JPH0145861B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、レンズ等の光学系のMTF測定機
に関する。

レンズの性能の指標として用いられるMTF
（Modulation transfer function、コントラスト
伝達率、レスポンス関数とも云う）の測定は、テ
ストチヤートに例えばスリツトとして設けられた
線状パターンを被検レンズで結像させ、得られた
線像の光強度分布をフーリエ変換することによつ
て行なわれ、測定されたMTF値をあらかじめ定
められた規格値と比較してレンズの良否を判定す
る。

MTF測定機の基本的な構成を第１図により説
明すると、光源ランプ１によりスリツト２を形成
したテストチヤート３を照明し、スリツト２の透
過光、すなわち線状パターンの出射光を被検レン
ズ４により結像面５に結像させ、得られた線像の
光強度分布を線像と直角方向に設けた受光素子ア
レイ（広く云えば電荷結合素子（charge
coupled device）以下CCDと略す）６で検出し、
その信号をコンピユータ７に入力してフーリエ変
換演算を行ない、MTFを求める。

スリツト２はレンズの種々の像高位置、アジマ
ス方向について複数本テストチヤート３上に設け
られ、結像面５にはこれらのスリツト２の各線像
に対して夫々直交する如くCCDアレイ６が対応
して設けられる。第２図はテストチヤート３の一
例で、軸上及び周辺部４個所計５個所に半径方向
及び円周方向のスリツト２が設けられ、結像面５
には第３図に示す如く、これに対応する位置に
CCDアレイ６が設けられている。

さて、上記構成のMTF測定機において有限倍
率でのMTF測定は、一般に装置が繁雑になるこ
とや操作のわずらわしさを避けるために、光路長
を一定として測定することが多かつた。

この場合、同一設計のレンズにおいても製造誤
差により、焦点距離にバラツキがあるため、結果
的に像の倍率が異なつてしまうことになる。従来
のMTF測定機では、MTFの算出に使用する倍率
は光路長、焦点距離とも各々の設計値を用いて算
出している為、測定演算して求めたMTF値には
誤差の発生が避けられなかつた。

又、一つのMTF測定機では光路長を一定にし
ている結果、MTF導出式内の倍率項が固定され
るため焦点距離の設計値が異なる異種のレンズの
MTFを一台の測定機で測定することが出来ず、
単一焦点距離のレンズしか測定出来ないものが多
かつた。

この発明は、上記構成の従来MTF測定機の上
述の欠点を除去した、レンズ等被検光学系の実際
の倍率に対応した正確なMTF値を算出すること
ができ、又種々の焦点距離のレンズ等光学系の
MTFを、光路長を調整することなしに測定する
ことのでるMTF測定機を提供することを目的と
する。

以下、本発明を、その実施例を示す図面にもと
づいて詳細に説明する。

第４図は、本発明のMTF測定機の基本構成の
実施例を示すものであつて、光源１によりスリツ
ト２を設けたテストチヤート３を照明し、被検レ
ンズ４により線像２′を結像させ、これに直交す
る如く設けられたCCD６により強度分布を検出
し演算部でフーリエ変換の演算を行つてMTFを
出力することは第１図により説明した従来の
MTF測定機と同様である。

従来の装置では、第２図に例示した如くテスト
チヤート３の１個所の測定点においては一方向に
は１本のスリツトしか設けられていなかつたが、
本実施例のテストチヤート３では１個所の測定点
に平行なスリツトが２本又はそれ以上設けられて
いる。第４図には簡単のためテストチヤート３の
１個所の測定点のみを示しており、２本の平行な
スリツト２ａ，２ｂが設けられている。したがつ
て、結像面には平行な２本の線像２a′，２b′が
CCDアレイ６を横切つて形成され、CCDアレイ
６による出力分布図は第５図ｂに示す如く、ある
距離Ｄを置いて２つのピークが現れる。このＤを
テストチヤート上のスリツト２ａ，２ｂの既知の
間隔ｄで割ることにより正確に倍率ｍを求めるこ
とができる。

ところで、従来のMTF測定機では一測定点に
一方向には１本のスリツトしか設けられていなか
つたので、CCDアレイで検出した出力波形は第
５図ａに示す如く、１つのピークしか現われず倍
率を正確に測定することはできなかつた。従来の
測定機では、通常光路長を一定としたまゝ、レン
ズの距離リングを回してスリツト像のピークの大
きさを最大にする等の方法でピント合せを行なつ
ていた。しかし、カメラレンズ等の焦点距離は実
際のものについては同一設計の同種のものについ
てもバラツキが多く、上述の如きピント合せによ
り倍率はそのMTF測定機光学系設計時の倍率よ
りも大きく異なつてしまい、倍率を一定として計
算していた従来のMTF測定法ではMTF値に誤差
を生じていた。

計算式でこの事を説明すると、 こゝに ｍ：投影倍率 Ｌ：光路長 ｆ：焦点距離 こゝに Ｋ：比例定数 Ex：CCD出力 Ａ：2πU／ｍ×Δx …(3) Ｕ：空間周波数 従来は、倍率ｍを一定として(2)式においてＡを
定数としてMTFの演算を行なつていたが、実際
には(1)式から焦点距離ｆが変化すれば、光路長Ｌ
を一定にした場合倍率ｍも変化する。倍率ｍが変
化すれば(3)式からＡが変化し、MTFに影響を及
ぼすことは明らかである。

そこで本発明のMTF測定機においては、常に
測定時の倍率を検出し、(2)式による計算にこれを
用いて正確なMTF値を算出できるようにしたも
のである。

さきに述べた如く、CCD出力の２つのピーク
の間隔Ｄをテストチヤート上の平行な２つのスリ
ツトの既知の間隔ｄで割ることにより正確に算出
された倍率ｍで演算部でのMTF値計算に使用す
るが、このときには補助スリツト２ｂによる像２
b′は無視されるように処理される。

第６図に示す他の実施例では、テストチヤート
３には同一の太さの多数の平行なスリツト２がｄ
の間隔で設けられている。したがつて被検レンズ
４により結像面にはこれと対応して多数の平行な
線像２′が形成され、これと直角方向に設けた
CCDアレイ６の出力は第７図に示す如く多数の
ピークが一定の間隔Ｄで出現した波形になる。

このように多数のスリツトを設けることによ
り、レンズが偏芯した場合にもスリツト像が
CCDアレイの範囲外にはみ出してしまうことが
防止され、従来スリツト像がCCDアレイの外に
はみ出してしまうことにより測定不能であつた偏
心量の多いレンズのMTF値の測定が可能となつ
た。この場合、倍率ｍの測定にはCCDアレイの
中央部に投影された２本の線像を使用すればよ
い。

また、MTF計算時にCCDアレイ上に投影され
た幾本かの線像を使用してそれらを平均化するこ
とにより、チヤート製造時の誤差、CCDのノイ
ズ等を除去することもできる。

以上の如く、本発明によれば、個々のレンズに
対応した倍率でMTFを算出するため精度の高い
MTF値を求めることができ、又倍率と光路長と
より焦点距離を逆算することができるので焦点距
離測定器として使用することもできる。更に平均
化処理により、ノイズを除去してMTF値の測定
精度を高めることができる等種々の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はMTF測定機の基本構成の１例を示す
説明図、第２図は従来のテストチヤートの一例を
示す正面図、第３図はそれに対応する結像面の
CCDアレイの配置図、第４図は本発明の実施例
を示す説明図、第５図ａは従来の装置における
CCD出力波形を示す図、第５図ｂは本発明の上
記実施例の装置におけるCCD出力波形を示す図、
第６図は本発明の実施例を示す図、第７図はその
CCD出力波形を示す図である。 ２，２ａ，２ｂ……スリツト、３……テストチ
ヤート、４……レンズ、２′，２a′，２b′……線
像、６……受光素子アレイ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ テストチヤート上のスリツトをレンズ等の被
   検光学系で結像させて得られた線像の強度分布を
   フーリエ変換することによつて上記被検光学系の
   MTFを求めるMTF測定機において、テストチヤ
   ート上に互いに平行な複数本のスリツトを設け、
   これに対応する複数本の線像のうちの隣接する線
   像間の距離を測定し、該被検光学系の倍率を求
   め、これをMTFの算出に用いることを特徴とす
   るMTF測定機。 ２ 上記の複数本の線像について夫々MTFを求
   めそれらを平均化することにより被検光学系の
   MTFを求めることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載のMTF測定機。