JP2723900B2 - レンズ検査方法 - Google Patents
レンズ検査方法Info
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- JP2723900B2 JP2723900B2 JP63069349A JP6934988A JP2723900B2 JP 2723900 B2 JP2723900 B2 JP 2723900B2 JP 63069349 A JP63069349 A JP 63069349A JP 6934988 A JP6934988 A JP 6934988A JP 2723900 B2 JP2723900 B2 JP 2723900B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、TVカメラレンズ等の検査方法に係り、特に
TVカメラレンズ等の解像度自動検査に好適なレンズ検査
方法に関する。
TVカメラレンズ等の解像度自動検査に好適なレンズ検査
方法に関する。
[従来の技術] 従来のレンズ検査は、特開昭56−134339号公報に記載
のように検査すべきレンズの光学的特性をディジタル化
した信号によって検査の基準となる標準レンズとの比較
を行ない、その数値信号のチェックによって被検レンズ
の検査を行なっている。
のように検査すべきレンズの光学的特性をディジタル化
した信号によって検査の基準となる標準レンズとの比較
を行ない、その数値信号のチェックによって被検レンズ
の検査を行なっている。
[発明が解決しようとする課題] 上記従来技術は、個々のレンズの絶対的な指標を得る
点について配慮がなされておらず、標準レンズを必要と
してレンズの定量的な評価が行なえないという問題があ
った。
点について配慮がなされておらず、標準レンズを必要と
してレンズの定量的な評価が行なえないという問題があ
った。
本発明の目的は、標準レンズを必要としないでレンズ
の定量的な評価を可能にする安価で使用しやすいレンズ
検査方法を提供するにある。
の定量的な評価を可能にする安価で使用しやすいレンズ
検査方法を提供するにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、被検レンズの一方の側の焦点位置近傍に
明と暗の境界が直線より成るスリットを用いたテストチ
ャートを設け、前記被検レンズの他方の側にTVカメラの
受光手段を設け、前記テストチャートを照明装置により
照明し、前記被検レンズから前記受光手段に前記スリッ
トの明と暗の境界の直線部を結像させ、前記結像させた
テストチャートの像の光量分布を画素単位でメモリに記
憶し、前記記憶した画素単位のデータを取り出し、各隣
接画素の光量差により得られる画素単位の光量差分値
を、各走査ライン上の光量差分値の最大点がほぼ同一点
に重なるように調整し、全走査ライン加算したデータを
もとに検査することにより、達成される。
明と暗の境界が直線より成るスリットを用いたテストチ
ャートを設け、前記被検レンズの他方の側にTVカメラの
受光手段を設け、前記テストチャートを照明装置により
照明し、前記被検レンズから前記受光手段に前記スリッ
トの明と暗の境界の直線部を結像させ、前記結像させた
テストチャートの像の光量分布を画素単位でメモリに記
憶し、前記記憶した画素単位のデータを取り出し、各隣
接画素の光量差により得られる画素単位の光量差分値
を、各走査ライン上の光量差分値の最大点がほぼ同一点
に重なるように調整し、全走査ライン加算したデータを
もとに検査することにより、達成される。
さらに、特許請求の範囲第1項記載のレンズ検査方法
において、前記結像した像の光量分布の隣接画素間の光
量差の絶対値が最大となるように前記スリットを光軸方
向に動かして焦点位置合わせをすることを特徴とする。
において、前記結像した像の光量分布の隣接画素間の光
量差の絶対値が最大となるように前記スリットを光軸方
向に動かして焦点位置合わせをすることを特徴とする。
[作用] 上記レンズ検査方法では、解像度の良いレンズをテス
トチャートしての明と暗の境界が直線からなるスリット
を拡大結像させても明と暗の境界部分がぼけることが少
なく、その拡大結像部分に設置の受光手段としてのTVカ
メラによりそのぼけの部分を取り込み、一走査ライン上
の隣接画素間の光量差分値をとると1画素幅の鋭いパル
ス波形を示すデータが得られ、一方で解像度の悪いレン
ズを拡大結像させて取り込み、このぼけの部分の一走査
ライン上の隣接画素間の光量差分値をとると、複数画素
幅の山形波形を示すデータが得られ、この一走査ライン
上の隣接画素間の光量差分値をフーリエ変換することに
より解像度の定量化が可能であるが、ここで、TVカメラ
で画像を取り込む方法ではTVカメラの各画素の感度にば
らつきがあるので高精度の解像度を得る原データとして
は不適当であるため、通常のTVカメラが有している240
本以上の走査ラインの全データを利用すれば各画素単位
の感度のばらつきに左右されない原データが得られるの
で、その処理方法としては各走査ラインごとに隣接画素
間の光量差が適当な値を超えた部分の中間位置を最大の
光量差が生じた画素として、この画素が走査ラインの中
央にくるように光量差分値の走査ラインを移動して全ラ
イン光量差分値を加算した値を原データとすることによ
り、受光手段としてエリアセンサとしては安価なTVカメ
ラを用いてレンズの高解像度検査を自動化することが可
能となる。
トチャートしての明と暗の境界が直線からなるスリット
を拡大結像させても明と暗の境界部分がぼけることが少
なく、その拡大結像部分に設置の受光手段としてのTVカ
メラによりそのぼけの部分を取り込み、一走査ライン上
の隣接画素間の光量差分値をとると1画素幅の鋭いパル
ス波形を示すデータが得られ、一方で解像度の悪いレン
ズを拡大結像させて取り込み、このぼけの部分の一走査
ライン上の隣接画素間の光量差分値をとると、複数画素
幅の山形波形を示すデータが得られ、この一走査ライン
上の隣接画素間の光量差分値をフーリエ変換することに
より解像度の定量化が可能であるが、ここで、TVカメラ
で画像を取り込む方法ではTVカメラの各画素の感度にば
らつきがあるので高精度の解像度を得る原データとして
は不適当であるため、通常のTVカメラが有している240
本以上の走査ラインの全データを利用すれば各画素単位
の感度のばらつきに左右されない原データが得られるの
で、その処理方法としては各走査ラインごとに隣接画素
間の光量差が適当な値を超えた部分の中間位置を最大の
光量差が生じた画素として、この画素が走査ラインの中
央にくるように光量差分値の走査ラインを移動して全ラ
イン光量差分値を加算した値を原データとすることによ
り、受光手段としてエリアセンサとしては安価なTVカメ
ラを用いてレンズの高解像度検査を自動化することが可
能となる。
[実施例] 以下に本発明の一実施例を第1図から第5図により説
明する。
明する。
第2図は、本発明によるレンズ検査装置の一実施例を
示す光学系の構成図である。第2図において、1は光
源、2はスリット板、3はスリット、4は被検レンズ、
5はTVカメラである。第2図の検査用のテストチャート
はスリット板2に形成された明と暗の境界が直線からな
るスリット3によって与えられる。光源(照明装置)1
はスリット3を照明するためのもので、光源1により照
明されたスリット3の像は被検レンズ4によりTVカメラ
(受光手段)5の受光面上に結像される。なお、被検レ
ンズ4は、組みレンズであってもよい。
示す光学系の構成図である。第2図において、1は光
源、2はスリット板、3はスリット、4は被検レンズ、
5はTVカメラである。第2図の検査用のテストチャート
はスリット板2に形成された明と暗の境界が直線からな
るスリット3によって与えられる。光源(照明装置)1
はスリット3を照明するためのもので、光源1により照
明されたスリット3の像は被検レンズ4によりTVカメラ
(受光手段)5の受光面上に結像される。なお、被検レ
ンズ4は、組みレンズであってもよい。
第3図は、第2図のスリット板2を光軸方向から見た
平面図である。第3図において、3、6は角穴スリット
である。第3図のスリット板2には被検レンズ4により
拡大投影した像がTVカメラの受光面の数倍の大きさにな
る明と暗の境界からなる角穴スリット3と、拡大投影し
た像がTVカメラ5の受光面より小さくなる角穴スリット
3と形成する。スリット3はTVカメラ5の受光面に明と
暗の境界線を1本だけ結像させるためのものであり、ス
リット6はTVカメラ5の受光面に結像した像が何倍に拡
大されたかを測定するものである。
平面図である。第3図において、3、6は角穴スリット
である。第3図のスリット板2には被検レンズ4により
拡大投影した像がTVカメラの受光面の数倍の大きさにな
る明と暗の境界からなる角穴スリット3と、拡大投影し
た像がTVカメラ5の受光面より小さくなる角穴スリット
3と形成する。スリット3はTVカメラ5の受光面に明と
暗の境界線を1本だけ結像させるためのものであり、ス
リット6はTVカメラ5の受光面に結像した像が何倍に拡
大されたかを測定するものである。
第1図は、本発明によるレンズ検査装置の一実施例を
示す信号処理装置のブロック図である。
示す信号処理装置のブロック図である。
第1図において、7は計算機、8はA/D変換器、9は
フレームバッファ、10はCPU、11はFPU、12はRAM、13はR
OM、14は入出力部、15は端末装置、16はバス、17はモニ
タ画面である。第1図の信号処理装置を形成する計算機
7はTVカメラ(CCDカメラ)5の画像信号とデジタル信
号に変換するA/D変換器9と、そのデジタル信号を画像
情報として蓄えるフレームバッファ(画像メモリ)と、
CPU(中央処理装置)10と、FPU(浮動小数点演算装置)
11と、プログラムを格納したROM(読み出し専用メモ
リ)13と、RAM(ランダムな読み書き可能メモリ)12
と、使用者とのデータのやりとりを行なう端末装置15と
計算機7を結合する入出力部14と、上記フレームバッフ
ァ9とCPU10とFPU11とRAM12とROM13と入出力部14を接続
するバス16とから構成される。
フレームバッファ、10はCPU、11はFPU、12はRAM、13はR
OM、14は入出力部、15は端末装置、16はバス、17はモニ
タ画面である。第1図の信号処理装置を形成する計算機
7はTVカメラ(CCDカメラ)5の画像信号とデジタル信
号に変換するA/D変換器9と、そのデジタル信号を画像
情報として蓄えるフレームバッファ(画像メモリ)と、
CPU(中央処理装置)10と、FPU(浮動小数点演算装置)
11と、プログラムを格納したROM(読み出し専用メモ
リ)13と、RAM(ランダムな読み書き可能メモリ)12
と、使用者とのデータのやりとりを行なう端末装置15と
計算機7を結合する入出力部14と、上記フレームバッフ
ァ9とCPU10とFPU11とRAM12とROM13と入出力部14を接続
するバス16とから構成される。
第4図(A),(B),(C)は、第1図の各信号波
形のタイミング図で、第4図(A)はTVカメラ5から得
られる被検レンズ4の画像信号、第4図(B)は、その
被検レンズ4の画像信号を走査時間で微分した微分信
号、第4図(C)は、その被検レンズ4の画像信号を時
間微分した微分信号の複数走査ラインの平均信号の各波
形を示す。
形のタイミング図で、第4図(A)はTVカメラ5から得
られる被検レンズ4の画像信号、第4図(B)は、その
被検レンズ4の画像信号を走査時間で微分した微分信
号、第4図(C)は、その被検レンズ4の画像信号を時
間微分した微分信号の複数走査ラインの平均信号の各波
形を示す。
第1図及び第2図のスリット3のスリット像を読み取
ったTVカメラ5のモニタ画面17には被検レンズ4のレン
ズ面の歪や傾きや偏心等によって、第4図(A)に示す
ような画像信号の波形が得られる。第4図(A)の縦軸
は光強度で、横軸はTVカメラ5の水平走査信号の走査時
間を示し、図中のH1,H2は、被検レンズ4の画像信号を
2走査ライン抜き出して示したものであり、H3は比較の
ために理想的な被検レンズによる像を理想的なTVカメラ
で撮像した画像信号の波形である。図示のように被検レ
ンズ4の画像信号H1,H2は理想レンズの画像信号H3に比
べてレンズ面の歪や傾きや偏心等によりずれている。
ったTVカメラ5のモニタ画面17には被検レンズ4のレン
ズ面の歪や傾きや偏心等によって、第4図(A)に示す
ような画像信号の波形が得られる。第4図(A)の縦軸
は光強度で、横軸はTVカメラ5の水平走査信号の走査時
間を示し、図中のH1,H2は、被検レンズ4の画像信号を
2走査ライン抜き出して示したものであり、H3は比較の
ために理想的な被検レンズによる像を理想的なTVカメラ
で撮像した画像信号の波形である。図示のように被検レ
ンズ4の画像信号H1,H2は理想レンズの画像信号H3に比
べてレンズ面の歪や傾きや偏心等によりずれている。
第4図(B)は第4図(A)の画像信号H1,H2,H3を走
査時間で微分したものであり、理想的な被検レンズによ
る画像信号H3を時間微分した微分信号H3′は鋭いパルス
波形となるのに対して、一方のレンズ面に歪や傾きや偏
心等のある被検レンズ4の画像信号H1,H2を時間微分し
た微分信号H1′,H2′の裾野の広がった山形の波形を示
し、かつTVカメラ5の各画素の感度のばらつきの影響を
受けて高周波のノイズ成分を含んだ技術を用いて得られ
た第4図(B)の画像信号を時間微分した微分信号
H1′,H2′等の複数走査ラインの平均信号の波形であ
る。
査時間で微分したものであり、理想的な被検レンズによ
る画像信号H3を時間微分した微分信号H3′は鋭いパルス
波形となるのに対して、一方のレンズ面に歪や傾きや偏
心等のある被検レンズ4の画像信号H1,H2を時間微分し
た微分信号H1′,H2′の裾野の広がった山形の波形を示
し、かつTVカメラ5の各画素の感度のばらつきの影響を
受けて高周波のノイズ成分を含んだ技術を用いて得られ
た第4図(B)の画像信号を時間微分した微分信号
H1′,H2′等の複数走査ラインの平均信号の波形であ
る。
第1図から第3図の本発明による一実施例は、上記し
たTVカメラ5の画像信号H1,H2等の光強度分布をTVカメ
ラ5の走査信号の走査ライン走査時間による時系列信号
の情報として取り出し、これを計算機7のA/D変換器8
でデジタル量に変換したのち所定の信号処理により被検
レンズ4を評価するものである。まずTVカメラ5から出
力する画像信号は計算機7のCPU10の指示によりフレー
ムバッファ(画像メモリ)9にデジタル量として取り込
まれる。この際、スリット像に対応する走査ラインの画
像信号H1,H2等はTVカメラ5のモニタ画面17に表示され
たままの信号がデジタル量としてフレームバッファ9に
蓄えられる。CPU10は、このフレームバッファ9から画
像信号H1,H2等の画素単位のデジタル量を取り出して処
理を行ない、第4図(B)に示す走査ラインの画像信号
H1,H2等の時間微分信号H1′,H2′等は各走査ライン上の
隣接画素間の差分値として得られる。この差分信号
H1′,H2′等の値が適当な設定値I0より大きくなる画素
の位置p1,p2から差分信号H1′,H2′のピーク画素位置p
=(p1+p2)/2を得る。このピーク画素位置pは図示の
ように走査ラインごとに値3等のずれがある。したがっ
て第4図(B)に示す各画素の感度のばらつきによるノ
イズ発生をそのまま全ラスタ分だけ加算することにより
取り除くことは高周波域のデータを低周波域のデータに
変化させてしまうため解像度検査を不正確にする。そこ
で本発明により差分信号H1′,H2′等のピーク画素位置
pを1走査ライン上の同一画素上にそろえるように各走
査ラインの差分信号H1′,H2′等をシフトしてから差分
信号H1′,H2′等を全ラスタ分だけ加算する。この結果
から第4図(C)に示す画像信号H1,H2等の微分信号
(差分信号)H1′,H2′等の平均値信号H0′が得られ、
これにより高周波域まで市販の安価なTVカメラ5を用い
て高分解能を得るのを可能にしている。最終的に被検レ
ンズ4の解像度を得るには従来から行なわれているフー
リエ変換を第4図(C)の微分信号(差分信号)の平均
信号H0′の波形に対して行なうことにより得られる。こ
の数値演算に関してはFFT(高速フーリエ変換)のプロ
グラムを計算機7のROM13に格納し、CPU10とFPU11とRAM
12を用いて実行できる。
たTVカメラ5の画像信号H1,H2等の光強度分布をTVカメ
ラ5の走査信号の走査ライン走査時間による時系列信号
の情報として取り出し、これを計算機7のA/D変換器8
でデジタル量に変換したのち所定の信号処理により被検
レンズ4を評価するものである。まずTVカメラ5から出
力する画像信号は計算機7のCPU10の指示によりフレー
ムバッファ(画像メモリ)9にデジタル量として取り込
まれる。この際、スリット像に対応する走査ラインの画
像信号H1,H2等はTVカメラ5のモニタ画面17に表示され
たままの信号がデジタル量としてフレームバッファ9に
蓄えられる。CPU10は、このフレームバッファ9から画
像信号H1,H2等の画素単位のデジタル量を取り出して処
理を行ない、第4図(B)に示す走査ラインの画像信号
H1,H2等の時間微分信号H1′,H2′等は各走査ライン上の
隣接画素間の差分値として得られる。この差分信号
H1′,H2′等の値が適当な設定値I0より大きくなる画素
の位置p1,p2から差分信号H1′,H2′のピーク画素位置p
=(p1+p2)/2を得る。このピーク画素位置pは図示の
ように走査ラインごとに値3等のずれがある。したがっ
て第4図(B)に示す各画素の感度のばらつきによるノ
イズ発生をそのまま全ラスタ分だけ加算することにより
取り除くことは高周波域のデータを低周波域のデータに
変化させてしまうため解像度検査を不正確にする。そこ
で本発明により差分信号H1′,H2′等のピーク画素位置
pを1走査ライン上の同一画素上にそろえるように各走
査ラインの差分信号H1′,H2′等をシフトしてから差分
信号H1′,H2′等を全ラスタ分だけ加算する。この結果
から第4図(C)に示す画像信号H1,H2等の微分信号
(差分信号)H1′,H2′等の平均値信号H0′が得られ、
これにより高周波域まで市販の安価なTVカメラ5を用い
て高分解能を得るのを可能にしている。最終的に被検レ
ンズ4の解像度を得るには従来から行なわれているフー
リエ変換を第4図(C)の微分信号(差分信号)の平均
信号H0′の波形に対して行なうことにより得られる。こ
の数値演算に関してはFFT(高速フーリエ変換)のプロ
グラムを計算機7のROM13に格納し、CPU10とFPU11とRAM
12を用いて実行できる。
第5図は、第1図の信号処理で得られる検査結果の被
検レンズ4の分解能(本/mm)の全空間周波数に対応し
たMTF(空間周波数特性)を示すグラフである。なお、
第4図(B)に示す被検レンズ4の画像信号を時間微分
した微分信号(差分信号)は被検レンズ4の焦点が合っ
ているほどピーク値が高くなるので合焦検出にも使用で
きる。
検レンズ4の分解能(本/mm)の全空間周波数に対応し
たMTF(空間周波数特性)を示すグラフである。なお、
第4図(B)に示す被検レンズ4の画像信号を時間微分
した微分信号(差分信号)は被検レンズ4の焦点が合っ
ているほどピーク値が高くなるので合焦検出にも使用で
きる。
[発明の効果] 本発明によれば、レンズの解像度を安価なTVカメラを
用いて高精度に検査できるので、安価なレンズを検査装
置に提供できる。またテストチャートにも直線部分を有
するスリットを用いて1回のみスリット像を拡大投影す
るだけでレンズの解像度を定量的に短時間で求めること
ができるので、量産ラインでのレンズ検査に好適なレン
ズ検査方法を提供できる。
用いて高精度に検査できるので、安価なレンズを検査装
置に提供できる。またテストチャートにも直線部分を有
するスリットを用いて1回のみスリット像を拡大投影す
るだけでレンズの解像度を定量的に短時間で求めること
ができるので、量産ラインでのレンズ検査に好適なレン
ズ検査方法を提供できる。
第1図は本発明のレンズ検査装置の一実施例を示す信号
処理装置のブロック図、第2図は、同じく光学系の構成
図、第3図は第2図のスリット板の平面図、第4図
(A),(B),(C)は第1図、第2図の各信号波形
の画像信号、微分信号、平均信号のタイミング図、第5
図は第1図、第2図の検査結果の分解能のMTFのグラフ
である。 1……光源、2……スリット、4……被検レンズ、5…
…TVカメラ、7……計算機、8……A/D変換器、9……
フレームバッファ、10……CPU、11……FPU,12……RAM、
13……ROM,14……入出力部、15……端末装置、16……バ
ス、17……モニタ画面
処理装置のブロック図、第2図は、同じく光学系の構成
図、第3図は第2図のスリット板の平面図、第4図
(A),(B),(C)は第1図、第2図の各信号波形
の画像信号、微分信号、平均信号のタイミング図、第5
図は第1図、第2図の検査結果の分解能のMTFのグラフ
である。 1……光源、2……スリット、4……被検レンズ、5…
…TVカメラ、7……計算機、8……A/D変換器、9……
フレームバッファ、10……CPU、11……FPU,12……RAM、
13……ROM,14……入出力部、15……端末装置、16……バ
ス、17……モニタ画面
Claims (2)
- 【請求項1】被検レンズの一方の側の焦点位置近傍に明
と暗の境界が直線より成るスリットを用いたテストチャ
ートを設け、 前記被検レンズの他方の側にTVカメラの受光手段を設
け、 前記テストチャートを照明装置により照明し、 前記被検レンズから前記受光手段に前記スリットの明と
暗の境界の直線部を結像させ、 前記結像させたテストチャートの像の光量分布を画素単
位でメモリに記憶し、 前記記憶した画素単位のデータを取り出し、各隣接画素
の光量差により得られる画素単位の光量差分値を、各走
査ライン上の光量差分値の最大点がほぼ同一点上に重な
るように調整し、全走査ライン加算したデータをもとに
検査することを特徴とするレンズ検査方法。 - 【請求項2】特許請求の範囲第1項記載のレンズ検査方
法において、 前記結像した像の光量分布の隣接画素間の光量差の絶対
値が最大となるように前記スリットを光軸方向に動かし
て焦点位置合わせをすることを特徴とするレンズ検査方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63069349A JP2723900B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | レンズ検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63069349A JP2723900B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | レンズ検査方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01242935A JPH01242935A (ja) | 1989-09-27 |
JP2723900B2 true JP2723900B2 (ja) | 1998-03-09 |
Family
ID=13399987
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63069349A Expired - Lifetime JP2723900B2 (ja) | 1988-03-25 | 1988-03-25 | レンズ検査方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2723900B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58156828A (ja) * | 1982-03-13 | 1983-09-17 | Toshiba Corp | レンズ特性測定方法及びその装置 |
JPS61253440A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-11 | Olympus Optical Co Ltd | 像面検出装置 |
-
1988
- 1988-03-25 JP JP63069349A patent/JP2723900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01242935A (ja) | 1989-09-27 |
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