レンズ調芯装置およびレンズ調芯装置の制御方法
【課題】レンズの調芯時間の短縮が可能で、かつ、構成の簡素化およびチャートのセッティング作業の簡素化が可能なレンズ調芯装置を提供すること。
【解決手段】調整用レンズ３を調整してレンズ２の調芯を行うレンズ調芯装置１は、光源４と、レンズ２と光源４との間に配置され、レンズ２のＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャート５と、レンズ２の光軸Ｌに直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向におけるレンズ２のＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサ６と、レンズ２の光軸Ｌに直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向におけるレンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、レンズ２の光軸方向におけるレンズ２とチャート５との距離を変化させる光軸方向駆動機構８とを備えている。
【解決手段】調整用レンズ３を調整してレンズ２の調芯を行うレンズ調芯装置１は、光源４と、レンズ２と光源４との間に配置され、レンズ２のＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャート５と、レンズ２の光軸Ｌに直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向におけるレンズ２のＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサ６と、レンズ２の光軸Ｌに直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向におけるレンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、レンズ２の光軸方向におけるレンズ２とチャート５との距離を変化させる光軸方向駆動機構８とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚からなるレンズの調芯を行うためのレンズ調芯装置およびレンズ調芯装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、調整用のレンズを調整してこの調整用のレンズを含む複数枚のレンズの調芯を行うレンズ調芯装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のレンズ調芯装置は、レンズのサジタル方向のコントラスト値を評価するための第１のパターンとレンズのメリジオナル方向のコントラスト値を評価するための第２のパターンとが形成されるチャートと、レンズの光軸を中心にしてチャートを回転させる回転機構と、レンズによって形成されるチャートの像を撮像する撮像素子と、撮像素子から出力される第１、第２のパターンに応じた信号に基づいてレンズのサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値とを算出し、これらの２つのコントラスト値の差を求める演算手段とを備えている。
【０００３】
特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、回転機構によって所定の角度ピッチでチャートを回転させながら、チャートの回転角度に応じたサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値との差を演算手段で算出し、この差が最大となるチャートの回転角度に基づいて調整用のレンズの調整方向を決定している。また、このレンズ調芯装置では、コントラスト値の差に基づいて調整用のレンズの調整量を決定している。
【０００４】
なお、特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、チャートに形成される第１のパターンおよび第２のパターンは、光を透過する部分と光を透過しない部分とが所定のピッチで配置される縞模様であり、演算手段では、光を透過する部分と光を透過しない部分との配置ピッチに応じた空間周波数におけるサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値が算出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、チャートを所定の角度ピッチで回転させながら、チャートの回転角度に応じたサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値との差を算出し、この差に基づいて調整用のレンズの調整方向および調整量を決定している。そのため、調整用のレンズの調整方向および調整量の決定に時間がかかり、その結果、レンズの調芯に時間がかかる。
【０００７】
また、特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、チャートに形成される光を透過する部分と光を透過しない部分との配置ピッチに応じた空間周波数におけるサジタル方向のコントラスト値やメリジオナル方向のコントラスト値しか求めることができない。そのため、このレンズ調芯装置では、調芯されるレンズに要求される特性に応じて、パターンの異なるチャートを複数、用意する必要があり、装置の構成が複雑になる。また、このレンズ調芯装置では、調芯されるレンズに要求される特性に応じて、パターンの異なるチャートをセットする必要があり、チャートのセッティング作業が煩雑になる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、レンズの調芯時間の短縮が可能で、かつ、構成の簡素化およびチャートのセッティング作業の簡素化が可能なレンズ調芯装置を提供することにある。また、本発明の課題は、レンズの調芯時間の短縮が可能になるレンズ調芯装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、複数枚からなるレンズのうちの調整用レンズを調整してレンズの調芯を行うレンズ調芯装置において、レンズに向かって光を射出する光源と、レンズと光源との間に配置されるとともに、レンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向におけるレンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向におけるレンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、レンズの光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させる光軸方向駆動機構とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のレンズ調芯装置は、レンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、Ｍ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、Ｓ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、レンズの光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させる光軸方向駆動機構とを備え、第１のセンサおよび第２のセンサは、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置されている。
【００１１】
そのため、本発明では、レンズ調芯装置がレンズ調芯装置を制御する制御部を備えている場合には、制御部は、光軸方向駆動機構によって、光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させながら、第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＭ方向ＭＴＦを算出するとともに、第２センサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＳ方向ＭＴＦを算出し、Ｍ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、Ｓ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出し、Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出し、メリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズの調整量を算出することが可能になる。
【００１２】
したがって、本発明では、チャートを所定の角度ピッチで回転させながら、調整用レンズの調整量を算出する必要がなくなり、特許文献１に記載のレンズ調芯装置と比較して、レンズの調芯時間を短縮することが可能になる。また、本発明では、レンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンがチャートに形成されているため、共通のチャートを用いて、様々な空間周波数におけるＭ方向デフォーカス値およびＳ方向デフォーカス値を算出することが可能になる。したがって、調芯されるレンズに要求される特性に応じて、パターンの異なるチャートを用意したり、パターンの異なるチャートをセットする必要がなくなる。その結果、本発明では、レンズ調芯装置の構成を簡素化することが可能になるとともに、チャートのセッティング作業の簡素化が可能になる。
【００１３】
本発明において、たとえば、第１のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第２のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第１のセンサと第２のセンサとは、光軸を中心にして略４５°ずれるように、光軸に直交する略同一平面上に配置されている。このように構成すると、レンズの調芯を行う際に調整用レンズを移動させるレンズ移動機構が、たとえば、光軸方向に直交するとともに互いに直交する２方向へ調整用レンズを移動させるように構成されている場合には、調整用レンズの移動量を比較的容易に算出することが可能になる。
【００１４】
本発明において、チャートには、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第１の光の透過部と、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第２の光の透過部とが形成され、所定のパターンは、第１の光の透過部の縁によって形成される第１のエッジパターンと、第２の光の透過部の縁によって形成される第２のエッジパターンとであることが好ましい。このように構成すると、チャートに形成される所定のパターンがスリット等である場合と比較して、第１のセンサ上や第２のセンサ上に形成されるチャートのパターンの像の焦点がぼやけていても、第１のセンサや第２のセンサでコントラストを適切に検出することが可能になる。
【００１５】
また、上記の課題を解決するため、本発明のレンズ調芯装置の制御方法は、複数枚からなるレンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向におけるレンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向におけるレンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサとを備え、レンズのうちの調整用レンズを調整してレンズの調芯を行うレンズ調芯装置の制御方法であって、レンズの光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させながら、第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＭ方向ＭＴＦを算出するとともに、第２のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＳ方向ＭＴＦを算出するＭＴＦ算出ステップと、ＭＴＦ算出ステップで算出されたＭ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、ＭＴＦ算出ステップで算出されたＳ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出するデフォーカス特性算出ステップと、デフォーカス特性算出ステップで算出されたＭ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、デフォーカス特性算出ステップで算出されたＳ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出する像面傾き算出ステップと、像面傾き算出ステップで算出されたメリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズの調整量を算出するレンズ調整量算出ステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明のレンズ調芯装置の制御方法では、ＭＴＦ算出ステップでＭ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出し、デフォーカス特性算出ステップでＭ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性を算出し、像面傾き算出ステップでレンズの光軸または光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きおよびサジタル像面の傾きを算出し、レンズ調整量算出ステップでメリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズの調整量を算出している。そのため、本発明では、チャートを所定の角度ピッチで回転させながら、調整用レンズの調整量を算出する必要がなくなり、レンズの調芯時間を短縮することが可能になる。
【００１７】
本発明において、像面傾き算出ステップでは、たとえば、Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいてメリジオナル像面の傾きを算出し、Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいてサジタル像面の傾きを算出する。
【００１８】
本発明において、レンズ調芯装置の制御方法は、レンズ調整量算出ステップで算出された調整用レンズの調整量に基づいて調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、たとえば、レンズ調整量算出ステップでは、光軸に直交する方向における調整用レンズの調整量を算出し、レンズ調整ステップでは、光軸に直交する方向に調整用レンズを移動させる。
【００１９】
この場合には、第１のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第２のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第１のセンサと第２のセンサとは、光軸を中心にして略４５°ずれるように、光軸に直交する略同一平面上に配置されていることが好ましい。このように構成すると、レンズ調整量算出ステップで、調整用レンズの移動量を比較的容易に算出することが可能になる。
【００２０】
本発明において、レンズ調芯装置の制御方法は、レンズ調整量算出ステップで算出された調整用レンズの調整量に基づいて調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、レンズ調整量算出ステップでは、光軸に対するメリジオナル像面の傾きの絶対値と光軸に対するサジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるような調整用レンズの調整量を算出し、レンズ調整ステップでは、光軸に対するメリジオナル像面の傾きの絶対値と光軸に対するサジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるように調整用レンズを移動させることが好ましい。このように構成すると、レンズ調整ステップにおいて、光軸に対するメリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとのバランスを考慮した適切なレンズの調芯が可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明のレンズ調芯装置では、レンズの調芯時間の短縮が可能になるとともに、構成の簡素化およびチャートのセッティング作業の簡素化が可能になる。また、本発明のレンズ調芯装置の制御方法によれば、レンズの調芯時間の短縮が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態にかかるレンズ調芯装置の概略構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す第１のセンサおよび第２のセンサの配置関係を光軸方向から説明するための図である。
【図３】図１に示すチャートを光軸方向から示す図である。
【図４】図３のＥ部の拡大図である。
【図５】図１に示すレンズ調芯装置の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すＭＴＦ算出ステップでのＭＴＦの算出方法を説明するための概念図である。
【図７】図５に示すＭＴＦ算出ステップでのＭＴＦの算出方法およびデフォーカス特性算出ステップでのデフォーカス特性の算出方法を説明するための概念図である。
【図８】図５に示す像面傾き算出ステップでのメリジオナル像面の傾きおよびサジタル像面の傾きの算出方法を説明するための概念図である。
【図９】図５に示すレンズ調整量算出ステップでのレンズ調整量の算出方法を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサの配置関係を光軸方向から説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかるチャートを光軸方向から示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（レンズ調芯装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるレンズ調芯装置１の概略構成を示す概略図である。図２は、図１に示す第１のセンサ６および第２のセンサ７の配置関係を光軸方向から説明するための図である。図３は、図１に示すチャート５を光軸方向から示す図である。図４は、図３のＥ部の拡大図である。
【００２５】
本形態のレンズ調芯装置１は、図１に示すように、複数枚からなるレンズ（レンズ群）２のうちの調整用レンズ３を調整して、レンズ２の調芯を行うための装置である。このレンズ調芯装置１は、図１、図２に示すように、レンズ２に向かって光を射出する光源４と、レンズ２のＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャート５と、メリジオナル方向におけるレンズ２のＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサ６（以下、「第１センサ６」とする。）と、サジタル方向におけるレンズ２のＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサ７（以下、「第２センサ７」とする。）とを備えている。また、レンズ調芯装置１は、チャート５をレンズ２の光軸Ｌの方向（光軸方向）へ駆動するチャート駆動機構８と、レンズ２の調芯を行う際に調整用レンズ３を移動させるレンズ移動機構９と、レンズ調芯装置１の各種の制御を行う制御部１０とを備えている。なお、以下の説明では、光軸Ｌに直交するとともに互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とする。
【００２６】
レンズ２は、たとえば、１枚の調整用レンズ３と、３枚の固定レンズ１２〜１４とによって構成されている。固定レンズ１２〜１４は、レンズバレル（レンズ保持部材）１５に固定されている。レンズバレル１５は、レンズ調芯装置１を構成するバレル固定部材（図示省略）に固定されている。調整用レンズ３は、レンズ保持部材１６に固定されている。レンズ保持部材１６は、レンズ移動機構９に取り付けられている。なお、レンズ２が有する調整用レンズ３の枚数は、２枚以上であっても良い。また、本形態では、調整用レンズ３は、図１における固定レンズ１２〜１４の右側に配置されているが、調整用レンズ３は、図１における固定レンズ１２〜１４の左側に配置されても良い。
【００２７】
第１センサ６および第２センサ７は、一次元イメージセンサ（ラインセンサ）である。たとえば、第１センサ６および第２センサ７は、直線状に配置される複数のＣＣＤ等によって構成されるリニアＣＣＤセンサであり、光軸方向から見たときの形状が細長い長方形状となるように形成されている。図２に示すように、本形態のレンズ調芯装置１は、４個の第１センサ６と４個の第２センサ７とを備えており、４個の第１センサ６および第２センサ７は、レンズ２に対して光源４およびチャート５の反対側に配置されている。なお、第１センサ６および第２センサ７は、二次元イメージセンサ（エリアセンサ）であっても良い。ただし、ラインセンサは、エリアセンサよりもフレームレートが高く、高速での走査が可能になるため、第１センサ６および第２センサ７は、ラインセンサであることが好ましい。
【００２８】
第１センサ６は、その長手方向（ＣＣＤの配列方向）とレンズ２のメリジオナル方向とが略一致するように配置されている。本形態では、４個の第１センサ６のうちの２個の第１センサ６は、その長手方向とＸ方向とが略平行になるように配置され、残りの２個の第１センサ６は、その長手方向とＹ方向とが略平行になるように配置されている。すなわち、第１センサ６は、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置されている。
【００２９】
第２センサ７は、その長手方向（ＣＣＤの配列方向）とレンズ２のサジタル方向とが略一致するように配置されている。本形態では、４個の第２センサ７は、その長手方向がＸ方向およびＹ方向に対して略４５°傾くように配置されている。具体的には、第２センサ７は、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置されており、第１センサ６と第２センサ７とは、光軸Ｌを中心にして略４５°ずれている。また、第１センサ６と第２センサ７とは、光軸Ｌに直交する略同一平面上に配置されている。
【００３０】
チャート５は、光軸方向において、レンズ２と光源４との間に配置されている。また、光軸方向における光源４とチャート５との間には、ライトパイプ１８と拡散板１９とが光源４からチャート５に向かってこの順番で配置されている。
【００３１】
チャート５は、図３に示すように、光軸方向から見たときの形状が円形状となる円板状に形成されている。このチャート５には、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための４個の第１の光の透過部５ａ（以下、「第１光透過部５ａ」とする。）と、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための４個の第２の光の透過部５ｂ（以下、「第２光透過部５ｂ」とする。）とが形成されている。本形態のチャート５は、たとえば、石英ガラスで形成されており、第１光透過部５ａおよび第２光透過部５ｂを除くチャート５の表面（図３の斜線部）に光の透過を防ぐマスクが施されることで、第１光透過部５ａと第２光透過部５ｂとが形成されている。
【００３２】
第１光透過部５ａの縁は、図４に示すように、光軸Ｌを中心とする円弧状に形成される大径円弧部５ｃと、光軸Ｌを中心として大径円弧５ｃと同心状に形成され、かつ、大径円弧５ｃよりも半径の小さな円弧状に形成される小径円弧部５ｄと、チャート５の径方向に沿って大径円弧部５ｃと小径円弧部５ｄとの間に形成される２個の径方向直線部５ｅとから構成されている。
【００３３】
４個の第１光透過部５ａは、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで配置されている。具体的には、図３に示すように、光軸Ｌに対して点対称に配置される２個の第１光透過部５ａの円周方向の中心を結ぶ線がＸ方向あるいはＹ方向と平行になるように、４個の第１光透過部５ａが配置されている。すなわち、４個の第１光透過部５ａは、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置に対応するように形成されている。そのため、光源４から射出され、第１光透過部５ａを通過した光は、レンズ２を透過して第１センサ６に入射する。具体的には、光源４から射出され、第１光透過部５ａの径方向内側部分を通過した光が、レンズ２を透過して第１センサ６に入射する。
【００３４】
したがって、本形態の第１センサ６では、小径円弧部５ｄに対応する位置を境界にしてコントラストが検出される。すなわち、本形態では、第１光透過部５ａの小径円弧部５ｄによって、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための第１のエッジパターンが形成されている。
【００３５】
第２光透過部５ｂの縁は、図４に示すように、光軸Ｌを中心とする円弧状に形成される大径円弧部５ｆと、光軸Ｌを中心として大径円弧部５ｆと同心状に形成され、かつ、大径円弧部５ｆよりも半径の小さな円弧状に形成される小径円弧部５ｇと、チャート５の径方向に沿って大径円弧部５ｆと小径円弧部５ｇとの間に形成される２個の径方向直線部５ｈとから構成されている。また、大径円弧部５ｆの半径は、大径円弧部５ｃの半径よりも大きく、小径円弧部５ｇの半径は、小径円弧部５ｄの半径よりも小さくなっている。
【００３６】
４個の第２光透過部５ｂは、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで配置されている。具体的には、第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈがＸ方向およびＹ方向に対して略４５°傾くように、４個の第２光透過部５ｂが配置されている。すなわち、４個の第２光透過部５ｂは、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置に対応するように形成されている。そのため、光源４から射出され、第２光透過部５ｂを通過した光は、レンズ２を透過して第２センサ７に入射する。具体的には、光源４から射出され、第２光透過部５ｂの時計方向側部分を通過した光が、レンズ２を透過して第２センサ７に入射する。
【００３７】
したがって、本形態の第２センサ７では、時計方向側の径方向直線部５ｈに対応する位置を境界にしてコントラストが検出される。すなわち、本形態では、第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈによって、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための第２のエッジパターンが形成されている。
【００３８】
チャート駆動機構８は、チャート５を光軸方向へ移動させるためのモータ等の駆動源やボールネジ等の送り機構を備えている。本形態のチャート駆動機構８は、光軸方向におけるレンズ２とチャート５との距離を変化させる光軸方向駆動機構である。
【００３９】
レンズ移動機構９は、レンズ保持部材１６をＸ方向およびＹ方向へ移動させるためのモータ等の駆動源やボールネジ等の送り機構を備えている。すなわち、本形態のレンズ調芯装置１では、レンズ移動機構９によってＸ方向およびＹ方向に調整用レンズ３を移動させることで、レンズ２の調芯が行われる。
【００４０】
制御部１０には、第１センサ６および第２センサ７が接続されている。また、制御部１０には、チャート駆動機構８およびレンズ移動機構９も接続されている。制御部１０は、以下に説明するように、Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出するとともに、Ｍ方向ＭＴＦの特定の空間周波数におけるデフォーカス（スルーフォーカス）特性であるＭ方向デフォーカス特性とＳ方向ＭＴＦの特定の空間周波数におけるデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性とを算出する。また、制御部１０は、Ｍ方向デフォーカス特性に基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、Ｓ方向デフォーカス特性に基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出する。さらに、制御部１０は、メリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズ３の調整量を算出する。
【００４１】
なお、本形態のレンズ調芯装置１では、逆投影法を用いてＭＴＦを求めている。すなわち、レンズ調芯装置１では、調整後のレンズ２が搭載されるカメラ等における撮像素子の撮像面にチャート５が配置され、調整後のレンズ２が搭載されるカメラ等における被写体面に第１センサ６および第２センサ７が配置されている。そのため、レンズ調芯装置１では、第１センサ６および第２センサ７の配置スペースを大きくすることができ、第１センサ６および第２センサ７として、汎用性品のセンサを使用することが可能になる。また、レンズ調芯装置１では、第１センサ６および第２センサ７として、比較的分解能の低いセンサを使用することが可能になる。
【００４２】
（レンズ調芯装置の制御方法）
図５は、図１に示すレンズ調芯装置１の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。図６は、図５に示すＭＴＦ算出ステップＳ１でのＭＴＦの算出方法を説明するための概念図である。図７は、図５に示すＭＴＦ算出ステップＳ１でのＭＴＦの算出方法およびデフォーカス特性算出ステップＳ３でのデフォーカス特性の算出方法を説明するための概念図である。図８は、図５に示す像面傾き算出ステップＳ４でのメリジオナル像面の傾きおよびサジタル像面の傾きの算出方法を説明するための概念図である。図９は、図５に示すレンズ調整量算出ステップＳ６でのレンズ調整量の算出方法を説明するための概念図である。
【００４３】
以上のように構成されたレンズ調芯装置１では、たとえば、図５に示すフローにしたがって制御が行われ、レンズ２の調芯が行われる。すなわち、まず、調整用レンズ３が固定されたレンズ保持部材１６をレンズ移動機構９に取り付ける等の所定の初期設定が行われた後、制御部１０は、チャート駆動機構８によって、チャート５を光軸方向へ走査させて光軸方向におけるレンズ２とチャート５との距離を変化させながら、４個の第１センサ６のそれぞれで検出されるコントラストに基づいて４個のＭ方向ＭＴＦを算出するとともに、４個の第２センサ７のそれぞれで検出されるコントラストに基づいて４個のＳ方向ＭＴＦを算出する（ステップＳ１）。具体的には、制御部１０は、たとえば、数μｍピッチでチャート５を光軸方向へ走査させながら、各走査位置で、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれにおけるＭ方向ＭＴＦと、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれにおけるＳ方向ＭＴＦとを算出する。
【００４４】
このＭ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦの算出は、チャート５の所定距離の走査が終了するまで行われる。すなわち、ステップＳ２においてチャート５の走査が終了したと判断されるまで、制御部１０は、Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出する。
【００４５】
ステップＳ１では、制御部１０には、たとえば、図６（Ａ）に示すような波形の信号が第１センサ６や第２センサ７から入力される。すなわち、チャート５の第１光透過部５ａの小径円弧部５ｄに対応する位置、あるいは、チャート５の第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈに対応する位置を境界にして明暗が切り替わる図６（Ａ）のような波形の信号が第１センサ６や第２センサ７から制御部１０に入力される。制御部１０は、第１センサ６や第２センサ７から入力された信号を微分し（図６（Ｂ）参照）、その後、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）による周波数分析を行って、図６（Ｃ）に示すようなＭＴＦ（Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦ）を算出する。
【００４６】
また、ステップＳ１では、上述のように、数μｍピッチでチャート５を光軸方向へ走査させながら、各走査位置でＭ方向ＭＴＦとＳ方向ＭＴＦとを算出する。すなわち、図７に示すように、光軸方向におけるチャート５の位置（チャート位置）を変化させながら、各チャート位置でのＭＴＦを算出する。
【００４７】
その後、制御部１０は、ステップＳ１で算出されたＭ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数ｆにおけるレンズ２のデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、ステップＳ１で算出されたＳ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数ｆにおけるレンズ２のデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出する（ステップＳ３）。すなわち、制御部１０は、図７に示すように、特定の空間周波数ｆにおけるチャート位置とコントラストとの関係を示すデフォーカス特性（Ｍ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性）を算出する。
【００４８】
具体的には、制御部１０は、ステップＳ１において各チャート位置のそれぞれで算出された４個のＭ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数ｆにおける４個のＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、ステップＳ１において各チャート位置のそれぞれで算出された４個のＳ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて４個のＳ方向デフォーカス特性を算出する。すなわち、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれにおけるＭ方向デフォーカス特性と、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれにおけるＳ方向デフォーカス特性とを算出する。
【００４９】
なお、特定の空間周波数ｆは、レンズ２の仕様に基づいて制御部１０で任意に設定することが可能となっている。たとえば、レンズ２に高い解像度が要求される場合には、比較的高い空間周波数ｆが設定され、レンズ２に高い解像度が要求されない場合には、比較的低い空間周波数ｆが設定される。
【００５０】
その後、制御部１０は、ステップＳ３で算出された４個のＭ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するメリジオナル像面（Ｍ像面）の傾きを算出するとともに、ステップＳ３で算出された４個のＳ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するサジタル像面（Ｓ像面）の傾きを算出する（ステップＳ４）。
【００５１】
すなわち、制御部１０は、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれにおけるＭ方向デフォーカス特性からＭ像面の傾きを算出し、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれにおけるＳ方向デフォーカス特性からＳ像面の傾きを算出する。具体的には、制御部１０は、図８に示すように、それぞれのデフォーカス特性のピーク位置（すなわち、最も焦点が合う位置）のずれΔＺに基づいて、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出する。すなわち、制御部１０は、４個のＭ方向デフォーカス特性のピーク位置のずれΔＺに基づいてＭ像面の傾きを算出し、４個のＳ方向デフォーカス特性のピーク位置のずれΔＺに基づいてＳ像面の傾きを算出する。
【００５２】
その後、制御部１０は、ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足しているか否かを判断する（ステップＳ５）。たとえば、制御部１０は、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格値以下であるか否か、あるいは、Ｍ像面の傾きとＳ像面の傾きとの差が所定の規格値以下であるか否かを判断する。
【００５３】
ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足している場合には、所定のチャート位置（規格位置）におけるＭＴＦを算出し、算出されたＭＴＦが所定の規格を満足しているか否かを判断する（ステップＳ８）。具体的には、所定のチャート位置において、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれでのＭ方向ＭＴＦと、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれでのＳ方向ＭＴＦとを算出して、これらのＭＴＦが所定の規格を満足しているか否かを判断する。ＭＴＦが所定の規格を満足している場合には、接着等によってレンズバレル１５に調整用レンズ３が固定されるとともに、レンズ移動機構９からレンズ保持部材１６が取り外されて、レンズ２の調芯が終了する。また、ＭＴＦが所定の規格を満足していない場合には、このレンズ２は不良品と判断される。そのため、たとえば、レンズバレル１５に調整用レンズ３が固定されずに、レンズ移動機構９からレンズ保持部材１６が取り外されて、レンズ２の調芯が終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足していない場合には、制御部１０は、ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きとＳ像面の傾きとに基づいて調整用レンズ３の調整量を算出する（ステップＳ６）。具体的には、制御部１０は、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足するように、Ｘ方向およびＹ方向における調整用レンズ３の調整量を算出する。
【００５５】
また、ステップＳ６では、たとえば、制御部１０は、図９（Ａ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致するような調整用レンズ３の調整量を算出する。あるいは、制御部１０は、図９（Ｂ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなるような調整用レンズ３の調整量を算出する。すなわち、制御部１０は、図９（Ｃ）に示すように、調整後のＭ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致する調整用レンズ３の調整量Ｒ１、あるいは、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなる調整用レンズ３の調整量Ｒ２を算出する。すなわち、制御部１０は、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるような調整用レンズ３の調整量を算出する。
【００５６】
その後、制御部１０は、ステップＳ６で算出された調整用レンズ３の調整量に基づいて、レンズ移動機構９を駆動して、調整用レンズ３をＸ方向および／またはＹ方向へ移動させる（ステップＳ７）。ステップＳ７では、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致するように、あるいは、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなるように、調整用レンズ３をＸ方向および／またはＹ方向へ移動させる。すなわち、ステップＳ７では、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるように調整用レンズ３を移動させる。
【００５７】
その後、ステップＳ１へ戻って、制御部１０は、再度、Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦと、Ｍ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性とを算出するとともに、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出して、算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足しているか否かを判断する。
【００５８】
なお、本形態のステップＳ１は、Ｍ方向ＭＴＦとＳ方向ＭＴＦとを算出するＭＴＦ算出ステップであり、ステップＳ３は、Ｍ方向デフォーカス特性とＳ方向デフォーカス特性とを算出するデフォーカス特性算出ステップである。また、ステップＳ４は、メリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとを算出する像面傾き算出ステップであり、ステップＳ６は、調整用レンズ３の調整量を算出するレンズ調整量算出ステップであり、ステップＳ７は、調整用レンズ３の調整量に基づいて調整用レンズ３を移動させるレンズ調整ステップである。
【００５９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、レンズ調芯装置１が、チャート５と４個の第１センサ６と４個の第２センサ７とチャート駆動機構８とを備えるとともに、ステップＳ１でＭ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出し、ステップＳ３でＭ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性を算出し、ステップＳ４でＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出し、ステップＳ６でＭ像面の傾きとＳ像面の傾きとに基づいて調整用レンズ３の調整量を算出している。そのため、本形態は、チャート５を所定の角度ピッチで回転させながら、調整用レンズ３の調整量を算出する必要がなくなり、特許文献１に記載のレンズ調芯装置と比較して、レンズ２の調芯時間を短縮することが可能になる。
【００６０】
本形態では、チャート５にレンズ２のＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されている。そのため、共通のチャート５を用いて、様々な空間周波数におけるＭ方向デフォーカス値およびＳ方向デフォーカス値を算出することができる。したがって、調芯されるレンズ２に要求される特性に応じて、パターンの異なるチャート５を用意したり、パターンの異なるチャート５をセットする必要がなくなる。その結果、本形態では、レンズ調芯装置１の構成を簡素化することができ、また、チャート５のセッティング作業を簡素化することができる。
【００６１】
特に本形態では、チャート５の第１光透過部５ａの小径円弧部５ｄによって、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための第１のエッジパターンが形成され、チャート５の第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈによって、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための第２のエッジパターンが形成されている。そのため、たとえば、チャート５に形成されるスリット等を利用してＭ方向ＭＴＦやＳ方向ＭＴＦを求める場合と比較して、第１センサ６上や第２センサ７上に形成されるチャート５のパターンの像の焦点がぼやけていても、第１センサ６や第２センサ７でコントラストを適切に検出することが可能になる。
【００６２】
本形態では、４個の第１センサ６のうちの２個の第１センサ６は、その長手方向とＸ方向とが略平行になるように配置され、残りの２個の第１センサ６は、その長手方向とＹ方向とが略平行になるように配置されている。また、４個の第２センサ７は、その長手方向がＸ方向およびＹ方向に対して略４５°傾くように配置されている。また、レンズ移動機構９は、Ｘ方向とＹ方向とへ調整用レンズ３を移動させるように構成されている。そのため、本形態では、４個の第１センサ６および４個の第２センサ７での検出結果に基づいて、調整用レンズ３の移動量を比較的容易に算出することができる。
【００６３】
本形態では、制御部１０は、たとえば、ステップＳ６で、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるような調整用レンズ３の調整量を算出し、ステップＳ７で、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるように調整用レンズ３を移動させている。この場合には、Ｍ像面の傾きとＳ像面の傾きとのバランスを考慮した適切なレンズ２の調芯が可能になる。
【００６４】
なお、図９（Ａ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致するように調整用レンズ３が調整される場合には、調芯後のレンズ２が搭載されるカメラ等では、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１およびＳ像面の傾きθ２と撮像素子の撮像面の傾きとが略一致するように、カメラ等に撮像素子が搭載される。また、図９（Ｂ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなるように調整用レンズ３が調整される場合には、調芯後のレンズ２が搭載されるカメラ等では、たとえば、光軸Ｌに対して撮像面が直交するように、カメラ等に撮像素子が搭載される。
【００６５】
（他の実施の形態）
上述した形態では、レンズ調芯装置１は、４個の第１センサ６と４個の第２センサ７とを備えているが、レンズ調芯装置１が備える第１センサ６および第２センサ７の数は、３個以上であれば良い。すなわち、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出することができるように、レンズ調芯装置１が３個以上の第１センサ６および第２センサ７を備えていれば良い。
【００６６】
上述した形態では、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで４個の第１センサ６が配置されるとともに、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで第２センサ７が配置されており、レンズ調芯装置１は、光軸Ｌ上のレンズ２のデフォーカス特性の算出が可能な構成とはなっていない。この他にもたとえば、レンズ調芯装置１は、光軸Ｌ上のレンズ２のデフォーカス特性の算出が可能となるように構成されても良い。すなわち、図１０、図１１に示すように、光軸Ｌ上に第３のセンサ（第３センサ）２６が配置され、かつ、第３センサ２６に対応するようにチャート５の中心の近傍に第３の光透過部（第３光透過部）５ｋが形成されても良い。この場合には、第３センサ２６は、たとえば、ラインセンサであり、その長手方向とＸ方向とが略平行になるように配置される。また、第３光透過部５ｋは、その一辺（エッジ）が光軸Ｌを通過するとともに、その四辺がＸ方向またはＹ方向と略平行になる略矩形状に形成される。
【００６７】
また、この場合には、第３センサ２６で検出されるコントラストに基づいて算出される光軸Ｌ上のデフォーカス特性が最良となる位置で、Ｍ像面の傾きとＳ像面の傾きとが略一致するように調整用レンズ３を調整することが好ましい。このようにすると、調整後のレンズ２が搭載されるカメラ等では、光軸Ｌ上のフォーカスが最良になるようにフォーカス調整を行うことで、Ｍ像面およびＳ像面のばらつきを最小にすることができる。
【００６８】
上述した形態では、レンズ２のデフォーカス特性を算出するために、チャート５を光軸方向に移動させているが、レンズ２のデフォーカス特性を算出するために、レンズ２を光軸方向へ移動させても良いし、第１センサ６および第２センサ７を光軸方向に移動させても良い。なお、逆投影法を用いてＭＴＦを求める場合には、第１センサ６および第２センサ７を光軸方向に移動させると、第１センサ６および第２センサ７の移動量が大きくなるため、レンズ２またはチャート５を光軸方向に移動させることが好ましい。
【００６９】
上述した形態では、レンズ移動機構９は、Ｘ方向およびＹ方向へ調整用レンズ３を移動させるように構成されているが、レンズ移動機構９は、Ｚ方向へ調整用レンズ３を移動させるように構成されても良いし、光軸Ｌに対して調整用レンズ３を傾けるように構成されても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１ レンズ調芯装置
２ レンズ
３ 調整用レンズ
４ 光源
５ チャート
５ａ 第１光透過部（第１の光の透過部）
５ｂ 第２光透過部（第２の光の透過部）
５ｄ 小径円弧部（第１のエッジパターン）
５ｈ 径方向直線部（第２のエッジパターン）
６ 第１センサ（第１のセンサ）
７ 第２センサ（第２のセンサ）
８ チャート駆動機構（光軸方向駆動機構）
１０ 制御部
Ｌ 光軸
Ｓ１ ＭＴＦ算出ステップ
Ｓ３ デフォーカス特性算出ステップ
Ｓ４ 像面傾き算出ステップ
Ｓ６ レンズ調整量算出ステップ
Ｓ７ レンズ調整ステップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚からなるレンズの調芯を行うためのレンズ調芯装置およびレンズ調芯装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、調整用のレンズを調整してこの調整用のレンズを含む複数枚のレンズの調芯を行うレンズ調芯装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載のレンズ調芯装置は、レンズのサジタル方向のコントラスト値を評価するための第１のパターンとレンズのメリジオナル方向のコントラスト値を評価するための第２のパターンとが形成されるチャートと、レンズの光軸を中心にしてチャートを回転させる回転機構と、レンズによって形成されるチャートの像を撮像する撮像素子と、撮像素子から出力される第１、第２のパターンに応じた信号に基づいてレンズのサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値とを算出し、これらの２つのコントラスト値の差を求める演算手段とを備えている。
【０００３】
特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、回転機構によって所定の角度ピッチでチャートを回転させながら、チャートの回転角度に応じたサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値との差を演算手段で算出し、この差が最大となるチャートの回転角度に基づいて調整用のレンズの調整方向を決定している。また、このレンズ調芯装置では、コントラスト値の差に基づいて調整用のレンズの調整量を決定している。
【０００４】
なお、特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、チャートに形成される第１のパターンおよび第２のパターンは、光を透過する部分と光を透過しない部分とが所定のピッチで配置される縞模様であり、演算手段では、光を透過する部分と光を透過しない部分との配置ピッチに応じた空間周波数におけるサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値が算出されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４１１２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、チャートを所定の角度ピッチで回転させながら、チャートの回転角度に応じたサジタル方向のコントラスト値とメリジオナル方向のコントラスト値との差を算出し、この差に基づいて調整用のレンズの調整方向および調整量を決定している。そのため、調整用のレンズの調整方向および調整量の決定に時間がかかり、その結果、レンズの調芯に時間がかかる。
【０００７】
また、特許文献１に記載のレンズ調芯装置では、チャートに形成される光を透過する部分と光を透過しない部分との配置ピッチに応じた空間周波数におけるサジタル方向のコントラスト値やメリジオナル方向のコントラスト値しか求めることができない。そのため、このレンズ調芯装置では、調芯されるレンズに要求される特性に応じて、パターンの異なるチャートを複数、用意する必要があり、装置の構成が複雑になる。また、このレンズ調芯装置では、調芯されるレンズに要求される特性に応じて、パターンの異なるチャートをセットする必要があり、チャートのセッティング作業が煩雑になる。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、レンズの調芯時間の短縮が可能で、かつ、構成の簡素化およびチャートのセッティング作業の簡素化が可能なレンズ調芯装置を提供することにある。また、本発明の課題は、レンズの調芯時間の短縮が可能になるレンズ調芯装置の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明は、複数枚からなるレンズのうちの調整用レンズを調整してレンズの調芯を行うレンズ調芯装置において、レンズに向かって光を射出する光源と、レンズと光源との間に配置されるとともに、レンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向におけるレンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向におけるレンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、レンズの光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させる光軸方向駆動機構とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明のレンズ調芯装置は、レンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、Ｍ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、Ｓ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、レンズの光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させる光軸方向駆動機構とを備え、第１のセンサおよび第２のセンサは、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置されている。
【００１１】
そのため、本発明では、レンズ調芯装置がレンズ調芯装置を制御する制御部を備えている場合には、制御部は、光軸方向駆動機構によって、光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させながら、第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＭ方向ＭＴＦを算出するとともに、第２センサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＳ方向ＭＴＦを算出し、Ｍ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、Ｓ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出し、Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出し、メリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズの調整量を算出することが可能になる。
【００１２】
したがって、本発明では、チャートを所定の角度ピッチで回転させながら、調整用レンズの調整量を算出する必要がなくなり、特許文献１に記載のレンズ調芯装置と比較して、レンズの調芯時間を短縮することが可能になる。また、本発明では、レンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンがチャートに形成されているため、共通のチャートを用いて、様々な空間周波数におけるＭ方向デフォーカス値およびＳ方向デフォーカス値を算出することが可能になる。したがって、調芯されるレンズに要求される特性に応じて、パターンの異なるチャートを用意したり、パターンの異なるチャートをセットする必要がなくなる。その結果、本発明では、レンズ調芯装置の構成を簡素化することが可能になるとともに、チャートのセッティング作業の簡素化が可能になる。
【００１３】
本発明において、たとえば、第１のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第２のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第１のセンサと第２のセンサとは、光軸を中心にして略４５°ずれるように、光軸に直交する略同一平面上に配置されている。このように構成すると、レンズの調芯を行う際に調整用レンズを移動させるレンズ移動機構が、たとえば、光軸方向に直交するとともに互いに直交する２方向へ調整用レンズを移動させるように構成されている場合には、調整用レンズの移動量を比較的容易に算出することが可能になる。
【００１４】
本発明において、チャートには、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第１の光の透過部と、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第２の光の透過部とが形成され、所定のパターンは、第１の光の透過部の縁によって形成される第１のエッジパターンと、第２の光の透過部の縁によって形成される第２のエッジパターンとであることが好ましい。このように構成すると、チャートに形成される所定のパターンがスリット等である場合と比較して、第１のセンサ上や第２のセンサ上に形成されるチャートのパターンの像の焦点がぼやけていても、第１のセンサや第２のセンサでコントラストを適切に検出することが可能になる。
【００１５】
また、上記の課題を解決するため、本発明のレンズ調芯装置の制御方法は、複数枚からなるレンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向におけるレンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向におけるレンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサとを備え、レンズのうちの調整用レンズを調整してレンズの調芯を行うレンズ調芯装置の制御方法であって、レンズの光軸方向におけるレンズとチャートとの距離、または、第１のセンサおよび第２のセンサとレンズとの距離を変化させながら、第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＭ方向ＭＴＦを算出するとともに、第２のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいてＳ方向ＭＴＦを算出するＭＴＦ算出ステップと、ＭＴＦ算出ステップで算出されたＭ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、ＭＴＦ算出ステップで算出されたＳ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数におけるレンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出するデフォーカス特性算出ステップと、デフォーカス特性算出ステップで算出されたＭ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、デフォーカス特性算出ステップで算出されたＳ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸または光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出する像面傾き算出ステップと、像面傾き算出ステップで算出されたメリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズの調整量を算出するレンズ調整量算出ステップとを備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明のレンズ調芯装置の制御方法では、ＭＴＦ算出ステップでＭ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出し、デフォーカス特性算出ステップでＭ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性を算出し、像面傾き算出ステップでレンズの光軸または光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きおよびサジタル像面の傾きを算出し、レンズ調整量算出ステップでメリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズの調整量を算出している。そのため、本発明では、チャートを所定の角度ピッチで回転させながら、調整用レンズの調整量を算出する必要がなくなり、レンズの調芯時間を短縮することが可能になる。
【００１７】
本発明において、像面傾き算出ステップでは、たとえば、Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいてメリジオナル像面の傾きを算出し、Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいてサジタル像面の傾きを算出する。
【００１８】
本発明において、レンズ調芯装置の制御方法は、レンズ調整量算出ステップで算出された調整用レンズの調整量に基づいて調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、たとえば、レンズ調整量算出ステップでは、光軸に直交する方向における調整用レンズの調整量を算出し、レンズ調整ステップでは、光軸に直交する方向に調整用レンズを移動させる。
【００１９】
この場合には、第１のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第２のセンサは、光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、第１のセンサと第２のセンサとは、光軸を中心にして略４５°ずれるように、光軸に直交する略同一平面上に配置されていることが好ましい。このように構成すると、レンズ調整量算出ステップで、調整用レンズの移動量を比較的容易に算出することが可能になる。
【００２０】
本発明において、レンズ調芯装置の制御方法は、レンズ調整量算出ステップで算出された調整用レンズの調整量に基づいて調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、レンズ調整量算出ステップでは、光軸に対するメリジオナル像面の傾きの絶対値と光軸に対するサジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるような調整用レンズの調整量を算出し、レンズ調整ステップでは、光軸に対するメリジオナル像面の傾きの絶対値と光軸に対するサジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるように調整用レンズを移動させることが好ましい。このように構成すると、レンズ調整ステップにおいて、光軸に対するメリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとのバランスを考慮した適切なレンズの調芯が可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明のレンズ調芯装置では、レンズの調芯時間の短縮が可能になるとともに、構成の簡素化およびチャートのセッティング作業の簡素化が可能になる。また、本発明のレンズ調芯装置の制御方法によれば、レンズの調芯時間の短縮が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態にかかるレンズ調芯装置の概略構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す第１のセンサおよび第２のセンサの配置関係を光軸方向から説明するための図である。
【図３】図１に示すチャートを光軸方向から示す図である。
【図４】図３のＥ部の拡大図である。
【図５】図１に示すレンズ調芯装置の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】図５に示すＭＴＦ算出ステップでのＭＴＦの算出方法を説明するための概念図である。
【図７】図５に示すＭＴＦ算出ステップでのＭＴＦの算出方法およびデフォーカス特性算出ステップでのデフォーカス特性の算出方法を説明するための概念図である。
【図８】図５に示す像面傾き算出ステップでのメリジオナル像面の傾きおよびサジタル像面の傾きの算出方法を説明するための概念図である。
【図９】図５に示すレンズ調整量算出ステップでのレンズ調整量の算出方法を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態にかかる第１のセンサ、第２のセンサおよび第３のセンサの配置関係を光軸方向から説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態にかかるチャートを光軸方向から示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
（レンズ調芯装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態にかかるレンズ調芯装置１の概略構成を示す概略図である。図２は、図１に示す第１のセンサ６および第２のセンサ７の配置関係を光軸方向から説明するための図である。図３は、図１に示すチャート５を光軸方向から示す図である。図４は、図３のＥ部の拡大図である。
【００２５】
本形態のレンズ調芯装置１は、図１に示すように、複数枚からなるレンズ（レンズ群）２のうちの調整用レンズ３を調整して、レンズ２の調芯を行うための装置である。このレンズ調芯装置１は、図１、図２に示すように、レンズ２に向かって光を射出する光源４と、レンズ２のＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャート５と、メリジオナル方向におけるレンズ２のＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサ６（以下、「第１センサ６」とする。）と、サジタル方向におけるレンズ２のＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサ７（以下、「第２センサ７」とする。）とを備えている。また、レンズ調芯装置１は、チャート５をレンズ２の光軸Ｌの方向（光軸方向）へ駆動するチャート駆動機構８と、レンズ２の調芯を行う際に調整用レンズ３を移動させるレンズ移動機構９と、レンズ調芯装置１の各種の制御を行う制御部１０とを備えている。なお、以下の説明では、光軸Ｌに直交するとともに互いに直交する２方向をＸ方向およびＹ方向とする。
【００２６】
レンズ２は、たとえば、１枚の調整用レンズ３と、３枚の固定レンズ１２〜１４とによって構成されている。固定レンズ１２〜１４は、レンズバレル（レンズ保持部材）１５に固定されている。レンズバレル１５は、レンズ調芯装置１を構成するバレル固定部材（図示省略）に固定されている。調整用レンズ３は、レンズ保持部材１６に固定されている。レンズ保持部材１６は、レンズ移動機構９に取り付けられている。なお、レンズ２が有する調整用レンズ３の枚数は、２枚以上であっても良い。また、本形態では、調整用レンズ３は、図１における固定レンズ１２〜１４の右側に配置されているが、調整用レンズ３は、図１における固定レンズ１２〜１４の左側に配置されても良い。
【００２７】
第１センサ６および第２センサ７は、一次元イメージセンサ（ラインセンサ）である。たとえば、第１センサ６および第２センサ７は、直線状に配置される複数のＣＣＤ等によって構成されるリニアＣＣＤセンサであり、光軸方向から見たときの形状が細長い長方形状となるように形成されている。図２に示すように、本形態のレンズ調芯装置１は、４個の第１センサ６と４個の第２センサ７とを備えており、４個の第１センサ６および第２センサ７は、レンズ２に対して光源４およびチャート５の反対側に配置されている。なお、第１センサ６および第２センサ７は、二次元イメージセンサ（エリアセンサ）であっても良い。ただし、ラインセンサは、エリアセンサよりもフレームレートが高く、高速での走査が可能になるため、第１センサ６および第２センサ７は、ラインセンサであることが好ましい。
【００２８】
第１センサ６は、その長手方向（ＣＣＤの配列方向）とレンズ２のメリジオナル方向とが略一致するように配置されている。本形態では、４個の第１センサ６のうちの２個の第１センサ６は、その長手方向とＸ方向とが略平行になるように配置され、残りの２個の第１センサ６は、その長手方向とＹ方向とが略平行になるように配置されている。すなわち、第１センサ６は、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置されている。
【００２９】
第２センサ７は、その長手方向（ＣＣＤの配列方向）とレンズ２のサジタル方向とが略一致するように配置されている。本形態では、４個の第２センサ７は、その長手方向がＸ方向およびＹ方向に対して略４５°傾くように配置されている。具体的には、第２センサ７は、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置されており、第１センサ６と第２センサ７とは、光軸Ｌを中心にして略４５°ずれている。また、第１センサ６と第２センサ７とは、光軸Ｌに直交する略同一平面上に配置されている。
【００３０】
チャート５は、光軸方向において、レンズ２と光源４との間に配置されている。また、光軸方向における光源４とチャート５との間には、ライトパイプ１８と拡散板１９とが光源４からチャート５に向かってこの順番で配置されている。
【００３１】
チャート５は、図３に示すように、光軸方向から見たときの形状が円形状となる円板状に形成されている。このチャート５には、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための４個の第１の光の透過部５ａ（以下、「第１光透過部５ａ」とする。）と、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための４個の第２の光の透過部５ｂ（以下、「第２光透過部５ｂ」とする。）とが形成されている。本形態のチャート５は、たとえば、石英ガラスで形成されており、第１光透過部５ａおよび第２光透過部５ｂを除くチャート５の表面（図３の斜線部）に光の透過を防ぐマスクが施されることで、第１光透過部５ａと第２光透過部５ｂとが形成されている。
【００３２】
第１光透過部５ａの縁は、図４に示すように、光軸Ｌを中心とする円弧状に形成される大径円弧部５ｃと、光軸Ｌを中心として大径円弧５ｃと同心状に形成され、かつ、大径円弧５ｃよりも半径の小さな円弧状に形成される小径円弧部５ｄと、チャート５の径方向に沿って大径円弧部５ｃと小径円弧部５ｄとの間に形成される２個の径方向直線部５ｅとから構成されている。
【００３３】
４個の第１光透過部５ａは、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで配置されている。具体的には、図３に示すように、光軸Ｌに対して点対称に配置される２個の第１光透過部５ａの円周方向の中心を結ぶ線がＸ方向あるいはＹ方向と平行になるように、４個の第１光透過部５ａが配置されている。すなわち、４個の第１光透過部５ａは、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置に対応するように形成されている。そのため、光源４から射出され、第１光透過部５ａを通過した光は、レンズ２を透過して第１センサ６に入射する。具体的には、光源４から射出され、第１光透過部５ａの径方向内側部分を通過した光が、レンズ２を透過して第１センサ６に入射する。
【００３４】
したがって、本形態の第１センサ６では、小径円弧部５ｄに対応する位置を境界にしてコントラストが検出される。すなわち、本形態では、第１光透過部５ａの小径円弧部５ｄによって、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための第１のエッジパターンが形成されている。
【００３５】
第２光透過部５ｂの縁は、図４に示すように、光軸Ｌを中心とする円弧状に形成される大径円弧部５ｆと、光軸Ｌを中心として大径円弧部５ｆと同心状に形成され、かつ、大径円弧部５ｆよりも半径の小さな円弧状に形成される小径円弧部５ｇと、チャート５の径方向に沿って大径円弧部５ｆと小径円弧部５ｇとの間に形成される２個の径方向直線部５ｈとから構成されている。また、大径円弧部５ｆの半径は、大径円弧部５ｃの半径よりも大きく、小径円弧部５ｇの半径は、小径円弧部５ｄの半径よりも小さくなっている。
【００３６】
４個の第２光透過部５ｂは、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで配置されている。具体的には、第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈがＸ方向およびＹ方向に対して略４５°傾くように、４個の第２光透過部５ｂが配置されている。すなわち、４個の第２光透過部５ｂは、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置に対応するように形成されている。そのため、光源４から射出され、第２光透過部５ｂを通過した光は、レンズ２を透過して第２センサ７に入射する。具体的には、光源４から射出され、第２光透過部５ｂの時計方向側部分を通過した光が、レンズ２を透過して第２センサ７に入射する。
【００３７】
したがって、本形態の第２センサ７では、時計方向側の径方向直線部５ｈに対応する位置を境界にしてコントラストが検出される。すなわち、本形態では、第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈによって、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための第２のエッジパターンが形成されている。
【００３８】
チャート駆動機構８は、チャート５を光軸方向へ移動させるためのモータ等の駆動源やボールネジ等の送り機構を備えている。本形態のチャート駆動機構８は、光軸方向におけるレンズ２とチャート５との距離を変化させる光軸方向駆動機構である。
【００３９】
レンズ移動機構９は、レンズ保持部材１６をＸ方向およびＹ方向へ移動させるためのモータ等の駆動源やボールネジ等の送り機構を備えている。すなわち、本形態のレンズ調芯装置１では、レンズ移動機構９によってＸ方向およびＹ方向に調整用レンズ３を移動させることで、レンズ２の調芯が行われる。
【００４０】
制御部１０には、第１センサ６および第２センサ７が接続されている。また、制御部１０には、チャート駆動機構８およびレンズ移動機構９も接続されている。制御部１０は、以下に説明するように、Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出するとともに、Ｍ方向ＭＴＦの特定の空間周波数におけるデフォーカス（スルーフォーカス）特性であるＭ方向デフォーカス特性とＳ方向ＭＴＦの特定の空間周波数におけるデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性とを算出する。また、制御部１０は、Ｍ方向デフォーカス特性に基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、Ｓ方向デフォーカス特性に基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出する。さらに、制御部１０は、メリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとに基づいて調整用レンズ３の調整量を算出する。
【００４１】
なお、本形態のレンズ調芯装置１では、逆投影法を用いてＭＴＦを求めている。すなわち、レンズ調芯装置１では、調整後のレンズ２が搭載されるカメラ等における撮像素子の撮像面にチャート５が配置され、調整後のレンズ２が搭載されるカメラ等における被写体面に第１センサ６および第２センサ７が配置されている。そのため、レンズ調芯装置１では、第１センサ６および第２センサ７の配置スペースを大きくすることができ、第１センサ６および第２センサ７として、汎用性品のセンサを使用することが可能になる。また、レンズ調芯装置１では、第１センサ６および第２センサ７として、比較的分解能の低いセンサを使用することが可能になる。
【００４２】
（レンズ調芯装置の制御方法）
図５は、図１に示すレンズ調芯装置１の制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。図６は、図５に示すＭＴＦ算出ステップＳ１でのＭＴＦの算出方法を説明するための概念図である。図７は、図５に示すＭＴＦ算出ステップＳ１でのＭＴＦの算出方法およびデフォーカス特性算出ステップＳ３でのデフォーカス特性の算出方法を説明するための概念図である。図８は、図５に示す像面傾き算出ステップＳ４でのメリジオナル像面の傾きおよびサジタル像面の傾きの算出方法を説明するための概念図である。図９は、図５に示すレンズ調整量算出ステップＳ６でのレンズ調整量の算出方法を説明するための概念図である。
【００４３】
以上のように構成されたレンズ調芯装置１では、たとえば、図５に示すフローにしたがって制御が行われ、レンズ２の調芯が行われる。すなわち、まず、調整用レンズ３が固定されたレンズ保持部材１６をレンズ移動機構９に取り付ける等の所定の初期設定が行われた後、制御部１０は、チャート駆動機構８によって、チャート５を光軸方向へ走査させて光軸方向におけるレンズ２とチャート５との距離を変化させながら、４個の第１センサ６のそれぞれで検出されるコントラストに基づいて４個のＭ方向ＭＴＦを算出するとともに、４個の第２センサ７のそれぞれで検出されるコントラストに基づいて４個のＳ方向ＭＴＦを算出する（ステップＳ１）。具体的には、制御部１０は、たとえば、数μｍピッチでチャート５を光軸方向へ走査させながら、各走査位置で、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれにおけるＭ方向ＭＴＦと、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれにおけるＳ方向ＭＴＦとを算出する。
【００４４】
このＭ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦの算出は、チャート５の所定距離の走査が終了するまで行われる。すなわち、ステップＳ２においてチャート５の走査が終了したと判断されるまで、制御部１０は、Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出する。
【００４５】
ステップＳ１では、制御部１０には、たとえば、図６（Ａ）に示すような波形の信号が第１センサ６や第２センサ７から入力される。すなわち、チャート５の第１光透過部５ａの小径円弧部５ｄに対応する位置、あるいは、チャート５の第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈに対応する位置を境界にして明暗が切り替わる図６（Ａ）のような波形の信号が第１センサ６や第２センサ７から制御部１０に入力される。制御部１０は、第１センサ６や第２センサ７から入力された信号を微分し（図６（Ｂ）参照）、その後、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）による周波数分析を行って、図６（Ｃ）に示すようなＭＴＦ（Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦ）を算出する。
【００４６】
また、ステップＳ１では、上述のように、数μｍピッチでチャート５を光軸方向へ走査させながら、各走査位置でＭ方向ＭＴＦとＳ方向ＭＴＦとを算出する。すなわち、図７に示すように、光軸方向におけるチャート５の位置（チャート位置）を変化させながら、各チャート位置でのＭＴＦを算出する。
【００４７】
その後、制御部１０は、ステップＳ１で算出されたＭ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数ｆにおけるレンズ２のデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、ステップＳ１で算出されたＳ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数ｆにおけるレンズ２のデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出する（ステップＳ３）。すなわち、制御部１０は、図７に示すように、特定の空間周波数ｆにおけるチャート位置とコントラストとの関係を示すデフォーカス特性（Ｍ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性）を算出する。
【００４８】
具体的には、制御部１０は、ステップＳ１において各チャート位置のそれぞれで算出された４個のＭ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数ｆにおける４個のＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、ステップＳ１において各チャート位置のそれぞれで算出された４個のＳ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて４個のＳ方向デフォーカス特性を算出する。すなわち、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれにおけるＭ方向デフォーカス特性と、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれにおけるＳ方向デフォーカス特性とを算出する。
【００４９】
なお、特定の空間周波数ｆは、レンズ２の仕様に基づいて制御部１０で任意に設定することが可能となっている。たとえば、レンズ２に高い解像度が要求される場合には、比較的高い空間周波数ｆが設定され、レンズ２に高い解像度が要求されない場合には、比較的低い空間周波数ｆが設定される。
【００５０】
その後、制御部１０は、ステップＳ３で算出された４個のＭ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するメリジオナル像面（Ｍ像面）の傾きを算出するとともに、ステップＳ３で算出された４個のＳ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて光軸Ｌまたは光軸Ｌに直交する平面に対するサジタル像面（Ｓ像面）の傾きを算出する（ステップＳ４）。
【００５１】
すなわち、制御部１０は、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれにおけるＭ方向デフォーカス特性からＭ像面の傾きを算出し、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれにおけるＳ方向デフォーカス特性からＳ像面の傾きを算出する。具体的には、制御部１０は、図８に示すように、それぞれのデフォーカス特性のピーク位置（すなわち、最も焦点が合う位置）のずれΔＺに基づいて、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出する。すなわち、制御部１０は、４個のＭ方向デフォーカス特性のピーク位置のずれΔＺに基づいてＭ像面の傾きを算出し、４個のＳ方向デフォーカス特性のピーク位置のずれΔＺに基づいてＳ像面の傾きを算出する。
【００５２】
その後、制御部１０は、ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足しているか否かを判断する（ステップＳ５）。たとえば、制御部１０は、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格値以下であるか否か、あるいは、Ｍ像面の傾きとＳ像面の傾きとの差が所定の規格値以下であるか否かを判断する。
【００５３】
ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足している場合には、所定のチャート位置（規格位置）におけるＭＴＦを算出し、算出されたＭＴＦが所定の規格を満足しているか否かを判断する（ステップＳ８）。具体的には、所定のチャート位置において、４箇所に配置される第１センサ６の配置位置のそれぞれでのＭ方向ＭＴＦと、４箇所に配置される第２センサ７の配置位置のそれぞれでのＳ方向ＭＴＦとを算出して、これらのＭＴＦが所定の規格を満足しているか否かを判断する。ＭＴＦが所定の規格を満足している場合には、接着等によってレンズバレル１５に調整用レンズ３が固定されるとともに、レンズ移動機構９からレンズ保持部材１６が取り外されて、レンズ２の調芯が終了する。また、ＭＴＦが所定の規格を満足していない場合には、このレンズ２は不良品と判断される。そのため、たとえば、レンズバレル１５に調整用レンズ３が固定されずに、レンズ移動機構９からレンズ保持部材１６が取り外されて、レンズ２の調芯が終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足していない場合には、制御部１０は、ステップＳ４で算出されたＭ像面の傾きとＳ像面の傾きとに基づいて調整用レンズ３の調整量を算出する（ステップＳ６）。具体的には、制御部１０は、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足するように、Ｘ方向およびＹ方向における調整用レンズ３の調整量を算出する。
【００５５】
また、ステップＳ６では、たとえば、制御部１０は、図９（Ａ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致するような調整用レンズ３の調整量を算出する。あるいは、制御部１０は、図９（Ｂ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなるような調整用レンズ３の調整量を算出する。すなわち、制御部１０は、図９（Ｃ）に示すように、調整後のＭ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致する調整用レンズ３の調整量Ｒ１、あるいは、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなる調整用レンズ３の調整量Ｒ２を算出する。すなわち、制御部１０は、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるような調整用レンズ３の調整量を算出する。
【００５６】
その後、制御部１０は、ステップＳ６で算出された調整用レンズ３の調整量に基づいて、レンズ移動機構９を駆動して、調整用レンズ３をＸ方向および／またはＹ方向へ移動させる（ステップＳ７）。ステップＳ７では、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致するように、あるいは、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなるように、調整用レンズ３をＸ方向および／またはＹ方向へ移動させる。すなわち、ステップＳ７では、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるように調整用レンズ３を移動させる。
【００５７】
その後、ステップＳ１へ戻って、制御部１０は、再度、Ｍ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦと、Ｍ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性とを算出するとともに、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出して、算出されたＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きが所定の規格を満足しているか否かを判断する。
【００５８】
なお、本形態のステップＳ１は、Ｍ方向ＭＴＦとＳ方向ＭＴＦとを算出するＭＴＦ算出ステップであり、ステップＳ３は、Ｍ方向デフォーカス特性とＳ方向デフォーカス特性とを算出するデフォーカス特性算出ステップである。また、ステップＳ４は、メリジオナル像面の傾きとサジタル像面の傾きとを算出する像面傾き算出ステップであり、ステップＳ６は、調整用レンズ３の調整量を算出するレンズ調整量算出ステップであり、ステップＳ７は、調整用レンズ３の調整量に基づいて調整用レンズ３を移動させるレンズ調整ステップである。
【００５９】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態では、レンズ調芯装置１が、チャート５と４個の第１センサ６と４個の第２センサ７とチャート駆動機構８とを備えるとともに、ステップＳ１でＭ方向ＭＴＦおよびＳ方向ＭＴＦを算出し、ステップＳ３でＭ方向デフォーカス特性およびＳ方向デフォーカス特性を算出し、ステップＳ４でＭ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出し、ステップＳ６でＭ像面の傾きとＳ像面の傾きとに基づいて調整用レンズ３の調整量を算出している。そのため、本形態は、チャート５を所定の角度ピッチで回転させながら、調整用レンズ３の調整量を算出する必要がなくなり、特許文献１に記載のレンズ調芯装置と比較して、レンズ２の調芯時間を短縮することが可能になる。
【００６０】
本形態では、チャート５にレンズ２のＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されている。そのため、共通のチャート５を用いて、様々な空間周波数におけるＭ方向デフォーカス値およびＳ方向デフォーカス値を算出することができる。したがって、調芯されるレンズ２に要求される特性に応じて、パターンの異なるチャート５を用意したり、パターンの異なるチャート５をセットする必要がなくなる。その結果、本形態では、レンズ調芯装置１の構成を簡素化することができ、また、チャート５のセッティング作業を簡素化することができる。
【００６１】
特に本形態では、チャート５の第１光透過部５ａの小径円弧部５ｄによって、Ｍ方向ＭＴＦを求めるための第１のエッジパターンが形成され、チャート５の第２光透過部５ｂの時計方向側の径方向直線部５ｈによって、Ｓ方向ＭＴＦを求めるための第２のエッジパターンが形成されている。そのため、たとえば、チャート５に形成されるスリット等を利用してＭ方向ＭＴＦやＳ方向ＭＴＦを求める場合と比較して、第１センサ６上や第２センサ７上に形成されるチャート５のパターンの像の焦点がぼやけていても、第１センサ６や第２センサ７でコントラストを適切に検出することが可能になる。
【００６２】
本形態では、４個の第１センサ６のうちの２個の第１センサ６は、その長手方向とＸ方向とが略平行になるように配置され、残りの２個の第１センサ６は、その長手方向とＹ方向とが略平行になるように配置されている。また、４個の第２センサ７は、その長手方向がＸ方向およびＹ方向に対して略４５°傾くように配置されている。また、レンズ移動機構９は、Ｘ方向とＹ方向とへ調整用レンズ３を移動させるように構成されている。そのため、本形態では、４個の第１センサ６および４個の第２センサ７での検出結果に基づいて、調整用レンズ３の移動量を比較的容易に算出することができる。
【００６３】
本形態では、制御部１０は、たとえば、ステップＳ６で、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるような調整用レンズ３の調整量を算出し、ステップＳ７で、Ｍ像面の傾きθ１の絶対値とＳ像面の傾きθ２の絶対値とが略等しくなるように調整用レンズ３を移動させている。この場合には、Ｍ像面の傾きとＳ像面の傾きとのバランスを考慮した適切なレンズ２の調芯が可能になる。
【００６４】
なお、図９（Ａ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とが略一致するように調整用レンズ３が調整される場合には、調芯後のレンズ２が搭載されるカメラ等では、たとえば、Ｍ像面の傾きθ１およびＳ像面の傾きθ２と撮像素子の撮像面の傾きとが略一致するように、カメラ等に撮像素子が搭載される。また、図９（Ｂ）に示すように、Ｍ像面の傾きθ１とＳ像面の傾きθ２とがバランス良く小さくなるように調整用レンズ３が調整される場合には、調芯後のレンズ２が搭載されるカメラ等では、たとえば、光軸Ｌに対して撮像面が直交するように、カメラ等に撮像素子が搭載される。
【００６５】
（他の実施の形態）
上述した形態では、レンズ調芯装置１は、４個の第１センサ６と４個の第２センサ７とを備えているが、レンズ調芯装置１が備える第１センサ６および第２センサ７の数は、３個以上であれば良い。すなわち、Ｍ像面の傾きおよびＳ像面の傾きを算出することができるように、レンズ調芯装置１が３個以上の第１センサ６および第２センサ７を備えていれば良い。
【００６６】
上述した形態では、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで４個の第１センサ６が配置されるとともに、光軸Ｌを中心にして略９０°ピッチで第２センサ７が配置されており、レンズ調芯装置１は、光軸Ｌ上のレンズ２のデフォーカス特性の算出が可能な構成とはなっていない。この他にもたとえば、レンズ調芯装置１は、光軸Ｌ上のレンズ２のデフォーカス特性の算出が可能となるように構成されても良い。すなわち、図１０、図１１に示すように、光軸Ｌ上に第３のセンサ（第３センサ）２６が配置され、かつ、第３センサ２６に対応するようにチャート５の中心の近傍に第３の光透過部（第３光透過部）５ｋが形成されても良い。この場合には、第３センサ２６は、たとえば、ラインセンサであり、その長手方向とＸ方向とが略平行になるように配置される。また、第３光透過部５ｋは、その一辺（エッジ）が光軸Ｌを通過するとともに、その四辺がＸ方向またはＹ方向と略平行になる略矩形状に形成される。
【００６７】
また、この場合には、第３センサ２６で検出されるコントラストに基づいて算出される光軸Ｌ上のデフォーカス特性が最良となる位置で、Ｍ像面の傾きとＳ像面の傾きとが略一致するように調整用レンズ３を調整することが好ましい。このようにすると、調整後のレンズ２が搭載されるカメラ等では、光軸Ｌ上のフォーカスが最良になるようにフォーカス調整を行うことで、Ｍ像面およびＳ像面のばらつきを最小にすることができる。
【００６８】
上述した形態では、レンズ２のデフォーカス特性を算出するために、チャート５を光軸方向に移動させているが、レンズ２のデフォーカス特性を算出するために、レンズ２を光軸方向へ移動させても良いし、第１センサ６および第２センサ７を光軸方向に移動させても良い。なお、逆投影法を用いてＭＴＦを求める場合には、第１センサ６および第２センサ７を光軸方向に移動させると、第１センサ６および第２センサ７の移動量が大きくなるため、レンズ２またはチャート５を光軸方向に移動させることが好ましい。
【００６９】
上述した形態では、レンズ移動機構９は、Ｘ方向およびＹ方向へ調整用レンズ３を移動させるように構成されているが、レンズ移動機構９は、Ｚ方向へ調整用レンズ３を移動させるように構成されても良いし、光軸Ｌに対して調整用レンズ３を傾けるように構成されても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１ レンズ調芯装置
２ レンズ
３ 調整用レンズ
４ 光源
５ チャート
５ａ 第１光透過部（第１の光の透過部）
５ｂ 第２光透過部（第２の光の透過部）
５ｄ 小径円弧部（第１のエッジパターン）
５ｈ 径方向直線部（第２のエッジパターン）
６ 第１センサ（第１のセンサ）
７ 第２センサ（第２のセンサ）
８ チャート駆動機構（光軸方向駆動機構）
１０ 制御部
Ｌ 光軸
Ｓ１ ＭＴＦ算出ステップ
Ｓ３ デフォーカス特性算出ステップ
Ｓ４ 像面傾き算出ステップ
Ｓ６ レンズ調整量算出ステップ
Ｓ７ レンズ調整ステップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚からなるレンズのうちの調整用レンズを調整して前記レンズの調芯を行うレンズ調芯装置において、
前記レンズに向かって光を射出する光源と、
前記レンズと前記光源との間に配置されるとともに、前記レンズのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、
前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向における前記レンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、
前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向における前記レンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、
前記レンズの光軸方向における前記レンズと前記チャートとの距離、または、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサと前記レンズとの距離を変化させる光軸方向駆動機構とを備えることを特徴とするレンズ調芯装置。
【請求項２】
前記レンズ調芯装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記光軸方向駆動機構によって、前記光軸方向における前記レンズと前記チャートとの距離、または、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサと前記レンズとの距離を変化させながら、前記第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｍ方向ＭＴＦを算出するとともに、前記第２センサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｓ方向ＭＴＦを算出し、前記Ｍ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、前記Ｓ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて前記特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出し、前記Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、前記Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出し、前記メリジオナル像面の傾きと前記サジタル像面の傾きとに基づいて前記調整用レンズの調整量を算出することを特徴とする請求項１記載のレンズ調芯装置。
【請求項３】
前記第１のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第２のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第１のセンサと前記第２のセンサとは、前記光軸を中心にして略４５°ずれるように、前記光軸に直交する略同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ調芯装置。
【請求項４】
前記チャートには、前記Ｍ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第１の光の透過部と、前記Ｓ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第２の光の透過部とが形成され、
前記所定のパターンは、前記第１の光の透過部の縁によって形成される第１のエッジパターンと、前記第２の光の透過部の縁によって形成される第２のエッジパターンとであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレンズ調芯装置。
【請求項５】
複数枚からなるレンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向における前記レンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向における前記レンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサとを備え、前記レンズのうちの調整用レンズを調整して前記レンズの調芯を行うレンズ調芯装置の制御方法であって、
前記レンズの光軸方向における前記レンズと前記チャートとの距離、または、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサと前記レンズとの距離を変化させながら、前記第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｍ方向ＭＴＦを算出するとともに、前記第２のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｓ方向ＭＴＦを算出するＭＴＦ算出ステップと、
前記ＭＴＦ算出ステップで算出された前記Ｍ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、前記ＭＴＦ算出ステップで算出された前記Ｓ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて前記特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出するデフォーカス特性算出ステップと、
前記デフォーカス特性算出ステップで算出された前記Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、前記デフォーカス特性算出ステップで算出された前記Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出する像面傾き算出ステップと、
前記像面傾き算出ステップで算出された前記メリジオナル像面の傾きと前記サジタル像面の傾きとに基づいて前記調整用レンズの調整量を算出するレンズ調整量算出ステップとを備えることを特徴とするレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項６】
前記像面傾き算出ステップでは、前記Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいて前記メリジオナル像面の傾きを算出し、前記Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいて前記サジタル像面の傾きを算出することを特徴とする請求項５記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項７】
前記レンズ調整量算出ステップで算出された前記調整用レンズの調整量に基づいて前記調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、
前記レンズ調整量算出ステップでは、前記光軸に直交する方向における前記調整用レンズの調整量を算出し、
前記レンズ調整ステップでは、前記光軸に直交する方向に前記調整用レンズを移動させることを特徴とする請求項５または６記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項８】
前記第１のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第２のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第１のセンサと前記第２のセンサとは、前記光軸を中心にして略４５°ずれるように、前記光軸に直交する略同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項７記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項９】
前記レンズ調整量算出ステップで算出された前記調整用レンズの調整量に基づいて前記調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、
前記レンズ調整量算出ステップでは、前記光軸に対する前記メリジオナル像面の傾きの絶対値と前記光軸に対する前記サジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるような前記調整用レンズの調整量を算出し、
前記レンズ調整ステップでは、前記光軸に対する前記メリジオナル像面の傾きの絶対値と前記光軸に対する前記サジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるように前記調整用レンズを移動させることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項１】
複数枚からなるレンズのうちの調整用レンズを調整して前記レンズの調芯を行うレンズ調芯装置において、
前記レンズに向かって光を射出する光源と、
前記レンズと前記光源との間に配置されるとともに、前記レンズのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、
前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向における前記レンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、
前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向における前記レンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサと、
前記レンズの光軸方向における前記レンズと前記チャートとの距離、または、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサと前記レンズとの距離を変化させる光軸方向駆動機構とを備えることを特徴とするレンズ調芯装置。
【請求項２】
前記レンズ調芯装置を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記光軸方向駆動機構によって、前記光軸方向における前記レンズと前記チャートとの距離、または、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサと前記レンズとの距離を変化させながら、前記第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｍ方向ＭＴＦを算出するとともに、前記第２センサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｓ方向ＭＴＦを算出し、前記Ｍ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、前記Ｓ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて前記特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出し、前記Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、前記Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出し、前記メリジオナル像面の傾きと前記サジタル像面の傾きとに基づいて前記調整用レンズの調整量を算出することを特徴とする請求項１記載のレンズ調芯装置。
【請求項３】
前記第１のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第２のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第１のセンサと前記第２のセンサとは、前記光軸を中心にして略４５°ずれるように、前記光軸に直交する略同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ調芯装置。
【請求項４】
前記チャートには、前記Ｍ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第１の光の透過部と、前記Ｓ方向ＭＴＦを求めるための３個以上の第２の光の透過部とが形成され、
前記所定のパターンは、前記第１の光の透過部の縁によって形成される第１のエッジパターンと、前記第２の光の透過部の縁によって形成される第２のエッジパターンとであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のレンズ調芯装置。
【請求項５】
複数枚からなるレンズのＭＴＦを求めるための所定のパターンが形成されるチャートと、前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、メリジオナル方向における前記レンズのＭＴＦであるＭ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第１のセンサと、前記レンズの光軸に直交する方向において互いに異なる３箇所以上に配置され、サジタル方向における前記レンズのＭＴＦであるＳ方向ＭＴＦを求めるためのコントラストを検出する第２のセンサとを備え、前記レンズのうちの調整用レンズを調整して前記レンズの調芯を行うレンズ調芯装置の制御方法であって、
前記レンズの光軸方向における前記レンズと前記チャートとの距離、または、前記第１のセンサおよび前記第２のセンサと前記レンズとの距離を変化させながら、前記第１のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｍ方向ＭＴＦを算出するとともに、前記第２のセンサのそれぞれで検出されるコントラストに基づいて前記Ｓ方向ＭＴＦを算出するＭＴＦ算出ステップと、
前記ＭＴＦ算出ステップで算出された前記Ｍ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＭ方向デフォーカス特性を算出するとともに、前記ＭＴＦ算出ステップで算出された前記Ｓ方向ＭＴＦのそれぞれに基づいて前記特定の空間周波数における前記レンズのデフォーカス特性であるＳ方向デフォーカス特性を算出するデフォーカス特性算出ステップと、
前記デフォーカス特性算出ステップで算出された前記Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するメリジオナル像面の傾きを算出するとともに、前記デフォーカス特性算出ステップで算出された前記Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれに基づいて前記光軸または前記光軸に直交する平面に対するサジタル像面の傾きを算出する像面傾き算出ステップと、
前記像面傾き算出ステップで算出された前記メリジオナル像面の傾きと前記サジタル像面の傾きとに基づいて前記調整用レンズの調整量を算出するレンズ調整量算出ステップとを備えることを特徴とするレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項６】
前記像面傾き算出ステップでは、前記Ｍ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいて前記メリジオナル像面の傾きを算出し、前記Ｓ方向デフォーカス特性のそれぞれのピーク値のずれに基づいて前記サジタル像面の傾きを算出することを特徴とする請求項５記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項７】
前記レンズ調整量算出ステップで算出された前記調整用レンズの調整量に基づいて前記調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、
前記レンズ調整量算出ステップでは、前記光軸に直交する方向における前記調整用レンズの調整量を算出し、
前記レンズ調整ステップでは、前記光軸に直交する方向に前記調整用レンズを移動させることを特徴とする請求項５または６記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項８】
前記第１のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第２のセンサは、前記光軸を中心にして略９０°ピッチで４箇所に配置され、
前記第１のセンサと前記第２のセンサとは、前記光軸を中心にして略４５°ずれるように、前記光軸に直交する略同一平面上に配置されていることを特徴とする請求項７記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【請求項９】
前記レンズ調整量算出ステップで算出された前記調整用レンズの調整量に基づいて前記調整用レンズを移動させるレンズ調整ステップを備え、
前記レンズ調整量算出ステップでは、前記光軸に対する前記メリジオナル像面の傾きの絶対値と前記光軸に対する前記サジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるような前記調整用レンズの調整量を算出し、
前記レンズ調整ステップでは、前記光軸に対する前記メリジオナル像面の傾きの絶対値と前記光軸に対する前記サジタル像面の傾きの絶対値とが略等しくなるように前記調整用レンズを移動させることを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載のレンズ調芯装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−２３０７４５（Ｐ２０１０−２３０７４５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７５４６１（Ｐ２００９−７５４６１）
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５０９３０４６６７）株式会社ＳＵＷＡオプトロニクス (17)
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１００１２５６９０
【弁理士】
【氏名又は名称】小平 晋
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５０９３０４６６７）株式会社ＳＵＷＡオプトロニクス (17)
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【上記１名の代理人】
【識別番号】１００１２５６９０
【弁理士】
【氏名又は名称】小平 晋
【Ｆターム（参考）】
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