JPS6021432A - 集合光学系評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は集合光学系の縦及び横方向の光学伝達関数（Ｍ
ＴＦ）及び光強度の変化を測定できるようにした集合光
学系評価装置に関する。

〔従来技術〕

従来の光学系評価装置として、例えば、第１図に示すも
のがある。この光学系評価装置は、光源１の光を集光す
るコンデンサレンズ２と、垂直方向に細溝が切られ、コ
ンデンサレンズ２よシの光の一部を通過させる物体側ス
リット３と、該スリット３を所定の位置に結像させるレ
ンズ４（後述する評価を受けるレンズである）と、該レ
ンズ４が結像する位置に配設され、水平方向に細溝が切
られている像側スリット５と、該スリット５に投影され
た像を所定位置に結像させるリレーレンズ６と、透明部
分と不透明部分が所定の間隔（例えば、その幅の比が１
＝１）で交互に配列されて像側スリット５の焦点位置に
設けられると共に矢印方向Ｓｌに走査される光学的フー
リエ変換スリット７と、該スリット７の格子とリレーレ
ンズ６よシの像との重ね合せ像を所定位置に結像させる
コンデンサーレンズ８と、該レンズ８の結像位置に受光
面が配設され光強度信号を電気信号に変換する受光器９
と、受光器９の出力信号を基に所定の演算を行なう演算
回路１０と、演算回路１０による後述するＭＴＦ演算結
果を表示する表示部１１とよシ構成される。

以上の構成において、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｔｏｎ　
Ｔｒａｎ−ｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ　：光学伝達関
数）は、周知の如く解像度を周波数特性としてカーブで
示すものであるが、第１図では白、黒の境界の明確なス
リットを用いておシ、光源１の光はコンデンサーレンズ
２を介して物体側スリット３に照射される。物体側スリ
ット３には、第２図に示すように、細溝の幅、Ｗｏより
も充分大きな幅Ｗｓの範囲に光源の像１２が形成されて
いる。物体側スリット３に形成された像は、レンズ４を
介して像側スリット５に投影される。この投影像が第３
図に示す像１３であシ、この像１３の幅をＷｉ。

細溝の幅をΔＷ及び像１３の長さをＬ賭すれば、Ｌｉ）
　ＷりΔＷの関係であシ、影像の情報は像側スリｙ、□
）ｉ５においてＸ軸（第１図）方向に広がる一次元情報
とし扱われる。こめ−次元情報はコンデンサレンズ６に
よシフーリエ弯換スリット７の格子部に投影される。ス
リット７は図の矢印方向Ｓ１に走査され、光学的なフー
リエ変換が行なわれる（該スリット７の格子は、正弦波
格子が使用される）。変換された光強度情報は、受光器
９に依シ電気信号に変換され演算回路１０に送出される
。

レンズ４による像面は、第４図に示すように、連続した
曲面像１４となシ、これは大略４次の偶関数で示すこと
ができるため、測定点は７乃至５ケ所（第４図ではＰｏ
、Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を定めることによυ、その
特性を知ることができる。

しかし、レンズ４が通常のレンズに代って集合光学系が
使用されると、第５図に示すようになる。即ち、個々の
レンズ１００の画像範囲をＱＩ　Ｑ２とし、その走査方
向（例えば、複写機に適用した場合を考える）をＳｄｌ
とすると、一点Ｑ（図示せず）はＱ’ｒ　＋　Ｑｏ　＋
　ＱＩＢの如くに連続して感材上（感光体面）に投影さ
れて一点Ｑ′を形成する。このときＱ’ｌ　＊　Ｑｌｏ
ｒ　ＱＳは直線的に投影されず、伺等かの曲線として投
影されるため、点Ｑ′は異なりたＭＴＦの平均的な値で
形成されることになる。従って、集合光学系の場合、Ｓ
ｄ１方向の変化は無視できない。これは通常レンズのＴ
ｃ　１が７００ｍ＋程度なのに対し１／１ｏ程度と小さ
いことに起因する。

つぎに投影誤差について説明する。第６図に示すように
、レンズ４による原稿１５の情報１６（正弦波の２周期
が描かれている）は位置ＺＯＫ畏さｘｏの像１７が投影
されている。何らかの理由によって投影面がＺｏよシΔ
Ｚだけ離れた位置２に投影されたときの像１７′の長さ
をＸとすれば、倍率の変動は（ｘＸ、）／、、で与えら
れ、この値が結果として感材と像の速度差を生じ、画像
のコントラストを劣化させ石。この倍率変、動（Ａｍ）
は概略ΔＺ　／　Ｔｃ　／　２と与えることもできる。

ΔＺを一定とすればＴｃに逆比例して倍率変動が増加す
る。即ち、Ｔｃが小さいほど倍率変動が大きく、像のコ
ントラスト劣化はよシ大きくなる。従って、共役長の差
から集合光学系では通常のレンズに比べ焦点ずれによる
像のコントラストの劣化を受けることになる。

以上述べたように、集合光学系のＭＴＦ測定は、通常レ
ンズに比べて大きく異なるのは次の３点である。

（１）露光スリットの幅において、複写機の走査方向の
ＭＴＦが大きく変化する。

（２）焦点ずれに起因する速度エラーによる画像劣化が
大きい。

（３）複数の光軸を有する。

このため、 （ａｌ　露光スリット幅内の積分されたＭＴＦがまるこ
と、 （ｂ）　速度エラーも含めたＭＴＦが測定できること、 （ｃ）　走査方向と直交する方向に対し連続的に測定で
きること、 等が要求される。これらの要求を達成するために考えら
れた従来の集合光学系評価装置の一例を示したのが第７
図である。

第７図においては、第１図に示したと同一の部分は同一
の引用数字で示したので重複する説明は省略するが、コ
ンデンサーレンズ２の後段に配設される拡散板１８と、
拡散板１８の後段に配設される物体側スリット１９と、
物体側スリット１９の後段に配設される集合光学系１０
０と、物体側スリット１９の格子に一致する細溝を備え
て集合光学系１００の後段に配設される検出用スリット
２０と、検出用スリット２０の後段に配設される拡散板
２１とを備えておシ、他の構成は第１図と共通する。

以上の構成において、拡散板１８によって物体側スリッ
ト１９に光源１の光がほぼ均一に照明された状態下で、
物体側スリット１９と集合光学系ｉｏｏは矢印方向に共
に同一速度で移動する。これによって集合光学系によシ
検出用スリット２０に格子の像が投影されるが、この投
影過程で光学的にフーリエ変換され、光信号は拡散板２
１を介して受光器９によシ受光されて電気信号に変換さ
れ、以後第″１図の場合と同様の処理が行なわれる。

このように集合光学系１００の長手方向に対し直角方向
に平行な格子に対するＭＴＦを測定することができる。

しかし、従来の集合光学系評価装置にあっては、集合レ
ンズが長手方向に多数配列された構造を有するため、移
動方向Ｓｌに直交する方向のＭＴＦを測定できない不都
合がある。例えば、複写機においては、横方向の線が走
査系の振動の影響でコントラストの劣化が生じ易く、横
方向の格子のＭＴＦ測定は不可欠となっている。この場
合、第７図に示した縦方向の測定と同様に、レンズ群を
連続的に横方向に測定できることが望まれる。

〔発明の目的及び構成〕

本発明は、上記に鑑みてなされたものであシ、縦、横両
方向のＢ、（ＴＦ及び光強度の測定を行なえるようにす
るため、円板の外縁部に放射状に伸びる格子を配設して
形成した格子部を該円板の回転によって集合光学系の基
準方向に対し直交する方向及び平行な方向に位置させる
ようにした集合光学系評価装置を提供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明による集合光学系評価装置を詳細に説明す
る。

第８図及び第９図は本発明の一実施例を示し、第７図と
同一の部分は同一の引用数字で示したので重複する説明
は省略するが、縦方向の測定に関しては、第８図に示す
ように、拡散板１８の後段に物体側スリット３１（集合
光学系１００の長手方向と垂直な方向に細溝を有す）を
設けると共に、外縁部に放射状に伸びる複数の格子を有
し、それぞれの格子が測定位置３４にきたとき前記スリ
ット３１と平行になる回転中心Ｍｖを有する回転円板３
２を集合光学系１００面上に位置するように配置する。

また、横方向の測定に関しては、円板３２を格子が測定
位置３５にきたとき集合光学系の長手方向に一致するよ
うに配置する。伺、拡散板１８の後段に物体側スリット
３１（第゛８図）と同じ物体側スリット３３が配置され
ている。

円板３２はガラス等の透明円板が用いられ、周辺に透明
部分と不透明部分を円中心に対し放射状に配設して格子
が形成される。透過濃度は、測定精度を考慮して決定さ
れるが、通常、透明部で０．０２以下、不透明部で２以
上の光学濃度のものが要求される。

以上の構成において、円板３２がＭｙを回転中心とし矢
印方向に回転すると、測定位置３４における格子は直線
的に移動（集合光学系１００の移動方向と同一）シ、ス
リット３１による投影像との重ね合せ、即ち光学的フー
リエ変換が達成される。第９図の実施例では測定位置３
５は３４に対し相対的に９０度回転した位置となる。こ
の場合の測定位置における格子の回転運動はほぼ直線と
して扱うことができ、その方向はＹ軸方向でｓｂ第８図
の実施例とは直交する方向になり、第８図の場合と同様
に円板３２の格イとスリット３３０投影像とが測定位置
３５で重ね合せられ、光学的にフーリエ変換が行なわれ
る。

このように、周辺に一定の周期の格子が描かれている円
板３２を２つの回転中心軸Ｍｖ　、　ＭＨで回転させ、
かつ、Ｘ軸上にある測定位置３４及びＸ軸上にある測定
位置３５でそれぞれ測定することＫより、縦方向と横方
向の各ＭＴＦの測定を行なうことができる。この円板３
２０回転中に集合光学系１００を図示８１方向に移動さ
せれば、１／ンズ群を連続して測定することができる。

Ｆ、４１１０図は本発明の他の実施例を示すものであシ
、第８図と第９図に示した実施例を一体化り、縦と横方
向のＭＴＦを同時に測定できるようにしたものである。

共通する単一の円３６の外周に回転中心ＩＩｌｌＩＭｖ
　、　ＭＨを有する２つの円板３２ａ。

３２ｂの格子が測定位置３７において直交するように該
円板３２ａ　、３２ｂを配置し、Ｍｏに配設したモータ
（図示せず）によってタイミングベルト等を介し各円板
を駆動する。

以上の構成において、測定位置３７における格子は互い
に直角に配設されたものが交叉し、スリット３１によっ
て投影された像は測定位置３７において回転円板３２ａ
の格子と重ね合され、さらに回転円板３２ｂの格子と重
ね合せられ順次光学的にフーリエ変換が行なわれる。

第１１図は本発明の応用例を示すものであり、第８図と
同一の部分は同一の引用数字で示したので重複する説明
は省略するが、第８図に示した物体側スリット３１を除
去し、幅ΔＷｕ、長さｌｕの細溝を有するスリット４０
を集合光学系１００と円板３２の間に設けるようにした
点が第８図の構成と相違する。

以上の構成において、集合光学系１００を出た光はスリ
ブ）４０に透過され、そのスリット像は回転板３２の格
子と重ね合せられ、光強度の変化を測定することができ
る。

発明者らは、下記に示す条件のもとに本発明の実施例を
実施した。

空間周波数　４１ｐ／ｗＭ 円板３２の直径　３００箇賂子の中心の円の半（イ）回
転速度　１／２回転／秒 出力信号周波数　１７０Ｈｚ レンズ移動（Ｓｌ）速度　５ｍｍ／秒 縦方向スリットの幅　４０μｍ 縦及び横方向スリット長　１６端 横方向のスリブ小幅　１論 光強度検出用スリットの幅　０．１　ａｍ受　光　器　
光電子増倍管 ランプ電力　２５０Ｗ 以上の条件による測定精度は、 ＭＴＦの場合　＝　５チ以下 光強度変化　：　１％以下 であシ、良好な測定結果が得られた。

〔発明の効果〕

以上説明した通シ、本発明の集合光学系評価装置によれ
ば、周辺に所定間隔で放射状に伸びる格子を形成した円
板を回転し、前記格子集合光学系の基準方向に対し直交
する方向及び平行な方向に位置させるようにしたため、
前記集合光学系の縦、横両方向のＭＴＦ及び光強度の測
定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学系評価装置を示す構成図、第２図は
第１図のスリット３に形成される投影像の説明図、第３
図は第１図のスリット５に形成される投影像の説明図、
第４図は通常のレンズによる像面形成説明図、第５図は
集合光学系レンズによる像面形成の説明図、第６図は投
影誤差発生の説明図、第７図は従来の集合光学系評価装
置を示す構成図、第８図及び第９図は本発明の一実施例
を示す斜視図、第１０図は本発明の他の実施例を示す斜
視図、第１１図は本発明の応用例を示す斜視図。 符号の説明 １・・・光源、２・・・コンデンサレンズ、９・・・受
光器、１０・・・演算回路、１１・・・表示部、１８・
・・拡散板、３１．３３・・・物体側スリット、３２．
３２ａ、３２ｂ・−・円板、４０−・・スリット、１０
０・・・集合光学系。 特許　出願人　富士ゼロックス株式会社代理人　弁理士
　松　原　伸　之 同　弁理士　村　木　消　司 同　弁理士　平　１）　忠　雄 同　弁理士　上　島　淳　− 同　弁理士　鈴　木　均 第４図 第５図 第６図 第１Ｏ図 第１Ｉ図 １゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光通過系路中に配設される評価対象の集合光学系と、所
   定間隔で透明部と不透明部とが交互に配設された格子を
   有して前記光学系の後段または前段に設けられる移動ス
   リットと、細い切り抜き溝が設けられて前記光学系の前
   段または後段に設けられる固定スリットとを備えて両ス
   リットによる綜像を重ね合せて光学的フーリエ変換が行
   なわれる集合光学系評価装置において、前記移動スリッ
   トが、円板の外縁部に放射状に伸びる格子によって形成
   され、該格子が該円板の回転中心軸の位置に応じて集合
   光学系の基準方向に対し直交する方向及び平行な方向に
   位置することを特徴とする集合光学系評価装置。