JP2004333315A - 解像度測定用チャート、解像度測定装置および解像度測定方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影光学系の解像度の測定における偶発的な誤差を低減する。
【解決手段】解像度測定装置は、3つの図形パターン(12a、12b、12c)を記したチャートと撮像素子と表示装置を備え、撮影光学系が結像させる図形パターンの像を撮像素子で撮影し、撮影した像を表示装置に表示する。図形パターン(12a、12b)の距離(D1)と図形パターン(12b,12c)の距離(D2)は、互いに等しく、かつ撮像素子の画素の配列ピッチの整数倍からずらして設定されている。各図形パターンの像の明暗の周波数がナイキスト周波数に一致するときでも、いずれかの図形パターンの像の線(13)の中心および空白(14)の中心が撮像素子の画素の境界からずれるため、その像に基づいて解像度を測定することで、偶発的な測定誤差を低減することができる。
【選択図】 図3
【解決手段】解像度測定装置は、3つの図形パターン(12a、12b、12c)を記したチャートと撮像素子と表示装置を備え、撮影光学系が結像させる図形パターンの像を撮像素子で撮影し、撮影した像を表示装置に表示する。図形パターン(12a、12b)の距離(D1)と図形パターン(12b,12c)の距離(D2)は、互いに等しく、かつ撮像素子の画素の配列ピッチの整数倍からずらして設定されている。各図形パターンの像の明暗の周波数がナイキスト周波数に一致するときでも、いずれかの図形パターンの像の線(13)の中心および空白(14)の中心が撮像素子の画素の境界からずれるため、その像に基づいて解像度を測定することで、偶発的な測定誤差を低減することができる。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光学系の解像度を測定するためのチャート、装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮影光学系の解像度は、縞模様を結像させたときに分離して観察することが可能な単位長当たりの縞の最大数で表されることが多い。この解像度の測定では、複数の線より成り、線の幅および線間の幅が一端から他端に向かって増大するくさび状の図形パターンを記したチャートが用いられる。
【0003】
図形パターンの例を図8に示す。線13の幅および線間の空白14の幅は、各線13の一端から他端に向かうどの位置においても等しく、また、図形パターンに沿って、解像度の相対値(線および線間の幅の逆数の相対値)を記した目盛が付されている。隣り合う線が分離して観察される(暗部である線と明部である線間の空白との判別が可能な)範囲のうち最も幅の狭い位置が、撮影光学系の解像度とされる。
【0004】
撮影光学系の収差により解像度は中央部と周辺部とで異なるため、くさび状の図形パターンをチャートの中央部と周辺部とに記すことが多い。また、水平方向の解像度と垂直方向の解像度を測定するために、向きが90゜異なる2つの図形パターンが各部に記される。
【0005】
微細な縞模様を肉眼で直接観察するのは能率が悪いため、解像度の測定には一般に、撮影光学系が結像させるチャートの像を撮影する撮像素子と、撮像素子が撮影した像を拡大表示する表示装置から成る解像度測定装置を用いて、表示装置に表示されたくさび状の図形パターンを人が観察して解像度を測定する。ただし、線が分離しているか否かの判定には個人差が生じ、また、熟練者でも時間を要することが多い。
【0006】
この点を改善するために、特開2002−224615号公報では、くさび状の図形パターンを2つ、平行かつ逆向きに、並べて配置することが提案されている。この配置では、隣り合う線が分離して観察される範囲と隣り合う線が分離して観察されない範囲との境界が、2つの図形パターンの中心に関して点対称な位置に現れるため、一方の図形パターンの境界部分と他方の図形パターンの境界部分とを結ぶ線が、各図形パターンの中心を結ぶ線に対してどの方向に傾くかによって、実際の解像度が各図形パターンの中心に相当する解像度よりも高いか低いかを、容易に知ることができる。
【0007】
【特許文献1】特開2002−224615号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
撮像素子は、一定のピッチで規則正しく2次元に配列された画素を有し、画素単位で光を電気信号に変換する。また、直交する画素列が水平方向および垂直方向に一致する配置で使用される。したがって、解像度測定装置では、1つおきの画素に光が入射し、間の画素に光が入射しない状態のとき、つまり、像の明暗の空間周波数がナイキスト周波数のときに、測定し得る解像度の上限となる。くさび状の図形パターンでは、撮影光学系の撮影倍率に応じて撮像素子上での明暗の周波数は変わるが、撮像素子上で隣り合う線の距離が撮像素子の画素のピッチの2倍になる部位がナイキスト周波数となり、理論上は、この部位まで解像度測定に利用できるはずである。
【0009】
ところが、チャートと撮像素子との相対位置によっては、ナイキスト周波数付近での測定ができないという事態が発生する。図9に、図形パターンの像の明暗がナイキスト周波数のときの、撮像素子の画素の出力信号の例を示す。図9において、(a)は、図形パターンの像の線の中心が1つおきの画素の中心に一致したときのものであり、光が入射する画素と光が入射しない画素が交互に存在することになって、画素の出力信号の強度は1画素ごとに明確に変化する。このときは、測定可能である。一方、(b)は、線の中心が隣り合う画素の境界に一致したときのものであり、各画素には(a)の光が入射する画素の半分の光が入射することになって、全画素の出力信号の強度は一様になる。このときは、測定不可能である。
【0010】
撮影光学系が撮像素子上に結像させたチャートの像のうち、中心部と周辺部のいずれでも図9(a)の測定可能な状態になることもあれば、中心部および周辺部のいずれでも図9(b)の測定不可能な状態になることもあり、さらに、一部位で測定可能、他の部位で測定不可能となることもある。このような事態は、図形パターンの像のうちのナイキスト周波数に近い部位でも生じる。また、ノイズによって画素の出力信号が平均化されて、ノイズがなければ図9(a)と図9(b)の中間の状態になるべきところが、図9(b)に近い状態になることもある。
【0011】
このように、従来の解像度の測定は偶発的な誤差を含んでおり、高い解像力を有する撮影光学系の解像度を必ずしも適切に表さず、低めに評価する結果となりがちである。チャートと撮像素子の相対位置を少しずつ変えて測定を複数回行い、そのうちの最高の解像度を撮影光学系の解像度とすることで、このような偶発的な誤差を抑えることができる。しかし、そのようにすると、測定に何倍もの時間を要することになり、能率の低下を招く。
【0012】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、偶発的な誤差を抑えることが可能な解像度測定用チャート、ならびに解像度測定装置および方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、撮影光学系の解像度測定用チャートであって、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するものにおいて、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く少なくとも3つの図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が隣り合う図形パターンの組ごとに異なるものとする。
【0014】
このチャートは、各図形パターンが第2の方向に等間隔で設けられていないため、撮影光学系の撮影倍率にかかわらず、隣り合う2つの図形パターンの組のいずれかが必ず、ナイキスト周波数の整数倍とは異なる距離だけ離れた位置に像を結ぶ。したがって、図形パターンの像を撮像素子で撮影する際に、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じて、いずれかの図形パターンの像の線の中心が撮像素子の画素の境界に一致したとしても、線の中心が撮像素子の画素の境界に一致しない図形パターンの像が存在することになり、この図形パターンの像によって解像度を測定することが可能である。また、撮像素子の3つ以上の部位に同様のノイズが同時に発生する可能性は低いため、ノイズによる誤差も低減する。
【0015】
さらに、各図形パターンの第2の方向のずれが第1の方向の図形パターンの長さの範囲内に抑えられているため、測定対象とする部位の解像度を確実に測定することができる。
【0016】
前記目的を達成するために、本発明ではまた、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを備え、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定装置において、チャートが、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているものとする。
【0017】
この装置のチャートは、各図形パターンが第2の方向に撮像素子の画素のピッチの整数倍以外の距離で設けられているため、撮影倍率を一定に保つ限り、全ての図形パターンの像がナイキスト周波数の整数倍だけ離れた位置に存在することがない。このため、各図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じ、いずれかの図形パターンの像の線の中心が撮像素子の画素の境界に一致したとしても、線の中心が撮像素子の画素の境界に一致しない図形パターンの像が存在することになり、この図形パターンの像によって解像度を測定することが可能である。また、撮像素子の複数の部位に同様のノイズが同時に発生する可能性は低いため、ノイズによる誤差も低減する。しかも、各図形パターンの第2の方向のずれが第1の方向の図形パターンの長さの範囲内に抑えられているため、測定対象とする部位の解像度を確実に測定することができる。
【0018】
ここで、チャートの隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が、撮像素子の画素のピッチの整数倍から、画素のピッチの1/2ずれているようにするとよい。この設定では、図形パターンの像のナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が、最大では画素のピッチの1/2となって理想値となり、最小でも画素のピッチの1/4となって、ノイズが発生した場合でも、その影響を受け難く、誤差を低減することができる。
【0019】
チャートの図形パターンの数は3以上とするとよい。このようにすると、ナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が異なる図形パターンの像がいくつも得られて、それらのうちの最大距離の像によって確実に解像度を測定することができる。この場合、隣り合う図形パターンの第2の方向の距離は、隣り合う図形パターンの組全てについて一定としてもよいし、隣り合う図形パターンの組ごとに変化させてもよい。
【0020】
前記目的を達成するために、本発明ではまた、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを用い、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定方法において、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているチャートを用いるものとする。
【0021】
前述のように、各図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、線の中心が撮像素子の画素の境界に一致しない図形パターンの像が存在するため、この図形パターンの像によって確実に解像度を測定することができる。ノイズによる誤差も低減することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態の解像度測定装置の構成を図1に模式的に示す。この解像度測定装置1は、チャート10、撮像素子20、表示装置30、および信号処理装置40を備えている。チャート10には、後述する図形パターンが記されており、撮像素子20は、解像度測定の対象である撮影光学系50が結像させたチャートの像を撮影する。撮像素子20は、例えばCCD方式のエリアセンサであり、水平方向と垂直方向に一定のピッチで配列された多数の画素を有し、画素ごとに光電変換を行う。表示装置30は撮像素子20が撮影したチャート10の像を拡大して表示し、信号処理装置40は、撮像素子20の出力信号にデジタル化、γ補正等の諸処理を施して、表示装置30による表示に適する形態とする。
【0023】
チャート10の全体を図2に模式的に示す。チャート10には、その中央部と周辺部(四隅)に、図形パターンの組11が記されている。図形パターンの組11を拡大して図3に示す。各組11は3つの図形パターン12a、12b、12cで構成されている。各図形パターン12a、12b、12cは、略同一方向に延びる4本の線13とそれらの間の空白14より成る。各線13および各空白(線間)14の幅は一端から他端に向かって次第に増大しており、図形パターン12a、12b、12cは、それぞれくさび状であり、また軸15に関して線対称である。対称軸15に沿う方向のあらゆる位置において、線13と空白14の幅(対称軸15に垂直な方向における線13と空白14の境界間の距離)は全て等しい。
【0024】
3つの図形パターン12a、12b、12cは合同であり、互いの対称軸15を平行にして、かつ、対称軸15に対して垂直な方向にずれるように、同じ向きに配置されている。外側の2つの図形パターン12a、12cの対称軸15間の距離は、各図形パターン12a、12b、12cの対称軸15に沿う方向の長さ以下である。また、相対的な解像度を示すために、各組11には、線13および空白14の幅の相対値の逆数を記した目盛が付されている。
【0025】
図2に示すように、図形パターン12a、12b、12cの組11には対称軸15が水平方向のものと垂直方向のものの2種が存在し、チャート10の中央と周辺の各部には、これら2種の組11が記されている。対称軸15が水平方向の図形パターンの像によって撮影光学系50の垂直方向の解像度を測定することができ、対称軸15が垂直方向の図形パターンの像によって撮影光学系50の水平方向の解像度を測定することができる。
【0026】
図形パターン12aと図形パターン12bの対称軸15間の距離D1(図3参照)と、図形パターン12bと図形パターン12cの対称軸15間の距離D2とは、等しく設定されている。ただし、距離D1、D2は、次の式(1)を満たすように設定されている。
D1=D2=P×(m+α) … (1)
【0027】
ここで、Pは撮像素子20の画素のピッチ、mは整数(例えば30)、αは0を超え1未満の数(0<α<1)である。すなわち、距離D1、D2は撮像素子20の画素のピッチの整数倍ではなく、したがって、図形パターン12a、12b、12cの対応する部位間の距離も画素のピッチの整数倍ではない。
【0028】
距離D1、D2を画素のピッチの整数倍からずらしたことにより、図形パターン12a、12b、12cの像の明暗の周波数がナイキスト周波数に一致するときでも、全ての像の線の中心が隣り合う画素の境界に一致するという状況は発生せず、図形パターン12a、12b、12cのうちのいずれかの像から解像度を測定することが可能である。
【0029】
α=1/3で、図形パターン12a、12b、12cの像の明暗の周波数がナイキスト周波数のときの、撮像素子20の画素の出力信号の例を図4に示す。これは図形パターン12aの像の線の中心が隣り合う画素の境界に一致したときのものであり、(a)は図形パターン12aの像を撮影する画素の出力信号、(b)は図形パターン12bの像を撮影する画素の出力信号である。この例では、図形パターン12aの像から解像度を測定することはできないが、図形パターン12bの像から解像度を測定することができる。図示しないが、図形パターン112cの像からも解像度の測定が可能である。
【0030】
明暗の周波数がナイキスト周波数に近い場合、ノイズが加わると、解像度の測定が困難になることがあるが、複数の図形パターンを1組として、いずれかの図形パターンの像に基づいて解像度を測定することで、その可能性も減少する。像の明暗の周波数がナイキスト周波数の2/3ときの、信号ノイズのある撮像素子の画素の出力信号の例を図5に示す。図5おいて、(a)は像の明暗差を助長するノイズが発生したときのもの、(b)は像の明暗差を打ち消すノイズが発生したときのものである。なお、ここではノイズを信号に換算して表している。(a)の状態では解像度の測定は可能であるが、(b)の状態では解像度の測定はほとんど不可能である。
【0031】
3つの図形パターン12a、12b、12cを1組とする解像度測定装置1では、図形パターン12a、12b、12cの像を撮影する画素の全てに、図5(b)の如き信号を打ち消すノイズが発生することはきわめて稀であり、ノイズによって測定ができなくなる可能性が大幅に低減する。したがって、撮像素子20としては、測定に適するだけの画素密度を有する限り、特に高性能(低ノイズ)のものを使用する必要はない。
【0032】
なお、本実施形態では、3つの図形パターン12a、12b、12cを1組としているが、1組に含まれる図形パターンの数は2つであってもよい。ただし、それらの図形パターンの距離は、撮像素子20の画素のピッチの整数倍からずらしておく。この場合、α=1/2、つまり、2つの図形パターンの距離を画素ピッチの(整数+1/2)倍とするのが好ましい。このように距離を設定すると、図形パターンの像のナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が、最小でも画素のピッチの1/4、最大では画素のピッチの1/2となって理想値となる。1組の図形パターンの数を4以上とすることもできる。その場合は、各図形パターンの距離を等しくするとともに、α=1/(図形パターンの数)とするとよい。
【0033】
第2の実施形態の解像度測定装置2について説明する。本実施形態の解像度測定装置2は、チャート10が異なるのみで、全体構成は図1に示したとおりである。
【0034】
チャート10には、図2に示したように、中央部と周辺部(四隅)とに図形パターンの組11が記されている。図形パターンの組11を拡大して図6に示す。各組11は3つの図形パターン12a、12b、12cで構成されている。各図形パターン12a、12b、12cは、第1の実施形態のものと全く同様であるが、本実施形態では、図形パターン12aと図形パターン12bの対称軸15間の距離D1と、図形パターン12bと図形パターン12cの対称軸15間の距離D2とを等しくせず、次の式(2)の関係を満たすように設定している。
|D1−D2|=P×1/2 … (2)
【0035】
すなわち、距離D1、D2の差は撮像素子20の画素のピッチの半分であり、したがって、図形パターン12a、12b、12cの対応する部位間の距離も、図形パターン12a、12bと図形パターン12b、12cとで半ピッチ分の差がある。
【0036】
測定対象の撮影光学系の焦点距離にバラツキがあると、撮影倍率が変動する。単焦点の撮影光学系では、焦点距離は一定範囲内に収められており、撮影倍率の変動はほとんどない。これに対し、焦点距離可変のズームレンズでは、解像度測定時に設定した焦点距離にバラツキが生じ易く、撮影倍率の変動が大きくなる。したがって、図形パターン12a、12b間の距離D1と図形パターン12b、12c間の距離D2を等しくした第1の実施形態の解像度測定装置1でズームレンズの解像度を測定する場合は、距離D1、D2を撮像素子20の画素のピッチの整数倍からずらしているものの、図形パターン12a、12b、12cの像の距離がナイキスト周波数の整数倍になる可能性がある。これを避けるためには、焦点距離を精度よく設定する必要があり、時間を要する。
【0037】
本実施形態の解像度測定装置2では、図形パターン12a、12b間の距離D1と図形パターン12b、12c間の距離D2を相違させているため、図形パターン12a、12b、12cの像の距離がナイキスト周波数の整数倍になる可能性は、通常の測定では全くない。画素のピッチの1/2に等しい距離D1、D2の差は、撮影倍率が予定の90%に減少したときには、画素のピッチの0.45倍となり、撮影倍率が予定の110%に増大したときには、画素のピッチの0.55倍となる。つまり、撮影倍率が200%になるというきわめて異常な事態が生じない限り、図形パターン12a、12b、12cの3つの像はナイキスト周波数の整数倍の距離差の位置には存在しない。したがって、図形パターン12a、12b、12cのうちのいずれかの像によって、確実に測定を行うことができる。
【0038】
上記の各実施形態では、図形パターン12a、12b、12cの線13と空白14の幅を一定の割合で増大させている。このため、線13や空白14の幅の逆数に比例する解像度の相対値を一定値ごとに記すようにすると、図3、図6に示したように、その目盛の間隔は等しくなくなる。線と空白の幅を増大させる割合を変化させて、解像度の相対値を一定値ごとに記したときに、その目盛の間隔が等しくなるようにしてもよい。このような図形パターンの例を図7に示す。
【0039】
また、ここでは個々の図形パターン12a、12b、12cを線対称とした例を示したが、各図形パターンは非対称であってもよい。要は、異なる図形パターンの対応する部位の距離が式(1)または式(2)を満たせばよい。さらに、個々の図形パターンを構成する線の数は任意に定めてよく、偶数であっても奇数であってもかまわない。
【0040】
撮像素子20の画素のピッチは、水平方向と垂直方向とで異なっていてもよいが、測定可能な最高解像度を水平方向と垂直方向で同じにするために、両方向で等しくするのが好ましい。画素のピッチが水平方向と垂直方向とで異なる場合は、水平方向の解像度測定用の図形パターンの組と、垂直方向の解像度測定用の図形パターンの組とで、図形パターン間の距離を式(1)または式(2)を満たすように、個別に設定すればよい。
【0041】
【発明の効果】
撮影光学系の解像度測定用チャートであって、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するものにおいて、本発明のように、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く少なくとも3つの図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が隣り合う図形パターンの組ごとに異なるようにすると、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、いずれかの図形パターンの像によって解像度を測定することが可能であり、ノイズによる誤差も低減することができる。また、測定対象部位の解像度を確実に測定することができる。
【0042】
第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを備え、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定装置において、本発明のように、チャートが、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているようにしても、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、いずれかの図形パターンの像によって解像度を測定することが可能であり、ノイズによる誤差も抑えられる。また、測定対象部位の解像度を確実に測定することができる。
【0043】
ここで、チャートの隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が、撮像素子の画素のピッチの整数倍から、画素のピッチの1/2ずれているようにすると、ナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が大きい図形パターンの像が得られるため、ノイズが発生した場合でも、精度よく解像度を測定することができる。
【0044】
チャートの図形パターンの数を3以上とすると、ナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が異なる図形パターンの像がいくつも得られて、それらのうちの最大距離の像によって精度よく解像度を測定することができる。
【0045】
第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを用い、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定方法において、本発明のように、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているチャートを用いるようにすると、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、いずれかの図形パターンの像によって解像度を測定することが可能であり、ノイズによる誤差も抑えられる。また、測定対象部位の解像度を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施形態の解像度測定装置の構成を模式的に示す図。
【図2】各実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの全体を模式的に示す図。
【図3】第1の実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの1組の図形パターンを拡大して示す図。
【図4】第1の実施形態の解像度測定装置の撮像素子の画素の出力信号の例を示す図。
【図5】第1の実施形態の解像度測定装置の撮像素子の画素の出力信号の他の例を示す図。
【図6】第2の実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの1組の図形パターンを拡大して示す図。
【図7】各実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの図形パターンの変形例を示す図。
【図8】従来の解像度測定装置が備えるチャートの図形パターンの例を示す図。
【図9】従来の解像度測定装置の撮像素子の画素の出力信号の例を示す図。
【符号の説明】
1、2 解像度測定装置
10 チャート
11 図形パターンの組
12a、12b、12c 図形パターン
13 線
14 線間の空白
15 対称軸
20 撮像素子
30 表示装置
40 信号処理装置
50 撮影光学系
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光学系の解像度を測定するためのチャート、装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
撮影光学系の解像度は、縞模様を結像させたときに分離して観察することが可能な単位長当たりの縞の最大数で表されることが多い。この解像度の測定では、複数の線より成り、線の幅および線間の幅が一端から他端に向かって増大するくさび状の図形パターンを記したチャートが用いられる。
【0003】
図形パターンの例を図8に示す。線13の幅および線間の空白14の幅は、各線13の一端から他端に向かうどの位置においても等しく、また、図形パターンに沿って、解像度の相対値(線および線間の幅の逆数の相対値)を記した目盛が付されている。隣り合う線が分離して観察される(暗部である線と明部である線間の空白との判別が可能な)範囲のうち最も幅の狭い位置が、撮影光学系の解像度とされる。
【0004】
撮影光学系の収差により解像度は中央部と周辺部とで異なるため、くさび状の図形パターンをチャートの中央部と周辺部とに記すことが多い。また、水平方向の解像度と垂直方向の解像度を測定するために、向きが90゜異なる2つの図形パターンが各部に記される。
【0005】
微細な縞模様を肉眼で直接観察するのは能率が悪いため、解像度の測定には一般に、撮影光学系が結像させるチャートの像を撮影する撮像素子と、撮像素子が撮影した像を拡大表示する表示装置から成る解像度測定装置を用いて、表示装置に表示されたくさび状の図形パターンを人が観察して解像度を測定する。ただし、線が分離しているか否かの判定には個人差が生じ、また、熟練者でも時間を要することが多い。
【0006】
この点を改善するために、特開2002−224615号公報では、くさび状の図形パターンを2つ、平行かつ逆向きに、並べて配置することが提案されている。この配置では、隣り合う線が分離して観察される範囲と隣り合う線が分離して観察されない範囲との境界が、2つの図形パターンの中心に関して点対称な位置に現れるため、一方の図形パターンの境界部分と他方の図形パターンの境界部分とを結ぶ線が、各図形パターンの中心を結ぶ線に対してどの方向に傾くかによって、実際の解像度が各図形パターンの中心に相当する解像度よりも高いか低いかを、容易に知ることができる。
【0007】
【特許文献1】特開2002−224615号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
撮像素子は、一定のピッチで規則正しく2次元に配列された画素を有し、画素単位で光を電気信号に変換する。また、直交する画素列が水平方向および垂直方向に一致する配置で使用される。したがって、解像度測定装置では、1つおきの画素に光が入射し、間の画素に光が入射しない状態のとき、つまり、像の明暗の空間周波数がナイキスト周波数のときに、測定し得る解像度の上限となる。くさび状の図形パターンでは、撮影光学系の撮影倍率に応じて撮像素子上での明暗の周波数は変わるが、撮像素子上で隣り合う線の距離が撮像素子の画素のピッチの2倍になる部位がナイキスト周波数となり、理論上は、この部位まで解像度測定に利用できるはずである。
【0009】
ところが、チャートと撮像素子との相対位置によっては、ナイキスト周波数付近での測定ができないという事態が発生する。図9に、図形パターンの像の明暗がナイキスト周波数のときの、撮像素子の画素の出力信号の例を示す。図9において、(a)は、図形パターンの像の線の中心が1つおきの画素の中心に一致したときのものであり、光が入射する画素と光が入射しない画素が交互に存在することになって、画素の出力信号の強度は1画素ごとに明確に変化する。このときは、測定可能である。一方、(b)は、線の中心が隣り合う画素の境界に一致したときのものであり、各画素には(a)の光が入射する画素の半分の光が入射することになって、全画素の出力信号の強度は一様になる。このときは、測定不可能である。
【0010】
撮影光学系が撮像素子上に結像させたチャートの像のうち、中心部と周辺部のいずれでも図9(a)の測定可能な状態になることもあれば、中心部および周辺部のいずれでも図9(b)の測定不可能な状態になることもあり、さらに、一部位で測定可能、他の部位で測定不可能となることもある。このような事態は、図形パターンの像のうちのナイキスト周波数に近い部位でも生じる。また、ノイズによって画素の出力信号が平均化されて、ノイズがなければ図9(a)と図9(b)の中間の状態になるべきところが、図9(b)に近い状態になることもある。
【0011】
このように、従来の解像度の測定は偶発的な誤差を含んでおり、高い解像力を有する撮影光学系の解像度を必ずしも適切に表さず、低めに評価する結果となりがちである。チャートと撮像素子の相対位置を少しずつ変えて測定を複数回行い、そのうちの最高の解像度を撮影光学系の解像度とすることで、このような偶発的な誤差を抑えることができる。しかし、そのようにすると、測定に何倍もの時間を要することになり、能率の低下を招く。
【0012】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、偶発的な誤差を抑えることが可能な解像度測定用チャート、ならびに解像度測定装置および方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、撮影光学系の解像度測定用チャートであって、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するものにおいて、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く少なくとも3つの図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が隣り合う図形パターンの組ごとに異なるものとする。
【0014】
このチャートは、各図形パターンが第2の方向に等間隔で設けられていないため、撮影光学系の撮影倍率にかかわらず、隣り合う2つの図形パターンの組のいずれかが必ず、ナイキスト周波数の整数倍とは異なる距離だけ離れた位置に像を結ぶ。したがって、図形パターンの像を撮像素子で撮影する際に、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じて、いずれかの図形パターンの像の線の中心が撮像素子の画素の境界に一致したとしても、線の中心が撮像素子の画素の境界に一致しない図形パターンの像が存在することになり、この図形パターンの像によって解像度を測定することが可能である。また、撮像素子の3つ以上の部位に同様のノイズが同時に発生する可能性は低いため、ノイズによる誤差も低減する。
【0015】
さらに、各図形パターンの第2の方向のずれが第1の方向の図形パターンの長さの範囲内に抑えられているため、測定対象とする部位の解像度を確実に測定することができる。
【0016】
前記目的を達成するために、本発明ではまた、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを備え、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定装置において、チャートが、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているものとする。
【0017】
この装置のチャートは、各図形パターンが第2の方向に撮像素子の画素のピッチの整数倍以外の距離で設けられているため、撮影倍率を一定に保つ限り、全ての図形パターンの像がナイキスト周波数の整数倍だけ離れた位置に存在することがない。このため、各図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じ、いずれかの図形パターンの像の線の中心が撮像素子の画素の境界に一致したとしても、線の中心が撮像素子の画素の境界に一致しない図形パターンの像が存在することになり、この図形パターンの像によって解像度を測定することが可能である。また、撮像素子の複数の部位に同様のノイズが同時に発生する可能性は低いため、ノイズによる誤差も低減する。しかも、各図形パターンの第2の方向のずれが第1の方向の図形パターンの長さの範囲内に抑えられているため、測定対象とする部位の解像度を確実に測定することができる。
【0018】
ここで、チャートの隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が、撮像素子の画素のピッチの整数倍から、画素のピッチの1/2ずれているようにするとよい。この設定では、図形パターンの像のナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が、最大では画素のピッチの1/2となって理想値となり、最小でも画素のピッチの1/4となって、ノイズが発生した場合でも、その影響を受け難く、誤差を低減することができる。
【0019】
チャートの図形パターンの数は3以上とするとよい。このようにすると、ナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が異なる図形パターンの像がいくつも得られて、それらのうちの最大距離の像によって確実に解像度を測定することができる。この場合、隣り合う図形パターンの第2の方向の距離は、隣り合う図形パターンの組全てについて一定としてもよいし、隣り合う図形パターンの組ごとに変化させてもよい。
【0020】
前記目的を達成するために、本発明ではまた、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを用い、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定方法において、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているチャートを用いるものとする。
【0021】
前述のように、各図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、線の中心が撮像素子の画素の境界に一致しない図形パターンの像が存在するため、この図形パターンの像によって確実に解像度を測定することができる。ノイズによる誤差も低減することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。第1の実施形態の解像度測定装置の構成を図1に模式的に示す。この解像度測定装置1は、チャート10、撮像素子20、表示装置30、および信号処理装置40を備えている。チャート10には、後述する図形パターンが記されており、撮像素子20は、解像度測定の対象である撮影光学系50が結像させたチャートの像を撮影する。撮像素子20は、例えばCCD方式のエリアセンサであり、水平方向と垂直方向に一定のピッチで配列された多数の画素を有し、画素ごとに光電変換を行う。表示装置30は撮像素子20が撮影したチャート10の像を拡大して表示し、信号処理装置40は、撮像素子20の出力信号にデジタル化、γ補正等の諸処理を施して、表示装置30による表示に適する形態とする。
【0023】
チャート10の全体を図2に模式的に示す。チャート10には、その中央部と周辺部(四隅)に、図形パターンの組11が記されている。図形パターンの組11を拡大して図3に示す。各組11は3つの図形パターン12a、12b、12cで構成されている。各図形パターン12a、12b、12cは、略同一方向に延びる4本の線13とそれらの間の空白14より成る。各線13および各空白(線間)14の幅は一端から他端に向かって次第に増大しており、図形パターン12a、12b、12cは、それぞれくさび状であり、また軸15に関して線対称である。対称軸15に沿う方向のあらゆる位置において、線13と空白14の幅(対称軸15に垂直な方向における線13と空白14の境界間の距離)は全て等しい。
【0024】
3つの図形パターン12a、12b、12cは合同であり、互いの対称軸15を平行にして、かつ、対称軸15に対して垂直な方向にずれるように、同じ向きに配置されている。外側の2つの図形パターン12a、12cの対称軸15間の距離は、各図形パターン12a、12b、12cの対称軸15に沿う方向の長さ以下である。また、相対的な解像度を示すために、各組11には、線13および空白14の幅の相対値の逆数を記した目盛が付されている。
【0025】
図2に示すように、図形パターン12a、12b、12cの組11には対称軸15が水平方向のものと垂直方向のものの2種が存在し、チャート10の中央と周辺の各部には、これら2種の組11が記されている。対称軸15が水平方向の図形パターンの像によって撮影光学系50の垂直方向の解像度を測定することができ、対称軸15が垂直方向の図形パターンの像によって撮影光学系50の水平方向の解像度を測定することができる。
【0026】
図形パターン12aと図形パターン12bの対称軸15間の距離D1(図3参照)と、図形パターン12bと図形パターン12cの対称軸15間の距離D2とは、等しく設定されている。ただし、距離D1、D2は、次の式(1)を満たすように設定されている。
D1=D2=P×(m+α) … (1)
【0027】
ここで、Pは撮像素子20の画素のピッチ、mは整数(例えば30)、αは0を超え1未満の数(0<α<1)である。すなわち、距離D1、D2は撮像素子20の画素のピッチの整数倍ではなく、したがって、図形パターン12a、12b、12cの対応する部位間の距離も画素のピッチの整数倍ではない。
【0028】
距離D1、D2を画素のピッチの整数倍からずらしたことにより、図形パターン12a、12b、12cの像の明暗の周波数がナイキスト周波数に一致するときでも、全ての像の線の中心が隣り合う画素の境界に一致するという状況は発生せず、図形パターン12a、12b、12cのうちのいずれかの像から解像度を測定することが可能である。
【0029】
α=1/3で、図形パターン12a、12b、12cの像の明暗の周波数がナイキスト周波数のときの、撮像素子20の画素の出力信号の例を図4に示す。これは図形パターン12aの像の線の中心が隣り合う画素の境界に一致したときのものであり、(a)は図形パターン12aの像を撮影する画素の出力信号、(b)は図形パターン12bの像を撮影する画素の出力信号である。この例では、図形パターン12aの像から解像度を測定することはできないが、図形パターン12bの像から解像度を測定することができる。図示しないが、図形パターン112cの像からも解像度の測定が可能である。
【0030】
明暗の周波数がナイキスト周波数に近い場合、ノイズが加わると、解像度の測定が困難になることがあるが、複数の図形パターンを1組として、いずれかの図形パターンの像に基づいて解像度を測定することで、その可能性も減少する。像の明暗の周波数がナイキスト周波数の2/3ときの、信号ノイズのある撮像素子の画素の出力信号の例を図5に示す。図5おいて、(a)は像の明暗差を助長するノイズが発生したときのもの、(b)は像の明暗差を打ち消すノイズが発生したときのものである。なお、ここではノイズを信号に換算して表している。(a)の状態では解像度の測定は可能であるが、(b)の状態では解像度の測定はほとんど不可能である。
【0031】
3つの図形パターン12a、12b、12cを1組とする解像度測定装置1では、図形パターン12a、12b、12cの像を撮影する画素の全てに、図5(b)の如き信号を打ち消すノイズが発生することはきわめて稀であり、ノイズによって測定ができなくなる可能性が大幅に低減する。したがって、撮像素子20としては、測定に適するだけの画素密度を有する限り、特に高性能(低ノイズ)のものを使用する必要はない。
【0032】
なお、本実施形態では、3つの図形パターン12a、12b、12cを1組としているが、1組に含まれる図形パターンの数は2つであってもよい。ただし、それらの図形パターンの距離は、撮像素子20の画素のピッチの整数倍からずらしておく。この場合、α=1/2、つまり、2つの図形パターンの距離を画素ピッチの(整数+1/2)倍とするのが好ましい。このように距離を設定すると、図形パターンの像のナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が、最小でも画素のピッチの1/4、最大では画素のピッチの1/2となって理想値となる。1組の図形パターンの数を4以上とすることもできる。その場合は、各図形パターンの距離を等しくするとともに、α=1/(図形パターンの数)とするとよい。
【0033】
第2の実施形態の解像度測定装置2について説明する。本実施形態の解像度測定装置2は、チャート10が異なるのみで、全体構成は図1に示したとおりである。
【0034】
チャート10には、図2に示したように、中央部と周辺部(四隅)とに図形パターンの組11が記されている。図形パターンの組11を拡大して図6に示す。各組11は3つの図形パターン12a、12b、12cで構成されている。各図形パターン12a、12b、12cは、第1の実施形態のものと全く同様であるが、本実施形態では、図形パターン12aと図形パターン12bの対称軸15間の距離D1と、図形パターン12bと図形パターン12cの対称軸15間の距離D2とを等しくせず、次の式(2)の関係を満たすように設定している。
|D1−D2|=P×1/2 … (2)
【0035】
すなわち、距離D1、D2の差は撮像素子20の画素のピッチの半分であり、したがって、図形パターン12a、12b、12cの対応する部位間の距離も、図形パターン12a、12bと図形パターン12b、12cとで半ピッチ分の差がある。
【0036】
測定対象の撮影光学系の焦点距離にバラツキがあると、撮影倍率が変動する。単焦点の撮影光学系では、焦点距離は一定範囲内に収められており、撮影倍率の変動はほとんどない。これに対し、焦点距離可変のズームレンズでは、解像度測定時に設定した焦点距離にバラツキが生じ易く、撮影倍率の変動が大きくなる。したがって、図形パターン12a、12b間の距離D1と図形パターン12b、12c間の距離D2を等しくした第1の実施形態の解像度測定装置1でズームレンズの解像度を測定する場合は、距離D1、D2を撮像素子20の画素のピッチの整数倍からずらしているものの、図形パターン12a、12b、12cの像の距離がナイキスト周波数の整数倍になる可能性がある。これを避けるためには、焦点距離を精度よく設定する必要があり、時間を要する。
【0037】
本実施形態の解像度測定装置2では、図形パターン12a、12b間の距離D1と図形パターン12b、12c間の距離D2を相違させているため、図形パターン12a、12b、12cの像の距離がナイキスト周波数の整数倍になる可能性は、通常の測定では全くない。画素のピッチの1/2に等しい距離D1、D2の差は、撮影倍率が予定の90%に減少したときには、画素のピッチの0.45倍となり、撮影倍率が予定の110%に増大したときには、画素のピッチの0.55倍となる。つまり、撮影倍率が200%になるというきわめて異常な事態が生じない限り、図形パターン12a、12b、12cの3つの像はナイキスト周波数の整数倍の距離差の位置には存在しない。したがって、図形パターン12a、12b、12cのうちのいずれかの像によって、確実に測定を行うことができる。
【0038】
上記の各実施形態では、図形パターン12a、12b、12cの線13と空白14の幅を一定の割合で増大させている。このため、線13や空白14の幅の逆数に比例する解像度の相対値を一定値ごとに記すようにすると、図3、図6に示したように、その目盛の間隔は等しくなくなる。線と空白の幅を増大させる割合を変化させて、解像度の相対値を一定値ごとに記したときに、その目盛の間隔が等しくなるようにしてもよい。このような図形パターンの例を図7に示す。
【0039】
また、ここでは個々の図形パターン12a、12b、12cを線対称とした例を示したが、各図形パターンは非対称であってもよい。要は、異なる図形パターンの対応する部位の距離が式(1)または式(2)を満たせばよい。さらに、個々の図形パターンを構成する線の数は任意に定めてよく、偶数であっても奇数であってもかまわない。
【0040】
撮像素子20の画素のピッチは、水平方向と垂直方向とで異なっていてもよいが、測定可能な最高解像度を水平方向と垂直方向で同じにするために、両方向で等しくするのが好ましい。画素のピッチが水平方向と垂直方向とで異なる場合は、水平方向の解像度測定用の図形パターンの組と、垂直方向の解像度測定用の図形パターンの組とで、図形パターン間の距離を式(1)または式(2)を満たすように、個別に設定すればよい。
【0041】
【発明の効果】
撮影光学系の解像度測定用チャートであって、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するものにおいて、本発明のように、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く少なくとも3つの図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が隣り合う図形パターンの組ごとに異なるようにすると、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、いずれかの図形パターンの像によって解像度を測定することが可能であり、ノイズによる誤差も低減することができる。また、測定対象部位の解像度を確実に測定することができる。
【0042】
第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを備え、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定装置において、本発明のように、チャートが、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているようにしても、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、いずれかの図形パターンの像によって解像度を測定することが可能であり、ノイズによる誤差も抑えられる。また、測定対象部位の解像度を確実に測定することができる。
【0043】
ここで、チャートの隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が、撮像素子の画素のピッチの整数倍から、画素のピッチの1/2ずれているようにすると、ナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が大きい図形パターンの像が得られるため、ノイズが発生した場合でも、精度よく解像度を測定することができる。
【0044】
チャートの図形パターンの数を3以上とすると、ナイキスト周波数に一致する部位における線の中心と撮像素子の画素の境界との距離が異なる図形パターンの像がいくつも得られて、それらのうちの最大距離の像によって精度よく解像度を測定することができる。
【0045】
第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを用い、撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定方法において、本発明のように、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているチャートを用いるようにすると、図形パターンの像にナイキスト周波数に一致する部位が生じるときでも、いずれかの図形パターンの像によって解像度を測定することが可能であり、ノイズによる誤差も抑えられる。また、測定対象部位の解像度を確実に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の各実施形態の解像度測定装置の構成を模式的に示す図。
【図2】各実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの全体を模式的に示す図。
【図3】第1の実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの1組の図形パターンを拡大して示す図。
【図4】第1の実施形態の解像度測定装置の撮像素子の画素の出力信号の例を示す図。
【図5】第1の実施形態の解像度測定装置の撮像素子の画素の出力信号の他の例を示す図。
【図6】第2の実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの1組の図形パターンを拡大して示す図。
【図7】各実施形態の解像度測定装置が備えるチャートの図形パターンの変形例を示す図。
【図8】従来の解像度測定装置が備えるチャートの図形パターンの例を示す図。
【図9】従来の解像度測定装置の撮像素子の画素の出力信号の例を示す図。
【符号の説明】
1、2 解像度測定装置
10 チャート
11 図形パターンの組
12a、12b、12c 図形パターン
13 線
14 線間の空白
15 対称軸
20 撮像素子
30 表示装置
40 信号処理装置
50 撮影光学系
Claims (5)
- 撮影光学系の解像度測定用チャートであって、第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するものにおいて、
第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く少なくとも3つの図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が隣り合う図形パターンの組ごとに異なる
ことを特徴とする解像度測定用チャート。 - 第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、
第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを備え、
撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定装置において、
チャートが、第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれている
ことを特徴とする解像度測定装置。 - チャートの隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が、撮像素子の画素のピッチの整数倍から、画素のピッチの1/2ずれていることを特徴とする請求項2に記載の解像度測定装置。
- チャートの図形パターンの数が3以上であることを特徴とする請求項2に記載の解像度測定装置。
- 第1の方向に概ね沿って延び、第1の方向に対して垂直な第2の方向に互いにずれた複数の線より成り、第1の方向に沿って各線の幅および各線間の幅が変化し、第1の方向のあらゆる位置において線の幅と線間の幅が等しい図形パターンを有するチャートと、
第2の方向に等しいピッチで並ぶ複数の画素を有する撮像素子とを用い、
撮影光学系が撮像素子上に結像させるチャートの図形パターンを撮像素子で撮影することにより、撮影光学系の解像度を測定する解像度測定方法において、
第1の方向の図形パターンの長さの範囲内で第2の方向に互いにずれ同一方向を向く複数の図形パターンを有し、かつ、隣り合う図形パターンの対応する部位間の第2の方向の距離が撮像素子の画素のピッチの整数倍からずれているチャートを用いる
ことを特徴とする解像度測定方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008197087A (ja) * | 2006-12-31 | 2008-08-28 | General Electric Co <Ge> | 撮影システムにより生成された画像の画質を定量的に評価するシステム及び方法 |
WO2009110528A1 (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-11 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置用テストチャート及びその使用方法、チャート盤、テスト装置 |
JP2011188403A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Nippon Avionics Co Ltd | プロジェクタおよびプロジェクタの解像度検査方法 |
JP7507767B2 (ja) | 2019-08-06 | 2024-06-28 | ライカ バイオシステムズ イメージング インコーポレイテッド | 物理的キャリブレーションスライド |
-
2003
- 2003-05-08 JP JP2003129961A patent/JP2004333315A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008197087A (ja) * | 2006-12-31 | 2008-08-28 | General Electric Co <Ge> | 撮影システムにより生成された画像の画質を定量的に評価するシステム及び方法 |
WO2009110528A1 (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-11 | シャープ株式会社 | 固体撮像装置用テストチャート及びその使用方法、チャート盤、テスト装置 |
JP2009213008A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Sharp Corp | 固体撮像装置用テストチャート及びその使用方法、チャート盤、テスト装置 |
JP2011188403A (ja) * | 2010-03-11 | 2011-09-22 | Nippon Avionics Co Ltd | プロジェクタおよびプロジェクタの解像度検査方法 |
JP7507767B2 (ja) | 2019-08-06 | 2024-06-28 | ライカ バイオシステムズ イメージング インコーポレイテッド | 物理的キャリブレーションスライド |
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