JPS5861437A - 投影型mtf測定装置におけるデ−タのサンプリング処理方法 - Google Patents

投影型mtf測定装置におけるデ−タのサンプリング処理方法

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JPS5861437A
JPS5861437A JP15963581A JP15963581A JPS5861437A JP S5861437 A JPS5861437 A JP S5861437A JP 15963581 A JP15963581 A JP 15963581A JP 15963581 A JP15963581 A JP 15963581A JP S5861437 A JPS5861437 A JP S5861437A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0292Testing optical properties of objectives by measuring the optical modulation transfer function

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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】 本発明は投影型MTF測定装置におけるデータのサンプ
リング処理方法に関するものである。
MTF(モジュレーション・トランスファm−ファンク
ション)によって、結像光学系の結像性能を総合的に評
価し得ることが知られ、種々のMTF測定方法が提案さ
れている。
従来、この種の測定方法として、例えば、固体撮像素子
からの光電変換信号を各フォトエレメント毎に連続して
取り出して演算処理する方法が知られている。しかし、
上記従来の方法を用いた場合、過剰サンプリングとなシ
その結果Jフーリエ変換に要するメモリーの容量が多く
なるとともに演算速度も低下してしまうという問題があ
る。このため仮に高速演算を行々う場合には、%変換器
等、高速演算用のICを用いる必要があるため、コスト
を大幅に引き上げてしまう。
本発明は、上記従来技術における問題に着目してなされ
たもので、フーリエ変換に関する演算速度の高速化とメ
モリー容量の低減化及び、簡易な回路構成と装置全体の
コストダウンを図ることのできる、投影型M T F測
定装置におけるテークのサンプリング処理方法を提供す
ることを目的とする。
以下、本発明の詳細な説明する。、 本発明に係るテークのサンプリング処理方法は、固体撮
像素子を形成するフォトエレメント間隔ΔP、被検レン
ズのカットオフ周波数UC1当該装置の測定最大周波数
UM 、投影倍率mに対して、を満足する自然数ル及び
定数kを求め、該固体撮像素子からの光電変換信号をフ
ォトエレメントに対して少くとも2ぽ以上毎にサンプリ
ングして演算処理を行なうことを特徴とする。
例えばカメラレンズ等のMTF測定装置においては、3
0〜50倍の有限距離で物体を拡大投影して測定する必
要がある。
MTFの測定には種々の方法があるが、上記の様な高倍
率の測定では一般に、幅数μm〜20μm程度の極細な
スリットを用い、そのスリット像の幅方向光強度分布を
CCD、 BBD、 PDA等の自己走査型固体撮像素
子によって求め、これを電気的にフーリエ変換する方法
が用いられている。
この固体、撮像素子を形成するフォトエレメントの大き
さは謀り常に小さく、例えば現在市販されている標準の
ものでは、フォトエレメント間隔が13μmとなってお
シ、これらが直線状に配列されている。
ところで、この様な自己走査型の受光素子を用いたMT
F測定装置においては、第1図に示す如く、光源1から
の光をスリット2を介して被検レンズ3に導き、スリッ
ト像4を結像させる様になっておシ、さらに、このスリ
ット像4に対して直交する関係に、フォトエレメント5
が配列されてい、る(第2図、第3図参照)。
iニー 0jJA 合、各フォトエレメント5が、第3
図に示される様に矩形形状となっているため、その出力
強度は離散的にサンプリングされた値として表されるこ
とになる。従って、MTFを求める場合、上記自己走査
型受光素子の光電変換出力を離散的にフーリエ変換する
必要がある。この離散的にフIJ工変換する方法を離散
的フーリエ変換法と称する0 この離散的フーリエ変換の特質について説明すると、第
4図(a)に示す如く、スリーノド偉力;連続信号で検
出された場合にはMTFも連続信号として対応した形で
表わされる。
一方、第4図(h)に示す如く、スリット像をΔiの間
隔でサンプリングした場合、MTFは −〇周Δ℃ 期で繰り返し変換されることになる。
又、サンプリング間隔Δ℃が粗い場合には、第4図(e
)に示す如く、高周波部分のMTF値妙;重畳された形
で表されることになシ、この重畳された周波数領域にお
いてMTF誤差が犬きくなる。これをエリアジング誤差
と呼ぶ。
逆に、サンプリング間隔Δ℃を必要以−ヒに密にした場
合には、第4図(C)に示す如(、MTF誤差は伴なわ
ないが、゛フーリエ変換の計算処理が膨大となり、演算
速度が遅くなるばかりか、使用するICの高速化及びメ
モリー容量が大きくなり、装置が複雑化しコストアップ
の原因となる。
すなわち、離散的フーリエ変換を行なう場合には、第4
図(C)’ 、 (e)の中間値として求められる第4
図(d)の如き、必要最小限のサンプリング間隔が設定
される必要がちシ、その間隔でサンプリングすることに
よシ、エリアジング誤差がなく、しかも演算処理が必要
、十分なMTF値を得ることが可能となるわけである。
しかるに、前述したフォトエレメント間隔が非常に狭い
固体撮像装置を用いた従来のMTF測定方法ではこれら
のフォトエレメント各々に対して、光電変換信号を各々
取シ出し、且つ、これら光電変換出力各々に対してフー
リエ変換処理を行なっていたので、非常に計算時間が遅
く、メモリー容量も犬きくなシ、且つ高速演算を行おう
とすればする程、ろ変換器等の集積回路の応答速度が高
速のものが要求されるため回路構成が非常に複雑となり
コストアップの原因となっていた。
そこで、フォトエレメント間隔が極めて短かい市販の固
体撮像素子を用いても、回路構成が簡易で且つ高速にフ
ーリエ変換を行なうことができるサンプリング間隔をど
のようにして設定するかが問題となるが、その解は次の
如くして求められる。
被検レンズのカットオフ周波数をUc、投影型MTF測
定装置で測定可能な最大周波数をUM、倍率をmCm>
1) 、サンプリング間隔をΔlとすると、汎=−に設
定すれば、サンプリング定理より、Uc 空間周波数O〜UcまでのMTF値が全く誤差を生ぜず
に傅らnることかわかる(第5図参照)。
一方、被検レンズのカットオフ周波数Ucは、カメラレ
ンズでは一般に200〜3007mmの高周波領域に設
定されるが、MTF測定装置で要求さ扛る空間周波数は
、フィルムの解像性能及び人間の解像性能から50〜8
0c/m程度で十分である。従って、測定可能な最大周
波数U’Mも現実的には50〜80’/、であれば十分
であり、UM (Ucとなる。
従って、チャート面でUM−(下限値)〜Uc (上限
値)、投影面でUM 〜Ucでは、エリアジング誤m、
       m 差があっても実質上MTF測定の演算精度には影響がで
ない。これを満足するサンプリング間隔汎の値は第5図
、第6図及び上記よシ、 を共に満足する範囲の値として求められる。
ところでいま、固体撮像素子のフォトエレメント間隔を
ΔPとすると、第2図に示す如く、ΔP〈Δlなる関係
があるので、上式を満足するサンプリング間隔Δ℃の間
に°はフォトエレメント間隔ΔPが幾つか含まれること
になる。その個数つ″!シサンプリング数をn(自然数
)とすると、Δρ−nΔPと表示・され、上式は次の如
く変形される。
k≧□ (但し、kは定数) tJm 例えば、Uc = 300 ’4、ΔP = 0.01
3 yi771、UM = 100 ’/−−1m =
 50 (倍)とすれば、6.4≦・≦ 19.23 
 、 k≧2 となり、k=2とすれば、6.4≦ル≦
9.62  となるため、ル=7〜9でサンプリングし
ても空間周波数0〜100 /;mrnまでのMTFが
誤差を伴なわずに測定可能となる。
そして、その時、データ量は従来装置に比較して1/9
〜1./7 程度に減少させることが可能となるためメ
モリー数はその分だけ減少し、且つ演算速度は7〜9倍
程度まで向上させることが可能となる。
次に、本発明の実施に適するサンプリング処理回路の構
成例は第7図に示す通りであり、上記回路によシ処理さ
れる信号のタイミングチャートを第8図に示す。
第7図において、固体撮像素子としてはCCD10が用
いられている。このCCD 10は、周知のよ’5K、
アナログシフトレジスタに蓄えられたところの、光強度
に比例した電荷を、クロック発生器11からの転送りロ
ックφ8により順次転送して、スリット像光強度分布を
時系列信号に変換して取り出すものであり、転送りロッ
クφ、の一周期分のビデオ信号vLがフォトエレメント
1個分の光強度に対応する。
従って、ル進カウンター12によシ転送りロックφXを
分周してから、単安定マルチノζイブレータ13により
パルス幅を適切に定めたパルス信号φ8Hをサンプル・
アンド・ホールド回路14に人力することによシ、フォ
トニレメントル個間隔でビデオ信号viを取り出すこと
が可能となる。
この時、データ量は、実質的に−に減少させることが可
能となシ、前述の理由から、−に減少させても、0〜U
MまでのMTFが誤差を伴なわずに測定可能である。
このように、サンプル・アンド・ホールドされた信号V
suは/D変換器15の入力信号となり、およそ、転送
りロックφ、の周期TCに対してn T(の時間内でA
//D変換されることになる。
ここで、φADはパルス信号φ8Hに対して遅延型のフ
リップフロツプ16により位相を遅れさせられたパルス
信号であり、このパルス信号がA/D変換器15のスタ
ート信号として入力される。
又、サンプル・アンド・ホールド回路14は、パルス信
号φ8Hが゛ハイレベルの時−にビデオ信号Vtがこの
パルス信号φ、Hに同期してサンプリングされ、パルス
信号φ8Mカローレベルの時に、サンプリングされたビ
デオ信号viO値を保持する回路のことであり、ビデオ
信号vtはこの回路に入力されると第8図に示す如き波
形となる。
以上述べた様に、ビデオ信号VLは1、転送りロックφ
8に対して周期が−MT(L の間でサンプルホールド
及びA/D変換されるため、実質的にフォトニレメン)
W個間隔に対応したビデオ信号を塩9出し、A//D変
換することができる。
このA/D変換された信号は、ランダム′・アクセス・
メモIJ−17に逐次蓄えられた後、フーリエ変換回路
18に入力され、MTF演算が行なわれる。
そしてその時、従来技術に比べて固体撮像素子のビデオ
信号をフォトエレメントn個毎にサンプリングして取シ
出しているため、高速処理及びコストダウンを達成する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は自己走査型の受光素子を用いたMTF測定装置
の概略構成図、第2図は受光素子の斜視図、第3図は受
光素子の断面図、第4図はスリット信号と、このスリッ
ト信号をフーリエ変換したMTF信号の図、第5図はす
・ンプリング間隔ΔPを密にした際の限界におけるMT
F波形の模式図、第6図はサンプリング間隔ΔPを粗に
配列する際の限界におけるMTF波形の模式図、第7図
は一例としてのサンプリング処理回路の構成図、第8図
は同上図の処理回路で処理される信号のタイミングチャ
ートである。 5・・・フォトエレメント。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一スリットを被検レンズにて拡大投影し、スリット像の
    光強度分布を直線状の受光領域を有する自己走査型固体
    撮像素子にて光電変換し、該光電変換信号を電気的にフ
    ーリエ変換してMTFを測定する装置において、 該固体撮像素子を形成するフォトエレメント間隔ΔP、
    M検レンズのカントオフ周波数Uc、当該装置の測定最
    大周波数UM、投影倍率mに対して、を満足する自然数
    ル及び定数kを求め、該固体撮像素子からの光電変換信
    号をフォトエレメントに対して少くともル個毎にサンプ
    リングして演算処理を行なうことを特徴とする投影型M
    TF測定装置におけるデータのサンプリング処理方法。
JP15963581A 1981-10-07 1981-10-07 投影型mtf測定装置におけるデ−タのサンプリング処理方法 Granted JPS5861437A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58213226A (ja) * 1982-06-07 1983-12-12 Ricoh Co Ltd Mtf測定装置
JPS58215525A (ja) * 1982-06-10 1983-12-15 Ricoh Co Ltd 画信号サンプリング制御方式

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JPS58213226A (ja) * 1982-06-07 1983-12-12 Ricoh Co Ltd Mtf測定装置
JPS58215525A (ja) * 1982-06-10 1983-12-15 Ricoh Co Ltd 画信号サンプリング制御方式

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