JPH02236433A - レンズの歪曲測定方法及び装置 - Google Patents

レンズの歪曲測定方法及び装置

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JPH02236433A
JPH02236433A JP5860589A JP5860589A JPH02236433A JP H02236433 A JPH02236433 A JP H02236433A JP 5860589 A JP5860589 A JP 5860589A JP 5860589 A JP5860589 A JP 5860589A JP H02236433 A JPH02236433 A JP H02236433A
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JP
Japan
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lens
distortion
image
chart
imaging means
Prior art date
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Pending
Application number
JP5860589A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasunobu Sakaguchi
恭伸 阪口
Yasuto Endou
安土 遠藤
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、レンズの歪曲測定方法及び装置に関するもの
である。
〔従来の技術〕
レンズの性能評価の1つとして歪曲(デイストーション
)と呼ばれるものがある。この歪曲は、光軸に垂直な平
面物体の像が光軸に垂直な像面内で相似形に成らない収
差をいい、これは横倍率が像面内で一様でないために生
じる。正方形図形の場合は、糸巻型とたる型とに分類さ
れ、また一般用写真レンズでは1%前後以内となるよう
に設計されている。
従来の歪曲の測定には、ゴニオメー夕を使用して、既知
像高とゴニオメー夕による測定角から求めた像高との差
から歪曲を求める投影法が知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
前述した従来の歪曲の測定方法では、各像高に応じた歪
曲を逐一投影法によって測定しなければならないため、
測定に時間がかかるとともに、正確な測定角を得るため
に精密な機構を必要としていた。
本発明は、簡単な装置でしかも短時間で歪曲の測定を行
うことができるレンズの歪曲測定方法及び装置を提供す
ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明の測定方法は、歪曲
DAが既知の基準レンズを通してチャートを撮像手段で
撮像し、この撮像手段の出力信号から、撮像手段に結像
されたチャートの像の像高Aを求め、次に基準レンズと
同じ焦点距離を有し歪曲が未知の被検レンズを通して撮
像手段でチャートを撮像して像高Bを求め、これらを次
式に代入して、 A 被検レンズの歪曲Dを求めるようにしたものである。
また、基準レンズを用いない場合には、被検レンズの倍
率から計算で像高Cを求めておき、被検レンズを通して
撮像手段でチャートを撮像し、この子最像手段の出力信
号から、逼像手段に結像されたチャートの像の像高Bを
求め、これらを次式に代入して、 C 被検レンズの歪曲Dを求めるようにしたものである。
本発明の測定装置では、枠線を記録したチャートと、こ
のチャートを宇最像する撮像手段を備え、歪曲DAが既
知の基準レンズと、基準レンズと同じ焦点距離を有し歪
曲が未知の被検レンズとが交換可能に装着されるテレビ
カメラと、基準レンズを通してチャートを撮像手段で↑
最像し、t最像手段上でのチャート像の像高Aと、被検
レンズを通して撮像手段でチャートを撮像して求めた像
高Bと、基準レンズの歪曲DAとから、被検レンズの歪
曲Dを算出する演算手段と、算出された被検レンズの歪
曲Dを表示する表示手段とから構成されている。
〔作用] 先ず準備作業として歪曲DAが既知の基準レンズを通し
てチャートを逼像手段で撮像する。この撮像手段は、マ
トリックス配設された多数のビクセルを備え、各ピクセ
ルに入射した光を電気信号に光電変換する。これらのピ
クセルで光電変換した電気信号を撮像手段から読出し、
レンズ光軸を原点とするチャートの像の像高Aを求める
。次に、被検レンズを通してチャートを撮像手段で撮像
し、チャートの像の像高Bを求める。得られた2つの像
高A,Bと基準レンズの歪曲D,とから被検レンズの歪
曲Dを求める。
別の方法は、被検レンズの倍率から歪曲がない状態の像
裔Cを計算で求めておき、この像高Cと実測した像高B
とから被検レンズの歪曲Dを求める。
測定された被検レンズの歪曲と、表示手段に表示された
り、あるいはプリンタでプリントアウトされる。
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
〔実施例〕
本発明を適用する装置の概略を示す第1図にお・いて、
透過型のチャート板10は表面に複数の枠線11が描か
れており、背後に配したランブ12で蕉明される。なお
、透過型のチャート板10の代わりに、反射型のものを
斜め前方から照明したもの、あるいはCRTを用いこれ
にチャートを発光表示してもよい。
TVカメラ13はCCD形,MOS形の逼像装置l5を
内蔵しており、周知のように多数のビクセルがマトリッ
クスに配列されている。この撮像装置l5の前面に基準
レンズ14,被検レンズ16が交換可能に装着される。
これら基準レンズ14.被検レンズ16には、同じ焦点
距離の光学レンズ系14a,L6aが取り付けられてい
る。
前記TVカメラ13から出力されたビデオ信号は、A/
D変換器17でデジタル信号に変換されてから、メモリ
18またはメモリ19に書き込まれる。また、TVカメ
ラl3から出力された同期信号は、CPU2 1,アド
レスデコーダ22,A/D変換器17に送られる。この
CPU2 1は、同期信号を元にメモリ18.19への
書き込みを制御し、またアドレスデコーダ22はメモリ
1819のアドレスを指定する。セレクタ23は、メモ
リ18.19の書き込み時にはアドレスデコーダ22側
に接続し、読出し時にはCPU2 1側に接続する。
CRTディスプレイ装置24は、算出した歪曲データを
表示する他に、測定手順等も表示する。
なお、符号26はキーボードであり、符号27はRAM
,符号28はROMを示している。
次に、上記実施例の作用について説明する。先ず、キー
ボード26を操作して、ディスケット装置(図示せず)
から基準レンズ14の歪曲収差、例えば第3図(A)に
示すような曲線で表されるデータを読出し、これをRA
M2 7に書き込む。
次に、ランプ12をONにし、チャート板10を背後か
ら照明する。
キーボード26を操作して基準レンズ14の測定を指示
すると、セレクタ23はアドレスデコーダ22側に切り
替わる。TVカメラ13は、各ビクセルに入射した枠線
11の像を光電変換して時系列のビデオ信号を出力し、
これをA/D変換器17に送る。このA/D変換器l7
は、ビデオ信号の読出しに同期してサンプリングするか
ら、各ビクセルの出力信号がデジタル変換される。この
デジタル信号はメモリl8に送られ、アドレスデコーダ
22で指定したアドレスに書き込まれる。
したがって、このメモリ18には、基準レンズ14を介
して測定した1フレーム分の基準測定データが書き込ま
れる。
歪曲がない理想レンズでは第2図(C)に示すように、
枠線11に相似なチャート像が撮像装置15上に結ばれ
る。このときチャート像の中心Pから枠線の角までの距
離(像高)をそれぞれC1,C.,C.とする。実測で
は、基準レンズ14が、例えば正の歪曲を示す場合には
、図示のような糸巻形の像となる。このとき中心Pから
それぞれの角までの距離(像高)はA.(>C,),A
t  (>cz ),A3 (〉Ca )となる。
基準レンズ14の測定後に、これと同じ焦点距離を有す
る被検レンズ16を、固定配置したTVカメラl3にセ
ットしてから、キーボード26を操作して被検レンズ1
6の測定を指示する。この場合にはメモリ19が書き込
みモードになり、被検レンズ16を介して描像した1フ
レーム分の測定データがメモリl9に書き込まれる。こ
の測定データは、例えば第2図(B)のようになる。こ
の場合、中心Pから各角までの距離(像高)はB,Bt
 ,B= となる。
被検レンズ16の測定後に、キーボード26を操作して
被検レンズ16の歪曲の演算を指示する。
CPU2 1は、セレクタ23をCPU2 1側に切り
換えてメモリ18に記憶されている測定データのうち、
測定ライン29上にある測定データを順に読出して角と
なっている座標を求める。この座標と中心座標とから、
各角までの距離(像高)A1 * A ! l A 3
を求める。これは、メモリ18上のアドレスと、撮像手
段のビクセルのピッチから計算することができる。次に
、CPU2 1は、メモリ19から測定データを読出し
て各角までの距M(像高)B+,Bz,Bzを求める。
ここで、2種類の距jijiIA,  Bと、既知の歪
曲DAを用いて、次式から被検レンズ16の歪曲D〔%
〕を求めることができる。
A 上記演算式を用いて各距離B+ ,Bt ,B3に対す
る歪曲〔%〕を求め、これらの点を結ぶことによって第
3図(B)に示す歪曲収差の曲線が得られる。キーボー
ド26から指示することにより、CRTディスプレイ装
置24はこの曲線を表示することができる。
前記実施例では、光学特性が同じ基準レンズが必要とな
るため、レンズの検査には何ら支障がないが、任意のレ
ンズの測定には不便である.このような場合は、被検レ
ンズの倍率から、第2図(C)に示す理想状態の距離(
像高)Cを計算で求めておき、実測した距離Bとともに
次式に代入することで各距離に対する歪曲D〔%〕を求
めることができる。
C なお、撮像装置15のビクセル数をおよそ30万画素(
640x480ドット)どした場合、歪曲は約0.3%
の精度で測定可能である。また、チャート板上の枠純数
を増加することによって測定の精度を上げることができ
る,なお上記では撮像装置15のビクセルの配列には歪
みがないことが前提となることは当然である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、歪曲が既知の基準レ
ンズを通して所定のチャートを逼像手段で撮像し、この
揚像手段の出力信号からチャートの像の像高を求め、歪
曲が未知の被検レンズを通4. して前記チャートを撮像してチャートの像の像高を求め
、この2つの像高と基準レンズの歪曲とから被検レンズ
の歪曲を求めるようにしたから、従来の測定装置に比べ
て簡単な測定装置で、しかも短時間に被検レンズの歪曲
を測定することができる。
また、被検レンズの倍率から、歪曲がない状態のテスト
チャートの像高を求め、これを実測したチャートの像高
とから被検レンズの歪曲を求めるようにしたから、測定
が簡単であるとともに、基準レンズを用いることなく歪
曲を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の測定装置の概略説明図である。 第2図は歪曲収差を有する矩形チャートの像を示す説明
図である. 第3図(A)は基準レンズの歪曲を示す曲線であり、(
B)は被検レンズの歪曲を示す曲線である. ・チャート板 ・枠線 ・TVカメラ ・基準レンズ ・撮像装置 ・被検レンズ。 第 図 第2図 第3図 (A) (B) 像高 イ1k島 + 碁4とレンZ゛の王曲 (DA) 卆厘木金レンズ゜’/)l +袋 D

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)歪曲D_Aが既知の基準レンズを通してチャート
    を撮像手段で撮像し、この撮像手段の出力信号から、撮
    像手段に結像されたチャートの像の像高Aを求め、次に
    基準レンズと同じ焦点距離を有し歪曲が未知の被検レン
    ズを通して撮像手段でチャートを撮像して像高Bを求め
    、これらを次式に代入して、 D=(B−A)/A×D_A×100 被検レンズの歪曲Dを求めることを特徴とするレンズの
    歪曲測定方法。
  2. (2)チャートと、 前記チャートを撮像する撮像手段を備え、歪曲D_Aが
    既知の基準レンズと、基準レンズと同じ焦点距離を有し
    歪曲が未知の被検レンズとが交換可能に装着されるテレ
    ビカメラと、 基準レンズを通してチャートを撮像手段で撮像し、撮像
    手段上でのチャート像の像高Aと、被検レンズを通して
    撮像手段でチャートを撮像して求めた像高Bと、基準レ
    ンズの歪曲D_Aとから、被検レンズの歪曲Dを算出す
    る演算手段と、 算出された被検レンズの歪曲Dを表示する表示手段とか
    らなることを特徴とするレンズの歪曲測定装置。
  3. (3)被検レンズを通して撮像手段でチャートを撮像し
    、この撮像手段の出力信号から、撮像手段に結像された
    チャートの像の像高Bを求め、被検レンズの倍率から計
    算で求めた像高をCとしたときに、これらを次式に代入
    して、 D=(B−C)/C×100 被検レンズの歪曲Dを求めることを特徴とするレンズの
    歪曲測定方法。
JP5860589A 1989-03-10 1989-03-10 レンズの歪曲測定方法及び装置 Pending JPH02236433A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04136544U (ja) * 1991-06-14 1992-12-18 日本電気株式会社 画像歪測定装置
US6791616B2 (en) * 2000-09-05 2004-09-14 Riken Image lens distortion correcting method
JP2015205127A (ja) * 2014-04-23 2015-11-19 富士フイルム株式会社 内視鏡装置及び内視鏡装置の画像調整方法

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