透镜光学系统的偏心调整方法、偏心调整装置和偏心调整程序制造方法及图纸

一种透镜光学系统的偏心调整方法、偏心调整装置和偏心调整程序。根据变焦透镜（２１）的各光学要素的制造误差、除去第一透镜组的安装误差的装配误差、和第一透镜组的预测安装误差，用透镜设计应用程序（７２）求出变焦透镜（２１）的ＣＴＦ。将求出的ＣＴＦ向神经网络（８４）的输入端口输入，将这时的第一透镜组的移动量向输出端口输入，使神经网络（８４）学习。在偏心调整中，将第一透镜组设置在初始位置，拍摄透镜评价图（１４），求出ＣＴＦ。将求出的ＣＴＦ向神经网络（８４）输入，求出第一移动量。将第一透镜组从初始位置只移动该第一移动量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及透镜光学系统的偏心调整方法、偏心调整装置和偏心调整 程序。
技术介绍
现在，在很多摄像机中搭载变焦透镜。变焦透镜例如由前组透镜、变 焦透镜、后组透镜、聚焦透镜等构成。通过使变焦透镜在光轴方向移动， 焦距变化，通过移动聚焦透镜，进行调焦。变焦透镜、后组透镜、聚焦透镜以其光轴大致一致的方式安装在镜筒 上。另一方面，前组透镜通过弹簧状环等安装在镜筒上，在偏心调整时， 在与光轴正交的面内能移动。前组透镜进行偏心调整后，用粘接剂等固定 在镜筒上。通常，通过变焦透镜一边拍摄析像度图等透镜评价图， 一边克服弹簧 状环，使前组透镜在与光轴正交的面内移动，从而进行透镜的偏心调整。 然后，在透镜评价图的成像状态变为最佳的位置将前组透镜固定在镜筒 上。可是，所述的方法根据作业者的目视观察进行，所以在析像度是否最 佳的判断上需要熟练的技术，而且还存在如下问题没有批量生产适合性， 此外调整结果中存在个人差异，从而缺乏可靠性。为了解决这样的问题，提出了不通过人手进行透镜的偏心调整或光学零件的光轴调整的方法。例如，在特开2002-122785号公报中描述了使用遗传算法等概率探索方法来调整由多个光学零件构成的光传送路的光轴 的方法。此外，在特开平7-38798号公报中描述了使用神经网络将聚焦透镜调整到无限远的对焦位置的方法。可是，在特开2002-122785号公报的调整方法中，需要按代按个体对遗传算法等概率探索方法进行性能评价，所以必须多次进行性能测定。此 外，在概率探索中，即使能找到没有偏心的适当透镜位置的范围，也难以 在该范围中发现最佳的透镜位置。因此，无法瞬时高精度进行调整。此外，在特开平7-38798号公报的调整方法中，使神经网络学习对比 度和聚焦透镜的对焦位置的关系，但是在学习中未反映制造时的误差例如 树脂制品的成形误差、透镜单元装配时的误差等。此外，未提及向偏心调 整方法的应用。因此，无法使神经网络恰当地学习，难以高精度进行透镜的偏心调整。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供能在短时间内高精度进行透镜光学系统的偏 心调整的透镜光学系统的偏心调整方法、偏心调整装置和偏心调整程序。为了实现所述目的、其它目的，本专利技术的透镜光学系统的偏心调整方 法包含初始移动步骤、性能值运算步骤、第一移动量运算步骤、第一移动 步骤。而且，通过在与透镜光学系统的光轴正交的透镜安装面上移动由多 个光学要素构成的透镜光学系统的被调整透镜，调整被调整透镜相对于光 轴的偏心。在所述初始移动步骤中，被调整透镜在透镜安装面上向初始位 置移动。在所述性能值运算步骤中，使用所述透镜光学系统拍摄透镜评价 图，根据该拍摄图像求出所述透镜光学系统的性能值。在所述第一移动量 运算步骤中，将所述性能值向神经网络输入，求出被调整透镜的第一移动 量。该神经网络考虑各光学要素的制造误差、除被调整透镜外的各光学要 素的装配误差、和所述被调整透镜的预测安装位置而进行学习。然后，在 所述第一移动步骤中，将被调整透镜移动到在初始位置加上所述第一移动 量而得到的第一调整位置。在所述神经网络的学习中，使用设计应用程序，根据多个假想CAD 数据，对透镜评价图进行仿真，求出性能值。各假想CAD数据是根据各 光学要素的制造误差、除被调整透镜外的各光学要素的装配误差、和被调 整透镜的预测安装位置来修正所述透镜光学系统的设计上的CAD数据而 得到的修正CAD数据。然后，将由所述仿真求出的性能值和从初始位置 到预测安装位置的移动量向神经网络输入，使神经网络学习。进而，优选在所述第一移动步骤之后包含第一性能值再运算步骤和第 一是否合格判定步骤。在第一性能值再运算步骤中，在第一调整位置，通 过透镜光学系统用摄像元件拍摄透镜评价图，根据该拍摄图像求出第一调 整位置的性能值。然后，在第一是否合格判定步骤中，根据在第一性能值 再运算步骤中求出的性能值，判定透镜光学系统的偏心调整是否合格。优选所述透镜评价图具有多个透镜评价区。进而，优选各透镜评价区 具有用于评价与透镜光学系统的光轴正交的面上的水平方向的性能值的 水平方向评价用的图形、和用于测定与所述光轴正交的面上的垂直方向的 性能值的垂直方向评价用的图形。在本专利技术的优选实施方式中，所述透镜光学系统包含变焦透镜，透镜评价区包含用于评价变焦透镜位于宽端(!7一 K端)时的性能值的广角用评价区和用于评价变焦透镜位于远端(亍p端)时的性能值的望远用评价 区。广角用评价区设置在透镜评价图的四角和中央，望远用评价区设置在 透镜评价图的中央部的四角和中央。优选所述性能值是CTF。而且，优选在所述第一是否合格判定步骤之 后还具有再调整工序。该再调整工序包含探索步骤、第二性能值再运算步 骤、评价值计算步骤、第二移动量运算步骤、第二移动步骤。在所述探索 步骤中，在第一是否合格判定步骤中判定为不合格时，在透镜安装面上使 被调整透镜移动到位于以第一调整位置为中心的第一探索范围内的多个 第一探索点。在所述第二性能值再运算步骤中，在各第一探索点拍摄透镜 评价图，根据该拍摄图像求出各探索点的性能值。在评价值计算步骤中， 按各第一探索点计算评价值。在所述第二移动量运算步骤中，根据这多个 评价值，求出被调整透镜的第二移动量。然后，在所述第二移动步骤中， 使被调整透镜移动到在第一调整位置加上第二移动量而得到的第二调整 位置。优选所述再调整工序还具有第三性能值再运算步骤和第二是否合格 判定步骤。在所述第三性能值再运算步骤中，在第二调整位置，通过透镜 光学系统用摄像元件拍摄透镜评价图，根据该拍摄图像求出第二调整位置 的性能值。在所述第二是否合格判定步骤中，根据在第三性能值再运算步 骤中求出的性能值，判定透镜光学系统的偏心调整是否合格。此外，优选准备多个计算所述评价值的评价值计算方法，用预先确定 的顺序选择评价值计算方法，直到取得合格判定。而且，优选所述第二移 动量运算步骤包含二次曲面形成步骤和坐标计算步骤。在二次曲面形成步骤中，在以第一调整位置为原点的XY轴、以评价值为Z轴的三维坐标中 描绘各探索点及其评价值，根据评价值的描绘点，形成评价值的二次曲面。 然后，在坐标计算步骤中，将在该二次曲面上评价值变为最大的点所对应 的XY坐标作为第二移动量求出。优选所述再调整工序还包含以下各步骤(A)所述多个评价值计算方 法全部为不合格时，在比所述第一探索范围窄的第二探索范围内，确定个 数比所述第一探索点少的第二探索点；(B)对这些第二探索点执行所述第 二性能值再运算步骤、所述评价值计算步骤、所述第二移动量运算步骤、 所述第二移动步骤、所述第三性能值再运算步骤、所述第二是否合格判定 步骤；(C)以预先确定的顺序选择多个评价值计算方法，执行所述步骤B， 直到取得合格。此外，优选多个评价值计算方法包含将多个性能值中最小的性能值即 最差值作为评价值计算的最差值计算方法、将多个性能值的平均值作为评 价值计算的平均值计算方法、将用于相对于广角用评价区和望远用评价区 的四角的区中的性能值取得平衡的差分值作为所述评价值计算的差分值 计算方法中的至少一个。计算广角用评价区中的四角的区相互间的性能值 的差，对该差的绝对值相加而得到的值进行平均化，并且计算望远用评价 区中的四角的区相互间的性能值的差，对该差的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种透镜光学系统的偏心调整方法，其是由包含被调整透镜的多个光学要素构成的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，通过在与所述透镜光学系统的光轴正交的透镜安装面上移动所述被调整透镜，来调整所述被调整透镜相对于所述光轴的偏心，所述透镜光学系统的偏心调整方法包括：初始移动步骤，其使所述被调整透镜在所述透镜安装面上向初始位置移动；性能值运算步骤，其在所述初始位置，通过所述透镜光学系统，用摄像元件拍摄透镜评价图，根据该拍摄图像求出所述透镜光学系统的性能值；第一移动量运算步骤，其将所述性能值向神经网络输入，求出所述被调整透镜的第一移动量，其中，所述神经网络考虑所述各光学要素的制造误差、除所述被调整透镜外的所述各光学要素的装配误差、和所述被调整透镜的预测安装位置而进行学习；第一移动步骤，其将所述被调整透镜移动到在所述初始位置加上所述第一移动量而得到的第一调整位置。

【技术特征摘要】
JP 2006-12-14 2006-3371371.一种透镜光学系统的偏心调整方法，其是由包含被调整透镜的多个光学要素构成的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，通过在与所述透镜光学系统的光轴正交的透镜安装面上移动所述被调整透镜，来调整所述被调整透镜相对于所述光轴的偏心，所述透镜光学系统的偏心调整方法包括初始移动步骤，其使所述被调整透镜在所述透镜安装面上向初始位置移动；性能值运算步骤，其在所述初始位置，通过所述透镜光学系统，用摄像元件拍摄透镜评价图，根据该拍摄图像求出所述透镜光学系统的性能值；第一移动量运算步骤，其将所述性能值向神经网络输入，求出所述被调整透镜的第一移动量，其中，所述神经网络考虑所述各光学要素的制造误差、除所述被调整透镜外的所述各光学要素的装配误差、和所述被调整透镜的预测安装位置而进行学习；第一移动步骤，其将所述被调整透镜移动到在所述初始位置加上所述第一移动量而得到的第一调整位置。2. 根据权利要求1所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，所述神经网络的学习包含以下步骤使用设计应用程序，根据多个假想CAD数据，对所述透镜评价图进 行仿真，从而求出多个所述性能值，其中，所述各假想CAD数据是根据 所述各光学要素的制造误差、除所述被调整透镜外的所述各光学要素的装 配误差、和所述被调整透镜的预测安装位置来修正所述透镜光学系统的设 计上的CAD数据而得到的修正CAD数据；将由所述仿真求出的性能值和从所述初始位置到所述预测安装位置 的移动量向所述神经网络输入，使所述神经网络进行学习。3. 根据权利要求1或2所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，还包括第一性能值再运算步骤，其在所述第一调整位置，通过所述透镜光学系统，用摄像元件拍摄所述透镜评价图，根据该拍摄图像求出所述第一调整位置的所述性能值；第一是否合格判定步骤，其根据在所述第一性能值再运算步骤中求出的所述性能值，判定所述透镜光学系统的偏心调整是否合格。4. 根据权利要求1~3中的任意一项所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，所述透镜评价图具有多个透镜评价区，所述各透镜评价区具有用于评价与所述光轴正交的面上的水平方向的性能值的水平方向评价用的图形、 和用于测定与所述光轴正交的面上的垂直方向的性能值的垂直方向评价用的图形。5. 根据权利要求4所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，所述透镜光学系统包含变焦透镜，所述多个透镜评价区包含用于评价所述变焦透镜位于宽端时的所述性能值的广角用评价区、和所述变焦透镜位于远端时的所述性能值的望远用评价区，所述广角用评价区设置在所述透镜评价图的四角和中央，所述望远用评价区设置在所述透镜评价图的中央部的四角和中央。6. 根据权利要求1~5中的任意一项所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，所述性能值是CTF。7. 根据权利要求3~6中的任意一项所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，还包含再调整工序，所述再调整工序具有以下步骤探索步骤，其在所述第一是否合格判定步骤中判定为不合格时，在所述透镜安装面上使所述被调整透镜移动到位于以所述第一调整位置为中心的第一探索范围内的多个第一探索点；第二性能值再运算步骤，其在所述各第一探索点拍摄所述透镜评价图，根据该拍摄图像求出所述各第一探索点的所述性能值；评价值计算步骤，其根据所述各性能值，按所述各第一探索点计算评价值；第二移动量运算步骤，其根据所述多个评价值，求出所述被调整透镜 的第二移动量；第二移动步骤，其使所述被调整透镜移动到在所述第一调整位置加上 所述第二移动量而得到的第二调整位置。8. 根据权利要求7所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征在于，所述再调整工序还具有以下的步骤第三性能值再运算步骤，其在所述第二调整位置，通过所述透镜光学 系统，用所述摄像元件拍摄所述透镜评价图，根据该拍摄图像求出所述第 二调整位置的性能值；第二是否合格判定步骤，其根据在所述第三性能值再运算步骤中求出 的所述性能值，判定所述透镜光学系统的偏心调整是否合格。9. 根据权利要求7或8所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特 征在于，所述第二移动量运算步骤包含以下的步骤-二次曲面形成步骤，其使用以第一调整位置为原点的XY轴、以评价 值为Z轴的三维坐标，在该三维坐标中描绘所述各探索点及其评价值，根 据评价值的描绘点，形成评价值的二次曲面；坐标计算步骤，其将在所述二次曲面上评价值最大的点所对应的XY 坐标作为所述第二移动量求出。10. 根据权利要求7 9中的任意一项所述的透镜光学系统的偏心调整 方法，其特征在于，计算所述评价值的评价值计算方法有多个，以预先确定的顺序选择， 直到取得所述合格。11. 根据权利要求10所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征 在于，所述再调整工序还包含 (A)所述多个评价值计算方法全部为不合格时，在比所述第一探索范围窄的第二探索范围内，确定个数比所述第一探索点少的第二探索点；(B) 对这些第二探索点执行所述第二性能值再运算步骤、所述评价 值计算步骤、所述第二移动量运算步骤、所述第二移动步骤、所述第三性 能值再运算步骤、所述第二是否合格判定步骤；(C) 以预先确定的顺序选择多个评价值计算方法，执行所述步骤B， 直到取得合格。12. 根据权利要求10或11所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其 特征在于，所述评价值计算方法包含将所述多个性能值中最小的性能值即最差 值作为所述评价值计算的最差值计算方法、将所述多个性能值的平均值作 为所述评价值计算的平均值计算方法、将用于相对于所述广角用评价区和 望远用评价区的四角的区中的所述性能值取得平衡的差分值作为所述评 价值计算的差分值计算方法中的至少一个；计算所述广角用评价区中的四角的区相互间的所述性能值的差，对该 差的绝对值相加而得到的值进行平均化，并且计算所述望远用评价区中的 四角的区相互间的所述性能值的差，对该差的绝对值相加而得到的值进行 平均化，将各平均化的值的倒数相加，由此求出所述差分值。13. 根据权利要求12所述的透镜光学系统的偏心调整方法，其特征 在于，所述评价值计算方法还包含加权计算方法，所述加权计算方法对由所 述最差值计算方法、所述平均值计算方法、所述差分值计算方法计算出的 评价值分别加权...

【专利技术属性】
技术研发人员：菊池慎市，野岛良夫，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]