JPH09145543A - Mtf測定方法 - Google Patents

Mtf測定方法

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JPH09145543A
JPH09145543A JP30157695A JP30157695A JPH09145543A JP H09145543 A JPH09145543 A JP H09145543A JP 30157695 A JP30157695 A JP 30157695A JP 30157695 A JP30157695 A JP 30157695A JP H09145543 A JPH09145543 A JP H09145543A
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JP
Japan
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mtf
minimum value
maximum value
detection circuit
output data
Prior art date
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Application number
JP30157695A
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English (en)
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Yukihiko Yamamoto
幸彦 山本
Hiroyuki Kawamura
浩幸 川村
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、高速、高精度なMTF演算が困難
であるという課題を解決しようとするものである。 【解決手段】 この発明は、チャートの有効部に対する
固体走査素子12の出力データを最大値検出回路16及
び最小値検出回路17に送り、これらの最大値検出回路
16及び最小値検出回路17に対してクロックカウント
部14により一定時間毎に前記出力データの最大値及び
最小値を出力させ、この最大値及び最小値をMTF変換
部22にてMTFに変換することによって、ハードウェ
アによりリアルタイムで被検物のMTFを求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は所定空間周波数のパ
ターンを有するチャートを使用して被検物のMTFを求
めるMTF測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】MTF測定方法は、0空間周波数を使用
するMTF測定方法と、0空間周波数を使用しないMT
F測定方法がある。0空間周波数を使用しないMTF測
定方法は、所定空間周波数のパターンを有するチャート
の像を被検物を通してCCD(電荷結合素子)に結像し
て光電変換し、このCCDの出力データの最大値MA
X、最小値MIN及びダミービットデータDから MTF=(MAX−MIN)/(MAX+MIN−2×
D) で定義される被検物のMTFを求めている。
【0003】また、特開昭56ー2516号公報には、
0空間周波数の白レベル及び黒レベルを使用するMTF
測定方法が記載されている。このMTF測定方法では、
所定空間周波数のパターンを有するチャートの像を被検
物を通してCCDに結像して光電変換し、このCCDか
らの時系列的信号を図5に示すようにA/Dコンバータ
1でデジタル化して入出力ポート2を介してRAM3に
格納する。マイクロCPU4は、RAM3内のデータに
よりデジタル計算を行って必要チャート部の白レベルa
と黒レベルb、つまり、白レベル領域の最大値数ビット
の信号の平均値aと黒レベルの最小値近辺数ビットの信
号の平均値b、0空間周波数に近い白レベルAと黒レベ
ルBを求め、 MTF={(a−b)/(a+b)÷(A−B)/(A
+B)}×100% の演算で被検物のMTFを求める。a、b、A、Bをそ
れぞれ複数ビット検出してそれらの各平均値を上記式に
代入すればMTFの計算精度が向上する。
【0004】また、0空間周波数の白レベル及び黒レベ
ルを使用するMTF測定方法では、全像高のMTF測定
を行う場合には、チャートとして0空間周波数の白レベ
ル及び黒レベル、MTF測定用所定周波数のチャートの
3種類が必要であり、これらのチャートは切り換えて用
いられる。
【0005】また、被検物の3色、例えば赤(以下Rと
いう)、青(以下Bという)、緑(以下Gという)のM
TFを測定する場合には、上記MTF測定方法におい
て、CCDとしてチャート像の各色成分を光電変換する
3ラインCCDを用い、この3ラインCCDの各色の出
力データについて別々にMTFを求めている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】所定空間周波数のパタ
ーンを有するチャートを使用したMTF測定方法は、上
記特開昭56ー2516号公報記載のMTF測定方法の
ようにハードウェアで構成されていてもMTF演算に関
してはソフトウェアで行っている。このため、MTF演
算を高速で行うことが困難であり、MTFを高速で測定
する際のネックになっていた。
【0007】また、所定空間周波数のパターンを有する
チャートを使用したMTF測定方法は、0空間周波数の
白レベル及び黒レベルを使用しないので、3ラインCC
Dを用いるMTF測定では高精度なMTF測定ができな
い。また、0空間周波数の白レベル及び黒レベルを使用
するMTF測定方法では、チャートを切り換えたり全像
高のMTFをとれなかったりする問題があった。本発明
は、高速かつ高精度なMTF測定を実現できるMTF測
定方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、所定空間周波数のパターン
を有するチャートの像を被検物を通して固体走査素子に
結像して光電変換し、この固体走査素子の出力データか
ら被検物のMTFを求めるMTF測定方法において、前
記チャートの有効部に対する固体走査素子の出力データ
を最大値検出回路及び最小値検出回路に送り、これらの
最大値検出回路及び最小値検出回路に対してクロックカ
ウント部により一定時間毎に前記出力データの最大値及
び最小値を出力させ、この最大値及び最小値をMTF変
換部にてMTFに変換することによって、ハードウェア
によりリアルタイムで被検物のMTFを求める。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載のM
TF測定方法において、前記固体走査素子として前記チ
ャートの有効部に対して3つの色の光電変換を行う3色
分の固体走査素子を用い、これらの3色分の固体走査素
子の出力データから各色毎に最大値検出回路及び最小値
検出回路、クロックカウント部により一定時間毎に前記
出力データの最大値及び最小値を求め、この3色分の最
大値及び最小値をMTF変換部にて色毎に別々に設定し
た変換係数でMTFに変換する。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は請求項1記載の発明を適用
したMTF測定装置の一実施形態例を示し、図2はその
具体的な構成を示し、図4は全体的なハードウェア処理
フローを示す。図3に示すような0空間周波数の白レベ
ル及び黒レベルを持たない、所定空間周波数だけのパタ
ーンを有するチャート11は光源により照明され、チャ
ート11の像が被検レンズ等の光学系からなる被検物を
通してCCDからなる固体走査素子12上に結像され
る。CCD12は、チャート11の像を繰り返してスキ
ャン(走査)して光電変換して時系列で出力する。
【0011】ところで、0空間周波数の白レベル及び黒
レベルを使用したMTF測定方法には、所定空間周波数
のパターンを有するチャートに対するCCD出力データ
における必要チャート部の最大値及び最小値と0空間周
波数の白レベル及び黒レベルから MTF=(最大値−最小値)/{(0空間周波数の白レベル−0空間周波数の 黒レベル)}・・・(1) で定義される被検物のMTFを求める方法がある。
【0012】ここで、0空間周波数の白レベルのデータ
と(最大値+最小値)/2<幅の中央値>のデータとは
相関があり、0空間周波数の黒レベルのデータは絶対値
が非常に小さくて(1)式への寄与率が低いことから、
(1)式は MTF=(最大値−最小値)/{(最大値+最小値)/2}・・・(2) に置き換えることが可能である。
【0013】そこで、この実施形態例は、0空間周波数
の白レベル及び黒レベルを持たない、所定空間周波数だ
けのパターンを有するチャート11を使用し、チャート
11の有効部に対するCCD12の出力データの最大値
と最小値から(2)式のMTF演算で被検物のMTFを
求める。すなわち、CCD12は設定された取り込み時
間にクロック発生部(Clock)13からのクロック
により駆動され、チャート11の像を取り込んで光電変
換する。クロック(Clock)カウント部14はクロ
ック発生部13からのクロックをカウントして出力タイ
ミング用ゲート信号を発生する。
【0014】このクロックカウント部14はカウンタ用
ICからなるカウンタ回路15が用いられ、このカウン
タ用IC15は例えばTTLICが用いられる。カウン
タ用IC15はTTLであればFタイプ等の高速のもの
を使用した方がより有効である。最大値検出回路16及
び最小値検出回路17はコンパレータICからなる最大
値検出用コンパレータ回路18及び最小値検出用コンパ
レータ回路19と、最大値ラッチ用フリップフロップ回
路20及び最小値ラッチ用フリップフロップ回路21が
用いられる。
【0015】最大値検出用コンパレータ回路18及び最
小値検出用コンパレータ回路19はコンパレータICの
代りにROM、RAM等を用いることも有効である。最
大値ラッチ用フリップフロップ回路20及び最小値ラッ
チ用フリップフロップ回路21はTTLであればFタイ
プ等の高速のものを使用した方がより有効である。チャ
ート11の有効部に対するCCD12の出力データは図
示しないA/D変換器によりA/D変換され、最大値検
出回路16及び最小値検出回路17はクロックカウント
部14からの出力タイミング用ゲート信号によりクロッ
クカウント部14にて設定した設定時間(任意に設定可
能な時間)内における上記A/D変換器の出力データの
最大値及び最小値を検出する。
【0016】最大値ラッチ用フリップフロップ回路20
及び最小値ラッチ用フリップフロップ回路21は、最大
値検出回路16及び最小値検出回路17により検出した
設定時間内の最大値及び最小値をクロックカウント部1
4からの出力タイミング用ゲート信号により次の設定時
間が終了するまで保持する。この最大値ラッチ用フリッ
プフロップ回路20及び最小値ラッチ用フリップフロッ
プ回路21により保持された最大値及び最小値はMTF
変換部22に送られる。
【0017】このMTF変換部22は、上記(2)式の
MTF算定式が格納されたテーブルを有するMTF変換
用ROM23が用いられるが、ROM以外にRAM等も
有効である。MTF変換用ROM23は最大値ラッチ用
フリップフロップ回路20及び最小値ラッチ用フリップ
フロップ回路21により保持された最大値及び最小値を
上記テーブルによりハード的に即座にMTFに変換す
る。このような動作がクロックカウント部14による設
定時間の周期で繰り返して行われ、これがCCD12の
1回のスキャン毎に繰り返して行われて被検物のMTF
が求められる。
【0018】したがって、CCD12の出力データを全
てハード的に処理するので、1スキャン毎にリアルタイ
ムでMTF測定を行うことが可能となる。また、チャー
ト11が0空間周波数の白レベル及び黒レベルを持たな
いこと、時間設定用のクロックカウント部14を設けた
ことにより、全像高の任意の像高におけるMTF測定が
可能となる。
【0019】このように、この実施形態例は、請求項1
記載の発明を適用したMTF測定装置の実施形態例であ
って、所定空間周波数のパターンを有するチャート11
の像を被検物を通して固体走査素子としてのCCD12
に結像して光電変換し、この固体走査素子12の出力デ
ータから被検物のMTFを求めるMTF測定装置におい
て、チャート11の有効部に対する固体走査素子12の
出力データを最大値検出回路16及び最小値検出回路1
7に送り、これらの最大値検出回路16及び最小値検出
回路17に対してクロックカウント部14により一定時
間毎に前記出力データの最大値及び最小値を出力させ、
この最大値及び最小値をMTF変換部22にてMTFに
変換することによって、ハードウェアによりリアルタイ
ムで被検物のMTFを求めるので、高速なMTF測定を
実現できる。また、MTF測定をリアルタイムで行える
ことにより、MTF測定と同期した高速な調整が可能と
なる。
【0020】請求項2記載の発明を適用したMTF測定
装置の一実施形態例では、上記実施形態例において、被
検物の3色、例えばR、B、GのMTFを測定するよう
にした例であり、チャート11が光源により照明されて
チャート11の像が被検レンズ等の光学系からなる被検
物を通して3ラインCCDからなる固体走査素子上に結
像される。
【0021】この3ラインCCDはクロック発生部13
からのクロックにより駆動されてチャート11の像の各
色成分をそれぞれ光電変換し、この3ラインCCDの各
色の出力データからその各色毎の最大値及び最小値が別
々に上述の最大値検出回路16及び最小値検出回路17
と同様な3組の最大値検出回路及び最小値検出回路とク
ロックカウント部14により上述と同様に検出されて3
個のMTF変換部にそれぞれ入力される。
【0022】この3個のMTF変換部は、0空間周波数
の白レベル及び黒レベルを使用しないことによるR、
B、Gの各MTFの間の誤差を防いでより高精度なMT
F測定を行うために、上記(2)式のMTF算定式に
R、B、Gの各色で互いに異なる補正係数をかけたもの
がそれぞれ格納されたテーブルを有し、上記3組の最大
値検出回路及び最小値検出回路からそれぞれ入力された
最大値及び最小値をMTFに変換して補正する。
【0023】すなわち、0空間周波数の白レベルのデー
タと(最大値+最小値)/2<幅の中央値>のデータと
間の傾きがR、B、Gの各色の間で若干異なるので、予
め実験にてその傾きを求めて補正係数を決定し、上記
(2)式のMTF算定式の代りに MTF=(最大値−最小値)/{(最大値+最小値)/2}×補正係数・・・ ・・(3) なるMTF算定式を格納したテーブルを上記3個のMT
F変換部に持たせておく。これらのMTF変換部は、そ
れぞれ入力された最大値及び最小値を(3)式で被検物
のMTFに変換する。
【0024】このように、請求項2記載の発明を適用し
たMTF測定装置の実施形態例では、上記実施形態例に
おいて、固体走査素子としてチャート11の有効部に対
して3つの色の光電変換を行う固体走査素子としての3
ラインCCDを用い、この固体走査素子の出力データか
ら各色毎に最大値検出回路及び最小値検出回路、クロッ
クカウント部により一定時間毎に前記出力データの最大
値及び最小値を求め、この3色分の最大値及び最小値を
MTF変換部にて色毎に別々に設定した変換係数でMT
Fに変換するので、被検物の3色のMTF測定で各色の
間で補正を行うことにより、0空間周波数の白レベル及
び黒レベルを使用する際のチャートの切り換えが不要に
なり、全像高のMTF測定を高精度で行うことができ
る。
【0025】なお、本発明は、上記実施形態例に限定さ
れるものではなく、例えば上記実施形態例ではCCDの
出力データをA/D変換して処理するデジタル方式の例
であるが、CCDの出力データをアナログ値のまま処理
するアナログ方式としてもよい。
【0026】
【発明の効果】以上のように請求項1記載の発明によれ
ば、所定空間周波数のパターンを有するチャートの像を
被検物を通して固体走査素子に結像して光電変換し、こ
の固体走査素子の出力データから被検物のMTFを求め
るMTF測定方法において、前記チャートの有効部に対
する固体走査素子の出力データを最大値検出回路及び最
小値検出回路に送り、これらの最大値検出回路及び最小
値検出回路に対してクロックカウント部により一定時間
毎に前記出力データの最大値及び最小値を出力させ、こ
の最大値及び最小値をMTF変換部にてMTFに変換す
ることによって、ハードウェアによりリアルタイムで被
検物のMTFを求めるので、高速なMTF測定を実現で
き、MTF測定と同期した高速な調整が可能となる。
【0027】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載のMTF測定方法において、前記固体走査素子として
前記チャートの有効部に対して3つの色の光電変換を行
う固体走査素子を用い、この固体走査素子の出力データ
から各色毎に最大値検出回路及び最小値検出回路、クロ
ックカウント部により一定時間毎に前記出力データの最
大値及び最小値を求め、この3色分の最大値及び最小値
をMTF変換部にて色毎に別々に設定した変換係数でM
TFに変換するので、被検物の3色のMTF測定で各色
の間で補正を行うことにより、0空間周波数の白レベル
及び黒レベルを使用する際のチャートの切り換えが不要
になり、全像高のMTF測定を高精度で行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明を適用したMTF測定装置
の一実施形態例を示すブロック図である。
【図2】同実施形態例の具体的な構成を示すブロック図
である。
【図3】同実施形態例のチャートとCCD出力データを
示す図である。
【図4】同実施形態例の全体的なハードウェア処理フロ
ーを示すフローチャートである。
【図5】従来のMTF測定装置の一例を示すブロック図
である。
【符号の説明】
11 チャート 12 CCD 13 クロック発生部 14 クロッカウント部 16 最大値検出回路 17 最小値検出回路 22 MTF変換部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定空間周波数のパターンを有するチャー
    トの像を被検物を通して固体走査素子に結像して光電変
    換し、この固体走査素子の出力データから被検物のMT
    Fを求めるMTF測定方法において、前記チャートの有
    効部に対する固体走査素子の出力データを最大値検出回
    路及び最小値検出回路に送り、これらの最大値検出回路
    及び最小値検出回路に対してクロックカウント部により
    一定時間毎に前記出力データの最大値及び最小値を出力
    させ、この最大値及び最小値をMTF変換部にてMTF
    に変換することによって、ハードウェアによりリアルタ
    イムで被検物のMTFを求めることを特徴とするMTF
    測定方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のMTF測定方法において、
    前記固体走査素子として前記チャートの有効部に対して
    3つの色の光電変換を行う固体走査素子を用い、この固
    体走査素子の出力データから各色毎に最大値検出回路及
    び最小値検出回路、クロックカウント部により一定時間
    毎に前記出力データの最大値及び最小値を求め、この3
    色分の最大値及び最小値をMTF変換部にて色毎に別々
    に設定した変換係数でMTFに変換することを特徴とす
    るMTF測定方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006054648A1 (ja) * 2004-11-19 2008-05-29 コニカミノルタオプト株式会社 プリズムユニットの評価方法、評価装置及びプリズムユニットの製造方法
JP2008197087A (ja) * 2006-12-31 2008-08-28 General Electric Co <Ge> 撮影システムにより生成された画像の画質を定量的に評価するシステム及び方法
CN104296968A (zh) * 2014-10-10 2015-01-21 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 多通道ccd的调制传递函数测试方法

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