JPS62138734A - 自動mtf測定装置 - Google Patents

自動mtf測定装置

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JPS62138734A
JPS62138734A JP28133785A JP28133785A JPS62138734A JP S62138734 A JPS62138734 A JP S62138734A JP 28133785 A JP28133785 A JP 28133785A JP 28133785 A JP28133785 A JP 28133785A JP S62138734 A JPS62138734 A JP S62138734A
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JP
Japan
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value
mtf
ronchi grating
positioning table
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP28133785A
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English (en)
Inventor
Satoshi Tanaka
智 田中
Yoshibumi Hara
義文 原
Keinosuke Kanejima
敬之介 金島
Yoshio Mochida
省郎 持田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62138734A publication Critical patent/JPS62138734A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、焦点全自動的に検出する機能を有する、光学
レンズ用のM T F (ModulationTra
nsfer Function以下MTFと略記する。
)の自動測定装置に関するものである。
従来の技術 近年、光学レンズの性能全定量的に評価するた。
めの指標としてMTF値が重要視されるようになってき
た。
従来のMTF測定装置は、目視により焦点合せ全行ない
、被検レンズとロンキー格子全同時に回転させることに
よりロンキー格子に点線を走査させて得られた光の強弱
のデータを収集した後、波形解析処理してMTF値全測
定していた。
以下図面を参照しながら、従来のMTF測定装置につい
て説明する。
第2図は従来のMTF測定装置の断面図を示すものであ
る。
定盤1上を光軸2の方向に摺動する照明スタンド3とコ
リメータレンイスタンド4と光電変換スタンド6に加え
、被検レンズメタ/ドロとロンキー格子スタンド7と摺
動台8を搭載しモータ9とボールねじ10により揺動す
る回転テーブル11と信号処理装置12と外乱光をしゃ
へいする暗箱13から構成されていた。摺動台8には回
転テーブル11の回転軸14に零をあわせた余尺16が
取付けられていた。
以上のように構成されたMTF測定装置につ、いて、以
下その動作について説明する。
まず、照明スタンド3のピンホール16から出た光は、
コリメータレンズ1了を経て被検レンズ18の焦点面に
結像゛する。この像面にロンキー格子19をレンズの光
軸2に直交させておき、被検レンズ18の第2主点付近
を回転軸14として、光軸2を含む面内で被検レンズ1
8とロンキー格子19を同時に回転させるとロンキー格
子19が点像を走査することになる。点像ioンキー格
子19が走督して得られる透過光は、フィールドレンズ
20で平行となり、光電子倍増管21に入射して光電変
換される。光電変換された電気信号より信号処理装置1
2ば、ピーク値(最犬僅)A。
ボトム値(最小値)Bを選別し、更には像のMTF八−
B 値I (fl = A+B’に計算する。一方、摺動台
8に設置された余尺16より読みとった被検レンズ18
の焦点距離、ピンホール16の直径、ロンキー格子19
の空間周波数よりピンホールのMTF値R(1)が計算
でき更には被検レンズ18のMTF値Tσ)がT(刀=
I(f)/R(f)なる式で計算できる(例えば、松井
弘之「量産用レンズテスター」、(光学技術]スタンド
、vollB、扁4、P31−P39 )。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、 (1)被検レンズ18の焦点位置にロンキー格子19の
面をあわせる作業の調整の都度光電子倍増管21の高圧
スイッチ22金切り、暗箱13のカバーをはずし装置の
中に首を入れ摺動台8に設置された余尺16の目盛を読
みとる等煩雑な操作が必要で読みとりミスも発生しやす
く、又読みとれる測定値も0.2価程度で測定値の信頼
性9分解能のうえでも不充分であったこと、(11)上
記操作金紗て読みとった被検レンズ18の焦点距離はデ
ータ処理装置24のキーボード26より作業者がキーイ
ンしピンホール16のMTF値R(f)の計算に使われ
る。このような手間のかかる調整のため測定時間が遅い
こと、(110ラジアル方向とタンジエンシャル方向の
MTF値を求める際には、各々に対応したロンキー格子
19を交換する必要があり、その都度また焦点の合せ直
しを行なうため、時間がかかるとともに、ラジアル方向
とタンジエンシャル方向の焦点位置が必ずしも一致しな
いこと、という問題を有していた。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の自動MTF測定装
置は、平行光線全照射する光源と、被検レンズを光軸を
中心に任意の角度だけ回転させる第1の回転テーブルと
、ラジアル方向とタンジェンシャル方向のパターンを有
するロンキー格子を連続走査させる走査装置と、前記走
査装置を光軸方向に移動させる第1の位置決めテーブル
と、前記第1の回転テーブルと第1の位置決めテーブル
とを搭載し光軸方向に移動する第2の位置決めテーブル
と、前記第2の位置決めテーブルを搭載し水平方向に任
意の角度だけ回転可能な第2の回転テーブルと、ロンキ
ー格子を透過した光を受光する受光装置と、前記受光装
置からの信号からピーク値とボトム値を検出する計測装
置と、前記第1の位置決めテーブルの位置データおよび
前記計測装置で得られるピーク値とボトム値からMTF
値を算出するデータ処理装置と、第1の位置決めテーブ
ルの位置全制御し、前記データ処理装置で得られるIV
f T F値を参照して、MTF値が最大となる焦点位
置に第1の位置決めテーブルを位置決めする制御装置と
を備えた事を特徴とするものである。
作  用 本発明は上記した構成によって、ロンキー格子自体を連
続定歪させることにより、被検レンズとロンキー格子を
同時に回転させる必要がないのでレンズの中の1点での
測定を短時間で行なえる。
さらにロンキー格子はラジアル方向とタンジェンンヤル
方向のパターンを有しているため同時に上記両方向のM
TF値が測定できる。
また、焦点位置にロンキー格子を自動的に位置するよう
に制御してkTF値を測定するので、信頼性の高い測定
値を得る墨ができる。
実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
第1図は、本発明の実施例における自動MTF測定装置
の断面図である。第1図において、100は平行光線全
照射する光源で、ランプ33、ピンホール16、コリメ
ータレンズ17で構成さし、&34は被検レンズ18を
回転させる第1の回転テーブル、35は第1の回転テー
ブル34を搭載し光軸方向に移動可能な第2の位置決め
テーブル、36はロンキー格子41およびその走査装置
99を搭載し第2の位置決めテーブル36上に光軸方向
に移動可能な第1の位置決めチー プル、37は第2の
位置決めテーブル35′fr:搭載した第2の回転テー
ブルである。38は光電変換部21とフィールドレンズ
20を搭載し、光軸方向に移動可能な第3の位置決めテ
ーブルであって、これらで受光装置98を構成している
。43は光電変換部21からの信号を処理する計測装置
である。第1の回転テーブル34.第2の位置決めテー
ブル36、第1の位置決めテーブル36、第2の回転テ
ーブル3了、フィールド位置決めテーブル38は、それ
ぞれNC制御されたモーターにより駆動・位置決めされ
、44ばこれらの位置制御を行なう制御装面である。4
6は測定条件、位置データ、測定値よりMTF値を算出
するデータ処理装置である。
尚、第1図にMで示すのは、モータである。
第3図は、ロンキー格子41の拡大図を示すものであっ
て、60はラジアル方向、61はタンジエンシャル方向
の測定用のロンキー格子パターンであり、走査装置99
の移動に伴ってa方向に往復運動全行なって用いる。
第4図は、測定動作時の光電変換部21の出力信号であ
り光軸がロンキー格子41によってさえぎられだ時小さ
くなり光が通過した時に大きくなる。この波形は、ロン
キー格子41が焦点に近づけば近づくほどピーク値(最
大値)とボトム値(最小値〕の比が大きくなり、逆に焦
点がずれるにつれて、振幅の小さな波形となる。
第5図は、MTF値と焦点位置の関係全示すものであり
、MTF値はその特性上焦点面で最大値全とり、その両
側ではある範囲までは単純に減少する。
第6図は、計測装置43のブロック図である。
光電変換部21に入力した光はフォトマルに上りポ気信
号に変換され、増巾器62、ローパスフィルター63を
通過した信号から、ピークホールド回路64で最大値を
、ボトムホールド回路56で最小値全検出する。これi
A/D変換器67でデジタル値に変換して、MTF値の
算出に用いる。
66は波形観測用のオシロスコープであり、第4図のよ
うな波形が観測される。又97はロンキー格子タイミン
グ信号である。
ここで、1回分の測定のための装置の動作について説明
する。
光源100から出た平行光は、被検レンズ18にてロン
キー格子面近辺に焦点を結ぶ。この状態でロンキー格子
41を第3図に示すa15向に1往復走査させると、受
光装置98の光電変換部21では第4図のような波形が
得られる。この波形から第6図の計測装置43によりピ
ーク値Aとボトム+[B k検出する。この値と第1の
位置決めテーブル36の位置データを用いて、式(1)
よりMTF値ヲ算出する。ロンキー格子41の1往復で
ラジアル方向のロンキー格子パターンと、タンジェンシ
ャル方向のロンキー格子パターンを走査するしうるので
往復時にラジアル方向のMTF値全、復時にタンジェン
シャル方向のMTF値を測定する。
以上のように、被検レンズ18の中の1点のMTF値の
測定は、ロンキー格子41の1往復中に行なう事ができ
る。
第7図は測定動作フローを示したもので、第8図に第7
スの中の焦点検出の部分の詳細フローを示す。
第2の位置決めテーブル35を被検レンズ18の第2主
14が第2の回転テーブル37の回転軸に一致するよう
に、第2の回転テーブル37を被検レンズ18と光軸2
が平行となるように、第1の位置決めテーブル36を焦
点付近に、フィールド位置決めテーブル38をロンキー
格子41を通過した光を受光できる位置に、それぞれ位
置決めする(フロー図■)。
次に第1の位置決めテーブル36を光軸方向に移動しな
がらMTF値を測定して、その頭が最大となる焦点位置
を検出する(フロー図■)。焦点の検出が終れば、まず
光軸上で、前記したようにロンキー格子41を走査して
MTFgLを測定する(フロー図■)o被検レンズ18
の中の他の点に関しては、第1の回転テーブル34と第
2の回転テーブル37を回転させた後、ロンキー格子4
1を定歪してM T F値を測定する。全測定点の測定
が終了するまで、この動作企くりかえす(フロー図■、
■、■)。測定条件、測定結果全出力して動作を終了す
る(フロー図■)Q 焦点検出は次のように行なう。
まず、イニシャル設定された位置(焦点の近辺の点でこ
こ全0とする。)においてMTF値を測定しMTFo4
として記憶する(フロー図■)。次に第1の位置決めテ
ーブル36を光軸方向に単位量(1〜数μm)だけ移動
させる(この移動方同全十とする)、(フロー図■)。
その点でMTF値全測定し、MTFlとして記憶する(
フロー図[相]氾MTF  とMTF1’i比較する事
により焦点がイ二〇 シャル設定点のどちらにあるかを判定する(フロー図0
)。
MTFoの方が大きい場合、焦点は−の側に、MrFl
の方が大きい場合は、十の側に存在するので、各範囲に
限定して焦点をさがす。
(a)  MT F 1の方が大きい場合MTF  を
MTFoとして記憶しなおしくフロー図Q)、第1の位
置決めテーブル36を再度移動して、MTF値を測定し
てMTFlとして記憶する(フロー図@、[相])。M
TFoとMTFlを比較してMTFlが太きければ再度
上記動作(フロー図■、@)k<りかえし、MTFoが
大きければ、それが最大値となる(フロー図■)0ら)
MTFoの方が大きい場合 第1の位置決めテーブル36を今度は一方向に移動して
MTF値を測定しMT F 2として記憶する(フロー
図◎、0)。MTFoとMTF22比較して、MTF2
が大きければ、MTF2をMTFoとして記憶しなおし
くフロー図■〕、再度上記動作(フロー図■、o)をく
りかえし、MTF。
が大きければ、それが最大値となる。
以上のようにして求められた点は、1つ前に測定した位
置であるので、最大値をとった点に戻して(フロー図[
相])焦点検出を終える。
データ処理装置46で行なうMTF値の算出式を下記に
示す。
Iσ)=罰T   ・・・・・・・・・・・・・・・、
・・・・・・0)Rσ)=J1(2πaf)/(πaf
)・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(3)T(f′)=Iσ)/Rσ)      ・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)I
げ):像のMTF値 A:光電変換した信号のピーク値(最大値)B:光電変
換した信号のボトム値(最小値)a:ビンホールの像面
での理想半径 d:ビンホールの半径(固定) fT:被検レンズの焦点距離 fo:コリメータレンズの焦点距離(固定)d:ビンホ
ールの半径(固定) R(f) :ビンホールのMTF値 f:ロンキー格子の空間周波数(固定)Tσ):レンズ
のMTF値 なお、ピーク値、ボトム値の検出は、入力を先にA/D
変換したのち、デジタル的に行なっても同じ効果が得ら
れる事はいうまでもない。
発明の効果 以上のように本発明によればレンズの中の1点が同時に
でき、更に焦点位置にロンキー格子を自動的に位置させ
てMTF値測定ができる結果、個人差による測定誤差を
含む事なく、高速で高精度なLwiTF値測定を行なう
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における一実施例の自動MTF測定装置
の断面図、第2図は従来例の断面図、第3図は本発明の
上記実施例におけるロンキー格子パターンの拡大図、第
4図は光電変換された信号波形図、第6図はMTF値と
焦点位置との関係を示すグラフ、第6図は計測装置のブ
ロック図、第7図は動作フロー図、第8図は第7図の焦
点検出部分の詳細フロー図である。 18・・・・・・被検レンズ、34・・・・・・第1の
回転チーグル、35・・・・・・第2の位置決めテーブ
ル、36・・・・・・第1の位置決めテーブル、37・
・・・・・第2の回転テーブル、41・・・・・・ロン
キー格子、43・・・・・・計測装置、44・・・・・
・制御装置、46・・・・・・データ処理装置、9日・
・・・・・受光装置It、99・・・・・・走査装置、
100・・・・・光源。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第3
図 4f 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 平行光線を照射する光源と、被検レンズを光軸を中心に
    任意の角度だけ回転させる第1の回転テーブルと、ラジ
    アル方向とタンジェンシャル方向のパターンを有するロ
    ンキー格子を連続走査させる走査装置と、前記走査装置
    を光軸方向に移動させる第1の位置決めテーブルと、前
    記第1の回転テーブルと第1の位置決めテーブルとを搭
    載し光軸方向に移動する第2の位置決めテーブルと、前
    記第2の位置決めテーブルを搭載し水平方向に任意の角
    度だけ回転可能な第2の回転テーブルと、ロンキー格子
    を透過した光を受光する受光装置と、前記受光装置から
    の信号からピーク値とボトム値を検出する計測装置と、
    前記第1の位置決めテーブルの位置データおよび前記計
    測装置で得られるピーク値とボトム値からMTF値を算
    出するデータ処理装置と、第1の位置決めテーブルの位
    置を制御し、前記データ処理装置で得られるMTF値を
    参照して、MTF値が最大となる焦点位置に第1の位置
    決めテーブルを位置決めする制御装置とを備えた事を特
    徴とする自動MTF測定装置。
JP28133785A 1985-12-13 1985-12-13 自動mtf測定装置 Pending JPS62138734A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012058085A (ja) * 2010-09-09 2012-03-22 Fujifilm Corp レンズ検査装置
CN102914320A (zh) * 2012-10-22 2013-02-06 中国科学院西安光学精密机械研究所 线阵ccd相机双向调制传递函数测试装置及方法
CN106550232A (zh) * 2015-09-23 2017-03-29 广东光阵光电科技有限公司 一种摄像头成像品质检测方法及检测系统
CN110519590A (zh) * 2017-08-08 2019-11-29 广东弘景光电科技股份有限公司 摄像头模组的检测方法及系统

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