JPH09159574A - 光学性能評価装置及び光学性能評価方法 - Google Patents

光学性能評価装置及び光学性能評価方法

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JPH09159574A
JPH09159574A JP31532495A JP31532495A JPH09159574A JP H09159574 A JPH09159574 A JP H09159574A JP 31532495 A JP31532495 A JP 31532495A JP 31532495 A JP31532495 A JP 31532495A JP H09159574 A JPH09159574 A JP H09159574A
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JP
Japan
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spatial frequency
optical system
transfer function
modulation transfer
optical performance
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JP31532495A
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English (en)
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Takami Shibazaki
尊己 芝崎
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 発生する誤差が最小となる変調伝達関数を得
ることができる光学性能評価装置を提供する。 【解決手段】 投影手段により投影されるスリットパタ
ーンの像を、測定光学系を用いてCCD6の受光面上に
結像させて、前記CCD6で得られるデータを基に前記
測定光学系の変調伝達関数を求めるが、この場合に、フ
ーリエ変換部12は、前記CCD6で得られるデータを
空間周波数毎にフーリエ変換する。演算部13は、フー
リエ変換部12による処理結果である空間周波数毎の変
調伝達関数を空間周波数毎に積算する。平均化処理部1
4は、空間周波数毎に得られた変調伝達関数を平均化し
て前記測定光学系の変調伝達関数を求める。このような
動作により、前記測定光学系の測定誤差が少ない変調伝
達関数を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学性能評価装置
及び光学性能評価方法に関し、特に投影手段にによりス
リットパターンを投影して投影レンズ等の測定光学系に
よって受光手段に結像し、該受光手段で得られたスリッ
トパターン像のデータを処理して、測定光学系の変調伝
達関数(MTF:Modulation Trnsfe
r Function)を求める光学性能評価装置及び
光学性能評価方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、特開平7―5075号公報の光学
性能評価装置に開示されているように、投影手段に設け
た光学性能評価用の各種のスリットパターン像を測定光
学系により受光手段の受光素子等に結像させ、前記スリ
ットパターン像のデータを演算手段により演算して、測
定光学系の光学的性能の評価を行なう際、取り込んだデ
ータのノイズを軽減するため平均化を行なうが、スリッ
トパターン像のデータが測定機の機械的な振動等により
受光手段上で変動することがある。
【0003】このため、スリットパターン像のデータを
複数回取り込み、取り込んだスリットパターン像のデー
タの重心データを求めて、各々のスリットパターン像の
データの重心位置が―致するように積算し、平均化を行
なっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光学性能評価装置の場合には、複数回取り込んだ各々の
スリットパターン像のデータの重心位置を一致させるよ
うにスリットパターン像のデータを積算し、平均化を行
なつているため、スリットパターン像のデータの重心位
置に対するサンプリング位置が異なり、取り込んだスリ
ットバターン像のデータに歪みが生じ、ノイズを軽減す
るための平均化処理により変調伝達関数の値に誤差が発
生してしまうという課題がある。
【0005】そこで、本発明は、平均化のために複数回
取り込むスリットパターン像が測定機の振動等に起因し
て移動しても、発生する誤差が最小となる変調伝達関数
を得ることができる光学性能評価装置を提供することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項l記載の発明は、
投影手段により投影されるスリットパターンの像を、測
定光学系を用いて受光手段の受光面上に結像させて、前
記受光手段で得られるデータを基に前記測定光学系の変
調伝達関数を求める光学性能評価装置において、前記受
光手段で得られるデータを空間周波数毎にフーリエ変換
するフーリエ変換手段と、このフーリエ変換手段による
処理結果である空間周波数毎の変調伝達関数を空間周波
数毎に積算する演算手段と、空間周波数毎に得られた変
調伝達関数を平均化して前記測定光学系の変調伝達関数
を求める平均化手段とを有することを特徴とするもので
ある。
【0007】請求項2記載の発明は、投影手段により投
影されるスリットパターンの像を、測定光学系を用いて
受光手段の受光面上に結像させて、前記受光手段で得ら
れるデータを基に前記測定光学系の変調伝達関数を求め
る光学性能評価方法において、前記受光手段で得られる
データを空間周波数毎にフーリエ変換して空間周波数毎
の変調伝達関数を求め、求めた空間周波数毎の変調伝達
関数を積算し、平均化して前記測定光学系の変調伝達関
数を求めることを特徴とするものである。
【0008】請求項l記載の発明に係る光学性能評価装
置において、投影手段により投影されるスリットパター
ンの像を、測定光学系を用いて受光手段の受光面上に結
像させて、前記受光手段で得られるデータを基に前記測
定光学系の変調伝達関数を求めるが、この場合に、フー
リエ変換手段は、前記受光手段で得られるデータを空間
周波数毎にフーリエ変換する。演算手段は、フーリエ変
換手段による処理結果である空間周波数毎の変調伝達関
数を空間周波数毎に積算する。平均化手段は、空間周波
数毎に得られた変調伝達関数を平均化して前記測定光学
系の変調伝達関数を求める。
【0009】このような動作により、前記測定光学系の
測定誤差が少ない変調伝達関数を得ることができる。
【0010】請求項2記載の発明に係る光学性能評価方
法は、投影手段により投影されるスリットパターンの像
を、測定光学系を用いて受光手段の受光面上に結像させ
て、前記受光手段で得られるデータを基に前記測定光学
系の変調伝達関数を求める光学性能評価方法において、
前記受光手段で得られるデータを空間周波数毎にフーリ
エ変換して空間周波数毎の変調伝達関数を求め、求めた
空間周波数毎の変調伝達関数を積算し、平均化して前記
測定光学系の変調伝達関数を求めるものであるから、前
記測定光学系の測定誤差が少ない変調伝達関数を求めて
評価することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。
【0012】図1は本発明の実施の形態である光学性能
評価装置を示す概略構成図であり、この光学性能評価装
置は、スリットパターン照明用の光源2と、照明光を集
光するための集光用レンズ3と、この集光用レンズ3に
より集光された照明光をスリット5まで導く光ファイバ
4と、所望のスリットパターンを金属薄膜蒸着により形
成したスリット板5と、このスリット板5からのスリッ
トパターンの像を後述する受光素子であるCCD6の受
光面上に結像する光学性能を評価すべき測定光学系1
と、受光面上に結像したスリットパターンの像のデータ
を電気信号に変換する受光素子であるCCD6と、この
CCD6からのデータを基にデータ処理を行なうコンピ
ュータ7とを有している。
【0013】このコンピュータ7の構成を図2に示す。
コンピュータ7は、この光学性能評価装置の動作プログ
ラムを格納したプログラムメモリ8と、前記動作プログ
ラムに基づき全体の制御を行う制御部(CPU)10
と、前記CCD6からのアナログ形態のデータをディジ
タル形態のデータに変換して制御部10に送るAD変換
器11と、制御部10の制御の基にディジタル形態のデ
ータに対して空間周波数毎にフーリエ変換するフーリエ
変換手段としての高速フーリエ変換部(FFT)12
と、この高速フーリエ変換部11による処理結果である
空間周波数毎の変調伝達関数を空間周波数毎に積算する
演算手段としての演算部13と、この演算部13により
空間周波数毎に得られた変調伝達関数を平均化して前記
測定光学系1の変調伝達関数を求める平均化手段として
の平均化処理部14と、データサンプリング回数等の設
定データを入力する入力部15と、前記平均化処理部1
2の処理結果を表示する表示部16と、入力部15から
入力されるデータサンプリング回数の値を記憶するメモ
リ17と、データサンプリング回数をカウントするカウ
ンタ18とを具備している。
【0014】次に、前記光学性能評価装置を使用した前
記測定光学系1の光学性能評価方法について図3に示す
フローチャートを参照して説明する。
【0015】尚、入力部16から予めデータサンプリン
グ回数iとして、例えばi=10が入力され、このデー
タサンプリング回数i=10の値はメモリ17に記憶さ
れているものとして以下の説明を行う。
【0016】前記光学性能評価装置の動作が開始する
と、前記制御部10は前記カウンタ18のデータサンプ
リング回数iの値を1にセットするとともに(ステップ
S1)、前記光源2を点灯し、この光源2からの光を集
光用レンズ3により集光して光ファイバ4によりスリッ
ト板5を照射することで、スリット板5のスリットパタ
ーンを測定光学系1に投影する。測定光学系1は、前記
スリットパターンの像をCCD6の受光面上に結像す
る。
【0017】前記スリットパターンの像のデータはCC
D6によりアナログ形態の電気信号に変換されコンピュ
ータ7に取り込まれる(ステップS2)。コンピュータ
7に取り込まれたデータは、AD変換器11によりディ
ジタル形態のデータに変換されて制御部10に送られ、
さらに、前記高速フーリエ変換部12により所定の空間
周波数による高速フーリエ変換(FFT)処理(ステッ
プS3)が実行されて変調伝達関数が求められる。この
高速フーリエ変換部12により求められた変調伝達関数
は前記演算部13により空間周波数毎に積算され(ステ
ップS4)、さらに、このような処理が前記制御部10
による繰り返し処理(ステップS5)でデータサンプリ
ング回数iの値が、i=10(終了)になるまで実行さ
れる。データサンプリング回数iの値が、i=10にな
ると、制御部10はデータの取り込み終了と判断し(ス
テップS6)、前記演算部13により空間周波数毎に積
算された各変調伝達関数の値が前記平均化処理部14に
よりデータサンプリング回数iの値に応じて平均化され
て(ステップS7)、前記測定光学系1の変調伝達関数
が求められる。
【0018】この変調伝達関数は、前記表示部15によ
り表示される(ステップS8)。
【0019】このように、本実施の形態では、スリット
パターンを使用して、光源2からの光を集光用レンズ
3、光ファイバ4を通してスリット5に投光し、測定光
学系1により受光手段であるCCD6上にスリットパタ
ーンの像を結像させ、次に、CCD6上に結像したスリ
ットパターンの像の強度分布をAD変換器11によりデ
ィジタルデータに変換してコンピュータ7に取り込む。
【0020】そして、コンピュータ7に取り込んだデー
タに対して、高速フーリェ変換処理を行い、得られた変
調伝達関数の各値を空間周波数毎に適当な取込み回数分
だけ積算した後、平均化して前記測定光学系1の変調伝
達関数を求めるものである。
【0021】(効果)本実施の形態によれば、測定光学
系1の変調伝達関数を測定する際に、強度分布を平均化
することにより、発生するスリットパターンの像のデー
タが歪むことを防ぎ、より正確な測定光学系1の変調伝
達関数を求めることが可能となる。
【0022】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、機械的な
振動等によるスリットパターン像の揺れに基づくノイズ
を効果的に除去し、測定光学系の変調伝達関数を高精度
に測定することができる光学性能評価装置を提供するこ
とができる。
【0023】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明と同様に、機械的な振動等によるスリットパタ
ーン像の揺れに基づくノイズを効果的に除去し、測定光
学系の変調伝達関数を高精度に測定して評価することが
できる光学性能評価方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の光学性能評価装置の全体
構成を示す概略構成図である。
【図2】本発明の実施の形態の光学性能評価装置におけ
るコンピュータの構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の実施の形態の光学性能評価装置の変調
伝達関数を求める手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
2 光源 3 集光用レンズ 4 光ファイバ 5 スリット板 6 CCD 7 コンピュータ 8 プログラムメモリ 10 制御部 11 AD変換器 12 高速フーリエ変換部 13 演算部 14 平均化処理部 15 入力部 16 表示部 17 メモリ 18 カウンタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投影手段により投影されるスリットパタ
    ーンの像を、測定光学系を用いて受光手段の受光面上に
    結像させて、前記受光手段で得られるデータを基に前記
    測定光学系の変調伝達関数を求める光学性能評価装置に
    おいて、 前記受光手段で得られるデータを空間周波数毎にフーリ
    エ変換するフーリエ変換手段と、このフーリエ変換手段
    による処理結果である空間周波数毎の変調伝達関数を空
    間周波数毎に積算する演算手段と、空間周波数毎に得ら
    れた変調伝達関数を平均化して前記測定光学系の変調伝
    達関数を求める平均化手段と、 を有することを特徴とする光学性能評価装置。
  2. 【請求項2】 投影手段により投影されるスリットパタ
    ーンの像を、測定光学系を用いて受光手段の受光面上に
    結像させて、前記受光手段で得られるデータを基に前記
    測定光学系の変調伝達関数を求める光学性能評価方法に
    おいて、 前記受光手段で得られるデータを空間周波数毎にフーリ
    エ変換して空間周波数毎の変調伝達関数を求め、求めた
    空間周波数毎の変調伝達関数を積算し、平均化して前記
    測定光学系の変調伝達関数を求めることを特徴とする光
    学性能評価方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104990688A (zh) * 2015-06-29 2015-10-21 南京理工大学 双光路像增强器信噪比测试装置
CN108362483A (zh) * 2017-12-11 2018-08-03 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 一种管路系统的监测方法和监测系统

Cited By (3)

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CN104990688A (zh) * 2015-06-29 2015-10-21 南京理工大学 双光路像增强器信噪比测试装置
CN108362483A (zh) * 2017-12-11 2018-08-03 中国船舶重工集团公司第七〇九研究所 一种管路系统的监测方法和监测系统
CN108362483B (zh) * 2017-12-11 2021-05-18 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 一种管路系统的监测方法和监测系统

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