專利名稱：透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置和使用該裝置的透鏡系統(tǒng)調(diào)整方法以及攝像裝置的制造裝置和攝像裝 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行由多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整等的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置和使用該裝置的透鏡系統(tǒng)調(diào)整方法、以及攝像裝置的制造裝置和攝像裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
近年，由于袖珍數(shù)字相機(jī)和便攜電話用相機(jī)的高功能化帶來(lái)的透鏡元件小型化和增加采用非球面，對(duì)所述數(shù)字相機(jī)和便攜電話用相機(jī)的相機(jī)透鏡的精度要求逐年嚴(yán)格，不僅透鏡單體的加工精度提高，而且必須調(diào)整多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)的光軸。還需要在調(diào)整透鏡系統(tǒng)的光軸的同時(shí)，使用一般用作表示光學(xué)透鏡的析像力的指標(biāo)的MTF(空間頻率特性)測(cè)量調(diào)整后的透鏡系統(tǒng)的成像性能，確認(rèn)光軸調(diào)整的結(jié)果，判斷是否合格。
作為已有的MTF測(cè)量裝置，有特開昭61-84541號(hào)公報(bào)舉出的裝置。作為已有的光軸調(diào)整裝置，有特開平6-265766號(hào)公報(bào)舉出的裝置。
這里，按照?qǐng)D13～圖15說(shuō)明上述MTF裝置的測(cè)量。作為綜合表示透鏡等成像系統(tǒng)的性能的量，有上述MTF，并用將空間正弦波輸入到透鏡時(shí)的所述透鏡形成的像的振幅與物體側(cè)的振幅之比進(jìn)行表示。由被測(cè)透鏡檢測(cè)出點(diǎn)像、線像和棱像等光強(qiáng)度分布，并進(jìn)行傅立葉變換處理，從而作所述MTF的實(shí)際測(cè)量。圖13中，例如在相當(dāng)于相機(jī)的膠片面的位置的被測(cè)透鏡1的光軸上和光軸外設(shè)置縫隙2，并且用光源3照射此縫隙2，使縫隙的像在相當(dāng)于物體面的面上成像。然后，用CCD(電荷耦合元件)等攝像元件4拍攝此縫隙像，并往與所述縫隙像的縱向正交的方向進(jìn)行掃描，從而獲得圖14所示的強(qiáng)度分布。然后，由信號(hào)處理電路5去除噪聲，由FFT運(yùn)算電路6進(jìn)行傅立葉變換，從而獲得圖15所示的對(duì)各視場(chǎng)角的MTF值，并將其結(jié)果顯示在顯示部7。
接著，按照?qǐng)D16說(shuō)明已有的透鏡系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置。圖16所示的已有透鏡系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置將第1透鏡系統(tǒng)11和第2透鏡系統(tǒng)12配置成它們的光軸為垂直方向后，將第1透鏡系統(tǒng)11固定。然后，使第2透鏡系統(tǒng)12微動(dòng)，以便使第1透鏡系統(tǒng)11的光軸與第2透鏡系統(tǒng)12的光軸一致。
此透鏡系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置具有對(duì)所述第1透鏡系統(tǒng)11和第2透鏡系統(tǒng)12照射中心光和平行于該中心光的不少于3束的環(huán)形光的照射單元13、照度產(chǎn)生單元14、微調(diào)心校正量產(chǎn)生單元15、以及第2透鏡微動(dòng)單元16。所述照度產(chǎn)生單元14接收通過(guò)第1透鏡系統(tǒng)11和第2透鏡系統(tǒng)12的所述中心光和所述環(huán)形光，產(chǎn)生與所述中心光和環(huán)形光分別形成的像對(duì)應(yīng)的信號(hào)。與此同時(shí)，根據(jù)所述信號(hào)產(chǎn)生各像的照度。微調(diào)心校正量產(chǎn)生單元15從照度產(chǎn)生單元14求出的各像的照度分布求出環(huán)形光的像的重心坐標(biāo)和中心光的中心坐標(biāo)，并根據(jù)從兩坐標(biāo)之差得到的軸上彗差量求出微調(diào)心校正量。而且，第2透鏡微動(dòng)單元16根據(jù)微調(diào)心校正量產(chǎn)生單元15求出的所述微調(diào)心校正量使第2透鏡系統(tǒng)12微動(dòng)。
上述組成中，所述第1透鏡系統(tǒng)11與所述第2透鏡系統(tǒng)12的光軸不一致時(shí)，平行的中心光和不少于3束的環(huán)形光通過(guò)第1透鏡系統(tǒng)11和第2透鏡系統(tǒng)12，使所述中心光通過(guò)的中心位置和環(huán)形光的重心位置之間產(chǎn)生偏移。因此，求出照度產(chǎn)生單元14的感光元件17的感光面上中心光和環(huán)形光分別形成的各像的照度，并算出微調(diào)心校正量產(chǎn)生單元15從所述各像的照度分布獲得的中心光的中心坐標(biāo)與環(huán)形光的重心坐標(biāo)之差作為軸上彗差量，從而定量測(cè)量所述中心位置與重心位置的偏移。然后，依據(jù)微調(diào)心校正量產(chǎn)生單元15根據(jù)所述軸上彗差量求出的微調(diào)心校正量，由第2透鏡微動(dòng)單元16使第2透鏡系統(tǒng)12重復(fù)微動(dòng)，從而使第1透鏡系統(tǒng)11的光軸與第2透鏡系統(tǒng)12的光軸自動(dòng)一致。
然而，特開昭61-84541號(hào)公報(bào)記載的已有MTF測(cè)量裝置存在下列問題。即，有可能通過(guò)每一視場(chǎng)角配置光源3、縫隙2、以及攝像元件4，一次算出與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的MTF值。可是，該情況下，存在組成單元多的問題。而且，光源3和縫隙2的實(shí)際配置有限，不能簡(jiǎn)便地進(jìn)行對(duì)多個(gè)視場(chǎng)角的MTF評(píng)價(jià)。也存在問題。
又，特開平6-265766號(hào)公報(bào)記載的已有透鏡系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置存在下列問題。即，上述透鏡系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整時(shí)，沒有準(zhǔn)確確認(rèn)第1透鏡系統(tǒng)11與第2透鏡系統(tǒng)12的光軸是否一致的技術(shù)。因此，已有透鏡系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置的情況下，進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整(光軸調(diào)整工序)后，又將被測(cè)透鏡換裝到MTF測(cè)量裝置，測(cè)量MTF值，所以需要進(jìn)行光軸調(diào)整工序調(diào)整欠妥的確認(rèn)(檢查工序)。希望簡(jiǎn)化光軸調(diào)整工序和檢查工序。
又，上述已有透鏡系統(tǒng)光軸調(diào)整裝置中，雖然進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整，但使用調(diào)整用的感光元件17進(jìn)行調(diào)整。因此，例如數(shù)字相機(jī)那樣的攝像元件和透鏡系統(tǒng)形成一體的相機(jī)透鏡的透鏡系統(tǒng)調(diào)整中，需要進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整后，又進(jìn)行實(shí)際使用的攝像元件和透鏡系統(tǒng)的位置調(diào)整。也希望對(duì)這點(diǎn)加以簡(jiǎn)化。再者，即使以后將實(shí)際作為組件固定的攝像元件配置在像面18，并利用該攝像元件進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的調(diào)整，也將多條平行光以相同的入射角入射到被調(diào)整透鏡系統(tǒng)，所以在像面18上將匯聚光斑縮小成實(shí)質(zhì)上一點(diǎn)。因此，不能原樣利用配置在像面18的攝像元件進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整，存在需要將光引導(dǎo)到上述組件用的攝像元件的另一透鏡的問題。
因此，本發(fā)明的課題在于提供一種能連續(xù)進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整和MTF測(cè)量、能利用與各視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整透鏡光軸并能連續(xù)進(jìn)行攝像元件和透鏡系統(tǒng)形成一體的相機(jī)透鏡等的透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整和攝像元件的位置調(diào)整的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置和使用該裝置的透鏡系統(tǒng)調(diào)整方法、以及攝像裝置的制造裝置和攝像裝置的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述課題，本發(fā)明的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，具有產(chǎn)生成為基準(zhǔn)軸的平行光的激光源部；包含多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)和攝像元件的被調(diào)整物；配置在所述激光源部與被調(diào)整物之間、同時(shí)還形成將來(lái)自所述激光源部的部分平行光偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生多個(gè)衍射元件和基片，該多個(gè)衍射元件與所述基準(zhǔn)軸的角度為符合所述透鏡系統(tǒng)的視場(chǎng)角的平行光束，并使其入射到所述透鏡系統(tǒng)，該基片位于中心部、并使來(lái)自所述激光光源的部分平行光通過(guò)，以產(chǎn)生作為基準(zhǔn)軸的基準(zhǔn)光束而且使其入射到所述透鏡系統(tǒng)的開口；使所述透鏡系統(tǒng)和攝像元件中的至少一方移動(dòng)的移動(dòng)部；以及根據(jù)所述攝像元件的輸出，算出使所述基準(zhǔn)光束的像和所述偏轉(zhuǎn)后的光束的像位于所述攝像元件的感光面上的規(guī)定位置用的所述透鏡系統(tǒng)或攝像元件的移動(dòng)量，并根據(jù)該算出的移動(dòng)量，控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作的運(yùn)算控制處理部。
根據(jù)上述組成，利用所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，使所述透鏡系統(tǒng)移動(dòng)，以便例如使所述基準(zhǔn)光束的像位于所述攝像元件的感光面上的中心位置，從而能調(diào)整構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)的多個(gè)透鏡的偏心或傾斜。又，使所述透鏡系統(tǒng)移動(dòng)，以便例如使受排列成對(duì)所述基片的中心對(duì)稱的衍射元件偏轉(zhuǎn)的光束的像對(duì)所述感光面形成點(diǎn)對(duì)稱，從而能利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整所述透鏡系統(tǒng)的光軸。
又，一實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置中，具有配置在所述基準(zhǔn)軸上的所述基片與被調(diào)整物之間的光分支元件；配置在所述基準(zhǔn)軸上的所述光分支元件與被調(diào)整物之間的光孔；以及檢測(cè)出從所述激光源部出射，且同時(shí)通過(guò)所述基片的開口、光分支元件和光孔，并在所述攝像元件的基準(zhǔn)面上反射后再次通過(guò)所述光孔，而且由所述光分支元件反射到與所述基準(zhǔn)軸正交的方向的光的光檢測(cè)器。
根據(jù)此實(shí)施方式，利用所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，使所述攝像元件移動(dòng)，以便例如使所述檢測(cè)器檢測(cè)出的光位于所述檢測(cè)器的感光面的中心，從而所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整前，就能調(diào)整成所述基準(zhǔn)軸與所述被調(diào)整物的基準(zhǔn)面的角度和位置為最佳。
又，一實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置中，將受所述基片的衍射元件偏轉(zhuǎn)并入射到所述透鏡系統(tǒng)的所述平行光束的直徑和通過(guò)所述基片的開口后入射到所述透鏡系統(tǒng)的所述基準(zhǔn)光束的直徑，設(shè)定成大于所述透鏡系統(tǒng)的入射瞳的直徑。
根據(jù)此實(shí)施方式，可緩解使所述透鏡系統(tǒng)的入射瞳中心與所述基準(zhǔn)軸一致時(shí)的調(diào)整精度。
又，一實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置中，所述移動(dòng)部使所述透鏡系統(tǒng)和所述攝像元件移動(dòng)，并且具有以對(duì)所述基準(zhǔn)軸固定的方式，保持構(gòu)成部分所述透鏡系統(tǒng)的第1透鏡元的第1保持單元；保持構(gòu)成其余所述透鏡系統(tǒng)的第2透鏡元的第2保持單元；以及構(gòu)成使所述透鏡系統(tǒng)移動(dòng)的移動(dòng)部且同時(shí)使所述第1保持單元和第2保持單元的至少一方移動(dòng)的透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
根據(jù)此實(shí)施方式，在所述運(yùn)算控制處理部的控制下，透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)能使構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)的所述第1透鏡元和第2透鏡元分別移動(dòng)。因此，能以分成第1、第2透鏡元的方式精密地調(diào)整所述透鏡系統(tǒng)的偏心或傾斜。
又，一實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置中，所述基片上設(shè)置MTF測(cè)量用的圖，同時(shí)還具有從所述激光源部側(cè)均勻照明所述圖的照明單元，所述運(yùn)算控制處理部根據(jù)有關(guān)所述圖的所述攝像元件的輸出，算出所述透鏡系統(tǒng)的MTF值。
根據(jù)此實(shí)施方式，所述透鏡系統(tǒng)的偏心或傾斜的調(diào)整和所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整結(jié)束后，接著能測(cè)量作為所述透鏡系統(tǒng)的析像力的指標(biāo)的MTF。因此，得到的MTF值與設(shè)計(jì)值(目標(biāo)值)的差值大時(shí)，可再次進(jìn)行所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整，從而能減小不合格品的產(chǎn)生率。
又，一實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置中，具有光量調(diào)整單元，該光量調(diào)整單元根據(jù)所述攝像元件的輸出，求出從所述激光源部出射的平行光被所述光學(xué)系統(tǒng)匯聚到所述攝像元件的感光面上后形成的光斑的光強(qiáng)度峰值，并根據(jù)所述峰值調(diào)節(jié)所述激光源部的光量。
根據(jù)此實(shí)施方式，由于根據(jù)所述攝像元件的感光面上的光強(qiáng)度峰值調(diào)節(jié)所述激光源部的光量，即便是能量密度高的匯聚光斑也能在所述光軸調(diào)整時(shí)調(diào)整所述光量，使攝像元件中不產(chǎn)生污斑。
又，本發(fā)明的透鏡系統(tǒng)調(diào)整方法，使用上述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，并且包含以下工序由所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，并使所述攝像元件移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片的開口的基準(zhǔn)光束的像位于所述攝像元件的感光面的中心的工序；由所述第1保持單元以對(duì)所述基準(zhǔn)軸固定的方式保持所述第1透鏡元，而由所述第2保持單元保持所述第2透鏡元的工序；由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元和第2保持單元的至少一方移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片的開口的基準(zhǔn)光束的所述第1透鏡元和所述第2透鏡元造成的匯聚光斑位于所述攝像元件的感光面的中心的工序；由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元和第2保持單元的至少所述一方移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片的衍射元件后偏轉(zhuǎn)的光束的所述第1透鏡元和所述第2透鏡元造成的匯聚光斑排列在所述攝像元件的感光面上的規(guī)定位置的工序；以及使所述透鏡系統(tǒng)和攝像元件對(duì)所述基準(zhǔn)軸固定的工序。
根據(jù)上述組成，由所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，使所述攝像元件移動(dòng)，以便所述基準(zhǔn)光束的像位于所述攝像元件的感光面的中心，因此能調(diào)整成所述基準(zhǔn)軸與所述被調(diào)整物的基準(zhǔn)面的相對(duì)位置最佳。而且，由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，使所述第1保持單元和第2保持單元的至少一方移動(dòng)，以便所述基準(zhǔn)光束的所述第1透鏡元和所述第2透鏡元造成的匯聚光斑位于所述攝像元件的感光面的中心，因此能用簡(jiǎn)便的方法調(diào)整構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)的多個(gè)透鏡的偏心或傾斜。又，由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，使所述第1保持單元和第2保持單元的至少一方移動(dòng)，以便所述偏轉(zhuǎn)的光束的所述第1透鏡元和第2透鏡元造成的匯聚光斑排列在所述攝像元件的感光面上的規(guī)定位置，因此能利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整所述透鏡系統(tǒng)。
又，本發(fā)明的一種透鏡系統(tǒng)調(diào)整方法，使用上述透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，并且包含以下工序由所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，并使所述攝像元件移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片的開口的基準(zhǔn)光束的像位于所述攝像元件的感光面的中心的工序；由所述第1保持單元以對(duì)所述基準(zhǔn)軸固定的方式保持所述第1透鏡元，而由所述第2保持單元保持所述第2透鏡元的工序；由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元和第2保持單元的至少一方移動(dòng)以便通過(guò)所述基片的開口的基準(zhǔn)光束的所述第1透鏡元和所述第2透鏡元造成的匯聚光斑位于所述攝像元件的感光面的中心的工序、由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元和第2保持單元的至少所述一方移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片的衍射元件后偏轉(zhuǎn)的光束的所述第1透鏡元和所述第2透鏡元造成的匯聚光斑排列在所述攝像元件的感光面上的規(guī)定位置的工序；由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元和第2保持單元移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片的MTF測(cè)量用的圖的來(lái)自所述照明單元的光的像在所述攝像元件的感光面上成像的工序；由所述運(yùn)算控制處理部根據(jù)有關(guān)所述圖的像的所述攝像元件的輸出，算出MTF值的工序；以及所述算出的所述透鏡系統(tǒng)的MTF值與作為目標(biāo)的MTF值之差在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)，使所述透鏡系統(tǒng)和攝像元件對(duì)所述基準(zhǔn)軸固定的工序。
根據(jù)上述組成，由所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，使所述攝像元件移動(dòng)，以便所述基準(zhǔn)光束的像位于所述攝像元件的感光面的中心，因此能調(diào)整成所述基準(zhǔn)軸與所述被調(diào)整物的基準(zhǔn)面的相對(duì)位置最佳。而且，由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，使所述第1保持單元和第2保持單元的至少一方移動(dòng)，以便所述基準(zhǔn)光束的所述第1透鏡元和所述第2透鏡元造成的匯聚光斑位于所述攝像元件的感光面的中心，因此能用簡(jiǎn)便的方法調(diào)整構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)的多個(gè)透鏡的偏心或傾斜。又，由所述運(yùn)算控制處理部控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，使所述第1保持單元和第2保持單元的至少一方移動(dòng)，以便所述偏轉(zhuǎn)的光束的所述第1透鏡元和第2透鏡元造成的匯聚光斑排列在所述攝像元件的感光面上的規(guī)定位置，因此能利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整所述透鏡系統(tǒng)。
此外，還由所述運(yùn)算控制處理部算出所述透鏡系統(tǒng)的MTF值，并且在該算出的MTF值與目標(biāo)值之差為規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，使所述透鏡系統(tǒng)和攝像元件對(duì)所述基準(zhǔn)軸固定，所以所述透鏡系統(tǒng)的偏心或傾斜的調(diào)整和所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整結(jié)束后，接著能測(cè)量作為所述透鏡系統(tǒng)的析像力的指標(biāo)的MTF。因此，能將所述透鏡系統(tǒng)和攝像元件的光軸與位置調(diào)整工序、透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整工序、以及透鏡系統(tǒng)的檢查工序集約化。而且，得到的MTF值與設(shè)計(jì)值(目標(biāo)值)的差值大時(shí)，可再次進(jìn)行所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整，從而能減小不合格品的產(chǎn)生率。
又，本發(fā)明的攝像裝置的制造裝置，該攝像裝置具有多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)和攝像元件，所述制造裝置具有保持所述攝像元件而且使所述攝像元件移動(dòng)，并進(jìn)行調(diào)整以便使所述攝像元件的光軸與基準(zhǔn)軸一致的攝像元件保持部；保持所述透鏡系統(tǒng)而且使所述透鏡系統(tǒng)移動(dòng)并進(jìn)行調(diào)整，以便使所述透鏡系統(tǒng)的光軸與所述攝像元件的光軸一致的透鏡系統(tǒng)保持部；根據(jù)所述攝像元件的輸出，計(jì)算所述攝像元件的光軸離開所述基準(zhǔn)軸的偏移量和所述透鏡系統(tǒng)的光軸離開所述攝像元件的光軸的偏移量，并根據(jù)該算出的偏移量控制所述攝像元件保持部和透鏡系統(tǒng)保持部的運(yùn)作，而且算出調(diào)整所述光軸后的所述透鏡系統(tǒng)的MTF值，并評(píng)價(jià)該算出的MTF值的運(yùn)算控制處理部；以及如果所述運(yùn)算控制處理部的所述MTF值評(píng)價(jià)結(jié)果為認(rèn)可，則使所述透鏡系統(tǒng)對(duì)所述攝像元件固定的固定部。
根據(jù)上述組成，能利用所述運(yùn)算控制處理部的運(yùn)算控制連續(xù)進(jìn)行所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整和MTF評(píng)價(jià)。因此，能將對(duì)所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整工序和檢查工序集約化，可簡(jiǎn)化攝像裝置的制造工序并謀求削減制造成本。而且，能僅固定作為所述透鏡系統(tǒng)的析像力指標(biāo)的MTF的評(píng)價(jià)結(jié)果為認(rèn)可的透鏡系統(tǒng)，而MTF評(píng)價(jià)結(jié)果為不可時(shí)，能進(jìn)行光軸的重新調(diào)整，從而能減小不合格品產(chǎn)生率。又，即使進(jìn)行光軸重新調(diào)整，MTF評(píng)價(jià)結(jié)果也為不可時(shí)，不將所述透鏡系統(tǒng)固定，所以能重新利用所述攝像元件和透鏡系統(tǒng)。
又，一實(shí)施方式的攝像裝置的制造裝置，其中具有的光源部包含激光源；以及將來(lái)自所述激光源的部分平行光偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生與所述基準(zhǔn)軸的角度為符合所述透鏡系統(tǒng)的視場(chǎng)角的平行光束，并使其入射到所述透鏡系統(tǒng)的多個(gè)衍射元件。
根據(jù)此實(shí)施方式，利用所述多個(gè)衍射元件將與所述基準(zhǔn)軸的角度不同的多條平行光同時(shí)入射到所述透鏡系統(tǒng)，因此將通過(guò)所述透鏡系統(tǒng)后匯聚的光束以分離的方式匯聚在像面上，而不匯聚成1點(diǎn)。因此，不需要將匯聚成1點(diǎn)的光束分離用的透鏡，能將與所述透鏡系統(tǒng)形成一體并構(gòu)成攝像裝置的攝像元件原樣用作光軸調(diào)整用的攝像元件。而且，能利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整所述透鏡系統(tǒng)的光軸。
又，一實(shí)施方式的攝像裝置的制造裝置中，在所述衍射元件上形成MTF測(cè)量用的圖案。
根據(jù)此實(shí)施方式，能用所述衍射元件算出MTF值，不必將所述MTF測(cè)量用的縫隙和圖與所述衍射元件分開設(shè)置。因此，能在所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整后，接著高效率地進(jìn)行所述透鏡系統(tǒng)的MTF評(píng)價(jià)，不必進(jìn)行多余的檢查系統(tǒng)的光學(xué)調(diào)整。
又，一實(shí)施方式的攝像裝置的制造裝置中，所述固定部包含供給紫外線硬化粘接劑的粘接劑供給部；以及對(duì)所述紫外線硬化粘接劑注射紫外線的紫外線照射部。
根據(jù)此實(shí)施方式，能利用紫外線硬化粘接劑和對(duì)該粘接劑的紫外線照射迅速進(jìn)行所述MTF評(píng)價(jià)結(jié)果為認(rèn)可的透鏡系統(tǒng)的固定。
又，本發(fā)明的攝像裝置的制造方法，該攝像裝置具有多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)和攝像元件，所述制造方法具有以下工序根據(jù)接收來(lái)自處在基準(zhǔn)軸上的光源的光的所述攝像元件的輸出，求出所述透鏡系統(tǒng)的光軸離開所述攝像元件的光軸的偏移量，并根據(jù)該求出的偏移量使所述透鏡系統(tǒng)移動(dòng)，以便使所述透鏡系統(tǒng)的光軸與所述攝像元件的光軸一致的光軸調(diào)整工序；使來(lái)自所述光源的光通過(guò)已調(diào)整所述光軸的透鏡系統(tǒng)在所述攝像元件的感光面上成像，以算出所述透鏡系統(tǒng)的MTF值，并評(píng)價(jià)該算出的MTF值的MTF值計(jì)算評(píng)價(jià)工序；以及如果所述MTF值的評(píng)價(jià)結(jié)果為認(rèn)可，則使所述透鏡系統(tǒng)對(duì)所述攝像元件固定的透鏡固定工序。
根據(jù)上述組成，能連續(xù)進(jìn)行所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整和MTF評(píng)價(jià)。因此，能將對(duì)所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整工序和檢查工序集約化，可簡(jiǎn)化攝像裝置的制造工序并謀求削減制造成本。而且，能僅固定作為所述透鏡系統(tǒng)的析像力指標(biāo)的MTF的評(píng)價(jià)結(jié)果為認(rèn)可的透鏡系統(tǒng)，而MTF評(píng)價(jià)結(jié)果為不可時(shí)，能進(jìn)行光軸的重新調(diào)整，從而能減小不合格品產(chǎn)生率。又，即使進(jìn)行光軸重新調(diào)整，MTF評(píng)價(jià)結(jié)果也為不可時(shí)，不將所述透鏡系統(tǒng)固定，所以能重新利用所述攝像元件和透鏡系統(tǒng)。
又，一實(shí)施方式的攝像裝置的制造方法中，所述光軸調(diào)整工序中，將激光源用作所述光源，并且由配置在所述激光源與透鏡系統(tǒng)之間的多個(gè)衍射元件，將來(lái)自所述激光源的部分平行光偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生與所述基準(zhǔn)軸的角度為符合所述透鏡系統(tǒng)的視場(chǎng)角的平行光束，使其入射到所述透鏡系統(tǒng)。
根據(jù)此實(shí)施方式，利用所述多個(gè)衍射元件將與所述基準(zhǔn)軸的角度不同的多條平行光同時(shí)入射到所述透鏡系統(tǒng)，因此將通過(guò)所述透鏡系統(tǒng)后匯聚的光束以分離的方式匯聚在像面上，而不匯聚成1點(diǎn)。因此，不需要將匯聚成1點(diǎn)的光束分離用的透鏡，能將與所述透鏡系統(tǒng)形成一體并構(gòu)成攝像裝置攝像元件原樣用作光軸調(diào)整用的攝像元件。而且，能利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整所述透鏡系統(tǒng)的光軸。
又，一實(shí)施方式的攝像裝置的制造方法中，
在所述衍射元件上形成MTF測(cè)量用的圖案，并且在所述MTF計(jì)算評(píng)價(jià)工序中使用通過(guò)所述MTF測(cè)量用的圖案的來(lái)自所述光源的光。
根據(jù)此實(shí)施方式，能用所述衍射元件算出MTF值，不必將所述MTF測(cè)量用的縫隙和圖與所述衍射元件分開設(shè)置。因此，能在所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整后，接著高效率地進(jìn)行所述透鏡系統(tǒng)的MTF評(píng)價(jià)，不必進(jìn)行多余的檢查系統(tǒng)的光學(xué)調(diào)整。
從上文可知，根據(jù)本發(fā)明，利用所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，使所述透鏡系統(tǒng)移動(dòng)，以便所述基準(zhǔn)光束的像位于所述攝像元件的感光面上的規(guī)定位置，因此能通過(guò)使所述基準(zhǔn)光束的像位于所述感光面的中心的位置，調(diào)整構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)的多個(gè)透鏡的偏心或傾斜。
而且，利用所述運(yùn)算控制處理部控制所述移動(dòng)部的運(yùn)作，使所述透鏡系統(tǒng)移動(dòng)，以便受基片的衍射元件偏轉(zhuǎn)的光束的像位于所述攝像元件的感光面上的規(guī)定位置，所以能通過(guò)例如受排列成對(duì)所述基片的中心對(duì)稱的衍射元件偏轉(zhuǎn)的光束的像形成對(duì)所述感光面點(diǎn)對(duì)稱，利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整所述透鏡系統(tǒng)的光軸。
又，根據(jù)一實(shí)施方式，所述透鏡系統(tǒng)的偏心或傾斜的調(diào)整和所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整結(jié)束后，接著測(cè)量作為所述透鏡系統(tǒng)的析像力的指標(biāo)的MTF，因此能將所述透鏡系統(tǒng)和攝像元件的光軸與位置調(diào)整工序、透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整工序、以及透鏡系統(tǒng)的檢查工序集約化。而且，得到的MTF值與設(shè)計(jì)值(目標(biāo)值)的差值大時(shí)，可再次進(jìn)行所述透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整，從而能減小不合格品的產(chǎn)生率。


圖1是本發(fā)明的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的概略組成圖。
圖2是圖1的基片的俯視圖。
圖3是示出圖1所示的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的基準(zhǔn)面與基準(zhǔn)軸達(dá)成垂直時(shí)的情況的圖。
圖4是示出圖1所示的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置進(jìn)行透鏡系統(tǒng)和攝像元件的光軸與位置調(diào)整時(shí)的情況的圖。
圖5是示出圖1所示的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整時(shí)的情況的圖。
圖6是示出利用粘接劑等固定光軸調(diào)整后的透鏡系統(tǒng)和攝像元件的狀態(tài)的圖。
圖7是示出第2透鏡元調(diào)整前的攝像元件上的像的圖。
圖8是示出第2透鏡元調(diào)整中的攝像元件上的像的圖。
圖9是示出第2透鏡元調(diào)整完的攝像元件上的像的圖。
圖10是示出求圖9的縫隙像的強(qiáng)度分布時(shí)的方向的圖。
圖11A是示出圖10中往徑向的強(qiáng)度分布和MTF的圖。
圖11B是示出圖10中往徑向的強(qiáng)度分布和MTF的圖。
圖12A是示出圖10中往切向的強(qiáng)度分布和MTF的圖。
圖12B是示出圖10中往切向的強(qiáng)度分布和MTF的圖。
圖13是已有MTF測(cè)量裝置的概略組成圖。
圖14是示出利用圖13所示的MTF測(cè)量裝置獲得的強(qiáng)度分布的圖。
圖15是示出基于圖14所示的強(qiáng)度分布的MTF值的圖。
圖16是已有光軸調(diào)整裝置的概略組成圖。
具體實(shí)施例方式
下面，利用圖示的實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。圖1是本實(shí)施方式的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的概略組成圖。
本透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，一般包含光源21、透鏡系統(tǒng)22、基片24、攝像元件25、保持部26、第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27、以及運(yùn)算控制處理部28。光源21具有激光元件，產(chǎn)生成為基準(zhǔn)軸A的平行光。透鏡系統(tǒng)22包含多個(gè)透鏡，而且成為調(diào)整對(duì)象。基片24被配置在光源21與透鏡系統(tǒng)22之間，而且設(shè)置使將光源21產(chǎn)生的部分平行光偏轉(zhuǎn)后取得的平行光入射到透鏡系統(tǒng)22的多個(gè)衍射元件23。將保持部26配置在基準(zhǔn)軸A上的透鏡系統(tǒng)22的后面，保持接收來(lái)自光源21的光的CCD等構(gòu)成的攝像元件25。再者，此攝像元件25在調(diào)整后與透鏡系統(tǒng)形成一體，構(gòu)成數(shù)字相機(jī)等的相機(jī)透鏡。第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27使攝像元件25與保持部26一起移動(dòng)。運(yùn)算控制處理部28根據(jù)攝像元件25的輸出，計(jì)算透鏡系統(tǒng)22的光學(xué)上的評(píng)價(jià)。還計(jì)算控制攝像元件25的移動(dòng)用的控制量，產(chǎn)生基于此控制量的控制信號(hào)，輸出到第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27。
圖2是所述基片24的俯視圖。如圖2所示，在基片24上以例如配置成環(huán)狀的方式形成衍射元件23，使其在與透鏡系統(tǒng)22的視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的位置形成點(diǎn)對(duì)稱。而且，在配置成圓形的衍射元件23的中央部形成使來(lái)自光源21的光通過(guò)，并產(chǎn)生成為基準(zhǔn)軸A的平行光(下文稱為基準(zhǔn)光)的開口部29。還將衍射元件23排列成其衍射光的與基準(zhǔn)軸A的角度為符合透鏡系統(tǒng)22的視場(chǎng)角的角度。此外，考慮配置成不需要的衍射光不入射到透鏡系統(tǒng)22。
再者，設(shè)定產(chǎn)生成為基準(zhǔn)軸A的基準(zhǔn)光的開口29的大小和與透鏡系統(tǒng)22的視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)配置的衍射元件23的大小，使入射到透鏡系統(tǒng)22的入射瞳的各平行光的直徑大于透鏡系統(tǒng)22的入射瞳。這樣，能緩解使透鏡系統(tǒng)22的入射瞳中心與本透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的基準(zhǔn)軸一致時(shí)的調(diào)整精度。
又，在所述基片24的與檢查所述MFT的視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的位置上，設(shè)置MTF測(cè)量用的縫隙30。此縫隙30只要是點(diǎn)像、線像和棱像等一般能測(cè)量MTF值的，什么樣的形狀都可以。本實(shí)施方式的情況下，由于將切向和徑向的MTF值測(cè)量作為前提，使用對(duì)所述兩個(gè)方向平行的2條直線組成的十字線。所述切向和徑向如圖2所示。
而且，從產(chǎn)生平行光的光源21側(cè)，利用例如白色LED(發(fā)光二極管)或鹵素?zé)舻日彰餮b置(未圖示)照明所述MTF測(cè)量用的縫隙30。這時(shí)，將所述照明裝置設(shè)定成穿透各縫隙30的光的強(qiáng)度均勻。又，對(duì)基片24的除衍射元件23、開口29和縫隙30以外的區(qū)域?qū)嵤┭诒翁幚?，使?lái)自光源21的平行光不穿透，從而構(gòu)成不需要的光不入射到透鏡系統(tǒng)22。
為了如圖3所示那樣進(jìn)行所述基準(zhǔn)軸A與透鏡系統(tǒng)22的基準(zhǔn)面達(dá)成垂直，具有配置在基準(zhǔn)軸A上的光分支元件31和光孔32、以及檢測(cè)出由光源21照射并在透鏡系統(tǒng)22的基準(zhǔn)面和光分支元件31上反射的反射光的光檢測(cè)器33。還具有以對(duì)基準(zhǔn)軸A固定的方式保持圖1所示那樣構(gòu)成透鏡系統(tǒng)的部分透鏡元(下文成為第1透鏡元)39的第1保持單元34、保持透鏡系統(tǒng)22的其余的透鏡元(下文稱為第2透鏡元)40的第2保持單元35、以及使第2保持單元35移動(dòng)的第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36。而且，運(yùn)算控制處理部28算出控制第2保持單元35的移動(dòng)用的控制量，并產(chǎn)生基于此控制量的控制信號(hào)，輸出到第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36。
需要根據(jù)所述透鏡系統(tǒng)22的設(shè)計(jì)，配置機(jī)械快門37，或在攝像元件25上配置IR(紅外線)切斷濾光片或低通濾光片等濾光片38。
圖3～圖6示出本透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的光軸調(diào)整程序。圖7～圖9示出攝像元件25上形成的匯聚光斑和十字形縫隙像。圖10～圖12示出本透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的MTF計(jì)算方法。下面，按照?qǐng)D3～圖12詳細(xì)說(shuō)明使用本透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的光軸調(diào)整方法和MTF測(cè)量方法。
圖3～圖6示出使用本透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的透鏡系統(tǒng)22和攝像元件25的位置調(diào)整程序和透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整程序。
圖3中，首先，進(jìn)行調(diào)整，使基準(zhǔn)軸A與攝像元件正交，而且基準(zhǔn)軸A與攝像元件25的中心一致。
具體而言，由第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27調(diào)整對(duì)攝像元件25的Y軸的擺角θ和對(duì)X軸的擺角φ，使得從所述光源21輻射并通過(guò)形成衍射元件23的基片24的中心部配置的開口29和作為光分支元件31的半透明反射鏡的部分基準(zhǔn)光(下文成為中心軸光)通過(guò)光孔32，到達(dá)攝像元件25，在攝像元件25的保護(hù)玻璃(未圖示)上反射后，再次通過(guò)光孔32，在半透明反射鏡31上反射到與基準(zhǔn)軸A正交的方向，由作為光軸調(diào)整用的光檢測(cè)器33的攝像元件檢測(cè)出。在這種情況下，雖然未圖示，但來(lái)自攝像元件33的輸出變成輸入到運(yùn)算控制處理部28，由運(yùn)算控制處理部28求出所述中心軸光的從攝像元件33的中心往Z軸方向的偏移量和往Y軸方向的偏移量，并根據(jù)Z軸方向的偏移量算出對(duì)Y軸的擺角θ，而根據(jù)對(duì)Y軸的偏移量算出對(duì)X軸的擺角φ。然后，產(chǎn)生基于算出的擺角θ、φ的控制信號(hào)，輸出到第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27。
其次，由運(yùn)算控制處理部28根據(jù)來(lái)自所述攝像元件25的信號(hào)，求出作為基準(zhǔn)軸A的所述中心軸光的從攝像元件25的中心往XY軸方向的偏移量，并根據(jù)此偏移量算出往XY軸方向的移動(dòng)量。進(jìn)而，產(chǎn)生基于算出的移動(dòng)量的控制信號(hào)，輸出到第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27。然后，第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)24使攝像元件25往XY方向移動(dòng)，并調(diào)整攝像元件25的位置，使得基準(zhǔn)軸A與攝像元件25的感光面中心一致。這樣，預(yù)先調(diào)整透鏡系統(tǒng)22的基準(zhǔn)面(攝像元件25的表面)與本透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置的基準(zhǔn)軸(基準(zhǔn)軸A)的角度和位置。再者，在攝像元件25的表面安裝IR切斷濾光片或低通濾光片等的濾光片38組成的平行平板的情況下，可用來(lái)自所述平行平板的表面的反射光，進(jìn)行攝像元件25的角度和位置的調(diào)整。
接著，如圖4所示，原樣保持調(diào)整后的攝像元件25的狀態(tài)不變，并由保持單元34使構(gòu)成透鏡系統(tǒng)22的第1透鏡元35固定。然后，第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27使攝像元件25往+Z方向或-Z方向移位，以便通過(guò)基片24的開口29和光孔32的所述中心軸光匯聚在攝像元件25上。在這種情況下，運(yùn)算控制處理部28根據(jù)來(lái)自攝像元件25的信號(hào)算出中心軸光的像的照度，一面使攝像元件25往+Z方向或-Z方向逐一移動(dòng)規(guī)定長(zhǎng)度，一面找出所述算出的照度為最大的位置。或者也可找出所述中心軸光的像的光斑直徑為最小的位置。
受到固定的所述第1透鏡元39存在透鏡偏心或傾斜時(shí)，入射到第1透鏡元39的中心軸光匯聚在若干偏移的位置，而非攝像元件25的中心部。在這種情況下，從成像性能的角度看，重要的是所述中心軸光按直角入射到攝像元件25，所以用第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27進(jìn)行攝像元件25的擺角θ、φ的調(diào)整，使像的離焦側(cè)對(duì)稱，而且進(jìn)行往XY方向的調(diào)整，使到達(dá)攝像元件25的光位于攝像元件25的中心。這時(shí)，隨時(shí)往±Z方向移位，修正對(duì)攝像元件25的匯聚光的減小。此情況下，運(yùn)算控制處理部28首先算出將攝像元件25上的所述中心軸光的像的中心和該中心的照度作為基準(zhǔn)的照度分布，并算出使該算出的照度分布均勻用的攝像元件25的擺角θ、φ后，將出基于算出的θ、φ的控制信號(hào)輸出到第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27。接著，產(chǎn)生使所述中心軸光的像的中心位于攝像元件25的中心用的控制信號(hào)，輸出到第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27。
接著，如圖5所示，去除所述光孔32，同時(shí)還利用第2保持單元35固定其余構(gòu)成透鏡系統(tǒng)22的第2透鏡元40，并隨時(shí)一面利用第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27調(diào)整攝像元件25的Z方向的位置，使匯聚光斑在攝像元件25上成像，一面利用第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36將第2保持單元35往XYZ方向移位，同時(shí)還調(diào)整擺角。這時(shí)在攝像元件25上的像如圖7～圖9所示那樣變化。圖7和圖8示出透鏡系統(tǒng)22的第1透鏡元39與成為調(diào)整對(duì)象的第2透鏡元40的相對(duì)偏心或傾斜的情況。但是，圖7為第2透鏡元40調(diào)整前，圖8為第2透鏡元40調(diào)整中。
圖7中，通過(guò)所述基片24的開口29的所述基準(zhǔn)光的匯聚光斑42與攝像元件25的中心的位置錯(cuò)開。然而，通過(guò)進(jìn)行第2透鏡元40的XYZ調(diào)整和擺角調(diào)整，使基準(zhǔn)光的匯聚光斑42與攝像元件25的中心41一致，如圖9所示。在這種情況下，運(yùn)算控制處理部28根據(jù)攝像元件25上的匯聚光斑42與攝像元件25的中心41的偏移量，產(chǎn)生使所述基準(zhǔn)光的匯聚光斑42位于攝像元件25的中心用的控制信號(hào)，輸出到第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36。
又，通過(guò)所述基片24的各衍射元件23后偏轉(zhuǎn)的與各視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光入射到透鏡系統(tǒng)22，在攝像元件25上形成匯聚光斑43的群。通過(guò)進(jìn)行第2透鏡元40的XYZ調(diào)整和擺角調(diào)整，將該匯聚光斑43的群配置成對(duì)中心光的匯聚光斑42形成點(diǎn)對(duì)稱，如圖9所示。在這種情況下，運(yùn)算控制處理部28根據(jù)攝像元件25上的匯聚光斑43的照度分布算出匯聚光斑43的群的重心，產(chǎn)生使匯聚光斑42位于該算出的重心用的控制信號(hào)，輸出到第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36。
因此，如圖9所示，調(diào)整所述第2透鏡元40，則調(diào)整成多個(gè)透鏡構(gòu)成的透鏡系統(tǒng)22的第1透鏡元39和第2透鏡元40實(shí)質(zhì)上沒有偏心或傾斜。關(guān)于攝像元件25，也調(diào)整到對(duì)透鏡系統(tǒng)22最佳的位置。
再者，圖7～圖9中，以簡(jiǎn)易方式用圓號(hào)表示全部所述各匯聚光斑42、43。然而，實(shí)際上由于產(chǎn)生透鏡傾斜或偏心等造成的光學(xué)像差，匯聚光斑42、43并非圓。
圖9所示的階段為暫時(shí)調(diào)整中，因而后續(xù)的MTF檢查工序結(jié)束前，透鏡系統(tǒng)22的第2透鏡元40和攝像元件25不固定。
接著，說(shuō)明測(cè)量所述MTF值的方法。使用在形成衍射元件23的基片24上形成并從光源側(cè)均勻照明的十字形的縫隙30，進(jìn)行此MTF值測(cè)量。
首先，如上文所述，使調(diào)整第1、第2透鏡元39、40和攝像元件25的光軸后的透鏡系統(tǒng)22在光軸上移動(dòng)成攝像元件25的感光面上的縫隙30的像的照度最大，并且在攝像元件25的感光面上對(duì)合透鏡系統(tǒng)22的焦點(diǎn)，使十字形的縫隙30在攝像元件25上成像。在這種狀態(tài)下，如圖9所示，使十字形的縫隙30在攝像元件25的感光面上成像。然后，如圖10所示，由運(yùn)算控制處理部28在十字形的縫隙30的像44的虛線部分，對(duì)徑向和切向求出強(qiáng)度分布，從而得到圖11A和圖12A所示的強(qiáng)度分布。然后，通過(guò)對(duì)該強(qiáng)度分布進(jìn)行傅立葉變換，如圖11B和圖12B所示，簡(jiǎn)易地測(cè)出MTF值。
在此階段，尤其在所述MTF值沒有問題(即如果算出的MTF值與作為目的的MTF值的差值在允許范圍內(nèi))的條件下，利用粘接劑45等將光軸調(diào)整后的透鏡系統(tǒng)22的各透鏡元39、40和攝像元件25固定，如圖6所示。所述MTF值存在問題，則由第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36根據(jù)作為目的的MTF值與算出的MTF值的差值控制第2保持單元35，再次以上述方式進(jìn)行透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整。
再者，通過(guò)例如從粘接劑供給部(未圖示)供給紫外線硬化粘接劑作為粘接劑45，并由紫外線照射部(未圖示)照射紫外線，進(jìn)行所述第1、第2透鏡元39、40和攝像元件25的固定。46是配置在光源21與基片24之間的ND濾光片。
這樣，能利用同一透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，連續(xù)進(jìn)行包含多個(gè)透鏡的透鏡系統(tǒng)22和攝像元件25的光軸與位置調(diào)整的工序、透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整工序、以及使用所述MTF的透鏡系統(tǒng)22的檢查工序。而且，可通過(guò)根據(jù)所述檢查工序的檢查結(jié)果再次進(jìn)行所述光軸調(diào)整工序，減少不合格品的產(chǎn)生。
又，利用運(yùn)算控制處理部28根據(jù)攝像元件25、33的輸出產(chǎn)生的控制信號(hào)，進(jìn)行這時(shí)的所述第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27和第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36造成的攝像元件25和第2保持單元35的移動(dòng)。因此，能自動(dòng)連續(xù)進(jìn)行透鏡系統(tǒng)22和攝像元件25的光軸與位置調(diào)整、透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整以及透鏡系統(tǒng)22的檢查。
如上所述，本實(shí)施方式中，對(duì)調(diào)整后與透鏡系統(tǒng)22形成一體并構(gòu)成數(shù)字相機(jī)等的相機(jī)透鏡的攝像元件25，設(shè)置通過(guò)保持部26使攝像元件25移動(dòng)的第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27。然后，使用光源21、開口29、光分支元件31、光孔32、以及光檢測(cè)器33，并由第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27調(diào)整攝像元件25的角度和位置，使所述中心軸光與光檢測(cè)器33的中心一致。因此，能預(yù)先調(diào)整透鏡系統(tǒng)22的基準(zhǔn)面(攝像元件25的表面)和調(diào)整裝置的基準(zhǔn)軸(基準(zhǔn)軸A)的角度和位置。
又，利用第1保持單元34將包含多個(gè)透鏡的透鏡系統(tǒng)22的第1透鏡元39固定，并利用第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27使攝像元件25移動(dòng)，以便將所述中心軸光匯聚到攝像元件25的中心。因此，能連續(xù)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整后形成一體并構(gòu)成數(shù)字相機(jī)等的相機(jī)透鏡的透鏡系統(tǒng)22和攝像元件25的光軸調(diào)整以及位置調(diào)整。
將在與所述透鏡系統(tǒng)22的各視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的位置上把衍射元件23形成為點(diǎn)對(duì)稱的基片24，配置在光源21與第1透鏡元39之間。然后，利用第2保持單元35將構(gòu)成透鏡系統(tǒng)22的第2透鏡元40固定，同時(shí)還利用第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36使第2保持單元35移動(dòng)，以便使所述基準(zhǔn)光的匯聚光斑42與攝像元件25的中心一致，并且受衍射元件23對(duì)應(yīng)于各視場(chǎng)角偏轉(zhuǎn)的光的匯聚光斑43的群對(duì)攝像元件25的中心形成點(diǎn)對(duì)稱。因此，能利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光高精度地調(diào)整透鏡系統(tǒng)22的光軸。
在基片24的表面對(duì)合調(diào)整光軸后的所述透鏡系統(tǒng)22的焦點(diǎn)，使十字形的縫隙30在攝像元件25上成像。然后，由運(yùn)算控制處理部28求出十字形的縫隙30的像44在徑向和切向的強(qiáng)度分布，并對(duì)該強(qiáng)度分布進(jìn)行傅立葉變換，從而測(cè)出所述MTF值。因此，能后續(xù)于透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整，自動(dòng)且簡(jiǎn)便地測(cè)量作為透鏡系統(tǒng)22的析像力指標(biāo)的MTF值。而且，所述MTF值的測(cè)量結(jié)果不好時(shí)，能根據(jù)所述MTF值測(cè)量結(jié)果再次進(jìn)行透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整。因此，能減小不合格品的產(chǎn)生率。
再者，上述實(shí)施方式中，能使所述運(yùn)算控制處理部28具有作為所述光量調(diào)整單元的功能，根據(jù)來(lái)自攝像元件25的輸出信號(hào)，求出來(lái)自光源21的平行光被透鏡系統(tǒng)22匯聚在攝像元件25上而形成的匯聚光斑42、43的光強(qiáng)度峰值，并根據(jù)所述峰值調(diào)節(jié)光源的光量。通過(guò)這樣調(diào)節(jié)，即便是能量密度高的匯聚光斑，也能將光量控制成光軸調(diào)整時(shí)攝像元件25中不發(fā)生污斑。
上述實(shí)施方式中，在基片24上與衍射元件23分開地設(shè)置MTF測(cè)量用的縫隙30，作為MTF測(cè)量用的圖案。然而，也可在衍射元件23上形成所述MTF測(cè)量用的圖案。在這種情況下，不必與衍射元件23分開地設(shè)置MTF測(cè)量用的縫隙或圖，基片24的組成簡(jiǎn)單。而且，能用衍射元件23進(jìn)行MTF測(cè)量，可免除MTF測(cè)量時(shí)的光學(xué)調(diào)整，在透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整后，接著高效率進(jìn)行MTF測(cè)量。
上述實(shí)施方式中，將調(diào)整后與透鏡系統(tǒng)22形成一體并構(gòu)成數(shù)字相機(jī)等的相機(jī)透鏡的攝像元件25用作各種調(diào)整用的攝像元件。然而，也可用調(diào)整專用的攝像元件。但是，在這種情況下，需要在透鏡系統(tǒng)22的光軸調(diào)整和MTF值測(cè)量后，進(jìn)行構(gòu)成相機(jī)透鏡的攝像元件和透鏡系統(tǒng)22的位置調(diào)整。
上述實(shí)施方式中，由所述第1透鏡元39和第2透鏡元40這兩個(gè)透鏡元構(gòu)成所述透鏡系統(tǒng)22，但由不少于3個(gè)透鏡元構(gòu)成時(shí)也能同樣地進(jìn)行透鏡系統(tǒng)的光軸調(diào)整。在這種情況下，可由第2保持單元35保持最接近攝像元件25側(cè)的透鏡元并調(diào)整位置和角度。
上述實(shí)施方式中，闡述了由所述光源21、基片24、保持部26、第1移動(dòng)機(jī)構(gòu)27、運(yùn)算控制處理部28、第1保持單元34、第2保持單元35、以及第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)36，概略構(gòu)成并進(jìn)行對(duì)透鏡系統(tǒng)22和攝像元件25的光學(xué)調(diào)整的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置。然而，所述透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，對(duì)以后成為一體地構(gòu)成數(shù)字相機(jī)等攝像裝置的透鏡系統(tǒng)22和攝像元件25進(jìn)行光學(xué)調(diào)整，所以可當(dāng)作制造所述攝像裝置的裝置。
權(quán)利要求
1.一種透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，其特征在于，具有產(chǎn)生成為基準(zhǔn)軸(A)的平行光的激光源部(21)；包含多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)(22)和攝像元件(25)的被調(diào)整物；配置在所述激光源部(21)與被調(diào)整物之間、同時(shí)還形成多個(gè)衍射元件(23)和開口(29)的基板，所述多個(gè)衍射元件(23)將來(lái)自所述激光源部(21)的部分平行光偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生與所述基準(zhǔn)軸(A)的角度為符合所述透鏡系統(tǒng)(22)的視場(chǎng)角的平行光束，并使其入射到所述透鏡系統(tǒng)(22)，所述開口(29)位于中心部、并使來(lái)自所述激光光源(21)的部分平行光通過(guò)，以產(chǎn)生作為基準(zhǔn)軸(A)的基準(zhǔn)光束而且使其入射到所述透鏡系統(tǒng)(22)；使所述透鏡系統(tǒng)(22)和攝像元件(25)中的至少一方移動(dòng)的移動(dòng)部(27、36)；以及根據(jù)所述攝像元件(25)的輸出，算出使所述基準(zhǔn)光束的像(42)和所述偏轉(zhuǎn)后的光束的像(43)位于所述攝像元件(25)的感光面上的規(guī)定位置用的所述透鏡系統(tǒng)(22)或攝像元件(25)的移動(dòng)量，并根據(jù)該算出的移動(dòng)量，控制所述移動(dòng)部(27、36)的運(yùn)作的運(yùn)算控制處理部(28)。
2.如權(quán)利要求1中所述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，其特征在于，具有配置在所述基準(zhǔn)軸(A)上的所述基片(24)與被調(diào)整物之間的光分支元件(31)；配置在所述基準(zhǔn)軸(A)上的所述光分支元件(31)與被調(diào)整物之間的光孔(32)；以及檢測(cè)出從所述激光源部(21)出射，且同時(shí)通過(guò)所述基片(24)的開口(29)、光分支元件(31)和光孔(32)，并在所述攝像元件(25)的基準(zhǔn)面上反射后再次通過(guò)所述光孔(32)，而且由所述光分支元件(31)反射到與所述基準(zhǔn)軸(A)正交的方向的光的光檢測(cè)器(33)。
3.如權(quán)利要求1中所述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，其特征在于，將受所述基片(24)的衍射元件(23)偏轉(zhuǎn)并入射到所述透鏡系統(tǒng)(22)的所述平行光束的直徑和通過(guò)所述基片(24)的開口(29)后入射到所述透鏡系統(tǒng)(22)的所述基準(zhǔn)光束的直徑，設(shè)定成大于所述透鏡系統(tǒng)(22)的入射瞳的直徑。
4.如權(quán)利要求1中所述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述移動(dòng)部(27、36)使所述透鏡系統(tǒng)(22)和所述攝像元件(25)移動(dòng)，并且具有以對(duì)所述基準(zhǔn)軸(A)固定的方式，保持構(gòu)成部分所述透鏡系統(tǒng)(22)的第1透鏡元(39)的第1保持單元(34)；保持構(gòu)成其余所述透鏡系統(tǒng)(22)的第2透鏡元(40)的第2保持單元(35)；以及構(gòu)成使所述透鏡系統(tǒng)(22)移動(dòng)的移動(dòng)部(36)，且同時(shí)使所述第1保持單元(34)和第2保持單元(35)的至少一方移動(dòng)的透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求4中所述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，其特征在于，所述基片(24)上設(shè)置MTF測(cè)量用的圖(30)，同時(shí)還具有從所述激光源部(21)側(cè)均勻照明所述圖(30)的照明單元，所述運(yùn)算控制處理部(28)根據(jù)有關(guān)所述圖(30)的所述攝像元件(25)的輸出，算出所述透鏡系統(tǒng)(22)的MTF值。
6.如權(quán)利要求1中所述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，其特征在于，具有光量調(diào)整單元，該光量調(diào)整單元根據(jù)所述攝像元件(25)的輸出，求出從所述激光源部(21)出射的平行光被所述光學(xué)系統(tǒng)(22)匯聚到所述攝像元件(25)的感光面上后形成的光斑(42、43)的光強(qiáng)度峰值，并根據(jù)所述峰值調(diào)節(jié)所述激光源部(21)的光量。
7.一種透鏡系統(tǒng)調(diào)整方法，其特征在于，使用權(quán)利要求4中所述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，并且包含以下工序由所述運(yùn)算控制處理部(28)控制所述移動(dòng)部(27)的運(yùn)作，并使所述攝像元件(25)移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片(24)的開口(29)的基準(zhǔn)光束的像(42)位于所述攝像元件(25)的感光面的中心的工序；由所述第1保持單元(34)以對(duì)所述基準(zhǔn)軸(A)固定的方式保持所述第1透鏡元(39)，而由所述第2保持單元(35)保持所述第2透鏡元(40)的工序；由所述運(yùn)算控制處理部(28)控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元(34)和第2保持單元(35)的至少一方移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片(24)的開口(29)的基準(zhǔn)光束的所述第1透鏡元(39)和所述第2透鏡元(40)造成的匯聚光斑(42)位于所述攝像元件(25)的感光面的中心的工序；由所述運(yùn)算控制處理部(28)控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元(34)和第2保持單元(35)的至少所述一方移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片(24)的衍射元件(23)后偏轉(zhuǎn)的光束的所述第1透鏡元(39)和所述第2透鏡元(40)造成的匯聚光斑(43)排列在所述攝像元件(25)的感光面上的規(guī)定位置的工序；以及使所述透鏡系統(tǒng)(22)和攝像元件(25)對(duì)所述基準(zhǔn)軸(A)固定的工序。
8.一種透鏡系統(tǒng)調(diào)整方法，其特征在于，使用權(quán)利要求5中所述的透鏡系統(tǒng)調(diào)整裝置，并且包含以下工序由所述運(yùn)算控制處理部(28)控制所述移動(dòng)部(27)的運(yùn)作，并使所述攝像元件(25)移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片(24)的開口(29)的基準(zhǔn)光束的像(42)位于所述攝像元件(25)的感光面的中心的工序；由所述第1保持單元(34)以對(duì)所述基準(zhǔn)軸(A)固定的方式保持所述第1透鏡元(39)，而由所述第2保持單元(35)保持所述第2透鏡元(40)的工序；由所述運(yùn)算控制處理部(28)控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元(34)和第2保持單元(35)的至少一方移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片(24)的開口(29)的基準(zhǔn)光束的所述第1透鏡元(39)和所述第2透鏡元(40)造成的匯聚光斑(42)位于所述攝像元件(25)的感光面的中心的工序；由所述運(yùn)算控制處理部(28)控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元(34)和第2保持單元(35)的至少所述一方移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片(24)的衍射元件(23)后偏轉(zhuǎn)的光束的所述第1透鏡元(39)和所述第2透鏡元(40)造成的匯聚光斑(43)排列在所述攝像元件(25)的感光面上的規(guī)定位置的工序；由所述運(yùn)算控制處理部(28)控制所述透鏡元移動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作，并使所述第1保持單元(34)和第2保持單元(35)移動(dòng)，以便通過(guò)所述基片(24)的MTF測(cè)量用的圖(30)的來(lái)自所述照明單元的光的像(44)在所述攝像元件(25)的感光面上成像的工序；由所述運(yùn)算控制處理部(28)根據(jù)有關(guān)所述圖(30)的像(44)的所述攝像元件(25)的輸出，算出MTF值的工序；以及所述算出的所述透鏡系統(tǒng)(22)的MTF值與作為目標(biāo)的MTF值之差在規(guī)定的范圍內(nèi)時(shí)，使所述透鏡系統(tǒng)(22)和攝像元件(25)對(duì)所述基準(zhǔn)軸(A)固定的工序。
9.一種攝像裝置的制造裝置，該攝像裝置具有多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)(22)和攝像元件(25)，其特征在于，所述制造裝置具有保持所述攝像元件(25)而且使所述攝像元件(25)移動(dòng)，并進(jìn)行調(diào)整以便使所述攝像元件(25)的光軸與基準(zhǔn)軸(A)一致的攝像元件保持部(26、27)；保持所述透鏡系統(tǒng)(22)而且使所述透鏡系統(tǒng)(22)移動(dòng)并進(jìn)行調(diào)整，以便使所述透鏡系統(tǒng)(22)的光軸與所述攝像元件(25)的光軸一致的透鏡系統(tǒng)保持部(34、35、36)；根據(jù)所述攝像元件(25)的輸出，計(jì)算所述攝像元件(25)的光軸離開所述基準(zhǔn)軸(A)的偏移量和所述透鏡系統(tǒng)(22)的光軸離開所述攝像元件(25)的光軸的偏移量，并根據(jù)該算出的偏移量控制所述攝像元件保持部(26、27)和透鏡系統(tǒng)保持部(34、35、36)的運(yùn)作，而且算出調(diào)整所述光軸后的所述透鏡系統(tǒng)(22)的MTF值，并評(píng)價(jià)該算出的MTF值的運(yùn)算控制處理部(28)；以及如果所述運(yùn)算控制處理部(28)的所述MTF值評(píng)價(jià)結(jié)果為認(rèn)可，則使所述透鏡系統(tǒng)(22)對(duì)所述攝像元件(25)固定的固定部。
10.如權(quán)利要求9中所述的攝像裝置的制造裝置，其特征在于，具有的光源部包含激光源(21)；以及將來(lái)自所述激光源(21)的部分平行光偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生與所述基準(zhǔn)軸(A)的角度為符合所述透鏡系統(tǒng)(22)的視場(chǎng)角的平行光束，并使其入射到所述透鏡系統(tǒng)(22)的多個(gè)衍射元件(23)。
11.如權(quán)利要求10中所述的攝像裝置的制造裝置，其特征在于，在所述衍射元件上形成MTF測(cè)量用的圖案。
12.如權(quán)利要求9中所述的攝像裝置的制造裝置，其特征在于，所述固定部包含供給紫外線硬化粘接劑的粘接劑供給部；以及對(duì)所述紫外線硬化粘接劑照射紫外線的紫外線照射部。
13.一種攝像裝置的制造方法，該攝像裝置具有多個(gè)透鏡組成的透鏡系統(tǒng)(22)和攝像元件(25)，其特征在于，所述制造方法具有以下工序根據(jù)接收來(lái)自處在基準(zhǔn)軸(A)上的光源(21)的光的所述攝像元件(25)的輸出，求出所述透鏡系統(tǒng)(22)的光軸離開所述攝像元件(25)的光軸的偏移量，并根據(jù)該求出的偏移量使所述透鏡系統(tǒng)(22)移動(dòng)，以便使所述透鏡系統(tǒng)(22)的光軸與所述攝像元件(25)的光軸一致的光軸調(diào)整工序；使來(lái)自所述光源(21)的光通過(guò)已調(diào)整所述光軸的透鏡系統(tǒng)(22)在所述攝像元件(25)的感光面上成像，以算出所述透鏡系統(tǒng)(22)的MTF值，并評(píng)價(jià)該算出的MTF值的MTF值計(jì)算評(píng)價(jià)工序；以及如果所述MTF值的評(píng)價(jià)結(jié)果為認(rèn)可，則使所述透鏡系統(tǒng)(22)對(duì)所述攝像元件(25)固定的透鏡固定工序。
14.如權(quán)利要求13中所述的攝像裝置的制造方法，其特征在于，所述光軸調(diào)整工序中，將激光源用作所述光源(21)，并且由配置在所述激光源與透鏡系統(tǒng)(22)之間的多個(gè)衍射元件(23)，將來(lái)自所述激光源的部分平行光偏轉(zhuǎn)，以產(chǎn)生與所述基準(zhǔn)軸(A)的角度為符合所述透鏡系統(tǒng)(22)的視場(chǎng)角的平行光束，使其入射到所述透鏡系統(tǒng)(22)。
15.如權(quán)利要求14中所述的攝像裝置的制造方法，其特征在于，在所述衍射元件上形成MTF測(cè)量用的圖案，并且在所述MTF計(jì)算評(píng)價(jià)工序中使用通過(guò)所述MTF測(cè)量用的圖案的來(lái)自所述光源的光。
全文摘要
基片(24)在與透鏡系統(tǒng)(22)的各視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的位置將衍射元件(23)形成為點(diǎn)對(duì)稱，并將該基片配置在光源(21)與透鏡系統(tǒng)(22)的第1透鏡元(39)之間。而且，由第2保持單元(35)將透鏡系統(tǒng)(22)的第2透鏡元(40)固定，并由第2移動(dòng)機(jī)構(gòu)(36)使第2保持單元(35)移動(dòng)，以便使基準(zhǔn)光的匯聚光斑與攝像元件(25)的中心一致，并且受基片(24)的各衍射元件(23)對(duì)應(yīng)于各視場(chǎng)角加以偏轉(zhuǎn)的光的匯聚光斑群對(duì)攝像元件(25)的中心形成點(diǎn)對(duì)稱。這樣，利用與多個(gè)視場(chǎng)角對(duì)應(yīng)的光，高精度地調(diào)整透鏡系統(tǒng)(22)的光軸。
文檔編號(hào)G01M11/00GK101019057SQ20058003061
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者佐伯哲夫 申請(qǐng)人:夏普株式會(huì)社