JPS6411887B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は引伸レンズやマイクロレンズ等の光学
素子のMTF（Modulation Transfer Function：
伝達関数）を検査するMTF検査装置に関する。

〔従来の技術〕

レンズ等の光学素子のMTFを測定する方法と
しては格子チヤートを走査する光学的フーリエ変
換法、エツジ又はスリツトを走査してその電気信
号を電気的にフーリエ解析する電気的フーリエ変
換法、干渉を利用する自己相関法等が知られてお
り、その測定器が市販されている。

光学的フーリエ変換法では第２図ａに示すよう
に光源８の前にスリツト９を置き、被検レンズ４
によつて投影されたスリツト９の像９ａを正弦波
チヤート１０で走査し、その時間的明暗を受光器
１１によつて捕えてオツシロスコープ１２で表示
し、又は第２図ｂに示すようにスリツト９と正弦
波チヤート１０を入れ換えて物体側の正弦波チヤ
ート１０を走査して時間的正弦波を発生させてい
る。なお、MTFを得るには受光部１１で捕えた
正弦波のピーク値と谷部の値との差をその和で割
るという演算を行う。また、第２図ｃに示すよう
に固体走査素子を用いるMTF検査方法では第２
図ｂの方法と同様に光源８の前に正弦波チヤート
１０を置くが、第２図ｂの方法とは異なり正弦波
チヤート１０は固定したままであり、被検レンズ
４による正弦波チヤート１０の投影像１０ａを固
体走査素子１３で受光する。固体走査素子１３は
自己走査機能を有しており、静止した空間的正弦
波１０ａを時間的正弦波に変換し、オツシロスコ
ープ１２は第２図ａ，ｂの方法と同様に波形を表
示する。

ここに、MTF検査用の固体走査素子１３は画
像を１方向にのみ走査して電気信号に変換する１
次元の素子である。

しかし、上記市販の測定器では格子チヤート、
エツジ、スリツト等の機械的走査を必要とし、そ
れが回転であるにしろ併進であるにしろ高精度な
メカニズムの走査機構が要求される。したがつて
この走査機構は高価で比較的大きなものになりや
すい為、各像高やチヤートの方向角（所謂
Azimuth）等に対応した個数を設置することが
難しい。この為、１組の走査機構や光源、受光部
等を必要な各位置、方向角に設定して測定を行わ
なければならないので、光軸と軸外２点について
MTFを測定するだけでも少くとも５回の設定変
更を行わなければならない。その上、レンズは一
般に偏心と呼ばれる製作誤差を持つている為、同
じ像高について少くとも対角４方向のMTF測定
を必要とするから、これだけでも17回の設定を行
うことになる。又、Defocusと呼ばれるピントは
ずれ状態の測定を加えれば前述の回数にDefocus
の回数を掛けただけの測定が必要になる。この様
な理由から、レンズの特性判定へのMTF測定の
重要性が呼ばれているにもかかわらず、検査レベ
ルのMTF普及が遅れている。

次に従来のMTF測定装置の一例を挙げて説明
する。この例は複写レンズ、マイクロレンズ、引
伸レンズ等の様に物体距離有限で使用されるレン
ズやフアイバー等の光学素子のMTFを測定する
ものであり、第１図に示す。図中、１は光源部で
あり、光源とスリツトが主な構成要素であるが、
必要に応じて集光レンズ、拡散板、波長選択フイ
ルタ等を取り付けることができる。この光源部１
のスリツトは測定したい方向角に回転できる様に
構成され、光源部１全体は副ベンチ２の上を摺動
し必要な物体高に設置できる様になつている。３
は被検レンズホルダーであり、被検レンズ４を取
り付ける装置とこれを任意の角度回転できる装置
とからなる。５は受光部であり、走査チヤートと
受光器が主な構成要素であるが、チヤートの走査
機構、空間周波数変換機構の他、必要に応じてリ
レーレンズ、フアインダー等が付加される。この
受光部５は光源部１のスリツト方向に対応した方
向角に設置できる様に回転が可能であり、受光部
５全体はもう一つの副ベンチ６の上を摺動し、設
置した物体高に対応した像高が設置できる様にな
つている。副ベンチ２，６及びレンズホルダー３
は主ベンチ７の上を摺動し必要な物体距離と像距
離が設定できる様になつている。

第３図は固体走査素子を用いたMTF検査装置
の一例を示すもので、引伸レンズやマイクロレン
ズの検査、調整を目的としたものである。図中、
８は光源であり、ここでは螢光灯を示してある
が、ハロゲンランプに集光照明系を組合せたもの
でもよい。１４は拡散板であり全画面における照
度分布のムラを取り除く為と照明光のコヒーレン
シイを減少させる目的で挿入される。１０はチヤ
ート板で第４図に示す様に必要な物体高又は像高
に対応する位置全てに同様なチヤート素子１０₁，
１０₂……が配置されている。このチヤート素子
１０₁，１０₂……は全て動径方向に向けて配置さ
れたチヤート素子であるが、第５図に示すように
動径方向に向けて配置されたチヤート素子１０₁，
１０₄，１０₆，１０₈，１０₁₀，１０₁₁，１０₁₃，
１０₁₅，１０₁₇と接線方向に向けて配置されたチ
ヤート素子１０₂，１０₃，１０₅，１０₇，１０₉，
１０₁₂，１０₁₄，１０₁₆，１０₁₈とを複数の方向
角にそれぞれ同じ像高で設けるようにしてもよ
い。各チヤート素子１０₁，１０₂，……はそれぞ
れ透明部を不透明部とが交互に１方向へ配列され
て必要な単一周波数のチヤート、または選定され
た複数の周波数のチヤートに構成されるが、この
チヤートとは別に規格化用の比較的幅の広い透明
部と不透明部も有している。この幅の広い透明部
と不透明部は各物体高または各像高において近似
的に零空間周波数のMTFを１に規格化できるよ
うな幅の広ものである。被検レンズ４はレンズホ
ルダー３に取付けられ、被検レンズ４自体のピン
ト合わせを行うための機構、もしくはレンズホル
ダー３のピント合わせを行うための機構により上
下に移動されてピント合わせが行われる。１５は
固体走査素子１３を一平面上に設置する板であ
り、この例ではチヤート板１０上のチヤート素子
１０₁，１０₂，……に対応した位置に固体走査素
子１３₁，１３₂，……が設置されている。第５図
に示すようなチヤート板１０が用いられた場合に
は第６図に示すようにそのチヤート板１０上の動
径方向及び接線方向に同じ像高で配置された各一
対づつのチヤート素子１０₁と１０₂，１０₃と１
０₄，１０₅と１０₆，１０₇と１０₈，１０₉と１０
₁₀，１０₁₁と１０₁₂，１０₁₃と１０₁₄，１０₁₅と１
０₁₆，１０₁₇と１０₁₈に対応した位置に固体走査
素子１３₁，１３₁₇，１３₁₆，１３₈，１３₉，１３
₁₂，１３₁₃，１３₄，１３₂が設置される。各固体
走査素子１３₁，１３₂，……は画像を動径方向ま
たは接線方向にのみ走査して電気信号に変換する
１次元の素子である。

この様な装置では各像高や方向角につき一度に
全ての情報が得られる為、後はその電気的演算処
理により短時間に被検レンズの良否の判定が可能
になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第１図のMTF測定装置は多機種少量のレンズ
に対して種々の設定条件でMTFを測定したりレ
ンズ以外の光学素子のMTFを測定する等いわゆ
る万能性には優れているが、大量のレンズの良否
を能率良く判定する必要のあるいわゆる検査機と
してはほとんど使い物にならないのが現状であ
る。つまり、この装置では光源部１と受光部５が
比較的大きい上、特に受光部５は高精度のメカニ
ズムが要求され高価なものとなり易い為、必要な
物体高（像高）に対応する数だけ設置することが
難しい。従つて被検レンズが同機種であつても
個々のレンズのMTF測定を行う度に必要な物体
高に対応した光源部１と受光部５の移動が必要と
なる。そのうえ、軸上以外においては動径方向
（いわゆるRadial）と接線方向（いわゆる
Tangential）の二方向の方向角に従つて光源部
１と受光部５を各物体高（像高）毎に回転させて
設置しなければならない。

また第３図のMTF検査装置では被検レンズに
より投影されるテストチヤート像に対応して固体
走査素子を配置するので、チヤート像の数に等し
い数だけ固体走査素子を配置する必要があり、チ
ヤート像が多くなればそれだけ多くの固体走査素
子が必要になつてくる。例えば第６図に示すよう
に固体走査素子１３₁〜１３₁₇が配置された場合
光軸外16個のテストチヤート像に関してのMTF
が測定できるが、テストチヤート像をさらに増や
した場合テストチヤート像の増加分に等しい固体
走査素子を増設する必要がある。

本発明は操作性と迅速性に優れていてしかも固
体走査素子の数を低減できるMTF検査装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は１つの方向角で互いに異なる像高に対
応する各位置に配置された動径方向のチヤート素
子及び接線方向のチヤート素子を１組のチヤート
素子として複数の方向角にそれぞれ１組づつのチ
ヤート素子が配置されたチヤート板と、一体的か
つ被検素子の光軸を中心として回転可能に設けら
れ前記チヤート板に配置された複数組のチヤート
素子の各像が回転位置に応じて１組のチヤート素
子の各像づつ投影されてこの１組の動径方向のチ
ヤート素子及び接線方向のチヤート素子の各像の
信号をそれぞれ検知する動径方向チヤート素子像
信号検知用固体走査素子及び接線方向チヤート素
子像信号検知用固体走査素子とを備えたものであ
る。

〔作用〕

動径方向チヤート素子像信号検知用固体走査素
子及び接線方向チヤート素子像信号検知用固体走
査素子が被検素子の光軸を中心として回転され、
この動径方向チヤート素子像信号検知用固体走査
素子及び接線方向チヤート素子像信号検知用固体
走査素子はその回転位置に応じて、チヤート板に
配置された複数組のチヤート素子の各像が回転位
置に応じて１組のチヤート素子の各像づつ投影さ
れてこの１組の動径方向のチヤート素子及び接線
方向のチヤート素子の各像の信号をそれぞれ検知
する。

〔実施例〕

第７図〜第９図は本発明の実施例の要部を示
す。この実施例は第３図のMTF検査装置におい
て、上記要部を前記固体走査素子１３₁〜１３₁₇
が設置された板１５の代りに設けたものであり、
基板１６上には光軸上のテストチヤート像の信号
検知用に固体走査素子１７₁が配置されると共に
各像高のテストチヤート像の信号検知用に像高数
の２倍に等しい固体走査素子１７₂〜１７₅が配置
される。この場合同一放射線ａ，ｂ上の固体走査
素子群ｃ，１７₂，１７₄、ｄ，１７₃，１７₅はそ
れぞれタンジエンシヤル方向とラジアル方向に交
互に配置され、45゜の角度をなす２本の放射線ａ，
ｂ上の同一像高点（同一円周上）にある固体走査
素子群ｅ，１７₂，１７₃、ｆ，１７₄，１７₅はそ
れぞれタンジエンシヤル方向とラジアル方向に交
互に配置される。固体走査素子１７₁〜１７₅は画
像を動径方向または接線方向にのみ走査して電気
信号に変換する１次元の素子である。このように
固体走査素子１７₁〜１７₅が配置固定された基板
１６はその中心が光軸中心に一致するように保持
板１８で回転可能に保持され、かつ中心軸１９に
駆動回転系が連結される。

上記固体走査素子群ｃ，ｄはそれぞれ同一放射
線ａ，ｂ上の各像高のタンジエンシヤル方向ある
いはラジアル方向のテストチヤート像の信号を検
知し、固体走査素子群ｅ，ｆはそれぞれ同一像高
点のタンジエンシヤル方向あるいはラジアル方向
のテストチヤート像の信号を検知する。チヤート
板１０は第６図のような固体走査素子１３₁〜１
３₁₇に対応してチヤート素子が配置されたものが
用いられており、基板１６を駆動回転系により回
転させることで各放射線ｇ〜ｌ（チヤート素子が
配置されている各方向角に対応する放射線）上の
各像高のテストチヤート像１０_6a〜１０_17aの信号
を検出することができる。固体走査素子１７₁〜
１７₅からの検知信号は図示しない装置で電気的
に処理されMTFが測定される。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によるMTF測定装置にあ
つては１つの方向角で互いに異なる像高に対応す
る各位置に配置された動径方向のチヤート素子及
び接線方向のチヤート素子を１組のチヤート素子
として複数の方向角にそれぞれ１組づつのチヤー
ト素子が配置されたチヤート板と、一体的かつ被
検素子の光軸を中心として回転可能に設けられ前
記チヤート板に配置された複数組のチヤート素子
の各像が回転位置に応じて１組のチヤート素子の
各像づつ投影されてこの１組の動径方向のチヤー
ト素子及び接線方向のチヤート素子の各像の信号
をそれぞれ検知する動径方向チヤート素子像信号
検知用固体走査素子及び接線方向チヤート素子像
信号検知用固体走査素子とを備えたので、操作性
と迅速性に優れ、しかも固体走査素子の数を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のMTF検査装置の一例を示す斜
視図、第２図はMTF検査原理を説明するための
図、第３図は従来の固体走査素子を用いたMTF
検査装置の一例を示す斜視図、第４図及び第５図
はチヤート板の各例を示す平面図、第６図は受光
部の一例を示す平面図、第７図〜第９図は本発明
の一実施例の要部を示す正面図、平面図並びに説
明図である。 １６……基板、１７₁〜１７₅……固体走査素
子、１０_6a〜１０_17a……チヤート像。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ １つの方向角で互いに異なる像高に対応する
   各位置に配置された動径方向のチヤート素子及び
   接線方向のチヤート素子を１組のチヤート素子と
   して複数の方向角にそれぞれ１組づつのチヤート
   素子が配置されたチヤート板と、一体的かつ被検
   素子の光軸を中心として回転可能に設けられ前記
   チヤート板に配置された複数組のチヤート素子の
   各像が回転位置に応じて１組のチヤート素子の各
   像づつ投影されてこの１組の動径方向のチヤート
   素子及び接線方向のチヤート素子の各像の信号を
   それぞれ検知する動径方向チヤート素子像信号検
   知用固体走査素子及び接線方向チヤート素子像信
   号検知用固体走査素子とを備え、この動径方向チ
   ヤート素子像信号検知用固体走査素子及び接線方
   向チヤート素子像信号検知用固体走査素子を回転
   させて被検素子の各方向角のMTF測定を行うこ
   とを特徴とするMTF検査装置。