JP2004233512A - 多眼レンズ体 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、入射側の光学面と射出側の光学面とが共に曲面である単位レンズを備えながらもそれら光学面の配置関係の高精度測定を可能とする多眼レンズ体を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の多眼レンズ体（１０）は、入射側（１０_ｉ）の光学面と射出側（１０_ｏ）の光学面とが共に非平面のレンズを含む複数の単位レンズ（１１）を並列に設けた多眼レンズ体において、入射側と射出側との一方が平面で他方が非平面である基準用屈折部材（１２，１３）を複数個設けていることを特徴とする。この基準用屈折部材（１２，１３）の非平面（１２_ｉ，１３_ｉ）を位置の基準に利用すれば、入射側の光学面と射出側の光学面との間の配置関係を高精度に測定することができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相差方式の焦点検出装置に備えられる再結像レンズなどの多眼レンズ体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一眼レフレックスカメラには、位相差方式の焦点検出装置が搭載されることが多い。
この焦点検出装置は、カメラの撮影レンズを透過した結像光束を瞳と略共役な面に配置された再結像レンズにより１対の光束に分離して個別に再結像し、それにより形成された１対の二次像の間の位置ずれを、撮影レンズの焦点調節状態の評価量として検出するものである（特許文献１など）。
【０００３】
近年になると、焦点検出装置の中には、撮影レンズの視野内の別領域に入射した各結像光束を複数組の単位レンズによってそれぞれ一対の光束に分離して再結像させるものが開発された。特許文献１に記載された焦点検出装置もそのように構成されている。
この再結像レンズは１対の単位レンズを並列に設けた多眼レンズ体からなる。
【０００４】
この場合、再結像レンズの単位レンズの対の数は複数化される（特許文献１では３対）が、多眼レンズ体の製造には主にプラスチックを材料とした射出成形などの技術を適用できるので、たとえ対の数が複数化されても製造コストは比較的低く抑えられる。
一般に単眼レンズであれば、その入射側と射出側の曲面の位置にズレがあったとしても光学系の組立時に、そのレンズの姿勢を調整することで光学性能への影響はかなり軽減できる場合が多い。
【０００５】
また、ズレ量の測定については、レンズ輪郭を円とすることにより測定機との相対位置決めを厳密に行い易く、反転して片面ずつ測定しても精度よく、両面の相対関係を把握することができる。
しかし、多眼レンズでは一般に、第１に一つのレンズ単位にとって光学性能が良い状態にレンズ姿勢を調整すると他のレンズ単位には適さないことになる。特に単体レンズ組立の際によく行われるようにレンズの傾きを調整したとすると、多眼レンズ体の場合、各レンズ単位は光学系の光軸方向の位置に誤差を持つことになり、このため光学系全体の機能低下を招く。また、測定に関しても、多眼レンズでは一般に外形を円とするのが機能上適さない場合が多く、測定機上で反転させる場合の位置決め誤差が比較的大きくなる。
【０００６】
さらに上記位相差方式の焦点検出装置内の再結像レンズについて述べると、複数対の単位レンズの並び方向の相対関係が設計値とずれると焦点検出性能が悪化するという事情がある。この間の事情は特許文献２に詳しいので以下に簡単に述べる。
位相差方式の焦点検出装置では、再結像レンズの対とそれに対応したライン状イメージセンサの対の並び方向が光軸に垂直な面内でねじれた位置関係にあると、本来被写体の同一部分の像であるべきイメージセンサに結ぶ像の対が、異なる部分の像となってしまう。そうすると、焦点検出装置の原理的特性により、焦点検出ができなくなったり、誤った検出結果を出力したりする。複数対のレンズのうち一対にあわせてイメージセンサと再結像レンズの相対位置を調整することはできるが、そうすると他のレンズ対にとっては、あわせたレンズ対との相対的な配置誤差分だけイメージセンサとの位置誤差となる。このため、複数対の単位レンズを持つ再結像レンズは、各レンズの対の並び方向の相対的精度が必要とされる。
【０００７】
このため再結像レンズの各光学面の配置関係の誤差は、その金型の評価のためや量産時の検査のために高精度に測定される必要がある。
特許文献３には、多眼レンズ体の各光学面の配置関係を高精度に測定する測定装置が開示されている。
この測定装置は、光学面に測定光を照射したときの戻り光から、その光学面の頂点の位置を検知するものである。この測定装置のステージを駆動して多眼レンズ体を移動させながら各光学面の頂点の位置を順次検知していけば、それらの配置関係は高精度に求まる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−１７４７６６号公報
【特許文献２】
特開平２−２７２４１０号公報
【特許文献３】
特開平７−３１１１１７号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、再結像レンズには両曲面の単位レンズが含まれていることもある。特許文献１に記載された焦点検出装置の再結像レンズも、それを構成する単位レンズの全てが両曲面である。
【００１０】
その場合、入射側の光学面と射出側の光学面との間の配置関係についても高精度に測定する必要が生じるが、上記測定装置はそれができない。この測定装置で入射側の光学面を測定するときと射出側の光学面を測定するときとでは、多眼レンズ体を裏返す（反転させる）必要が生じるからである。
【００１１】
因みに、多眼レンズ体を反転させずに入射側及び射出側の光学面を測定することも理論的には可能であるが、その場合、一方の光学面に対しては測定光を直接照射することができないので、測定誤差が増える。
また、再結像レンズの姿勢を高精度に反転させる機構をその測定装置に備えると、装置が大がかりになると共にコスト高である。
【００１２】
そこで本発明は、入射側の光学面と射出側の光学面とが共に曲面である単位レンズを備えながらも、それら光学面の配置関係の高精度測定を可能とする多眼レンズ体を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の多眼レンズ体は、入射側の光学面と射出側の光学面とが共に非平面のレンズを含む複数の単位レンズを並列に設けた多眼レンズ体上に、入射側と射出側との一方が平面で他方が非平面である基準用屈折部材を複数個設けてなることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の多眼レンズ体は、請求項１に記載の多眼レンズ体において、前記入射側の光学面と射出側の光学面とが共に非平面のレンズは複数個設けられることを特徴とする。
請求項３に記載の多眼レンズ体は、請求項１又は請求項２に記載の多眼レンズ体において、前記複数の単位レンズと前記基準用屈折部材とは、同一の屈折材料により一体的に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の多眼レンズ体は、請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の多眼レンズ体において、前記基準用屈折部材の前記非平面は、前記平面と交差する直線の周りに回転対称な形状をしていることを特徴とする。
請求項５に記載の多眼レンズ体は、請求項４に記載の多眼レンズ体において、前記非平面は、滑らかな曲面であることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の多眼レンズ体は、請求項５に記載の多眼レンズ体において、前記非平面は、球面であることを特徴とする。
請求項７に記載の多眼レンズ体は、請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の多眼レンズ体において、前記複数の単位レンズは、互いに同形の一対又は複数対の単位レンズからなり、かつ、カメラの焦点検出装置内においてそのカメラの撮影レンズの瞳面と略共役な面に配置される再結像レンズであることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の多眼レンズ体は、請求項１〜請求項５の何れか一項に記載の多眼レンズ体において、前記複数の単位レンズは、カメラの焦点検出装置内においてそのカメラの撮影レンズの像面と略共役な面の近傍に配置されるフィールドレンズであることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
［第１実施形態］
図１、図２、図３、図４を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
本実施形態は、焦点検出装置の実施形態である。この焦点検出装置の再結像レンズに本発明の多眼レンズ体が適用される。
図１は、焦点検出装置を説明する図である。
【００２０】
焦点検出装置１は、一眼レフレックスカメラなどのカメラ２に備えられる。カメラの撮影レンズ２ａを透過した結像光束は分岐用のミラー２ｂを介して焦点検出装置１に導光される（なお、図中、符号２ｄはファインダ光学系、２ｃはシャッタである）。
焦点検出装置１には、結像光束の入射側から順に、視野マスク４０、フィールドレンズ（コンデンサレンズ）２０、絞りマスク５０、再結像レンズ１０、イメージセンサ３０が備えられる。
【００２１】
視野マスク４０及び絞りマスク５０が配置されるのは、それぞれ撮影レンズ２ａの像面の共役面の近傍、及び撮影レンズ２ａの瞳面の共役面の近傍である。
フィールドレンズ２０及び再結像レンズ１０が配置されるのは、それぞれ視野マスク４０の射出側、絞りマスク５０の射出側である。
イメージセンサ３０が配置されるのは、再結像レンズ１０による結像面（再結像面）の近傍である。
【００２２】
図２は、再結像レンズ１０の斜視図である。
再結像レンズ１０は、複数対の単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’が並列に設けられた多眼レンズ体からなる。
このうち、再結像レンズ１０の中央近傍に横方向に並べられた単位レンズ１１ａと単位レンズ１１ａ’とが対をなす。また、再結像レンズ１０の中央近傍に縦方向に並べられた単位レンズ１１ｂと単位レンズ１１ｂ’とが対をなす。また、再結像レンズ１０の図中で右寄りの位置に縦方向に並べられた単位レンズ１１ｃと単位レンズ１１ｃ’とが対をなし、再結像レンズ１０の図中で左寄りの位置に縦方向に並べられた単位レンズ１１ｄと単位レンズ１１ｄ’とが対をなす。
【００２３】
なお、図１の絞りマスク５０においては単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’のそれぞれに対向する位置に、開口部が形成される。
一方、図１のフィールドレンズ２０も、複数の単位レンズ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが並列に設けられた多眼レンズ体からなる。フィールドレンズ２０の互いに異なる単位レンズ２０ａ，２０ｂ，２０ｃに入射した結像光束は、再結像レンズ１０の単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’、単位レンズ１１ｃ，１１ｃ’、単位レンズ１１ｄ，１１ｄ’の各対に個別に入射する。
【００２４】
なお、視野マスク４０においてフィールドレンズ２０を構成する各単位レンズ２０ａ，２０ｂ，２０ｃのそれぞれに対向する位置に、開口部が配置される。
以上の構成では、イメージセンサ３０上に互いに対をなす単位レンズ１１ａ，１１ａ’が形成する一対の像、単位レンズ１１ｂ，１１ｂ’が形成する一対の像、単位レンズ１１ｃ，１１ｃ’が形成する一対の像、単位レンズ１１ｄ，１１ｄ’が形成する一対の像は、それぞれ同じパターンを示す。これら一対の像のイメージセンサ上での位置関係は、撮影レンズ２ａの焦点調節状態に応じて変化する。よって、イメージセンサ３０の出力から、撮影レンズ２ａの焦点調節状態の評価量が得られる。
【００２５】
図３（ａ）は再結像レンズ１０の入射側１０_ｉの平面図であり、図３（ｂ）は再結像レンズ１０の射出側１０_ｏの平面図である。
また、図４（ａ）は、単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’の断面図（図３のＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’，Ｄ−Ｄ’における断面図）である。
【００２６】
再結像レンズ１０の各単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’は、大きな屈折力を得ることを目的として、入射側１０_ｉの光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉと射出側１０_ｏの光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏとの双方が球面になっている（図４（ａ）参照）。
【００２７】
このような再結像レンズ１０を焦点検出装置１に搭載する際には、入射側１０_ｉの各光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉと射出側１０_ｏの各光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏとの配置関係を測定しておく必要があるが、従来、その測定を高精度に行うことは困難であった。
【００２８】
そこで、本実施形態の再結像レンズ１０には、基準用屈折部材１２，１３が設けられる（図２，図３，図４（ｂ）参照）。
基準用屈折部材１２，１３は、測定のみに用いられるものであって、図１に示す焦点検出装置１の結像光束に何ら作用しないので、その配置箇所は、再結像レンズ１０において結像光束が何ら入射しない端部寄りの箇所（図２，図３（ａ）では、左上端部及び右上端部）とされる。
【００２９】
図４（ｂ）は、基準用屈折部材１２，１３の断面図（図３のＥ−Ｅ’，Ｆ−Ｆ’における断面図）である。
基準用屈折部材１２，１３の入射側の面１２_ｉ，１３_ｉと射出側の面１２_ｏ，１３_ｏとの一方（図では入射側１０_ｉの面１２_ｉ，１３_ｉ）は、測定の基準を示す所定の形状をしている。以下、所定の形状をした方の面を、「基準面」という。
【００３０】
ここでは、製造の容易性を考慮して基準面１２_ｉ，１３_ｉを凸の球面とする。また、再結像レンズ１０の他の光学面と同様に測定ができるよう、基準面１２_ｉ，１３_ｉの曲率半径はそれら他の光学面と同程度の曲率半径とされる。
また、測定精度を保つため、基準用屈折部材１２の基準面１２_ｉに対向する面１２_ｏは、基準面１２_ｉの頂点から延びる法線に直交する平面であり、基準用屈折部材１３の基準面１３_ｉに対向する面１３_ｏは、面１３_ｉの頂点から延びる法線に直交する平面である。
【００３１】
ここで、多眼レンズ体である再結像レンズ１０は、例えば射出成形などにより製造され、単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’は同一の屈折材料からなる。
よって、基準用屈折部材１２、１３についてもそれら単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’と同一の屈折部材で構成すれば射出成形にて形成できるので、再結像レンズ１０の製造コストが抑えられる。
【００３２】
［第２実施形態］
図５、図６、図７を参照して本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態は、第１実施形態の再結像レンズ１０の各光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉ，１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’の配置関係を高精度に測定する測定方法の実施形態である。
【００３３】
この測定方法は、再結像レンズ１０の射出側１０_ｏを測定する第１の測定方法と、再結像レンズ１０の入射側１０_ｉを測定する第２の測定方法とからなる。
図５（ａ），図５（ｂ）はそれぞれ、第１の測定を説明する図、第２の測定を説明する図である。
先ず、これらの測定では、多眼レンズ体の光学面の配置関係を測定する従来の測定装置（以下、特許文献２に記載されたものと同様、干渉計利用の測定装置とする。）が使用される。
【００３４】
図５において符号３１、３２で示すのはそれぞれ、ステージ、測定装置本体である。測定装置本体３２から射出される測定光は、収束球面波である。
再結像レンズ１０はステージ３１によって支持される。
ステージ３１は、再結像レンズ１０を入射側１０_ｉ又は射出側１０_ｏが測定装置本体３２のヘッドに対向する姿勢で支持しつつ、測定光の光軸Ｚと垂直なＸＹ方向に高精度に移動させる。なお、測定に際したアライメントのため、ステージ３１は光軸Ｚの方向にも再結像レンズ１０を移動させることが可能になっている。
【００３５】
第１の測定では、再結像レンズ１０の射出側１０_ｏを測定装置本体３２のヘッドに対向させる。
ヘッドから射出する測定光は、再結像レンズ１０の１つの単位レンズ（図５（ａ）では単位レンズ１１ｄ）の射出側の光学面（図５（ａ）では光学面１１ｄ_ｏ）に照射される。
【００３６】
このとき、ステージ３１の光軸Ｚの方向の位置は調整され、ヘッドと再結像レンズ１０との間隔は、測定光の波面が略垂直かつ同位相で光学面１１ｄ_ｏに入射するよう設定される。
測定装置本体３２では、その光学面（図５（ａ）では光学面１１ｄ_ｏ）にて反射した戻り光に基づき、その光学面（図５（ａ）では光学面１１ｄ_ｏ）の頂点位置の座標（ステージ３１の位置のＸＹ座標系で表される）が検出される。
【００３７】
そして、ステージ３１を駆動して再結像レンズ１０をＸＹ方向に移動させることにより各光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏに個別に測定光を照射し、それら光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏの頂点位置の座標をそれぞれ取得する。
【００３８】
その結果、各光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏの頂点位置は、共通の座標系で表される。
つまり、各光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏの配置関係が求まる。
図６（ａ）に示すのは、第１の測定で取得された座標データである。なお、図６（ａ）において、符号Ｐａ_ｏ，Ｐａ’_ｏ，Ｐｂ_ｏ，Ｐｂ’_ｏ，Ｐｃ_ｏ，Ｐｃ’_ｏ，Ｐｄ_ｏ，Ｐｄ’_ｏで示すのはそれぞれ、光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏの座標である。
【００３９】
一方、図５（ｂ）に示す第２の測定では、再結像レンズ１０の入射側１０_ｉを測定装置本体３２のヘッドに対向させる。
ヘッドから射出する測定光は、再結像レンズ１０の１つの単位レンズ（図５（ｂ）では単位レンズ１１ｃ）の入射側の光学面（図５（ｂ）では光学面１１ｃ_ｉ）に照射される。
【００４０】
このとき、ステージ３１の光軸Ｚの方向の位置は調整され、ヘッドとその再結像レンズ１０との間隔は、測定光の波面が略垂直かつ同位相で光学面１１ｃ_ｉに入射するよう設定される。
測定装置本体３２では、その光学面（図５（ｂ）では光学面１１ｃ_ｉ）にて反射した戻り光に基づき、その光学面（図５（ｂ）では光学面１１ｃ_ｉ）の頂点位置の座標（ステージ３１の位置のＸＹ座標系で表される）が検出される。
【００４１】
そして、ステージ３１を駆動して再結像レンズ１０をＸＹ方向に移動させることにより各光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉに個別に測定光を照射し、それら光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉの頂点位置の座標をそれぞれ取得する。
【００４２】
その結果、各光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉの頂点位置は、共通の座標系で表される。
つまり、各光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉの配置関係が求まる。
図６（ｂ）に示すのは、第２の測定で取得された座標データである。なお、図６（ｂ）において、符号Ｐａ_ｉ，Ｐａ’_ｉ，Ｐｂ_ｉ，Ｐｂ’_ｉ，Ｐｃ_ｉ，Ｐｃ’_ｉ，Ｐｄ_ｉ，Ｐｄ’_ｉで示すのはそれぞれ、光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉの座標である。
【００４３】
ところで、以上の第１の測定と第２の測定との間では、再結像レンズ１０を裏返し（反転）しているので、再結像レンズ１０を基準とした図６（ａ）の座標系と図６（ｂ）の座標系との間の配置関係は不明である。
つまり、再結像レンズ１０の入射側の光学面同士の配置関係、再結像レンズ１０の射出側の光学面同士の配置関係はそれぞれ既知であるものの、入射側の光学面と射出側の光学面との配置関係は未知である。
【００４４】
そこで、本実施形態の第１の測定（図５（ａ））、第２の測定（図５（ｂ））では、再結像レンズ１０に設けられた基準用屈折部材１２，１３の基準面１２_ｉ，１３_ｉの頂点位置が、両測定間の基準としてそれぞれ測定される。
図７（ａ），図７（ｂ）はそれぞれ、第１の測定における基準用屈折部材１２，１３の頂点位置の測定を説明する図、第２の測定における基準用屈折部材１２，１３の頂点位置の測定を説明する図である。
【００４５】
図７（ａ）に示す、第１の測定では、測定装置本体３２のヘッドに対向しているのは再結像レンズ１０の射出側１０_ｏなので、基準面１２_ｉ，１３_ｉの測定では測定光は基準面１２_ｉ，１３_ｉに対し裏側（面１２_ｏ，１３_ｏの側）から入射させる。
ここで、凸の球面である基準面１２_ｉ又は基準面１３_ｉに対し裏側から略垂直かつ同位相で入射する波面は発散球面波であるから、それら基準面１２_ｉ，１３_ｉの測定では、図７（ａ）に示すごとく、測定光（ここでは収束球面波）の集光点の後方（図では上方）に形成される発散球面波を用いればよい。
【００４６】
なお、基準用屈折部材１２，１３において基準面１２_ｉ，１３_ｉと対向する面１２_ｏ，１３_ｏは平面なので、面１２_ｏ，１３_ｏを透過したときに生じる測定光の波面変形は、基準面１２_ｉ，１３_ｉの頂点位置の検出に影響を与えない。
したがって、基準面１２_ｉ，１３_ｉの頂点位置の座標は、各光学面１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏとの座標と同じ座標系で高精度に求まる。
【００４７】
一方、図７（ｂ）に示す第２の測定では、測定装置本体３２のヘッドに対向しているのは、再結像レンズ１０の入射側１０_ｉなので、基準面１２_ｉ，１３_ｉの測定では測定光は基準面１２_ｉ，１３_ｉに対し表側から入射する。
したがって、基準面１２_ｉ，１３_ｉの頂点位置の座標は、各光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉの頂点位置の座標と同様に、同じ座標系で高精度に求まる。
【００４８】
図８（ａ），図８（ｂ）はそれぞれ、第１の測定で取得された座標データ、第２の測定で取得された座標データである（基準用屈折部材１２，１３の座標Ｐ１２，Ｐ１３も含む）。
第１の測定と第２の測定との間で再結像レンズ１０を反転させた際、再結像レンズ１０の配置にずれ（ＸＹ平面内でのずれ）が生じているので、図８（ａ）の座標系で表された基準面１２_ｉ，１３_ｉの座標Ｐ１２，Ｐ１３と、図８（ｂ）に示す座標系で表された基準面１２_ｉ，１３_ｉの座標Ｐ１２，Ｐ１３との間では、互いに裏返しの関係にあるだけでなく、ずれも生じている（図８では、回転のずれと平行のずれとを強調して描いてある。）。
【００４９】
本測定方法では、座標Ｐ１３，座標Ｐ１３が成すベクトル（Ｐ１２，Ｐ１３）が一致するよう図７（ａ），図７（ｂ）のうち一方の座標データを座標変換する。
これにより、座標Ｐａ_ｉ，Ｐａ’_ｉ，Ｐｂ_ｉ，Ｐｂ’_ｉ，Ｐｃ_ｉ，Ｐｃ’_ｉ，Ｐｄ_ｉ，Ｐｄ’_ｉと、座標Ｐａ_ｏ，Ｐａ’_ｏ，Ｐｂ_ｏ，Ｐｂ’_ｏ，Ｐｃ_ｏ，Ｐｃ’_ｏ，Ｐｄ_ｏ，Ｐｄ’_ｏとは、共通の座標系で表される。
【００５０】
つまり、再結像レンズ１０の入射側１０_ｉ及び射出側１０_ｏの全ての光学面１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉ，１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏの間の配置関係は、高精度に求まる。
以上、再結像レンズ１０は、入射側の光学面と射出側の光学面とが共に球面の単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’からなるが、本実施形態ではそれに設けられた基準用屈折部材１２，１３を利用するので、入射側と射出側とに亘る光学面の配置関係を高精度に測定することができる。
【００５１】
［その他］
なお、上記実施形態では基準用屈折部材１２，１３の基準面１２_ｉ，１３_ｉの形状を凸の球面としたが、凹の球面としてもよい。
また、基準用屈折部材１２，１３の基準面１２_ｉ，１３_ｉの形状は、位置の基準を示すような形状であれば球面に限らず、例えば円錐や角錐などでもよい。
【００５２】
但し、それら基準面１２_ｉ，１３_ｉの形状は、再結像レンズ１０の光学面となるべく近い方が、市販の光学式検知機構を持った精密三次元測定機で面を走査測定する場合においては、測定装置本体の頂点位置検出のアルゴリズムを二重化する必要が無いので望ましい。
特に球面、またはそれに近い面の場合は、前記実施例や特許文献３で述べられたような曲面を一括して捉える方式の測定機を使用できるため、測定機選択の幅が広がるばかりか、測定が比較的短時間で行えるという利点があってより望ましい。
【００５３】
球面以外に適するものとしては、例えば、非球面レンズの光学面のように、基準面１２_ｉ，１３_ｉの略中心から光軸と平行に延びる直線の周りに回転対称な滑らかな曲面などがある。
また、基準用屈折部材１２，１３の面１２_ｏ，１３_ｏは、それに対向する基準面１２_ｉの頂点における法線に直交する平面であるとしたが、面１２_ｏ，１３_ｏは、その平面から傾斜していてもその傾斜角度が既知であればよい。但し、その場合、その傾斜角度に応じた補正を測定装置本体３２における頂点検出のアルゴリズムに対し施す必要がある。
【００５４】
また、上記実施形態における基準用屈折部材１２，１３は、その平面（面１２_ｏ，１３_ｏ）を射出側に向けた姿勢で再結像レンズ１０に設けられているが、入射側に向けていても同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、上記実施形態では、再結像レンズ１０には２つしか基準用屈折部材が設けられていないが、３つ以上の複数個設けられていてもよいことは言うまでもない。なお、その場合、第１の測定と第２の測定との間における位置の基準を多くすることができるので、測定のさらなる高精度化を図ることもできる。
【００５５】
また、図３，図４では、基準用屈折部材１２，１３が互いに同形同大であるものを示したが、非同形又は非同大であっても上記したものと同様の効果を得ることができる。但し、同形同大とした方が製造の容易性及び測定の簡便性の点において有利である。
また、上記実施形態では、再結像レンズを構成する各単位レンズの両面を球面としたが、その一方又は双方の面を非球面としてもよい。各単位レンズの面形状については、焦点検出装置１の光学設計時に他の光学部品と併せて最適なものが選択される。
【００５６】
また、上記実施形態では、焦点検出装置の再結像レンズに本発明を適用したものについて説明したが、焦点検出装置のフィールドレンズなどの他の多眼レンズ体であっても、入射側の光学面と射出側の光学面とが共に非平面である単位レンズが設けられ、かつ入射側の光学面と射出側の光学面との配置関係を高精度に測定する必要性のある多眼レンズ体であれば、本発明は好適である。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したとおり本発明によれば、入射側の光学面と射出側の光学面とが共に曲面である単位レンズを備えながらも、それら光学面の配置関係の高精度測定を可能とする多眼レンズ体が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】焦点検出装置を説明する図である。
【図２】再結像レンズ１０の斜視図である。
【図３】（ａ）は再結像レンズ１０の入射側１０_ｉの平面図であり、（ｂ）は再結像レンズ１０の射出側１０_ｏの図である。
【図４】（ａ）は、単位レンズ１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’の断面図（図３のＡ−Ａ’，Ｂ−Ｂ’，Ｃ−Ｃ’，Ｄ−Ｄ’における断面図）であり、（ｂ）は、基準用屈折部材１２，１３の断面図（図３のＥ−Ｅ’，Ｆ−Ｆ’における断面図）である。
【図５】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、第１の測定を説明する図、第２の測定を説明する図である。
【図６】（ａ）は第１の測定で取得された座標データ、（ｂ）は第２の測定で取得された座標データである。
【図７】（ａ），（ｂ）はそれぞれ、第１の測定における基準用屈折部材１２，１３の頂点位置の測定を説明する図、第２の測定における基準用屈折部材１２，１３の頂点位置の測定を説明する図である。
【図８】（ａ）（ｂ）はそれぞれ、第１の測定で取得された座標データ、第２の測定で取得された座標データである（基準用屈折部材１２，１３の座標データも含む）。
【符号の説明】
１ 焦点検出装置
２ カメラ
２ａ 撮影レンズ
２ｂ 分岐用のミラー
２ｃ シャッタ
２ｄ ファインダ光学系
１０ 再結像レンズ
１１ａ，１１ａ’，１１ｂ，１１ｂ’，１１ｃ，１１ｃ’，１１ｄ，１１ｄ’単位レンズ
１１ａ_ｉ，１１ａ’_ｉ，１１ｂ_ｉ，１１ｂ’_ｉ，１１ｃ_ｉ，１１ｃ’_ｉ，１１ｄ_ｉ，１１ｄ’_ｉ，１１ａ_ｏ，１１ａ’_ｏ，１１ｂ_ｏ，１１ｂ’_ｏ，１１ｃ_ｏ，１１ｃ’_ｏ，１１ｄ_ｏ，１１ｄ’_ｏ 光学面
１２，１３ 基準用屈折部材
１２_ｉ，１３_ｉ 面（基準面）
１２_ｏ，１３_ｏ 面
２０ フィールドレンズ（コンデンサレンズ）
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ 単位レンズ
３０ イメージセンサ
４０ 視野マスク
５０ 絞りマスク
３１ ステージ
３２ 測定装置本体

Claims (8)

1. 入射側の光学面と射出側の光学面とが共に非平面のレンズを含む複数の単位レンズを並列に設けた多眼レンズ体上に、
   入射側と射出側との一方が平面で他方が非平面である基準用屈折部材を複数個設けてなる
   ことを特徴とする多眼レンズ体。
2. 請求項１に記載の多眼レンズ体において、
   前記入射側の光学面と射出側の光学面とが共に非平面のレンズは、複数個設けられる
   ことを特徴とする多眼レンズ体。
3. 請求項１又は請求項２に記載の多眼レンズ体において、
   前記複数の単位レンズと前記基準用屈折部材とは、
   同一の屈折材料により一体的に形成されている
   ことを特徴とする多眼レンズ体。
4. 請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の多眼レンズ体において、
   前記基準用屈折部材の前記非平面は、前記平面と交差する直線の周りに回転対称な形状をしている
   ことを特徴とする多眼レンズ体。
5. 請求項４に記載の多眼レンズ体において、
   前記非平面は、滑らかな曲面である
   ことを特徴とする多眼レンズ体。
6. 請求項５に記載の多眼レンズ体において、
   前記非平面は、球面である
   ことを特徴とする多眼レンズ体。
7. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の多眼レンズ体において、
   前記複数の単位レンズは、
   互いに同形の一対又は複数対の単位レンズからなり、かつ、カメラの焦点検出装置内においてそのカメラの撮影レンズの瞳面と略共役な面に配置される再結像レンズである
   ことを特徴とする多眼レンズ体。
8. 請求項１〜請求項６の何れか一項に記載の多眼レンズ体において、
   前記複数の単位レンズは、
   カメラの焦点検出装置内においてそのカメラの撮影レンズの像面と略共役な面の近傍に配置されるフィールドレンズである
   ことを特徴とする多眼レンズ体。

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