動目標位置設定工程で設定された前記移動目標位置を、前記移動誤差記憶工程で記憶された前記移動誤差との関係に基づいて、前記移動誤差分を補正した補正移動目標位置を生成して、前記拡大観察部の移動を行う拡大観察部移動工程と、
を備えることを特徴とするレンズ検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ検査装置及びレンズ検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズ検査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、空中像観測によるレンズ検査装置である（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載されたＭＴＦ測定装置（レンズ検査装置）は、被検レンズに対して、光源により照明される円形開口からの光束を入射する基準チャート（検査チャート）と、被検レンズにより結像する縮小像を拡大し観察像を生成する拡大光学系と、拡大光学系による観察像を撮像し、縮小像における光強度分布を電気信号に変換する固体撮像素子（撮像素子）と、固体撮像素子からの電気信号を演算処理しＭＴＦ値を算出する演算装置と、拡大光学系を光軸方向及び光軸と直交する方向に移動させる駆動機構（移動機構）と、を備えるものである。
【０００４】
特許文献１に記載されたレンズ検査装置は、拡大光学系を通して光軸上の縮小像を撮像素子によって撮像した後、移動機構によって光軸に直交する方向に沿って拡大光学系を移動させ、拡大光学系を通して光軸外の縮小像を撮像する。そして、両方の像の画像データから被検レンズのＭＴＦ値を演算し、被検レンズの光学性能を検査する。
【特許文献１】特開２００３−５０１８３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、上述した従来のレンズ検査装置では、移動機構のピッチング、ヨーイングなどの影響のため、拡大光学系が移動機構によって光軸と直交する方向に沿って移動された時に、目標とする移動位置との間に移動誤差が生じる。
近年、例えば、デジタルカメラ用レンズ等は高品質な光学性能が求められるようになっており、このようなデジタルカメラ用レンズ等を被検レンズとして従来のレンズ検査装置によって検査すると、移動機構の移動誤差が大きいため、被検レンズを目的とする移動位置に正確に移動させることができない。そのため、被検レンズに対する検査精度を低下させてしまう、という問題がある。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、検査精度を向上させることができるレンズ検査装置及びレンズ検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るレンズ検査装置は、被検レンズによって結像された検査チャートの像を拡大観察することで、前記被検レンズの光学性能を検査するレンズ検査装置であって、前記検査チャートに対して、前記被検レンズを光軸方向および光軸に直交する方向に位置決めして保持する被検レンズ保持部と、前記被検レンズの像面における前記検査チャートの像を拡大する拡大光学系と、該拡大光学系で拡大された像を撮像する撮像素子とが一体に設けられた拡大観察部と、該拡大観察部を、前記被検レンズの像面に対して、前記光軸方向および前記光軸に直交する方向に沿って移動可能に保持する移動機構と、前記検査チャートにおける検査位置の情報から、前記拡大観察部を移動すべき移動目標位置の情報を生成する移動目標位置生成部と、前記移動目標位置の情報と、前記移動機構を前記移動目標位置に向けて駆動したときに発生する移動誤差との関係を、予め記憶しておくための移動誤差記憶部と、前記移動目標位置生成部で生成された前記移動目標位置の情報と、前記移動誤差記憶部に記憶された前記移動誤差との関係に基づいて、前記移動誤差分を補正した補正移動目標位置の情報を、前記移動機構に送出する移動機構制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明に係るレンズ検査装置によれば、移動目標位置に移動誤差分が補正された補正移動目標位置の情報が移動機構に送出されるので、移動機構は、拡大観察部を移動目標位置に正確に移動させることができる。従って、被検レンズに対する検査精度を向上させることができる。
【０００９】
また、本発明に係るレンズ検査装置は、被検レンズによって結像された検査チャートの像を拡大観察することで、前記被検レンズの光学性能を検査するレンズ検査装置であって、前記検査チャートに対して、前記被検レンズを光軸方向および光軸に直交する方向に位置決めして保持する被検レンズ保持部と、前記被検レンズの像面における前記検査チャートの像を拡大する拡大光学系と、該拡大光学系で拡大された像を撮像する撮像素子とが一体に設けられた拡大観察部と、該拡大観察部を、前記被検レンズの像面に対して、前記光軸方向および前記光軸に直交する方向に沿って移動可能に保持する移動機構と、前記検査チャートにおける検査位置の情報から、前記拡大観察部を移動すべき移動目標位置の情報を生成する移動目標位置生成部と、前記光軸に直交する位置決め面に沿う参照平面を有する参照部材を前記被検レンズ保持部に保持させたときに、前記拡大観察部と前記参照部材との距離を測定し、前記移動機構を前記移動目標位置に向けて駆動したときに発生する移動誤差を測定する移動誤差測定部と、前記移動目標位置の情報と、前記移動誤差との関係を記憶するための移動誤差記憶部と、前記移動目標位置生成部で生成された前記移動目標位置の情報と、前記移動誤差記憶部に記憶された前記移動誤差との関係に基づいて、前記移動誤差分を補正した補正移動目標位置の情報を、前記移動機構に送出する移動機構制御部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係るレンズ検査装置によれば、移動目標位置に移動誤差分が補正された補正移動目標位置の情報が移動機構に送出されるので、移動機構は、拡大観察部を移動目標位置に正確に移動させることができる。従って、被検レンズに対する検査精度を向上させることができる。
しかも、移動誤差測定部によって移動誤差を測定することができるので、他の装置を用いずに移動誤差を測定することができる。そのため、他の装置の準備等が不要となるため、被検レンズの検査を効率良く行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係るレンズ検査装置では、前記拡大観察部を通して取得された画像を画像処理し、該画像のコントラストを評価する画像評価部を備え、前記移動誤差測定部は、前記画像評価部によって評価された前記参照部材の画像のコントラストの評価結果から、前記拡大観察部と前記参照部材との距離を測定すること、が好ましい。
【００１２】
この場合、移動誤差測定部として拡大観察部を利用することができるので、レンズ検査装置を簡素化することができる。
【００１３】
また、本発明に係るレンズ検査方法は、被検レンズによって結像された検査チャートの像を拡大観察するとともに、光軸方向および光軸に直交する方向に移動可能に支持された拡大観察部を用いて前記被検レンズの光学性能を検査するレンズ検査方法であって、前記検査チャートにおける検査位置を設定し、該検査位置に対応する前記拡大観察部の移動目標位置を設定する移動目標位置設定工程と、前記検査チャートに対して、前記被検レンズを前記光軸方向および前記光軸に直交する方向に位置決めして保持する被検レンズ保持部に、前記光軸に直交する位置決め面に沿う参照平面を有する参照部材を保持させて、該参照部材に対する前記拡大観察部の移動誤差を測定する移動誤差測定工程と、前記移動目標位置設定工程で設定された前記移動目標位置と、前記移動誤差測定工程で測定された前記移動誤差との関係を記憶する移動誤差記憶工程と、前記移動目標位置設定工程で設定された前記移動目標位置を、前記移動誤差記憶工程で記憶された前記移動誤差との関係に基づいて、前記移動誤差分を補正した補正移動目標位置を生成して、前記拡大観察部の移動を行う拡大観察部移動工程と、を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係るレンズ検査方法によれば、移動目標位置を、移動誤差との関係に基づいて、移動誤差分を補正した補正移動目標位置の情報を生成して、拡大観察部の移動を行うので、拡大観察部を移動目標位置に正確に移動させることができる。従って、被検レンズに対する検査精度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るレンズ検査装置及びレンズ検査方法によれば、検査精度を向上させることができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
以下、本発明に係る第１実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置を示す模式的な正面図である。図２（ａ）は、ピンホールチャートの正面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面の部分拡大図である。図３は、本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置に用いる拡大観察部の説明図である。図４は、本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置に用いる拡大観察部の分解斜視図である。図５は、本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置の制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００１７】
本実施形態のレンズ検査装置１は、図１に示すように、被検レンズ保持部２と、ピンホールチャート９と、移動機構３と、拡大観察部４と、制御部５とを備える。また、上記各構成は、図示しない筐体内に収められており、被検レンズ保持部２、ピンホールチャート９、移動機構３及び制御部５はこの筐体内に保持されている。
また、本実施形態のレンズ検査装置１では、レンズ検査装置１内で一定方向に沿って延びる位置基準である光軸Ｌに、被検レンズ保持部２の側面視での中心点と、後述するピンホールチャート９の中心部にあるピンホール穴９１の穴中心である点Ｏとが位置するように、被検レンズ保持部２及びピンホールチャート９が配置されている。
【００１８】
被検レンズＮとしては、例えば、デジタルカメラ用レンズ等の適宜のレンズ及びレンズ群を採用することができる。以下では、一例として円筒状外形の鏡筒Ｎ１内に固定して保持された単レンズＮ２からなる被検レンズＮを図示している。
鏡筒Ｎ１は、外周面Ｎ１ａが単レンズＮ２を径方向に位置決めする位置決め面となっており、また、端面Ｎ１ｂが単レンズＮ２を軸方向に位置決めする位置決め面となっている。本実施形態では、単レンズＮ２の光軸が端面Ｎ１ｂに対して直交した状態で、端面Ｎ１ｂ側から見たときの単レンズＮ２の光軸の位置が被検レンズＮの中心であるように、鏡筒Ｎ１の外周面Ｎ１ａ及び端面Ｎ１ｂによって単レンズＮ２が位置決めされている。以下では、鏡筒Ｎ１に保持されている単レンズＮ２の光軸を、被検レンズＮの光軸と称する。
【００１９】
被検レンズ保持部２は、被検レンズＮを、レンズ検査装置１の光軸Ｌ方向及び光軸Ｌと直交する方向に位置決めして保持する保持機構であって、全体として円筒状の形状を有する。被検レンズ保持部２の一端側には、被検レンズＮの外形を径方向に位置決めする外嵌面２１ａが形成されており、被検レンズ保持部２の他端側には、被検レンズＮを光軸Ｌ方向に位置決めする円環状の当接面２１ｂが径方向内側に形成されている。
被検レンズＮを被検レンズ保持部２の一端側から嵌入することで、ピンホールチャート９に対して、被検レンズＮを光軸Ｌ方向および光軸Ｌに直交する方向に位置決めして保持することができる。また、本実施形態では、被検レンズＮの光軸を、レンズ検査装置１の光軸Ｌ上に位置決めして保持することができる。
なお、被検レンズ保持部２は、外嵌面２１ａの代わりに、光軸Ｌを中心として光軸Ｌと直交する方向に開閉して、被検レンズＮを径方向に位置決めするチャック機構と有するものでもよい。
【００２０】
ピンホールチャート９は、被検レンズＮの光学性能を検査するために、レンズ検査装置１の保持部材（不図示）に着脱可能に保持された検査チャートの一例であり、被検レンズ保持部２に保持された被検レンズＮの物体面に、予め当接面２１ｂから距離Ｚ３だけ離れて位置調整された状態で配置されている。ピンホールチャート９は、図２（ａ）に示すように、矩形板の中心部及び四隅の予め決められた位置に合計五箇所にピンホール穴９１が設けられている。なお、以下では、ピンホール穴９１を区別する必要がある場合には、中心部のピンホール穴９１をピンホール穴９１ａ、また四隅の各ピンホール穴９１を、図２右上に配置されているものから図示時計回りにピンホール穴９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅと称する。
【００２１】
中心部のピンホール穴９１ａは、穴中心である点Ｏが光軸Ｌ上に配置され、四隅の各ピンホール穴９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅは、被検レンズＮの撮影範囲の周縁部に対応するようにして、各ピンホール穴９１ｂ、９１ｃ、９１ｄ、９１ｅの穴中心である点Ｏｂ、Ｏｃ、Ｏｄ、Ｏｅがピンホール穴９１ａの点Ｏから等距離、離れて形成されている。
【００２２】
ここで、ピンホールチャート９の周縁部の各辺に沿った方向をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向、光軸Ｌに沿う方向をＺ軸方向とするＸＹＺ座標系を、ピンホール穴９１ａの穴中心の座標を原点としてＯ（０、０、０）と定義する。このＸＹＺ座標系では、図１及び図２（ａ）に示すように、Ｘ軸方向はピンホール穴９１ｄからピンホール穴９１ｃに向かう方向を正とし、Ｙ軸方向はピンホール穴９１ｃからピンホール穴９１ｂに向かう方向を正とし、Ｚ軸方向はピンホールチャート９から被検レンズ保持部２に向かう方向を正とする。
【００２３】
そして、このＸＹＺ座標系での各点Ｏｂ、Ｏｃ、Ｏｄ、Ｏｅの座標を、図２（ａ）に示すように、それぞれＯｂ（Ｘ１，Ｙ１，０）、Ｏｃ（Ｘ１，−Ｙ１，０）、Ｏｄ（−Ｘ１，−Ｙ１，０）、Ｏｅ（−Ｘ１，Ｙ１，０）とする。なお、図１では、簡略化して、点Ｏが位置するピンホール穴９１ａ、及び点Ｏｄが位置するピンホール穴９１ｄの近傍のみを図示している。
【００２４】
また、図２（ｂ）に示すように、ピンホールチャート９に対する被検レンズ保持部２の反対側には、各ピンホール穴９１の近傍に、例えばハロゲンランプ等からなる光源ランプ９２が設けられており、光源ランプ９２を点灯させることにより、各ピンホール穴９１を通して、被検レンズ保持部２側に光を投射できるようになっている。
【００２５】
移動機構３は、図１に示すように、例えばレンズ検査装置１に固定された基台３ａ上に、互いに直交する３軸方向にリニアガイド部を備え、例えばボールネジ、駆動モータ等からなる駆動部を各軸方向に有するＸＹＺステージ３ｂが設けられてなる。移動機構３の移動方向であるＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、それぞれが上記ＸＹＺ座標系の各軸方向と一致する方向となっている。
【００２６】
拡大観察部４は、図１、図３及び図４に示すように、被検レンズＮの像面におけるピンホールチャート９の像を拡大する拡大光学系４１と、拡大光学系４１で拡大された像を撮像する撮像素子４２とが、平板状の保持台４３上に一体に、光軸Ｌ方向に沿って並んで取り付けられたものであり、移動機構３のＸＹＺステージ３ｂ上に固定されている。これにより、拡大観察部４は、移動機構３の移動にあわせてＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の各方向に沿って移動できるようになっている。
【００２７】
また、撮像素子４２の表面には、光軸Ｌと直交する撮像面４２ａが設けられている。そして、撮像素子４２は、図３に示すように、撮像面４２ａからＺ軸方向に沿って距離Ｚ４だけ離れた物体面Ｂ上の像が、拡大光学系４１で所定倍率に拡大されてピント合わせされた状態で結像される像面Ｉに一致するように、位置決めして配置されている。
ここで、拡大光学系４１の光軸上の撮像面４２ａ上の点を像点Ｉ０、像点Ｉ０と共役な位置関係にある点を物点Ｂ０と称する。この物点Ｂ０は、拡大観察部４と共に、ＸＹＺステージ３ｂの移動に合わせて移動するものである。なお、本実施形態では、拡大観察部４は、ＸＹＺステージ３ｂが駆動の原点位置にあるときに物点Ｂ０が光軸Ｌ上にあるように、移動機構３に対して位置決めされている。
【００２８】
また、本実施形態では、図４に示すように、拡大光学系４１は、箱状の支持体４１ａに、この支持体４１ａを光軸Ｌ方向に貫通した状態で保持されており、支持体４１ａの下部側面が保持台４３上に設けられた位置決めピン４３ａにより位置決めされた状態で、ネジ等によって上下方向に着脱自在に固定されている。また、撮像素子４２は、保持台４３上に形成された嵌合溝４３ｂに嵌合することで位置決めされている。なお、図１及び図３及びこれ以下に示す図面では、簡略化のため、拡大光学系４１の支持体４１ａ及び位置決めピン４３ａの図示を省略している。
【００２９】
制御部５の機能構成は、図５に示すように、画像取込部５１と、画像評価部５２と、移動目標位置生成部５４と、移動誤差記憶部５５と、誤差測定位置生成部５３と、測定制御部（移動誤差測定部）５７と、移動機構制御部５６とを備える。
制御部５の装置構成は、上記機能構成に対応して専用のハードウェアを用いても良いが、本実施形態では、ＣＰＵ、ＲＡＭ、入出力Ｉ／Ｆ及び外部記憶装置を有するコンピュータで、それぞれの機能に対応して制御プログラムを実行するようにしている。
【００３０】
画像取込部５１は、撮像素子４２によって光電変換された画像信号を制御部５に取り込んで、画像評価部５２で処理可能な画像データに変換し、画像評価部５２に送出するものである。
【００３１】
画像評価部５２は、画像取込部５１から送出された画像データを用いて、被検レンズＮの光学性能を評価するものである。本実施形態では一例として、ピンホールチャート９のＭＴＦ検査をする場合の例で説明する。即ち、画像評価部５２は、画像データをフーリエ変換して画像データの周波数特性を求め、この周波数特性と予め記憶されたピンホールチャート９の周波数特性とから被検レンズＮのＭＴＦ値を算出する。
また、画像評価部５２は、画像データの周波数特性からコントラストの評価値を算出し、その評価値を測定制御部５７に送出する。
【００３２】
移動目標位置生成部５４は、予め入力された点Ｏ、Ｏｂ、Ｏｃ、Ｏｄ、Ｏｅの座標情報、及び被検レンズＮの倍率情報から、各ピンホール穴９１の穴中心に対応する像が結像される位置の座標である移動目標座標Ｔを生成し、この移動目標座標Ｔを測定制御部５７に送出するものである。なお、本実施形態では、移動目標位置生成部５４に入力されている各情報は、測定制御部５７を介して電気的に接続された操作部５８を通して予め入力されているものである。
【００３３】
移動誤差記憶部５５は、移動目標位置生成部５４によって生成された移動目標座標Ｔを目標として移動機構３を移動させた場合にリニアガイド部の走り誤差によって生じる移動誤差を記憶するものである。
【００３４】
誤差測定位置生成部５３は、移動目標位置生成部５４によって生成された移動目標座標Ｔに基づいて、移動誤差を測定するための基準となる測定基準座標Ｖを生成し、この測定基準座標を測定制御部５７に送出するものである。
【００３５】
測定制御部５７は、操作部５８の操作入力に基づいて測定動作の全体を制御するもので、画像取込部５１、移動目標位置生成部５４、誤差測定位置生成部５３及び移動機構制御部５６の動作を制御するものである。また、測定制御部５７は、移動機構制御部５６の動作を制御することで、移動誤差を測定する。また、測定制御部５７は、移動目標位置生成部５４によって生成された移動目標座標Ｔと、移動誤差記憶部５５に記憶された移動誤差とに基づいて、移動目標座標Ｔに移動誤差分を補正した補正目標座標Ｕを生成して、移動機構制御部５６に送出する。
【００３６】
移動機構制御部５６は、測定制御部５７より送出された座標を目標として物点Ｂ０が移動するように移動機構３の移動を制御する移動制御信号Ｓを、予め入力された物点Ｂ０と移動機構３との位置関係の情報に基づいて生成し、移動機構３に送出するものである。なお、本実施形態では、物点Ｂ０と移動機構３との位置関係の情報は、操作部５８を通して予め入力されているものである。
【００３７】
次に、上記レンズ検査装置１を用いて、被検レンズＮの検査を行う場合のレンズ検査方法について、レンズ検査装置１の動作と共に説明する。
図６は、移動誤差の説明図である。図７は、本発明に係る第１実施形態のレンズ検査方法の工程説明図である。図８は、本発明に係る第１実施形態のレンズ検査方法に用いるピント位置検出チャートの模式的な正面図である。
【００３８】
本実施形態のレンズ検査装置１では、図１に示すように、ピンホールチャート９の像がピンホールチャート９から距離Ｚ２だけ離れた面Ｍに結像され、各点Ｏ、Ｏｂ、Ｏｃ、Ｏｄ、Ｏｅが面Ｍ上の各点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３（不図示）、Ｐ４（不図示）、Ｐ５（不図示）にそれぞれ結像される。以下では、点Ｏからの光が被検レンズＮを通り、位置が（０，０，Ｚ２）の点Ｐ１に結像され、点Ｏｄからの光が被検レンズＮを通り、位置が（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）の点Ｐ２に結像されるものとする。なお、他の点Ｏｂ、Ｏｃ、Ｏｅに対応する点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５に関しては、点Ｐ１及び点Ｐ２と同様の手順を実施すればよいので説明を省略する。
【００３９】
本実施形態のレンズ検査方法では、Ｚ＝Ｚ２に位置する面Ｍに形成される像を拡大観察部４で取得して被検レンズＮの検査を行う。
レンズ検査方法の概略の測定手順について説明すると、図６に示すように、まず、点Ｐ１及び点Ｐ２の位置を算出し、点Ｐ１に物点Ｂ０を移動させる。これにより、点Ｐ１の像が像点Ｉ０に結像されると共に、面Ｍ上の各像が撮像面４２ａ上に結像されるので、この像の画像データに基づいてＭＴＦ値を測定する。なお、本実施形態では、物点Ｂ０を光軸Ｌに沿って移動させるときは、ＸＹＺステージ３ｂを駆動の原点位置から単にＺ軸方向に移動させるだけなので、移動誤差が生じないものとする。
その後、物点Ｂ０を、点Ｐ２を目標として移動させるが、この際に、リニアガイド部の走り誤差によって、Ｚ軸方向に移動誤差が生じてしまう。即ち、この移動誤差をｄとすると、物点Ｂ０は、位置が（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２＋ｄ）の点Ｑに移動してしまう。
そこで、本実施形態では、以下のようにしてレンズ検査方法を実施する。
【００４０】
まず、移動目標位置設定工程として、点Ｐ１、Ｐ２の位置である移動目標座標Ｔを、移動目標位置生成部５４によって生成する。即ち、点Ｐ１の移動目標座標Ｔ１（０，０，Ｚ２）、点Ｐ２の移動目標座標Ｔ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を生成する。
【００４１】
次に、移動誤差を測定する移動誤差測定工程と、測定した移動誤差を記憶する移動誤差記憶工程とを連続して、点Ｐ１、Ｐ２に関してそれぞれ行う。
まず、移動誤差測定工程の準備として、図７に示すように、被検レンズ保持部２に、一方の表面（参照平面）６１が良好な平面度を有する円板状のガラスからなるピント位置検出チャート（参照部材）６を、表面６１が当接面２１ｂに当接した状態で保持させる。
ピント位置検出チャート６の外径は、被検レンズ保持部２の内径と内嵌可能な寸法とされている。ピント位置検出チャート６の表面６１には、図８に示すように、例えば金属等の遮光材料を蒸着することで、平行ライン状の透光部と遮光部とが交互に形成された評価パターンが形成されている。
【００４２】
ピント位置検出チャート６を保持させた後、ピント位置検出チャート６に対して拡大光学系４１の配置位置と反対側から、レンズ検査装置１に着脱可能に設けられたピント位置検出チャート用照明６２を用いて、ピント位置検出チャート６を照射する。
【００４３】
次に、誤差測定位置生成部５３によって、点Ｐ１、Ｐ２に対応して、移動誤差を測定するための位置である測定基準座標Ｖを生成する。即ち、Ｚ＝Ｚ３であるピント位置検出チャート６の表面６１上で、点Ｐ１、Ｐ２のそれぞれとＸ座標及びＹ座標が等しい点Ｒ１、Ｒ２の位置である測定基準座標Ｖ１（０，０，Ｚ３）、Ｖ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３）をそれぞれ生成する。
【００４４】
次に、点Ｐ１に関する移動誤差測定工程を行う。
まず、測定制御部５７は、誤差測定位置生成部５３から測定基準座標Ｖ１（０，０，Ｚ３）を取得して移動機構制御部５６に送出し、移動機構３によって物点Ｂ０を、光軸Ｌ上の測定基準座標Ｖ１（０，０，Ｚ３）に位置する点Ｒ１を目標として移動させる。その後、移動機構３によって物点Ｂ０をＺ軸方向に沿って移動させながら、撮像面４２ａに投影されるピント位置検出チャート６の拡大チャート像を画像取込部５１によって取り込み、画像評価部５２によってコントラストを評価する。そして、測定制御部５７は、コントラストの評価値に基づき、撮像面４２ａ上に投射される拡大チャート像のピント合わせを行う。
本実施形態では、上述したように物点Ｂ０を光軸Ｌ上で移動させるときは、移動誤差が生じないので、このピント合わせにより、移動誤差が０と測定される。
以上で、点Ｐ１に関する移動誤差測定工程が終了する。
【００４５】
次に、点Ｐ１に関する移動誤差記憶工程として、測定制御部５７は、移動誤差記憶部５５に移動誤差０を記憶させる。
【００４６】
次に、点Ｐ２に関する移動誤差測定工程を行う。
まず、測定制御部５７は、誤差測定位置生成部５３から測定基準座標Ｖ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３）を取得し、移動機構３によって物点Ｂ０を、測定基準座標Ｖ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３）に位置する点Ｒ２を目標として移動させる。この時、上述したようにリニアガイド部の走り誤差によって移動誤差ｄが生じ、実際には位置（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３＋ｄ）の点Ｒ３に移動する。
【００４７】
そこで、測定制御部５７は、移動機構３によって物点Ｂ０をＺ軸方向に移動させてピント合わせを行う。ピント合わせの過程において、測定制御部５７が座標情報（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３−ｄ）を移動機構制御部５６に送出したときに、物点Ｂ０は、点Ｒ２より移動誤差ｄ分ずれた目標に向かって移動するため、移動機構３により点Ｒ２に正確に移動される。測定制御部５７は、このときに送出した座標情報（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３−ｄ）と、測定基準座標Ｖ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３）との間のＺ軸方向の変化量であるｄから、移動誤差ｄを測定することができる。
以上で、点Ｐ２に関する移動誤差測定工程が終了する。
【００４８】
次に、点Ｐ２に関する移動誤差記憶工程として、測定制御部５７は、移動誤差記憶部５５に移動誤差ｄを記憶させる。
【００４９】
上記した移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程は、点Ｐ１、Ｐ２に関してのみ説明したが、この後、各点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５でも同様に行う。
以上で、移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程が終了する。
【００５０】
次に、移動目標座標Ｔに移動誤差ｄ分を補正した補正目標座標Ｕを生成して、拡大観察部４の移動を行う拡大観察部移動工程を行い、続けて被検レンズＮのＭＴＦ値を算出する。
【００５１】
まず、ピント位置検出チャート６、及びピント位置検出チャート用照明６２を取り外した後、検査対象の被検レンズＮ、ピンホールチャート９及び光源ランプ９２を取り付け、各光源ランプ９２によってピンホールチャート９を照射する。
【００５２】
続いて、測定制御部５７は、物点Ｂ０を光軸Ｌ上の点Ｐ１に移動させるために、移動目標位置生成部５４から移動目標座標Ｔ１（０，０，Ｚ２）を取得するともに、移動誤差記憶部５５から、移動目標座標Ｔ１と対応した移動誤差を取得する。本実施形態では、物点Ｂ０が移動目標座標Ｔ１を目標として移動する場合は、移動誤差が０と記憶されているので、測定制御部５７は、この移動目標座標Ｔ１（０，０，Ｚ２）を補正目標座標Ｕ１（０，０，Ｚ２）として、移動機構制御部５６に送出する。
補正目標座標Ｕ１（０，０，Ｚ２）が送出された移動機構制御部５６は、この座標情報に基づいて、物点Ｂ０が移動目標座標Ｔ１（０，０，Ｚ２）に移動するための移動制御信号ＳＰ１を生成し、移動機構３に送出し、目標とする位置にある点Ｐ１に、拡大観察部４の物点Ｂ０を移動させる。
以上で、点Ｐ１に関する拡大観察部移動工程が終了する。
【００５３】
次に、撮像面４２ａ上に結像されたピンホールチャート９の像を画像取込部５１によって取得し、画像評価部５２がその像の画像データのＭＴＦ値を算出する。
以上で、点Ｐ１に関する被検レンズＮのＭＴＦ値の算出が終了する。
【００５４】
次に、点Ｐ２に関する拡大観察部移動工程を行う。
測定制御部５７は、物点Ｂ０を点Ｐ２に移動させるために、移動目標位置生成部５４から移動目標座標Ｔ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）を取得するともに、移動誤差記憶部５５から、移動目標座標Ｔ２と対応した移動誤差ｄを取得する。測定制御部５７は、これら情報から、補正目標座標Ｕ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２−ｄ）を生成して移動機構制御部５６に送出する。
移動機構制御部５６は、送出された補正目標座標Ｕ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２−ｄ）に基づいて物点Ｂ０が移動目標座標Ｔ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）に移動するための移動制御信号ＳＰ２−ｄを生成し、移動機構３に送出し、目標とする位置にある点Ｐ２に、拡大観察部４の物点Ｂ０を移動させる。
この際、移動制御信号ＳＰ２−ｄは、移動誤差ｄ分補正された補正目標座標Ｕ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２−ｄ）に基づいているので、拡大観察部４の物点Ｂ０は正確に点Ｐ２に移動される。
【００５５】
次に、撮像面４２ａ上に結像されたピンホールチャート９の像を画像取込部５１によって取得し、画像評価部５２がその像の画像データのＭＴＦ値を算出する。
【００５６】
上記した移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程は、点Ｐ１及び点Ｐ２のみ説明したが、この後、各点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５でも同様に行う。
以上で本実施形態のレンズ検査方法が終了する。
【００５７】
本実施形態に係るレンズ検査装置１及びレンズ検査方法によれば、移動目標座標Ｔに移動誤差分が補正された補正目標座標Ｕに基づいた移動制御信号Ｓが移動機構３に送出されるので、移動機構３は、拡大観察部４を目標とする移動位置に正確に移動させることができる。従って、被検レンズＮに対する検査精度を向上させることができる。
【００５８】
また、被検レンズＮの検査に用いる拡大観察部４、画像評価部５２及び測定制御部５７を利用して移動誤差を測定することができるので、移動誤差を測定するための他の治具を利用せずに済む。従って、レンズ検査装置１の構成を簡素にすることができる。しかも、他の治具を着脱させるという作業がなく、移動誤差の測定後に、被検レンズ保持部２に保持されているピント位置検出チャート６を被検レンズＮに交換するだけで、円滑に被検レンズＮの検査を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、ピント位置検出チャート６として、平行ライン状の透光部と遮光部とが交互に形成された評価パターンを有するものを示したが、コントラストを有するものであればこれに限らない。
【００６０】
また、ピント位置検出チャート６には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向が特定できるような画像パターンを形成してもよい。これによれば、Ｚ軸方向だけでなく、仮にＸ軸方向及びＹ軸方向に測定上無視できない移動誤差が発生した場合であっても、移動誤差を補正することができる。
【００６１】
〔第２実施形態〕
次に、本発明に係る第２実施形態のレンズ検査方法を、図９を参照して説明する。
図９は、本発明に係る第２実施形態のレンズ検査方法の工程説明図である。
第２実施形態のレンズ検査方法は、本発明の第１実施形態で用いるレンズ検査装置１を利用するもので、同一の構成については、同一の符号を付しその説明を省略する。
【００６２】
本発明の第２実施形態のレンズ検査方法は、第１実施形態の移動誤差測定工程を変更した方法である。第１実施形態の移動誤差測定工程では、コントラストの評価をすることで移動誤差を測定したが、本実施形態の移動誤差測定工程では、測長ユニット８を利用することで移動誤差を測定する。
【００６３】
測長ユニット８は、図９に示すように、基準面８１ａを有する箱状のユニット本体８１と、ユニット本体８１の基準面８１ａから延ばされた測長部８２と、を有するものである。
【００６４】
測長部８２は、固定長のロッド部８２ａと、ロッド部８２ａの先端側に設けられた接触型のセンサ部８２ｂとを有するものである。測長部８２は、例えば３次元測長器に用いられるプローブ等で構成され、測長部８２の長手方向に沿って伸縮可能なセンサ部８２ｂの先端８３を測定対象に当接させることで測長するものである。つまり、測長部８２は、基準面８１ａから先端８３までの基準となる長さである基準長さＺ５の状態で先端８３を測定対象に押圧させながら当接させることで、その後の測定対象と基準面８１ａとの距離の変化に合わせて基準長さＺ５前後の長さに伸縮して全体の長さが変化し、この全体の長さを測定対象と基準面との距離として測長する。
【００６５】
上記測長ユニット８は、拡大観察部４の拡大光学系４１を取り外して、測長部８２が被検レンズ保持部２と対向する状態で、保持台４３上の位置決めピン４３ａによって位置決めして取り付けられることで、先端８３が物点Ｂ０と同様に光軸Ｌ上に位置し、基準面８１ａが光軸Ｌと直交する方向に配置された状態で、ＸＹＺステージ３ｂに対して位置決めされる。また、測長ユニット８は、制御部５に対して着脱可能に電気的に接続され、測定した距離に関する距離データを測定制御部５７に送出する。
【００６６】
また、移動機構制御部５６には、測長部８２の基準長さＺ５、及び基準面８１ａと移動機構３との位置関係が、操作部５８を通して予め入力されている。そして、移動機構制御部５６は、測定制御部５７より送出された座標情報に基づいて、その座標にある測定対象に測長ユニット８の先端８３を当接させたとき、移動誤差がなければ測長部８２が基準長さＺ５になるように移動機構３を制御する。即ち、送出された座標が、基準面８１ａから基準長さＺ５離れて位置するように、移動機構３を移動させる。
【００６７】
次に、本実施形態の移動誤差測定工程について説明する。
まず、ガラス等で形成され、表面（参照平面）７１が良好な平面度を有するガラスからなる平行平板（参照部材）７を、表面７１が当接面２１ｂに当接した状態で保持させる。この作業と前後して、上述したように保持台４３から拡大光学系４１を取り外し、測長ユニット８を取り付ける。
【００６８】
次に、誤差測定位置生成部５３によって、第１実施形態と同様に測定基準座標Ｖ１（０，０，Ｚ３）、Ｖ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３）を生成する。
【００６９】
次に、点Ｐ１に関する移動誤差測定工程を行う。
まず、測定制御部５７は、誤差測定位置生成部５３から測定基準座標Ｖ１（０，０，Ｚ３）を取得し、移動機構３によって、測定基準座標Ｖ１（０，０，Ｚ３）の点Ｒ１を目標として、測長ユニット８の先端８３を移動させる。この際、表面７１と基準面８１ａとの距離が基準長さＺ５になることを目標に移動させる。移動終了後、測定制御部５７は、測長ユニット８によって表面７１と基準面８１ａとの距離を測定し、基準長さＺ５と比較し、移動誤差を求める。本実施形態では、先端８３を光軸Ｌに沿って移動させるときは移動誤差が生じないので、測長ユニット８は、先端８３と基準面８１ａとの距離をＺ５と測長し、移動誤差が０と測定される。
以上で、点Ｐ１に関する移動誤差測定工程が終了する。
【００７０】
次に、点Ｐ１に関する移動誤差記憶工程として、測定制御部５７は、移動誤差記憶部５５に移動誤差０を記憶させる。
【００７１】
次に、点Ｐ２に関する移動誤差測定工程を行う。
まず、測定制御部５７は、誤差測定位置生成部５３から測定基準座標Ｖ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３）を取得し、移動機構３によって、測定基準座標Ｖ２（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ３）の点Ｒ２を目標として先端８３を移動させる。この際、表面７１と基準面８１ａとの距離が基準長さＺ５になることを目標に移動させる。移動終了後、測定制御部５７は、測長ユニット８によって表面７１と基準面８１ａとの距離を測定し、基準長さＺ５と比較して移動誤差を求める。本実施形態では、測長ユニット８は、表面７１と基準面８１ａとの距離をＺ５＋ｄと測長し、移動誤差がｄと測定される。
以上で、点Ｐ２に関する移動誤差測定工程が終了する。
【００７２】
次に、点Ｐ２に関する移動誤差記憶工程として、測定制御部５７は、移動誤差記憶部５５に移動誤差ｄを記憶させる。
【００７３】
上記した移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程は、点Ｐ２に関してのみ説明したが、この後、各点Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５でも同様に行う。
以上で、移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程が終了する。
【００７４】
本実施形態に係るレンズ検査方法によれば、上記第１実施形態と同様、移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程を実施して、移動誤差を測定することができる。そのため、移動目標座標Ｔに移動誤差分が補正された補正目標座標Ｕに基づいた移動制御信号Ｓが移動機構３に送出されるので、移動機構３は、拡大観察部４を目標とする移動位置に正確に移動させることができる。従って、被検レンズＮに対する検査精度を向上させることができる。
【００７５】
なお、本実施形態では、測長ユニット８を、測長部８２を有する接触型の測長ユニット８としたが、移動機構３の基準となる位置から表面７１までの距離の変化が測定できればこれに限らず、例えば、非接触型の測長計等でも構わない。
【００７６】
また、本実施形態では、測長ユニット８を着脱可能としたが、測長ユニット８は、移動機構３に対しての位置関係が一定であるように位置決めされているものであれば、レンズ検査装置１に常設されていても構わない。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００７８】
例えば、上記各実施形態では、レンズ検査装置１では、ＭＴＦ値を測定するものとしたが、これに限らず、歪曲収差に関する検査等、他の検査を行うレンズ検査装置１に用いても構わない。
【００７９】
また、上記各実施形態では、移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程を被検レンズＮの検査ごとに行っているが、検査に先立ってレンズ検査装置１組み立て後に少なくとも１回行っていればよく、また何回行っても構わない。例えば、経時変化による移動誤差を抑えるために、毎日始業時等、定期的に移動誤差の移動誤差測定工程及び移動誤差記憶工程を行っても構わない。
【００８０】
また、上記各実施形態では、点Ｐ１を目標として移動させる場合は、ＸＹＺステージ３ｂを駆動の原点位置から単にＺ軸方向に移動させるだけなので、移動誤差が生じないものとしたが、移動誤差が生じても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置を示す模式的な正面図である。
【図２】図２（ａ）は、ピンホールチャートの正面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ−Ａ線に沿う断面の部分拡大図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置に用いる拡大観察部の説明図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置に用いる拡大観察部の分解斜視図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態のレンズ検査装置の制御部の機能構成を示す機能ブロック図である。
【図６】移動誤差の説明図である。
【図７】本発明に係る第１実施形態のレンズ検査方法の工程説明図である。
【図８】本発明に係る第１実施形態のレンズ検査方法に用いるピント位置検出チャートの模式的な正面図である。
【図９】本発明に係る第２実施形態のレンズ検査方法の工程説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  レンズ検査装置
２  被検レンズ保持部
３  移動機構
４  拡大観察部
４１  拡大光学系
４２  撮像素子
５２  画像評価部
５４  移動目標位置生成部
５５  移動誤差記憶部
５６  移動機構制御部
５７  測定制御部（移動誤差測定部）
６  ピント位置検出チャート（参照部材）
６１  ピント位置検出チャートの表面（参照平面）
７  平行平板（参照部材）
７１  平行平板の表面（参照平面）
９  ピンホールチャート（検査チャート）
Ｌ  光軸
Ｎ  被検レンズ
【図１】
2009257995.tif 000003
【図２】
2009257995.tif 000004
【図３】
2009257995.tif 000005
【図４】
2009257995.tif 000006
【図５】
2009257995.tif 000007
【図６】
2009257995.tif 000008
【図７】
2009257995.tif 000009
【図８】
2009257995.tif 000010
【図９】
2009257995.tif 000011