JP2004333315A

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

Info

Publication number: JP2004333315A
Application number: JP2003129961A
Authority: JP
Inventors: Mutsuhiro Yamanaka; 睦裕山中
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-11-25

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

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

Claims

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。