JP2004037410A

JP2004037410A - Modulation transfer function measuring device and modulation transfer function measuring method

Info

Publication number: JP2004037410A
Application number: JP2002198323A
Authority: JP
Inventors: Daisaku Abura; 油　大作
Original assignee: YUCALY OPTICAL LAB Inc; YUCALY OPTICAL LABORATORY Inc
Current assignee: YUCALY OPTICAL LAB Inc; YUCALY OPTICAL LABORATORY Inc
Priority date: 2002-07-08
Filing date: 2002-07-08
Publication date: 2004-02-05

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To measure a modulation transfer function of a lens under inspection, or to measure the modulation transfer function even in a bright room under an ordinary-temperature environment, based on a simple adjustment or a point image of the lens under inspection. <P>SOLUTION: An image formed by the lens 1 is imaged by a two-dimensional imaging member 3, displayed on a monitor and adjusted, and an MTF value is operated based on a two-dimensional intensity distribution after adjustment. The point image of the lens 1 is magnified to double or larger and imaged by the two-dimensional imaging member 3, and the MTF value is operated based on the two-dimensional intensity distribution. The MTF value is operated based on the intensity distribution determined by subtracting the two-dimensional intensity distribution not including light of a lamp 5 from the two-dimensional intensity distribution including the light of the lamp 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、結像レンズや結像ミラーなどの被検レンズあるいは被検ミラーの変調伝達関数（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を測定する変調伝達関数測定装置および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変調伝達関数測定装置（以下、ＭＴＦ測定装置と記載することもある。）には、可視光（白色光）を使用して可視光用のレンズのＭＴＦ値を測定するものや、赤外放射を使用して赤外用レンズのＭＴＦ値を測定するものなど、種々のものが存在している。図１０は、従来の赤外用のＭＴＦ測定装置の構成図である。
【０００３】
従来の赤外用のＭＴＦ測定装置は、赤外放射ランプ１０１から放射された赤外放射を光源遮蔽板１０２のスリット１０２ａを通して反射板１０３に当てる。反射板１０３で反射した赤外放射をコリメータミラー１０４に照射し、コリメータミラー１０４によって平行光として被検レンズ１０５へ照射する。平行光は、被検レンズ１０５を通過した後、焦点面において線像として結像する。線像の光は、リレーレンズ１０６を介して赤外検知器１０７に受光される。なお、焦点面には、平行光以外の光が赤外検知器１０７に入射されないように、スリット１０８ａが生成された検出部遮蔽板１０８が配置されている。リレーレンズ１０６は、このスリット１０８ａを大きくして機械的な走査を楽にするために使用されている。また、リレーレンズ１０６と赤外検知器１０７との間には、赤外放射の特定の波長のみを透過するフィルタ１０９が配置されている。
【０００４】
赤外検知器１０７は、受光光量に応じたレベル値を出力する。このレベル値は、ロックインアンプ１１０に入力される。ロックインアンプ１１０は、赤外放射ランプ１０１と光源遮蔽板１０２との間に設けられた光を遮断したり通過したりするチョッパー１１１からの同期信号が入力され、この同期信号であって光を通過したときの同期信号が入力されたときのレベル値をフィルタリングして、所定の波長帯域の信号成分のみを出力する。この信号成分は、対数増幅器１１２で増幅された後、ＡＤ変換器１１３でデジタル値に変換される。
【０００５】
計算機１１４は、コントローラ１１５を介して、ＸＹＺ微動テーブル１１６を制御する。ＸＹＺ微動テーブル１１６には、リレーレンズ１０６、検出部遮蔽板１０８および赤外検知器１０７がマウントされている。計算機１１４は、ＸＹＺ微動テーブル１１６を少しずつ動かすことで検出部遮蔽板１０８を平行移動させ、線像の強度分布としての複数のデジタル値をＡＤ変換器１１３から取得する。計算機１１４は、この線像の強度分布としての複数のデジタル値に基づいて、被検レンズ１０５のＭＴＦ値を演算し、必要に応じてこれを記録器１１７へ出力する。
【０００６】
従来の赤外用のＭＴＦ測定装置は、以上のように構成されているので、測定者の操作の下でＸＹＺ微動テーブル１１６を移動させることで、被検レンズ１０５の赤外放射によるＭＴＦ値を測定することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この従来の赤外用のＭＴＦ測定装置では、以下の問題がある。
【０００８】
第一に、赤外放射を使用しているので、被検レンズ１０５が結像する線像は、当然に、人が直接に目で確認することができない。したがって、被検レンズ１０５の設計上の焦点距離に基づいて、被検レンズ１０５、リレーレンズ１０６および赤外検知器１０７の相対位置を調整したとしても、設計値と実際の測定値とは異なることがおおいので、設計値に設定したとしても殆どの場合、赤外検知器１０７から像の強度分布のデータを得ることはできない。その結果、測定者は、線像の強度分布を測定する前に、殆ど必ず、検出部遮蔽板１０８を三次元的に微妙に移動させて、線像に対して正しくスリット１０８ａが平行移動できる位置を発見する作業が必要となる。この位置の調整作業は、非常に微妙で難しいものであるため、熟練した人であっても数時間単位の作業時間がかかる。また、スリット１０８ａの幅が狭ければ狭いほど、時間がかかる。そして、このように時間をかけて作業をしたとしても、その位置関係が被検レンズ１０５の最適な結像となっているかを正確に確認することもできない。
【０００９】
また、線像の強度データを得るまでの作業を効率化するために、従来の赤外用のＭＴＦ測定装置では、ピンホールではなく、スリット１０２ａ，１０８ａを用いている。そのため、被検レンズ１０５のアジマスを測定する場合には、たとえば、メリジオナル方向での線像の強度分布を測定した後に、スリット１０２ａや赤外放射ランプ１０１などを９０度回転させて新たな位置決めをして、サジッタル方向での線像の強度分布を測定しなければならず、非常に手間がかかる。
【００１０】
第一に、赤外放射は、全ての物から放射されている。特に、２０〜３０度の室温では、８〜１３ミクロンの１０ミクロン帯の波長の赤外放射が大量に放射される。また、赤外放射は、太陽からも放射されている。これに対して、赤外放射のＭＴＦ値は、この１０ミクロン帯や、３〜５ミクロン帯の赤外放射について測定する。したがって、この従来の赤外用のＭＴＦ測定装置は、低温に制御された暗室内に設置して、ＭＴＦ値の測定をしなければならなかった。
【００１１】
第二に、従来の赤外用のＭＴＦ測定装置では、リレーレンズ１０６および赤外検知器１０７を少しずつ動かしながら被検レンズ１０５の結像を赤外検知器１０７で受光する測定操作を繰り返すことで、線像の強度分布を得ている。したがって、１つの線像の強度分布を得るためには、複数の強度データを時間をかけて測定しなければならない。その結果、その測定期間の間にたとえば赤外放射ランプ１０１の温度が変動したりしてしまい、かならずしも再現性の良い線像の強度分布を得ることができない。
【００１２】
特に、スリット１０２ａを細くして空間周波数を上げれば上げるほど、リレーレンズ１０６を用いて線像の幅を拡大したとしても、赤外検知器１０７を微妙に移動させつつ、１点１点の強度データを測定しなければならくなる。その結果、測定に時間がかかってしまって、再現性が低下する。
【００１３】
本発明は、簡単な調整によって、被検レンズの変調伝達関数を測定することができる変調伝達関数測定装置および方法を得ることを目的とする。
【００１４】
本願の他の発明は、被検レンズの点像に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を測定することができる変調伝達関数測定装置および方法を得ることを目的とする。特に、ＣＣＤなどの二次元撮像部材のナイキスト周波数あるいはそれ以上の周波数の空間周波数であったとしても、再現性の良い変調伝達関数を得ることができる変調伝達関数測定装置および方法を得ることを目的とする。
【００１５】
本願の他の発明は、常温環境下の明るい部屋であっても、変調伝達関数を測定することができる変調伝達関数測定装置および方法を得ることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る変調伝達関数測定装置は、被検レンズあるいは被検ミラーに対して平行光を入射し、その被検レンズあるいは被検ミラーの結像に基づいて変調伝達関数を演算する変調伝達関数測定装置であって、光を放射する光源と、円形のピンホールあるいは長四角のスリットなどの光通し孔が形成される光源遮蔽版と、光通し孔を通過した光を平行光にするコリメータミラーあるいはコリメータレンズと、結像を拡大するリレーレンズと、リレーレンズによって拡大された結像を二次元の光の強度分布として撮像する二次元撮像部材と、結像を表示するモニタと、被検レンズ、リレーレンズおよび二次元撮像部材の相対位置を調整する調整手段と、調整手段による調整後の二次元の光の強度分布に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を演算する演算手段と、を備えるものである。
【００１７】
この構成を採用すれば、被検レンズの結像を拡大したものを二次元撮像部材で受光し、この二次元撮像部材が撮像した結像の二次元の光の強度分布をモニタに表示することができる。したがって、このモニタの表示で結像の状態を確認しつつ調整手段を用いて、簡単に二次元の光の強度分布を得ることができる。また、この二次元の光の強度分布に基づいて、簡単に、被検レンズの変調伝達関数を得ることができる。
【００１８】
本発明に係る変調伝達関数測定装置は、さらに、モニタは、二次元撮像部材から出力される二次元の光の強度分布から、光源の光が含まれない二次元の光の強度分布を減算したものを表示するものである。
【００１９】
この構成を採用すれば、常温環境下の明るい部屋において変調伝達関数を測定したとしても、結像をモニタに表示することができる。特に、従来では低温の暗室内でしか測定することができなかった赤外放射での変調伝達関数であったとしても、常温環境下の明るい部屋において結像をモニタに表示させて、変調伝達関数を測定することができる。
【００２０】
本発明に係る変調伝達関数測定装置は、さらに、リレーレンズは、結像を２倍以上、８倍以下の倍率で拡大するものである。
【００２１】
この構成を採用すれば、被検レンズの設計上の焦点距離に基づいてラフに位置調整をするだけで、リレーレンズにて拡大された結像をほぼ確実に二次元撮像部材の受光面で受光させることができる。つまり、ほぼ確実に結像をモニタに表示させることができる。その結果、モニタに結像が表示されなかった場合には、その結像を探し出すための余分な調整作業が必要となってしまうが、そのような作業が不要となり、モニタに結像を表示することによる、最良像点の探索のための作業効率の向上効果を損なってしまうことはない。
【００２２】
本発明に係る変調伝達関数測定装置は、さらに、光源および二次元撮像部材は赤外用のものであり、リレーレンズはゲルマニウム、シリコン、ジンクセレンなどの赤外放射を透過する材料を用いて形成したものであり、さらに、コリメータミラーを使用するものである。
【００２３】
この構成を採用すれば、被検レンズの赤外放射での変調伝達関数を得ることができる。特に、コリメータミラーを使用することで、赤外放射の波長が変わったとしても、同じ調整位置のままで結像の二次元の光の強度分布を撮像して波長毎の変調伝達関数を得ることができる。
【００２４】
本発明に係る変調伝達関数測定装置は、さらに、調整手段は、結像が二次元撮像部材の撮像画面の中心部分にくるように、被検レンズ、リレーレンズおよび二次元撮像部材の相対位置を調整するものである。
【００２５】
この構成を採用すれば、結像が二次元撮像部材の撮像画面の中心部分にきた状態、すなわち、二次元撮像部材の受光面に対して略垂直に光が入射した状態での良好な二次元の光の強度分布に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を得ることができる。つまり、変調伝達関数として良好な値を得ることができる。
【００２６】
本発明に係る変調伝達関数測定装置は、さらに、光源遮蔽板には、円形のピンホールが形成され、演算手段は、二次元撮像部材が撮像した１つの点像の二次元の光の強度分布に基づいて、メリジオナル方向でのＭＴＦ値およびサジッタル方向でのＭＴＦ値を演算するものである。
【００２７】
この構成を採用すれば、長四角のスリットを用いた場合には、メリジオナル方向でのＭＴＦ値およびサジッタル方向でのＭＴＦ値を、別々の強度分布に基づいて演算しなければならないが、１回の測定で効率よくアジマス測定が可能となる。
【００２８】
本願の他の発明に係る変調伝達関数測定装置は、被検レンズあるいは被検ミラーに対して平行光を入射し、その被検レンズあるいは被検ミラーの結像に基づいて変調伝達関数を演算する変調伝達関数測定装置であって、光を放射する光源と、円形のピンホールが形成される光源遮蔽版と、円形のピンホールを通過した光を平行光にするコリメータミラーあるいはコリメータレンズと、結像を２倍以上に拡大するリレーレンズと、リレーレンズによって拡大された結像を二次元の光の強度分布として撮像する二次元撮像部材と、二次元の光の強度分布に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を演算する演算手段と、を備えるものである。
【００２９】
この構成を採用すれば、被検レンズの結像は点像である。しかも、この点像を２倍以上に拡大したものを二次元撮像部材で受光する。つまり、２倍以上に拡大された点像強度分布に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を得ることができる。したがって、被検レンズの点像が一般的に二次元撮像部材の１つの受光素子よりも小さくなるにもかかわらず、確実に、その点像強度分布を複数の受光素子の受光レベル値として得ることができる。その結果、二次元撮像部材から出力される二次元の光の強度分布に基づいて変調伝達関数を確実に得ることができる。
【００３０】
しかも、このようにリレーレンズを用いて２倍以上に点像を拡大することで、二次元撮像部材のナイキスト周波数以上の空間周波数での変調伝達関数を得ることができ、しかも、変調伝達関数の再現性がよくなる。
【００３１】
本願の他の発明に係る変調伝達関数測定装置は、被検レンズあるいは被検ミラーに対して平行光を入射し、その被検レンズあるいは被検ミラーの結像に基づいて変調伝達関数を演算する変調伝達関数測定装置であって、光を放射する光源と、円形のピンホールが形成される光源遮蔽版と、円形のピンホールを通過した光を平行光にするコリメータミラーあるいはコリメータレンズと、結像をそのままあるいは拡大されたものを二次元の光の強度分布として撮像する二次元撮像部材と、光源の光を含む二次元の光の強度分布から光源の光を含まない二次元の光の強度分布を減算し、さらに、この減算結果の二次元の光の強度分布に基づいて被検レンズの変調伝達関数を演算する演算手段と、を備えるものである。
【００３２】
この構成を採用すれば、常温環境下の明るい部屋において変調伝達関数を測定することができる。特に、従来では低温の暗室内でしか測定することができなかった赤外放射での変調伝達関数であったとしても、常温環境下の明るい部屋において、変調伝達関数を測定することができる。
【００３３】
本発明に係る変調伝達関数測定方法は、被検レンズあるいは被検ミラーに対して平行光を入射し、その被検レンズあるいは被検ミラーの結像に基づいて変調伝達関数を演算する変調伝達関数測定方法であって、結像を二次元撮像部材で撮像してモニタに表示するとともに、被検レンズ、リレーレンズおよび二次元撮像部材の相対位置を調整し、その調整後に二次元撮像部材から出力される二次元の光の強度分布に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を演算するものである。
【００３４】
この方法を採用すれば、二次元撮像部材が撮像した結像の二次元の光の強度分布をモニタに表示することができる。したがって、このモニタの表示で結像の状態を確認しつつ調整手段を用いて、簡単に二次元の光の強度分布を得ることができる。また、この二次元の光の強度分布に基づいて、簡単に、被検レンズの変調伝達関数を得ることができる。
【００３５】
本発明に係る変調伝達関数測定方法は、被検レンズあるいは被検ミラーに対して平行光を入射し、その被検レンズあるいは被検ミラーによって得られる点像に基づいて変調伝達関数を演算する変調伝達関数測定方法であって、点像を２倍以上に拡大したものを二次元撮像部材で撮像し、二次元撮像部材から出力される点像の二次元の光の強度分布に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を演算するものである。
【００３６】
この方法を採用すれば、点像の二次元の光の強度分布を、二次元撮像部材の複数の受光素子の受光レベル値として得て、確実に変調伝達関数を得ることができる。しかも、このように２倍以上に点像を拡大することで、二次元撮像部材のナイキスト周波数以上の空間周波数での変調伝達関数を得ることができ、しかも、変調伝達関数の再現性がよくなる。
【００３７】
本発明に係る変調伝達関数測定方法は、被検レンズあるいは被検ミラーに対して、光源の光に基づく平行光を入射し、その被検レンズあるいは被検ミラーによって得られる結像に基づいて変調伝達関数を演算する変調伝達関数測定方法であって、結像を、二次元の光の強度分布として二次元撮像部材で撮像し、光源の光を含む二次元の光の強度分布から、光源の光を含まない二次元の光の強度分布を減算し、さらに、この減算結果の二次元の光の強度分布に基づいて被検レンズの変調伝達関数を演算するものである。
【００３８】
この方法を採用すれば、常温環境下の明るい部屋において変調伝達関数を測定することができる。特に、従来では低温の暗室内でしか測定することができなかった赤外放射での変調伝達関数であったとしても、常温環境下の明るい部屋において、変調伝達関数を測定することができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る変調伝達関数測定装置および方法を、図面に基づいて説明する。なお、変調伝達関数測定方法は、変調伝達関数測定装置の動作などとして説明する。
【００４０】
実施の形態１．
【００４１】
図１は、本発明の実施の形態１に係る赤外用の変調伝達関数測定装置を示す構成図である。
【００４２】
本実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置は、赤外放射を透過する結像レンズのＭＴＦ値を測定するものである。以下、この結像レンズを被検レンズ１と記載する。
【００４３】
なお、ＭＴＦ値は、レンズやミラーなどの光学部材の特性指標の一つであり、空間周波数に対するコントラストの減衰量の指標である。ＭＴＦ値が小さいほどコントラストは減衰し、ぼやけた実像が結像することになる。
【００４４】
また、赤外放射は、可視光、紫外放射、Ｘ線、ガンマ線などとともに、光の一種として考えられている。
【００４５】
この赤外用のＭＴＦ測定装置は、測定光学系として、平行な赤外放射の光束を被検レンズ１へ出力する光源光学系２と、被検レンズ１を透過した光を受光する二次元撮像部材としての赤外用ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）３と、被検レンズ１と赤外用ＣＣＤ３との間の光の経路に配設されるリレーレンズ４と、を備える。
【００４６】
光源光学系２は、赤外放射を放射する光源としての赤外放射ランプ５と、光通し孔としての円形のピンホール６が１つ形成される光源遮蔽板７と、焦点位置に配設された点光源（ピンホール６が相当）からの拡散光を平行な光へ変換するコリメータミラー８と、を備える。
【００４７】
そして、光源遮蔽板７は、コリメータミラー８と赤外放射ランプ５との間であって且つコリメータミラー８の焦点位置に、円形のピンホール６が設定されるように、配設する。なお、コリメータミラー８の反射面は、平行光の光軸と拡散光の光軸とが一致しないように一方向に偏った、所謂軸外し放物曲面に形成されている。これにより、コリメータミラー８から出力される平行光は、光源遮蔽板７によって遮蔽されてしまうことはない。
【００４８】
円形のピンホール６を介してコリメータミラー８に照射される赤外放射は、コリメータミラー８で反射されるとともに、平行光化される。この平行光は、被検レンズ１によって屈折されて、被検レンズ１の焦点面に点像として結像する。
【００４９】
リレーレンズ４は、赤外放射を透過するゲルマニウム、シリコン、ジンクセレンなどの材料で形成されたレンズである。ガラスで形成されたレンズは、赤外放射を透過させないので、赤外放射を用いたＭＴＦ測定には使用できない。このリレーレンズ４は、被検レンズ１によって結像した点像や線像を限りなく無収差に近い状態に収差補正するとともにその点像や線像を拡大するものである。
【００５０】
赤外用ＣＣＤ３は、その受光面３ａに、図示外の複数の受光素子がドットマトリックス状に配列されたものである。各受光素子は、受光した光量に応じた受光レベル値を出力する。これにより、赤外用ＣＣＤ３は、受光面３ａで受光する受光光の二次元の強度分布データを、複数の受光素子の受光レベル値の集合として、出力する。なお、各受光レベル値は、デジタルデータとして出力される。
【００５１】
なお、この赤外用のＭＴＦ測定装置には、リレーレンズ４が設置され、リレーレンズ４と被検レンズ１との距離を調整するためのレンズ調整機構９と、赤外用ＣＣＤ３が固定され、リレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３との距離を調整するＣＣＤ調整機構１０と、を備える。なお、これらレンズ調整機構９およびＣＣＤ調整機構１０は、調整手段となる。
【００５２】
そして、このレンズ調整機構９とＣＣＤ調整機構１０とを調整して、以下の条件１を満たすように、被検レンズ１とリレーレンズ４との距離およびリレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３との距離を調整する。
【００５３】
条件１．　リレーレンズ４は、被検レンズ１の焦点面に結像した点像を、２倍以上の倍率で拡大して、赤外用ＣＣＤ３の受光面３ａに結像させる。
【００５４】
この条件１を満たすように被検レンズ１とリレーレンズ４との距離およびリレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３との距離を調整することで、被検レンズ１の焦点面に結像した点像は、上記倍率にて拡大されて、赤外用ＣＣＤ３の受光面３ａにスポット光２１として受光される。
【００５５】
また、この赤外用ＣＣＤ３から出力される、受光光の二次元の強度分布データは、コンピュータ装置１１に入力される。
【００５６】
コンピュータ装置１１は、入出力ポート１２と、記憶部材１３と、中央処理装置（以下、ＣＰＵと記載する場合もある）１４と、メモリ１５と、これらを相互に接続するシステムバス１６と、を備える。
【００５７】
入出力ポート１２には、赤外用ＣＣＤ３から出力される受光光の二次元の強度分布データが入力されるとともに、モニタ１７やプリンタなどの出力デバイスと、キーボードやポインティングデバイスなどの入力デバイス１８が接続されている。
【００５８】
記憶部材１３には、ＭＴＦ測定プログラム１９と、入出力ポート１２から入力された受光光の二次元の強度分布データと、が記憶される。
【００５９】
ＭＴＦ測定プログラム１９は、入力デバイス１８による起動操作に基づいて中央処理装置１４に実行され、調整手段および演算手段としてのＭＴＦ測定手段を実現する。
【００６０】
このＭＴＦ測定手段は、入出力ポート１２に入力される受光光の二次元の強度分布データを記憶部材１３に記憶する。ＭＴＦ測定手段は、記憶部材１３に記憶されている受光光の二次元の強度分布データを用いて赤外放射の二次元の強度分布データを生成する。ＭＴＦ測定手段は、赤外放射の二次元の強度分布データをフーリエ変換してＭＴＦ値を求める。この赤外放射の二次元の強度分布データおよびＭＴＦ値は、記憶部材１３に記憶される。
【００６１】
なお、これら記憶部材１３に記憶されている赤外放射の二次元の強度分布データおよびＭＴＦ値は、ＭＴＦ測定手段によって、モニタ１７に表示され、プリンタにおいて紙面に印刷される。
【００６２】
次に、このような赤外用のＭＴＦ測定装置を用いて被検レンズ１のＭＴＦ値を測定する測定方法について説明する。
【００６３】
まず、赤外放射を透過する被検レンズ１を、コリメータミラー８とリレーレンズ４との間の所定の位置に配置する。また、被検レンズ１の設計上の焦点距離に基づいて、上記条件１を満たすように、リレーレンズ４と被検レンズ１との距離と、リレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３との距離とを調整する。
【００６４】
そして、赤外放射ランプ５を点灯させない状態で、ＭＴＦ測定プログラム１９を起動して最初の測定を行う。
【００６５】
このような赤外放射ランプ５からの赤外放射をカットした状態において赤外用ＣＣＤ３から出力される受光光の二次元の強度分布データは、入出力ポート１２に入力される。ＭＴＦ測定手段は、入出力ポート１２に入力された赤外放射の二次元の強度分布データを記憶部材１３に記憶する。
【００６６】
以下、このように赤外放射ランプ５からの赤外放射をカットした状態における赤外放射の二次元の強度分布データは、背景雑音の二次元の強度分布データとして記載する。なお、赤外放射ランプ５を点灯した状態で、その赤外放射ランプ５の前にシャッタを配置し、赤外放射ランプ５の光が赤外用ＣＣＤ３に検知されないように構成してもよい。
【００６７】
図２に、図１に示す赤外用のＭＴＦ測定装置で撮像された、背景雑音の二次元の強度分布の一例を示す。この背景雑音の二次元の強度分布データは、常温環境下の明るい部屋で撮像されたものである。この赤外放射の二次元の強度分布データには、室温常温環境下において物体などから放射される、１０ミクロン帯の赤外放射が多量に含まれている。
【００６８】
次に、赤外放射ランプ５を点灯するか、先に示したシャッタをあける。この結果、円形のピンホール６から赤外放射ランプ５の赤外放射が出力される。この状態で、測定を行う。この場合、被検レンズ１で得られる点像をリレーレンズ４によって２倍以上に拡大して赤外用ＣＣＤ３の受光面３ａに結像させる。これにより、赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データが、記憶部材１３に記憶される。
【００６９】
ＭＴＦ測定手段は、記憶部材１３に記憶されている受光光の二次元の強度分布データから、背景雑音の二次元の強度分布データを減算する。これにより、赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データが得られる。この赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データは、記憶部材１３に記憶される。
【００７０】
図３に、以上の処理によって生成された、赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データの一例を示す。図３では、円形のピンホール６を介してコリメータミラー８から出力された平行光に基づいて被検レンズ１の焦点距離に結像する点像は、リレーレンズ４によって２倍に拡大されたスポット光２１として、赤外用ＣＣＤ３の画面２２内に撮像されている。
【００７１】
また、ＭＴＦ測定手段は、背景雑音が取り除かれた赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データをフーリエ変換する。このフーリエ変換によって算出されるＭＴＦ値は、検査対象である被検レンズ１のＭＴＦ値と、赤外用のＭＴＦ測定装置（具体的にはリレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３）のＭＴＦ値とが乗算されている、全体のＭＴＦ値である。
【００７２】
したがって、ＭＴＦ測定手段は、赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データをフーリエ変換して得られたＭＴＦ値を、赤外用のＭＴＦ測定装置のＭＴＦ値で除算し、検査対象である被検レンズ１のＭＴＦ値を求める。この被検レンズ１のＭＴＦ値は、記憶部材１３に記憶され、必要に応じてモニタ１７やプリンタへ出力される。
【００７３】
ところで、赤外用のＭＴＦ測定装置のＭＴＦ値は、予めＭＴＦ値がわかっている被検レンズ１を用いて上述する測定を行い、その測定で得られた全体でのＭＴＦ値を、予め解っている上記被検レンズ１のＭＴＦ値で除算することで、得ることができる。また、上記赤外用のＭＴＦ測定装置では、リレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３とがＭＴＦ値を有する。したがって、このリレーレンズ４単体のＭＴＦ値と、赤外用ＣＣＤ３単体のＭＴＦ値とを予め測定し、これらを乗算した値を、赤外用のＭＴＦ測定装置のＭＴＦ値として利用することもできる。なお、これらの赤外用のＭＴＦ測定装置のＭＴＦ値は、被検レンズ１の測定に先立って記憶部材１３に記憶され、ＭＴＦ測定手段は記憶部材１３からこれを読み出して演算に利用する。
【００７４】
また、この実施の形態１では、円形のピンホール６から出射されコリメータミラー８で平行化された平行光を用いるとともに、それに基づくスポット光２１（点像）の全体が、二次元の強度分布データとして撮像される。つまり、点像強度分布のデータを得ることができる。
【００７５】
その結果、１回の測定結果を利用して、ＭＴＦ演算手段は、メリジオナル方向でのＭＴＦ値およびサジッタル方向でのＭＴＦ値を演算することができる（アジマス測定）。さらに、ＭＴＦ演算手段は、この１回の測定結果を利用して、その他の任意の方向でのＭＴＦ値を演算することができる。メリジオナル方向とサジッタル方向とは互いに９０度ずれた方向なので、従来の赤外用のＭＴＦ測定装置を用いてそれらの両方を測定する場合には、一方の方向の線像強度分布を測定した後に、長四角のスリットや赤外放射ランプ５などを９０度回転させて新たに位置決めをして、他方の方向の線像強度分布を測定しなければならなかったが、この実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置を用いれば、それらの回転作業が不要となる。
【００７６】
また、従来の赤外用のＭＴＦ装置では、長四角のスリット１０２ａや赤外放射ランプ１０１が正しく９０度回転できなかった場合には、メリジオナル方向でのＭＴＦ値にサジッタル方向でのＭＴＦ値の成分が含まれてしまったり、サジッタル方向でのＭＴＦ値にメリジオナル方向でのＭＴＦ値の成分が含まれてしまったりして、良好なＭＴＦ値を得ることができない。しかし、この実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置では、赤外用ＣＣＤ３内の、複数の受光素子がその製造工程において正確に正方マトリックス状（直交格子状）に配列されているので、メリジオナル方向でのＭＴＦ値と、サジッタル方向でのＭＴＦ値ととして、互いに独立した良好な値を得ることができる。
【００７７】
以上の測定方法では、被検レンズ１の設計上の焦点距離に基づいてリレーレンズ４の位置と、赤外用ＣＣＤ３の位置とを、ラフに調整している。そのため、図３に示すように、スポット光２１が、赤外用ＣＣＤ３の撮像画像の中央にくる可能性は非常に低い。また、スポット光２１の径が最小である可能性も非常に低い。
【００７８】
しかしながら、この実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置では、直接目視することはできない赤外放射のスポット光２１がモニタ１７に表示される。そのため、モニタ１７を見ながら、リレーレンズ４の位置と、赤外用ＣＣＤ３の位置とを微調整して、図４に示すように、赤外用ＣＣＤ３の画像中央に、径が最小である最良のスポット光２１を得ることができる。なお、図４での拡大率は２倍である。
【００７９】
このように、赤外用ＣＣＤ３の画像中央に、径が最小である最良のスポット光２１を得られた状態では、スポット光２１は、受光面３ａに対して垂直な方向から入射していることになる。したがって、より良好な赤外放射の点像強度分布と、より良好なＭＴＦ値とを得ることができる。
【００８０】
このように被検レンズ１の設計上の焦点距離に基づいてリレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の位置を調整した後に、モニタ１７に表示された赤外放射のスポット光２１を用いてリレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の位置を微調整する場合、上記倍率としては１倍以上８倍以下、好ましくは２倍以上４倍以下の倍率を選択するとよい。図５は、倍率を８倍にした場合のスポット光２１である。
【００８１】
このように８倍以下、好ましくは４倍以下の倍率を選択することで、被検レンズ１の設計上の焦点距離に基づいてリレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の位置をラフに調整した状態で、一般的な赤外用ＣＣＤ３の受光面３ａのサイズにおいて、ほぼ確実に、その撮像画面２２内にスポット光２１を受光させることができる。８倍よりも大きな倍率を選択した場合には、赤外用ＣＣＤ３の受光面３ａ外にスポット光２１が当たってしまう可能性が高くなる。受光面３ａ外にスポット光２１が当たってしまうと、画面２２にスポット光２１が表示されないので、スポット光２１を探し出すための余分な調整作業が必要となってしまう。その結果、モニタ１７にスポット光２１を表示させることによる、最良像点の探索のための作業効率の向上効果が減殺されてしまうことになる。
【００８２】
なお、上記倍率は、上記条件１に拘らず、１倍よりも大きな倍率、好ましくは上記条件１のように２倍以上、さらに好ましくは３倍以上を選択するとよい。また、２倍以下の倍率の場合、像の強度分布の広がりが不十分となり統計効果が十分活かされない。
【００８３】
一般的に、レンズの焦点面において形成される点像の直径は、非常に小さい。被検レンズ１の焦点面に形成される点像を小さくすることで、より良好なＭＴＦ値が得られる。このため、被検レンズ１の点像は、赤外用ＣＣＤ３の１つの受光素子よりも小さいくすることがありえる。そのため、少なくとも１倍よりも大きな倍率にて焦点面の点像を拡大したスポット光２１を、赤外用ＣＣＤ３の受光面３ａに入射するとよい。これにより、スポット光２１を複数の受光素子で受光することができる。その結果、スポット光２１の強度分布情報を、複数の受光素子の受光レベル値として得ることができ、この複数の受光レベル値に基づいてＭＴＦ値を演算することができる。
【００８４】
赤外用ＣＣＤ３は、可視光用のＣＣＤと同様に、受光面３ａに複数の受光素子がドットマトリックス状に配列されている。したがって、赤外用ＣＣＤ３によって得られる（検出できる）赤外用ＣＣＤ３の受光素子の配列間隔から得られる赤外用ＣＣＤ３のナイキスト周波数が限界であり、それ以上の空間分解能を得ることはできない。
【００８５】
また、隣接する２つの受光素子の間には、互いが独立したドットとなるように物理的な間隔が必要である。各受光素子が受光レベル値を出力するために、隣接する２つの受光素子の間には、その受光レベル値を出力するための信号線などを配設する必要がある。つまり、受光素子と受光素子との間には必ず、光を受光しない部分が存在する。したがって、スポット光２１の径が小さい場合には、受光面３ａ上のスポット光２１の位置がほんの僅かずれるだけで、各受光素子の受光光量が大きく変動してしまう。その結果、画像の中央部分にスポット光２１が位置するように位置を同じように調整したとしても、複数の受光素子にて量子化された受光レベル値から得られる点像強度分布の傾斜部分の角度や、点像強度分布の広がり具合が異なってきてしまう。つまり、点像強度分布の再現性が非常に悪い。そのため、ナイキスト周波数の半分の空間周波数であったとしても、実際には、再現性の良い満足できるＭＴＦ値を得ることができない。
【００８６】
そのため、ナイキスト周波数までのＭＴＦ値を得ようとすれば、拡大率は、２倍以上にするとよい。これにより、複数の受光素子の受光レベル値として得られる、点像強度分布の傾斜部分の角度や広がり具合の再現性が改善され、ナイキスト周波数であったとしても、再現性の良い安定したＭＴＦ値を測定することができる。特に、４倍以上とすることで、ＭＴＦ値としては、ナイキスト周波数であったとしても、十分な再現性を確保することができる。
【００８７】
このように、点像をリレーレンズ４で拡大し、その点像を拡大したスポット光２１を赤外用ＣＣＤ３で受光することで、実質的に赤外用ＣＣＤ３のナイキスト周波数よりも高い空間周波数のＭＴＦ値を測定することが可能である。
【００８８】
さらに、赤外放射の二次元の強度分布データには、実際には、スポット光２１以外にも、上記減算処理で除去しきれなかった雑音成分が残ってしまう。そして、ＭＴＦ演算手段が、画像２２内の極大値探索処理によって自動的にスポット光２１が撮像されている画素の範囲を判定し、その判定範囲についてフーリエ変換処理を行う場合において、リレーレンズ４で点像を２倍以上に拡大しなかった場合には、雑音成分を誤って極大値として判断してしまうことがある。しかしながら、このように点像を２倍以上に拡大すると、ＭＴＦ測定手段は、画像２２内の極大値探索処理において雑音成分とスポット光２１とを確実に区別することができ、極大値探索処理によって確実にスポット光２１のＭＴＦ値を演算することができる。
【００８９】
以上のように、この実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置は、室内のような常温環境下の明るい部屋において、赤外放射に対する被検レンズ１のＭＴＦ値を測定することができる。
【００９０】
特に、この実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置では、赤外用ＣＣＤ３でスポット光２１（倍率が１倍である場合には点像そのもの）を受光し、測定された点像強度分布をモニタ１７に表示しているので、このモニタ１７を見ながら作業者は、スポット光２１の最良像点を探索することができる。しかも、円形のピンホール６から出射された赤外放射を用いて点像強度分布を得るようにしているので、スリット１０８ａを線像に対して完全に平行となるようにする調整作業が不要となる。しかも、一つの点像強度分布から、メリジオナル方向でのＭＴＦ値と、サジッタル方向でのＭＴＦ値とを得ることができる。これは、ソフトウェア的に各方向でのスキャンをするようにすれば、達成できる。これによって、被検レンズ１のアジマスを、非常に簡単な作業で測定することができる。
【００９１】
これらの結果、この実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置を使用することで、作業性が格段に効率化される。従来の赤外用のＭＴＦ測定装置では半日から一日かかっていた調整作業がわずかな時間で行え、測定作業も、従来の半分以下の時間で完了できるようになる。
【００９２】
この実施の形態１は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【００９３】
たとえば、上記実施の形態１では、最初に背景雑音の二次元の強度分布データを測定し、次に赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データを測定し、後者のデータから前者のデータを減算することで、赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データを得ている。
【００９４】
他にもたとえば、赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データを測定した後に、もう一度、背景雑音の二次元の強度分布データを測定し、この前者のデータから後者のデータを減算することでも、赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データを測定することができる。また、二度の背景雑音の二次元の強度分布データを平均化し、その平均化した値を赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データから減算するようにしてもよい。
【００９５】
最初の背景雑音の二次元の強度分布データの測定から、赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データを測定までの間には、リレーレンズ４や赤外用ＣＣＤ３を微調整する調整作業工程が含まれる場合が多い。そのため、実施の形態１の場合には、これらの測定間隔が長くなってしまい、２つの測定の間に背景雑音の状態が大きく変化してしまうこともありえる。しかしながら、まず赤外放射ランプ５による二次元の強度分布データを得て、次に背景雑音のデータを得るこの変形例の場合には、２つの測定の間の時間を短く維持し、背景雑音の状態が大きく変化してしまうことは非常に少ない。したがって、この変形例では、実施の形態１の場合に比べて、より良好な赤外放射ランプ５の赤外放射のみによる二次元の強度分布データと、より良好なＭＴＦ値とを安定して得ることができる。
【００９６】
上記実施の形態１では、光源遮蔽板７に円形のピンホール６を形成し、点像強度分布に基づいてＭＴＦ値を求めている。しかしながら、メリジオナル方向でのＭＴＦ値およびサジッタル方向のＭＴＦ値の中の一方のみしか測定する必要が無い場合や、方向に関しての精度を要求されない場合には、光源遮蔽板７に従来のような長四角のスリットを形成してもよい。
【００９７】
上記実施の形態１は、被検レンズ１のＭＴＦ値を測定するものであったが、被検ミラーなどを測定するものであってもよい。また、上記実施の形態１では、被検レンズ１に平行光を入射したときのＭＴＦ値を測定しているが、平行光以外の光を被検レンズ１に入射して測定してもよい。
【００９８】
上記実施の形態１では、平行光を検査対象である被検レンズ１の主平面に対して垂直に入射して、被検レンズ１の光軸から赤外放射を入射した場合のＭＴＦ値を測定している。他にもたとえば、図６に示すように、平行光の光軸に対して被検レンズ１の光軸を斜めに設定し、その設定状態で被検レンズ１の焦点面に形成する点像の光をリレーレンズ４を介して赤外用ＣＣＤ３で受光してもよい。これにより、被検レンズ１の軸外（すなわち被検レンズ１の中心のまわりの部分（周囲部分））のＭＴＦ値を測定することができる。なお、平行光の光軸と、被検レンズ１の光軸との角度θが小さいときには、ｓｉｎθ＝θとみなすことができるので、リレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の光軸と、平行光の光軸とが平行となるように、リレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３を平行移動させるだけでも、軸外のＭＴＦ値を測定することができる。
【００９９】
図７および図８は、実施の形態１を具体化したＭＴＦ測定装置であって図６に示す測定も可能としたＭＴＦ測定装置を示す図である。図７は、被検レンズ１の光軸部分および軸外のＭＴＦ値を測定することができる赤外用のＭＴＦ測定装置の平面図である。図８は、図７に示す赤外用のＭＴＦ測定装置の側面図である。
【０１００】
なお、図７の平面図において、平行光の光軸に沿った方向をＸ軸方向とし、これと垂直な方向をＹ方向（図７で上下方向）とする。また、図８の側面図において、平行光の光軸と垂直な方向をＺ軸（図７の紙面に垂直な方向）とする。
【０１０１】
この赤外用のＭＴＦ測定装置では、コリメータミラー８は、テーブル３１の一端に固定されるコリメータユニット３２にマウントされる。
【０１０２】
リレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３は、撮像部材４１として一体化する。撮像部材４１は、カメラユニット３３のカメラステージ４２にマウントされる。カメラステージ４２は、カメラ直動機構４３を介して、副回転ステージ４４にマウントされる。カメラ直動機構４３は、副回転ステージ４４上でカメラステージ４２を、リレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の光軸と平行に移動する。
【０１０３】
副回転ステージ４４は、副回転機構４５を介して、平行移動ステージ４６にマウントされる。副回転機構４５は、平行移動ステージ４６上で副回転ステージ４４を回転移動する。平行移動ステージ４６は、２つのステージ直動機構４７，４８を介して主回転ステージ４９にマウントされる。２つのステージ直動機構４７，４８は、協働して、主回転ステージ４９上で平行移動ステージ４６を横方向および前後方向に移動する。
【０１０４】
主回転ステージ４９は、主回転機構５０を介して、カメラユニット３３の固定台５１にマウントされる。固定台５１は、テーブル３１の他端に固定される。主回転機構５０は、固定台５１上で、主点回点ステージ４９を回転移動する。
【０１０５】
また、主回転ステージ４９には、被検レンズ１をマウントするための被検レンズマウンタ６１がマウントされている。この被検レンズマウンタ６１は、被検レンズ１の高さを調整する高さ調整機構６２と、被検レンズ１とカメラユニット３３との距離を調整する距離調整機構６３と、を備える。
【０１０６】
なお、以上のカメラステージ４２から固定台５１までと、高さ調整機構６２および距離調整機構６３は、調整手段となる。
【０１０７】
そして、図７および図８に示すように、被検レンズマウンタ６１を最も撮像部材４１に近づけた状態で、主回転機構５０の回転中心は、少なくとも被検レンズマウンタ６１と重なる。また、副回転機構４５は、主回転機構５０と同じ曲率で、副回転ステージ４４を回転する。
【０１０８】
赤外放射ランプ５は、テーブル３１に載置されるとともに、コリメータユニット３２とカメラユニット３３との間に配置されるランプユニット３４にマウントされる。光源遮蔽板７は、円形のピンホールホルダ７１によってランプユニット３４にマウントされる。円形のピンホールホルダ７１は、赤外放射ランプ５の所定の放射方向に対して垂直な面内で、光源遮蔽板７に形成された円形のピンホール６の位置を調整するものである。
【０１０９】
また、このランプユニット３４には、Ｚ軸に沿って互いに向き合って配設された２つの平面ミラー７２，７３がマウントされている。各平面ミラー７２，７３の高さおよび角度は、それぞれのミラー調整機構７４，７５で調整することができる。
【０１１０】
なお、ランプユニット３４やカメラユニット３３には、その両端あるいは四隅にハンドル８１が設けられている。このハンドル８１をもってユニット３３，３４を持ち上げることで、それぞれのユニット３３，３４を他のユニットと交換することができる。
【０１１１】
そして、この赤外用のＭＴＦ測定装置では、図７に示すように、コリメータミラー８からの平行光の中心となる光軸に、主回転機構５０の回転中心と、副回転機構４５の回転中心とが、位置するように、コリメータユニット３２とカメラユニット３３との相対位置を位置決めする。これにより、平行光の光軸と、撮像部材４１の光軸とを一致させることができる。なお、この位置決めの際に、カメラ直動機構４３、副回転機構４５、２つのステージ直動機構４７，４８、主回転機構５０を操作して微調整を行ってもよい。
【０１１２】
また、被検レンズ１の光軸が平行光の光軸と一致するように、高さ調整機構６２を操作して、被検レンズマウンタ６１の高さを決める。被検レンズ１の焦点距離に基づいて、距離調整機構６３を操作して、被検レンズ１とカメラユニット３３との距離を調整する。
【０１１３】
次に、この赤外用のＭＴＦ測定装置では、赤外放射ランプ５と円形のピンホール６とを結ぶ直線が、平行光の光軸を含むＸ−Ｚ平面とほぼ垂直となるようにランプユニット３４を位置決めする。Ｚ軸方向において下側となる平面ミラー７２は、円形のピンホール６から出力される赤外放射をＺ軸の上方向に反射するように、Ｘ−Ｙ平面に対して且つＹ軸に対して４５度の角度に設定する。Ｚ軸において上側となる平面ミラー７３は、Ｚ軸下側からの赤外放射をコリメータミラー８方向へ反射するように、Ｘ−Ｙ平面に対して且つＸ軸に対して４５度よりも少し大きな角度に設定する。
【０１１４】
以上の調整によって、赤外放射ランプ５から放射された赤外放射は、円形のピンホール６および２つの平面ミラー７２，７３を介してコリメータミラー８に入射する。コリメータミラー８は、この赤外放射に基づいて平行光を出力する。平行光は、被検レンズ１で点像に結像された後、撮像部材４１中のリレーレンズ４にて拡大され、スポット光２１として撮像部材４１中の赤外用ＣＣＤ３に受光される。これにより、被検レンズ１の光軸でのＭＴＦ値を測定することができる。
【０１１５】
また、主回転機構５０を操作して、平行光の被検レンズ１への入射角度を設定するとともに、その入射角度での焦点面の位置と向きに基づいて、カメラ直動機構４３、副回転機構４５、２つのステージ直動機構４７，４８を操作して撮像部材４１を設定することで、被検レンズ１の軸外のＭＴＦ値を測定することができる。なお、２つのステージ直動機構４７，４８にて、撮像部材４１の位置を光軸に対して平行にずらす調整をすることができるので、カメラ直動機構４３が無くても、被検レンズ１の軸外のＭＴＦ値を測定することができる。
【０１１６】
上記実施の形態１（以下、図１から図８に示すＭＴＦ装置を指す）では、平行光を被検レンズ１の全面に入射し、これにより被検レンズ１全体としてのＭＴＦ値を測定している。他にもたとえば、図７および図８に示す赤外用のＭＴＦ測定装置において、平行光の光路上に、被検レンズ１よりも小さなサイズの貫通孔が形成された遮蔽板を配設し、これにより被検レンズ１の一部にのみ平行光を入射させてもよい。これにより、被検レンズ１の部分的なＭＴＦ値を測定することができる。
【０１１７】
上記実施の形態１では、１つの赤外放射ランプ５が、所定の略単一の波長の赤外放射を放射する場合として説明をしている。しかしながら、実際の赤外放射ランプ５は、熱源であるため、殆ど全ての波長域の赤外放射を放射する。そのため、実際には、所定の波長のみを透過するフィルタを赤外用ＣＣＤ３の前に配設する必要がある。また、互いに透過波長帯域が異なる複数のフィルタを入替えて配設することで、複数の波長の赤外放射に対する複数のＭＴＦ値を測定することができる。
【０１１８】
上記実施の形態１では、被検レンズ１の赤外放射帯域の波長におけるＭＴＦ値を測定しているが、実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置は、他の光のＭＴＦ値を測定することもできる。たとえば、赤外放射ランプ５および赤外用ＣＣＤ３を、可視光ランプと可視光用ＣＣＤとに置き換えるだけで、被検レンズ１の可視光におけるＭＴＦ値を測定することができる。なお、可視光用ＣＣＤは、一般的には広帯域な特性を有するので、可視光用ＣＣＤを使用する場合にもその前に色フィルタを配設するとよい。また、ガラスは可視光を透過することができるので、可視光を測定する場合には、ガラスを用いたリレーレンズ４を使用することができる。
【０１１９】
上記実施の形態１では、光源光学系２として、コリメータミラー８を使用しているが、その替わりにコリメータレンズを使用しても良い。ただし、屈折系の光学素子であるレンズは、波長によって焦点距離が微妙に異なる。したがって、複数の波長でのＭＴＦ値を測定する場合には、コリメータレンズよりもコリメータミラー８を使用した方が作業性がよい。また、ガラスは赤外放射を透過しないので、赤外放射を使用する場合には、コリメータミラー８か、ゲルマニウム、シリコン、ジンクセレンなどの赤外放射を透過する材料で形成したコリメータレンズを使用することになる。
【０１２０】
さらに、上記実施の形態１では、リレーレンズ４や赤外用ＣＣＤ３の位置決めを、測定者が手作業にて行う場合を説明している。他にもたとえば、これらリレーレンズ４や赤外用ＣＣＤ３の位置決めを、ＭＴＦ測定手段の制御として自動化してもよい。ＭＴＦ測定手段が出力する位置決め制御信号は、入出力ポート１２を介して、リレーレンズ４や赤外用ＣＣＤ３のコントローラへ入力すればよい。
【０１２１】
図９は、リレーレンズ４や赤外用ＣＣＤ３の位置決め処理を自動化する場合のＭＴＦ測定処理を示すフローチャートである。
【０１２２】
ＭＴＦ測定手段は、起動されると、検査対象である被検レンズ１の設計上の焦点距離を入力するための入力画面をモニタ１７に表示させるとともに、この画面表示に応じてキーボードから入力された数値を記憶部材１３に記憶する（ＳＴ１）。なお、このステップＳＴ１は、被検レンズ１が決定した段階で予め入力しておいてもよい。
【０１２３】
ＭＴＦ測定手段は、次に、予め記憶部材１３に記憶させてあるリレーレンズ４の焦点距離と、上記被検レンズ１の設計上の焦点距離とに基づいて、点像を二倍に拡大するように、被検レンズ１とリレーレンズ４との距離を計算し、リレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３との距離を計算する（ＳＴ２）。これらの計算結果は記憶部材１３に記憶された後、入出力ポート１２を介して位置決め制御信号としてコントローラへ出力される。コントローラは、上記距離となるように、リレーレンズ４の位置と赤外用ＣＣＤ３の位置とを制御する（ＳＴ３）。
【０１２４】
ＭＴＦ測定手段は、平行光を被検レンズ１に入射させない状態で、背景雑音の二次元の強度分布を測定し、そのデータを記憶部材１３に記憶する（ＳＴ４）。次に、ＭＴＦ測定手段は、平行光を被検レンズ１に入射させた状態（ＳＴ５）で、赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布を測定し、そのデータを記憶部材１３に記憶する（ＳＴ６）。
【０１２５】
そして、ＭＴＦ測定手段は、赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布から、背景雑音の二次元の強度分布を減算した後、極大値探索処理によって、画像内のスポット光２１を特定する（ＳＴ７）。このステップＳＴ７の前にステップＳＴ４と同じステップを実行し、減算処理をするようにしてもよい。また、ＭＴＦ測定手段は、スポット光２１の中心を特定し、そのスポット光２１の中心が画像２２の中心からどの位ずれているのかを判断する（ＳＴ８）。
【０１２６】
スポット光２１の中心が画像２２の中心から画像サイズの１／４以上ずれている場合には、ＭＴＦ測定手段は、スポット光２１が画像２２の中心となる角度を計算し、その角度を位置決め制御信号としてコントローラへ出力する。コントローラは、上記角度となるように、リレーレンズ４の位置と赤外用ＣＣＤ３の位置とを制御する（ＳＴ９）。
【０１２７】
ＭＴＦ測定手段は、再度、背景雑音の二次元の強度分布および赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布を測定し（ＳＴ４〜ＳＴ６）、これに基づいてスポット光２１の中心の画像２２の中心からのずれを判定する（ＳＴ７、ＳＴ８）。この角度調整処理（ＳＴ９〜ＳＴ８）は、少なくとも、スポット光２１の中心が、画像２２の中心から、画像サイズの１／４以内の範囲に入るまで繰り返される。
【０１２８】
スポット光２１の中心の画像２２の中心からのずれが画像サイズの１／４以内になると、ＭＴＦ測定手段は、スポット光２１の画像２２内の縦横のサイズが共に画像サイズの半分以下か否かを確認した上で（ＳＴ１０）、共に半分以下であると（ＳＴ１０でＮｏ）倍率を４倍（＝２倍×２）にあげる（ＳＴ１１）。具体的には、ステップＳＴ２に戻り、ＭＴＦ測定手段は、記憶部材１３に記憶されているリレーレンズ４の焦点距離と、被検レンズ１の設計上の焦点距離とに基づいて、点像を４倍に拡大するように、被検レンズ１とリレーレンズ４との距離を計算し、リレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３との距離を計算する（ＳＴ２）。これらの計算結果は、位置決め制御信号としてコントローラへ出力される。コントローラは、上記距離となるように、リレーレンズ４の位置と赤外用ＣＣＤ３の位置とを制御する（ＳＴ３）。
【０１２９】
ＭＴＦ測定手段は、２倍の倍率のときと同様に、スポット光２１の中心が画像２２の中心からずれている量が画像サイズの１／４以内の範囲になるまで角度を調整する（ＳＴ４〜ＳＴ９）。
【０１３０】
スポット光２１の中心が画像２２の中心からずれている量が、画像サイズの１／４以内になると、ＭＴＦ測定手段は、スポット光２１の画像２２内の縦横のサイズが共に画像サイズの半分以下であることを確認した上で、さらに倍率を８倍（４倍×２）に上げる。そして、ＭＴＦ測定手段は、４倍の倍率のときと同様に、スポット光２１の中心が画像２２の中心からずれている量が画像サイズの１／４以内の範囲になるまで角度を調整する（ＳＴ４〜ＳＴ９）。
【０１３１】
これに対して、スポット光２１の画像２２内のサイズが画像サイズの半分よりも大きくなった場合には、ＭＴＦ制御手段は、スポット光２１の中心と画像２２の中心とが重なる角度を計算する。この角度は、位置決め制御信号としてコントローラへ出力される。コントローラは、この角度となるように、リレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の位置を制御する（ＳＴ１２）。なお、スポット光２１のサイズが画像サイズよりもはみ出る場合は、はみ出しが生じなくなるようになるまで、縦横の７０％の縮小を繰り返す。
【０１３２】
スポット光２１の画像２２内の縦横のサイズが共に画像サイズの半分よりも大きく、画面２２内に収まる大きさとなり、且つ、スポット光２１の中心が画像２２の中心と重なったら、ＭＴＦ制御手段は、背景雑音の二次元の強度分布データおよび赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データを測定し、その測定結果に基づいてＭＴＦ値を演算する。なお、スポット光２１の中心と、画像２２の中心とは、厳密に一致していなくてもよい（ＳＴ１３）。
【０１３３】
このようなフローチャートであれば、スポット光２１が常に画像２２内となるように、リレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の位置を調整することができる。また、最終的には、画像２２内に納まると共に縦横のサイズが共に画像２２の半分以上となるサイズのスポット光２１に基づいてＭＴＦ値を演算することとなるので、点像強度分布の傾斜部分のデータ量が多くなる。その結果、精度の高いＭＴＦ値を演算することができる。
【０１３４】
なお、このフローチャートでは、最初の倍率を２倍としているが、最初の倍率は４倍であってもよい。また、最初の倍率として、１．５倍などを選択してもよい。最初の倍率が１．５倍である場合には、倍率は、１．５倍、３倍、６倍といったふうに変化させればよい。また、倍率が２倍のときに、スポット光２１の中心のずれの判定を、画像サイズの１／８以内の範囲であるか否かで判断し、１／８以内のときに、次の倍率を８倍まで上げたとしても、画像２２内にスポット光２１を捉え、ＭＴＦ値を演算することができる。
【０１３５】
このフローチャートでは、平行光を被検レンズ１に垂直に入射する場合を説明しているが、平行光を被検レンズ１に対して斜めに入射する場合であっても、同様な処理手順で、リレーレンズ４や赤外用ＣＣＤ３の位置決め処理を自動化することができる。ただし、ＭＴＦ測定手段は、被検レンズ１の設計上の焦点距離に基づいて最初の位置決めを計算するときに、距離だけでなく、被検レンズ１とリレーレンズ４との角度およびリレーレンズ４と赤外用ＣＣＤ３との角度をも演算する必要があり、且つ、コントローラはこの角度となるように制御する必要がある。
【０１３６】
さらに、このフローチャートでは、スポット光２１が画像２２内に納まり、その中心が画像２２の中心と略一致し、且つ、スポット光２１のサイズが画像２２のサイズの半分以上となったときに、ＭＴＦ制御手段は、背景雑音の二次元の強度分布データおよび赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データを測定し、それらの測定結果に基づいてＭＴＦ値を演算している。しかしながら、上記のフローチャートに従ってリレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の位置を制御したとしても、厳密にその位置が本当の点像の強度分布であるとはかぎらない。リレーレンズ４や赤外用ＣＣＤ３の位置が、微妙にずれている可能性が残る。
【０１３７】
そのため、たとえば、スポット光２１が画像２２に納まり、その中心が画像２２の略中心となり、且つ、スポット光２１の縦横のサイズが共に画像２２のサイズの半分以上となった後に、リレーレンズ４および赤外用ＣＣＤ３の位置を微妙に前後させて、複数の位置で、背景雑音の二次元の強度分布データおよび赤外放射ランプ５の赤外放射を含んだ受光光の二次元の強度分布データを測定し、その中でスポット光２１の径が最小である画像２２を用いて最終的なＭＴＦ値を演算するとよい。これにより、より良好なＭＴＦ値を得ることができる。なお、これらの画像２２の選択処理は、モニタ１７にこれらの画像２２をマルチに表示させ、測定者に選択させるようにしてもよい。あるいは、それら全ての画像２２についてＭＴＦ値を演算し、最もＭＴＦ値が大きいものを選択するようにしてもよい。
【０１３８】
また、上述の実施の形態１では、赤外用ＣＣＤ３のナイキスト周波数より高い周波数までもＭＴＦ値を測定できることとなるが、赤外用ＣＣＤ３自体のＭＴＦ値はナイキスト周波数が測定限界となる。しかしながら、ナイキスト周波数を超えた領域（ナイキスト周波数よりも高い空間周波数）の被検レンズ１のＭＴＦ値を得るためには、ナイキスト周波数よりも高い空間周波数での赤外用ＣＣＤ３自体のＭＴＦ値が必要である。このようなナイキスト周波数よりも高い空間周波数での赤外用ＣＣＤ３自体のＭＴＦ値は、ナイキスト周波数までの赤外用ＣＣＤ３自体のＭＴＦ値のカーブから外挿して得ることができる。そして、この外挿して得たナイキスト周波数を超える領域の赤外用ＣＣＤ３自体のＭＴＦ値と、リレーレンズ４を利用して得た測定値とから、赤外用ＣＣＤ３のナイキスト周波数を超える領域での被検レンズ１のＭＴＦ値を得ている。
【０１３９】
具体的には、赤外用ＣＣＤ３自体のＭＴＦ値を測定してＭＴＦの周波数に対する特性曲線を得る。その特性曲線を延長することで、赤外用ＣＣＤ３のナイキスト周波数を超える領域での特性曲線を推定する。この外挿は、ＭＴＦ測定手段、具体的にはＭＴＦ測定プログラム１９が実行している。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明では、簡単な調整によって、被検レンズの変調伝達関数を測定することができる。本願の他の発明では、被検レンズの点像に基づいて、被検レンズの変調伝達関数を測定することができる。特に、二次元撮像部材のナイキスト周波数あるいはそれ以上の周波数の空間周波数であったとしても、再現性の良い変調伝達関数を得ることができる。本願の他の発明は、常温環境下の明るい部屋であっても、変調伝達関数を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る赤外用のＭＴＦ測定装置を示す構成図である。
【図２】図１に示す赤外用のＭＴＦ測定装置で撮像された、背景雑音の二次元の光の強度分布の一例である。
【図３】赤外放射ランプの赤外放射のみによる二次元の光の強度分布データの一例で、リレーレンズで２倍に拡大した状態を示す図である。
【図４】赤外用ＣＣＤの画像中央に、径が最小である最良のスポット光を得るようにした二次元の光の強度分布データの一例で、リレーレンズで２倍に拡大した状態を示す図である。
【図５】赤外放射ランプの赤外放射のみによる二次元の光の強度分布データの一例で、リレーレンズで８倍に拡大した状態を示す図である。
【図６】図１のＭＴＦ測定装置を使用して被検レンズの軸外のＭＴＦ値を測定する場合の部材の配置例を示す説明図である。
【図７】図１のＭＴＦ測定装置を具体化したもので、被検レンズの光軸および軸外のＭＴＦ値を測定することができる赤外用のＭＴＦ測定装置の平面図である。
【図８】図７に示す赤外用のＭＴＦ測定装置の側面図である。
【図９】リレーレンズや赤外用ＣＣＤの位置決め処理を自動化する場合のＭＴＦ測定処理を示すフローチャートである。
【図１０】従来の赤外用のＭＴＦ測定装置の構成図である。
【符号の説明】
１　被検レンズ
２　光源光学系
３　赤外用ＣＣＤ（二次元撮像部材）
４　リレーレンズ
５　赤外放射ランプ（光源）
６　円形のピンホール（光通し孔）
７　光源遮蔽版
８　コリメータミラー
９　レンズ調整機構（調整手段）
１０　ＣＣＤ調整機構（調整手段）
１４　中央処理装置（調整手段、演算手段）
１７　モニタ
１９　ＭＴＦ測定プログラム（調整手段、演算手段）
４２　カメラステージ（調整手段）
４３　カメラ直動機構（調整手段）
４４　副回転ステージ（調整手段）
４５　副回転機構（調整手段）
４６　平行移動ステージ（調整手段）
４７，４８　ステージ直動機構（調整手段）
４９　主回転ステージ（調整手段）
５０　主回転機構（調整手段）
５１　固定台（調整手段）
６２　高さ調整機構（調整手段）
６３　距離調整機構（調整手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a modulation transfer function measuring apparatus and method for measuring a modulation transfer function (MTF) of a test lens such as an imaging lens or an imaging mirror or a test mirror.
[0002]
[Prior art]
Modulation transfer function measurement devices (hereinafter sometimes referred to as MTF measurement devices) include those that measure the MTF value of a lens for visible light using visible light (white light) and those that measure infrared radiation. There are various types such as those for measuring the MTF value of an infrared lens by using the same. FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional infrared MTF measuring device.
[0003]
The conventional MTF measuring device for infrared rays irradiates the infrared radiation emitted from the infrared radiation lamp 101 to the reflection plate 103 through the slit 102 a of the light source shielding plate 102. The infrared radiation reflected by the reflection plate 103 is applied to the collimator mirror 104, and the collimator mirror 104 irradiates the test lens 105 as parallel light. After passing through the test lens 105, the parallel light forms a line image on the focal plane. The light of the line image is received by the infrared detector 107 via the relay lens 106. Note that a detection unit shielding plate 108 in which a slit 108a is generated is arranged on the focal plane so that light other than parallel light does not enter the infrared detector 107. The relay lens 106 is used to enlarge the slit 108a to facilitate mechanical scanning. Further, a filter 109 that transmits only a specific wavelength of infrared radiation is disposed between the relay lens 106 and the infrared detector 107.
[0004]
The infrared detector 107 outputs a level value according to the amount of received light. This level value is input to the lock-in amplifier 110. The lock-in amplifier 110 receives a synchronization signal from a chopper 111 that blocks or passes light provided between the infrared radiation lamp 101 and the light source shielding plate 102. The level value when the synchronization signal that has passed through is input is filtered to output only a signal component in a predetermined wavelength band. This signal component is amplified by the logarithmic amplifier 112 and then converted into a digital value by the AD converter 113.
[0005]
The computer 114 controls the XYZ fine movement table 116 via the controller 115. On the XYZ fine movement table 116, a relay lens 106, a detection unit shielding plate 108, and an infrared detector 107 are mounted. The computer 114 moves the XYZ fine movement table 116 little by little to translate the detection unit shielding plate 108 in parallel, and acquires a plurality of digital values as the intensity distribution of the line image from the AD converter 113. The calculator 114 calculates the MTF value of the lens 105 to be measured based on the plurality of digital values as the intensity distribution of the line image, and outputs this to the recorder 117 as necessary.
[0006]
Since the conventional MTF measuring device for infrared is configured as described above, by moving the XYZ fine movement table 116 under the operation of the measurer, the MTF value by infrared radiation of the lens 105 to be measured is measured. can do.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, this conventional infrared MTF measuring device has the following problems.
[0008]
First, since infrared radiation is used, a line image formed by the lens 105 to be inspected cannot be directly visually confirmed by a person. Therefore, even if the relative positions of the test lens 105, the relay lens 106, and the infrared detector 107 are adjusted based on the design focal length of the test lens 105, the design values may differ from the actual measurement values. Therefore, in most cases, it is not possible to obtain the data of the intensity distribution of the image from the infrared detector 107 even if it is set to the design value. As a result, before measuring the intensity distribution of the line image, the measurer almost always moves the detection unit shielding plate 108 three-dimensionally and delicately, so that the slit 108a can be correctly translated with respect to the line image. It is necessary to find out. Since the adjustment work of this position is very delicate and difficult, even a skilled person requires several hours of work time. Also, the narrower the width of the slit 108a, the longer it takes. Even if the work is performed over a long period of time, it is not possible to accurately confirm whether the positional relationship is the optimum image formation of the lens 105 to be measured.
[0009]
Further, in order to improve the efficiency of the operation until obtaining the intensity data of the line image, the conventional MTF measuring device for infrared rays uses slits 102a and 108a instead of pinholes. Therefore, when measuring the azimuth of the test lens 105, for example, after measuring the intensity distribution of the line image in the meridional direction, the slit 102a, the infrared radiation lamp 101, and the like are rotated by 90 degrees to perform new positioning. Then, the intensity distribution of the line image in the sagittal direction must be measured, which is very troublesome.
[0010]
First, infrared radiation is emitted from everything. In particular, at room temperature of 20 to 30 degrees, a large amount of infrared radiation having a wavelength in the 10-micron band of 8 to 13 microns is emitted. Infrared radiation is also emitted from the sun. On the other hand, the MTF value of the infrared radiation is measured for the infrared radiation in the 10-micron band or the 3 to 5-micron band. Therefore, this conventional infrared MTF measuring device had to be installed in a dark room controlled at low temperature to measure the MTF value.
[0011]
Secondly, in the conventional infrared MTF measuring apparatus, the measurement operation of receiving the image of the lens 105 to be detected by the infrared detector 107 while moving the relay lens 106 and the infrared detector 107 little by little is repeated. , The intensity distribution of the line image is obtained. Therefore, in order to obtain the intensity distribution of one line image, a plurality of intensity data must be measured over time. As a result, during the measurement period, for example, the temperature of the infrared radiation lamp 101 fluctuates, and it is not always possible to obtain a line image intensity distribution with good reproducibility.
[0012]
In particular, as the spatial frequency is increased by making the slit 102a thinner, even if the width of the line image is enlarged by using the relay lens 106, the intensity of the infrared detector 107 is delicately moved and the intensity of each point is increased. You have to measure the data. As a result, the measurement takes time and the reproducibility decreases.
[0013]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a modulation transfer function measuring apparatus and method capable of measuring a modulation transfer function of a lens to be measured by simple adjustment.
[0014]
Another object of the present invention is to provide a modulation transfer function measuring apparatus and method capable of measuring a modulation transfer function of a test lens based on a point image of the test lens. In particular, it is an object of the present invention to provide a modulation transfer function measuring apparatus and method capable of obtaining a modulation transfer function with good reproducibility even at a spatial frequency of the Nyquist frequency or higher of a two-dimensional imaging member such as a CCD. And
[0015]
Another object of the present invention is to provide a modulation transfer function measuring apparatus and method capable of measuring a modulation transfer function even in a bright room under a normal temperature environment.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A modulation transfer function measuring device according to the present invention is a modulation transfer function for inputting parallel light to a test lens or a test mirror and calculating a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror. A measuring device, a light source that emits light, a light source shielding plate in which a light transmitting hole such as a circular pinhole or a rectangular slit is formed, and a collimator mirror that converts light passing through the light transmitting hole into parallel light. Alternatively, a collimator lens, a relay lens for enlarging an image, a two-dimensional imaging member for imaging the image enlarged by the relay lens as a two-dimensional light intensity distribution, a monitor for displaying the image, and a lens to be inspected Adjusting means for adjusting the relative positions of the relay lens and the two-dimensional imaging member; and performing a modulation transfer function of the test lens based on the two-dimensional light intensity distribution adjusted by the adjusting means. Calculating means for, those equipped with.
[0017]
If this configuration is adopted, an enlarged image of the test lens is received by the two-dimensional imaging member, and the intensity distribution of the two-dimensional light of the image captured by the two-dimensional imaging member is displayed on the monitor. Can be. Therefore, it is possible to easily obtain a two-dimensional light intensity distribution by using the adjusting means while confirming the state of image formation on the monitor display. Further, based on the two-dimensional light intensity distribution, it is possible to easily obtain the modulation transfer function of the test lens.
[0018]
In the modulation transfer function measuring device according to the present invention, further, the monitor subtracts the two-dimensional light intensity distribution not including the light source light from the two-dimensional light intensity distribution output from the two-dimensional imaging member. It is to display things.
[0019]
With this configuration, even if the modulation transfer function is measured in a bright room under a normal temperature environment, an image can be displayed on a monitor. In particular, even if the modulation transfer function was infrared radiation that could only be measured in a low-temperature dark room in the past, an image was displayed on a monitor in a bright room at room temperature, and the modulation transfer function was measured. Can be measured.
[0020]
In the modulation transfer function measuring device according to the present invention, the relay lens enlarges an image at a magnification of 2 times or more and 8 times or less.
[0021]
With this configuration, simply adjusting the position roughly based on the design focal length of the lens to be inspected will almost certainly receive the image formed by the relay lens on the light receiving surface of the two-dimensional imaging member. Can be done. That is, the image can be almost certainly displayed on the monitor. As a result, when no image is displayed on the monitor, extra adjustment work for searching for the image is required. However, such work is not required, and the image is displayed on the monitor. This does not impair the effect of improving the working efficiency for searching for the best image point.
[0022]
In the modulation transfer function measuring apparatus according to the present invention, further, the light source and the two-dimensional imaging member are for infrared light, and the relay lens is formed using a material that transmits infrared radiation such as germanium, silicon, and zinc selenium. And a collimator mirror is used.
[0023]
With this configuration, it is possible to obtain a modulation transfer function of the test lens with infrared radiation. In particular, by using a collimator mirror, even if the wavelength of infrared radiation changes, it is possible to obtain a modulation transfer function for each wavelength by imaging the two-dimensional light intensity distribution of the image while maintaining the same adjustment position. Can be.
[0024]
In the modulation transfer function measuring device according to the present invention, further, the adjusting means adjusts the relative positions of the lens to be measured, the relay lens, and the two-dimensional imaging member so that the image is located at the center of the imaging screen of the two-dimensional imaging member. It is to adjust.
[0025]
If this configuration is adopted, a good two-dimensional image can be obtained in a state where the image comes to the center of the imaging screen of the two-dimensional imaging member, that is, in a state where light is incident substantially perpendicularly to the light receiving surface of the two-dimensional imaging member. The modulation transfer function of the test lens can be obtained based on the intensity distribution of the light. That is, a good value can be obtained as the modulation transfer function.
[0026]
In the modulation transfer function measuring apparatus according to the present invention, further, a circular pinhole is formed in the light source shielding plate, and the calculating means includes a two-dimensional light intensity distribution of one point image captured by the two-dimensional imaging member. , The MTF value in the meridional direction and the MTF value in the sagittal direction are calculated.
[0027]
With this configuration, when a rectangular slit is used, the MTF value in the meridional direction and the MTF value in the sagittal direction must be calculated based on different intensity distributions. Azimuth measurement can be performed efficiently by measurement.
[0028]
A modulation transfer function measuring apparatus according to another invention of the present application irradiates parallel light to a test lens or a test mirror and calculates a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror. A modulation transfer function measuring device, comprising: a light source that emits light; a light source shielding plate in which a circular pinhole is formed; and a collimator mirror or collimator lens that converts light passing through the circular pinhole into parallel light. A relay lens for enlarging the image by a factor of two or more, a two-dimensional imaging member for imaging the image formed by the relay lens as a two-dimensional light intensity distribution, and a test object based on the two-dimensional light intensity distribution. Calculating means for calculating the modulation transfer function of the lens.
[0029]
If this configuration is adopted, the image formed by the lens under test is a point image. In addition, a two-dimensional image of the point image is received by the two-dimensional imaging member. That is, the modulation transfer function of the lens to be inspected can be obtained based on the point image intensity distribution that is enlarged twice or more. Therefore, even though the point image of the lens to be inspected is generally smaller than one light receiving element of the two-dimensional imaging member, it is possible to reliably obtain the point image intensity distribution as the light receiving level values of the plurality of light receiving elements. Can be. As a result, a modulation transfer function can be reliably obtained based on the two-dimensional light intensity distribution output from the two-dimensional imaging member.
[0030]
In addition, by enlarging the point image more than twice using the relay lens, a modulation transfer function at a spatial frequency equal to or higher than the Nyquist frequency of the two-dimensional imaging member can be obtained. Reproducibility is improved.
[0031]
A modulation transfer function measuring apparatus according to another invention of the present application irradiates parallel light to a test lens or a test mirror and calculates a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror. A modulation transfer function measuring device, comprising: a light source that emits light; a light source shielding plate in which a circular pinhole is formed; and a collimator mirror or collimator lens that converts light passing through the circular pinhole into parallel light. A two-dimensional imaging member that captures an image as it is or enlarged as a two-dimensional light intensity distribution, and a two-dimensional light intensity that does not include the light source light from the two-dimensional light intensity distribution that includes the light source light Arithmetic means for subtracting the distribution and calculating a modulation transfer function of the lens to be inspected based on the two-dimensional light intensity distribution resulting from the subtraction.
[0032]
With this configuration, the modulation transfer function can be measured in a bright room under a normal temperature environment. In particular, even if the modulation transfer function is based on infrared radiation, which can be measured only in a low-temperature dark room, the modulation transfer function can be measured in a bright room under a normal temperature environment.
[0033]
A method for measuring a modulation transfer function according to the present invention includes a modulation transfer function that irradiates parallel light to a test lens or a test mirror and calculates a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror. A measurement method, in which an image is captured by a two-dimensional imaging member and displayed on a monitor, and the relative positions of the lens to be inspected, the relay lens, and the two-dimensional imaging member are adjusted, and after the adjustment, output from the two-dimensional imaging member The modulation transfer function of the test lens is calculated based on the two-dimensional light intensity distribution obtained.
[0034]
If this method is adopted, the two-dimensional light intensity distribution of the image formed by the two-dimensional imaging member can be displayed on the monitor. Therefore, it is possible to easily obtain a two-dimensional light intensity distribution by using the adjusting means while confirming the state of image formation on the monitor display. Further, based on the two-dimensional light intensity distribution, it is possible to easily obtain the modulation transfer function of the test lens.
[0035]
The modulation transfer function measuring method according to the present invention is directed to a modulation method in which parallel light is incident on a test lens or a test mirror and a modulation transfer function is calculated based on a point image obtained by the test lens or the test mirror. A transfer function measuring method, wherein a point image obtained by enlarging a point image by a factor of two or more is imaged by a two-dimensional imaging member, and the point image is output based on the two-dimensional light intensity distribution of the point image output from the two-dimensional imaging member. This is for calculating the modulation transfer function of the inspection lens.
[0036]
If this method is adopted, the two-dimensional light intensity distribution of the point image can be obtained as the light receiving level values of the plurality of light receiving elements of the two-dimensional imaging member, and the modulation transfer function can be reliably obtained. In addition, by expanding the point image twice or more in this way, a modulation transfer function at a spatial frequency higher than the Nyquist frequency of the two-dimensional imaging member can be obtained, and the reproducibility of the modulation transfer function is improved.
[0037]
The modulation transfer function measuring method according to the present invention is characterized in that parallel light based on light from a light source is incident on a test lens or a test mirror and modulated based on an image obtained by the test lens or the test mirror. A modulation transfer function measurement method for calculating a transfer function, in which an image is captured by a two-dimensional imaging member as a two-dimensional light intensity distribution, and from the two-dimensional light intensity distribution including the light of the light source, The two-dimensional light intensity distribution not including light is subtracted, and the modulation transfer function of the lens to be measured is calculated based on the subtracted two-dimensional light intensity distribution.
[0038]
If this method is adopted, the modulation transfer function can be measured in a bright room under a normal temperature environment. In particular, even if the modulation transfer function is based on infrared radiation, which can be measured only in a low-temperature dark room, the modulation transfer function can be measured in a bright room under a normal temperature environment.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a modulation transfer function measuring apparatus and method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The modulation transfer function measurement method will be described as the operation of the modulation transfer function measurement device.
[0040]
Embodiment 1 FIG.
[0041]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an infrared modulation transfer function measuring device according to Embodiment 1 of the present invention.
[0042]
The infrared MTF measuring apparatus according to the first embodiment measures the MTF value of an imaging lens that transmits infrared radiation. Hereinafter, this imaging lens is referred to as a test lens 1.
[0043]
The MTF value is one of the characteristic indices of an optical member such as a lens and a mirror, and is an index of the amount of attenuation of contrast with respect to a spatial frequency. As the MTF value is smaller, the contrast is attenuated, and a blurred real image is formed.
[0044]
Infrared radiation is considered as a kind of light together with visible light, ultraviolet radiation, X-rays, and gamma rays.
[0045]
The infrared MTF measuring apparatus includes a light source optical system 2 that outputs a parallel infrared light beam to a test lens 1 as a measurement optical system, and a two-dimensional imaging member that receives light transmitted through the test lens 1. An infrared CCD (Charge Coupled Device) 3 and a relay lens 4 disposed in a light path between the test lens 1 and the infrared CCD 3 are provided.
[0046]
The light source optical system 2 is provided at a focal position and an infrared radiation lamp 5 as a light source for emitting infrared radiation, a light source shielding plate 7 having one circular pinhole 6 as a light passage hole. And a collimator mirror 8 that converts diffused light from a point light source (corresponding to the pinhole 6) into parallel light.
[0047]
Then, the light source shielding plate 7 is provided so that the circular pinhole 6 is set between the collimator mirror 8 and the infrared radiation lamp 5 and at the focal position of the collimator mirror 8. The reflection surface of the collimator mirror 8 is formed as a so-called off-axis parabolic surface that is deflected in one direction so that the optical axis of the parallel light does not coincide with the optical axis of the diffused light. Thereby, the parallel light output from the collimator mirror 8 is not blocked by the light source blocking plate 7.
[0048]
The infrared radiation applied to the collimator mirror 8 via the circular pinhole 6 is reflected by the collimator mirror 8 and converted into a parallel light. The parallel light is refracted by the test lens 1 and forms a point image on the focal plane of the test lens 1.
[0049]
The relay lens 4 is a lens formed of a material that transmits infrared radiation, such as germanium, silicon, and zinc selenium. Lenses made of glass do not transmit infrared radiation and therefore cannot be used for MTF measurements using infrared radiation. The relay lens 4 corrects a point image and a line image formed by the lens 1 to be inspected so as to have almost no aberration and enlarges the point image and the line image.
[0050]
The infrared CCD 3 has a plurality of light receiving elements (not shown) arranged in a dot matrix on the light receiving surface 3a. Each light receiving element outputs a light receiving level value according to the amount of light received. As a result, the infrared CCD 3 outputs the two-dimensional intensity distribution data of the received light received by the light receiving surface 3a as a set of light receiving level values of the plurality of light receiving elements. Each light receiving level value is output as digital data.
[0051]
A relay lens 4 is installed in the infrared MTF measuring device, a lens adjustment mechanism 9 for adjusting the distance between the relay lens 4 and the lens 1 to be inspected, and the infrared CCD 3 are fixed. And a CCD adjustment mechanism 10 for adjusting the distance between the infrared CCD 4 and the infrared CCD 3. The lens adjusting mechanism 9 and the CCD adjusting mechanism 10 serve as adjusting means.
[0052]
Then, by adjusting the lens adjusting mechanism 9 and the CCD adjusting mechanism 10, the distance between the test lens 1 and the relay lens 4 and the distance between the relay lens 4 and the infrared CCD 3 are adjusted so as to satisfy the following condition 1. adjust.
[0053]
Condition 1. The relay lens 4 enlarges the point image formed on the focal plane of the test lens 1 at a magnification of 2 times or more, and forms an image on the light receiving surface 3 a of the infrared CCD 3.
[0054]
By adjusting the distance between the test lens 1 and the relay lens 4 and the distance between the relay lens 4 and the infrared CCD 3 so as to satisfy the condition 1, the point image formed on the focal plane of the test lens 1 becomes The light is magnified by the above magnification and received as spot light 21 on the light receiving surface 3a of the infrared CCD 3.
[0055]
Further, the two-dimensional intensity distribution data of the received light output from the infrared CCD 3 is input to the computer device 11.
[0056]
The computer device 11 includes an input / output port 12, a storage member 13, a central processing unit (hereinafter, also referred to as a CPU) 14, a memory 15, and a system bus 16 interconnecting these. .
[0057]
To the input / output port 12, two-dimensional intensity distribution data of the received light output from the infrared CCD 3 is input, and an output device such as a monitor 17 or a printer is connected to an input device 18 such as a keyboard or a pointing device. Have been.
[0058]
The storage member 13 stores the MTF measurement program 19 and the two-dimensional intensity distribution data of the received light input from the input / output port 12.
[0059]
The MTF measurement program 19 is executed by the central processing unit 14 based on a start operation by the input device 18 and realizes an MTF measurement unit as an adjustment unit and a calculation unit.
[0060]
The MTF measuring means stores the two-dimensional intensity distribution data of the received light input to the input / output port 12 in the storage member 13. The MTF measurement unit generates two-dimensional intensity distribution data of infrared radiation using the two-dimensional intensity distribution data of the received light stored in the storage member 13. The MTF measuring means obtains an MTF value by performing a Fourier transform on the two-dimensional intensity distribution data of the infrared radiation. The two-dimensional intensity distribution data and the MTF value of the infrared radiation are stored in the storage member 13.
[0061]
The two-dimensional intensity distribution data and the MTF value of the infrared radiation stored in the storage member 13 are displayed on the monitor 17 by the MTF measuring means, and printed on a paper by a printer.
[0062]
Next, a measurement method for measuring the MTF value of the test lens 1 using such an infrared MTF measurement device will be described.
[0063]
First, the test lens 1 that transmits infrared radiation is disposed at a predetermined position between the collimator mirror 8 and the relay lens 4. Further, the distance between the relay lens 4 and the test lens 1 and the distance between the relay lens 4 and the infrared CCD 3 are adjusted based on the designed focal length of the test lens 1 so as to satisfy the above condition 1. I do.
[0064]
Then, in a state where the infrared radiation lamp 5 is not turned on, the MTF measurement program 19 is started to perform the first measurement.
[0065]
The two-dimensional intensity distribution data of the received light output from the infrared CCD 3 in a state where the infrared radiation from the infrared radiation lamp 5 is cut off is input to the input / output port 12. The MTF measuring means stores the two-dimensional intensity distribution data of the infrared radiation input to the input / output port 12 in the storage member 13.
[0066]
Hereinafter, the two-dimensional intensity distribution data of the infrared radiation in a state where the infrared radiation from the infrared radiation lamp 5 is cut as described above will be described as two-dimensional intensity distribution data of the background noise. It should be noted that a shutter may be arranged in front of the infrared radiation lamp 5 in a state where the infrared radiation lamp 5 is turned on, so that light from the infrared radiation lamp 5 is not detected by the infrared CCD 3.
[0067]
FIG. 2 shows an example of a two-dimensional intensity distribution of background noise captured by the infrared MTF measuring device shown in FIG. The two-dimensional intensity distribution data of the background noise is captured in a bright room under a normal temperature environment. The two-dimensional intensity distribution data of the infrared radiation includes a large amount of 10-micron band infrared radiation emitted from an object or the like under a room temperature and normal temperature environment.
[0068]
Next, the infrared radiation lamp 5 is turned on or the shutter described above is opened. As a result, infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 is output from the circular pinhole 6. The measurement is performed in this state. In this case, the point image obtained by the test lens 1 is magnified twice or more by the relay lens 4 and formed on the light receiving surface 3 a of the infrared CCD 3. Thereby, the two-dimensional intensity distribution data of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 is stored in the storage member 13.
[0069]
The MTF measurement means subtracts the two-dimensional intensity distribution data of the background noise from the two-dimensional intensity distribution data of the received light stored in the storage member 13. As a result, two-dimensional intensity distribution data based on only the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 is obtained. The two-dimensional intensity distribution data based on only the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 is stored in the storage member 13.
[0070]
FIG. 3 shows an example of two-dimensional intensity distribution data generated only by infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 generated by the above processing. In FIG. 3, a point image formed at the focal length of the test lens 1 based on the parallel light output from the collimator mirror 8 via the circular pinhole 6 is a spot that is doubled by the relay lens 4. The light 21 is captured on the screen 22 of the infrared CCD 3.
[0071]
Further, the MTF measuring means performs a Fourier transform on the two-dimensional intensity distribution data based on only the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 from which the background noise has been removed. The MTF value calculated by the Fourier transform is multiplied by the MTF value of the lens 1 to be inspected and the MTF value of the infrared MTF measuring device (specifically, the relay lens 4 and the infrared CCD 3). Is the overall MTF value.
[0072]
Therefore, the MTF measuring means divides the MTF value obtained by Fourier-transforming the two-dimensional intensity distribution data of only the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 by the MTF value of the MTF measuring device for infrared, and performs the inspection. The MTF value of the test lens 1 to be measured is obtained. The MTF value of the test lens 1 is stored in the storage member 13 and output to the monitor 17 or the printer as needed.
[0073]
By the way, as for the MTF value of the infrared MTF measuring device, the above-described measurement is performed using the test lens 1 whose MTF value is known in advance, and the overall MTF value obtained by the measurement is known in advance. It can be obtained by dividing by the MTF value of the lens 1 to be measured. In the infrared MTF measuring device, the relay lens 4 and the infrared CCD 3 have MTF values. Therefore, the MTF value of the relay lens 4 alone and the MTF value of the infrared CCD 3 alone can be measured in advance, and a value obtained by multiplying them can be used as the MTF value of the infrared MTF measuring device. Note that the MTF values of these infrared MTF measuring devices are stored in the storage member 13 prior to the measurement of the lens 1 to be measured, and the MTF measuring means reads this from the storage member 13 and uses it for calculation.
[0074]
In the first embodiment, parallel light emitted from the circular pinhole 6 and collimated by the collimator mirror 8 is used, and the entire spot light 21 (point image) based on the parallel light is converted into two-dimensional intensity distribution data. The image is taken as That is, data on the point image intensity distribution can be obtained.
[0075]
As a result, the MTF calculation means can calculate the MTF value in the meridional direction and the MTF value in the sagittal direction by using one measurement result (azimuth measurement). Further, the MTF calculating means can calculate the MTF value in any other direction by using the result of one measurement. Since the meridional direction and the sagittal direction are directions deviated from each other by 90 degrees, when measuring both of them using a conventional infrared MTF measurement device, the line image intensity distribution in one direction is measured, and then the length is measured. The square slit, the infrared radiation lamp 5 and the like must be rotated by 90 degrees and newly positioned to measure the line image intensity distribution in the other direction. The use of the MTF measuring device eliminates the need for these rotation operations.
[0076]
Further, in the conventional infrared MTF device, when the rectangular slit 102a or the infrared radiation lamp 101 cannot be rotated correctly by 90 degrees, the component of the MTF value in the sagittal direction is added to the MTF value in the meridional direction. A good MTF value cannot be obtained because the MTF value in the sagittal direction contains a component of the MTF value in the meridional direction. However, in the infrared MTF measuring apparatus according to the first embodiment, since the plurality of light receiving elements in the infrared CCD 3 are accurately arranged in a square matrix (orthogonal lattice) in the manufacturing process, the meridional is used. Good and independent values can be obtained as the MTF value in the direction and the MTF value in the sagittal direction.
[0077]
In the above measuring method, the position of the relay lens 4 and the position of the infrared CCD 3 are roughly adjusted based on the designed focal length of the lens 1 to be measured. Therefore, as shown in FIG. 3, the possibility that the spot light 21 comes to the center of the image captured by the infrared CCD 3 is very low. Further, the possibility that the diameter of the spot light 21 is minimum is very low.
[0078]
However, in the infrared MTF measuring apparatus according to the first embodiment, the spot light 21 of infrared radiation that cannot be directly viewed is displayed on the monitor 17. Therefore, the position of the relay lens 4 and the position of the infrared CCD 3 are finely adjusted while watching the monitor 17, and the best spot having the smallest diameter is located at the center of the image of the infrared CCD 3 as shown in FIG. Light 21 can be obtained. Note that the magnification in FIG. 4 is twice.
[0079]
As described above, in a state where the best spot light 21 having the smallest diameter is obtained at the center of the image of the infrared CCD 3, the spot light 21 is incident from the direction perpendicular to the light receiving surface 3a. Become. Therefore, a better point spread function of infrared radiation and a better MTF value can be obtained.
[0080]
After adjusting the positions of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 based on the designed focal length of the test lens 1 in this way, the relay lens 4 and the infrared lens spot light 21 displayed on the monitor 17 are When finely adjusting the position of the infrared CCD 3, the magnification may be selected from 1 to 8 times, preferably from 2 to 4 times. FIG. 5 shows the spot light 21 when the magnification is 8 times.
[0081]
In this way, by selecting a magnification of 8 times or less, preferably 4 times or less, the positions of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 are roughly adjusted based on the designed focal length of the test lens 1. With the size of the light receiving surface 3a of the general infrared CCD 3, the spot light 21 can be received in the imaging screen 22 almost certainly. When a magnification larger than 8 times is selected, there is a high possibility that the spot light 21 shines outside the light receiving surface 3a of the infrared CCD 3. If the spot light 21 hits the outside of the light receiving surface 3a, the spot light 21 is not displayed on the screen 22, so that an extra adjustment operation for searching for the spot light 21 is required. As a result, the effect of improving the work efficiency for searching for the best image point by displaying the spot light 21 on the monitor 17 is diminished.
[0082]
Regarding the magnification, regardless of the condition 1, it is preferable to select a magnification larger than 1 time, preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more as in the above condition 1. If the magnification is 2 or less, the spread of the intensity distribution of the image is insufficient and the statistical effect cannot be fully utilized.
[0083]
Generally, the diameter of a point image formed at the focal plane of a lens is very small. By reducing the point image formed on the focal plane of the test lens 1, a better MTF value can be obtained. For this reason, the point image of the test lens 1 may be smaller than one light receiving element of the infrared CCD 3. Therefore, the spot light 21 obtained by enlarging the point image on the focal plane at least at a magnification greater than 1 may be incident on the light receiving surface 3a of the infrared CCD 3. Thereby, the spot light 21 can be received by the plurality of light receiving elements. As a result, the intensity distribution information of the spot light 21 can be obtained as the light receiving level values of the plurality of light receiving elements, and the MTF value can be calculated based on the plurality of light receiving level values.
[0084]
The infrared CCD 3 has a plurality of light receiving elements arranged in a dot matrix on the light receiving surface 3a, like the CCD for visible light. Therefore, the Nyquist frequency of the infrared CCD 3 obtained from the arrangement interval of the light receiving elements of the infrared CCD 3 obtained (detectable) by the infrared CCD 3 is a limit, and a higher spatial resolution cannot be obtained.
[0085]
In addition, a physical space is required between two adjacent light receiving elements so that dots are mutually independent. In order for each light receiving element to output a light receiving level value, it is necessary to provide a signal line for outputting the light receiving level value between two adjacent light receiving elements. That is, there is always a portion that does not receive light between the light receiving elements. Therefore, when the diameter of the spot light 21 is small, the position of the spot light 21 on the light receiving surface 3a is only slightly shifted, and the amount of light received by each light receiving element greatly changes. As a result, even if the position is adjusted in the same manner so that the spot light 21 is located at the center of the image, the slope portion of the point image intensity distribution obtained from the light receiving level values quantized by the plurality of light receiving elements is obtained. The angle and the degree of spread of the point image intensity distribution differ. That is, the reproducibility of the point image intensity distribution is very poor. Therefore, even if the spatial frequency is half of the Nyquist frequency, a satisfactory MTF value with good reproducibility cannot actually be obtained.
[0086]
Therefore, in order to obtain an MTF value up to the Nyquist frequency, it is preferable that the enlargement ratio be twice or more. As a result, the reproducibility of the angle and spread of the inclined portion of the point image intensity distribution, which is obtained as the light receiving level value of the plurality of light receiving elements, is improved. Can be measured. In particular, by setting it to four times or more, sufficient reproducibility can be ensured even if the MTF value is the Nyquist frequency.
[0087]
As described above, the point image is enlarged by the relay lens 4, and the spot light 21 obtained by enlarging the point image is received by the infrared CCD 3, so that the MTF value of a spatial frequency substantially higher than the Nyquist frequency of the infrared CCD 3 is obtained. Can be measured.
[0088]
Further, in the two-dimensional intensity distribution data of the infrared radiation, in addition to the spot light 21, noise components that cannot be completely removed by the subtraction process remain. Then, the MTF calculation means automatically determines the range of the pixel where the spot light 21 is captured by the local maximum value search processing in the image 22 and performs the Fourier transform processing on the determined range. If the point image is not enlarged more than twice, the noise component may be erroneously determined as the maximum value. However, when the point image is enlarged twice or more in this manner, the MTF measuring unit can reliably distinguish the noise component from the spot light 21 in the local maximum value search processing in the image 22, and the local maximum value search processing The MTF value of the spot light 21 can be reliably calculated.
[0089]
As described above, the infrared MTF measuring apparatus according to the first embodiment can measure the MTF value of the test lens 1 with respect to infrared radiation in a bright room such as a room under a normal temperature environment.
[0090]
In particular, in the infrared MTF measuring apparatus according to the first embodiment, the spot light 21 (the point image itself when the magnification is 1) is received by the infrared CCD 3, and the measured point image intensity distribution is measured. Since the image is displayed on the monitor 17, the operator can search for the best image point of the spot light 21 while looking at the monitor 17. In addition, since the point image intensity distribution is obtained by using the infrared radiation emitted from the circular pinhole 6, there is no need for an adjusting operation for making the slit 108a completely parallel to the line image. Become. Moreover, the MTF value in the meridional direction and the MTF value in the sagittal direction can be obtained from one point image intensity distribution. This can be achieved by scanning in each direction using software. Thus, the azimuth of the test lens 1 can be measured by a very simple operation.
[0091]
As a result, the use of the infrared MTF measuring apparatus according to the first embodiment greatly improves work efficiency. The adjustment work that took half a day to one day with the conventional MTF measuring apparatus for infrared rays can be performed in a short time, and the measurement work can be completed in less than half the time in the related art.
[0092]
The first embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
[0093]
For example, in the first embodiment, first, two-dimensional intensity distribution data of background noise is measured, and then two-dimensional intensity distribution data of received light including infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 is measured. By subtracting the former data from the latter data, two-dimensional intensity distribution data based on only the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 is obtained.
[0094]
For example, after measuring the two-dimensional intensity distribution data of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5, the two-dimensional intensity distribution data of the background noise is measured again, and the former data is measured. By subtracting the latter data from the above, two-dimensional intensity distribution data using only the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 can be measured. Further, the two-dimensional intensity distribution data of the background noise is averaged twice, and the averaged value is subtracted from the two-dimensional intensity distribution data of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5. You may.
[0095]
Between the measurement of the two-dimensional intensity distribution data of the first background noise and the measurement of the two-dimensional intensity distribution data of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5, the relay lens 4 and the infrared ray An adjustment operation step for finely adjusting the CCD 3 is often included. Therefore, in the case of the first embodiment, the measurement interval becomes long, and the state of the background noise may greatly change between the two measurements. However, in this variant, first obtaining two-dimensional intensity distribution data from the infrared radiation lamp 5 and then obtaining background noise data, the time between the two measurements is kept short and the background noise is reduced. Very little change in state. Therefore, in this modified example, better two-dimensional intensity distribution data based on only the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 and a better MTF value can be stably obtained as compared with the first embodiment. be able to.
[0096]
In the first embodiment, the circular pinhole 6 is formed in the light source shielding plate 7, and the MTF value is obtained based on the point image intensity distribution. However, when it is necessary to measure only one of the MTF value in the meridional direction and the MTF value in the sagittal direction, or when accuracy in the direction is not required, the light source shielding plate 7 is provided with a conventional rectangular square. May be formed.
[0097]
In the first embodiment, the MTF value of the lens 1 to be measured is measured. However, the MTF value of the mirror to be measured may be measured. In the first embodiment, the MTF value when parallel light is incident on the test lens 1 is measured. However, light other than parallel light may be incident on the test lens 1 and measured.
[0098]
In the first embodiment, the MTF value is measured when the parallel light is perpendicularly incident on the main plane of the test lens 1 to be inspected and infrared radiation is incident from the optical axis of the test lens 1. are doing. In addition, for example, as shown in FIG. 6, the optical axis of the test lens 1 is set obliquely with respect to the optical axis of the parallel light, and the point image formed on the focal plane of the test lens 1 in that setting state is set. The light may be received by the infrared CCD 3 via the relay lens 4. This makes it possible to measure the MTF value outside the axis of the test lens 1 (that is, the portion around the center of the test lens 1 (surrounding portion)). When the angle θ between the optical axis of the parallel light and the optical axis of the test lens 1 is small, it can be considered that sin θ = θ. Therefore, the optical axis of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 and the light of the parallel light The off-axis MTF value can be measured simply by moving the relay lens 4 and the infrared CCD 3 in parallel so that the axis is parallel to the axis.
[0099]
7 and 8 are diagrams illustrating an MTF measurement device that embodies the first embodiment and that also enables the measurement illustrated in FIG. FIG. 7 is a plan view of an infrared MTF measuring device that can measure the MTF values of the optical axis portion and off-axis of the lens 1 to be measured. FIG. 8 is a side view of the infrared MTF measurement device shown in FIG.
[0100]
In the plan view of FIG. 7, the direction along the optical axis of the parallel light is defined as the X-axis direction, and the direction perpendicular thereto is defined as the Y direction (vertical direction in FIG. 7). In the side view of FIG. 8, a direction perpendicular to the optical axis of the parallel light is defined as a Z axis (a direction perpendicular to the plane of FIG. 7).
[0101]
In this infrared MTF measuring device, the collimator mirror 8 is mounted on a collimator unit 32 fixed to one end of a table 31.
[0102]
The relay lens 4 and the infrared CCD 3 are integrated as an imaging member 41. The imaging member 41 is mounted on a camera stage 42 of the camera unit 33. The camera stage 42 is mounted on a sub-rotation stage 44 via a camera linear motion mechanism 43. The camera translation mechanism 43 moves the camera stage 42 on the auxiliary rotation stage 44 in parallel with the optical axes of the relay lens 4 and the infrared CCD 3.
[0103]
The sub-rotation stage 44 is mounted on a translation stage 46 via a sub-rotation mechanism 45. The sub-rotation mechanism 45 rotates the sub-rotation stage 44 on the translation stage 46. The translation stage 46 is mounted on a main rotation stage 49 via two stage translation mechanisms 47 and 48. The two stage translation mechanisms 47 and 48 cooperate to move the translation stage 46 on the main rotating stage 49 in the lateral direction and the front-back direction.
[0104]
The main rotation stage 49 is mounted on a fixed base 51 of the camera unit 33 via a main rotation mechanism 50. The fixed base 51 is fixed to the other end of the table 31. The main rotation mechanism 50 rotationally moves the principal point turning stage 49 on the fixed base 51.
[0105]
A test lens mounter 61 for mounting the test lens 1 is mounted on the main rotation stage 49. The test lens mounter 61 includes a height adjusting mechanism 62 for adjusting the height of the test lens 1 and a distance adjusting mechanism 63 for adjusting the distance between the test lens 1 and the camera unit 33.
[0106]
The camera stage 42 to the fixed base 51, the height adjusting mechanism 62 and the distance adjusting mechanism 63 serve as adjusting means.
[0107]
Then, as shown in FIGS. 7 and 8, the rotation center of the main rotation mechanism 50 overlaps at least the lens mounter 61 in a state where the lens mounter 61 is closest to the imaging member 41. The sub-rotation mechanism 45 rotates the sub-rotation stage 44 at the same curvature as the main rotation mechanism 50.
[0108]
The infrared radiation lamp 5 is placed on the table 31 and mounted on a lamp unit 34 disposed between the collimator unit 32 and the camera unit 33. The light source shielding plate 7 is mounted on the lamp unit 34 by a circular pinhole holder 71. The circular pinhole holder 71 adjusts the position of the circular pinhole 6 formed on the light source shielding plate 7 in a plane perpendicular to a predetermined radiation direction of the infrared radiation lamp 5.
[0109]
Further, two flat mirrors 72 and 73 are mounted on the lamp unit 34 so as to face each other along the Z axis. The height and angle of each of the plane mirrors 72, 73 can be adjusted by respective mirror adjustment mechanisms 74, 75.
[0110]
Note that the lamp unit 34 and the camera unit 33 are provided with handles 81 at both ends or at four corners. By lifting the units 33 and 34 with the handle 81, each unit 33 and 34 can be exchanged for another unit.
[0111]
In the infrared MTF measuring device, as shown in FIG. 7, the rotation center of the main rotation mechanism 50 and the rotation center of the sub rotation mechanism 45 are set on the optical axis serving as the center of the parallel light from the collimator mirror 8. Are positioned so that the collimator unit 32 and the camera unit 33 are located at the same position. Thereby, the optical axis of the parallel light and the optical axis of the imaging member 41 can be matched. At the time of this positioning, fine adjustment may be performed by operating the camera linear movement mechanism 43, the sub rotation mechanism 45, the two stage linear movement mechanisms 47 and 48, and the main rotation mechanism 50.
[0112]
The height of the lens mounter 61 is determined by operating the height adjusting mechanism 62 so that the optical axis of the lens 1 to be inspected coincides with the optical axis of the parallel light. The distance adjusting mechanism 63 is operated based on the focal length of the lens 1 to be inspected to adjust the distance between the lens 1 to be inspected and the camera unit 33.
[0113]
Next, in the infrared MTF measuring device, the lamp unit 34 is set so that the straight line connecting the infrared radiation lamp 5 and the circular pinhole 6 is substantially perpendicular to the XZ plane including the optical axis of the parallel light. Position. The plane mirror 72 on the lower side in the Z axis direction reflects the infrared radiation output from the circular pinhole 6 in the upward direction of the Z axis with respect to the XY plane and the Y axis. Set to an angle of 45 degrees. The plane mirror 73 on the upper side in the Z axis reflects infrared radiation from the lower side in the Z axis in the direction of the collimator mirror 8 and is slightly larger than 45 degrees with respect to the XY plane and the X axis. Set to an angle.
[0114]
With the above adjustment, the infrared radiation emitted from the infrared radiation lamp 5 enters the collimator mirror 8 via the circular pinhole 6 and the two plane mirrors 72 and 73. The collimator mirror 8 outputs a parallel light based on the infrared radiation. After being formed into a point image by the lens 1 to be inspected, the parallel light is enlarged by the relay lens 4 in the imaging member 41 and received as spot light 21 by the infrared CCD 3 in the imaging member 41. Thereby, the MTF value on the optical axis of the test lens 1 can be measured.
[0115]
In addition, the main rotation mechanism 50 is operated to set the angle of incidence of the parallel light on the lens 1 to be measured, and based on the position and orientation of the focal plane at the angle of incidence, the camera linear motion mechanism 43 and the sub rotation By operating the mechanism 45 and the two stage linear movement mechanisms 47 and 48 to set the imaging member 41, the MTF value of the test lens 1 off-axis can be measured. Note that the two stage linear motion mechanisms 47 and 48 can adjust the position of the imaging member 41 so as to be parallel to the optical axis. Off-axis MTF value can be measured.
[0116]
In the first embodiment (hereinafter referred to as the MTF device shown in FIGS. 1 to 8), parallel light is incident on the entire surface of the lens 1 to be measured, thereby measuring the MTF value of the entire lens 1 to be measured. I have. In addition, for example, in the infrared MTF measuring device shown in FIGS. 7 and 8, a shielding plate having a through-hole smaller in size than the lens 1 to be measured is provided on the optical path of the parallel light. Thus, the parallel light may be incident only on a part of the lens 1 to be measured. Thereby, a partial MTF value of the lens 1 to be measured can be measured.
[0117]
In the first embodiment, a case has been described where one infrared radiation lamp 5 emits infrared radiation having a predetermined substantially single wavelength. However, since the actual infrared radiation lamp 5 is a heat source, it emits infrared radiation in almost all wavelength ranges. Therefore, in practice, it is necessary to arrange a filter that transmits only a predetermined wavelength in front of the infrared CCD 3. In addition, by replacing a plurality of filters having different transmission wavelength bands and disposing them, a plurality of MTF values for infrared radiation of a plurality of wavelengths can be measured.
[0118]
In the first embodiment, the MTF value at the wavelength of the infrared radiation band of the test lens 1 is measured. However, the MTF measuring device for infrared according to the first embodiment measures the MTF values of other lights. You can also. For example, the MTF value of the test lens 1 in the visible light can be measured only by replacing the infrared radiation lamp 5 and the infrared CCD 3 with a visible light lamp and a visible light CCD. Since the visible light CCD generally has a wide band characteristic, a color filter may be provided in front of the visible light CCD even when the visible light CCD is used. Further, since glass can transmit visible light, a relay lens 4 using glass can be used when measuring visible light.
[0119]
In the first embodiment, the collimator mirror 8 is used as the light source optical system 2, but a collimator lens may be used instead. However, a lens which is a refractive optical element has a slightly different focal length depending on the wavelength. Therefore, when measuring MTF values at a plurality of wavelengths, the workability is better if the collimator mirror 8 is used than the collimator lens. Since glass does not transmit infrared radiation, when using infrared radiation, use a collimator mirror 8 or a collimator lens formed of a material that transmits infrared radiation such as germanium, silicon, or zinc selenium. become.
[0120]
Furthermore, in the first embodiment, the case where the measurer manually positions the relay lens 4 and the infrared CCD 3 is described. Alternatively, for example, the positioning of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 may be automated as the control of the MTF measuring means. The positioning control signal output by the MTF measuring means may be input to the relay lens 4 or the controller of the infrared CCD 3 via the input / output port 12.
[0121]
FIG. 9 is a flowchart showing an MTF measurement process when the positioning process of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 is automated.
[0122]
When activated, the MTF measuring means displays on the monitor 17 an input screen for inputting the designed focal length of the test lens 1 to be inspected, and inputs an input from the keyboard in accordance with the screen display. The numerical value is stored in the storage member 13 (ST1). Note that this step ST1 may be input in advance when the lens to be inspected 1 is determined.
[0123]
Next, the MTF measuring unit doubles the point image based on the focal length of the relay lens 4 previously stored in the storage member 13 and the designed focal length of the lens 1 to be measured. Next, the distance between the test lens 1 and the relay lens 4 is calculated, and the distance between the relay lens 4 and the infrared CCD 3 is calculated (ST2). After these calculation results are stored in the storage member 13, they are output to the controller as positioning control signals via the input / output port 12. The controller controls the position of the relay lens 4 and the position of the infrared CCD 3 so that the distance becomes the above-mentioned distance (ST3).
[0124]
The MTF measuring means measures the two-dimensional intensity distribution of the background noise without allowing the parallel light to enter the lens 1 to be measured, and stores the data in the storage member 13 (ST4). Next, the MTF measuring means measures the two-dimensional intensity distribution of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 in a state where the parallel light is incident on the lens 1 to be measured (ST5). The data is stored in the storage member 13 (ST6).
[0125]
Then, the MTF measuring means subtracts the two-dimensional intensity distribution of the background noise from the two-dimensional intensity distribution of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5, and then performs a local maximum value search process to obtain an image within the image. The spot light 21 is specified (ST7). Before step ST7, the same steps as in step ST4 may be executed to perform a subtraction process. Further, the MTF measuring means specifies the center of the spot light 21 and determines how much the center of the spot light 21 is displaced from the center of the image 22 (ST8).
[0126]
If the center of the spot light 21 is displaced from the center of the image 22 by 1/4 or more of the image size, the MTF measuring means calculates the angle at which the spot light 21 is at the center of the image 22, and controls the angle for positioning control Output to controller as signal. The controller controls the position of the relay lens 4 and the position of the infrared CCD 3 so that the angle becomes the above-mentioned angle (ST9).
[0127]
The MTF measuring means measures the two-dimensional intensity distribution of the background noise and the two-dimensional intensity distribution of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 again (ST4 to ST6), and spots based on these. The shift of the center of the light 21 from the center of the image 22 is determined (ST7, ST8). This angle adjustment processing (ST9 to ST8) is repeated at least until the center of the spot light 21 enters a range within 1/4 of the image size from the center of the image 22.
[0128]
When the deviation of the center of the spot light 21 from the center of the image 22 is within 1/4 of the image size, the MTF measuring means determines whether both the vertical and horizontal sizes of the spot light 21 in the image 22 are less than half the image size. (ST10), and if both are less than half (No in ST10), the magnification is increased to 4 times (= 2 × 2) (ST11). More specifically, returning to step ST2, the MTF measuring unit converts the point image into four based on the focal length of the relay lens 4 stored in the storage member 13 and the designed focal length of the lens 1 to be measured. The distance between the lens 1 to be measured and the relay lens 4 is calculated so as to double the distance, and the distance between the relay lens 4 and the infrared CCD 3 is calculated (ST2). These calculation results are output to the controller as positioning control signals. The controller controls the position of the relay lens 4 and the position of the infrared CCD 3 so that the distance becomes the above-mentioned distance (ST3).
[0129]
As in the case of the double magnification, the MTF measuring means adjusts the angle until the amount of the center of the spot light 21 deviated from the center of the image 22 falls within a range of 1/4 of the image size (ST4 to ST4). ST9).
[0130]
When the amount by which the center of the spot light 21 deviates from the center of the image 22 is within 1/4 of the image size, the MTF measuring unit determines that both the vertical and horizontal sizes of the spot light 21 in the image 22 are less than half the image size. Then, the magnification is further increased to 8 times (4 times × 2). Then, the MTF measuring means adjusts the angle until the amount by which the center of the spot light 21 is shifted from the center of the image 22 falls within a range of 1/4 of the image size, as in the case of the magnification of 4 times ( ST4 to ST9).
[0131]
On the other hand, when the size of the spot light 21 in the image 22 becomes larger than half of the image size, the MTF control unit calculates an angle at which the center of the spot light 21 and the center of the image 22 overlap. . This angle is output to the controller as a positioning control signal. The controller controls the positions of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 such that the angle is set (ST12). When the size of the spot light 21 exceeds the image size, the reduction of 70% in the vertical and horizontal directions is repeated until the protrusion does not occur.
[0132]
If the vertical and horizontal sizes of the spot light 21 in the image 22 are both larger than half of the image size and the size fits in the screen 22 and the center of the spot light 21 overlaps the center of the image 22, the MTF control means The two-dimensional intensity distribution data of the background noise and the two-dimensional intensity distribution data of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 are measured, and the MTF value is calculated based on the measurement result. Note that the center of the spot light 21 and the center of the image 22 do not need to exactly match (ST13).
[0133]
With such a flowchart, the positions of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 can be adjusted so that the spot light 21 is always within the image 22. Further, since the MTF value is finally calculated based on the spot light 21 having a size which is both within the image 22 and whose vertical and horizontal sizes are both half or more of the image 22, the slope portion of the point image intensity distribution is calculated. Increases the amount of data. As a result, a highly accurate MTF value can be calculated.
[0134]
In this flowchart, the initial magnification is 2 times, but the initial magnification may be 4 times. Also, 1.5 times or the like may be selected as the first magnification. When the initial magnification is 1.5, the magnification may be changed to 1.5, 3, or 6 times. Further, when the magnification is 2 times, the center deviation of the spot light 21 is determined based on whether it is within the range of 1/8 of the image size, and when it is within 1/8, the next magnification is determined. Is increased to 8 times, the spot light 21 is captured in the image 22 and the MTF value can be calculated.
[0135]
In this flowchart, a case is described in which parallel light is perpendicularly incident on the lens 1 to be measured. However, even when parallel light is obliquely incident on the lens 1 to be measured, the same processing procedure is used. The positioning process of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 can be automated. However, when calculating the initial positioning based on the designed focal length of the test lens 1, the MTF measuring means calculates not only the distance but also the angle between the test lens 1 and the relay lens 4 and the relay lens 4. It is also necessary to calculate the angle with the infrared CCD 3, and the controller needs to control the angle to this angle.
[0136]
Further, in this flowchart, when the spot light 21 falls within the image 22 and its center substantially coincides with the center of the image 22 and the size of the spot light 21 becomes half or more the size of the image 22, the MTF The control means measures the two-dimensional intensity distribution data of the background noise and the two-dimensional intensity distribution data of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5, and calculates the MTF value based on the measurement results. are doing. However, even if the positions of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 are controlled in accordance with the above-described flowchart, the positions may not be exactly the true point image intensity distribution. There is a possibility that the positions of the relay lens 4 and the infrared CCD 3 are slightly shifted.
[0137]
Therefore, for example, after the spot light 21 is contained in the image 22, the center of which is substantially the center of the image 22, and the vertical and horizontal sizes of the spot light 21 are both half or more of the size of the image 22, the relay lens 4 and The position of the infrared CCD 3 is slightly moved back and forth, and the two-dimensional intensity distribution data of the background noise and the two-dimensional intensity distribution data of the received light including the infrared radiation of the infrared radiation lamp 5 are measured at a plurality of positions. Then, the final MTF value may be calculated using the image 22 in which the diameter of the spot light 21 is the smallest. Thereby, a better MTF value can be obtained. In the process of selecting these images 22, the monitor 17 may display the images 22 in a multi-display manner and allow the measurer to select them. Alternatively, the MTF values may be calculated for all the images 22, and the image having the largest MTF value may be selected.
[0138]
Further, in the first embodiment, the MTF value can be measured up to a frequency higher than the Nyquist frequency of the infrared CCD 3, but the MTF value of the infrared CCD 3 itself has a measurement limit of the Nyquist frequency. However, in order to obtain an MTF value of the test lens 1 in a region exceeding the Nyquist frequency (a spatial frequency higher than the Nyquist frequency), the MTF value of the infrared CCD 3 itself at a spatial frequency higher than the Nyquist frequency is required. is there. The MTF value of the infrared CCD 3 itself at a spatial frequency higher than the Nyquist frequency can be obtained by extrapolating from the curve of the MTF value of the infrared CCD 3 itself up to the Nyquist frequency. From the MTF value of the infrared CCD 3 itself in the region exceeding the Nyquist frequency obtained by this extrapolation and the measurement value obtained by using the relay lens 4, the test in the region exceeding the Nyquist frequency of the infrared CCD 3 is performed. The MTF value of the lens 1 is obtained.
[0139]
Specifically, the MTF value of the infrared CCD 3 itself is measured to obtain a characteristic curve with respect to the MTF frequency. By extending the characteristic curve, the characteristic curve in a region exceeding the Nyquist frequency of the infrared CCD 3 is estimated. This extrapolation is executed by the MTF measurement means, specifically, the MTF measurement program 19.
[0140]
【The invention's effect】
According to the present invention, the modulation transfer function of the lens to be measured can be measured by a simple adjustment. According to another aspect of the present invention, the modulation transfer function of the test lens can be measured based on the point image of the test lens. In particular, even if the spatial frequency is the Nyquist frequency of the two-dimensional imaging member or higher, a modulation transfer function with good reproducibility can be obtained. According to another invention of the present application, the modulation transfer function can be measured even in a bright room under a normal temperature environment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an infrared MTF measurement device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an example of a two-dimensional light intensity distribution of background noise imaged by the infrared MTF measuring device shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing an example of two-dimensional light intensity distribution data of only infrared radiation of an infrared radiation lamp, showing a state where the intensity is doubled by a relay lens.
FIG. 4 is an example of two-dimensional light intensity distribution data in which the best spot light having the smallest diameter is obtained at the center of the image of the infrared CCD, showing a state where the intensity is doubled by a relay lens. It is.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of two-dimensional light intensity distribution data of only infrared radiation of an infrared radiation lamp, which is eight times enlarged by a relay lens.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the arrangement of members when measuring an off-axis MTF value of a test lens using the MTF measuring device of FIG. 1;
FIG. 7 is a plan view of an infrared MTF measuring apparatus, which is an embodiment of the MTF measuring apparatus of FIG. 1 and capable of measuring the optical axis and the off-axis MTF value of the lens to be measured.
8 is a side view of the infrared MTF measuring device shown in FIG.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an MTF measurement process when the positioning process of the relay lens and the infrared CCD is automated.
FIG. 10 is a configuration diagram of a conventional infrared MTF measuring device.
[Explanation of symbols]
1 Test lens
2 Light source optical system
3 infrared CCD (two-dimensional imaging member)
4 relay lens
5 Infrared radiation lamp (light source)
6 circular pinholes (light through holes)
7 Light source shielding plate
8 Collimator mirror
9 Lens adjustment mechanism (adjustment means)
10. CCD adjustment mechanism (adjustment means)
14. Central processing unit (adjustment means, calculation means)
17 Monitor
19 MTF measurement program (adjustment means, calculation means)
42 Camera stage (adjustment means)
43 Camera linear motion mechanism (adjustment means)
44 auxiliary rotation stage (adjustment means)
45 auxiliary rotation mechanism (adjustment means)
46 Translation stage (adjustment means)
47,48 Stage linear motion mechanism (adjustment means)
49 Main rotating stage (adjustment means)
50 Main rotation mechanism (adjustment means)
51 Fixed base (adjustment means)
62 Height adjustment mechanism (adjustment means)
63 Distance adjustment mechanism (adjustment means)

Claims

A modulation transfer function measurement device that inputs parallel light to a test lens or a test mirror, and calculates a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror,
A light source that emits light,
A light source shielding plate in which a light transmission hole such as a circular pinhole or a rectangular slit is formed,
A collimator mirror or a collimator lens that converts the light passing through the light passage hole into the parallel light,
A relay lens for enlarging the image,
A two-dimensional imaging member that captures an image formed by the relay lens as a two-dimensional light intensity distribution,
A monitor for displaying the image,
Adjusting means for adjusting the relative position of the test lens, the relay lens and the two-dimensional imaging member,
A modulation transfer function measuring device, comprising: calculation means for calculating a modulation transfer function of the test lens based on the two-dimensional light intensity distribution adjusted by the adjustment means.

The monitor displays a value obtained by subtracting a two-dimensional light intensity distribution that does not include the light from the light source from a two-dimensional light intensity distribution output from the two-dimensional imaging member. Item 2. The modulation transfer function measuring device according to Item 1.

2. The modulation transfer function measuring device according to claim 1, wherein the relay lens enlarges the image at a magnification of 2 times or more and 8 times or less.

The light source and the two-dimensional imaging member are for infrared, the relay lens is formed using a material that transmits infrared radiation such as germanium, silicon, and zinc selenium, and further, the collimator mirror is used. 2. The modulation transfer function measuring device according to claim 1, wherein:

The adjusting unit adjusts a relative position of the lens to be inspected, the relay lens, and the two-dimensional imaging member so that the image is located at a central portion of an imaging screen of the two-dimensional imaging member. The modulation transfer function measuring device according to claim 1.

The circular pinhole is formed in the light source shielding plate, and the calculating means determines the MTF in the meridional direction based on a two-dimensional light intensity distribution of one point image picked up by the two-dimensional imaging member. 2. The modulation transfer function measuring device according to claim 1, wherein the modulation transfer function measuring unit calculates a value and an MTF value in a sagittal direction.

A modulation transfer function measurement device that inputs parallel light to a test lens or a test mirror, and calculates a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror,
A light source that emits light,
A light source shielding plate in which a circular pinhole is formed,
A collimator mirror or a collimator lens that converts the light passing through the circular pinhole into the parallel light,
A relay lens that magnifies the image more than twice;
A two-dimensional imaging member that captures an image formed by the relay lens as a two-dimensional light intensity distribution,
A modulation transfer function measuring device, comprising: calculation means for calculating a modulation transfer function of the test lens based on the two-dimensional light intensity distribution.

A modulation transfer function measurement device that inputs parallel light to a test lens or a test mirror, and calculates a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror,
A light source that emits light,
A light source shielding plate in which a circular pinhole is formed,
A collimator mirror or a collimator lens that converts the light passing through the circular pinhole into the parallel light,
A two-dimensional imaging member for imaging the image as it is or enlarged as a two-dimensional light intensity distribution,
Subtract the intensity distribution of the two-dimensional light not including the light of the light source from the intensity distribution of the two-dimensional light including the light of the light source, and further, based on the intensity distribution of the two-dimensional light resulting from the subtraction. A modulation transfer function measuring device, comprising: a calculation unit that calculates a modulation transfer function of the lens to be inspected.

A modulation transfer function measurement method for inputting parallel light to a test lens or a test mirror and calculating a modulation transfer function based on an image of the test lens or the test mirror,
While imaging the image with a two-dimensional imaging member and displaying the image on a monitor, adjusting the relative positions of the test lens, the relay lens, and the two-dimensional imaging member,
A modulation transfer function measuring method, wherein a modulation transfer function of the lens to be measured is calculated based on a two-dimensional light intensity distribution output from the two-dimensional imaging member after the adjustment.

A modulation transfer function measuring method for inputting parallel light to a test lens or a test mirror and calculating a modulation transfer function based on a point image obtained by the test lens or the test mirror,
An image obtained by enlarging the point image by a factor of two or more is captured by a two-dimensional imaging member,
A modulation transfer function measuring method, wherein a modulation transfer function of the lens to be inspected is calculated based on a two-dimensional light intensity distribution of a point image output from the two-dimensional imaging member.

A modulation transfer function measurement method in which parallel light based on light from a light source is incident on a test lens or a test mirror and a modulation transfer function is calculated based on an image obtained by the test lens or the test mirror. So,
The image is imaged by a two-dimensional imaging member as a two-dimensional light intensity distribution,
From the intensity distribution of the two-dimensional light including the light of the light source, subtract the intensity distribution of the two-dimensional light not including the light of the light source, and further, based on the intensity distribution of the two-dimensional light resulting from the subtraction. Calculating the modulation transfer function of the lens to be measured.