JP3482013B2 - 光学系のピント評価方法、調整方法、調整装置、およびチャート装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズ、特に倍率変化
の大きい広角レンズ、例えば内視鏡用レンズなどのピン
ト調整、評価方法、およびこれらの方法を適用する装置
に関する。また別の本発明は、観察、撮影時にピント調
整を行なわないパンフォーカス光学系を有する光学機
器、例えばコンパクトカメラ、監視用ＴＶカメラ、内視
鏡などのピント評価、調整を行なうピント評価、調整方
法および調整装置に関する。さらに別の発明は、上記評
価、調整方法、装置に使用されるチャート装置に関す
る。

【０００２】

【従来技術およびその問題点】従来、結像光学系のピン
ト状態を検査、評価する方法では、 明暗のストライプチャート等のスリット像の幅（ボケ
た場合の拡がり） スリット像をフーリエ変換したＭＴＦ値 周期チャートによる解像限界周波数 などのパラメータを評価の基準として使用していた。

【０００３】しかし、、のパラメータでは、スリッ
ト像の幅は有限なので、被検レンズの倍率変化によるス
リット像幅の変化と、ピントずれによるスリット像幅の
拡がりとが分離できない、という問題や、像が暗いなど
の光量的な問題があった。のＭＴＦを算出するために
は、フーリエ変換による演算を実行しなければならない
ので、演算に長時間を要し、高速の演算手段を使用する
とコストがアップするという問題があった。のパラメ
ータを得る方法では、結像光学系の倍率が相違する場合
があり、あるいは同一倍率であっても被写体距離が異な
ると像倍率が異なる。倍率に応じたチャートを使用する
必要があるので、倍率に応じた多数のチャートを用意し
なければならず、しかもその中から最適なチャートを選
択しなければならないので手間がかかる、という問題が
あった。

【０００４】また、光学系の評価として、透過波面の干
渉や、点光源、線光源の像の広がりに基づいたＭＴＦ値
を利用したレンズ性能評価や、解像力チャートの読取
や、像面側からの逆投影による像性能評価などがある。
さらに、コリメータレンズにより平行光を入射させて無
限遠に対するピント位置を合わせる方法などもある。

【０００５】しかし、周期構造を有する光学素子を含む
光学系、例えばオプティカルファンバーバンドルを有す
る内視鏡において、対物レンズ、ファイバーバンドルお
よび接眼レンズからなる光学系の光学性能やピント調整
を行なうと、像面上にファイバーバンドルの構造（六方
細密充填構造）が重畳された像として現われる。そのた
め、解像力チャートによる性能評価を行なう際に、モア
レが発生するなどの障害を生じていた。モアレが発生す
る要因は種々あるが、主たるモアレとして、 周期構造をもったチャートとファイバの周期構造とに
よるモアレ、 ファイバの周期構造と受光素子のサンプリングとによ
るモアレ、 画像の周期構造と画像信号のサンプリングとによるモ
アレ、 がある。

【０００６】さらに、ファイバーバンドルを介した像
は、各ファイバーによる平均化された点像が生成される
のではなく、光ファイバーおよびバンドルの構造によっ
て、ガウス分布に似た強度分布をもつ中心部（コア部）
と光が伝送されない円環部（クラッド部）の像が繰り返
し形成されるため、得られたデータは繰り返しノイズを
含んでしまうという問題があった。

【０００７】また、内視鏡など、パンフォーカス光学系
のピント評価、調整方法として、例えばコリメータレン
ズにより平行光を対物レンズ系に入射させて無限遠の物
体に対するピント調整を行なう方法や、その光学系で期
待される最近距離および最遠距離にチャート部材を置い
て、これらのチャート部材に対するデフォーカス量が等
しくなるようにピント調整を行なう方法が知られてい
る。チャート板を移動させるものとしては、例えば、チ
ャート板を異なる物体距離に移動して、各物体距離にお
いて、被検レンズにより受光素子に結像されたチャート
像に基づいてピント精度等を確認していた。

【０００８】しかし、平行光を使用する方法では、近距
離に対するピント位置や像性能を評価することはできな
い。また、チャート板を順次移動する場合は、測定時間
が長くなるとともに、チャート板を移動させるため、移
動する毎に位置、傾斜などの誤差を生じ、繰り返し精度
が安定しないなどの欠点があった。さらに、チャート板
として３本あるいは複数の線、模様からなる解像力チャ
ートなどを使用する場合は、物体距離が異なると像倍率
が異なる。そのため、受光面で同一サイズのチャート像
を得るためには、サイズの異なるチャート板をあらかじ
め多数用意して、像倍率に応じた適当なサイズのチャー
ト板を選択しなければならない、という問題があった。
しかも従来は、複数のチャート板を同時に結像面に結像
できないので、複数のチャート板を逐次入れ替えなけれ
ばならない、という問題があった。

【０００９】さらに、内視鏡では数mmから十数cmまで十
分な像（ピント）性能が要求され、コンパクトカメラで
は数十cmから風景など無限遠まで、監視カメラでは数ｍ
から数十ｍまで十分な像性能が要求される。

【００１０】前記各方法によるピント調整では、物体距
離が異なる場合の像性能のバランスがとり難く、遠距離
の物体に対する像性能は必要以上に良いが近距離の物体
に対する像性能が悪過ぎる場合や、その逆に近距離の物
体に対する像性能は必要以上に良いが遠距離の物体に対
する像性能が悪過ぎるという問題があった。

【００１１】また、一般的に、光学系の結像倍率は物体
距離に依存する。つまり、同じ大きさの物体でも、近距
離にある物体は非常に大きく見えるが、遠距離にある物
体は非常に小さく見える。したがって、人間の視覚では
デフォーカスによるボケの感じ方も倍率によって変化
し、同じボケ量でも、倍率の低い遠距離ほどボケが目立
ち易い、という特性がある。

【００１２】さらに医用内視鏡の場合、食道、胃、腸な
ど広範囲に亙る臓器を観察する場合は数cm〜十数cmに亙
って高いピント性能が要求されるが、気管支、膀胱など
が対象の場合は数mmの近距離のピント性能が良ければ十
分であり、数cm以上のピント性能は全く意味を持たない
場合がある。これらのピント性能は、観察対象や、使用
する医師の主観に依存するので、像面側において等しい
ボケ量となるような遠方、近方のピントバランスでは、
必ずしも使用者が満足できるものではなかった。光学系
のピント出しを行なう方法として、コリメータレンズに
より平行光を光学系に入射させて無限遠に対するピント
位置を調整し、像面性能を評価する方法や、複数の物体
距離にチャート板を移動するものが知られている。

【００１３】しかし、平行光を使用する方法では、近距
離に対するピント位置や像性能を評価することはできな
い。チャート板を順次移動する場合は、測定時間が長く
なり、さらにチャート板を移動させる毎にチャート板の
位置、傾斜などの誤差を生じ、繰り返し測定精度が安定
しないなどの欠点があった。

【００１４】チャート板のチャートとして、複数の線、
模様からなる解像力チャートなどを使用する場合は、物
体距離が異なると像倍率が異なる。そのため、受光面で
同一サイズのチャート像を得るためには、サイズの異な
るチャート板を予め多数用意して、像倍率に応じた適当
なサイズのチャート板を選択しなければならない、とい
う問題があった。しかも、従来のピントの評価方法は、
使用者の好みとは無関係な基準距離においたチャート板
に対して行なっていたので、実際に使用者が望むピント
位置からずれることが多かった。

【００１５】また、従来の評価方法では、被検レンズ性
能のばらつきが大きく、異なる物体距離に置かれたチャ
ート板に対する各ピント評価値が基準となる評価値から
不均等に外れている場合には、基準が曖昧になるので評
価が困難になっていた。

【００１６】

【発明の目的】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなさ
れたもので、ピント、最良像面位置の評価、設定が簡単
に、短時間で完了する、ピント、最良像面位置の評価方
法および評価装置を提供することを目的とする。別の本
発明は、周期構造を有する光学系であっても、その構造
にかかわらず短時間で評価できる評価方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１７】さらに別の本発明は、異なる複数の物体距
離に対して光学系のピント調整、像性能などの測定が容
易に、正確にできるチャート装置を提供することを目的
とする。

【００１８】さらに別の本発明は、使用者、使用条件等
に応じて、使用者の望むピント調整が簡単にできるピン
ト調整方法およびピント調整装置を提供することを目的
とする。

【００１９】さらに別の本発明は、各チャート板から得
られる評価値そのものではなく、複数の評価値から所定
の演算により得られる総合評価値に基づいてピント状態
を評価するピント評価方法、およびピント調整量を決定
するピント調整方法を提供することを目的とする。

【００２０】

【発明の概要】この目的を達成する本願請求項１記載発
明は、チャート部材のエッジ像を光学系により受光手段
ないしその近傍に結像する段階と、上記結像されたエッ
ジ像と交差する方向の光量分布をサンプリングするサン
プリング段階と、像界で期待される最良像面位置から前
後等距離にある像界側の２点と共役となる物界側の２点
を１組として１組以上の位置に配置したチャート部材に
基づく上記受光手段からの出力信号に基づいて像面位置
を評価する段階とを含み、少なくとも上記物界側の一組
の２点を、上記光学系により観察する遠距離点および近
距離点としたことに特徴を有する。

【００２１】請求項２記載発明は、チャート部材のエッ
ジ像を光学系により受光手段ないしその近傍に結像する
段階と、上記結像されたエッジ像と交差する方向の光量
分布をサンプリングするサンプリング段階と、像界で期
待される最良像面位置から前後等距離にある像界側の２
点と共役となる物界側の２点を１組として１組以上の位
置に配置したチャート部材に基づく上記受光手段からの
出力信号に基づいて像面位置を評価する段階と、上記受
光手段を光軸方向に移動させて、上記各組のチャート部
材のエッジ像の評価値がほぼ等しくなった点を最良像面
位置とする段階を含むことに特徴を有する。

【００２２】請求項３に記載の発明は、周期構造を有す
る光学素子を含む光学系のピント評価方法であって、一
次元方向に明暗差が存在するチャート部材を光学系によ
って受光手段ないしその近傍に結像する段階と、上記受
光手段が受光した上記チャート部材像を平滑化して、チ
ャート部材像の明暗の変化方向に一次元データを得る段
階と、上記一次元データに基づいて所定の演算を行なう
段階と、を含むことに特徴を有する。

【００２３】請求項１７に記載の発明は、チャート部材
の像を被検光学系によりその所定距離の観測面上に形成
させるチャート装置であって、複数のチャート部材を、
異なる物体距離に配置し、さらに各チャート部材の像が
上記被検光学系により所定距離の観測面上の異なる位置
に同時に形成されるように配置したこと、を備えたこと
に特徴を有する。

【００２４】請求項３１に記載の発明は、光学系のピン
ト評価方法であって、１つまたは複数のチャート部材
を、光学系の異なる物体距離に配置する段階と、上記光
学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手段に上
記各チャート部材を結像させる段階と、上記異なる物体
距離のチャート部材の上記受光手段への結像に対する予
め設定された目標値に対して、上記受光手段に結像され
た各チャート部材の像の評価値を算出する段階と、を含
むことに特徴を有する。

【００２５】請求項３７に記載の発明は、光学系のピン
ト調整方法であって、１つまたは複数のチャート部材
を、被検光学系の異なる物体距離に配置する段階と、上
記光学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手段
に上記各チャート部材を結像させる段階と、上記各チャ
ート部材の上記受光手段上の像に対する予め設定された
目標値に対して、上記受光手段に結像された各チャート
部材の像の評価値を算出するピント評価段階と、上記目
標値と上記算出した評価値とに基づいて被検光学系のピ
ント位置を調整するピント調整段階とを含み、上記ピン
ト調整段階では、遠距離側のチャート部材の評価値の方
を近距離側のチャート部材の評価値よりも重視するこ
と、に特徴を有する。

【００２６】請求項３８に記載の発明は、光学系のピン
ト調整方法であって、１つまたは複数のチャート部材
を、被検光学系の異なる物体距離に配置する段階と、上
記光学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手段
に上記各チャート部材を結像させる段階と、上記各チャ
ート部材の上記受光手段上の像に対する予め設定された
目標値に対して、上記受光手段に結像された各チャート
部材の像の評価値を算出するピント評価段階と、上記目
標値と上記算出した評価値とに基づいて被検光学系のピ
ント位置を調整するピント調整段階とを含み、上記ピン
ト調整段階は、近距離側のチャート部材の評価値の方を
遠距離側のチャート部材の評価値よりも重視すること、
を含むことに特徴を有する。

【００２７】請求項３９に記載の発明は、光学系のピン
ト調整方法であって、１つまたは複数のチャート部材
を、被検光学系の異なる物体距離に配置する段階と、上
記光学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手段
に上記各チャート部材を結像させる段階と、上記各チャ
ート部材の上記受光手段上の像に対する予め設定された
目標値に対して、上記受光手段に結像された各チャート
部材の像の評価値を算出するピント評価段階と、上記目
標値と上記算出した評価値とに基づいて被検光学系のピ
ント位置を調整するピント調整段階とを含み、上記遠距
離側のチャート部材と上記近距離側のチャート部材の間
に中間チャート部材を置き、該中間チャート部材の目標
値が、上記遠距離側のチャート部材の目標値および上記
近距離側のチャート部材の目標値よりも小さいことを含
むことに特徴を有する。

【００２８】請求項４２に記載の発明は、光学系のピン
ト調整装置であって、被検光学系の複数の物体距離に配
置されるチャート部材と、上記光学系の結像位置ないし
その近傍に配置された受光手段と、上記受光手段に形成
された各チャート部材の像のボケ量を算出するボケ量算
出手段と、上記各チャート部材の像の算出ボケ量が、予
め設定された目標値に一致するするように上記被検光学
系のピント位置を調整するピント調整手段と、を備えた
ことに特徴を有する。

【００２９】請求項４３に記載の発明は、結像光学系の
ピントを評価する方法であって、被検結像光学系に対し
て最も良好なフォーカスが期待される物体距離を挟む所
定距離範囲内に位置するＮ個（ただし、Ｎは２以上の整
数）のチャート手段の、上記被検結像光学系により形成
された像を電気的なデータに変換する段階；上記変換さ
れた各データに基づいて各チャート手段に対するピント
評価値ｙ_n （ｎ＝１〜Ｎ）を演算する段階；および、上
記Ｎ個の評価値ｙ_n に基づいて関数、 Ｓ＝ｇ（ｙ₁ ，ｙ₂ ，…，ｙ_n ，…，ｙ_N ） により実測総合評価値Ｓを演算する段階；および、上記
実測総合評価値Ｓと、あらかじめ設定された基準総合評
価値Ｓ ₀ とを比較して評価する段階；を含むことに特徴
を有する。

【００３０】請求項４４に記載の発明は、被検結像光学
系に対して最も良好なフォーカスが期待される物体距離
よりも近方に位置する近方チャート手段、同遠方に位置
する遠方チャート手段、および上記２つのチャート手段
の間に位置する中間チャート手段の、上記被検結像光学
系により形成された像を電気的なデータに変換する段
階；上記変換された各データに基づいて各チャート手段
に対するピント評価値ｙ ₁ 、ｙ ₂ 、ｙ ₃ を演算する段
階；上記３個の評価値ｙ ₁ 、ｙ ₂ 、ｙ ₃ に基づいて関
数、 Ｓ＝ｇ（ｙ ₁ ，ｙ ₂ ，ｙ ₃ ） により実測総
合評価値Ｓを演算する段階；および、上記実測総合評価
値Ｓと、あらかじめ設定された基準総合評価値Ｓ ₀ とを
比較する段階；を含むことに特徴を有する。

【００３１】請求項５０に記載の発明は、被検結像光学
系に対して最も良好なフォーカスが期待される物体距離
を挟む所定距離範囲内に位置するＮ個（ただし、Ｎは２
以上の整数）のチャート手段の、上記被検結像光学系に
より形成された像を電気的なデータに変換する段階；上
記変換された各データに基づいて上記各チャート手段に
対するピント評価値ｙ_n （ｎ＝１〜Ｎ）を演算する段
階；ピント調整量ｘによりピント状態を変化させる段
階；上記ピント評価値ｙ_n をピント調整量ｘの関数、ｙ
_n ＝ｆ_n （ｘ）で表わす段階；上記Ｎ個のピント評価値
ｙ_n （ｎ＝１〜Ｎ）に基づいて関数、Ｓ＝ｇ（ｙ₁ ，ｙ
₂ ，…，ｙ_n ，…，ｙ_N ）により実測総合評価値Ｓを演
算する段階；上記関数ｆ_n 、ｇと上記ピント評価値ｙ_n
および上記実測総合評価値Ｓに基づいて、予め設定され
た基準総合評価値Ｓ₀ を満足するピント調整目標値ｘ₀
を演算により求める段階；および上記関数ｆ _n （ｘ）を
直線近似して得られる関数ｆ′ _n （ｘ）を用いて、上記
基準総合評価値Ｓ ₀ を満足するピント調整目標値ｘ ₀ を
演算する段階；を含むことに特徴を有する。

【００３２】請求項５１に記載の発明は、被検結像光学
系に対して最も良好なフォーカスが期待される物体距離
よりも近方に位置する近方チャート手段、同遠方に位置
する遠方チャート手段、および上記２つのチャート手段
の間に位置する中間チャート手段の、上記被検結像光学
系により形成された像を電気的なデータに変換する段
階；上記変換された各データに基づいて上記各チャート
手段に対するピント評価値ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ を演算する
段階；ピント調整量ｘによりピント状態を変化させる段
階；上記ピント評価値ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ をピント調整量
ｘの関数、 ｙ₁ ＝ｆ₁ （ｘ） ｙ₂ ＝ｆ₂ （ｘ） ｙ₃ ＝ｆ₃ （ｘ） で表わす段階；上記３個のピント評価値ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ
₃ に基づいて関数、 Ｓ＝ｇ（ｙ₁ ，ｙ₂ ，ｙ₃ ） により実測総合評価値Ｓを演算する段階；および、上記
関数ｆ₁ 、ｆ₂ 、ｆ₃ 、ｇと上記ピント評価値ｙ₁ 、ｙ
₂ 、ｙ₃ および上記実測総合評価値Ｓに基づいて、予め
設定された基準総合評価値Ｓ₀ を満足するピント調整目
標値ｘ₀ を演算により求める段階；を含むことに特徴を
有する。

【００３３】

【００３４】

【実施例】以下図示実施例に基づいて本発明を説明す
る。先ず、本発明の像面位置評価方法を適用する光学装
置の構成について、図１ないし図６を参照して説明す
る。この実施例における光学系は、通常の使用に際して
各光学素子の相対位置関係が変化しないタイプである。

【００３５】結像光学系によりエッジ像を形成可能なチ
ャート板１１は、表面に明部１２と暗部１４とを有し、
明部１２と暗部１４とは、直線状のエッジ１３を境界に
して切り換わっている。このチャート板１１は、光学系
（結像レンズ）１５の像界側に、光軸Ｏに対して直交
し、かつエッジ１３のほぼ中央が光軸Ｏを通る位置に配
置されている。結像レンズ１５の像界にはイメージセン
サ１７が配置されていて、チャート板１１の像（以下
「チャート板像１１ｉ」という。）がイメージセンサ１
７上またはその前後近傍に結像される。このチャート板
像１１ｉは倒立実像であり、エッジ像１３ｉ（明部１２
の像１２ｉと暗部１４の像１４ｉとの境界で形成される
像）が光軸Ｏを通っている。この状態でイメージセンサ
１７を光軸と平行に移動させて、ピント調節が行なわれ
る。本実施例のイメージセンサ１７は、多数の光電変換
素子がマトリックス状に配設された、例えばＣＣＤ撮像
素子で構成できるがこれに限定されず、またラインセン
サを使用することもできる。

【００３６】イメージセンサ１７は、チャート像を電気
的な信号に変換する。その電気的な信号は、サンプリン
グ回路１９によりサンプリングされ（読み出され）、演
算手段２１により所定の演算処理が施されて評価値等が
算出され、演算結果は、数値としてあるいはグラフ化し
て表示装置２３に表示される。さらに演算結果に基づい
て、評価手段２５によって、後述する評価方法により最
良像面位置等が評価される（図１３参照）。演算手段２
１および評価手段２５としては、パーソナルコンピュー
タ、ワークステーションなどのコンピュータが使用され
る。なお、評価結果等は、他の形式で表示、例えばプリ
ンタでプリントアウトしてもよい。また評価は評価値に
基づいて操作者が行なってもよい。

【００３７】図２には、光ファイバーバンドル３３を使
用した光学機器に適用した第２の実施例を示している。
この第２の実施例では、チャート板１１の像（倒立実
像）を、第１の結像レンズ３１により光ファイバーバン
ドル３３の入射端面に結像し、光ファイバーバンドル３
３から射出された像（倒立実像）を、第２の結像レンズ
３５により正立実像としてイメージセンサ１７上に結像
している。この実施例での焦点調節は、第１の結像レン
ズ３１と光ファイバーバンドル３３の間隔調整により行
ない、光ファイバーバンドル３３と第２の結像レンズ３
５とイメージセンサ１７との間隔は変えない。

【００３８】図３および図４には、図１の光学機器を、
一定の被写界距離範囲内の物体を観察ないし撮影する場
合の評価態様を示してある。この実施例においては、通
常の観察における被写界の最遠距離である遠点および最
近距離である近点にそれぞれチャート板１１を配置して
ある。この状態で、イメージセンサ１７を光軸方向に移
動してピント調節を行なう。この実施例ではイメージセ
ンサ１７上に結像されたチャート板像１１ｉは、図１に
示した実施例同様に、エッジ像が光軸Ｏを通る倒立実像
である。つまり、チャート像１１ｉの輪郭（外形）がイ
メージセンサ１７の受光面よりも大きければ、イメージ
センサ１７上の遠点、近点のエッジ像は、実質的にボケ
状態のみ異なるものとなる。したがって、図３および図
４の実施例において、同一のチャート板１１を使用でき
る。言い換えれば、被検光学系の焦点距離、倍率かかわ
らず、同一のチャート部材を使用できる。

【００３９】図５および図６には、チャート部材の例と
して透過型のチャート部材４１および反射型のチャート
部材４１を示してある。透過型では、照明装置４３を、
チャート部材４１の背面に配置してチャート部材４１を
透過照明する。反射型では、照明装置４３を、チャート
部材４５、結像レンズ１５およびイメージセンサ１７で
構成される光路外に配置してチャート部材４５を照明す
る。

【００４０】透過型のチャート部材４１としては、例え
ば全体を透明または乳白色の樹脂、あるいは擦りガラス
で形成し、暗部に黒色塗料を塗布したものを使用でき
る。反射型のチャート部材４５としては、例えば白色の
紙、樹脂板を使用し、暗部は黒色塗装して形成し、明部
は地色、酸化マグネシュウムなどの固体表面を利用し、
あるいは発光部材、例えばエレクトロルミネッセンス
（ＥＬ）パネルを利用する。なお、チャート部材の明部
および暗部を白黒で示したが、色はこれに限定されず、
コントラスト差が大きい配色であれば良い。

【００４１】次に、上記光学装置の評価方法について、
さらに図７〜図１２を参照して説明する。以下、サンプ
リングはサンプリング回路１９により実行され、演算は
演算手段２１により実行され、演算結果はグラフ化して
表示装置２３に表示され、演算結果に基づく評価は評価
手段２５により、あるいは操作者が行なう。この実施例
では、イメージセンサ１７上に結像されたチャート板像
１１ｉを、エッジ像１３ｉと直交する方向に（図７で
は、光軸と直交する横方向に位置座標をとり、座標ｘ₀
からｘ_n まで）サンプリングする。このようにサンプリ
ングした光強度分布曲線を、図８のグラフに示した。こ
こで、横軸はエッジ像１３ｉと直交する方向の位置、縦
軸は光強度を表わす。このグラフにおいて、光強度は、
エッジ像１３ｉの前後で急激に変化している。ここで、
エッジ像１３ｉが鮮明なとき、つまり合焦状態であれ
ば、光強度は直角に近い状態で変化するが、不鮮明な場
合、つまりいわゆるデフォーカス状態であれば、デフォ
ーカス量が大きいほど緩やかな傾斜で変化する。したが
って図８の（Ｂ）は、（Ａ）よりも合焦に近い状態であ
ることが分かる。

【００４２】図９の（Ａ）、（Ｂ）には、上記図８
（Ａ）、（Ｂ）の光強度曲線の微分曲線を表わしてあ
る。本実施例では、この微分曲線をＬＳＦとして利用す
る。これらのグラフにおいて、αは、ＬＳＦのピークか
ら左右に下がって最初にＬＳＦが０となる２つのサンプ
リング点の間隔を、βは、ＬＳＦがピーク値（max ）の
１／２になるときの２つのサンプリング点の幅（半値
幅）を、γはＬＳＦがピーク値（max ）の１／４になる
ときの２つのサンプリング点の幅を表わしている。図１
０には、図９の（Ａ）の平均値ｍおよび標準偏差σを表
わしている。ＬＳＦをｆ（ｘ）関数とすると、ｍ、σは
各々下記数１、数２式で表わされる。

【数１】

【数２】 上記式において、ｘ₁ 、ｘ₂ は、計算区間の始点と終点
を示している。

【００４３】以上の評価値（α、β、γ、σ）を、イメ
ージセンサ１７を光軸に沿って移動して、あるいは第一
のレンズ３１とファイバーバンドル３３端面との間隔を
変えて求める。そして、以上の処理により得られた評価
値α、β、γ、σの内の少なくとも一つ以上に基づい
て、評価値が最も小さくなるイメージセンサ１７の光軸
方向位置、あるいは第一のレンズ３１とファイバーバン
ドル３３端面との間隔を最良位置として決定する。また
は、像界側で期待される最良像面位置から相反対方向に
等距離にある２点と共役になる物界側の２点（遠点と近
点）を１組とし、ピント調整量に対する２点の評価値の
変化曲線の交点を最良像面位置とする。以下に、最良像
面位置を評価（決定）する具体的方法を示す。

【００４４】評価値は、レンズ性能の悪い程、あるいは
デフォーカスが大きい程大きな値となり、性能がよく、
あるいはデフォーカスが小さい程小さな値になる。イメ
ージセンサ１７を光軸方向に移動させる場合には、基準
となる物体距離にチャート板１１を置き、イメージセン
サ１７を光軸方向に移動させて評価値が最も小さくなる
位置を最良位置として決定する。この場合のグラフを、
図１１に示した。このグラフにおいて、評価値が最も小
さい位置ｚが最良像面位置になる。

【００４５】さらに、図３、図４に示した実施例では、
チャート板１１を遠点および近点に置き、各位置のチャ
ート板１１に対してイメージセンサ１７を光軸に沿って
移動させて図１１と同様の評価値を求める。これらの評
価値とイメージセンサ１７の位置との関係を、図１２の
グラフに遠点チャート評価値（実線）および近点チャー
ト評価値（破線）として示した。本実施例では、遠点、
近点チャートの評価値が等しくなる位置ｚを最良像面位
置とする。以上、図示実施例においては、評価値として
幅および標準偏差を利用する場合を示したが、幅を用い
ると計算時間が短くなり、標準偏差を用いると評価値が
安定する。

【００４６】図１４ないし図２６には、先に述べた、
およびのモアレを抑える本願発明の実施例を示して
ある。本発明では、のモアレを、周期構造をもたない
チャートを使用することにより抑え、のモアレを、フ
ァイバ１本当たりのサンプリング数を増やすことにより
抑え、のモアレを、平滑化（スムージング）により抑
える。

【００４７】図１４には、本発明のピント評価方法を、
内視鏡の対物レンズの位置評価に利用した実施例３を示
してある。通常、内視鏡の対物レンズ５１は、ファイバ
ーバンドルに対して固定されるので、所定の被写体距離
範囲内にある物体を観察できるように位置調整される。
本発明の評価方法によると、この対物レンズの位置決め
が容易かつ簡単にできる。図１４に示した実施例は、図
２に示した実施例と同等である。この実施例では、チャ
ート板１１の倒立実像が対物レンズ５１を介して光ファ
イバーバンドル５３の入射端面５３ａに形成され、その
倒立実像が射出面５３ｂから射出され、接眼レンズ群５
５によってイメージセンサ１７の受光面に正立実像とし
て結像される。なお、光ファイバーバンドル５３は、多
数の光ファイバー５２が六方細密充填構造により束ねら
れたものである。

【００４８】図１５ないし図１７には、入射端面５３ａ
におけるチャート像を示してある。チャート像は、明部
像１２ｉ、暗部像１４ｉおよび明部像１２ｉと暗部像１
４ｉとの境界で形成されるエッジ像１３ｉからなるが、
明部像１２ｉと暗部像１４ｉとが各光ファイバー５２に
かかる比率が異なるため、エッジ像１３ｉの縦方向の明
暗分布は均一にならない場合を生じる。つまり、光ファ
イバー５２単位での同一の明るさの部分は、直線的には
ならない（図１５、図１７参照）。したがって、各光フ
ァイバー５２の端面の像の光強度を横方向に一次元（直
線）的にサンプリングすると、縦方向のサンプリング位
置が異なると強度分布がずれてしまい、正確な光強度分
布を得ることができない。さらに、図１６に示すように
光ファイバー５２の並びがエッジ像１３ｉの延びる方向
と一致していても、横方向に一次元的にサンプリングす
ると、やはり縦方向位置が異なると横方向の光強度分布
が異なってしまう。そこで本実施例のピント評価方法で
は、二次元的にサンプリングして平均化することにより
上記問題を解消している。

【００４９】図１８および図１９は、図１４に示した実
施例３におけるチャート板１１の像の伝達の様子を説明
する図である。チャート板１１の像は、対物レンズ５１
によって入射端面５３ａ上の倒立実像として結像され、
射出端面５３ｂから射出されて接眼レンズ群５５によっ
て、受光面に正立実像として結像される。合焦時の対物
レンズ５１および接眼レンズ群５５によるボケ具合は、
レンズ設計データにより算出することができる。通常、
合焦時の対物レンズによるボケは、光ファイバー１本分
程度に設計されている。さらに、各光ファイバー５２の
直径も明らかであるから、イメージセンサ１７の受光面
上での像の大きさおよびボケの程度はあらかじめ計算す
ることができる。

【００５０】図１８、１９において、符号５７は、イメ
ージセンサ１７上に結像されたチャート板１１の像を横
方向に受光素子一列分サンプリングした時の強度分布を
示してある。入射端面５３ａに結像された像は、光ファ
イバー１本単位で伝達され、また、各光ファイバーの径
に対して受光素子の幅は小さい（本実施例では４：
１）。したがって、光強度分布は、光ファイバー単位で
段階的に変化する。ここで、図１８は合焦状態、図１９
は非合焦状態である。

【００５１】ところで、光ファイバーバンドル５３は、
コア５２ａおよびクラッド５２ｂにより構成された光フ
ァイバー５２多数からなる六方細密充填構造なので、図
１５〜図１７に示したように、回転によりその構造が変
化し、光ファイバーバンドル５３の光軸を中心とした回
転角によって伝達する模様が変化する。ここで、もし、
１本の光ファイバー当たり１画素を対応させると、モア
レが発生してしまう。そこで本実施例では、１本の光フ
ァイバー当たり、直径方向に４画素対応させ、各光ファ
イバー５２について４画素以上でサンプリングした。こ
れにより、モアレの発生が抑制された。

【００５２】図２０には、サンプリングした像をエッジ
像１３ｉの延びる方向に平均して一次元的データを得る
様子を示してある。平均する行数は、図１５、図１６の
状態では（２本の光ファイバー）×（画素密度）、図１
７の状態では（４〜５本の光ファイバー）×（画素密
度）程度を利用する。図１８では、１５行分利用してい
る。

【００５３】このようにして得られた横方向の一次元デ
ータの光強度を図２１に示した。この図から明らかなよ
うに、この状態では横方向に周期ノイズが残っている。
そこで、図２２に示したようにスムージングを行なう。
本実施例のスムージングは、上段左側から８画素分のデ
ータを平均して、新しい１画素を構成している。平均す
る画素数は、光ファイバーバンドル５３の周期構造の像
の大きさと、サンプリング側の画素の大きさ（図示実施
例では８〜１０画素）に依存する。このスムージングの
結果、横方向の一次元データは、図２３に示すように、
横方向ノイズが減少している。この段階で評価値を求め
ることもできる。図示していないが、図２３のグラフに
おいて、グラフの立ち上がりおよび立ち下がりの間隔
や、最小値および最大値と変曲点間隔で決まる面積の比
などを評価値とすることができる。

【００５４】さらに、図２３に示したデータに対し、横
方向に微分値を求めると、図２４に示すような線拡がり
関数（ラインスプレッドファンクション（ＬＳＦ））が
得られる。図の曲線の左側には、スムージングで取り除
かれなかった周期構造による振動が見られる。同曲線の
中央部の山幅は、エッジのボケ具合に対応している。同
曲線の右側の光強度の小さい部分は、スムージングによ
り周期成分が無くなっている。このデータをフーリエ変
換すれば、図２６に示したＭＴＦが求まり、このピント
状態における系の伝達特性の評価を行なうことができ
る。また、フーリエ変換することなく、図２４に示すピ
ークの裾の幅αや半値幅β、あるいは、図２５に示す分
布に基づいて算出される標準偏差σなどを評価値とする
ことができる。なお、フーリエ変換することは一般的で
あるが、演算時間が長い、という問題があるが、本実施
例によると、評価値が短時間で求められる利点がある。

【００５５】以上の説明では、センサがエリアセンサで
ある場合を示したが、ラインセンサやポイントセンサを
用いて走査することにより像を得ることができる。ま
た、演算手段によって平滑化を行なわずに、光学的ロー
パスフィルタを受光手段の前に配置することにより像が
光学的に平滑化され、平滑化演算処理が不要になる。こ
の場合、光学系が複雑になるが、演算時間は短縮され
る。また、使用するチャートとして本実施例では、明暗
のエッジを示したが、ラインチャートでも可能である。
ラインチャートを使用すると、入力像がそのままＬＳＦ
になるので、演算処理が減少し、演算時間が短縮され
る。

【００５６】チャート装置に関する本発明について、図
示実施例に基づいて説明する。図２７〜図２９は、本願
発明のチャート装置の一実施例を示している。このチャ
ート装置１１０は、内視鏡やパンフォーカスカメラな
ど、観察、撮影する被写体距離が一定範囲に限られてい
る光学系の焦点調節、検査などに使用する実施例であ
る。

【００５７】チャート装置１１０は、回動軸１１１の異
なる軸方向位置に固定された４枚の扇形のチャート板１
１３、１１５、１１７、１１９を備えている。各チャー
ト板１１３〜１１９は、それぞれ異なる半径の中心角が
ほぼ９０゜の扇形に形成されている。各チャート板１１
３〜１１９の表面は、ほぼ等中心角となるように角度方
向に白黒に塗り分けられている。つまり、明部（白色、
淡部）１１３ｗ、１１５ｗ、１１７ｗ、１１９ｗおよび
暗部（黒色、濃部）１１３ｂ、１１５ｂ、１１７ｂ、１
１９ｂからなる白黒（濃淡）チャートが形成されてい
る。明部１１３ｗ、１１５ｗ、１１７ｗ、１１９ｗと暗
部１１３ｂ、１１５ｂ、１１７ｂ、１１９ｂは、チャー
ト板１１３、１１５、１１７、１１９をそれぞれ等角度
に分割し、それらの半径方向の区切りで放射状の一次元
チャート像を形成するエッジ１１３ｅ、１１５ｅ、１１
７ｅ、１１９ｅを形成している。

【００５８】回動軸１１１は、ベース１２１上に光軸方
向に離間して固定した２本の支柱１２３、１２３に回動
自在に軸支されている。そして、回動軸１１１、つまり
チャート板１１３〜１１９は、駆動装置１２５により任
意の回動位置に回動および停止自在に駆動制御される。
この駆動装置１２５は、モータを動力とするものでも、
操作者が手動で駆動するものでもよい。

【００５９】チャート板１１３〜１１９は、正面（被検
光学系側）から見て、それぞれが他のチャート板と重な
らない回転角に、つまり、エッジ１１３ｅ、１１５ｅ、
１１７ｅ、１１９ｅがそれぞれ９０゜をなす角度で、螺
旋階段状に固定されている。チャート板１１３とチャー
ト板１１９の間隔は、被検光学系により通常観察する最
短距離（近点）および最遠距離（遠点）間の距離に対応
させて設定し、かつ、被検光学系により第１、第４のチ
ャート板１１３、１１９が等デフォーカス状態にあると
きに、第２、第３のチャート板１１５、１１７も等デフ
ォーカス状態になるように第２、第３のチャート板１１
５、１１７の位置も設定してある。そして、チャート板
１１３〜１１９の半径は、コスト、重量等を考慮して、
物体距離にほぼ比例させてある。例えば、チャート板１
１３〜１１９の半径をＲ1 、Ｒ2、Ｒ3 、Ｒ4 、チャー
ト板１１３〜１１９の物体距離をＤ1 、Ｄ2 、Ｄ3 、Ｄ
4としたときに、ほぼ次式の関係を満足する関係に形成
してある。 Ｒ1 ／Ｄ1 ＝Ｒ2 ／Ｄ2 ＝Ｒ3 ／Ｄ3 ＝Ｒ4 ／Ｄ4 なお、これらはすべて同一の半径としてもよい。

【００６０】図２８には、このチャート装置１１０を内
視鏡１４０の焦点調節に使用した使用状態を示してい
る。この実施例では、第１のチャート板１１３と第４の
チャート板１１９の間隔を、この内視鏡１４０により観
察する物体の最近接位置（近点）と最遠距離位置（遠
点）との間隔に一致させてある。

【００６１】チャート装置１１０は、回動軸１１１の軸
心を内視鏡１４０の対物レンズ１４１の光軸Ｏと一致さ
せ、かつ第１のチャート板１１３を近点に一致させて配
置する。この配置において、チャート板１１３〜１１９
で反射した光束は、対物レンズ１４１により光ファイバ
ーバンドル１４３の入射端面に結像され、光ファイバー
バンドル１４３の射出端面から射出され、接眼レンズ系
１４５を介してＣＣＤ撮像素子１４７に結像される。そ
して、ディスプレイ１４９により、図２９に示す状態の
像として観察される。各暗部１１３ｂ、１１５ｂ、１１
７ｂ、１１９ｂの像１１３ｂ′、１１５ｂ′、１１７
ｂ′、１１９ｂ′および明部１１３ｗ、１１５ｗ、１１
７ｗ、１１９ｗの１１３ｗ′、１１５ｗ′、１１７
ｗ′、１１９ｗ′は、大きさおよび形状がほぼ等しい扇
形を成している。なお、ＣＣＤ撮像素子１４７の受光面
およびその位置が、内視鏡１４０の所定距離の観察面お
よびその位置に対応する。

【００６２】この様にして得た像をディスプレイ１４９
に映し出して観察すれば、各物体距離における像の状態
を同時に観察して、焦点調整等をすることができる。し
かも、本チャート装置１１０によれば、チャート板１１
３〜１１９は回動軸１１１を中心に回転可能なので、チ
ャート板１１３〜１１９の回転角を変えたり（チャート
像の傾斜の変更）、位置の入れ替え、ローテーションな
どが簡単にできる。また、光ファイバーバンドル１４３
は、非等方光学系、つまり多数の光ファイバーの六方細
密充填構造なので、光ファイバーバンドル１４３の光軸
周りの回転位置によって像の状態が変わる。そこで、駆
動装置１２５を駆動してチャート板１１３〜１１９を回
転させ、各チャート板１１３〜１１９をそれぞれ同じ位
置に止めて観察することにより、すべての被写体距離に
ついほぼ同一条件でデフォーカス状態などの測定ができ
る。

【００６３】図示実施例では４枚のチャート板１１３〜
１１９を使用したが、チャート板の枚数はこれに限定さ
れない。デフォーカス状態を２枚一組で測定する場合に
はチャート板を２枚、あるいは６枚以上としてもよい。
いずれか一枚のチャート板を合焦位置に置く場合には、
３枚、あるいは５枚以上の奇数枚で構成する。チャート
板を３枚で構成するときには、各チャート板の中心角は
ほぼ１２０゜（３６０゜／３）に設定する。つまり、チ
ャート板の枚数がｎのときには、チャート板の中心角を
約３６０゜／ｎに設定する。ただし、ｎは２以上の整数
である。そして、それぞれのチャート板が、光軸方向か
ら見て重ならない角度に配置する。なお、チャート板
は、それぞれのチャート板の半径方向の輪郭が互いに重
なり合うように形成してもよく、逆に、全く重ならない
ように形成してもよい。また、各チャート板１１３〜１
１９を回動軸１１１に沿って移動および固定可能な構成
にしてもよい。

【００６４】以上、内視鏡１４０に適用した実施例につ
いて説明したが、本発明は他の光学機器に適用できる。
また、本実施例ではチャート像をＣＣＤ撮像素子１４７
により撮像してディスプレイ１４９に表示しているが、
操作者が接眼レンズ系１４５を通してチャート像を直接
観察してもよい。また、チャート板１１３〜１１９の像
をフィルムに露光し、そのフィルムの像に基づいて観察
してもよい。

【００６５】図３０および図３１には、チャート板１１
３〜１１９の明暗エッジチャートをラインチャートに変
更した実施例を示している。この第２の実施例では、第
１の実施例において明暗の境界で形成されたエッジ１１
３ｅ〜１１９ｅを、黒色のライン１１４〜１２０で形成
してあり、図３０は図２７に、図３１は図２９にそれぞ
れ対応する。この第２の実施例は、エッジ１１３ｅ〜１
１９ｅをライン１１４〜１２０に変更したほかは第１の
実施例と同様であり、ライン１１４〜１２０は、放射状
で等間隔のライン像１１４′〜１２０′として結像され
る。

【００６６】図３２〜図３４には、本発明の別の実施例
を示してある。この第３の実施例では、第１、第２、第
３のチャート板１３１、１３３、１３５を矩形に形成し
てある。各チャート板１３１〜１３５は、長手方向中央
の中央線を挟んで明部１３１ｗ、１３３ｗ、１３５ｗお
よび暗部１３１ｂ、１３３ｂ、１３５ｂを備え、これら
の区切りによりエッジ１３１ｅ、１３３ｅ、１３５ｅを
形成している。チャート板１３１〜１３５は、光軸Ｏ方
向に所定の距離離間され、かつ第１、第３のチャート板
１３１、１３５は、光軸Ｏに対してエッジ１３１ｅ、１
３５ｅが延びる方向に、図においては上下にオフセット
して階段状に配置されている。したがって、受光素子１
５３の受光面（結像面）には、被検レンズ１５１によっ
て、上下方向に下からチャート板像１３１′〜１３５′
の順に形成される。各チャート板１３１〜１３５の下辺
１３１ｓ〜１３５ｓとこれらの結像面上の像１３１ｓ′
〜１３５ｓ′との関係は、図３３および図３４に示す通
りである。なお、各チャート板１３１〜１３５の段差
は、図３３に破線で示すように規制される。また、エッ
ジ像１３１ｅ′〜１３５ｅ′は、光軸を通る一直線上に
位置する。

【００６７】この実施例では、チャート板１３１〜１３
５を光軸Ｏに対して同一条件で同時に測定できないが、
いずれも光軸Ｏに近接しているので、実質的に問題はな
い。同様の理由によりエッジ像１３１ｅ′〜１３５ｅ′
は、光軸Ｏに接近していれば一直線上に並ばなくてもよ
い。本実施例では、チャート板１３１〜１３５が、光軸
を中心として結像範囲（観察範囲）のおよそ３０％以
内、すなわち、図中破線で示される範囲内に同時に結像
される。チャート板１３１〜１３５を光軸に対して接離
移動させると、チャート像１３１′〜１３５′が移動す
るので、所望の物体距離位置で所定の検査をすることが
できる。チャート板１３１〜１３５を光軸の周りで回転
させると、被検光学系が非等方光学系であっても、簡単
に同一条件での測定ができる。

【００６８】以上の図示チャート板は、反射型、透過
型、自己発光型のいずれでもよく、明暗の位置は図示実
施例と逆でもよい。図示実施例では回動軸１１１と光軸
Ｏとが一致しているが、回転軸と光軸とは必ずしも一致
していなくてもよい。

【００６９】ピント評価方法および装置、ピント調整方
法および装置に関するさらに別の発明について、以下図
示実施例に基づいて説明する。図３５ないし図３９は、
本発明を適用する内視鏡対物光学系のピント調整装置の
全体構成の要部を示すブロック図である。図３５は、明
暗の区切りによりエッジ像を形成するチャート板２５１
を光軸方向に移動するチャート装置を利用した実施例で
あり、図３６はこのチャート装置を利用して内視鏡のピ
ント評価を行なう装置の一例である。この実施例では、
チャート板２５１の像の評価をボケ量に基づいて評価す
る。

【００７０】ピント調整を行なうファイバースコープ２
１０は、多数の光ファイバーが六方細密充填構造で束ね
られたファイバーバンドル２１１およびその物側端部２
１２に装着される対物レンズ２１５を備えている。対物
レンズ２１５は、対物レンズ固定筒２１７内に固定さ
れ、この対物レンズ固定筒２１７を介してファイバーバ
ンドル２１１の物側端部２１２に装着される。

【００７１】ファイバーバンドル２１１は、物側端部２
１２が移動ステージ２３３に固定され、対物レンズ固定
筒２１７（対物レンズ２１５）が固定台２３５に固定さ
れる。移動ステージ２３３および固定台２３５は共通の
ベンチ２３１上に装着されていて、移動ステージ２３３
は、固定台２３５に対して直線的に接離移動可能であ
る。対物レンズ２１５は光軸Ｏが移動ステージ２３３の
移動方向と平行になるように固定台２３５に保持され、
物側端部２１２はその端面が光軸Ｏと直交し、かつ端面
の中心がほぼ光軸Ｏと一致する位置で移動ステージ２３
３に固定されている。なお、ファイバーバンドル２１１
および対物レンズ固定筒２１７は、例えば図示しないク
ランプ手段によりそれぞれ移動ステージ２３３、固定台
２３５に固定される。移動ステージ２３３は、図示しな
い手動操作ダイヤル操作により、あるいは後述のコンピ
ュータ２４３の制御により電動で移動可能に構成されて
いる。

【００７２】対物レンズ２１５の物界側には、後方の光
源２５５により照明される透過型のチャート板２５１が
配置されている。チャート板２５１は、光を透過する明
部２５２および透過しない暗部２５４により二分割され
ていて、エッジ２５３（明部２５２と暗部２５４との境
界）を縦方向にして光軸Ｏと直交する向きに配置されて
いる。なお、このチャート板２５１は、図示しないチャ
ート板移動機構に支持されて、光軸方向に移動される。
この実施例では、チャート板２５１を、このファイバー
スコープ２１０で観察を予定している最も近い物体距離
（近点）、同最も遠い物体距離（遠点）、および、遠点
と近点の間であって、設計上合焦を予定している物体距
離（中間点）に移動する。なお本実施例では、近点は約
5mm、中間点は約11mm、遠点は約 111mmである。

【００７３】ファイバーバンドル２１１の観測系側端部
２１３には接眼レンズ２１９が装着され、この接眼レン
ズ２１９にカメラアダプタ２２１を介してＣＣＤカメラ
２２３が接続されている。チャート板２５１は、対物レ
ンズ２１５によりファイバーバンドル２１１の物側端面
に結像され、その像がファイバーバンドル２１１により
伝達されてファイバーバンドル２１１の観測系側端面か
ら射出される。そして、この端面像が接眼レンズ２１９
を介してＣＣＤカメラ２２３によって電気的な画像信号
に変換され、画像入出力装置２４１に出力される。な
お、ファイバースコープ２１０の通常の使用状態では、
物体の像が対物レンズ２１５を介してファイバーバンド
ル２１１の物側端部２１２の端面に結像され、この像が
ファイバーバンドル２１１の観測系側端面に伝達され、
接眼レンズ２１９を通して直接観察され、あるいはＣＣ
Ｄカメラ等により撮像してモニタＴＶに映し出される。

【００７４】画像入出力装置２４１は、画像信号をビデ
オ信号に変換してＴＶモニタ２４７に表示する一方、入
力した画像信号を所定の規格のディジタル画像データに
変換し、画像処理装置、例えばパーソナルコンピュー
タ、ワークステーションなどのコンピュータ２４３に出
力する。この画像入出力装置２４１およびコンピュータ
２４３が、評価値検出手段（ボケ量検出手段）および目
標評価値設定手段（目標ボケ量設定手段）を構成してい
る。

【００７５】コンピュータ２４３は、入力した画像デー
タの内、光軸Ｏ付近の水平方向画像データを垂直方向に
複数ライン分サンプリングし、平均化処理を施して水平
方向の光強度分布曲線を算出する。チャート像のサンプ
リング位置およびサンプリング方向の関係を図３７に示
し、強度分布を図３８に示した。

【００７６】図３８において、（Ａ）は非合焦状態（デ
フォーカス大）を示し、（Ｂ）は合焦状態（デフォーカ
ス小）を示している。つまり、合焦している時には、明
部像２５２ｉおよび暗部像２５４ｉの輪郭が明瞭に形成
される。したがって、これらの像の切り替わりであるエ
ッジ像２５３ｉも明瞭に形成されるので、エッジ像２５
３ｉと直交する方向の光強度は、エッジ像２５３ｉで急
激に変化する。また、非合焦の時には、デフォーカスの
絶対値が大きい程エッジ像２５３ｉのボケ幅が大きくな
るので、前記エッジ像における光強度の変化は緩やかに
なる。

【００７７】さらに光強度分布曲線を、コンピュータ２
４３は微分する。その微分結果を図３９（Ａ）、（Ｂ）
にグラフで示した。この微分曲線は、ピーク値(max) が
高くかつピークの裾が狭い方がデフォーカス値が小さい
ことを表わしている。この実施例では、図３９（Ａ）が
非合焦状態、図３９（Ｂ）が合焦状態である。これらの
グラフにおいて、αは微分曲線のピークから左右に下が
って最初に０となる２つのサンプリング点の間隔であ
り、βは、微分値がピーク値の約１／２になる時の２つ
のサンプリング点の間隔であり、γは、微分値がピーク
値の約１／４になる時の２つのサンプリング点の間隔で
ある。これの演算値α、βおよびγは、小さいほどデフ
ォーカス量が小さい状態、つまり合焦に近い状態である
ことを表わしている。

【００７８】さらにコンピュータ２４３は、前記微分値
を関数ｆ（ｘ）として、先の数１式および数２式により
平均値ｍおよび標準偏差σを演算する。評価値として
は、前記演算値α、β、γまたはσを利用する。図４０
は、ファイバーバンドル２１１の物側端面と対物レンズ
２１５との間隔（以下「レンズ−バンドル間隔Ｚ」とい
う）と評価値との関係を示すグラフである。このグラフ
は、評価値のピーク位置が合焦位置であることを表わし
ている。

【００７９】移動ステージ２３３を移動させてレンズ−
バンドル間隔Ｚを段階的ないし連続的に変えながら、以
上の演算処理により評価値を段階的ないし連続的に求
め、その結果をディスプレイ２４５に表示する。この処
理を、チャート板２５１を近点、中間点、および遠点に
おいてそれぞれ繰り返す。

【００８０】このようにして求めたファイバーバンドル
２１１と対物レンズ２１５の間隔Ｚと評価値との関係
を、図４１に示した。ここでは、評価値として、前述し
た標準偏差σを用いている。このグラフでは、評価値が
小さいほどデフォーカスが小さく、像性能が良好である
ことを表わしている。図において、符号（ａ）は近点に
対する評価値の平均値、（ｂ）は中間点に対する評価値
の平均値、（ｃ）は遠点に対する評価値の平均値を表わ
している。

【００８１】ここで従来のピント調整法に従うと、遠点
および近点におけるデフォーカス量（絶対値）が等しく
なるように、あるいは中間点においてデフォーカス量が
最も小さくなるような調整をしていた。この従来の調整
基準を図４１のグラフに当てはめると、最良レンズ−バ
ンドル間隔Ｐ１は約 625μm になる。

【００８２】これに対して、実際に操作する者の視覚に
より評価すると、その評価分布は符号Ｈで示した曲線の
ようになり、視覚による最良レンズ−バンドル間隔Ｈ１
は約600 μm になる。本発明は、この人間の視覚に可及
的に近似したピント調整を可能にするものである。本実
施例では、近点に対する評価値（ａ１）が最も大きく、
ついで遠点に対する評価値（ｂ１）、中間点に対する評
価値（ｃ１）が最も小さくなり、像性能を中間点、遠
点、近点の順に重視したピント調整になる。これは、従
来の調整基準による調整よりも遠距離側を重視してい
る。

【００８３】本実施例では、この人間の評価に基づく評
価値（ａ１、ｂ１、ｃ１）を目標評価値として設定す
る。そして、各被検内視鏡毎に、測定した評価値が目標
評価値に近付くように移動ステージ２３３を移動してピ
ント調整を行なう。なお、本発明は、像性能を前記実施
例とは逆に遠点よりも近点を重視して目標評価値を定
め、ピント調整することもできる。

【００８４】今、レンズ−バンドル間隔がＰ２で示され
る値（約575 μm ）であるとすると、近点に対する評価
値はａ１よりも大きく、中間点に対する評価値はｂ１よ
りも大きく、遠点に対する評価値はｃ１よりも小さい。
これらの大小関係と、平均値ａ、ｂ、ｃの形状から、レ
ンズ−バンドル間隔を小さくするか、大きくするかが明
らかとなる。この実施例の場合、ａの値は、レンズ−バ
ンドル間隔を大きくすると小さくなる。同様にｃの値
は、レンズ−バンドル間隔を大きくすると大きくなる。
したがって、現在の間隔Ｐ２よりも大きい間隔にすれば
よいことが分かる。この作業を繰り返すことで、各評価
値が目標評価値ａ１、ｂ１、ｃ１に近付き、結果として
最良レンズ−バンドル間隔Ｈ１を達成できる。

【００８５】なお、図４１では、測定誤差等により同一
間隔での評価値の計測において生じる誤差±α′を加味
してａ、ｂ、ｃを示してある。この誤差±α′のため、
本実施例の場合、合計誤差として示した幅程度の間隔の
誤差が生じる虞れがある。しかしながらこの誤差の幅
は、人間の評価曲線Ｈの範囲内であるため、精度として
は十分であることが分かる。

【００８６】図４２には、近点、中間点および遠点に置
くチャート板を別個に形成し、各点に置いたチャート板
を同時に被検光学系の結像面に結像させるチャート装置
の実施例を示してある。なお、この実施例では、ファイ
バーバンドル２７１の物体側端部および対物レンズ２７
３が内視鏡組み立て治具２７５に装着され、観測側端部
には、図示しないが、図３６に示した実施例同様に、接
眼レンズ２１９、アダプタ２２１およびＣＣＤカメラ２
２３が装着されている。そして、ＣＣＤカメラ２２３に
は、画像入出力装置２４１、コンピュータ２４３、ディ
スプレイ２４５、ＴＶモニタ２４７などからなるピント
評価手段が接続されている。また、組み立て治具２７５
は、詳細は図示しないが、図３５に示したマイクロステ
ージ同様に、対物レンズ２７３とファイバーバンドル２
７１の物体側端面との間隔調整が可能な構成である。

【００８７】この実施例では、近点、中間点および遠点
用に順次大きく形成した３枚のチャート板２６１、２６
２、２６３を、近点、中間点および遠点に配置してあ
る。中間点チャート板２６２はその中央が光軸０を通る
位置に配置し、近点および遠点チャート板２６１、２６
３はそれぞれ、光軸Ｏから上下にオフセットして配置し
てある。各チャート板２６１、２６２、２６３は、図３
５に示したチャート板２５１と同様の透過型の明暗チャ
ート板である。

【００８８】チャート板２６１、２６２、２６３の後方
のオフセット位置には光源２６４を配置してある。光源
２６４は、チャート板２６１、２６２、２６３までの光
路長差を小さくしてチャート板２６１、２６２、２６３
の輝度を等しくすべく、近点、中間点チャート板２６
１、２６２は直接照明し、遠点チャート板２６３はミラ
ー２６５で反射して照明している。

【００８９】光源２６４により透過照明されたチャート
板２６１、２６２、２６３は、対物レンズ２７３によっ
てファイバーバンドル２７１の物体側端面に結像され
る。その結像の様子を図４４に示した。この図から分か
るように、結像面のほぼ中央に中間点チャート板２６２
の像２６２ｉが形成され、その像２６２ｉの下に近点チ
ャート板２６１の像２６１ｉが形成され、像２６２ｉの
上に遠点チャート板２６３の像２６３ｉが形成される。
これらの像２６１ｉ〜２６３ｉはＣＣＤカメラ２２３で
撮像され、それぞれの像２６１ｉ〜２６３ｉについて、
水平方向（横方向）にサンプリングおよび平均化して強
度分布、微分曲線、および評価値を求める。

【００９０】この評価値を用いて、被検内視鏡対物光学
系のピント調整を行なう。つまり、被検内視鏡対物光学
系をセットして評価値を求め、その評価値と予め設定し
た目標評価値とに基づいてファイバーバンドル７１を移
動させてピント調整を行なう。

【００９１】図３５や図４２に示した実施例では、対物
光学系にファイバーバンドルを用いた内視鏡に対して本
発明を適用したが、ファイバーバンドルに代えてＣＣＤ
などの受光素子を用いる電子内視鏡の対物光学系のピン
ト調整にも本発明は適用できる。なお、この場合、ＣＣ
Ｄと対物レンズとの関係は、図３５と同様になる。

【００９２】図４５および図４６には、パンフォーカス
カメラのピント調整を行なう実施例を示してある。図４
５は、銀塩フィルムを使用するコンパクトカメラに適用
した一例である。なお、カメラボディ３０１に撮影レン
ズ３０２は固定されておらず、設計上の固定位置から光
軸方向に移動可能である。この実施例では、カメラボデ
ィ３０１をマイクロステージ２８１の移動ステージ２８
２に固定し、撮影レンズ３０２を固定台２８３に固定し
て、移動ステージ２８２を固定台２８３に対して接離移
動することにより撮影レンズ３０２とカメラボディ３０
１（フィルム面）との間隔を調整する。

【００９３】コンパクトカメラ３０１内には、その裏蓋
を開けた状態で、ＣＣＤ撮像素子（検出器）３０３が配
置されている。このＣＣＤ撮像素子３０３は、その受光
面がコンパクトカメラ３０１のフィルム面と一致した状
態で、センサ保持器３０４により移動ステージ２８２に
固定されている。

【００９４】また、撮影レンズ３０２の前方には、近点
および遠点にチャート板２９１、２９２を配置してあ
る。チャート板２９１、２９２の構造は、チャート板２
５１と同様であるが、この実施例では、近点チャート板
２９１をその上辺が光軸Ｏに重なる位置に配置し、遠点
チャート板２９２をその下辺が光軸Ｏに重なる位置に配
置してある。したがってこれらのチャート板２９１、２
９２は、結像面において、中心よりも下方に近点チャー
ト板２９１の像が、中心よりも上方に遠点チャート板２
９２の像が形成される。

【００９５】撮影レンズ３０２を介してＣＣＤ撮像素子
３０３に入射したチャート板２９１、２９２の像は、Ｃ
ＣＤ撮像素子３０３により電気的信号に変換され、画像
入出力装置２８５を介してコンピュータ２８６に入力さ
れる。そしてコンピュータ２８６により評価値が算出さ
れ、例えば図４１および図４２に示したようにグラフ化
されてディスプレイ２８７に表示される。そして、予め
設定された近点チャート像および遠点チャート像の目標
評価値と、測定評価値とに基づいて撮影レンズ−フィル
ム間隔を変えてピント調整を行なう。

【００９６】図４６は、ＣＣＤ撮像素子を備えた監視カ
メラに適用した例である。この実施例では、監視カメラ
のボディ３１１を移動ステージ２８２に固定し、撮影レ
ンズ２１２を固定台２８３に固定してある。そして、移
動ステージ２８２を移動して撮影レンズ２１２とＣＣＤ
撮像素子３１３との間隔（ピント）を調整する。チャー
ト板２９１、２９２の構成、画像入出力装置３８５、コ
ンピュータ２８６およびディスプレイ２８７の構造、動
作は、図４５に同一符号を付して示したものと同様であ
る。

【００９７】図４５および図４６に示した実施例では、
近点および遠点に置いたチャート板２９１、２９２に基
づいて評価値を求め、測定した評価値と予め設定された
目標評価値とに基づいてピント調整を行なう。このピン
ト調整により、遠方から近方までのバランスのとれたピ
ント調整ができる。

【００９８】以上、本実施例では、チャート像のボケ量
を、エッジ像の強度分布とその微分値およびその標準偏
差により評価したがこれに限定されず、例えばデフォ−
カス量の大きさで評価してもよい。なお、目標評価値の
設定に関しては、基準となるレンズを１つないし複数定
めて、人間によりレンズ−バンドル間隔調整操作を行な
い、そのときの評価値を目標評価値とする。あるいは、
設計値からレンズ−バンドル間隔を算出して調整し、そ
のときの評価値を用いてもよい。

【００９９】さらに別のピント評価、調整方法およびこ
れらの方法を実施する装置について、図示実施例に基づ
いて説明する。図４７は、本発明のピント評価方法およ
びピント調整方法を実施する装置の実施例であり、図５
０は、本発明の方法を実施する装置の別の実施例であ
る。図４７は、被検結像光学系の一つである内視鏡４１
０の対物レンズ４１５のピント状態（位置）を評価し、
その評価値に基づいてピント調整を行なうピント調整装
置であり、図５０は、同内視鏡４１０の対物レンズ４１
５のピント状態を評価する装置である。もちろん本発明
は、内視鏡以外の結像光学系を有する光学機器にも適用
できる。

【０１００】先ず、図４７に示した実施例の主要構成に
ついて説明する。内視鏡４１０は、光ファイバーバンド
ル４１１の先端部４１３がマイクロステージ４２１の移
動ステージ４２３に固定され、先端部４１３が、その入
射端面４１３ａと直交する方向に移動される。先端部４
１３に固定される対物レンズ４１５は、マイクロステー
ジ４２１と一体に固定され対物レンズ固定部材４２５に
支持されている。つまり、移動ステージ４２３の移動に
より、対物レンズ４１５と入射端面４１３ａとの間隔を
調整する構成である。対物レンズ４１５は、図示しない
が、先端部４１３に摺動可能に嵌合された鏡筒に固定さ
れていて、この鏡筒を介して先端部４１３に固定され
る。

【０１０１】対物レンズ４１５の物体側には３枚のチャ
ート板４２７（４７１、４７２、４７３）が、異なる物
体距離に配置され、かつ同時に入射端面４１３ａ上に像
を形成するように形成され、配置されている。つまり、
対物レンズ４１５から最も近距離で、光軸Ｏよりも上方
に位置する近方チャート板４７１と、対物レンズ４１５
から最も遠距離で、光軸Ｏよりも下方に位置する遠方チ
ャート板４７２と、これらの間に位置し、光軸Ｏと直交
する中間チャート板４７３とを備えている。近方チャー
ト板４７１と遠方チャート４７２とは、最も良好なピン
トが望まれる物体位置の前後に離れた位置にある。ま
た、これらのチャート板４２７は、図４８に示すよう
に、外形は矩形で、中央から左右が乳白色の透光部およ
び遮光部で分けられたエッジチャートである。なお、チ
ャート板の形状、チャートの態様はこの実施例に限定さ
れない。

【０１０２】近方、中間チャート板４７１、４７３は、
光源４３１により照明され、遠方チャート４７２は光源
４３５により照明されている。光源４３１で発光された
照明光は、光ファイバーバンドル４３２で導かれ、照射
レンズ４３３により近方、中間チャート板４７１、４７
３を照明する。光源４３５は、遠方チャート板４７２を
後方から照明する。照明手段は、近方、遠方中間チャー
ト板４７１、４７２、４７３を照明できるものであれば
よく、図示実施例に限定されない。

【０１０３】これらの光源３１、３５で照明された各チ
ャート板４７１、４７２、４７３の像４７１ｉ、４７２
ｉ、４７３ｉが、対物レンズ４１５により先端部４１３
の入射端面４１３ａに、図４９に示すように、光軸Ｏを
ほぼ中心として下、上、中位置に形成される。

【０１０４】入射端面４１３ａに結像されたチャート像
４７１ｉ、４７２ｉ、４７３ｉは、光ファイバーバンド
ル４１１により導かれ、光ファイバーバンドル４１１の
他端部に装着された接眼レンズ４１７から射出される。
接眼レンズ４１７は、コネクタ４４１を介してＣＣＤカ
メラ４４３に接続されていて、入射端面４１３ａの像が
撮像される。ＣＣＤカメラ４４３で撮像された像は、画
像入出力インタフェース４４５を介してコンピュータ
（演算手段）４４７に入力される。

【０１０５】コンピュータ４４７は、先に図３８に関連
した述べた実施例と同様に、近方、遠方および中間チャ
ート板４７１、４７２、４７３それぞれの像について水
平方向（Ｘ軸方向）にサンプリングする。このサンプリ
ングした明暗の強度データ分布、例えば強度曲線は、合
焦状態で明部と暗部との境界部が急激に変化する。

【０１０６】この強度曲線を微分することで、明暗境界
部における変化率を求める（図３９参照）。この変化率
曲線の高さ、あるいは裾野の幅に関する情報から、ピン
ト評価値を求める。なお、図３８および図３９におい
て、（Ａ）は非合焦状態、（Ｂ）は合焦状態である。

【０１０７】ピント評価値は、各チャート板４２７毎に
得られる。さらに先端部４１３を、対物レンズ４１５に
対して接離移動して入射端面４１３ａと対物レンズ４１
５との距離、つまりピント調整量を変更する。そして、
異なるピント調整量毎に上記演算を繰り返し、複数のピ
ント調整量における各チャート板４７１、４７２、４７
３毎のピント評価値を求める。このピント評価値は、例
えばディスプレイ４４９あるいはモニタＴＶ４５１に、
図５１に示したグラフとして表示する。

【０１０８】図４７に示した測定装置は、移動しない３
枚のチャート板４７１、４７２、４７３を使用したが、
図５０に示した測定装置は、１枚のチャート板４２８を
近方、中間および遠方位置に移動させる点が第１の測定
装置と異なる。その他の構成は、第１の装置と同様であ
るので、要部のみを示した。つまり、光ファイバーバン
ドル４１１の他端部には、図４７に示した実施例と同様
に接眼レンズ４１７が装着され、接眼レンズ４１７は、
アダプタ４１を介してＣＣＤカメラ４４３に接続されて
いる。ＣＣＤカメラ４４３で撮像された像は、画像入出
力インタフェース４４５を介してコンピュータ４４７に
入力される。

【０１０９】図４７に示した測定装置を利用した本発明
のピント評価方法およびピント調整方法の実施例につい
て、さらに図５１〜図５９を参照して説明する。本実施
例では、先ず、近方、遠方および中間チャート板４７
１、４７２、４７３の各像４７１ｉ、４７２ｉ、４７３
ｉを、対物レンズ４１５と端面４１３ａとの間隔（ピン
ト調整量）を変えて複数回撮像し、各ピント調整量毎
に、ピント評価値を演算する。ピント調整量をＸ軸、ピ
ント評価値をＹ軸にとって評価値曲線を描くと、図５１
に示すようになる。この評価値曲線は、Ｙ軸の値が低い
ほど評価が高いことを示している。

【０１１０】ここで、近方チャート板４７１に対する評
価値の描く曲線をｙ1 ＝ｆ1 （ｘ）、遠方チャート板４
７２に対する評価値の描く曲線をｙ2 ＝ｆ2 （ｘ）、中
間チャート板４７３に対する評価値の描く曲線をｙ3 ＝
ｆ3 （ｘ）とおく。なお、中間チャート板４７３の位置
は、最良位置またはその近傍とする。

【０１１１】この被検内視鏡４１０において、使用者の
好むピント調整量は、近方評価値曲線と遠方評価値曲線
の交点（ｘ１，ｙ₂₁＝ｙ₁₁）と、中間点評価値曲線と遠
方評価値曲線の交点（ｘ2 ，ｙ₂₂＝ｙ₃₂）との間にある
ことが分かった。そこで本発明は、この区間に着目し、
上記交点のＸ軸方向の間隔である区間［ｘ2 ，ｘ1 ］
を、評価値曲線ｙ1 ＝ｆ1 （ｘ）、ｙ2 ＝ｆ2 （ｘ）、
ｙ3 ＝ｆ3 （ｘ）から演算により求める。つまり、ｆ1
（ｘ）＝ｆ2 （ｘ）、およびｆ2 （ｘ）＝ｆ3 （ｘ）が
成立する点のピント調整量ｘ1 、ｘ2 を求める。

【０１１２】このようにして求めた区間［ｘ2 ，ｘ1 ］
内に、望ましいピント調整量ｘが含まれることが分か
る。ピント調整範囲をこの区間［ｘ2 ，ｘ1 ］に絞るこ
とにより、被検結像光学系のピント評価およびピント調
整が容易かつ迅速にできる。

【０１１３】本発明の一実施例では、ピントの総合評価
値Ｓを、区間［ｘ2 ，ｘ1 ］内のピント調整量ｘから求
める。なお、逆に、総合評価値Ｓが明らかな場合には、
逆演算によって、調整すべきピント調整量ｘを求めるこ
ともできる。

【０１１４】ピント調整量ｘから総合評価値Ｓを求める
方法を、図５１から図５３を参照して説明する。ピント
調整量ｘを定めると、各チャート板４２７に対するピン
ト評価値ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 が演算される。総合評価値Ｓ
は、これらの３個のピント評価値ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 を用
いた関数ｇにより、Ｓ＝ｇ（ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 ）として
求まる。関数ｇは、例えば下記３つの式(1) 、(2) また
は(3) のように定義できる。 ｇ＝（ｙ1 −ｙ2 ）／（ｙ2 −ｙ3 ） ……(1) ｇ＝（ｙ2 −ｙ3 ）／（ｙ1 −ｙ3 ） ……(2) ｇ＝ｙ3 ／ｙ2 −ｙ2 ／ｙ1 ……(3) 上記総合評価値関数Ｓ＝ｇ（ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 ）を用い
ることにより、あるピント調整量ｘにおけるピントの総
合評価値Ｓを求めることができる。

【０１１５】本発明では、上記(1) 、(2) 、(3) 以外の
ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 を用いた関数ｇ（ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 ）
の適用も可能である。

【０１１６】以上の実施例では、３枚のチャート板４７
１、４７２、４７３を使用したが、本発明はこれに限定
されず、チャート板の数は、２枚あるいは４枚以上でも
よい。チャート板の数をＮ個（２以上の整数）とする
と、各チャート板に対して評価値ｙn （ｎ＝１〜Ｎ）を
演算し、Ｎ個の評価値ｙn に基づいて、総合評価値関数
Ｓ＝ｇ（ｙ1 ，ｙ2 ，…，ｙn ，……, ｙN ）により総
合評価値Ｓが求められる。

【０１１７】以上は、あるピント調整量ｘから総合評価
値Ｓを求める方法であるが、逆に、予め望ましい総合評
価値Ｓを求めておいて、その総合評価値Ｓに基づいてピ
ント調整量ｘを求めることができる。例えば、基準光学
系を使用し、基準となる人物によるピント調整を行なっ
て、望ましい総合評価値Ｓを求める。この総合評価値Ｓ
を基準総合評価値Ｓ0 として、この基準総合評価値Ｓ0
に基づいてピント調整目標値ｘ0 を演算により求めて、
演算により求めたピント調整目標値ｘ0 により被検内視
鏡４１０のピント調整を行なう。

【０１１８】この基準総合評価値Ｓ₀ を用いて、基準光
学系に対応する被検内視鏡４１０のピント調整を行なう
ピント調整方法について説明する。ここで、既知データ
は、基準総合評価値Ｓ₀ だけである。そこで、被検内視
鏡４１０のピント調整量ｘを変化させて、異なるピント
調整量ｘにおける各チャート板４２７に対する評価値ｙ
1 ，ｙ2 ，ｙ3 を求める。

【０１１９】このように求めた評価値ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3
に基づいて区間ピント調整量ｘ1 、ｘ2 を定めるととも
に、ピント調整区間［ｘ2 ，ｘ1 ］内における各チャー
ト板４７１、４７２、４７３に対する関数ｆ1 、ｆ2 、
ｆ3 を演算する。関数ｆ1 、ｆ2 、ｆ3 の値が定まれ
ば、ｇ（ｘ）＝Ｓ₀ が成立するピント調整量ｘを逆算す
ることで、ピント調整目標値ｘ₀ が求まる。ピント調整
目標値ｘ₀が求められれば、これに基づいて、被検内視
鏡４１０のピント調整を行なう。当然ながら、基準総合
評価値Ｓ₀ を求めたときに用いた総合評価値関数ｇと、
逆算に用いる総合評価値関数ｇとは同じでなければなら
ない。

【０１２０】関数ｆを求めるために利用されるピント調
整区間［ｘ2 ，ｘ1 ］は、遠方評価値と近方評価値とが
一致する点と、中間評価値と遠方評価値とが一致する点
との間でなくてもよい。例えば、図５３に示す被検内視
鏡の区間［ｘ2 ′，ｘ1 ′］のように、ｙ₃₂′≠
ｙ₂₂′、ｙ₁₁′≠ｙ₂₁′となる場合である。

【０１２１】図５３の区間［ｘ2 ′，ｘ1 ′］のような
場合でも、関数ｆを定義できるため、総合評価値Ｓを利
用することができる。ここで、図５３における関数ｆ
は、区間が異なるだけで図５１の関数ｆと同一である。

【０１２２】以上のように本実施例のピント調整方法に
よると、近方、遠方および中間の評価値曲線特性が異な
る場合でも、総合評価値Ｓが基準総合評価値Ｓ₀ と等し
くなるピント調整量を求めることができるので、被検対
物レンズ４１５による遠近ピント状態のバランスを容易
に揃えることができる。

【０１２３】前述したピント調整方法は、所定区間内で
ピント調整量ｘを変化させて関数ｆを求めた。この調整
方法によると、区間内の多数の点で評価値ｙ1 、ｙ2 、
ｙ3を算出するので精度は向上するが、比較的長時間を
要する。

【０１２４】そこで、精度は許容範囲内に抑えて、調整
時間を短縮できる実施例を図５４及び図５５を参照して
説明する。図５４及び図５５は、図５１で求めた評価値
データに基づき、ピント調整区間［ｘ2 ，ｘ1 ］を直線
近似したグラフである。ここでは、ピント調整区間［ｘ
2，ｘ1 ］内においてピント調整量ｘを変化させて評価
値ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 を演算するのではなく、区間［ｘ2
，ｘ1 ］の両端点における評価値ｙ1 、ｙ2 、ｙ3を直
線で結び、これを関数ｆの近似式として使用する。例え
ば、図５５において、２点（ｘ1 ，ｙ₁₁）、（ｘ2 ，ｙ
₁₂）を通る直線が一本定まるので、これにより関数ｆ′
1 が得られる。同様にして、関数ｆ′2 、ｆ′3 が得ら
れる。この方法によると、遠方評価値ｙ2 と近方評価値
ｙ1 とが一致する点ｘ1 と、中間評価値ｙ3 と遠方評価
値ｙ2 とが一致する点ｘ2 を演算により、またはグラフ
上で求めることにより、関数ｆ′1 ，ｆ′2 ，ｆ′3 を
求めることができる。

【０１２５】関数ｆ′1 、ｆ′2 、ｆ′3 が定まれば、
ｇ（ｘ）＝Ｓ₀ が成立するピント調整量ｘを逆算するこ
とで、ピント調整目標値ｘ₀ が求まり、これに基づい
て、被検内視鏡４１０のピント調整ができる。

【０１２６】さらにこの方法の場合も、図５５に示すよ
うに、ピント調整区間は、評価値ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 が一
致する点でなくてもよいことが分かる。ただし、ピント
調整区間が長くなり過ぎると、実際の曲線と近似した直
線とのずれが大きくなり、精度が低下する虞れがある。
しかし、本実施例で求めた図示の区間［ｘ1 ′，ｘ
2′］程度であれば誤差範囲内に納まる。この場合に総
合評価値Ｓを求める方法および逆算してピント調整量を
求める方法は、図５１〜図５３に関連して示した方法と
同一である。

【０１２７】次に、ピントの評価方法の一例について説
明する。これは、ピント調整後、結像レンズを固定した
製品について行なう評価方法であるから、ピント調整装
置は使用せず、図４７および図５０に示した装置により
実施ができる。

【０１２８】このピントの評価方法では、直接関数ｆを
求めることができないが、評価値ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 を求
めることができるので、総合評価値Ｓは算出できる。そ
してピント調整時の基準総合評価値Ｓ₀ と得られた総合
評価値Ｓとを比較することで、ピント位置がずれている
か否かを判断できる。図５６ないし図５８は、総合評価
値Ｓを求める関数ｇとして前記式(1) 、(2) および(3)
を用いたときの、ピント調整量ｘと総合評価値Ｓとの関
係をグラフで示した図である。また、図５８は、図５７
のグラフの縦軸を拡大した図である。

【０１２９】(1) 式を用いると、総合評価値Ｓはｘ＝ｘ
2 を漸近線とする双曲線となり、 ｘ＞ｘ0 のときにはＳ＜−１ ｘ＝ｘ0 のときにはＳ＝−１ ｘ1 ＞ｘ＞ｘ0 のときには０＞Ｓ＞−１ ｘ＝ｘ1 のときにはＳ＝０ ｘ1 ＞ｘ＞ｘ2 のときにはＳ＞０ ｘ1 ＜ｘ2 のときにはＳ＜０ となる。

【０１３０】(2) 式を用いると、総合評価値Ｓはｘ＝ｘ
1 を漸近線とする双曲線となり、 ｘ＞ｘ₀ のときにはＳ＜０ ｘ1 ＞ｘ＞ｘ₀ のときにはＳ＞１ ｘ＝ｘ1 のときにはＳ＝１ ｘ1 ＞ｘ＞ｘ2 のときにはＳ＞０ ｘ＝ｘ2 のときにはＳ＝０ ｘ＜ｘ2 のときにはＳ＜０ となる。

【０１３１】(3) 式を用いると、総合評価値Ｓは減少関
数になり、区間［ｘ2 ，ｘ1 ］では約0.5 〜−0.4 の値
になっている。この場合、総合評価値Ｓの許容範囲を0.
3 〜−0.2 とすると、図５８において「・」をプロット
した評価値ｙ1 、ｙ2 、ｙ3を持つ場合には、Ｓ＝0.2
となるので、この光学系のピント状態は許容範囲内にあ
ると評価できる。ピントの調整および評価を行なうとき
に、関数ｇも同じものを使用することは前述したが、チ
ャート位置の組み合わせについても同様である。

【０１３２】また、以上の実施例では中間チャートをベ
スト位置近傍に配置した場合について説明したが、中間
チャートは遠方チャートと近方チャートの間であればよ
いので、遠方、近方チャートのいずれかに近い位置に配
置することも可能である。図５９にそのときの評価値を
示した。この場合、基準総合評価値Ｓ₀ を定めるピント
調整量ｘは区間［ｘ2 ，ｘ1 ］の外にあるが、区間［ｘ
2 ，ｘ1 ］で求めた関数ｇを区間外に拡張することは可
能である。関数ｇとして式(2) を用いた場合、基準総合
評価値Ｓ₀ は負になるので、これを基に、上述した手法
によりピントの調整およびピントの評価を行なうことが
できる。

【０１３３】以上の通り本実施例では、近方、遠方、中
間チャートに基づく３つの評価値から演算して１個の総
合評価値を求め、この総合評価値に基づいてピント調整
量や、ピント位置を評価している。したがって、被検レ
ンズの３つの評価値が基準評価値から外れる場合でも、
的確なピントの評価、ピントの調整をすることができ
る。

【０１３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り請求項１記
載の発明によれば、光ファイバーバンドルのような周期
構造を有する光学系においても、光学系により観察する
遠距離点および近距離点間の評価を、周期構造の影響を
受けることなく短時間で実行することが可能になり、こ
の評価に基づいてピント調整等を簡単にすることができ
る。

【０１３５】請求項１７に記載の発明は、被検光学系の
倍率の変化やチャートの向き、被検光学系の非等方性に
影響されることなく、簡単に必要なチャート像を得るこ
とができるので、光学系の焦点調節、異なる物体距離に
おける像性能などを容易にかつ迅速に評価、検査でき
る。

【０１３６】請求項３２に記載の発明は、パンフォーカ
ス光学系のピント調整において、異なる被写体距離に置
いたチャート部材の像のボケ量に対してそれぞれ目標値
を設定し、測定したボケ量が予め定めた目標値に近付く
ようにピント調整を行なうので、遠方から近方までバラ
ンスのとれたピント評価が容易に行なえる。

【０１３７】請求項４４に記載の発明は、異なる３個の
物体距離におけるチャート板に基づいて総合評価値を演
算するので、より短時間でのピントの評価ができる。請
求項５１に記載の発明は、異なる３個の物体距離にある
チャート手段に対して、被検結像光学系のピントを調整
しながら複数のピント評価値を求め、これらの複数のピ
ント評価値に基づいて求めた予め基準総合評価値と、同
様にして被検結像光学系に対する実測総合評価値とに基
づいてピント調整目標値、つまり調整すべきピント調整
量を演算により求めることができるので、より簡単に遠
近バランスに優れた最適なピント調整ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の像面位置評価方法により評価する被検
光学系の構成の一実施例を示す図である。

【図２】本発明の像面位置評価方法により評価する被検
光学系の構成の一実施例を示す図である。

【図３】本発明の像面位置評価方法により評価する被検
光学系の構成の一実施例を示す図である。

【図４】本発明の像面位置評価方法により評価する被検
光学系の構成の一実施例を示す図である。

【図５】本発明の実施に使用するチャートの一実施例を
示す図である。

【図６】本発明の実施に使用するチャートの一実施例を
示す図である。

【図７】本発明の実施例におけるチャートの像およびサ
ンプリング方向を説明する図である。

【図８】チャート像の強度分布を示すグラフ図である。

【図９】図８に示す強度曲線の微分値を示すグラフ図で
ある。

【図１０】強度曲線の微分値を示すグラフ図である。

【図１１】微分値グラフから求めた評価値の光学系の移
動量に対する推移を示すグラフ図である。

【図１２】図３、４に示す実施例の評価値の光学系の移
動量に対する推移を示すグラフ図である。

【図１３】本発明の回路構成をブロックで示す図であ
る。

【図１４】本発明を内視鏡の評価に使用した実施例を示
す図である。

【図１５】同実施例による結像状態を示す図である。

【図１６】同実施例による結像状態を示す図である。

【図１７】同実施例による結像状態を示す図である。

【図１８】同実施例による像の伝達の様子を説明する図
である。

【図１９】同実施例による像の伝達の様子を説明する図
である。

【図２０】同実施例における像の平均化をエッジ像のエ
ッジが伸びる方向に行なう様子を示す図である。

【図２１】同実施例のエッジ像の強度曲線を示すグラフ
図である。

【図２２】同実施例の平滑化（スムージング）の態様を
説明する図である。

【図２３】スムージング後のエッジ像の強度曲線を示す
グラフ図である。

【図２４】エッジ像の強度曲線の微分値を示すグラフ図
である。

【図２５】エッジ像の強度曲線の微分値を示すグラフ図
である。

【図２６】同微分値をフーリエ変換してＭＴＦを示すグ
ラフ図である。

【図２７】チャート装置に関する本発明の放射状チャー
ト板の一実施例を示す正面図である。

【図２８】同チャート板を備えたチャート装置の使用状
態を示す側面図である。

【図２９】同チャート装置の像の様子を示す図である。

【図３０】チャート板の第２の実施例を示す正面図であ
る。

【図３１】同第２の実施例の像の態様を示す図である。

【図３２】本発明のチャート板の第３の実施例を示す斜
視図である。

【図３３】同第３の実施例の側面図である。

【図３４】同第３の実施例のチャート装置の像の様子を
示す側面図である。

【図３５】別の本発明のピント評価方法、調整方法を適
用するチャート装置、ピント調整装置の実施例の概要を
ブロックで示す図である。

【図３６】同チャート装置、ピント調整装置により内視
鏡のピント評価、調整を行なう制御系の実施例をブロッ
クで示す図である。

【図３７】同実施例におけるチャート像およびサンプリ
ング状態を説明する図である。

【図３８】同チャート像のサンプリング方向における光
強度分布を示す図である。

【図３９】光強度曲線の微分値を示すグラフ図である。

【図４０】対物レンズと結像面の間隔とピントの評価値
との関係を示すグラフ図である。

【図４１】異なる物体距離に置いた各チャート像の評価
値と目標値との関係を説明するグラフ図である。

【図４２】異なる物体距離に置いたチャート板を、光学
機器の受光面上に重複しない状態で結像するように構成
した実施例を示す概要図である。

【図４３】同チャート板の構成を示す斜視図である。

【図４４】同各チャート板の受光面上の結像状態を示す
図である。

【図４５】本発明によりパンフォーカスコンパクトカメ
ラのピント調整を行なう一実施例を示す図である。

【図４６】パンフォーカスの監視カメラのピント調整を
行なう実施例を示す図である。

【図４７】本発明のピント評価方法およびピント調整方
法を実施する測定装置の一例を示す図である。

【図４８】同測定装置のチャート板の構造を示す斜視図
である。

【図４９】同測定装置において被検内視鏡により結像さ
れたチャート板の像状態を示す図である。

【図５０】本発明のピント評価方法を実施する測定装置
の一例を示す図である。

【図５１】本発明の方法により評価した被検内視鏡の評
価値とピント調整量との関係をグラフにより示した図で
ある。

【図５２】同被検内視鏡の評価値とピント調整量との関
係をグラフにより示した図である。

【図５３】同被検内視鏡の評価値とピント調整量との関
係をグラフにより示した図である。

【図５４】図５２において、区間［ｘ₂ ，ｘ₁ ］におけ
る各評価値を直線近似してグラフで示した図である。

【図５５】図５３において、区間［ｘ_2'，ｘ_1'］におけ
る各評価値を直線近似してグラフで示した図である。

【図５６】本発明の方法により評価した被検内視鏡の評
価値とピント調整量との関係の一例をグラフで示す図で
ある。

【図５７】各チャートの評価値から求めた総合評価値と
ピント調整量との関係をグラフで示す図である。

【図５８】同グラフの縦軸を拡大して示す図である。

【図５９】本発明の方法により評価した被検内視鏡の評
価値とピント調整量との関係のさらに別の例をグラフに
より示した図である。

【符号の説明】

１１ チャート板 １１ｉ チャート板像 １２ 明部 １３ エッジ部 １３ｉ エッジ像 １４ 暗部 １７ イメージセンサ １９ サンプリング回路 ２１ 演算手段 ２３ 表示装置 ２５ 評価手段 ３１ 第１の結像レンズ ３３ 光ファイバーバンドル ３５ 第２の結像レンズ ４１ 透過型チャート部材 ４５ 反射型チャート部材 ５１ 対物レンズ ５３ 光ファイバーバンドル ５３ａ 入射端面 ５３ｂ 射出端面 ５５ 接眼レンズ群 １１０ チャート装置 １１１ 回動軸 １１３ チャート板 １１３ｅ エッジ １１４ ライン １１５ チャート板 １１５ｅ エッジ １１６ ライン １１７ チャート板 １１７ｅ エッジ １１８ ライン １１９ チャート板 １２０ ライン １３１ チャート板 １３３ チャート板 １３５ チャート板 １４０ 内視鏡 １４１ 対物レンズ １４３ ファイバーバンドル １４５ 接眼レンズ １４７ ＣＣＤ撮像素子 ２１０ ファイバースコープ ２１１ ファイバーバンドル ２１５ 対物レンズ ２１９ 接眼レンズ ２２３ ＣＣＤカメラ ２３１ マイクロステージ ２４１ 画像入出力手段 ２４３ コンピュータ ２４５ ディスプレイ ２４７ ＴＶモニタ ２５１ チャート板 ２５５ 光源 ２８１ マイクロステージ ２８５ 画像入出力装置 ２８６ コンピュータ ２８７ ディスプレイ ３０１ コンパクトカメラボディ ３０２ 撮影レンズ ３０３ ＣＣＤ撮像素子 ３１１ ＴＶカメラボディ ３１２ 撮影レンズ ４１１ 光ファイバーバンドル ４１３ 先端部 ４１３ａ 入射端面 ４１５ 対物レンズ ４１７ 接眼レンズ ４２１ マイクロステージ ４２３ 移動ステージ ４２５ 対物レンズ固定部材 ４２８ チャート板（近方、中間、遠方チャート板） ４３１ 光源 ４３５ 光源 ４４３ ＣＣＤカメラ（光電変換手段） ４４７ コンピュータ（像解析手段） ４４９ ディスプレイ ４５１ モニタＴＶ ４７１ 近方チャート板 ４７２ 遠方チャート板 ４７３ 中間チャート板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−137448 (32)優先日 平成６年６月20日(1994．6．20) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） (56)参考文献 特開 平２−51038（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−94212（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−174626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−158813（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−2527（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−128878（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/08 A61B 1/00 - 1/32

Claims (55)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 チャート部材のエッジ像を光学系により
   受光手段ないしその近傍に結像する段階と、 上記結像されたエッジ像と交差する方向の光量分布をサ
   ンプリングするサンプリング段階と、 像界で期待される最良像面位置から前後等距離にある像
   界側の２点と共役となる物界側の２点を１組として１組
   以上の位置に配置したチャート部材に基づく上記受光手
   段からの出力信号に基づいて像面位置を評価する段階と
   を含み、少なくとも上記物界側の一組の２点を、上記光学系によ
   り観察する遠距離点および近距離点としたこと を特徴と
   する光学系のピント評価方法。
2. 【請求項２】 チャート部材のエッジ像を光学系により
   受光手段ないしその近傍に結像する段階と、 上記結像されたエッジ像と交差する方向の光量分布をサ
   ンプリングするサンプリング段階と、 像界で期待される最良像面位置から前後等距離にある像
   界側の２点と共役となる物界側の２点を１組として１組
   以上の位置に配置したチャート部材に基づく上記受光手
   段からの出力信号に基づいて像面位置を評価する段階
   と、 上記受光手段を光軸方向に移動させて、上記各組のチャ
   ート部材のエッジ像の評価値がほぼ等しくなった点を最
   良像面位置とする段階を含むことを特徴とする光学系の
   ピント評価方法。
3. 【請求項３】 周期構造を有する光学素子を含む光学系
   のピント評価方法であって、 一次元方向に明暗差が存在するチャート部材を光学系に
   よって受光手段ないしその近傍に結像する段階と、 上記受光手段が受光した上記チャート部材像を平滑化し
   て、チャート部材像の明暗の変化方向に一次元データを
   得る段階と、 上記一次元データに基づいて所定の演算を行なう段階
   と、を含むことを特徴とする光学系のピント評価方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の光学系のピント評価方法
   は、上記一次元データを、上記明暗の変化方向と直交す
   る方向に平均化する段階を含むこと、を特徴とする光学
   系のピント評価方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光学系のピント評価方法
   は、上記光学系の光路中に配置したローパスフィルタに
   より上記チャート部材像を光学的に平滑化する段階を有
   すること、を特徴とする光学系のピント評価方法。
6. 【請求項６】 請求項４記載の光学系のピント評価方法
   において、上記チャート部材像は、エッジ像である光学
   系のピント評価方法。
7. 【請求項７】 請求項６記載の光学系のピント評価方法
   において、上記演算段階では、上記エッジ像から直接評
   価値を演算する光学系のピント評価方法。
8. 【請求項８】 請求項６記載の光学系のピント評価方法
   において、上記演算段階は、上記エッジ像の一次元デー
   タを微分してＬＳＦを算出する段階と、このＬＳＦから
   評価値を算出する段階とを含む光学系のピント評価方
   法。
9. 【請求項９】 請求項３記載の光学系のピント評価方法
   において、上記チャート部材像は、直線像である光学系
   のピント評価方法。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の光学系のピント評価方
    法において、上記受光手段から出力されたライン像デー
    タに基づいてＬＳＦを算出する段階を含む光学系のピン
    ト評価方法。
11. 【請求項１１】 請求項８または１０記載の光学系のピ
    ント評価方法において、上記演算段階は、上記評価値と
    して、ＬＳＦをフーリエ変換してＭＴＦを算出する段階
    を含む光学系のピント評価方法。
12. 【請求項１２】 請求項８または１０記載の光学系のピ
    ント評価方法において、上記演算段階は、上記評価値と
    して、ＬＳＦの標準偏差を算出する段階を含む光学系の
    ピント評価方法。
13. 【請求項１３】 請求項８または１０記載の光学系のピ
    ント評価方法において、上記演算段階は、ＬＳＦの幅を
    算出する段階を含む光学系のピント評価方法。
14. 【請求項１４】 請求項１３記載の光学系のピント評価
    方法において、上記ＬＳＦの幅を評価値とする光学系の
    ピント評価方法。
15. 【請求項１５】 請求項１３記載の光学系のピント評価
    方法において、上記評価値として、上記幅内で上記ＬＳ
    Ｆをフーリエ変換してＭＴＦを算出する段階を含む光学
    系のピント評価方法。
16. 【請求項１６】 請求項１３記載の光学系のピント評価
    方法において、上記評価値として、上記幅内のＬＳＦの
    標準偏差を算出する段階を含む光学系のピント評価方
    法。
17. 【請求項１７】 チャート部材の像を被検光学系により
    その所定距離の観測面上に形成させるチャート装置であ
    って、 複数のチャート部材を、異なる物体距離に配置し、さら
    に各チャート部材の像が上記被検光学系により所定距離
    の観測面上の異なる位置に同時に形成されるように配置
    したこと、を特徴とするチャート装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載のチャート装置におい
    て、少なくとも２個のチャート部材は、それらの像が上
    記被検光学系の上記所定観測面位置で等デフォーカス量
    となることが期待される物体距離に配置されるチャート
    装置。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載のチャート装置におい
    て、少なくとも１個のチャート部材は、上記被検光学系
    の上記所定観測面位置が最良結像位置になることが期待
    される物体距離に配置されるチャート装置。
20. 【請求項２０】 請求項１７から１９のいずれか一項記
    載のチャート装置において、上記チャート部材は、濃淡
    部が一次元方向に変化する一次元チャート像を形成する
    チャート板からなるチャート装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載のチャート装置におい
    て、上記一次元チャート像は、上記チャート板に明暗部
    の境界で形成されたエッジチャートにより形成されるチ
    ャート装置。
22. 【請求項２２】 請求項２０記載のチャート装置におい
    て、上記一次元チャート像は、上記チャート板に形成さ
    れたラインチャートにより形成されるチャート装置。
23. 【請求項２３】 請求項２１または２２記載のチャート
    装置において、上記一次元チャートは放射方向に形成さ
    れているチャート装置。
24. 【請求項２４】 請求項２１から２３のいずれか一項記
    載のチャート装置において、上記一次元チャート板は、
    光軸に対して異なる距離に配置されているこチャート装
    置。
25. 【請求項２５】 請求項１７から２４のいずれか一項記
    載のチャート装置において、上記チャート部材は、回転
    可能に形成されているチャート装置。
26. 【請求項２６】 請求項２５記載のチャート装置におい
    て、上記各チャート板は、回転自在な回転軸に固定され
    た扇形のチャート板であり、各扇形の中心角は、チャー
    ト板の数をｎとしたときにおよそ３６０゜／ｎであるチ
    ャート装置。
27. 【請求項２７】 請求項２６記載のチャート装置におい
    て、上記扇形チャート板の半径は、被検光学系からの距
    離に比例しているチャート装置。
28. 【請求項２８】 請求項２５から２７のいずれか一項記
    載のチャート装置において、上記回転中心は被検光学系
    の光軸と一致しているチャート装置。
29. 【請求項２９】 請求項２５から２７のいずれか一項記
    載のチャート装置において、上記回転中心は被検光学系
    の光軸から離反しているチャート装置。
30. 【請求項３０】 請求項１７から２８のいずれか一項記
    載のチャート装置において、上記各チャート部材は、被
    検光学系の結像面のおよそ３０％以内に同時に結像され
    るチャート装置。
31. 【請求項３１】 光学系のピント評価方法であって、 １つまたは複数のチャート部材を、光学系の異なる物体
    距離に配置する段階と、 上記光学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手
    段に上記各チャート部材を結像させる段階と、 上記異なる物体距離のチャート部材の上記受光手段への
    結像に対する予め設定された目標値に対して、上記受光
    手段に結像された各チャート部材の像の評価値を算出す
    る段階と、を含むことを特徴とする光学系のピント評価
    方法。
32. 【請求項３２】 請求項３１記載の光学系のピント評価
    方法において、遠距離側のチャート部材の評価値の方を
    近距離側のチャート部材の評価値よりも重視する光学系
    のピント評価方法。
33. 【請求項３３】 請求項３１記載の光学系のピント評価
    方法において、近距離側のチャート部材の評価値の方を
    遠距離側のチャート部材の評価値よりも重視する光学系
    のピント評価方法。
34. 【請求項３４】 請求項３１から３３のいずれか一項記
    載の光学系のピント評価方法において、上記遠距離側の
    チャート部材と上記近距離側のチャート部材の間に中間
    チャート部材を置き、該中間チャート部材の目標値が、
    上記遠距離側のチャート部材の目標値および上記近距離
    側のチャート部材の目標値よりも小さい光学系のピント
    評価方法。
35. 【請求項３５】 請求項３１から３４のいずれか一項記
    載の光学系のピント評価方法において、上記目標値およ
    び上記評価値は、上記受光手段に結像された各チャート
    部材の像のボケ量に関する値である光学系のピント評価
    方法。
36. 【請求項３６】 請求項３５記載の光学系のピント評価
    方法において、上記チャート部材は複数からなり、各チ
    ャート部材を複数の物体距離において、該チャート像の
    ボケ量に対して相異なる目標値を設定する光学系のピン
    ト評価方法。
37. 【請求項３７】 光学系のピント調整方法であって、 １つまたは複数のチャート部材を、被検光学系の異なる
    物体距離に配置する段階と、 上記光学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手
    段に上記各チャート部材を結像させる段階と、 上記各チャート部材の上記受光手段上の像に対する予め
    設定された目標値に対して、上記受光手段に結像された
    各チャート部材の像の評価値を算出するピント評価段階
    と、 上記目標値と上記算出した評価値とに基づいて被検光学
    系のピント位置を調整するピント調整段階と、を含み、 上記ピント調整段階では、遠距離側のチャート部材の評
    価値の方を近距離側のチャート部材の評価値よりも重視
    すること、 を特徴とする光学系のピント調整方法。
38. 【請求項３８】 光学系のピント調整方法であって、 １つまたは複数のチャート部材を、被検光学系の異なる
    物体距離に配置する段階と、 上記光学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手
    段に上記各チャート部 材を結像させる段階と、 上記各チャート部材の上記受光手段上の像に対する予め
    設定された目標値に対して、上記受光手段に結像された
    各チャート部材の像の評価値を算出するピント評価段階
    と、 上記目標値と上記算出した評価値とに基づいて被検光学
    系のピント位置を調整するピント調整段階と、を含み、 上記ピント調整段階は、 近距離側のチャート部材の評価
    値の方を遠距離側のチャート部材の評価値よりも重視す
    ること、を特徴とする光学系のピント調整方法。
39. 【請求項３９】 光学系のピント調整方法であって、 １つまたは複数のチャート部材を、被検光学系の異なる
    物体距離に配置する段階と、 上記光学系の結像位置ないしその近傍に配置した受光手
    段に上記各チャート部材を結像させる段階と、 上記各チャート部材の上記受光手段上の像に対する予め
    設定された目標値に対して、上記受光手段に結像された
    各チャート部材の像の評価値を算出するピント評価段階
    と、 上記目標値と上記算出した評価値とに基づいて被検光学
    系のピント位置を調整するピント調整段階と、を含み、 上記遠距離側のチャート部材と上記近距離側のチャート
    部材の間に中間チャート部材を置き、該中間チャート部
    材の目標値が、上記遠距離側のチャート部材の目標値お
    よび上記近距離側のチャート部材の目標値よりも小さく
    設定されていること、を特徴とする光学系のピント調整
    方法。
40. 【請求項４０】 請求項３７から３９のいずれか一項記
    載の光学系のピント調整方法において、上記目標値およ
    び上記評価値は、上記受光手段に結像された各チャート
    部材の像のボケ量に関する値である光学系のピント調整
    方法。
41. 【請求項４１】 請求項４０記載の光学系のピント調整
    方法において、上記チャート部材は複数からなり、各チ
    ャート部材を複数の物体距離において、該チャート像の
    ボケ量に対して相異なる目標値を設定すること、を特徴
    とする光学系のピント調整方法。
42. 【請求項４２】 光学系のピント調整装置であって、 被検光学系の複数の物体距離に配置されるチャート部材
    と、 上記光学系の結像位置ないしその近傍に配置された受光
    手段と、 上記受光手段に形成された各チャート部材の像のボケ量
    を算出するボケ量算出手段と、 上記各チャート部材の像の算出ボケ量が、予め設定され
    た目標値に一致するするように上記被検光学系のピント
    位置を調整するピント調整手段と、 を備えたこと、を特徴とする光学系のピント調整装置。
43. 【請求項４３】 結像光学系のピントを評価する方法で
    あって、 被検結像光学系に対して最も良好なフォーカスが期待さ
    れる物体距離を挟む所定距離範囲内に位置するＮ個（た
    だし、Ｎは２以上の整数）のチャート手段の、上記被検
    結像光学系により形成された像を電気的なデータに変換
    する段階； 上記変換された各データに基づいて各チャート手段に対
    するピント評価値ｙ_n（ｎ＝１〜Ｎ）を演算する段階； 上記Ｎ個の評価値ｙ_n に基づいて関数、 Ｓ＝ｇ（ｙ₁ ，ｙ₂ ，…，ｙ_n ，…，ｙ_N ） により実測総合評価値Ｓを演算する段階；および、 上記実測総合評価値Ｓと、あらかじめ設定された基準総
    合評価値Ｓ ₀ とを比較して評価する段階を含むこと 、を
    特徴とするピントの評価方法。
44. 【請求項４４】 被検結像光学系に対して最も良好なフ
    ォーカスが期待される物体距離よりも近方に位置する近
    方チャート手段、同遠方に位置する遠方チャート手段、
    および上記２つのチャート手段の間に位置する中間チャ
    ート手段の、上記被検結像光学系により形成された像を
    電気的なデータに変換する段階； 上記変換された各データに基づいて各チャート手段に対
    するピント評価値ｙ₁、ｙ₂ 、ｙ₃ を演算する段階；お
    よび、 上記３個の評価値ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ に基づいて関数、 Ｓ＝ｇ（ｙ₁ ，ｙ₂ ，ｙ₃ ） により実測総合評価値Ｓを演算する段階；を含むことを
    特徴とするピントの評価方法。
45. 【請求項４５】 請求項４４記載のピントの評価方法は
    さらに、上記実測総合評価値Ｓと、あらかじめ設定され
    た基準総合評価値Ｓ₀ とを比較する段階を含むピントの
    評価方法。
46. 【請求項４６】 請求項４４または４５記載の光学系の
    ピントの評価方法において、上記関数ｇは、 （ｙ₁ −ｙ₂ ）／（ｙ₂ −ｙ₃ ） で表わされるピントの評価方法。
47. 【請求項４７】 請求項４４または４５記載の光学系の
    ピントの評価方法において、上記関数ｇは、 （ｙ₂ −ｙ₃ ）／（ｙ₁ −ｙ₃ ） で表わされるピントの評価方法。
48. 【請求項４８】 請求項４４または４５記載の光学系の
    ピントの評価方法において、上記関数ｇは、 ｙ₃ ／ｙ₂ −ｙ₂ ／ｙ₁ で表わされるピントの評価方法。
49. 【請求項４９】 請求項４３または４５記載の光学系の
    ピントの評価方法において、上記比較結果に基づいてピ
    ント状態を変化させる段階を含むピントの評価方法。
50. 【請求項５０】 被検結像光学系に対して最も良好なフ
    ォーカスが期待される物体距離を挟む所定距離範囲内に
    位置するＮ個（ただし、Ｎは２以上の整数）のチャート
    手段の、上記被検結像光学系により形成された像を電気
    的なデータに変換する段階； 上記変換された各データに基づいて上記各チャート手段
    に対するピント評価値ｙ_n （ｎ＝１〜Ｎ）を演算する段
    階； ピント調整量ｘによりピント状態を変化させる段階； 上記ピント評価値ｙ_n をピント調整量ｘの関数、 ｙ_n ＝ｆ_n （ｘ） で表わす段階； 上記Ｎ個のピント評価値ｙ_n （ｎ＝１〜Ｎ）に基づいて
    関数、 Ｓ＝ｇ（ｙ₁ ，ｙ₂ ，…，ｙ_n ，…，ｙ_N ） により実測総合評価値Ｓを演算する段階； 上記関数ｆ_n 、ｇと上記ピント評価値ｙ_n および上記実
    測総合評価値Ｓに基づいて、予め設定された基準総合評
    価値Ｓ₀ を満足するピント調整目標値ｘ₀ を演算により
    求める段階；および、 上記関数ｆ _n （ｘ）を直線近似して得られる関数ｆ′ _n
    （ｘ）を用いて、上記基準総合評価値Ｓ ₀ を満足するピ
    ント調整目標値ｘ ₀ を演算する段階；を含むこと を特徴
    とするピントの調整方法。
51. 【請求項５１】 被検結像光学系に対して最も良好なフ
    ォーカスが期待される物体距離よりも近方に位置する近
    方チャート手段、同遠方に位置する遠方チャート手段、
    および上記２つのチャート手段の間に位置する中間チャ
    ート手段の、上記被検結像光学系により形成された像を
    電気的なデータに変換する段階； 上記変換された各データに基づいて上記各チャート手段
    に対するピント評価値ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ を演算する段
    階； ピント調整量ｘによりピント状態を変化させる段階； 上記ピント評価値ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ をピント調整量ｘの
    関数、 ｙ₁ ＝ｆ₁ （ｘ） ｙ₂ ＝ｆ₂ （ｘ） ｙ₃ ＝ｆ₃ （ｘ） で表わす段階； 上記３個のピント評価値ｙ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ に基づいて関
    数、 Ｓ＝ｇ（ｙ₁ ，ｙ₂ ，ｙ₃ ） により実測総合評価値Ｓを演算する段階；および、 上記関数ｆ₁ 、ｆ₂ 、ｆ₃ 、ｇと上記ピント評価値ｙ
    ₁ 、ｙ₂ 、ｙ₃ および上記実測総合評価値Ｓに基づい
    て、予め設定された基準総合評価値Ｓ₀ を満足するピン
    ト調整目標値ｘ₀ を演算により求める段階；を含むこと
    を特徴とするピントの調整方法。
52. 【請求項５２】 請求項５１記載のピントの調整方法は
    さらに、上記関数ｆ₁ （ｘ）、ｆ₂ （ｘ）、ｆ₃ （ｘ）
    を直線近似して得られる関数ｆ′（ｘ）₁ 、ｆ′（ｘ）
    ₂ 、ｆ′（ｘ）₃ を用いて、上記基準総合評価値Ｓ₀ を
    満足するピント調整目標値ｘ₀ を演算する段階を含むピ
    ントの調整方法。
53. 【請求項５３】 請求項５１または５２記載のピントの
    調整方法において、上記関数ｇは、 （ｙ₁ −ｙ₂ ）／（ｙ₂ −ｙ₃ ） で表わされるピントの調整方法。
54. 【請求項５４】 請求項５１または５２記載のピントの
    調整方法において、上記関数ｇは、 （ｙ₂ −ｙ₃ ）／（ｙ₁ −ｙ₃ ） で表わされるピントの調整方法。
55. 【請求項５５】 請求項５１または５２記載のピントの
    調整方法において、上記関数ｇは、 ｙ₃ ／ｙ₂ −ｙ₂ ／ｙ₁ で表わされるピントの調整方法。