JPH08233689A

JPH08233689A - 少なくとも１つの電気光学的試験装置の性能を試験する方法およびシステム

Info

Publication number: JPH08233689A
Application number: JP6329386A
Authority: JP
Inventors: Ran Carmeli; ラン・カルメリ
Original assignee: Genop Ltd
Current assignee: Genop Ltd
Priority date: 1993-12-02
Filing date: 1994-12-02
Publication date: 1996-09-13
Also published as: IL107835A; US5699440A; IL107835A0; EP0656731A2; EP0656731A3

Abstract

(57)【要約】【構成】複数の前以て目盛定めした装置のそれぞれの
識別コードならびに対応する電気光学的性能はデータベ
ースの中に記憶され、そして影像装置は被験ターゲット
と整列されて、その収束された画像を生成する。前以て
目盛定めした装置をデータベースから選択し、そして収
束された画像をディジタル化しそして記憶させてディジ
タル化された画像を生成し、この画像を分析して、電気
光学的試験装置の各々および追加の前以て目盛定めした
装置の各々の構成部分の電気光学的性能の積に等しい、
電気光学的システムの性能を代表する電気光学的性能を
決定する。【効果】本発明の方法およびシステムは電気光学的試
験装置の性能を決定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気光学的構成部分お
よびシステムを検査するシステムに関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】電気光学的構成部分の絶えず
増加する使用にかかわらず、電気光学的システムにおけ
る構成部分の各々の性能、ならびに完全なシステムの性
能を試験することができる簡単な方法は存在しない。こ
うして、完全な電気光学的システムおよびその特定の補
助的構成部分の性能を試験することが要求される程度
に、このような試験はしばしば高度に主観的でありなら
びに時間を消費する。

【０００３】種々の先行技術のシステムは前以て目盛定
めした光学的システム内の特定の光学的構成部分の構成
および目盛定めに関する。例えば、米国特許第４，３１
６，２２１号（Ｍａｃｋｅｙら）は、キネスコープの電
子ビームの２つを活性化して、キネスコープ表示スクリ
ーン上に収束する試験パターンを発生させる手段からな
る、カラーテレビのキネスコープおよび偏向ヨークとと
もに使用する収束測定装置を開示している。収束する試
験パターンは１組の交互する色パッチである。パッチ間
のオーバーラップおよびギャップの程度はビームの誤っ
た収束の程度を指示する。モノグラムのＴＶカメラは試
験パターンを観察し、そして信号プロセッサに信号を送
り、このプロセッサは電子ビーム活性化手段をコントロ
ールして１つの色パッチを他の色パッチに関して動かし
て、パッチ間のギャップおよびオーバーラップを減少す
る。パッチ間のオーバーラップおよびギャップを最小す
るために必要なパッチの動きの量の測定は、試験パター
ン付近における電子ビームの誤った収束の指示である。

【０００４】このようなシステムは電子ビームの誤った
収束を最小とすることができるが、システムの生ずる光
学的性能は測定しにくい。

【０００５】米国特許第４，５１３，３１９号（Ｂｒｅ
ｉｍｅｒら）は、図１のレンズ・システム４およびピッ
ク−アップ配置またはカメラ５を示す。２つの試験パタ
ーン、すなわち、フルップ−アップの内部の試験パター
ン１８および外部の試験パターン１を使用する。内部の
試験パターンに関連する情報を外部の試験パターンに関
連する補正情報から減じ、そして生ずる補正の差をレン
ズのメモリーの中に記憶させる。カメラのメモリーおよ
びレンズのメモリーは一緒に補正を生成し、これは収差
の測度に関係する。外部の試験パターンに関連するデー
タを記憶する補助メモリーが設けられている。また、特
定のレンズに相当するデータを記憶するレンズのメモリ
ーが開示されている。

【０００６】使用において、試験チャートをＴＶカメラ
で影像し、このカメラに異なるレンズを連結することが
できる、それらの特性は前以て目盛定めされておりそし
てレンズのメモリーの中に記憶される。目盛定めはカメ
ラの間に位置する外部の試験パターンにより実施され
る。異なるレンズ・システムに関連しそして外部の試験
パターンにより決定された補正情報と、内部の試験パタ
ーンに関連する補正情報との間の差は、それぞれのディ
ジタル・レンズ・メモリーの中の供給装置により記憶さ
れる。その結果、各レンズ・システムは補正情報をその
中に記憶したそれ自身のレンズ・メモリーを有する。

【０００７】シーンを記録するための調製の間のカメラ
の設置のために、カメラのオペレーターはレンズ・シス
テムに関連するレンズ・メモリーをカメラの中に配置す
るか、あるいはレンズ・システムを含有する光学的通路
を遮断するために組み込まれたメモリーの１つを選択
し、そしてカメラの中に存在する試験パターンを照明さ
れた光学的通路の中に位置させて自動的構成を操作可能
とする。

【０００８】このようなシステムは、複数の前以て目盛
定めしたレンズ・システムをもつＴＶカメラの自動的構
成を提供する。しかしながら、光学的システムの中の他
の構成部分、例えば、ターゲットまたはレンズ・システ
ムを変更するための準備がされていない。

【０００９】米国特許第４，９５１，１４１号（Ｆｉｓ
ｃｈｅｒ）は、ビデオカメラの透過機能を決定する方法
を示す。バーのパターンを取り、ここでバーの幅を十分
に小さいように選択し、こうしてカメラの中でバーを走
査するとき生成する電気パルスの振幅および位相の応答
にバーが与える影響を無視可能とする。ビデオカメラの
出力においてこうして生成した狭い電気パルスを選択
し、そして離散フーリエ変換（ＤｉｓｃｒｅｔｅＦｏ
ｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ）にかけ
る。

【００１０】このようなシステムはモノクロのカメラの
評価のみを可能とし、そして固定された装置を必要と
し、その装置の構成部分は置換不可能である。

【００１１】米国特許第４，４９１，８６８号（Ｂｅｒ
ｒｉｄｇｅ、Ｊｒ．ら）は、物体を検査するためのビデ
オ画像補償器を示す。補償器はディジタル化された２つ
の画像比較する。２つのメモリー：画像のメモリーおよ
び既知の品質の加工物に相当するディジタル化されたデ
ータをその中に記憶しそしてまた試験パターンのデータ
を記憶することができるメモリーを使用する前記米国特
許第４，４９１，８６８号の中に開示されている装置は
カメラそれ自体の試験を可能とせず、カメラ内の変動ま
たは収差について単に補正するだけである。さらに、こ
のシステムはビディコンとともに使用ことのみが適当で
ありそして再び固定された装置を必要とする。

【００１２】米国特許第４，５８６，８１７号（Ｅｈｅ
ｍａｎｎ、Ｊｒ．）は、レンズにより影像されるスクリ
ーンを有するＣＲＴを開示している。画像平面におい
て、光検出器は画像を横切って前後に走査される。光の
変動は電子信号に変換され、画像信号からＭＴＦ［モジ
ュラー・トランスファー・ファンクション（Ｍｏｄｕｌ
ａｒＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）］の誘導
化を可能とする交互する画像信号を生成する。前記米国
特許第４，５８６，８１７号に開示されている装置は光
検出器を使用し、そして固定されている、すなわち、そ
の構成部分の交換を可能としない。そのうえ、この装置
はＭＴＦのみの値を誘導化することができ、そして光学
的システムの他の性質を誘導化しない。

【００１３】米国特許第４，９９１，００７号（Ｃｏｒ
ｌｅｙ）は、視的画像の特性、例えば、輝度、色、合計
の目盛り、幾何学的直線性、鮮鋭度および／または電子
画像信号、例えば、ＴＶカメラから得られたものの位置
を評価するシステムおよび方法を開示している。組み合
わせの画像が表示モニター上に表示される。操作におい
て、カメラを試験パターン装置に向け、そしてターゲッ
トの画像を表す信号を画像組み合わせ装置に送り、次い
でモニターに送る。同時に、参照信号発生器は参照画像
信号を発生し、この信号はターゲットの１または２以上
の特性と同一の視的画像の１または２以上の特性につい
て前以て決定した視的外観を有する参照画像を表す。選
択した視的画像特性の値を特定の出力信号の電圧レベル
に関係付ける既知式を使用して、参照画像信号は発生さ
れる。

【００１４】画像組み合わせ装置はカメラからの信号を
参照画像の信号と組み合わせ、そして生ずる組み合わさ
れた信号をモニターに送り、こうしてこのモニター上に
２つの画像が並列に表示され、これにより観察者は２つ
の画像の個々の部分の間の所望の視的画像の特性の差を
判別することができる。

【００１５】このようなシステムはオペレーターによる
視的検査を可能とし、そしてＴＶカメラにより生成され
た実際の画像信号と参照試験信号との間の視的比較を可
能とする。しかしながら、比較それ自体は実質的に主観
的であり、こうしてＴＶカメラの絶対的目盛定めは得ら
れない。さらに、電気光学的システムは固定され、そし
てその構成部分の装置の置換、あるいはこのシステムの
異なる補助的構成部分の性能の評価のための設備は存在
しない。

【００１６】本発明の目的は、従来提案された方法およ
びシステムにおいて得られるよりも大きい精度および容
易さを提供する、電気光学的システムおよび／またはそ
の構成部分の性能を試験する方法およびシステムを提供
することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の面によれ
ば、段階：（ａ）光源、被験ターゲット、レンズおよび影像手段を
有する電気光学的システムを構成するために要求される
追加の前以て目盛定めした装置に少なくとも１つの電気
光学的試験装置を連結し、（ｂ）複数の前以て目盛定め
した装置のそれぞれの識別コードを対応する電気光学的
性能と一緒に記憶させ、（ｃ）影像手段を被験ターゲッ
トに対して整列させて、その収束された画像を生成し、
（ｄ）存在する場合、前記電気光学的システムの中のど
の装置が前以て目盛定めされているかを特定し、（ｅ）
収束された画像をディジタル化しかつ記憶させてディジ
タル化された画像を生成し、（ｆ）ディジタル化された
画像を分析して、電気光学的システムの性能を代表しか
つ前記少なくとも１つの電気光学的試験装置の各々およ
び前記追加の前以て目盛定めした装置の各々の構成部分
の電気光学的性能の積である電気光学的性能を決定し、
そして（ｇ）前記少なくとも１つの電気光学的試験装置
の各々の構成部分の電気光学的性能の積を決定する、か
らなることを特徴とする、少なくとも１つの電気光学的
試験装置の性能を試験する方法が提供される。

【００１８】本発明の第２面によれば、必要に応じて追
加の前以て目盛定めした装置に連結された少なくとも１
つの電気光学的試験装置を含む電気光学的システム、前
記電気光学的システムは光源、ターゲット、レンズおよ
び影像手段からなる、電気光学的システムに連結されそ
して前以て目盛定めした装置の識別コードおよびその対
応する電気光学的性能のデータベースをその中に記憶す
るメモリーを含むコンピュータ、電気光学的システムお
よびコンピュータに連結され、電気光学的システムの整
列を可能としそして、電気光学的システムが正しく整列
されたとき、指示信号を生成する光学的整列手段、前記
電気光学的システムの中の前以て目盛定めした装置の各
々の識別コードを特定する構成手段、電気光学的システ
ムにより生成された画像をディジタル化するために電気
光学的システムに連結され、そして対応するディジタル
化された画像をその中に記憶する前記メモリーに連結さ
れているディジタル化手段、メモリーに連結され、電気
光学的システムの性能を代表し、かつ前記少なくとも１
つの電気光学的試験装置の各々および前記追加の前以て
目盛定めした装置の各々の構成部分の電気光学的性能の
積に等しい電気光学的性能を決定する分析手段、前記分
析手段は前記少なくとも１つの電気光学的試験装置の各
々の構成部分の電気光学的性能の積をさらに決定する、
からなる少なくとも１つの電気光学的試験装置の性能を
決定するシステムが提供される。

【００１９】好ましくは、本発明によるシステムはコン
ピュータの制御下に操作し、そして試験するビデオ装置
の異なる機能の定量を可能とするメニュー駆動インター
フェースを提供する。

【００２０】

【実施例】本発明を理解しかつその実施することができ
る方法を見るために、ここで好ましい態様を非限定的実
施例のみにより、添付図面を参照して説明する。

【００２１】図１は、本発明の第１態様に従い、電気光
学的システム１１とともに使用するための装置の性能を
試験する本発明によるシステム１０を機能的に示すブロ
ック線図である。

【００２２】電気光学的システム１１は高性能の前以て
目盛定めした構成部分から、試験すべき装置と組み合わ
せて構成される。電気光学的システム１１は、ビデオカ
メラ１２、レンズ１３、ターゲット１４および光源１５
を含み、これらの１つは試験装置であり、そして他のす
べては高性能の前以て目盛定めした構成部分である。電
気光学的システム１１はディジタイザ１６に連結されて
おり、ディジタイザ１６それ自体はコンピュータ１７に
連結されており、そしてコンピュータ１７は電気光学的
システム１１により形成された画像をディジタル化しか
つ記憶するためのメモリー（図示せず）を含む。コンピ
ュータ１７は、電気光学的システム１１および、とく
に、その中の被験装置の性能を分析するための分析ユニ
ット（図示せず）を含む。

【００２３】使用において、カメラ１２により画像を生
成し、そして画像をディジタル化しそしてコンピュータ
１７のメモリーの中に記憶させる。試験装置に関連する
収差のために、画像は理論的に理想的な画像と比較して
歪んでおり、ここで試験装置を同等の高性能装置で置換
した場合、理論的に理想的な画像が得られるであろう。
したがって、同等の高性能の前以て目盛定めした装置に
関して試験装置の性能を評価することができる。

【００２４】図１に示すシステム１０において、電気光
学的システム１１は表示装置を含まず、こうして、カメ
ラ１２を別として、光源１５、ターゲット１４およびレ
ンズ１３からなる電気光学的システム１１の主要な構成
部分のすべては、普通の光学的ベンチに取り付けられた
標準の光学的構成部分である。光源１５、ターゲット１
４およびレンズ１３からなる電気光学的システムの試験
性能を評価するために、カメラ１２は少なくとも１つの
所望の電気光学的性能に関して前以て目盛定めされてい
ることが必要である。次いで、完全な電気光学的システ
ム１１の組み合わされた電気光学的性能は、カメラ１２
電気光学的性能およびレンズ１３、ターゲット１４およ
び光源１５により構成された光学的構成部分の各々の電
気光学的性能の積である。これらの構成部分のいずれか
の対応する電気光学的性能はそれら自体既知である場
合、任意の残りの目盛定めしない性能の積を決定するこ
とができる。例えば、カメラ１２、ターゲット１４およ
び光源１５の電気光学的性能のすべてが既知である場
合、レンズ１３の電気光学的性能を評価することができ
る。このような評価が数字でありかつ目的であり、そし
てオペレーターの部分についての実験的評価を必要とせ
ず、またこれによる定量的解釈を必要としない。

【００２５】図２は、表示装置１８の性能を試験しよう
とする場合の本発明の第２態様を示す。この目的で、電
気光学的システム１１は表示装置１８に連結された電子
信号試験発生器１９からなり、ここで表示装置１８は目
盛定めされたレンズ１３を通して目盛定めされたカメラ
１２により影像される。目盛定めされたカメラ１２は、
図面の図１に関して前述したように、ディジタイザ１６
およびコンピュータ１７に連結されている。このような
システムにおいて、電子信号試験発生器１９は図１に示
すターゲット１４および光源１５と置換し、表示装置１
８により表示されているビデオ画像信号を生成し、表示
装置１８のスクリーンは目盛定めされたカメラ１２によ
り影像されてビデオ画像を生成し、このビデオ画像は同
一の方法で図面の図１に関して前述したものに対して評
価される。

【００２６】好ましくは、コンピュータ１７はその中の
分析ユニットをコントロールするためにメニュー駆動プ
ログラムを含有し、ここで電気光学的システム１１の異
なる性能のパラメーターを評価するために異なる試験を
実施することができる。

【００２７】例えば、分析ユニットはレンズ１３のモジ
ュラー・トランスファー・ファンクション（Ｍｏｄｕｌ
ａｒＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）またはコ
ントラスト・トランスファー・ファンクション（Ｃｏｎ
ｔｒａｓｔＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）を
決定することができる。同様に、システムのグレイ・レ
ベルの直線性照明均一性（ＧｒｅｙＬｅｖｅｌＬｉ
ｎｉａｒｉｔｙＩｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎＵｎｉｆ
ｏｒｍｉｔｙ）および幾何学的歪み（Ｇｅｏｍｅｔｒｉ
ｃａｌＤｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）を、この分野において
よく知られている他の試験と同様に、決定することがで
きる。これに関して、いくつかの補助的構成部分からな
る電気光学的システムの性能はそれらの各構成部分の性
能の関数であることが理解されたであろう。性能の性能
は直線性であり、こうして、例えば、完全なシステムの
ＭＴＦ、ＣＴＦまたはグレイ・レベルの直線性は、単に
完全なシステム中の補助的構成部分の各々についてのそ
れぞれのパラメーターの積である。

【００２８】完全なシステムについてのＳＮ比は、同様
に、次のことを考慮して、既知強さの信号を適用しそし
て各補助的構成部分についての雑音を測定することによ
って決定することができる：

【００２９】

【数１】

【００３０】結局、試験する１または２以上の装置を別
として電気光学的システム１１中のすべての補助的構成
部分は前以て目盛定めされているので、１または２以上
の試験装置の性能は前述の直線的関係に基づいて評価す
ることができる。

【００３１】ここで図面の図３を参照すると、図３は図
１および図２に示す電気光学的システム１１の試験性能
を評価するための本発明による方法における主要な操作
段階を示す図面である。コンピュータ１７のメモリー内
に、その代表的な電気光学的性能の記憶を可能としかつ
各装置の種々の物理的特性、例えば、電気光学的システ
ムの適切な整列のために必要な物理的寸法の記憶を可能
とする、前以て目盛定めされた構成部分のデータベース
が記憶される。次いで、電気光学的システム１１は１ま
たは２以上の試験装置を標準の構成部分に連結すること
によって構成され、標準の構成部分の目盛定めデータは
データベースの中に記憶される。コンピュータ１７の中
に記憶されたソフトウェアの制御下に、要求される段階
はデータベースから対応する標準の前以て目盛定めされ
た構成部分を選択することによって特定され、こうして
このような構成部分の物理的および光学的データは既知
である。画像が形成されそして整列されて、鋭い収束を
生成しかつ光学的倍率について補正されるので、ターゲ
ットはレンズおよびカメラに対して正しく整列される。

【００３２】その後、生ずる画像をディジタル化しそし
て分析して、完全なシステムの要求される電気光学的性
能を決定する。計算された電気光学的性能は電気光学的
システム中の構成部分の装置の各々の対応する電気光学
的性能の積であるので、かつそのうえ前以て目盛定めさ
れた構成部分の対応する電気光学的性能は既知であるの
で、試験装置の生ずる電気光学的性能または試験装置の
電気光学的性能の積は容易に決定することができそし
て、必要に応じて、コンピュータ１７に連結された表示
モニター（図示せず）上に表示することができる。

【００３３】構成手順のために、任意の標準の目盛定め
された電気光学的構成部分を電気光学的システム中の対
応する装置の代わりに使用することができ、再整列を実
施しそして分析を必要に応じて再び実行することができ
る。しかしながら、逆の場合は非常にいっそう有意であ
り、ここでコンピュータ１７内の分析のソフトウェアを
ユーザーが実際に有する範囲の構成部分に関係付けるこ
とが必要である最終のユーザーに典型的には利用可能で
ある、特定の限定された範囲の構成部分を使用して分析
を実施することができる。明細書の初めの節において説
明した先行技術のシステムでは、これは不可能である。
なぜなら、唯一の自由度は試験するＴＶカメラであるか
らである。

【００３４】しかしながら、本発明のデータベースおよ
び関係する構成は非常により大きい柔軟性を可能とす
る。なぜなら、それは逆転を必要とするよりむしろ実際
の構成部分に対して分析ソフトウェアを応答させること
ができる：すなわち、ソフトウェアに適合するように構
成部分を選択することができるからである。もちろん、
データベースは最新のものでありそして最終のユーザー
により変更して新しい構成部分を付加しかつ必要に応じ
て現存する構成部分に関する光学的および機械的データ
を補正することができることは本発明の１つの特徴であ
る。しかしながら、データベースの構造それ自体の中に
新規性は存在せずそしてデータベースはこの分野におい
てよく知られているので、それ以上の詳細は不必要であ
ると考えられる。

【００３５】図４は、図面の図１を参照して前述した立
体配置のための構成手順に関する主要な操作段階を示
す。構成手順は、試験の測定において使用する電気光学
的構成部分のためのすべての関係するパラメーターを含
有するデータベースをつくることを意図する。図４に示
すように、これは光源、ターゲット、レンズおよびカメ
ラについて実施される。実際には、データベースは多数
の異なる光源、対応して広い範囲の異なる測定の実施を
可能とする大きい範囲のターゲット、異なる光源および
異なるカメラを含有するので、試験する実際の電気光学
的システムに無関係に、その中の各構成部分についての
対応するパラメーターはデータベースの中に記憶され
る。次いで、図面に示すように、構成手順の間に、適当
な項目を選択する。

【００３６】図５は、図面の図２を参照して前述した立
体配置のための対応する構成手順のフローダイヤグラム
である。この場合において、データベース中の記憶のた
めの異なる表示装置および電子信号試験発生器を定める
準備しなくてはならない。したがって、適当な構成部分
を、試験する実際の電気光学的構成部分対応する、デー
タベースから選択される。

【００３７】図面の図６に示すように、データベースの
中への対応するエントリをもたない電気光学的システム
の中に構成部分が存在する場合、欠如する構成部分に相
当する新しい項目をつくらなくてはならない。この場合
において、識別の名称、要求される一般的情報、および
構成部分を隣接する構成部分に連結する方法を示すデー
タを包含するデータベースの記録をつくる。このような
データは構成部分の規格の固有の部分でありそして、例
えば、カメラおよびレンズについて、次のパラメーター
を含むことができる：カメラのパラメーター：・画像の大きさ（１／２”、２／３”など）；・標準（ＥＩＡ、ＣＣＩＲ、ＰＡＬ、ＮＴＳＣな
ど）；・水平および垂直方向における絵素の数；・画像の種類；・絵素の大きさ。

【００３８】レンズの規格：・項目の種類（レンズ、顕微鏡の対物レンズ）；・焦点距離または倍率；・有用な倍率の範囲；・目盛定めのデータ（入手可能な場合）：ＭＴＦ、Ｃ
ＴＦなど。

【００３９】影像装置の他の形態、例えば、超高感度の
低い光レベルのＴＶカメラ（ＬＬＬＴＶ）を使用するこ
とができ、そのために同一のアプローチをまた使用する
ことができる。同様にレチクルは同様なパラメーターに
従い分類される。

【００４０】さらに、各項目について、完全なかつ詳述
した規格をエンターし、記憶されたパラメーターは構成
部分の各異なる種類について異なりかつ各構成部分につ
いて種々の電気光学的性能の目盛定めを可能とするため
に十分である。最後に、任意の既知の目盛定めデータを
項目についてエンターしそして、既知でない場合、この
情報は単にブランクで残される。

【００４１】データベースの構成方法をいっそう容易に
理解するために、電気光学的システムの中央のＭＴＦの
水平の性能の決定を示す簡単な実施例をここで提供す
る。次のパラメーターを特定する構成データ・ファイル
ＤＥＭ−ＳＥＴをつくる：・試験した装置：カメラＩＤ：ＤＥＭ−ＣＡＭ・レチクル：（目盛定めされた）ＩＤ：ＤＥＭ−ＲＴ
Ｃ・オプチクス：（目盛定めされた）ＩＤ：ＤＥＭ−Ｏ
ＰＴ・光源：（目盛定めされた）ＩＤ：ＤＥＭ−ＬＨＴ上に特定したデータ・ファイルは少なくとも次のパラメ
ーターを含有する：カメラ：ＩＤ：ＤＥＭ−ＣＡＭ・影像装置の大きさ：２／３” ・標準：ＥＩＡ・影像装置の型：ＣＣＤ・絵素の大きさ：１０μｍ×１１μｍレチクル：ＩＤ：ＤＥＭ−ＲＴＣ・一般的寸法：２６×１９ｍｍ・測定のパターンの情報：オプチクス：ＩＤ：ＤＥＭ−ＯＰＴ・項目の種類：レンズ・焦点距離：６０ｍｍ

【００４２】

【表１】

【００４３】・有効口径：５．６・有用倍率範囲：×１〜×２００・目盛定めデータ：回折限界光源：ＩＤ：ＤＥＭ−ＬＨＴ・型：石英ハロゲン・推奨される電力供給：１２Ｖｄ．ｃ．・色温度：２８５０°Ｋここで上のデータをデータベースにエンターすると、
「測定メニュー」からＭＴＦを選択することによって電
気光学的システムについてのモジュラー・トランスファ
ー・ファンクション（ＭｏｄｕｌａｒＴｒａｎｓｆｅ
ｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）（ＭＴＦ）を決定することがで
きる。このシステムは次の方程式に従い倍率Ｍを計算す
る：

【００４４】

【数２】

【００４５】ここで：２６４＝レチクルの幅（ｍｍ）、
そして８．８＝２／３”標準ＣＣＤの幅（ｍｍ）。

【００４６】倍率が決定されると、ＣＣＤ上に影像され
たとして測定パターンの座標を上の表Ｉに示すレチクル
のデータから比率により決定することができる。計算に
より次の結果が得られる：

【００４７】

【表２】

【００４８】こうして、表Ｉに示すデータベース中の目
盛定めデータに基づいて、このシステムはその由来、典
型的には上部左角に関してＣＣＤ上の座標を計算する。
ここでこれらの座標を各ｙ位置に相当するＣＣＤ走査線
および走査時間、各ｘ位置に到達するための△ｔの数に
基づいて同等の系統的ビデオ信号に変換しなくてはなら
ない。この変換は、また、次の式に従い、データベース
の中に記憶されたＣＣＤ目盛定めデータに依存する：

【００４９】

【数３】

【００５０】式中、２４２はＥＩＡ標準のビデオの場中
の有効ＴＶ線の数であり、２０はＥＩＡ標準の垂直ｓｙ
ｎｃ中のビデオ線の数であり、６．６は２／３”標準Ｃ
ＣＤの高さ（ｍｍ）であり、８．８は２／３”標準ＣＣ
Ｄの幅（ｍｍ）であり、そして５２．８はＥＩＡ標準に
ついての線の時間である。

【００５１】計算された結果は図１２および図１３およ
び方程式（５）および（６）に関して下に記載するＭＴ
Ｆアルゴリズムのための入力を構成する。

【００５２】図１１〜図２６は、図１および図２に示す
ターゲット１４とともに使用しかつレンズ１３の異なる
性能のパラメーターを評価するために使用する、異なる
レチクル２０〜２２を示す。

【００５３】こうして、図１１は傾斜するへり２７によ
り分離された透明の区画２５および黒の区画２６からな
る試験パターンを示す。このようなパターンにおいて、
へりのパターンの微分のフーリエ変換はシヌソイドのパ
ターンに等しい。しかしながら、存在しない離散周期数
と反対に連続の周期数が与えられている。

【００５４】図８において、レチクル２１は異なる間隔
を有する垂直のバーからなる異なるパターン２８および
２９を有する。異なるパターンは異なる周期数において
コントラスト・トランスファー・ファンクション（Ｃｏ
ｎｔｒａｓｔＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）
の決定を可能とする。

【００５５】図９は、レチクル２２の異なる区域に位置
する種々のパターンを有するレチクル２２を示す。こう
して、各角に、図７に示す型のレチクル２０が設けられ
ている。中央に線のモジュラー・トランスファー・ファ
ンクションをその中央で測定するための単一の十字線３
０が存在するが、他のパターン、例えば、グレイ・レベ
ル試験を実施するための異なるグレイ・レベルを有する
複数の隣接する区域からなる３１と表示するパターンが
十字線３０の回りに存在する。

【００５６】図１０および図１１〜図２１を参照する
と、電気光学的システムを特性決定する最も普通のパラ
メーターのいくつかを決定するためのレチクル２２の特
定のパターンが記載されている。

【００５７】こうして、図１０は、異なる空間的周期数
で、それぞれ、隣接する透明の線３０および不透明の線
３１をその上に有するレチクル２２の区域を、概略的
に、示す。このようなレチクルの性能が完全である場
合、透明の線３０の透過率は１００％であるが、不透明
の線のそれはゼロであろう。事実、図６ｂに示すよう
に、その上のピーク値が１００％より低い透過率に相当
しかつその低いピーク値がゼロより大きい透過率に相当
するビデオカメラにより、出力信号３２が生成される。

【００５８】出力信号３２の最大値および最小値を、そ
れぞれ、Ｓ_MaxおよびＳ_Minとし、そして実際の透明およ
び不透明の透過レベルを、それぞれ、Ｔ₁およびＴ₀とす
ると、コントラスト・トランスファー・ファンクション
（ＣＴＦ）は、次のようにして、計算することができ
る：

【００５９】

【数４】

【００６０】図１２は、鋭いへり３５により分離され
た、透明の区域３３および不透明の区域３４をその上に
有するレチクル２２の区域を概略的に示す。ビデオカメ
ラにより生成されそしてそのへりが歪んでいる対応する
出力信号３６が図１３に示されている。

【００６１】へり３７を分析することによって、次の方
程式に従い、電気光学的システムのモジュラー・トラン
スファー・ファンクション（ＭＴＦ）を計算することが
できる：

【００６２】

【数５】

【００６３】ここでＬＳＦはへり３７の微分であるライ
ン・スプレッド・ファンクション（ＬｉｎｅＳｐｒｅ
ａｄＦｕｎｃｔｉｏｎ）を表す。

【００６４】図１４は、それぞれ、透明の区域３８およ
び不透明の区域３９をその上に有するレチクル２２の区
域を概略的に示す。図面の図１０を参照して前述したよ
うに、これらの区域の各々により生成された相対的応答
は理論的には、それぞれ、１００％および０％であるべ
きである。事実、雑音が出力信号の上に重ねられること
は避けられないであろう。ヒトの眼は比較的低い周波数
の雑音信号より高い周波数の雑音信号に対する反応が低
いという事実を補償するために、雑音レベルを周波数の
関数として補正する重み関数４０が図１５に示されてい
る。

【００６５】補正する雑音信号を分析することによっ
て、次の方程式に従い、電気光学的システムのＳＮ比を
計算することができる：

【００６６】

【数６】

【００６７】ここで方程式（９）はＮにより表される規
則的な雑音に関し、そして方程式（１０）は加重雑音に
関する。

【００６８】図１６は、透過率の直線のグラデーション
を有する複数の異なるグレイ・レベルの領域４１をその
上に有するレチクル２２の区域を概略的に示す。理想的
には、図１７に示す出力信号４２も直線であるが、実際
には、これは当てはまらない。

【００６９】出力信号４２を分析することによって、電
気光学的システムのグレイレベルの直線性を計算するこ
とができる。

【００７０】図１８は、レチクル２２の完全な区域を通
して適用される均一な光関数４３を概略的に示す。図１
９に示すように、ビネッティングのために、へりおよび
角における出力信号４４は入力信号４３より多少低い。
へりおよび角における出力信号４４の減少を分析するこ
とによって、ビネッティングの効果を評価することがで
きる。

【００７１】図２０は、既知の前以て目盛定めされた位
置に、十字線により表される複数の入力点４５をその上
に有するレチクル２２の詳細を概略的に示す。円で表さ
れる同様な出力点４６がその上に重ねられており、これ
らの円はレチクル２２を通る歪みのために十字線４５と
正確に一致しない。それらの期待される位置に従い出力
点４６の実際の位置を正規化することによって、歪みを
評価することができる。

【００７２】図２１は、４７により全体的に表されるカ
ラーチャートをその上にを有しかつ複数の異なる着色さ
れた領域からなるレチクル２２の詳細を概略的に示す。
各着色された領域は、主要な色、例えば、赤（２０
％）、緑（３５％）および青（４５％）の既知の、前以
て目盛定めされた混合物から形成されている。表示装置
（色モニターにより構成されている）の対応する領域の
色混合物を評価し、そして前以て目盛定めされた色混合
物からの変動を測定して色モニターの色度を確立する。

【００７３】図２２は、光束の急激な増加のための電気
光学的システムの一時的応答を決定するレチクルの詳細
を示す。レチクル５０は、常態で光に対して不透明であ
る黒区域５２隣接する、光を透過する透明の白区域５１
を含有する。黒区域５２は透明の区域５１の相対的透過
率を決定するために、目盛定めの目的で使用される。強
度Ｌ₁を有する光はレチクル５０の透明の区域５１を時
間ｔ＝ｔ₁−εに通過し、そして強度Ｌ₂を有する光によ
り時間ｔ＝ｔ₁＋εに照明され、ここでεは短い時間間
隔である。

【００７４】図２３はレチクル５０の一時的応答をグラ
フで示し、ここで一時的時間の応答△Ｔは、それぞれ、
光束の２つの定常状態のレベルＬ₁およびＬ₂の間の時間
間隔である。

【００７５】図２４は公称均質のターゲット５３を示
し、このターゲット５３は検出器の中のきずの位置、コ
ントラストおよび特性を包含するきず詳細を提供する。
均質のターゲット５３を走査して、理想的には、きずを
含まない均質の画像であるものを生成する。実際には、
検出器中のきずのために、きず５４は画像の中に生成さ
れ、それらの位置、コントラストおよび特性を定量する
ことができる。

【００７６】図２６及び２７は，ブルーミングの決定に
使用される、それらの決定された位置に明るい（すなわ
ち、透明の）スポット５６を有する暗いターゲット５５
を示す。画像５７が生成され、ここで、汚れおよびブル
ーミング効果のために、明るいスポット５６は細長い。
細長さまたは汚れの程度は電気光学的システムの品質を
特性決定し、そして「ブルーミング」と命名される。ブ
ルーミングの実際の品質は次の式に従い決定される。

【００７７】

【数７】

【００７８】ここで、Ｂは画像の中のブルーミングの量
であり、Ｅ_totalは合計のエネルギーであり、Ｅ_smearは
汚れのエネルギーであり、そしてＥ_sourceは源のエネル
ギーである。

【００７９】こうして、Ｅ_smearがゼロである場合ゼロ
のブルーミングが存在し、そしてＥ_smearｇａ無限に近
づくときブルーミングは１に近づく。

【００８０】本発明は上に特別に詳述しなかった電気光
学的システムに関連する他のパラメーターの決定のため
に等しくよく適合されるであろうことが理解されるであ
ろう。

【００８１】本発明の主な特徴および態様は、次の通り
である。

【００８２】１．（ａ）光源（１５）、被験ターゲット
（１４）、レンズ（１３）および影像手段（１２）を有
する電気光学的システム（１１）を構成するために要求
される追加の前以て目盛定めした装置に少なくとも１つ
の電気光学的試験装置を連結し、（ｂ）複数の前以て目
盛定めした装置のそれぞれの識別コードを対応する電気
光学的性能と一緒に記憶させ、（ｃ）影像手段を被験タ
ーゲットに対して整列させて、その収束された画像を生
成し、（ｄ）存在する場合、前記電気光学的システムの
中のどの装置が前以て目盛定めされているかを特定し、
（ｅ）収束された画像をディジタル化しかつ記憶させて
ディジタル化された画像を生成し、（ｆ）ディジタル化
された画像を分析して、電気光学的システムの性能を代
表しかつ前記少なくとも１つの電気光学的試験装置の各
々および前記追加の前以て目盛定めした装置の各々の構
成部分の電気光学的性能の積である電気光学的性能を決
定し、そして（ｇ）前記少なくとも１つの電気光学的試
験装置の各々の構成部分の電気光学的性能の積を決定す
る、からなることを特徴とする、少なくとも１つの電気
光学的試験装置（１２、１３、１４、１５）の性能を試
験する方法。

【００８３】２．前記少なくとも１つの電気光学的試験
装置が光源（１５）、レンズ（１３）、ターゲット（１
４）、およびカメラ（１２）から成る群より選択され、
そしてターゲットが前記電気光学的性能の測定を可能と
するために構成された少なくとも１つの被験区域を包含
する、上記第１項記載の方法。

【００８４】３．前記少なくとも１つの電気光学的試験
装置が表示装置（１８）であり、そして光源およびター
ゲットが前記電気光学的性能の測定を可能とするために
構成された電子的に発生された試験信号である、上記第
１項記載の方法。

【００８５】４．前記電気光学的性能が、（ａ）モジュ
ラー・トランスファー・ファンクション（Ｍｏｄｕｌａ
ｒＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）、（ｂ）コ
ントラスト・トランスファー・ファンクション（Ｃｏｎ
ｔｒａｓｔＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎ）、
（ｃ）グレイレベルの直線性（ＧｒｅｙＬｅｖｅｌ
Ｌｉｎｅａｒｉｔｙ）、（ｄ）照明の均一性、（ｅ）幾
何学的歪み、（ｆ）ＳＮ比、（ｇ）一時的応答、（ｈ）
きず、（ｉ）ブルーミング、および（ｊ）色度、を代表
する、上記第１項記載の方法。

【００８６】５．必要に応じて追加の前以て目盛定めし
た装置に連結された少なくとも１つの電気光学的試験装
置を含む電気光学的システム（１１）、前記電気光学的
システムは光源（１５）、ターゲット（１４）、レンズ
（１３）および影像手段（１２）からなる、電気光学的
システムに連結されそして前以て目盛定めした装置の識
別コードおよびその対応する電気光学的性能のデータベ
ースをその中に記憶するメモリーを含むコンピュータ
（１７）、電気光学的システムおよびコンピュータに連
結され、電気光学的システムの整列を可能としそして、
電気光学的システムが正しく整列されたとき、指示信号
を生成する光学的整列手段、前記電気光学的システムの
中の前以て目盛定めした装置の各々の識別コードを特定
する構成手段、電気光学的システムにより生成された画
像をディジタル化するために電気光学的システムに連結
され、そして対応するディジタル化された画像をその中
に記憶する前記メモリーに連結されているディジタル化
手段（１６）、メモリーに連結され、電気光学的システ
ムの性能を代表し、かつ前記少なくとも１つの電気光学
的試験装置の各々および前記追加の前以て目盛定めした
装置の各々の構成部分の電気光学的性能の積に等しい電
気光学的性能を決定する分析手段、前記分析手段は前記
少なくとも１つの電気光学的試験装置の各々の構成部分
の電気光学的性能の積をさらに決定する、からなる少な
くとも１つの電気光学的試験装置の性能を決定するシス
テム（１０）。

【００８７】６．前記少なくとも１つの電気光学的試験
装置が光源（１５）、レンズ（１３）、ターゲット（１
４）、およびカメラ（１２）から成る群より選択され、
そしてターゲットが前記電気光学的性能の測定を可能と
するために構成された少なくとも１つの被験区域を包含
する、上記第５項記載のシステム。

【００８８】７．前記少なくとも１つの電気光学的試験
装置が表示装置（１８）であり、そして光源およびター
ゲットが前記電気光学的性能の測定を可能とするために
構成された電子的に発生された試験信号である、上記第
５項記載のシステム。

【００８９】８．前記電気光学的性能が、（ａ）モジュ
ラー・トランスファー・ファンクション、（ｂ）コント
ラスト・トランスファー・ファンクション、（ｃ）グレ
イレベルの直線性、（ｄ）照明の均一性、（ｅ）幾何学
的歪み、（ｆ）ＳＮ比、（ｇ）一時的応答、（ｈ）き
ず、（ｉ）ブルーミング、および（ｊ）色度、を代表す
る、上記第５項記載のシステム。

【００９０】９．ターゲットが前記少なくとも１つの電
気光学的試験装置により画像を形成するための高い精度
の前以て目盛定めされたレチクル（２０、２１、２２、
５０、５３、５５）を含み、そして分析ユニットが前記
画像を分析して少なくとも１つの試験装置の組み合わさ
れた光学的性能を決定する、上記第６項記載のシステ
ム。

【００９１】１０．少なくとも２つの離散パターン（２
０、３０、３１）をその上に有するレチクル（２２）が
設けられており、パターンの各々はそれぞれの試験画像
を生成し、これにより電気光学的装置の対応する機能を
同時に試験することができる、上記第９項記載のシステ
ム。

【００９２】１１．電気光学的装置のモジュラー・トラ
ンスファー・ファンクションを決定するための造形へり
パターン（３５）を有するレチクル（２２）が設けられ
ている、上記第９項記載のシステム。

【００９３】１２．レチクル上の各パターン（２０）が
レチクルの異なる区域において反復していて、光学的構
成部分の性能の空間的変動の決定を可能とする、上記第
９項記載のシステム。

【００９４】１３．上記第５項記載のシステムにおいて
使用するための、その性能を決定すべき光学的装置によ
り少なくとも１つのパターンの画像を形成するための高
い精度の前以て目盛定めされたレチクル。

【００９５】１４．各々がそれぞれの試験画像を生成す
るための少なくとも２つの離散試験パターン（２８、２
９）が設けられており、これにより光学的構成部分の対
応する機能を同時に試験することができる、上記第１３
項記載のレチクル。

【００９６】１５．光学的構成部分のモジュラー・トラ
ンスファー・ファンクションを決定するための造形へり
パターン（３５）が設けられている、上記第１３項記載
のシステム。

【００９７】１６．光学的構成部分の性能の空間的変動
の決定を可能とするために、各前記少なくとも１つの試
験パターン（２０）がレチクルの異なる区域において反
復されている、上記第１３項記載のシステム。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による別のシステムにおける主要な要素
を機能的に示すブロック線図である。

【図２】本発明による別のシステムにおける主要な要素
を機能的に示すブロック線図である。

【図３】本発明による方法における主要な操作段階を示
すフローダイヤグラムである。

【図４】図１および図２のシステムを定める構成手順に
おける主要な操作段階を示すフローダイヤグラムであ
る。

【図５】図１および図２のシステムを定める構成手順に
おける主要な操作段階を示すフローダイヤグラムであ
る。

【図６】標準の電気光学的構成部分のデータベースにお
ける新しい項目に関する図４および図５に示す構成の詳
細を示すフローダイヤグラムである。

【図７】図１に示すシステムとともに使用するための絵
画的表示である。

【図８】図１に示すシステムとともに使用するための絵
画的表示である。

【図９】図１に示すシステムとともに使用するための絵
画的表示である。

【図１０】レチクルの詳細およびシステムのためのＣＴ
Ｆを決定するための対応する出力信号を示す概略的表示
である。

【図１１】レチクルの詳細およびシステムのためのＣＴ
Ｆを決定するための対応する出力信号を示す概略的表示
である。

【図１２】レチクルの詳細およびシステムのためのＭＴ
Ｆを決定するための対応する出力信号を示す概略的表示
である。

【図１３】レチクルの詳細およびシステムのためのＭＴ
Ｆを決定するための対応する出力信号を示す概略的表示
である。

【図１４】レチクルの詳細およびシステムのためのＳＮ
比を決定するための対応する出力信号を示す概略的表示
である。

【図１５】レチクルの詳細およびシステムのためのＳＮ
比を決定するための対応する出力信号を示す概略的表示
である。

【図１６】レチクルの詳細およびグレイ・レベルの直線
性についてシステムを試験するための対応する出力信号
を示す概略的表示である。

【図１７】レチクルの詳細およびグレイ・レベルの直線
性についてシステムを試験するための対応する出力信号
を示す概略的表示である。

【図１８】レチクルの詳細およびビネッティングについ
てシステムを試験するための対応する出力信号を示す概
略的表示である。

【図１９】レチクルの詳細およびビネッティングについ
てシステムを試験するための対応する出力信号を示す概
略的表示である。

【図２０】レチクルの詳細および歪みについてシステム
を試験するための対応する出力信号を示す概略的表示で
ある。

【図２１】レチクルの詳細および色度についてシステム
を試験するための対応する出力信号を示す概略的表示で
ある。

【図２２】レチクルの詳細およびトランジエントについ
てシステムを試験するための対応する出力信号を示す概
略的表示である。

【図２３】レチクルの詳細およびトランジエントについ
てシステムを試験するための対応する出力信号を示す概
略的表示である。

【図２４】レチクルの詳細およびきずについてシステム
を試験するための対応する出力信号を示す概略的表示で
ある。

【図２５】レチクルの詳細およびきずについてシステム
を試験するための対応する出力信号を示す概略的表示で
ある。

【図２６】レチクルの詳細およびブルーミングについて
システムを試験するための対応する出力信号を示す概略
的表示である。

【図２７】レチクルの詳細およびブルーミングについて
システムを試験するための対応する出力信号を示す概略
的表示である。

【符号の説明】

１０システム１１電気光学的システム１２ビデオカメラ１３レンズ１４ターゲット１５光源１６ディジタイザ１７コンピュータ１８表示装置１９電子信号試験発生器２０〜２２レチクル２７傾斜するへり３０単一の十字線、透明の線３１パターン、不透明の線３２出力信号３５鋭いへり３６出力信号３７へり４０重み関数４１異なるグレイ・レベルの領域４２出力信号４３均一な光関数、入力信号４４出力信号４５入力点、十字線４６出力点４７カラーチャート５０レチクル５１透明の白区域５２黒区域５３公称均質のターゲット５４きず５５暗いターゲット５６明るいスポット５７画像

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（ａ）光源、被験ターゲット、レンズお
よび影像手段を有する電気光学的システムを構成するた
めに要求される追加の前以て目盛定めした装置に少なく
とも１つの電気光学的試験装置を連結し、（ｂ）複数の前以て目盛定めした装置のそれぞれの識別
コードを対応する電気光学的性能と一緒に記憶させ、（ｃ）影像手段を被験ターゲットに対して整列させて、
その収束された画像を生成し、（ｄ）存在する場合、前記電気光学的システムの中のど
の装置が前以て目盛定めされているかを特定し、（ｅ）収束された画像をディジタル化しかつ記憶させて
ディジタル化された画像を生成し、（ｆ）ディジタル化された画像を分析して、電気光学的
システムの性能を代表しかつ前記少なくとも１つの電気
光学的試験装置の各々および前記追加の前以て目盛定め
した装置の各々の構成部分の電気光学的性能の積である
電気光学的性能を決定し、そして（ｇ）前記少なくとも１つの電気光学的試験装置の各々
の構成部分の電気光学的性能の積を決定する、からなる
ことを特徴とする、少なくとも１つの電気光学的試験装
置の性能を試験する方法。
【請求項２】必要に応じて追加の前以て目盛定めした
装置に連結された少なくとも１つの電気光学的試験装置
を含み、前記電気光学的システムは光源、ターゲット、
レンズおよび影像手段を具備する電気光学的システム、電気光学的システムに連結されそして前以て目盛定めし
た装置の識別コードおよびその対応する電気光学的性能
のデータベースをその中に記憶するメモリーを含むコン
ピュータ、電気光学的システムおよびコンピュータに連結され、電
気光学的システムの整列を可能としそして、電気光学的
システムが正しく整列されたとき、指示信号を生成する
光学的整列手段、前記電気光学的システムの中の前以て目盛定めした装置
の各々の識別コードを特定する構成手段、電気光学的システムにより生成された画像をディジタル
化するために電気光学的システムに連結され、そして対
応するディジタル化された画像をその中に記憶する前記
メモリーに連結されているディジタル化手段、メモリーに連結され、電気光学的システムの性能を示
し、かつ前記少なくとも１つの電気光学的試験装置の各
々および前記追加の前以て目盛定めした装置の各々の構
成部分の電気光学的性能の積に等しい電気光学的性能を
決定し前記少なくとも１つの電気光学的試験装置の各々
の構成部分の電気光学的性能の積をさらに決定する分析
手段を具備することを特徴とする、少なくとも１つの電
気光学的試験装置の性能を決定するシステム。