JP2013195349A

JP2013195349A - 光学特性測定用のチャート，測定装置及び測定方法

Info

Publication number: JP2013195349A
Application number: JP2012065460A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Takeichi; 大介武市
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2013-09-30

Abstract

【課題】チャート側と被検レンズ側との間で干渉及び移動制限を生じさせることなく、軸外検査位置の測定に必要な拡散光が得られ、外乱光となるチャート側面からの出射光が生じない、光学特性測定用のチャート，測定装置及び測定方法を提供する。
【解決手段】被検レンズの光学特性の測定に用いられるチャート１は、透明板１ａとその表面に設けられた遮光膜１ｂとで構成されている。遮光膜１ｂは、チャート図形の描画面Ｓ２及び側面Ｓ３に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は光学特性測定用のチャート，測定装置及び測定方法に関するものであり、例えば、撮影レンズのＭＴＦ(Modulation Transfer Function)の測定に用いるチャート、そのチャートを搭載した光学特性測定装置、及びそのチャートを用いて光学特性を測定する測定方法に関するものである。

従来より、チャートを用いてレンズの光学特性を測定する測定装置及び測定方法が知られている。例えば、特許文献１に記載のＭＴＦ測定装置では、光源からの光をファイバーを通じて導光し、ファイバーからの出射光を拡散板に入射させて拡散させ、その拡散光をチャートに入射させてスリット像を形成する構成になっている。そのスリット像は被検レンズにより撮像手段に対して結像され、その撮像手段により撮像された画像に基づいて被検レンズのＭＴＦが測定される。

図５に、従来より知られているフォトマスクタイプのチャートの一例を示す。このチャート１Ｘは、ガラス板１ａの上面に遮光膜１ｂが形成されたものであり、遮光膜１ｂに形成されているスリット１ｓにより描画図形を形成している。現行のチャートユニットでは、例えば図６に示すように、チャートホルダー３にチャート１Ｘと拡散板２が挿入されて拡散板押さえ４で固定され、ファイバー光源５からの光が拡散板２で拡散光となってチャート１に照射される。そして、スリット１ｓ（図５）から射出した光は、被検レンズ受け部８に固定されている被検レンズホルダー７内の被検レンズ６に入射する。

特開平６−１７４５８８号公報

しかし、被検レンズ６の焦点距離が短い場合には（例えば、携帯電話搭載の撮影レンズ等）、例えば図７に示すように、被検レンズホルダー７や被検レンズ受け部８にチャートユニット（つまり、チャート１Ｘとチャートホルダー３）が潜り込む必要が生じてしまう。このため、現行のチャートユニットの構成では、以下のような問題（１）及び（２）が発生することになる。
（１）：チャート１Ｘの有効エリアを確保すると、被検レンズホルダー７や被検レンズ受け部８にチャートホルダー３が干渉する。
（２）：（１）の干渉が生じない場合でも、被検レンズホルダー７や被検レンズ受け部８とチャートホルダー３との隙間が狭いため、チャート１Ｘの平面移動（つまり、測定時のチャート１Ｘの描画面に対して平行方向の移動）が困難になる。

チャートホルダー３の上部を省略して、チャート１Ｘがチャートホルダー３から飛び出した構成にすれば、上記問題点（１）及び（２）を解消することは可能である。しかし、別途以下のような問題（３）及び（４）が発生することになる。
（３）：軸外検査位置の測定に必要な拡散光が得られなくなる。
（４）：チャート１Ｘの側面から出射した光が外乱光として被検レンズ６に入射する。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、チャート側と被検レンズ側との間で干渉及び移動制限を生じさせることなく、軸外検査位置の測定に必要な拡散光が得られ、外乱光となるチャート側面からの出射光が生じない、光学特性測定用のチャート，測定装置及び測定方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、第１の発明のチャートは、被検レンズの光学特性の測定に用いられるチャートであって、透明板とその表面に設けられた遮光膜とを有しており、前記遮光膜がチャート図形の描画面及び側面に設けられていることを特徴とする。

第２の発明のチャートは、上記第１の発明において、前記チャート図形が前記遮光膜に形成されたスリットから成ることを特徴とする。

第３の発明のチャートは、上記第１又は第２の発明において、前記遮光膜が透明板側から順にクロム層と酸化クロム層から成り、クロム層でミラー面が形成され、酸化クロム層で黒色の遮光面が形成されることを特徴とする。

第４の発明の光学特性測定装置は、拡散光を出射する拡散板と、上記第１〜第３のいずれか１つの発明に係るチャートと、を備え、前記透明板側から前記遮光膜を拡散光で照明することにより描画面から出射させた光で被検レンズの光学特性の測定を行うことを特徴とする。

第５の発明の光学特性測定装置は、上記第４の発明において、前記チャートを保持するチャートホルダーを更に備え、チャートの受け面が前記拡散板で構成され、前記チャートホルダーからチャートが突出するように構成されていることを特徴とする。

第６の発明の光学特性測定装置は、上記第４又は第５の発明において、前記被検レンズの光学特性がＭＴＦ特性であることを特徴とする。

第７の発明の光学特性測定方法は、拡散光を出射する拡散板と、上記第１〜第３のいずれか１つの発明に係るチャートと、を用い、前記透明板側から前記遮光膜を拡散光で照明することにより描画面から出射させた光で被検レンズの光学特性の測定を行うことを特徴とする。

第８の発明の光学特性測定方法は、上記第７の発明において、前記チャートを保持するチャートホルダーを更に用い、チャートの受け面を前記拡散板で構成し、前記チャートホルダーからチャートを突出させることを特徴とする。

第９の発明の光学特性測定方法は、上記第７又は第８の発明において、前記被検レンズの光学特性がＭＴＦ特性であることを特徴とする。

本発明に係るチャートでは、遮光膜がチャート図形の描画面だけでなくチャート側面にも設けられているため、チャート内に入射してチャート側面で反射された光は描画面へと向かうことになる。描画面へと向かった光は、軸外検査位置での測定に必要な光として有効利用される。チャート側面を透過して外部へ出射する光が生じないので、それが外乱光となることもない。また、チャートホルダー等でチャート側面を覆う必要がないので、被検レンズの焦点距離が短い場合でもチャートを被検レンズに近づけることができ、チャートの平面移動も可能になる。したがって本発明によれば、チャート側と被検レンズ側との間で干渉及び移動制限を生じさせることなく、軸外検査位置の測定に必要な拡散光が得られ、外乱光となるチャート側面からの出射光が生じない、光学特性測定用のチャート，測定装置及び測定方法を実現することができる。

チャート図形を遮光膜に形成されたスリットで構成することにより、チャート側面の遮光とともにチャート図形の形成を行うことができる。

遮光膜を透明板側から順にクロム層と酸化クロム層で構成し、クロム層でミラー面、酸化クロム層で黒色の遮光面を形成することにより、チャート側面への入射光をミラー面で反射させて軸外検査位置での測定に必要な拡散光とすることができる。また、チャート外面は黒色の遮光面なので、外乱光を高い遮光性で効果的に抑えることができる。

本発明に係る光学特性測定装置又は光学特性測定方法では、拡散板から出射した拡散光で透明板側から遮光膜を照明することにより描画面から出射させた光で被検レンズの光学特性の測定を行う構成になっているため、チャート内に入射しチャート側面で反射されて描画面へと向かった光を、軸外検査位置での測定に必要な拡散光として有効利用することができる。

チャートの受け面を拡散板で構成し、チャートホルダーからチャートを突出させることにより、チャートホルダーから被検レンズホルダー，被検レンズ受け部等までの隙間を大きく確保することができ、チャートの平面移動も可能となる。したがって、チャート側と被検レンズ側との間での干渉及び移動制限の発生を効果的に抑えることができる。

光学特性測定用チャートの一実施の形態を示す斜視図。図１のチャートを搭載したＭＴＦ検査機の要部を示す断面図。図１のチャートを搭載したＭＴＦ検査機の全体構成を示す断面図。チャート内での光の進行状態を示す断面図。フォトマスクタイプのチャートの従来例を示す斜視図。従来の光学特性測定装置の要部を示す断面図。被検レンズの焦点距離が短い場合の問題点を説明するための断面図。

以下、本発明に係る光学特性測定用のチャート，測定装置及び測定方法の実施の形態等を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態，従来例等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。

図１に、ＭＴＦ測定用のチャート１の一実施の形態を示す。図１（Ａ）はチャート１をその描画面Ｓ２側から見た外観を斜視図で示しており、図１（Ｂ）はチャート１をその光入射側面Ｓ１側から見た外観を斜視図で示している。図３にチャート１を搭載したＭＴＦ検査機１０の全体構成を示し、図２にその要部を拡大して示す。また、図４にチャート１内での光の進行状態を示す。

ＭＴＦ検査機１０は、図３に示すように、チャート１，拡散板２，チャートホルダー３，拡散板押さえ４，ファイバー光源（照明光源）５，被検レンズホルダー７，被検レンズ受け部８，コリメータレンズ１１，ＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ１２等を備え、被検レンズ６の光学特性としてＭＴＦを測定する装置である。そして、特徴的なチャート１を有することにより、被検レンズ６の焦点距離が短い場合（例えば、携帯電話用の撮影レンズ等）に対応可能な構成となっている。図２等に示すように、チャートホルダー３にはチャート１と拡散板２が挿入されており、チャートユニットとして拡散板押さえ４で固定されている。また被検レンズ受け部８には、被検レンズ６を内部に保持する被検レンズホルダー７が取り付けられている。

ファイバー光源５から出射した光は、拡散面２ａ（図４）を有する拡散板２で拡散光となって、フォトマスクタイプのチャート１に照射される。つまり、拡散板２から出射した拡散光で遮光膜１ｂがガラス板１ａ側から照明される。チャート１は、透明なガラス板１ａ（プラスチック板等の透明板でもよい。）と、その表面に設けられた遮光膜１ｂと、で構成されている。遮光膜１ｂは、チャート図形の描画面Ｓ２及び側面Ｓ３に設けられている。また遮光膜１ｂは、図４に示すように、ガラス板１ａ側から順にクロム層ＭＡと酸化クロム層ＭＢとから成っており、クロム層ＭＡでミラー面が形成されており、酸化クロム層ＭＢで黒色の遮光面が形成されている。遮光膜１ｂにはスリット１ｓ（図１）が形成されており、描画面Ｓ２のチャート図形はスリット１ｓから成っている。

スリット１ｓから出射した光は、被検レンズホルダー７内の被検レンズ６に入射する。被検レンズ６とコリメータレンズ１１（図３）を通してスリット１ｓがＣＣＤカメラ１２で結像し、ＣＣＤカメラ１２で撮像された画像からＭＴＦを計算することにより被検レンズ６の検査が行われる。被検レンズ６からの出射光は、描画面Ｓ２の中心（図４中の軸上検査位置Ｐ０に相当する）から出射した１本の軸上光Ｌ０（図３）と、描画面Ｓ２の周辺部分（図４中の軸外検査位置Ｐ１に相当する）から出射した例えば４本の軸外光Ｌ１（図３では２本のみ示している。）と、から成っており、コリメータレンズ１１，ＣＣＤカメラ１２等は各光路について設けられている。

前述したように、チャート１では遮光膜１ｂがチャート図形の描画面Ｓ２だけでなく側面Ｓ３にも設けられているため、図４に示すように、チャート１内に入射して側面Ｓ３で反射された光は描画面Ｓ２へと向かうことになる。描画面Ｓ２へと向かった光は、軸外検査位置Ｐ１での測定に必要な光として有効利用される。側面Ｓ３を透過して外部へ出射する光（図４中の白抜き矢印）が生じないので、それが外乱光となることもない。また、チャートホルダー３等でチャート１の側面Ｓ３を覆う必要がないので、被検レンズ６の焦点距離が短い場合でもチャート１を被検レンズ６に近づけることができ、チャート１の平面移動も可能になる。したがって、この実施の形態によれば、チャート１側と被検レンズ６側との間で干渉及び移動制限を生じさせることなく、軸外検査位置Ｐ１の測定に必要な拡散光を得ることができ、外乱光となる側面Ｓ３からの出射光の発生を防止することができる。

チャート図形を遮光膜１ｂに形成されたスリット１ｓで構成することにより、チャート１の側面Ｓ３での遮光とともにチャート図形の形成を行うことができる。

遮光膜１ｂをガラス板１ａ側から順にクロム層ＭＡと酸化クロム層ＭＢとの２層で構成し、クロム層ＭＡでミラー面、酸化クロム層ＭＢで黒色の遮光面を形成することにより、チャート１の側面Ｓ３への入射光をミラー面で反射させて軸外検査位置Ｐ１での測定に必要な拡散光とすることができる。また、チャート１の外面は黒色の遮光面なので、外乱光を高い遮光性で効果的に抑えることができる。

ＭＴＦ検査機１０及びこれを用いたＭＴＦ測定方法では、拡散板２から出射した拡散光でガラス板１ａ側から遮光膜１ｂを照明することにより描画面Ｓ２から出射させた光で被検レンズ６のＭＴＦの測定を行う構成になっているため、チャート１内に入射しチャート１の側面Ｓ３で反射されて描画面Ｓ２へと向かった光を、軸外検査位置Ｐ１での測定に必要な拡散光として有効利用することができる。

また図２〜図４に示すように、チャート１の受け面を拡散板２で構成し（つまり、拡散板２でチャート１の裏面を受ける構成とする。）、チャートホルダー３からチャート１を突出させることにより、チャートホルダー３から被検レンズホルダー７，被検レンズ受け部８等までの隙間を大きく確保することができ、チャート１の平面移動も可能となる。したがって、チャート１側と被検レンズ６側との間での干渉及び移動制限の発生を効果的に抑えることができる。

例えば、チャートホルダー３でチャート１の上面を受けた場合（図６，図７）、軸外光Ｌ１（図４）はチャートホルダー３でケラレてしまうが、チャートホルダー３からチャート１を突出させた場合（図４）、軸外光Ｌ１がチャートホルダー３でケラレることはない。したがって、測定結果に悪影響を及ぼす外乱光を抑制するとともに、側面Ｓ３の遮光膜１ｂでの反射により軸外の拡散光を確保することができる。

被検レンズホルダー７や被検レンズ受け部８への潜り込み部分の形状と、チャート１の形状と、を同一にするのが好ましい。そのように同一形状にすれば、被検レンズホルダー７や被検レンズ受け部８に対する隙間を少しでも大きく確保することが可能になる。例えば、被検レンズホルダー７や被検レンズ受け部８への潜り込み部分の形状が四角形の場合、チャート１の形状も四角形にし、遮光膜１ｂを描画面Ｓ２と側面Ｓ３（４面）との合計５面に形成し、描画面Ｓ２の対面（すなわち光入射側面Ｓ１）から拡散光を入射させればよい。

１チャート
１ａガラス板（透明板）
１ｂ遮光膜
１ｓスリット
２拡散板
２ａ拡散面
３チャートホルダー
４拡散板押さえ
５ファイバー光源
６被検レンズ
７被検レンズホルダー
８被検レンズ受け部
１０ＭＴＦ検査機（光学特性測定装置）
１１コリメータレンズ
１２ＣＣＤカメラ
Ｓ１光入射側面
Ｓ２描画面
Ｓ３側面
ＭＡクロム層
ＭＢ酸化クロム層
Ｌ０軸上光
Ｌ１軸外光
Ｐ０軸上検査位置
Ｐ１軸外検査位置

Claims

被検レンズの光学特性の測定に用いられるチャートであって、透明板とその表面に設けられた遮光膜とを有しており、前記遮光膜がチャート図形の描画面及び側面に設けられていることを特徴とするチャート。
前記チャート図形が前記遮光膜に形成されたスリットから成ることを特徴とする請求項１記載のチャート。
前記遮光膜が透明板側から順にクロム層と酸化クロム層から成り、クロム層でミラー面が形成され、酸化クロム層で黒色の遮光面が形成されることを特徴とする請求項１又は２記載のチャート。
拡散光を出射する拡散板と、請求項１〜３のいずれか１項に記載のチャートと、を備え、前記透明板側から前記遮光膜を拡散光で照明することにより描画面から出射させた光で被検レンズの光学特性の測定を行うことを特徴とする光学特性測定装置。
前記チャートを保持するチャートホルダーを更に備え、チャートの受け面が前記拡散板で構成され、前記チャートホルダーからチャートが突出するように構成されていることを特徴とする請求項４記載の光学特性測定装置。
前記被検レンズの光学特性がＭＴＦ特性であることを特徴とする請求項４又は５記載の光学特性測定装置。
拡散光を出射する拡散板と、請求項１〜３のいずれか１項に記載のチャートと、を用い、前記透明板側から前記遮光膜を拡散光で照明することにより描画面から出射させた光で被検レンズの光学特性の測定を行うことを特徴とする光学特性測定方法。
前記チャートを保持するチャートホルダーを更に用い、チャートの受け面を前記拡散板で構成し、前記チャートホルダーからチャートを突出させることを特徴とする請求項７記載の光学特性測定方法。
前記被検レンズの光学特性がＭＴＦ特性であることを特徴とする請求項７又は８記載の光学特性測定方法。