JPH08128923A

JPH08128923A - 画像評価装置

Info

Publication number: JPH08128923A
Application number: JP26665394A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Izumida; 豊泉田; Satoshi Kuwabara; 聡桑原; Hitoshi Komine; 仁小峰
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21
Anticipated expiration: 2019-03-08
Also published as: JP3504746B2

Abstract

(57)【要約】【目的】画像評価用チャートの位置を、別光源や特別
な光学系を必要とせずに調整可能とする。【構成】被検光学系３と、被検光学系３の光軸上に設
置された画像評価用チャート１と、被検光学系３を挟ん
で画像評価用チャート１に対向するように被検光学系３
の光軸上に設置された撮像素子４と、撮像素子４の出力
を処理する画像処置装置５とからなる被検光学系３の特
性を評価する画像評価装置であって、画像評価用チャー
ト１の位置を出すための位置出し用チャート２と、被検
光学系３の光軸に対して位置出し用チャート２と画像評
価用チャート１とを切り替える切り替え装置７と、前記
チャート１，２と被検光学系３との位置関係を変える移
動装置６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像評価用チャートの
パターンを、被検光学系にて撮像素子上に結像させ、そ
の光強度分布を測定し被検光学系の画像特性を評価する
画像評価装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、被検光学系の画像評価の一つであ
る結像性能を測定するＭＴＦ測定機として、特開昭５８
−１１８９４１号公報に開示されたものがある。図１７
にこれを示す。図１７において、基台４２の下側にレー
ザー光発光装置４３が横置きされ、その光路４４中にピ
ンホール４５を有するマスク４６が置かれ、さらに光路
変換用光学部材としてプリズム４７が上記光路４４の光
軸方向にスライド可能に設けられている。

【０００３】上記プリズム４７の出光面側にはＭＴＦ測
定用の光源からの光を通す孔４８があり、この孔４８の
上部にＭＴＦ測定用テストチャート４９の挿入部５０が
設けられ、さらにその上に被検レンズ４１を装着するマ
ウント５１が位置調整可能に設けられている。

【０００４】上記マウント５１の上方部には光路変換用
光学部材としてのミラー５２，５３が角度調整可能に設
けられ、これらミラー５２，５３により変換される光路
５４上には遮蔽板５５が設置され、この遮蔽板５５の入
射孔５６の下面に光路変換用光学部材としてのプリズム
５７がスライド自在に設けられている。

【０００５】上記光路５４上にはＭＴＦ測定用受光素子
５８が配置され、また前記プリズム５７により変換され
た光路５９上にはセンサ６０が配置されている。上記セ
ンサ６０は、図１８に示すように４個の光電変換素子
ａ，ｂ，ｃ，ｄが縦横２列に配置され、これら素子ａ，
ｂ，ｃ，ｄには図１９に示すように回路装置６１内のア
ンプ６２，６３，６４，６５を通じそれぞれに対応する
アナログ−デジタル変換器６６，６７，６８，６９に入
力され、図２０に示すように、表示器７０の表示部７
１，７２，７３，７４にそれぞれの素子ａ，ｂ，ｃ，ｄ
の受光量がデジタル表示されるようになっている。

【０００６】被検レンズ４１の光軸の調整を行うには、
まずプリズム４７を図１７に示すように孔４８の直下に
スライドさせ、レーザ光発光装置４３から発生するレー
ザ光がＭＴＦ測定用受光素子５８の中心にくるようにレ
ーザ光発光装置４３、プリズム４７、ミラー５２，５３
を必要に応じてその位置または角度を調整する。ついで
プリズム５７を図１７に実線で図示する位置にスライド
させ、レーザ光が４個のセンサａ，ｂ，ｃ，ｄの集合中
心部にくるようにプリズム５７の位置を設定する。

【０００７】こうしてマウント５１に被検レンズ４１を
装着し、表示部７１，７２，７３，７４の表示内容を見
ながらマウント５１の位置を調整する。すなわち被検レ
ンズ４１の光軸にズレがあると、それぞれの素子ａ，
ｂ，ｃ，ｄ毎の数値が一致するようにマウント５１を移
動させることにより光軸を出すことができる。

【０００８】ＭＴＦの測定時には、テストチャート４９
を装填し、２つのプリズム４７，５７をそれぞれ図１３
の点線で図示する位置に退避させた後、図１７には図示
していないがＭＴＦ測定用光源を用いて評価を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
以下のような問題点がある。画像評価用の光源の他に、光軸調整用の別光源が必要
である。光軸調整用光源、光路変換用光学部材および光軸調整
用受光素子をＭＴＦ測定機の光軸に対して予め、精度良
く設置する必要がある。光軸調整用に複数個の光電変換素子が必要である。

【００１０】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて
なされたもので、画像評価用チャートの位置を、別光源
や特別な光学系を必要とせずに自動調整可能な画像評価
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】上記課題を解決するため
に、本発明は、図１の概念図に示すように、被検光学系
３と、被検光学系３の光軸上に設置された画像評価用チ
ャート１と、被検光学系３を挟んで画像評価用チャート
１に対向するように被検光学系３の光軸上に設置された
撮像素子４と、撮像素子４の出力を処理する画像処置装
置５とからなる被検光学系３の特性を評価する画像評価
装置において、画像評価用チャート１の位置を出すため
の位置出し用チャート２と、被検光学系３の光軸に対し
て位置出し用チャート２と画像評価用チャート１とを切
り替える切り替え装置７と、前記チャート１，２と被検
光学系３との位置関係を変える移動装置６とを備えて構
成した。

【００１２】

【作用】位置出し用チャート２上の位置出しパターン
は、被検光学系３により、ある光学倍率で撮像素子４上
に結像される。撮像素子４上の光強度分布を光電変換
し、その信号を画像処理装置５に入力する。画像処理装
置５では入力された画像情報を処理して、位置出し用チ
ャート２の中心（以下、中心をチャートの原点とする）
を算出する。算出された位置出し用チャート２の原点
と、撮像素子４の中心とのズレを算出し、移動装置６に
より位置出し用チャート２を移動させて撮像素子４の中
心と位置出し用チャート２の原点とを一致させる。

【００１３】つぎに、切り替え装置７により、チャート
を位置出し用チャート２から画像評価用チャート１に切
り替える。ただし、位置出し用チャート２と画像評価用
チャート１との機械的中心は予め分かっており、両者の
原点同士の位置関係も分かっているものとする。したが
って、光学倍率と、位置出し用チャート２の原点と、撮
像素子４の中心が一致する場合における移動装置６の位
置が分かれば、画像評価用チャート１の原点を撮像素子
４の中心に一致させることが可能となる。

【００１４】同様に、画像評価用チャート１の原点から
距離が既知の任意位置のパターンの投影像を移動装置６
により撮像素子４上の任意の位置に設定し、位置決めす
ることが可能になる。

【００１５】画像評価用チャート１を位置決め後、撮像
素子４の出力を画像処理装置によりコントラストやＭＴ
Ｆ等を算出することにより、撮像素子４の任意の場所に
おける画像の評価を行うことが可能となる。

【００１６】

【実施例１】図２〜図８に本発明の実施例１を示す。本
実施例は、被検光学系として、対物レンズとＣＣＤを一
体化した撮像光学装置としたもので、コントラスト測定
用チャート（画像評価装置用チャート）のパターンを対
物レンズを介してＣＣＤ上に結像し、そのコントラスト
を測定することにより画像評価を行うものである。

【００１７】図２において、８は、例えば図３に示すよ
うな、コントラストを測定するための種々間隔のパター
ンを複数有するコントラスト測定用チャートであり、そ
の中心８ａを原点とし、原点８ａから複数のパターンの
中心までの各距離は、図の右上のパターンを距離ΔＸ，
ΔＹで示すように、それぞれ既知である。

【００１８】２は、例えば図４に示すような、縦横に各
１本の直線が引かれ、その交点を中心２ａ（コントラス
ト測定用チャート８と同様に中心を原点２ａとする）と
し、その原点２ａを検出容易にした位置出し用チャート
である。

【００１９】上記コントラスト測定用チャート８と位置
出し用チャート２は、図５（ａ），（ｂ）に示すよう
に、各チャート８，２の原点８ａ，２ａ間が既知の一定
距離Ｌだけ離れた状態でＸ−Ｙテーブル１１上に固定さ
れており、各チャート８，２は光源１８により表面から
照明されている。

【００２０】Ｘ−Ｙテーブル１１は、図２に示すよう
に、位置出し用チャート２およびコントラスト測定用チ
ャート８の取付け面を対物レンズ９の光軸に直交させた
状態で、対物レンズ９の光軸上に配置されている。この
Ｘ−Ｙテーブル１１は、前記課題を解決するための手段
の項で説明したチャート切り替え装置７と、チャートと
被検光学系との位置関係を変える移動装置６とを兼ねて
いるもので、対物レンズ９の光軸に垂直な平面にて二次
元的に移動可能であり、内蔵したモータ（図示省略）を
モータドライバ１２により駆動させることにより、図５
に示すＸ方向およびＹ方向に遠隔操作可能となってい
る。

【００２１】１０は、対物レンズ９の結像位置に設けら
れたＣＣＤであり、ＣＣＤ１０の受光部の中心は対物レ
ンズ９の光軸と一致するように設置されている。このＣ
ＣＤ１０には、ＣＣＤ１０の出力により位置出し用チャ
ート２の中心２ａの検出やコントラスト値の算出等を行
う画像処理装置５が接続されている。画像処理装置５に
は、図２において特に示していないが、演算結果を表示
するモニタが接続されており、また上記モータドライバ
１２が接続されている。

【００２２】つぎに、本実施例の作用を説明する。上記
構成の装置において、Ｘ−Ｙテーブル１１を粗駆動させ
て位置出し用チャート２の原点２ａを対物レンズ９の光
軸におおよそ一致させ、ＣＣＤ１０に位置出し用チャー
ト２の原点２ａ等を結像させる。この状態において、Ｃ
ＣＤ１０の出力を画像処理装置５に入力し、モニタに表
示する。例えば、図７（ａ）に示すように、モニタ１９
上の位置に、位置出し用チャート２の原点２ａがある場
合には、画像処理装置５により、位置出し用チャート２
の原点２ａとモニタの中心１９ａ間のモニタ１９上にお
けるＸ，Ｙ方向の距離をそれぞれ求め、光学倍率を考慮
して位置出し用チャート２をＸ，Ｙ方向にいくら移動さ
せればよいかを算出し、この算出値に基づいて移動命令
をモータドライバ１２に出力し、Ｘ−Ｙテーブル１１を
Ｘ，Ｙ方向にそれぞれ微小移動させる。そして、上記フ
ィードバック動作を数回繰り返して、図７（ｂ）に示す
ように、位置出し用チャート２の原点２ａをモニタ中心
１９ａに一致させる。

【００２３】そして、位置出し用チャート２の原点２ａ
とモニタ中心１９ａが一致した後に、コントラスト測定
用チャート８の原点８ａをモニタ１９の中心１９ａに一
致させるには、図５（ａ）に示すように、位置出し用チ
ャート２の原点２ａとコントラスト測定用チャート８の
原点８ａとの距離がＸ方向に既知量Ｌだけ離れた状態で
Ｘ−Ｙテーブル１１上に固定されているので、図６
（ａ）に示す位置出し用チャート２の原点２ａとモニタ
１９の中心１９ａとを一致させた状態から、Ｘ−Ｙテー
ブル１１を−Ｘ方向に距離Ｌだけ移動させ、図６（ｂ）
の状態にさせれば良い。

【００２４】また、図５（ｂ）に示すように、位置出し
用チャート２の原点２ａとコントラスト測定用チャート
８の原点８ａとの距離がＹ方向に既知量Ｌだけ離れてい
る状態でＸ−Ｙテーブル１１上に固定されている場合に
おいても、コントラスト測定用チャート８の原点８ａを
モニタ１９の中心１９ａに一致させるには、Ｘ−Ｙテー
ブル１１をＹ方向に移動させればよく、原理的には同一
である。

【００２５】また、図示していないが、位置出し用チャ
ート２の原点２ａとコントラスト測定用チャート８の原
点８ａとが、Ｘ方向およびＹ方向にそれぞれ既知量だけ
離れてＸ−Ｙテーブル１１上に固定されている場合にお
いても、上記と同様にＸ−Ｙテーブル１１を既知量だけ
Ｘ方向およびＹ方向に移動させればよい。

【００２６】上記のように位置出し用チャート２の原点
２ａをモニタ１９の中心１９ａに一度一致させれば、図
８（ａ）に示すように、モニタ１９の中心１９ａにコン
トラスト測定用チャート８上の任意のパターンの中心を
一致させる場合には、コントラスト測定用チャート８の
中心８ａと任意のパターン間の距離（Ｘ方向の距離をΔ
Ｘ、Ｙ方向の距離をΔＹとする）が既知であるので、コ
ントラスト測定用チャート８の原点８ａと対物レンズ９
の光軸が一致している状態から、Ｘ方向にΔＸ、Ｙ方向
にΔＹだけ、Ｘ−Ｙテーブル１１を駆動させればよい。

【００２７】また、位置出し用チャート２の原点２ａが
対物レンズ９の光軸と一致している状態からコントラス
ト測定用チャート８の任意のパターンをモニタ１９の中
心１９ａに一致させるには、図５（ａ）に示すように、
Ｘ−Ｙテーブル１１上に位置出し用チャート２とコント
ラスト測定用チャート８が固定されている場合には、位
置出し用チャート２の原点２ａとコントラスト測定用チ
ャート８の原点８ａとの距離Ｌを考慮して、Ｘ方向にＬ
＋ΔＸ、Ｙ方向にΔＹだけＸ−Ｙテーブル１１を同様に
駆動させればよい。

【００２８】さらに、図８（ｂ）に示すような、モニタ
１９上の任意の位置１９ｂ（例えば、モニタ１９の中心
１９ａからＸ方向にΔｘ、Ｙ方向にΔｙ離れた点とす
る）に、コントラスト測定用チャート８の原点８ａから
Ｘ方向にΔＸ、Ｙ方向にΔＹの距離にある任意のパター
ンを図８（ｃ），（ｄ）に示すように一致させるには、
光学系倍率をβ（βは既知とする）とすると、モニタ１
９上における位置１９ｂの中心１９ａからの距離は、Ｘ
−Ｙテーブル１１上ではβ×Δｘおよびβ×Δｙとなる
ので、モニタ１９の中心１９ａにコントラスト測定用チ
ャート８の原点８ａを一致させた状態から、Ｘ方向に｜
β×Δｘ−ΔＸ｜、Ｙ方向に｜β×Δｙ−ΔＹ｜だけＸ
−Ｙテーブル１１を移動させればよい。

【００２９】そして、対物レンズ９とＣＣＤ１０を一体
化した撮像光学装置の画像評価を行うには、コントラス
ト測定用チャート８を上記のように位置決めした後、Ｃ
ＣＤ１０の出力信号を画像処理装置５にて処理し、モニ
タ１９の任意の位置に対応する信号を抽出し、コントラ
ストを算出することにより、その結果をモニタ１９に表
示し、画像評価を行う。

【００３０】本実施例によれば、一つのＸ−Ｙテーブル
１１で、位置決め用チャート２とコントラスト測定用チ
ャート８のチャート切り替えとチャート移動の二つの機
能を実現させることが可能であるため、装置構成が簡単
となる。

【００３１】

【実施例２】図９および図１０に本発明の実施例２を示
す。本実施例の被検光学系としての撮像光学装置および
その画像評価項目は実施例１と同じである。本実施例の
画像評価装置は、実施例１における構成に、回転装置１
３を設けて構成した点のみが異なり、その他の構成は実
施例１と同じであるので、同一部材には同一符号を付
し、その説明は省略する。

【００３２】回転装置１３は、前記チャート切り替え装
置７に相当するもので、図９に示すように、前記移動装
置６に相当するＸ−Ｙテーブル１１上に固定されてい
る。回転装置１３には、図１０に示すように、回転テー
ブル１３ａと回転テーブル１３ａの保持部材１３ｂが備
えられている。保持部材１３ｂは、回転装置１３をＸ−
Ｙテーブル１１上に固定する固定部１３ｃと固定部１３
ｃの両端部を同じ方向に折曲形成した腕部１３ｄを設け
たコ字状に形成されており、腕部１３ｄの開放側端部に
おいて回転テーブル１３ａの側部中央が両側から保持部
材１３ｂにより保持され、この保持部分を回転中心１３
ｅとして回転テーブル１３ａが上下方向に回転可能に設
けられている。回転テーブル１３ａには、その表裏に位
置出し用チャート２とコントラスト測定用チャート８が
固定されている。位置出し用チャート２とコントラスト
測定用チャート８は、その原点２ａ，８ａが回転中心１
３ｅを結ぶ線上に位置させるようにして配置されてお
り、回転テーブル１３ａを回転させた際に、位置出し用
チャート２の原点２ａとコントラスト測定用チャート８
の原点８ａが同じ位置にくるようになっている。なお、
図１０（ａ）は位置出し用チャート２が、図１０（ｂ）
はコントラスト測定用チャート８が対物レンズ９に向い
た状態を示している。

【００３３】図１１は回転装置１３の変形例を示してお
り、保持部材１３ｂの腕部１３ｄで回転テーブル１３ａ
の上下部中央を保持し、回転中心１３ｅを中心にして回
転テーブル１３ａが水平方向に回転可能に設けて構成さ
れている。なお、図１１（ａ）は位置出し用チャート２
が、図１１（ｂ）はコントラスト測定用チャート８が対
物レンズ９に向いた状態を示している。

【００３４】つぎに、本実施例の作用を説明する。ま
ず、回転装置１３の回転テーブル１３ａを、位置出し用
チャート２が対物レンズ９側に向くようにし、かつ対物
レンズ９の光軸に対して垂直となるように設置する。

【００３５】その状態にてＸ−Ｙテーブル１１により回
転装置１３とともに位置出し用チャート２をＸ方向等に
移動させて、位置出し用チャート２により対物レンズ９
の光軸に位置出し用チャート２の原点２ａを一致させ
る。

【００３６】その後、画像処理装置５の制御機能によ
り、モータドライバ１２を駆動させて回転テーブル１１
上のチャートを、位置出し用チャート２からコントラス
ト測定用チャート８が対物レンズ９側に向くように、回
転テーブル１１を回転中心１３ｅを中心に回転させて切
り替える。この時、コントラスト測定用チャート８の原
点８ａは対物レンズ９の光軸は一致している。これ以降
の動作作用は実施例１と同様であるので、説明は省略す
る。

【００３７】本実施例によれば、位置出し用チャート２
とコントラスト測定用チャート８の切り替えは回転装置
１３で行い、位置出し用チャート２とコントラスト測定
用チャート８の移動はＸ−Ｙテーブル１１で行うため、
チャートの切り替えと移動との同時駆動が可能であり、
チャートの切り替え中にＸ−Ｙテーブル１１を同時に駆
動させてコントラスト測定用チャート８の位置出しがで
き、タクトタイムを短縮することができる。

【００３８】

【実施例３】図１２および図１３に本発明の実施例３を
示す。図において、１７は水平部１７ａと立上げ部１７
ｂを有する測定架台で、立上げ部１７ｂにＣＣＤ１０が
設置されている。また、測定架台１７の立上げ部１７ｂ
には、被検レンズ１４を固定するための被検レンズマウ
ント２０が設けられており、この被検レンズマウント２
０は、ＣＣＤ１０の有効画素の中心と被検レンズマウン
ト２０の中心を一致させた状態で設置されている。

【００３９】測定架台１７の水平部１７ａには、チャー
ト台１６がＺテーブル１５を介してＺ方向に移動可能に
設置されている。チャート台１６には、被検レンズ１４
と対向するようにＸ−Ｙテーブル１１が固定されてお
り、Ｘ−Ｙテーブル１１上には位置出し用チャート２と
コントラスト測定用チャート８が実施例１と同様に固定
されている。

【００４０】Ｚテーブル１５は、画像処理装置５でモー
タドライバ１２を制御することにより、被検レンズ１４
の光軸１４ａに対して平行を保った状態で、チャート台
１６すなわちＸ−Ｙテーブル１１上に固定した位置出し
用チャート２とコントラスト測定用チャート８を、測定
架台１７の水平部１７ａ上において対物レンズ１４に対
して接近・離反する方向へ移動させることが可能となっ
ている。

【００４１】つぎに、本実施例の作用を説明する。ま
ず、被検物である被検レンズ１４を測定架台１７に設け
られた被検レンズマウント２０に固定する。そして、図
１３（ａ）に示すように、被検レンズ１４の焦点距離に
応じてチャート台１６をＺテーブル１５によりＺ方向に
移動させ、Ｘ−Ｙテーブル１１上のチャートと被検レン
ズ１４までの距離を設定する。その後、図１３（ｂ）に
示すように、Ｘ−Ｙテーブル１１を実施例１と同様に駆
動させて、位置出し用チャート２の原点２ａを被検レン
ズ１４の光軸に合わせる。つぎに、図１３（ｃ）に示す
ように、Ｘ−Ｙテーブル１１により位置出し用チャート
２をコントラスト測定用チャート８に切り替えて、実施
例１と同様に測定を行う。

【００４２】被検レンズ１４がズームレンズのように焦
点距離が可変の場合には、焦点距離が短焦点ｆ₁、長焦
点ｆ₂の状態の２点において、位置出し用チャート２の
原点２ａの結像位置をそれぞれ（ｘ₁，ｙ₁）、
（ｘ₂，ｙ₂）とすると、任意の焦点距離ｆ（ｆ₁＜ｆ
＜ｆ₂）での位置出し用チャート２の原点の結像位置
（ｘ，ｙ）は、次の式で求められる。ｘ＝｛（ｘ₂−ｘ₁）／（ｆ₂−ｆ₁）｝ｆ＋（ｘ₁ｆ
₂−ｘ₂ｆ₁）／（ｆ₂−ｆ₁）ｙ＝｛（ｙ₂−ｙ₁）／（ｆ₂−ｆ₁）｝ｆ＋（ｙ₁ｆ
₂−ｙ₂ｆ₁）／（ｆ₂−ｆ₁）

【００４３】この値を用いて、任意の焦点距離において
チャート原点の位置補正が可能である。チャート原点と
モニタ中心を合わせた後に、実施例１と同様にＸ−Ｙテ
ーブル１１によりコントラスト測定用チャート８を任意
位置に移動させて、画像処理装置５により画像評価を行
う。

【００４４】本実施例によれば、チャート台１６を移動
させることにより、ズームレンズ等の測定も可能であ
り、異なる２箇所の焦点距離にてチャートの位置出しを
行えば、被検レンズ１４の任意の焦点距離における測定
を行う際に、測定毎に位置出しをする必要がなくなる。

【００４５】

【実施例４】図１４から図１６に本発明の実施例４を示
す。本実施例は、画像評価装置をＭＴＦ測定機に応用し
たもので、Ｘ−Ｙテーブル１１上には、位置出し用チャ
ート２１とＭＴＦ測定用チャート２３が配置されてい
る。

【００４６】位置出し用チャート２１は、例えば図１５
に示すように形成され、位置出し用チャート２１の中心
２１ａを原点とし、原点２１ａを中心として縦横にある
幅を持った十字形のスリット２２が設けられている。

【００４７】ＭＴＦ測定用チャート２３は、縦方向ＭＴ
Ｆ測定用チャート２４と横方向測定用チャート２５とか
らなり、例えば図１５に示すように、軸上および軸外の
検査すべき像高に対応する位置にＭＴＦ測定用のスリッ
ト開口２６、２７が配置されている。ここで、縦方向Ｍ
ＴＦ測定用チャート２４の中心を原点２４ａ、横方向Ｍ
ＴＦ測定用チャート２５の中心を原点２５ａとすると、
各チャート２１，２４，２５は、それらの原点２１ａと
２４ａおよび原点２４ａと２５ａの各間隔を図１５に示
すように、それぞれＸ方向にＬ₁およびＬ₂とし、また
各チャート２１，２４，２５の表面を被検レンズ１４に
向け光軸に対して垂直にＸ−Ｙテーブル１１上に設置さ
れている。

【００４８】図１４において、１８はハロゲンランプ等
の光源で、位置出し用チャート２１とＭＴＦ測定用チャ
ート２３の裏側に設置されている。

【００４９】２０は、軸上光路１４ａ上に配置されたミ
ラー２０ａと軸外光路１４ｂ上に配置されたミラー２０
ｂとからなる光路切り替え手段で、両ミラー２０ａ，２
０ｂは、それぞれ紙面に対して垂直な回転軸２８ａ，２
８ｂ回りに回転自在に配置されている。軸外光路１４ｂ
は、ミラー２０ｂにより軸上光路１４ａに対して直角に
交差する方向に変換されて光路１４ｃとなり、この光路
１４ｃはさらにミラー２０ａにより軸上光路１４ａと一
致する方向に変換される。

【００５０】２９はコリメータレンズで、その光軸は被
検レンズ１４の光軸と一致するように配置されている。

【００５１】１０は、回転ステージ３０上に固定された
一次元のＣＣＤで、このＣＣＤ１０はコリメータレンズ
２９の結像面上に、被検レンズ１４の光軸に対して垂直
に設置されている。回転ステージ３０は、被検レンズ１
４の光軸を中心にして、モータドライバ１２を介して画
像処理装置５により回転制御可能になっている。

【００５２】５は画像処理装置であり、ＣＣＤ１０の走
査方向を測定スリット像に対して垂直に交差するように
回転ステージ３０を制御したり、チャートの切り替えや
チャートの位置出し、ＭＴＦの算出を行う。

【００５３】つぎに、本実施例の作用を説明する。光源
１８から発した光束が、チャート２１，２３でムラなく
拡散され、その一部は被検レンズ１４に向けて射出され
る。

【００５４】この状態で、まず、軸上光路上１４ａのミ
ラー２０ａを、回転軸２８ａを中心に回転させて軸上光
束を蹴らない位置まで退避させる。つぎに、Ｘ−Ｙテー
ブル１１をモータドライバ１２を介して画像処理装置５
により駆動させて、位置出し用チャート２１の原点２１
ａを被検レンズ１４の光軸におおよそ一致させる。これ
により、位置出し用チャート２１のスリット２２を通過
して射出された軸上光束は軸上光路１４ａを通り、被検
レンズ１４により平行光束となる。平行光束となった被
検レンズ１４の軸上光束は、軸上光路１４ａを通過して
コリメータレンズ２９により、ＣＣＤ１０上に位置出し
用チャート２１のスリット２２の投影像を生成する。こ
の時にＣＣＤ１０を、回転ステージ３０により位置出し
用チャート２１の十字形のスリット２２形状に合わせ
て、９０度ずつ回転させて位置出し用チャート２１の原
点２１ａを光軸１４ａに一致させる。

【００５５】その方法は、図１５の位置出し用チャート
２１において、まず位置出し用チャート２１のＸ方向の
位置出しを行うために、回転ステージ３０によりＣＣＤ
１０を、位置出し用チャート２１のスリット２２におけ
るＹ方向のスリットに対応する角度に設定する。その状
態にて、Ｘ−Ｙテーブル１１を図１５のＸ方向に移動さ
せて、ＣＣＤ１０の画素の最も広い範囲で高い出力を得
られる場所を求める。この場所がＸ方向において位置出
し用チャート２１の原点２１ａに一致している点であ
る。位置出し用チャート２１のＸ方向の位置出しをした
後、位置出し用チャート２１のＹ方向の位置出しを行う
には、回転ステージ３０によりＣＣＤ１０を先の状態か
ら９０度回転させて、位置出し用チャート２１のＸ方向
のスリットに対応する角度に設定する。そして、Ｘ−Ｙ
テーブル１１を今度はＸ方向の移動を固定して、Ｙ方向
に移動させてＣＣＤ１０の画素の最も広い範囲で高い出
力を得る位置を探す。その点がＹ方向において位置出し
用チャート２１の原点２１ａに一致している点である。
このようにしてＸＹ方向の位置出し用チャート２１の原
点２１ａと光軸１４ａとを一致させる。

【００５６】位置出し用チャート２１の原点出しが終了
したら、Ｘ−Ｙテーブル１１を図１５に示すＸ方向にＬ
₁移動させて、縦方向ＭＴＦ測定用チャート２４の原点
２４ａを光軸に一致させる。光軸に一致された縦方向Ｍ
ＴＦ測定用チャート２４から射出された軸上光束は軸上
光路１４ａを通り、被検レンズ１４により平行光束とな
る。平行光束となった被検レンズ１４の軸上光束は、軸
上光路１４ａを通過してコリメータレンズ２９により、
ＣＣＤ１０上に縦方向ＭＴＦ測定用チャート２４のスリ
ット開口２６の投影像を生成する。この時、縦方向ＭＴ
Ｆ測定用チャート２４のスリット開口２２の形状に合わ
せて、ＣＣＤ１０を回転ステージ３０により回転させて
チャート投影像に対してＣＣＤ１０が直角に交差するよ
うに設置する。

【００５７】ＣＣＤ１０に生成されたチャートの投影像
の位置的光強度分布は、ＣＣＤ１０により時系列信号に
変換され、画像処理装置５により、Ａ／Ｄ変換され、Ｆ
ＦＴによるＭＴＦ計算がなされ、被検レンズ１４により
生成された投影像の結像状態を検査することが可能とな
る。

【００５８】次に、軸上光路１４ａのミラー２０ａを回
転軸２８ａ中心に駆動させて、光軸に対して４５度で交
差する点にミラー２０ａを配置すれば、軸上光束はミラ
ー２０ａで遮断される。一方、縦方向ＭＴＦ測定用チャ
ート２４から射出された軸外光束は、被検レンズ１４に
より平行光束となり、軸外光路１４ｂのミラー２０ｂと
軸上光路１４ａのミラー２０ａとにより光路が切り替え
られて軸上光路１４ａを通過し、コリメータレンズ２９
により、ＣＣＤ１０に縦方向ＭＴＦ測定用チャート２４
のスリット開口２６の投影像を生成する。この時、ＣＣ
Ｄ１０の走査方向は、縦方向ＭＴＦ測定用チャート２４
の投影像に対して垂直に設定される。ＣＣＤ１０に生成
された投影像の位置的光強度分布は、ＣＣＤ１０により
時系列信号に変換され、画像処理装置５により、Ａ／Ｄ
変換され、ＦＦＴによる計算がなされ、被検レンズ１４
により生成された投影像の結像状態を検査することが可
能となる。

【００５９】さらに、ミラー２０ａを光軸に対して４５
度に設置したままで、光路切り替え手段２０と回転ステ
ージ３０とをそれぞれ光軸の回りに回転させて、縦方向
ＭＴＦ測定用チャート２４の軸外像検査用スリットに対
応した角度に停止させ、上記と同様に、軸外像検査用ス
リットの投影像をＣＣＤ１０上に結像させてその状態を
検査すれば、被検レンズ１４の軸上を含む縦方向の複数
像高の結像状態が検査可能である。

【００６０】同様に、Ｘ−Ｙテーブル１１を図１５に示
すＸ方向にさらにＬ₂移動させて、横方向ＭＴＦ測定用
チャート２５の原点２５ａを光軸に一致させ、横方向の
ＭＴＦ値を算出することにより、被検レンズ１４の軸上
を含む横方向の複数像高の投影像を結像状態が検査可能
である。

【００６１】また、本実施例では、Ｘ−Ｙテーブル１１
に固定するチャート３１を、図１６に示すような、前記
した位置出し用チャート２１とＭＴＦ測定用チャート２
３とを兼ねる構成とすることも可能である。すなわち、
縦方向ＭＴＦ測定用のスリット３２と横方向ＭＴＦ測定
用スリット３３の原点３２ａと３３ａを距離Ｌだけ離し
て同一チャート３１上に設け、かつ軸上のＭＴＦ測定用
スリット３２，３３を位置出し用スリットとして用い
る。

【００６２】チャート３１の原点を光軸に一致させるに
は、まず縦方向ＭＴＦ測定用チャートの原点３２ａをお
およそ光軸に合わせて、ＣＣＤ１０の走査方向が縦方向
ＭＴＦ測定用スリットに一致するよう回転ステージ３０
を駆動させた後、チャート３１をＸ−Ｙテーブル１１に
よりＹ方向にのみ微小移動させ、ＣＣＤ１０の画素の最
も広い範囲で高い出力を得られる場所がＹ方向において
原点３２ａに一致している点を探しＹ方向の位置を合わ
せる。Ｙ方向の位置を一致させた後、回転ステージ３０
によりＣＣＤ１０を上記の状態から９０度回転させ、か
つＸ−Ｙテーブル１１をＸ方向にＬだけ移動させおおよ
そ横方向ＭＴＦ測定用チャートの原点３３ａを光軸に合
わせる。そして、Ｘ−Ｙテーブル１１を今度はＹ方向を
固定して、Ｘ方向に微小移動させてＣＣＤ１０の画素の
最も広い範囲で高い出力を得る位置を探しＸ方向の位置
を合わせる。このようにしてＸＹ方向の原点３２ａ，３
３ａと光軸１４ａを一致させることにより行う。

【００６３】本実施例によれば、位置出し用チャート２
１により、正確に位置出し用チャート２１の原点２１ａ
と被検レンズ１４の光軸を一致させれば、軸外測定時に
チャート投影像がＣＣＤ１０から外れるおそれが減少
し、測定効率が良くなる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
評価装置によれば、光軸調整用の別光源や、光路変換用
光学部材や、複数の光電変換素子を用いることなしに簡
単な構成で、チャートの位置の自動調整が可能となり、
撮像素子の任意位置の画像評価が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像評価装置を示す概念図である。

【図２】本発明の実施例１を示す構成図である。

【図３】本発明の実施例１のコントラスト測定用チャー
トを示す図である。

【図４】本発明の実施例１の位置出し用チャートを示す
図である。

【図５】本発明の実施例１のコントラスト測定用チャー
トと位置出し用チャートの配置状態を示す図である。

【図６】本発明の実施例１における位置出し用チャート
とコントラスト測定用チャートの切り替え時を示す図で
ある。

【図７】本発明の実施例１における位置出し用チャート
をモニタに表示した状態を示す図である。

【図８】本発明の実施例１におけるコントラスト測定用
チャートの位置決め状態を示す図である。

【図９】本発明の実施例２を示す構成図である。

【図１０】本発明の実施例２の回転装置を示す斜視図で
ある。

【図１１】本発明の実施例２の回転装置の変形例を示す
斜視図である。

【図１２】本発明の実施例３を示す構成図である。

【図１３】本発明の実施例３における位置決め用チャー
トとコントラスト測定用チャートの切り替え時を示す図
である。

【図１４】本発明の実施例４を示す構成図である。

【図１５】本発明の実施例４の位置出し用チャートとＭ
ＴＦ測定用チャートを示す図である。

【図１６】本発明の実施例４の位置出し用チャートとＭ
ＴＦ測定用チャートの変形例を示す図である。

【図１７】従来技術のＭＴＦ測定機を示す構成図であ
る。

【図１８】従来技術の光軸測定用センサを示す図であ
る。

【図１９】従来技術の光軸測定用センサのブロック図で
ある。

【図２０】従来技術の光軸測定用センサの表示部を示す
図である。

【符号の説明】

１画像評価用チャート２位置出し用チャート３被検光学系４撮像素子５画像処理装置６移動装置７切り替え装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検光学系と、該被検光学系の光軸上に
設置された画像評価用チャートと、前記被検光学系を挟
んで前記画像評価用チャートに対向するように前記被検
光学系の光軸上に設置された撮像素子と、該撮像素子の
出力を処理する画像処置装置とからなる被検光学系の特
性を評価する画像評価装置において、前記画像評価用チ
ャートの位置を出すための位置出し用チャートと、前記
被検光学系の光軸に対して位置出し用チャートと画像評
価用チャートとを切り替える切り替え装置と、前記チャ
ートと被検光学系との位置関係を変える移動装置とを備
えたことを特徴とする画像評価装置。