JPH0554901B2 - - Google Patents
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- JPH0554901B2 JPH0554901B2 JP24919986A JP24919986A JPH0554901B2 JP H0554901 B2 JPH0554901 B2 JP H0554901B2 JP 24919986 A JP24919986 A JP 24919986A JP 24919986 A JP24919986 A JP 24919986A JP H0554901 B2 JPH0554901 B2 JP H0554901B2
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- lens
- light beam
- centering
- optical axis
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は複数個のレンズによつて構成された複
合レンズの中の、少なくとも一個のレンズについ
て芯出しするための方法及び装置に関するもので
ある。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for centering at least one lens in a compound lens constituted by a plurality of lenses. .
写真レンズに限らず、一般のレンズ系は複数個
のレンズを組み合わせた複合レンズによつて構成
されている。複合レンズを組み立ててゆく場合に
は、各々のレンズの光軸を全て合致させる芯出し
作業が必要になる。
Not only photographic lenses but also general lens systems are composed of a compound lens that is a combination of a plurality of lenses. When assembling a compound lens, centering work is required to align the optical axes of each lens.
従来におけるこの芯出し作業は、目視を主とし
ている。すなわち、複合レンズに点光源からの光
を入射させてレチクルやスクリーンに点像として
結像させ、その結像位置のずれを目視観察しなが
ら適宜のレンズを移動させて点像のずれをなくす
ようにしたり、あるいは点像を目視観察するとき
に複合レンズを光軸を中心として回転させ、点像
の振れがなくなるように適宜のレンズを移動調節
したりしている。ところが、こうした目視的観察
による芯出し作業は、個人差、あるいは作業の繰
り返しによつて蓄積される疲労などの影響によつ
て、芯出しの精度を一定に維持しにくいという欠
点がある。 Conventionally, this centering work is mainly performed visually. In other words, light from a point light source is incident on a compound lens to form a point image on a reticle or screen, and while visually observing the deviation of the image formation position, the appropriate lens is moved to eliminate the deviation of the point image. Alternatively, when visually observing a point image, the compound lens is rotated around the optical axis, and the appropriate lens is moved and adjusted to eliminate shake of the point image. However, this type of centering work based on visual observation has the disadvantage that it is difficult to maintain constant centering accuracy due to individual differences or fatigue accumulated through repeated work.
このような欠点を解決するために、複合レンズ
の焦点面に、光軸を中心として例えば扇型に4分
割された光電素子を配置し、これらの光電素子か
らの出力を比較することによつて、光軸からの点
像のずれを光電的、定量的に評価する方法も行わ
れている。これによれば、分割された各々の光電
素子からの出力が均等になるように、すなわち点
像の中心が光電素子の分割中心にくるように所定
のレンズを移動調節することによつて、芯出し調
節を行うことができるようになる。 In order to solve this problem, a photoelectric element divided into four parts, for example in a fan shape, centered on the optical axis, is placed on the focal plane of the compound lens, and the outputs from these photoelectric elements are compared. A method of photoelectrically and quantitatively evaluating the deviation of a point image from the optical axis has also been used. According to this, by moving and adjusting a predetermined lens so that the output from each divided photoelectric element is equalized, that is, so that the center of the point image is at the division center of the photoelectric element, the center You will be able to adjust the output.
ところが、このような手法によつて芯出し調節
を行おうとするときには、複合レンズの中で基準
となるレンズ系の光軸を、光電素子の分割中心に
正確に合致させておかなくてはならない。例え
ば、前群レンズに対する後群レンズの芯ずれを検
査したり、あるいは芯出し調節する場合には、前
群レンズの光軸を予め光電素子の分割中心に合致
させる作業が不可欠となる。したがつて、写真レ
ンズのように量産を対象としたものでは、各々の
レンズごとに光軸合わせしなくてはならず、その
作業は非常に煩わしいものになつている。
However, when attempting to perform centering adjustment using such a method, the optical axis of the lens system, which serves as a reference in the compound lens, must be precisely aligned with the dividing center of the photoelectric element. For example, when inspecting the misalignment of the rear group lens with respect to the front group lens or adjusting the centering, it is essential to align the optical axis of the front group lens with the dividing center of the photoelectric element in advance. Therefore, in products intended for mass production, such as photographic lenses, the optical axes must be aligned for each lens, making this task extremely troublesome.
本発明はこのような従来技術に鑑みてなされた
もので、複合レンズの芯出し作業を自動化してそ
の作業効率を大幅に向上させ、芯出しの精度も一
定に維持できるようにするための芯出し方法及び
装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such prior art, and provides a centering system for automating the centering work of compound lenses, greatly improving the work efficiency, and maintaining the centering accuracy at a constant level. The purpose of this invention is to provide a method and device.
もちろん、本発明において芯出しの対象となる
複合レンズは、写真レンズだけでなく種々の光学
系にも同様にして用いることができる。また、芯
出しのために移動調節されるレンズとしても、予
め芯出し調節して結合した2個以上のレンズユニ
ツトであつてもよい。 Of course, the compound lens to be centered in the present invention can be used not only for photographic lenses but also for various optical systems. Furthermore, the lens that is moved and adjusted for centering may be two or more lens units that have been adjusted for centering in advance and are combined together.
本発明は上記目的を達成するために、芯出しの
ために移動調節されるレンズを含む全体として正
パワーの複合レンズに光ビームを通し、この光ビ
ームの光軸上で、しかも光ビームの結像位置から
外れた位置に物点がくるように配置された検出光
学系に入射させるようにしている。これにより検
出光学系の焦点面上には、前記光ビームは低輝度
のハロー部分及び高輝度の核部分とからなるボケ
像として結像されることになる。このボケ像は撮
像装置によつて撮像され、前記ハロー部分及び核
部分について各々の画像信号が得られる。こうし
て得られた画像信号に基づき、ハロー部分及び核
部分の各々の輪郭を求め、さらにこれらの中心位
置が求められる。こうして求められたハロー部分
及び核部分の中心位置は、複合レンズの芯出しが
不十分のときには合致することがない。そこで本
発明では、これらの中心位置を合致させるよう
に、あるいは前記中心位置相互間のずれ量を所定
の管理値幅内に収めるように、所定のレンズすな
わち芯出しの対象とされているレンズを、その光
軸と垂直な面内で移動調節して芯出しを行うよう
にしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention passes a light beam through a composite lens having a positive power as a whole including a lens that is movably adjusted for centering, The object point is made incident on a detection optical system arranged so that it is located away from the image position. As a result, the light beam is formed on the focal plane of the detection optical system as a blurred image consisting of a low-luminance halo portion and a high-luminance core portion. This blurred image is captured by an imaging device, and image signals are obtained for each of the halo and core regions. Based on the image signals obtained in this way, the contours of each of the halo portion and the core portion are determined, and furthermore, their center positions are determined. The center positions of the halo portion and the core portion thus determined do not match if the centering of the complex lens is insufficient. Therefore, in the present invention, a predetermined lens, that is, a lens to be centered, is adjusted so that these center positions match, or so that the amount of deviation between the center positions is within a predetermined control value range. Centering is performed by adjusting movement within a plane perpendicular to the optical axis.
このような芯出しを行うための本発明装置は、
複合レンズのうちの基準となるレンズを保持する
テーブルと、芯出しの対象となるレンズをその光
軸と垂直な面内に移動自在に保持する移動テーブ
ルと、前記テーブル及び移動テーブルに開設され
た光通路を介して複合レンズに光ビームを入射さ
せる光ビーム発生手段と、複合レンズによつて結
像された光ビームの光軸上で、その結像点から外
れた位置に物点がくるように位置決めされた検出
光学系と、この検出光学系によつて形成されたハ
ロー部分及び核部分からなる像を撮像する撮像装
置と、この撮像装置からの出力信号に基いてハロ
ー部分及び核部分の輪郭を決定するとともに、こ
れらの輪郭からハロー部分及び核部分の中心位置
を求める画像演算部と、前記各々の中心位置を所
定の管理値幅内に収めるように前記移動テーブル
を移動させるテーブル駆動装置とを備えているも
のである。 The device of the present invention for performing such centering is
A table that holds a reference lens of a compound lens, a movable table that movably holds a lens to be centered in a plane perpendicular to its optical axis, and a movable table provided on the table and the movable table. a light beam generating means for making the light beam enter the compound lens through an optical path; a detection optical system positioned at the detection optical system; an imaging device that captures an image of the halo and the nucleus formed by the detection optical system; an image calculation unit that determines contours and determines the center positions of the halo portion and the core portion from these contours; and a table drive device that moves the movable table so that each of the center positions is within a predetermined control value range. It is equipped with the following.
以下、本発明の一実施例について図面を参照し
ながら説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明装置の一例を概略的に示す第1図におい
て、ベース1内にはランプ2、ランプ2からの光
を一定の径の光ビームにするための光学系3、そ
して光学系3の光軸3aに沿う光ビームを真上に
向けるためのミラー4が設けられている。ベース
1の上面には、X軸方向(紙面と平行な左右方
向)にスライドするXテーブル5が取り付けら
れ、さらにこのXテーブル5の上面にはY軸方向
(X軸と直交する方向)にスライドするYテーブ
ル6が取り付けられている。また、前記Yテーブ
ル6の上には、前記X軸方向にスライドするxテ
ーブル7が設けられ、さらにこのxテーブル7の
上には前記Y軸方向にスライドするyテーブル8
が設けられている。
In FIG. 1 schematically showing an example of the device of the present invention, a base 1 includes a lamp 2, an optical system 3 for converting light from the lamp 2 into a light beam of a constant diameter, and an optical axis of the optical system 3. A mirror 4 is provided to direct the light beam along 3a directly upward. An X-table 5 that slides in the X-axis direction (horizontal direction parallel to the plane of the paper) is attached to the top surface of the base 1, and an X-table 5 that slides in the Y-axis direction (direction perpendicular to the X-axis) is attached to the top surface of the X-table 5. A Y table 6 is attached. Furthermore, an x-table 7 that slides in the X-axis direction is provided on the Y-table 6, and a y-table 8 that slides in the Y-axis direction is further provided on the x-table 7.
is provided.
前記Xテーブル5、Yテーブル6のそれぞれの
中央部には、後述するように光学系3からの光ビ
ームを上方へと通過させるための光通路が形成さ
れ、またxテーブル7及びyテーブル8は光ビー
ムが上方に通過するのを妨げないように配設され
ている。そして、上方へと通過した光ビームを受
けるように、支柱10を介して顕微鏡12が設け
られている。支柱10と顕微鏡12との間には昇
降機構13が介装されており、これにより顕微鏡
13はZ軸方向(紙面と平行な上下方向)に移動
自在となつている。 An optical path is formed in the center of each of the X table 5 and Y table 6 to allow the light beam from the optical system 3 to pass upward, as will be described later, and the x table 7 and y table 8 are It is arranged so as not to obstruct the upward passage of the light beam. A microscope 12 is provided via a support 10 to receive the light beam passing upward. An elevating mechanism 13 is interposed between the column 10 and the microscope 12, so that the microscope 13 is movable in the Z-axis direction (up and down direction parallel to the plane of the paper).
顕微鏡12のアイピースを所定の位置に調節
し、あるいはアダプターレンズ等を付加すること
によつて顕微鏡12は実像を形成し、この像はビ
デオカメラ14によつて撮像される。ビデオカメ
ラ14から得られるビデオ信号は画像処理部15
に供給され、詳しくは後述するように種々の信号
変換や演算処理が行われ、その結果はモニター1
6で映像表示されたり、プリンタ17でハードコ
ピーされたり、あるいはフロツピーデイスク18
に情報記憶されたりする。 By adjusting the eyepiece of the microscope 12 to a predetermined position, or by adding an adapter lens or the like, the microscope 12 forms a real image, and this image is captured by the video camera 14. The video signal obtained from the video camera 14 is processed by an image processing section 15.
As will be described in detail later, various signal conversions and calculation processes are performed, and the results are displayed on monitor 1
6, a hard copy is made with a printer 17, or a floppy disk 18 is displayed.
information is stored in
画像処理部15にはマイクロコンピユータによ
つて構成されたコントローラ20が接続されてお
り、画像処理部15との間で信号の授受が行われ
る。コントローラ20はステージ移動機構21の
作動を制御するための信号も出力するようになつ
ており、この信号によつてXテーブル5、Yテー
ブル6、xテーブル7、yテーブル8は、それぞ
れ設けられたステツピングモータを介して個別に
スライドされる。また、同様にして昇降機構13
も作動され、顕微鏡12も上下に移動される。 A controller 20 configured by a microcomputer is connected to the image processing section 15, and signals are exchanged with the image processing section 15. The controller 20 also outputs a signal for controlling the operation of the stage moving mechanism 21, and this signal causes the X table 5, Y table 6, x table 7, and y table 8 to be They are slid individually via stepping motors. Similarly, the lifting mechanism 13
is also operated, and the microscope 12 is also moved up and down.
上記装置の要部を図示した第2図にも示したよ
うに、写真レンズ24の前群レンズ24aは、Y
ステージ6に形成されたスリーブ6aを介して、
所定の位置に保持される。また後群レンズ24b
は、前群レンズ24aの上面に載置されるととも
に、yステージ8に設けられたクランプレバー8
aによつて、X軸、Y軸いずれの方向にも移動し
ないように位置決めされる。なお、これらの前群
レンズ24aと後群レンズ24bとをビス25に
よつて緊締することによつて、写真レンズ24と
して一体化されることになる。また、後群レンズ
24bの取り付け用のフレーム26にはビス25
の外径よりも内径の大きい取り付け孔26aが形
成されているから、後群レンズ24bをX軸及び
Y軸方向に位置調節した後にも、ビス25によつ
て前群レンズ24aと後群レンズ24bとを一体
に結合することができるようになつている。 As shown in FIG. 2, which shows the main parts of the above-mentioned device, the front lens group 24a of the photographic lens 24 is
Through the sleeve 6a formed on the stage 6,
held in place. Also, the rear group lens 24b
is placed on the upper surface of the front lens group 24a and is provided on the Y stage 8.
a, it is positioned so as not to move in either the X-axis or Y-axis direction. Note that by tightening these front group lens 24a and rear group lens 24b with screws 25, they are integrated as a photographic lens 24. Also, screws 25 are attached to the frame 26 for attaching the rear group lens 24b.
Since the mounting hole 26a is formed with an inner diameter larger than the outer diameter of the mounting hole 26a, even after adjusting the position of the rear group lens 24b in the X-axis and Y-axis directions, the front group lens 24a and the rear group lens 24b can be attached with the screw 25. It is now possible to combine them into one.
ランプ2からの光は、集光レンズ27,50
μmのピンホールが形成されたピンホール板28、
コリメータレンズ29によつて、15mmの径の光ビ
ーム30となつてミラー4に入射する。ミラー4
によつて上方に向けられた光ビーム30は、前群
レンズ24a及び後群レンズ24bを通過する。
光ビーム30は平行光であるから、前群レンズ2
4aと後群レンズ24bとが偏芯なく正しく整列
されている場合には、光ビーム30は写真レンズ
24の焦点P0に点像として結像される。 The light from the lamp 2 passes through condensing lenses 27 and 50.
A pinhole plate 28 with μm pinholes formed therein;
A collimator lens 29 transforms the light into a light beam 30 with a diameter of 15 mm, which is incident on the mirror 4. mirror 4
The light beam 30 directed upward by the front lens group 24a and the rear lens group 24b pass through the front group lens 24a and the rear group lens 24b.
Since the light beam 30 is parallel light, the front lens group 2
4a and the rear group lens 24b are correctly aligned without eccentricity, the light beam 30 is focused on the focal point P 0 of the photographic lens 24 as a point image.
顕微鏡12の光軸は、光ビーム30の光軸3a
と一致して配設されるとともに、その物点P1は
写真レンズ24の焦点P0からlだけ外されてい
る。したがつて、顕微鏡12の結像面にビデオカ
メラ14のCCD32を設けてこれを撮像したと
きには、モニター16には第6図に示したような
映像が表示される。すなわち、写真レンズ24の
点像が焦点外し量lに応じて広がつた高輝度の核
部分35と、円形の淡い輝度をもつたハロー部分
36とが観察される。 The optical axis of the microscope 12 is the optical axis 3a of the light beam 30.
, and the object point P 1 is removed from the focal point P 0 of the photographic lens 24 by l. Therefore, when the CCD 32 of the video camera 14 is provided on the imaging plane of the microscope 12 and an image is captured, an image as shown in FIG. 6 is displayed on the monitor 16. That is, a high-luminance core portion 35 in which the point image of the photographic lens 24 spreads according to the defocus amount l, and a circular halo portion 36 with low luminance are observed.
次に、上記装置の機能ブロツクを示す第3図に
したがつて、後群レンズ24bに対する自動芯出
し作用について説明する。 Next, the automatic centering action for the rear group lens 24b will be explained with reference to FIG. 3 showing the functional blocks of the above device.
まず、Yテーブル6のスリーブ6aに前群レン
ズ24aをセツトし、その上に後群レンズ24b
を載置してこれをクランプレバー8aによつて水
平に保持する。しかる後にキーボード40からマ
イクロプロセツサユニツト41(以下、MPU4
1という)にスタート信号が入力されると、第2
図にも示した昇降駆動部43、Xテーブル駆動部
44、Yテーブル駆動部45、xテーブル駆動部
46、yテーブル駆動部47のそれぞれに駆動信
号が供給される。そして、これらの駆動部43〜
47によつてステツピングモータ49,50,5
1,52,53が一定量回転され、各々予め設定
された測定開始位置にセツトされる。また、顕微
鏡12の物点P1は、写真レンズ24の焦点距離
に対応して、一定の焦点外し量lにくるように位
置決めされる。なお、この測定開始位置の設定の
ために必要なデータ及び各駆動部の作動プログラ
ムは、ROM55に記憶されている。 First, set the front group lens 24a on the sleeve 6a of the Y table 6, and place the rear group lens 24b on top of it.
is placed and held horizontally by the clamp lever 8a. After that, the keyboard 40 is connected to the microprocessor unit 41 (hereinafter referred to as MPU 4).
When a start signal is input to the second
A drive signal is supplied to each of the elevation drive unit 43, the X table drive unit 44, the Y table drive unit 45, the x table drive unit 46, and the y table drive unit 47 shown in the figure. And these drive parts 43~
Stepping motor 49, 50, 5 by 47
1, 52, and 53 are rotated by a certain amount, and each is set at a preset measurement start position. Further, the object point P 1 of the microscope 12 is positioned so as to be at a constant defocus amount l corresponding to the focal length of the photographic lens 24 . Note that data necessary for setting this measurement start position and operating programs for each drive section are stored in the ROM 55.
こうして各部が測定開始位置にセツトされ、こ
のセツト完了信号がMPU41にフイードバツク
されると、顕微鏡12によつてCCD32上に形
成された画像が電気信号として読み取られる。
CCD32によつて読み取られた画像信号は、
A/Dコンバータ57によつて、ドツトごとに輝
度を表すデジタル信号として画像演算部58に入
力される。こうして得られたデジタル信号は、
VRAM59にドツト座標と対応づけられた画像
データとして格納される。そして、MPU41は
このVRAM59に格納された画像データを、ま
ず第1スレツシユホールドレベル信号によつて所
定の輝度レベルを境にして2値化し、この2値化
された情報をドツト座標と対応してBRAM60
に格納する。なお、前記第1スレツシユホールド
レベル信号は、より高輝度レベルの第2スレツシ
ユホールド信号とともに、キーボード40からの
入力によつてRAM61にメモリされている。ま
た、VRAM59にデジタル信号として格納され
た画像信号は、信号処理部62によつて映像表示
のための信号処理を受け、これによりモニター1
6には第4図に示すような映像が表示される。こ
の映像は、後群レンズ24bの偏芯に対応して、
いびつな形状をもつ高輝度の核部分35と、その
回りにコマ状に方向性をもつて広がつた低輝度の
ハロー部分36とからなるボケ像として映出され
る。 When each part is thus set at the measurement start position and this set completion signal is fed back to the MPU 41, the image formed on the CCD 32 by the microscope 12 is read as an electrical signal.
The image signal read by CCD32 is
The A/D converter 57 inputs each dot to the image calculation section 58 as a digital signal representing the brightness. The digital signal obtained in this way is
The image data is stored in the VRAM 59 as image data associated with dot coordinates. Then, the MPU 41 first binarizes the image data stored in the VRAM 59 at a predetermined brightness level using the first threshold level signal, and associates this binarized information with dot coordinates. Te BRAM60
Store in. Note that the first threshold level signal is stored in the RAM 61 by input from the keyboard 40 together with a second threshold signal of a higher brightness level. Further, the image signal stored in the VRAM 59 as a digital signal is subjected to signal processing for displaying the image by the signal processing section 62, and thereby the monitor 1
6 displays an image as shown in FIG. This image corresponds to the eccentricity of the rear group lens 24b,
The image is projected as a blurred image consisting of a high-brightness core portion 35 with an irregular shape and a low-brightness halo portion 36 that spreads out in a frame-like direction around the core portion 35.
ところで前述したように、前記BRAM60に
は第1スレツシユホールドレベル信号によつて2
値化された2値化データが格納されている。この
第1スレツシユホールド信号の輝度レベルは、前
記ハロー部分36の輝度に対応して決められてい
る。そして、MPU41はBRAM60の2値化デ
ータを参照してその中心位置をX軸方向、Y軸方
向の座標位置として算出する。この中心位置を算
出するための演算プログラムはROM55にメモ
リされており、例えば第4図のハロー部分36の
輪郭からその重心を求めたり、ハロー部分36の
輪郭から円を近似してその中心を求めればよい。
こうしてハロー部分36の中心位置が決定される
と、その座標データはRAM61の所定番地に格
納される。なお、前述した輪郭は必ずしも輪郭線
のみを意味するものではなく、ハロー部分36の
形状が特定できるものであればよい。 By the way, as mentioned above, the BRAM 60 has two thresholds depending on the first threshold level signal.
Valued binary data is stored. The brightness level of this first threshold signal is determined corresponding to the brightness of the halo portion 36. Then, the MPU 41 refers to the binarized data of the BRAM 60 and calculates the center position as the coordinate position in the X-axis direction and the Y-axis direction. An arithmetic program for calculating this center position is stored in the ROM 55. For example, the center of gravity of the halo portion 36 can be determined from the outline of the halo portion 36 in FIG. Bye.
Once the center position of the halo portion 36 is determined in this manner, its coordinate data is stored at a predetermined location in the RAM 61. Note that the above-mentioned contour does not necessarily mean only the contour line, but may be any shape as long as the shape of the halo portion 36 can be specified.
こうしてハロー部分36の中心位置がRAM6
1にメモリされた後、MPU41は第2スレツシ
ユホールドレベル信号に基づいて、VRAM59
に格納されている画像データを再び2値化処理す
る。こうして新たに2値化されたデータによつて
BRAM60の画像データが書き換えられる。こ
の第2スレツシユホールドレベル信号の輝度レベ
ルは、核部分35の輝度に対応して決められてい
るから、この時点でBRAM60は核部分35の
形状を表すデータを格納していることになる。引
続きMPU41は、このBRAM60の2値化デー
タを参照して前述と同様の処理を繰り返し、核部
分35の中心位置を求め、これを座標データとし
てRAM61の所定番地にメモリする。 In this way, the center position of the halo portion 36 is set to RAM6.
1, the MPU 41 stores the VRAM 59 based on the second threshold level signal.
The image data stored in the image data is binarized again. With this newly binarized data,
The image data in BRAM 60 is rewritten. Since the brightness level of this second threshold level signal is determined in accordance with the brightness of the core portion 35, the BRAM 60 stores data representing the shape of the core portion 35 at this point. Subsequently, the MPU 41 refers to the binarized data in the BRAM 60, repeats the same process as described above, determines the center position of the core portion 35, and stores this as coordinate data in a predetermined location in the RAM 61.
以上の処理によつてハロー部分36と核部分3
5のそれぞれの中心位置を求めた後、MPU41
はRAM61にメモリされているそれぞれの中心
位置を比較する。すでに述べたように、前群レン
ズ24aと後群レンズ24bとの間に芯ずれがあ
るときには、第4図に示したように、ハロー部分
36の中心位置36aと、核部分35の中心位置
35aとは一致せず、Δx,Δyのすれがでてく
る。こうしてΔx,Δyのずれが検出されると、こ
れを各々所定の管理値幅内の値(理想的には各々
「0」)にするようにMPU41がxテーブル駆動
部46及びyテーブル駆動部47に駆動信号を供
出する。この結果、後群レンズ24bは、yテー
ブル8とともに前群レンズ24aに対して偏心が
減少するようにX軸方向及びY軸方向に移動調節
される。この移動調節の過程では、例えば第5図
に示したように、ハロー部分36の中心位置36
aと核部分35の中心位置35aとは接近してく
る。なお、顕微鏡12の倍率を適当に調節してお
き、各々の中心位置35a,36aとの間のずれ
量Δx,Δyに対し、xテーブル7、yテーブル8
の補正移動量を、例えばk=1.4としてそれぞれ
Δx×k,Δy×kのように拡大して調節できるよ
うにしておくことによつて、芯出し精度を向上さ
せることができる。もちろん、前記kの値は、芯
出し処理の対象となる光学系の構成に応じて適宜
設定することになる。 Through the above processing, the halo portion 36 and the core portion 3 are
After finding the center position of each of 5, MPU41
compares the respective center positions stored in the RAM 61. As already mentioned, when there is misalignment between the front group lens 24a and the rear group lens 24b, as shown in FIG. The difference between Δx and Δy appears. When the deviations of Δx and Δy are detected in this way, the MPU 41 causes the x table drive unit 46 and the y table drive unit 47 to set the deviations to values within predetermined management value ranges (ideally, each is “0”). Provides a drive signal. As a result, the rear group lens 24b is adjusted to move in the X-axis direction and the Y-axis direction together with the Y-table 8 so that eccentricity with respect to the front group lens 24a is reduced. In the process of this movement adjustment, for example, as shown in FIG.
a and the center position 35a of the core portion 35 are approaching each other. Note that the magnification of the microscope 12 is adjusted appropriately, and the x table 7 and the y table 8 are
The centering accuracy can be improved by expanding and adjusting the corrected movement amount of, for example, k=1.4 as Δx×k and Δy×k, respectively. Of course, the value of k will be set as appropriate depending on the configuration of the optical system to be subjected to centering processing.
以上の移動調節を行い、Δx,Δyの各々の値が
所定の管理値幅内の値になると、第6図に示した
ように、ハロー部分36及び核部分35の輪郭が
円になるとともに、これらの中心位置36a,3
5aが一致する。かかる状態においては、前群レ
ンズ24a、後群レンズ24bの各々が偏芯なく
整列された状態、すなわち、芯出しが完了した状
態であるから、ビス25を緊締してこれらを一体
に結合することによつて、写真レンズ24の組立
が終了する。そして、キーボード40から終了信
号が入力されると、Xテーブル5あるいはYテー
ブル6が移動され、写真レンズ24が顕微鏡12
の下から退避した位置に移動されるから、調節済
みの写真レンズ24を取り出し、次の調節のため
に新たな前群レンズ24a、後群レンズ24bを
セツトすることになる。 When the above movement adjustment is performed and each value of Δx and Δy becomes a value within a predetermined control value range, the outlines of the halo portion 36 and the core portion 35 become circular as shown in FIG. center position 36a, 3
5a matches. In this state, each of the front group lens 24a and the rear group lens 24b is aligned without eccentricity, that is, the centering is completed, so it is necessary to tighten the screw 25 to join them together. The assembly of the photographic lens 24 is thus completed. Then, when an end signal is input from the keyboard 40, the X table 5 or Y table 6 is moved, and the photographic lens 24 is moved to the microscope 12.
Since it is moved to the retracted position from below, the adjusted photographic lens 24 is taken out and a new front group lens 24a and rear group lens 24b are set for the next adjustment.
なお、第6図に示した例においては、各々の中
心位置35a,36aが画面の中心位置、すなわ
ち光ビーム30の光軸3aとも合致している。し
かしながら、核部分35、ハロー部分36のそれ
ぞれの中心位置35a,36aは、前記光軸3a
とは無関係に求められるものであるから、これら
の中心位置35a,36aを合致させてゆく際に
は、画面の中心位置については考慮する必要がな
い。したがつて、画面内であればその中心位置を
外れた他の位置でも、前記中心位置35a,36
aを合致させることができるものである。 In the example shown in FIG. 6, the respective center positions 35a and 36a also coincide with the center position of the screen, that is, the optical axis 3a of the light beam 30. However, the respective center positions 35a and 36a of the core portion 35 and the halo portion 36 are different from the optical axis 3a.
The center position of the screen does not need to be considered when matching these center positions 35a and 36a. Therefore, even at other positions outside the center position within the screen, the center positions 35a, 36
It is possible to match a.
ところが、前群レンズ24aをスリーブ6aに
セツトするとき、そのセツト状態は必ずしも一定
ではない。したがつて、Xテーブル5、Yテーブ
ル6を予め設定されている測定開始位置に移動さ
せたときに、前群レンズ24aの光軸中心が光ビ
ーム30の光軸3aからずれている場合もある。
そして、このずれが大きすぎる場合には、核部分
35はもとより、ハロー部分36についても
CCD32によつて捕捉できないことがある。こ
うした場合には、ROM55にメモリされている
測定開始位置補正用のプログラムが起動され、
CCD32がハロー部分36を捕捉できる位置ま
でXテーブル5及びYテーブル6が移動調節され
ることになる。 However, when the front group lens 24a is set in the sleeve 6a, the set state is not necessarily constant. Therefore, when the X table 5 and Y table 6 are moved to the preset measurement start position, the optical axis center of the front group lens 24a may be shifted from the optical axis 3a of the light beam 30. .
If this deviation is too large, not only the core portion 35 but also the halo portion 36 will be affected.
The CCD 32 may not be able to capture the image. In such a case, a program for correcting the measurement start position stored in the ROM 55 is activated.
The X table 5 and the Y table 6 are adjusted to a position where the CCD 32 can capture the halo portion 36.
さらに、クランプレバー8aによつて仮クラン
プされた後群レンズ24bの位置が前群レンズ2
4aに対して大きく偏芯している場合には、ハロ
ー部分36が撮像画面いつぱいに広がり、その輪
郭及び中心位置を特定することができず、しかも
核部分35を識別することもできなくなる。この
ようなときには、やはりROM55にメモリされ
ているZ軸補正プログラムが起動し、昇降駆動部
43を介して顕微鏡12をZ軸方向に移動させ、
焦点外し量lを小さくする。焦点外し量lを小さ
くしてゆくにつれ、ハロー部分36の面積は減少
し核部分35も現れてくるようになるものであ
る。なお、このZ軸補正プログラムを実行すると
きには、VRAM59にメモリされた画像データ
を参照しながら、まず核部分35が検出される位
置まで顕微鏡12の位置が調節される。しかる後
に、ハロー部分36の輪郭が得られるような位置
に顕微鏡12が位置決めされることになる。 Furthermore, the position of the rear group lens 24b temporarily clamped by the clamp lever 8a is set to the position of the front group lens 24b.
If the halo portion 36 is largely eccentric with respect to 4a, the halo portion 36 will spread to the full extent of the imaging screen, making it impossible to specify its outline and center position, and furthermore, making it impossible to identify the core portion 35. In such a case, the Z-axis correction program stored in the ROM 55 is started, and the microscope 12 is moved in the Z-axis direction via the lift drive unit 43.
Reduce the defocus amount l. As the defocusing amount l decreases, the area of the halo portion 36 decreases and the core portion 35 also appears. Note that when executing this Z-axis correction program, the position of the microscope 12 is first adjusted to a position where the nuclear portion 35 is detected while referring to the image data stored in the VRAM 59. Thereafter, the microscope 12 will be positioned such that the outline of the halo portion 36 is obtained.
ハロー部分36の輪郭が得られるか否かは、ハ
ロー部分36の面積に基づいてこれを判別するこ
とができる。すなわち、VRAM59にメモリさ
れている画像データからハロー部分36の面積を
算出することができるから、こうして算出される
面積値が所定範囲に収まるまでZ軸補正プログラ
ムを繰り返すようにすればよい。また、ハロー部
分36の面積値が小さすぎるときにも、この面積
値が前記所定範囲内に収まるようにZ軸補正プロ
グラムが実行される。これにより、ハロー部分3
6及び核部分35が適当な大きさになるから、
各々の中心位置間のずれ量Δx,Δyも、調節しや
すい適当な値に設定することができる。 Whether or not the outline of the halo portion 36 can be obtained can be determined based on the area of the halo portion 36. That is, since the area of the halo portion 36 can be calculated from the image data stored in the VRAM 59, the Z-axis correction program may be repeated until the area value thus calculated falls within a predetermined range. Furthermore, even when the area value of the halo portion 36 is too small, the Z-axis correction program is executed so that this area value falls within the predetermined range. As a result, the halo part 3
6 and the core portion 35 are of appropriate size,
The deviation amounts Δx and Δy between the respective center positions can also be set to appropriate values that are easy to adjust.
このような芯出し方法では、前群レンズ24a
の光軸を、光ビーム30の光軸3aと必ずしも合
致させなくてもよいという利点がある。すなわ
ち、芯出し調節を行うためのデータとしては、ハ
ロー部分36及び核部分35の中心位置であり、
これは光ビーム30の光軸3aや、基準となつて
いる前群レンズ24aの光軸の位置とは無関係で
ある。すなわち、ハロー部分36及び核部分35
のそれぞれがCCD32の撮像面内に捕捉されれ
ばよいから、測定開始位置のセツテイングも簡便
になり、上述のように完全に自動化することが可
能となるものである。 In such a centering method, the front group lens 24a
There is an advantage that the optical axis of the light beam 30 does not necessarily have to coincide with the optical axis 3a of the light beam 30. That is, the data for performing centering adjustment are the center positions of the halo portion 36 and the core portion 35;
This has nothing to do with the position of the optical axis 3a of the light beam 30 or the optical axis of the front group lens 24a serving as a reference. That is, the halo portion 36 and the core portion 35
Since it is sufficient to capture each of them within the imaging plane of the CCD 32, the setting of the measurement start position becomes easy and can be completely automated as described above.
以上、図示した実施例にしたがつて本発明につ
いて説明してきたが、写真レンズ24から一定の
物体距離位置に点光源を配置しても、光軸3a上
には焦点P0の位置よりも上方の所定位置に点像
が形成されるようになる。したがつて、この結像
位置から外れた位置に顕微鏡12の物点を設定し
てもほぼ同様の処理で芯出しができることになる
が、汎用性や処理の簡便さを考慮するときには、
やはりコリメータレンズ29を利用して平行光束
となる光ビーム30を利用するのがよい。 The present invention has been described above in accordance with the illustrated embodiment, but even if a point light source is placed at a constant object distance from the photographic lens 24, there will be a point light source above the focal point P0 on the optical axis 3a. A point image is formed at a predetermined position. Therefore, even if the object point of the microscope 12 is set at a position away from this imaging position, centering can be performed using almost the same process, but when considering versatility and ease of processing,
It is also preferable to use the collimator lens 29 to generate a parallel light beam 30.
以上説明したように、本発明によれば複合レン
ズの中の少なくとも一個のレンズの芯出しを行う
にあたり、複合レンズの焦点面から光軸方向にず
れた位置に形成されるハロー部分及び核部分の像
を撮像し、これを画像処理することによつて各々
の画像中心を求め、これらの中心位置間のずれを
所定の管理値幅内に収めるようにすることによつ
て芯出しを行うようにしている。したがつて、測
定用の光ビームの光軸に対し、複合レンズの基準
となる光軸を精密に一致させなくてもハロー部分
及び核部分の像を得ることができるから、従来の
芯出し作業の前処理として不可欠であつた焦点合
わせや光軸合わせなどを省略し、あるいは完全に
自動化することが可能となり、効率的でしかも精
度的にも満足し得る芯出しを行うことができる。
As explained above, according to the present invention, when centering at least one lens in a compound lens, the halo portion and the core portion formed at a position shifted from the focal plane of the compound lens in the optical axis direction are The centers of each image are obtained by capturing images and processing the images, and the centering is performed by keeping the deviation between these center positions within a predetermined control value range. There is. Therefore, it is possible to obtain images of the halo and core portions without having to precisely match the reference optical axis of the compound lens with the optical axis of the measurement light beam, which eliminates the need for conventional centering work. It is now possible to omit or completely automate focusing, optical axis alignment, etc., which are indispensable as pre-processing, and it is possible to perform centering efficiently and with satisfactory accuracy.
第1図は本発明装置の一例を示す概略構成図で
ある。第2図は第1図の装置の要部断面図であ
る。第3図は第1図の装置に用いられる回路構成
の概略を示す機能ブロツク図である。第4図乃至
第6図は、芯出し過程におけるハロー部分及び核
部分の変化を示す説明図である。
1……ベース、2……ランプ、5……Xテーブ
ル、6……Yテーブル、7……xテーブル、8…
…yテーブル、12……顕微鏡、13……昇降機
構、14……ビデオカメラ、24……写真レン
ズ、24a……前群レンズ、24b……後群レン
ズ、35……核部分、36……ハロー部分。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of the apparatus of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a main part of the device shown in FIG. 1. FIG. 3 is a functional block diagram schematically showing the circuit configuration used in the device of FIG. 1. FIGS. 4 to 6 are explanatory diagrams showing changes in the halo portion and the core portion during the centering process. 1...Base, 2...Lamp, 5...X table, 6...Y table, 7...x table, 8...
...Y table, 12...Microscope, 13...Elevating mechanism, 14...Video camera, 24...Photo lens, 24a...Front group lens, 24b...Rear group lens, 35...Nuclear portion, 36... halo part.
Claims (1)
個のレンズの中の少なくとも一個を、その光軸が
複合レンズの光軸と一致するように芯出しする複
合レンズの芯出し方法において、 前記複合レンズに光ビームを通した後、これを
前記光ビームの光軸上に配置された検出光学系に
入射させることによつて、前記検出光学系の結像
面に低輝度のハロー部分及び高輝度の核部分とか
らなる像を形成し、この像を撮像装置によつて撮
像して前記ハロー部分及び核部分の中心位置をそ
れぞれ測定し、これらの中心位置相互間のずれ量
が所定の管理値幅内に収まるように前記少なくと
も一個のレンズを光軸と垂直な面内に移動させる
ようにしたことを特徴とする複合レンズの芯出し
方法。 2 前記撮像装置によつて撮像されたハロー部分
から所定レベル以上の輝度をもつた領域を抽出す
るとともにこの領域からハロー部分の輪郭を特定
し、こうして得られた輪郭からハロー部分の中心
位置を求めるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の複合レンズの芯出し方法。 3 前記各々の中心位置相互間のずれ量をそれぞ
れΔx,Δyとしたとき、前記少なくとも一個のレ
ンズをΔx×k、Δy×k(但し、kは正の数)移
動させることによつて、各々の中心位置相互間の
ずれ量を所定の管理値幅内に収めるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の複合
レンズの芯出し方法。 4 前記ハロー部分の中心位置を測定する前にハ
ロー部分の面積を算出し、この面積値が所定範囲
外の値であるときには、前記検出光学系を光ビー
ムの光軸に沿つて移動させるようにしたことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の複合レンズ
の芯出し方法。 5 全体として正パワーとなる複合レンズのうち
の基準となるレンズを保持する第1テーブルと、
前記複合レンズのうちの他の少なくとも一個のレ
ンズをその光軸と垂直な面内に移動自在に保持す
る第2テーブルと、前記第1テーブル及び第2テ
ーブルに開設された光通路を介して前記複合レン
ズに光ビームを入射させるための光ビーム発生手
段と、光ビームの光軸に沿つて配置され、前記複
合レンズによる光ビームの結像点から光ビームの
光軸方向に外れた位置に物点がくるように位置決
めされた検出光学系と、この検出光学系によつて
形成されたハロー部分及び核部分からなる像を撮
像する撮像装置と、この撮像装置からの出力信号
に基いてハロー部分及び核部分の輪郭を決定する
とともに、このハロー部分及び核部分の輪郭から
それぞれの中心位置を求める画像演算部と、この
画像演算部によつて求められた前記各々の中心位
置を一致させるように前記第2テーブルを移動さ
せるためのテーブル駆動装置とを備えたことを特
徴とする複合レンズの芯出し装置。 6 前記第1テーブルを前記光軸と垂直な面内で
移動自在とし、撮像装置によつてハロー部分が撮
像されないときには、前記撮像装置によつてハロ
ー部分が捕捉されるように前記第1テーブルを移
動させるようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第5項記載の複合サズの芯出し装置。 7 前記光ビーム発生手段は、光源及び光源から
の光を平行光ビームにするコリメータレンズとか
らなり、複合レンズにはこの平行光ビームが入射
されることを特徴とする特許請求の範囲第5項記
載の複合レンズの芯出し装置。[Claims] 1. Centering of a complex lens in which at least one of a plurality of lenses constituting a complex lens with positive power is centered so that its optical axis coincides with the optical axis of the complex lens. In the method, after passing a light beam through the compound lens, the light beam is incident on a detection optical system disposed on the optical axis of the light beam, so that a low-intensity light is projected onto an imaging plane of the detection optical system. An image consisting of a halo portion and a high-intensity core portion is formed, and this image is captured by an imaging device to measure the center positions of the halo portion and the nucleus portion, respectively, and the amount of deviation between these center positions is determined. A method for centering a compound lens, characterized in that the at least one lens is moved in a plane perpendicular to an optical axis so that the value falls within a predetermined control value range. 2. Extracting a region with luminance above a predetermined level from the halo portion imaged by the imaging device, identifying the contour of the halo portion from this region, and determining the center position of the halo portion from the thus obtained contour. A method for centering a compound lens according to claim 1, characterized in that: 3. By moving the at least one lens Δx×k, Δy×k (where k is a positive number), where the amounts of deviation between the respective center positions are Δx and Δy, respectively, 2. The method for centering a compound lens according to claim 1, wherein the amount of deviation between the center positions of the two is kept within a predetermined control value range. 4 Calculate the area of the halo portion before measuring the center position of the halo portion, and when this area value is outside a predetermined range, move the detection optical system along the optical axis of the light beam. A method for centering a compound lens according to claim 1, characterized in that: 5. A first table that holds a reference lens among the composite lenses that have positive power as a whole;
a second table that movably holds at least one other lens of the compound lenses in a plane perpendicular to its optical axis; a light beam generating means for making the light beam incident on the compound lens; and an object disposed along the optical axis of the light beam and located away from the focal point of the light beam by the compound lens in the direction of the optical axis of the light beam. a detection optical system positioned so that the point is aligned; an imaging device that captures an image of the halo and the nucleus formed by the detection optical system; and an image calculation unit that determines the contours of the halo portion and the nucleus portion, and determines the respective center positions from the contours of the halo portion and the nucleus portion, and the respective center positions determined by the image calculation unit are made to coincide with each other. A compound lens centering device comprising: a table driving device for moving the second table. 6. The first table is movable in a plane perpendicular to the optical axis, and when the halo portion is not imaged by the imaging device, the first table is moved so that the halo portion is captured by the imaging device. 6. The centering device for a composite sash according to claim 5, wherein the centering device is adapted to be moved. 7. Claim 5, wherein the light beam generating means comprises a light source and a collimator lens that converts the light from the light source into a parallel light beam, and the parallel light beam is incident on the compound lens. Centering device for the compound lens described.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24919986A JPS63103932A (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Method and device for alignment of compound lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24919986A JPS63103932A (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Method and device for alignment of compound lens |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63103932A JPS63103932A (en) | 1988-05-09 |
| JPH0554901B2 true JPH0554901B2 (en) | 1993-08-13 |
Family
ID=17189380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24919986A Granted JPS63103932A (en) | 1986-10-20 | 1986-10-20 | Method and device for alignment of compound lens |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63103932A (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3208902B2 (en) * | 1993-03-11 | 2001-09-17 | ミノルタ株式会社 | Lens system optical axis adjusting device and lens system optical axis adjusting method |
| US5742441A (en) * | 1995-04-07 | 1998-04-21 | Discovision Associates | Method and apparatus for aligning an objective lens |
| JP6087754B2 (en) * | 2013-07-09 | 2017-03-01 | シャープ株式会社 | Lens tilt detector |
-
1986
- 1986-10-20 JP JP24919986A patent/JPS63103932A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63103932A (en) | 1988-05-09 |
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|---|---|---|---|
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