JPH04313042A - Otf測定装置 - Google Patents

Otf測定装置

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JPH04313042A
JPH04313042A JP3020353A JP2035391A JPH04313042A JP H04313042 A JPH04313042 A JP H04313042A JP 3020353 A JP3020353 A JP 3020353A JP 2035391 A JP2035391 A JP 2035391A JP H04313042 A JPH04313042 A JP H04313042A
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otf
slit
test pattern
optical system
scanning
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Hiroshi Chiba
洋 千葉
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスリットパターンを走査
して光学系の線像分布関数(Line Spread 
Function; LSF) を取ることにより光学
的伝達関数を測定する装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】各種の光学系及び光学装置の結像特性を
統一的、定量的に評価する尺度として光学的伝達関数(
Optical Transfer Function
; OTF)、あるいは変調伝達関数(Modulat
ion Transfer Function;  M
TF)、位相伝達関数(Phase Transfer
 Function; PTF)と呼ばれる量が用いら
れている。これは空間的な周期構造をもった物体につい
て、その細かさを表す量として周期の逆数である空間周
波数νを考えたとき、いろいろな空間周波数νをもつ周
期構造の像が、ある光学系によってどのようなコントラ
ストで再現されるかを定量的に表現したものである。
【0003】従来OTF、MTF等を測定する装置は、
被検光学系で作られた像の強度分布を何らかの方法で走
査し、受光器で光電変換された電気信号からOTF、M
TF等を求めることを測定の原理としている。一般的に
本測定装置の対象となる被検光学系は、単レンズあるい
は単レンズを組合わせたもの、またはレンズ及びミラー
、プリズムなどの組合わせで構成されたものである。
【0004】さて、OTFは点像あるいは線像強度分布
のフーリエ変換と定義されているが、点像の強度分布を
測定することは必要光量確保の点で不利なので、線像の
強度分布から一次元のOTFを求める測定が主として行
われている。その場合には、細いスリットから発散して
くる光を被検レンズで結像し、受光器と走査機構を組合
わせた走査部において像の強度分布を電気信号に変換す
る。従来のOTF測定装置要部の模式図を図4に示した
【0005】図4において、4は光源、5は照明光学系
で、1が被検光学系であり、テストパターン板3による
像を光電検出手段7により検出する構成となっている。 前述した線像の走査はテストパターン板3に設けられた
スリット開口により行われる。像を走査するためには、
ここに示したように、受光板8を固定して、受光板8の
スリット状開口部上を像が移動するか、あるいは固定し
た像に対して受光板8のスリット状開口部が移動すれば
よい。
【0006】さて、スリット走査で得られた電気信号は
、線像の強度分布そのものであるから、これをアナログ
的またはデジタル的にフーリエ変換するとOTFが求ま
る。また、スリットの代わりに格子で走査したときに得
られる受光器の出力は、格子のパターンで決まる空間周
波数に対応した電気的な周波数成分を含んでおり、ある
周波数の信号はMTFに対応した値となり、位相はPT
Fの値そのものを与える。さらに、格子の間隔を次々と
変えて走査し、格子の間隔で決る空間周波数の成分を電
気的に取り出してやればOTFを測定することができる
【0007】ところで、画角のある場合の光学系におい
てOTFを測定するためには、メリジオナル方向(以下
、m方向と略称する)と、サジタル方向(以下、s方向
と略称する)の両方向について測定しなければならない
。図5(a) はm方向についてOTFを測定する際の
装置の状態を示す図である。
【0008】このとき、スリット開口をm方向に位置合
わせしたのち、Dで示す方向に走査を行う。次にs方向
について測定する場合は、スリット開口を今度はs方向
に位置合わせして、図5(b) 中のEで示す方向に走
査を行う。図からわかるように、従来の装置では、m,
s両方向のOTFを測定するには、テストパターン板3
を含む走査機構全体を光軸回りに90°回転させる(図
においてFで示す)必要があった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来のOT
F測定装置では走査動作部分に回転機構を設けなければ
ならない。テストパターン板の回転精度(再現性を含め
て)は測定結果に誤差をもたらす大きな原因となるため
、正確な測定を実現するにはその回転位置決め精度を厳
しくしなくてはならなかった。一般に、走査動作を行う
構造物に対して、さらに高精度の回転機構をもたせるこ
とは技術的に難かしいため、装置を大型化、複雑化せざ
るを得なかった。この点で、精度の面だけでなく、コス
トの面においても、装置作製上で改良を要する問題とな
っていた。
【0010】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、複雑な回転機構を必要としない簡便な
方式で、m、s両方向の精密測定を可能とするOTF測
定装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項第1項の
OTF測定装置は、テストパターン板に形成された所定
のパターンを被検光学系を介して投影し、該投影像の強
度分布を光電的に検出することによりOTFを測定する
ものであって、前記テストパターン板が互いに90°の
角度をなす少なくとも1対のスリットパターンを有して
おり、前記スリットパターンに対して45°の角度をな
す方向にテストパターン板を移動させる走査手段を具備
させることにより、上記問題点を解決している。
【0012】本発明の請求項第2項のOTF測定装置は
、テストパターン板に形成された所定のパターンを被検
光学系を介して投影し、該投影像の強度分布を光電的に
検出することによりOTFを測定するものであって、前
記光電手段は互いに90°の角度をなす少なくとも1対
のスリット状開口部をもつ受光板を有し、該受光板を前
記1対のスリット状開口部に対して45°の角度をなす
方向に移動させる走査手段を具備させることにより、上
記問題点を解決している。
【0013】なお特許請求の範囲にいう「テストパター
ン板」とは、被検光学系の被写体となるスリット、ピン
ホール、ナイフエッジ、格子等のテストパターンが設け
られた部材をいう。
【0014】
【作用】本発明においては線像の走査を行うテストパタ
ーン板か、あるいは受光板が互いに90°の角度をなす
少なくとも1対のスリットパターンを有しており、画角
のある場合のOTF測定はm方向、s方向それぞれ専用
のスリットを所望の位置に設定して走査を行う。この際
に、前記スリットパターンに対して45°の角度をなす
方向にテストパターン板を移動させる走査手段を有して
いるため、両方向の測定を連続して行う際にテストパタ
ーン板あるいは受光板の回転動作を必要とせず、一方向
の走査だけでm,s両方向のOTFが測定可能である。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (第1実施例)図1は、本発明の第1実施例のOTF測
定装置を示す模式図である。
【0016】1は本実施例の被検光学系としての被検レ
ンズである。本実施例では、被検光学系として単レンズ
を使用しているが、単レンズを組合わせたもの、または
レンズ及びミラー、プリズムなどの組合わせで構成され
た光学系に対しても本装置が適用可能であることは言う
までもない。
【0017】テストターゲット部2は、被検光学系の被
写体となるテストパターン板13を有し、被検レンズの
一方の共役結像側に設置される。テストターゲット部に
は、光源4及び照明光学系5、測定光の波長を選択する
ためのフィルタ6、拡散板(不図示)、リレー光学系(
不図示)などが含まれる。本実施例では、テストパター
ンとして細いスリットを用いているが、この他にナイフ
エッジ、ラインアンドスペース等の周期パターンなどを
用いることができる。
【0018】10はコリメータレンズで、被検レンズの
OTFを無限遠の物体位置に対して測定する場合に、被
検レンズに入射する平行光束を作るためのものである。 11は、受光板8の開口上に測定に適した大きさの像を
リレーして形成するために用いる付加光学系としてのリ
レーレンズである。
【0019】受光部7は本実施例の光電検出手段であり
、被検レンズ1で作られたテストターゲットの像の光の
強度分布を電気信号に変換する部分である。受光部の構
成要素は、集光光学系(不図示)、受光器(不図示)な
どである。なお、集光光学系は開口に入る光をすべて受
光器に入射させるために用いるものである。
【0020】受光器が発生する出力信号は、信号処理系
(アナログ回路、デジタル回路、あるいはそれらを混成
した電気回路)12に送られる。信号処理系12では、
出力信号を処理して、OTF、あるいはMTF、PTF
の値に相当する信号を求め、さらにこの信号から表示及
び記録装置(不図示)へ供給する電気信号を作る。
【0021】テストパターン板13上には1対のテスト
パターンすなわちm方向用スリットB、s方向用スリッ
トAが各々のなす角度を90°とし、かつ走査方向Cに
対して45°の角度となるように配置されている。
【0022】次に本実施例の動作について図2を用いて
説明する。先ず、不図示の観察光学系により、被検レン
ズ1で作られたテストターゲットの像を観察し、走査開
口の位置決めを行う。m方向の測定の際は図2(a) 
のようにスリットBを所望の位置に合わせ、その後走査
手段により、C方向に走査を行う。これにより受光板8
上をスリット像が横に走り、被検レンズ1の線像分布関
数(Line Spread Function; L
SF) を得ることができ、m方向のOTFが測定でき
る。
【0023】s方向を測定する場合は図2(b) のよ
うにスリットAの方を所望の位置に合わせてからm方向
と同様にC方向に走査を行う。これにより受光板8上を
スリット像が今度は縦に走るのでs方向のOTF測定が
できる。なお、本実施例において受光部7は受光板のス
リット開口の方向を同一平面内で変化させ、スリットA
の方向と一致させるための調節機構を有している。
【0024】(第2実施例)図3は、本発明第2実施例
のOTF測定装置を示す模式図である。本実施例のOT
F測定装置においては、前述した線像の走査を受光器9
の前に設けた受光板18を移動させることによって行う
点で、第1実施例のものと異なっている。このため本実
施例においては、受光板18に1対のスリット状の開口
部を設けている。
【0025】ここで、m方向の測定の際は第1実施例と
同様にスリットBを所望の位置に合わせ、その後走査手
段により、C方向に走査を行う。これにより受光器上を
スリット像が横に走り、被検レンズ1のLSFを得るこ
とができ、m方向のOTFが測定できる。
【0026】s方向の場合はスリットAの方を所望の位
置に合わせてからm方向と同様にC方向に走査を行う。 これにより受光器上をスリット像が今度は縦に走るので
s方向のOTF測定ができる。
【0027】ここで、第2実施例の測定装置においては
テストパターン板3のスリットの方向を同一平面内で変
化させ、受光板18のスリット状開口部の方向と一致さ
せるための調節機構を有している。なお、テストパター
ン板3に設けるテストパターンをスリットでなくピンホ
ールとする場合には、テストパターン板を回転させる機
構は必要がない。
【0028】また、上記第1、第2実施例において、あ
る方向(m,s方向以外の)のOTFを測定する必要が
あるような場合には、適宜の角度を有するスリットをテ
ストパターン板あるいは受光板に設ければよい。さらに
、このような場合スリットに限らず、ラインアンドスペ
ースの周期パターン等を各種方向に設けることも同様に
有効である。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、走査機構
を有する構造物を光軸のまわりに回転させることなくm
,s両方向のOTF測定が可能となるので回転機構が不
要となり、回転の位置決め誤差に起因する測定誤差から
開放される。また、回転による位置決め動作を省略でき
るので、測定時間の削減に対しても寄与するものである
。さらに、測定装置が簡略化できるので装置の作製が容
易となり、より精密な装置にすることが可能となるので
測定の精度がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例のOTF測定装置の斜視図で
ある。
【図2】(a) 、(b) は本発明第1実施例のOT
F測定装置の動作を示す説明図である。
【図3】本発明第2実施例のOTF測定装置の斜視図で
ある。
【図4】従来方式によるOTF測定装置の斜視図である
【図5】(a) 、(b) は従来方式によるOTF測
定装置の動作を示す説明図である。
【符号の説明】
1  被検レンズ 2  テストターゲット部 3、13  テストパターン板 4  光源 5  照明光学系 6  フィルタ 7  受光部 8、18  受光板 10  コリメータレンズ 11  リレー光学系 A  s方向測定用スリット B  m方向測定用スリット C  走査する方向 D  m方向測定時の走査方向 E  s方向測定時の走査方向

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  テストパターン板に形成された所定の
    テストパターンを被検光学系を介して投影し、該投影像
    の強度分布を光電的に検出する光電検出手段により被検
    光学系のOTFを測定するOTF測定装置において、前
    記テストパターン板が互いに90°の角度をなす少なく
    とも1対のスリット状開口部を有しており、前記1対の
    スリット状開口部に対して45°の角度をなす方向にテ
    ストパターン板を移動させる走査手段を備えたことを特
    徴とするOTF測定装置。
  2. 【請求項2】  テストパターン板に形成された所定の
    テストパターンを被検光学系を介して投影し、該投影像
    の強度分布を光電的に検出する光電検出手段により被検
    光学系のOTFを測定するOTF測定装置において、前
    記光電検出手段は互いに90°の角度をなす少なくとも
    1対のスリット状開口部をもつ受光板を有し、該受光板
    を前記1対のスリット状開口部に対して45°の角度を
    なす方向に移動させる走査手段を備えたことを特徴とす
    るOTF測定装置。
JP3020353A 1991-01-22 1991-01-22 Otf測定装置 Expired - Lifetime JP3019431B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007024889A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Canon Inc Otf測定システム
JP2010112831A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd キャピラリー・アレイ・シート検査装置及び検査方法
CN112229603A (zh) * 2020-09-07 2021-01-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 二维光学传递函数测量装置及方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112229603A (zh) * 2020-09-07 2021-01-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 二维光学传递函数测量装置及方法

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