(57)【要約】【課題】被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、少ないスペースで、且つ、効率よく測定すること。【解決手段】被検レンズ１の光軸１７上に配設されるチャートユニット３４をミラー４５で反射し、この反射されたチャートの鏡像を、被検レンズ１を介して測定する。また、測定したチャートの鏡像に基づいて、被検レンズ１の軸外のＭＴＦ値あるいはＰＴＦ値を演算する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検レンズの光軸上に配設されるチャートをミラーで反射し、この反射されたチャートを上記被検レンズで測定することで、上記被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を演算することを特徴とする被検レンズの伝達関数測定方法。
【請求項２】
被検レンズの光軸上にチャートを形成するチャートユニットと、
上記チャートを上記被検レンズへ反射するミラーと、
上記ミラーで反射される上記チャートの鏡像が上記被検レンズを介して結像される撮影部と、
上記撮影部が撮像した上記チャートの鏡像に基づいて、上記被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を演算することを特徴とする伝達関数測定装置。
【請求項３】
前記チャートユニットは、前記被検レンズの上方あるいは下方に配設されていることを特徴とする請求項２記載の伝達関数測定装置。
【請求項４】
前記ミラーは、複数個設けられ、しかも、各ミラーは、前記被検レンズから等距離で且つ前記チャートユニットから等距離に設けられていることを特徴とする請求項２または３記載の伝達関数測定装置。
【請求項５】
前記ミラーは、前記被検レンズからの距離と、前記チャートユニットからの距離とが、等距離となる位置に設けられていることを特徴とする請求項４記載の伝達関数測定装置。
【請求項６】
前記ミラーを移動させるミラー移動機構を設けたことを特徴とする請求項２から５の中のいずれか１項記載の伝達関数測定装置。
【請求項７】
被検レンズが上面に載置される観測装置と、
上記観測装置の上記上面に、上記被検レンズが載置される位置に開設される観測孔と、
上記観測孔の下方に上向きに配設される撮影部と、
上記観測装置の上記上面に立設される枠状ハウジングと、
上記枠状ハウジングの上端部に、上記観測孔と向き合って設けられるチャートユニットと、
上記枠状ハウジング内に設けられるミラーと、を備え、
上記ミラーで反射された上記チャートユニットの鏡像を、上記撮像部から出力することを特徴とする測定装置。
【請求項８】
被検レンズが上面に載置される観測装置と、
上記観測装置の上記上面に、上記被検レンズが載置される位置に開設される観測孔と、
上記観測孔の下方に上向きに配設される撮影部と、
上記観測装置の上記上面に立設される支柱と、
上記観測孔と向き合った状態を維持しながら、上記支柱上を上下方向に移動可能に配設されるチャートユニットと、
上記支柱上を上下方向に移動可能に配設される可動フレームと、
上記可動フレームに保持されるミラーと、を備え、
上記ミラーで反射された上記チャートユニットの鏡像を、上記撮像部から出力することを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被検レンズの光学特性を評価するための変調伝達関数（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）あるいは位相伝達関数（ＰＴＦ：Ｐｈａｓｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を測定するための、被検レンズの伝達関数測定方法、伝達関数測定装置および測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１には、チャート板にスリットを形成し、スリット背面側に設けられたランプの光を、被検光学系を介して一次元アレイセンサあるいは固体撮像素子に当て、スリット画像を一次元アレイセンサ等で撮像し、この撮像画像に基づいて被検光学系のＭＴＦ値を演算するＭＴＦ測定装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、チャート紙に描画された中心チャート部および周辺チャート部を、検査対象であるカメラの撮影レンズを介して撮像手段で撮像し、この撮像手段の撮像画像に基づいてＭＴＦ値を演算するピント調整装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０３−２２５２４９号公報  （第１図）
【特許文献２】
特開２００２−２６７９２３号公報  （第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＭＴＦ測定装置は、特許文献１や特許文献２に開示されているように、チャート板にスリットを形成し、あるいは、チャート板にチャートを描画し、これらスリットあるいはチャートを、被検レンズを介して撮像し、その撮像画像に基づいてＭＴＦ値を演算している。
【０００６】
そのため、従来のＭＴＦ測定装置では、被検レンズの軸外のＭＴＦ値を測定しようとした場合、被検レンズのその軸外の方向にチャートあるいはスリットを設ける必要がある。
【０００７】
そして、カメラなどの撮像レンズの軸外のＭＴＦ値を測定する場合、像高が６０〜９０％となる方向でのＭＴＦ値を測定するのが一般的である。また、カメラなどの撮像レンズは、その最小の焦点距離は、０．５〜２ｍ程度になる。
【０００８】
その結果、従来のＭＴＦ測定装置を用いて、これらカメラなどに用いられる撮像レンズなどのＭＴＦ値を測定しようとした場合には、非常に大きなチャート板や測定場所を確保する必要がある。たとえば、最小焦点距離２ｍで、画角がプラスマイナス４５度であるカメラの撮像レンズの９０％像高でのＭＴＦ値を測定する場合には、チャート板と被検レンズとの距離として２ｍ、チャート板の幅として３．６（＝０．９×２×２）ｍが必要となるので、少なくとも７．２ｍ２以上の測定場所が必要となる。
【０００９】
それゆえ、現存する工場内の検査ラインなどを変更することなく、ＭＴＦ測定装置を導入することは難しい。特に、大量生産されるカメラなどの撮像レンズを全て検査しようとする場合には、複数のＭＴＦ測定装置を導入する必要があり、ＭＴＦ測定装置の占有面積の大きさが重要な問題となってくる。
【００１０】
なお、従来の他のＭＴＦ測定装置としては、被検レンズの光軸上にスリットを設けるとともに、被検レンズを自転可能とすることで、被検レンズの軸外のＭＴＦ値を測定するものもある。
【００１１】
しかしながら、この従来の他のＭＴＦ測定装置では、被検レンズのスリットに対する角度を、軸外の方向毎に設定をする必要がある。また、当然のことながら、光軸方向のＭＴＦ値を測定する場合とも設定が異なる。したがって、この従来の他のＭＴＦ測定装置を使用していたのでは、被検レンズのＭＴＦ値を効率よく測定することはできない。
【００１２】
なお、チャート板に形成されるスリットあるいはチャート紙に描画されるチャートを、被検レンズを介して撮像し、その撮像画像に基づいてＰＴＦ値を演算する場合にも、同様の問題が生じる。
【００１３】
本発明は、上述する問題点を解決するものであり、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、少ないスペースで、且つ、効率よく測定することができる、被検レンズの伝達関数測定方法、伝達関数測定装置および測定装置を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る被検レンズの伝達関数測定方法は、被検レンズの光軸上に配設されるチャートをミラーで反射し、この反射されたチャートを被検レンズで測定することで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を演算するものである。
【００１５】
この方法を採用すれば、被検レンズの光軸上に配設されるチャートをミラーで反射し、この反射されたチャートを被検レンズで測定するので、被検レンズからミラーの像高方向に実際に軸外チャートを配設する場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を演算することができる。
【００１６】
また、チャートを被検レンズの光軸上に配設し、そのチャートの鏡像が被検レンズ側から観測できるようにミラーを設定するだけで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数が可能となる。したがって、被検レンズの光軸方向のＭＴＦ値を測定する状態を利用して、ミラーを所望の像高に合わせた軸外の方向に設定するだけで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、簡単に測定することができる。
【００１７】
本発明に係る伝達関数測定装置は、被検レンズの光軸上にチャートを形成するチャートユニットと、チャートを被検レンズへ反射するミラーと、ミラーで反射されるチャートの鏡像が被検レンズを介して結像される撮影部と、撮影部が撮像したチャートの鏡像に基づいて、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を演算するものである。
【００１８】
この構成を採用すれば、被検レンズの光軸上に配設されるチャートユニットによるチャートをミラーで反射し、この反射されたチャートを被検レンズを介して撮影部で測定するので、そのミラーの方向に実際に軸外チャートユニットを配設する場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を演算することができる。
【００１９】
また、チャートユニットを被検レンズの光軸上に配設し、そのチャートユニットによるチャートの鏡像が被検レンズ側から観測できるようにミラーを設定するだけで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数が可能となる。したがって、被検レンズの光軸方向のＭＴＦ値を測定する状態を利用して、ミラーを所望の像高に合わせた軸外の方向に設定するだけで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、簡単に測定することができる。
【００２０】
さらに、１つのチャートユニットで、被検レンズの光軸方向および軸外方向の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を測定することが可能となるので、チャートユニットのチャートランプ交換などのメンテナンスが簡単になる。
【００２１】
本発明に係る伝達関数測定装置は、さらに、チャートユニットは、被検レンズの上方あるいは下方に配設されているものである。
【００２２】
この構成を採用すれば、チャートユニットと被検レンズとの間の距離を高さ方向で確保することができる。したがって、たとえばチャートユニットと被検レンズとを水平に並べる場合に比べて、さらに少ないスペースで、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を演算することができる。
【００２３】
本発明に係る伝達関数測定装置は、さらに、ミラーは、複数個設けられ、しかも、各ミラーは、被検レンズから等距離で且つチャートユニットから等距離に設けられているものである。
【００２４】
この構成を採用すれば、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、複数個同時に短時間で、観測することができる。しかも、複数個のミラーは、被検レンズから等距離で且つチャートユニットから等距離に設けられているので、各ミラーを介したチャートユニットから被検レンズまでの距離は等しくなる。その結果、各ミラーによるチャートの明るさを、その複数のミラーの間で揃えることができる。また、複数個のミラーによるチャートを同一条件の下で測定することができる。
【００２５】
本発明に係る伝達関数測定装置は、さらに、各ミラーは、被検レンズからの距離と、チャートユニットからの距離とが、等距離となる位置に設けられているものである。
【００２６】
この構成を採用すれば、各ミラーの被検レンズからの距離と、チャートユニットからの距離とが等距離となる。したがって、チャートユニットによる中心部チャートと、ミラーによる軸外チャートとが、被検レンズの光軸に垂直な同一平面内となる。
【００２７】
本発明に係る伝達関数測定装置は、さらに、ミラーを移動させるミラー移動機構を設けたものである。
【００２８】
この構成を採用すれば、ミラー移動機構で、各ミラーを移動することができる。したがって、１つの被検レンズの異なる方向での軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、それぞれのミラーで観測することができる。また、ミラーを移動させることで、軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を観測する方向が異なる、異なる仕様の複数種類の被検レンズを共通する１つのレンズ評価システムで評価することができる。
【００２９】
本発明に係る測定装置は、被検レンズが上面に載置される観測装置と、観測装置の上面に、被検レンズが載置される位置に開設される観測孔と、観測孔の下方に上向きに配設される撮影部と、観測装置の上面に立設される枠状ハウジングと、枠状ハウジングの上端部に、観測孔と向き合って設けられるチャートユニットと、枠状ハウジング内に設けられるミラーと、を備え、ミラーで反射されたチャートユニットの鏡像を、撮像部から出力するものである。
【００３０】
この構成を採用すれば、チャートユニットが観測孔と向き合って設けられているので、観測孔に重ねて被検レンズを載置するだけで、被検レンズの光軸上にチャートユニットを配設することができる。また、ミラーは、そのチャートユニットの鏡像を被検レンズへ反射する。そして、撮像部は、このミラーで反射されたチャートユニットの鏡像を、撮像部から出力する。したがって、この撮像部から出力される鏡像に基づいて、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、簡単に演算することができる。
【００３１】
また、この構成では、被検レンズの光軸上に配設されるチャートユニットの鏡像をミラーで反射することで、軸外チャートを形成している。そのため、そのミラーの方向に実際に軸外チャートユニットを配設する場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズの軸外チャートを撮像することができる。また、この構成では、チャートユニットは、被検レンズの上方に配設されている。そのため、たとえばチャートユニットと被検レンズとを水平に並べる場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズの軸外チャートを撮像することができる。
【００３２】
本発明に係る他の測定装置は、被検レンズが上面に載置される観測装置と、観測装置の上面に、被検レンズが載置される位置に開設される観測孔と、観測孔の下方に上向きに配設される撮影部と、観測装置の上面に立設される支柱と、観測孔と向き合った状態を維持しながら、支柱上を上下方向に移動可能に配設されるチャートユニットと、支柱上を上下方向に移動可能に配設される可動フレームと、可動フレームに保持されるミラーと、を備え、ミラーで反射されたチャートユニットの鏡像を、撮像部から出力するものである。
【００３３】
この構成を採用すれば、たとえば、観測孔に重ねて被検レンズを載置するとともに、チャートユニットを被検レンズの仕様に合わせた高さに設定し、その半分の高さにミラーを設定することで、被検レンズの光軸上に配設されるチャートユニットの鏡像をミラーで被検レンズへ反射する。そして、撮像部は、このミラーで反射されたチャートユニットの鏡像を、撮像部から出力する。したがって、この撮像部から出力される鏡像に基づいて、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、簡単に演算することができる。
【００３４】
特に、この構成では、チャートユニットと被検レンズとの距離を可変することができるので、様々な仕様の被検レンズを１つの測定装置で測定することが可能である。
【００３５】
また、この構成では、被検レンズの光軸上に配設されるチャートユニットの像をミラーで反射することで、軸外チャートを形成している。そのため、そのミラーの方向に実際に軸外チャートユニットを配設する場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズの軸外チャートを撮像することができる。また、この構成では、チャートユニットは、被検レンズの上方に配設されている。そのため、たとえばチャートユニットと被検レンズとを水平に並べる場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズの軸外チャートを撮像することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る被検レンズの伝達関数測定方法、伝達関数測定装置および測定装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、伝達関数測定装置および測定装置は、レンズ評価システムの一部として説明する。被検レンズの伝達関数測定方法は、レンズ評価システムの動作の一部として説明する。
【００３７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るレンズ評価システムを示すシステム構成図である。
【００３８】
このレンズ評価システムは、被検レンズ１が取り付けられる測定装置２と、測定装置２を制御して被検レンズ１の評価を行う演算装置３と、で構成されている。測定装置２と、演算装置３とは、通信ケーブル４で接続されている。なお、図１中の測定装置２は、正面を向いた状態を示している。
【００３９】
被検レンズとしては、たとえば、カメラなどの撮像レンズが挙げられる。カメラ以外には、双眼鏡、顕微鏡、銃などに取り付けられるスコープなどが挙げられる。
【００４０】
この実施の形態１に係るレンズ評価システムは、被検レンズ１の可視光における変調伝達関数（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の値を演算し、このＭＴＦ値と基準値とを比較することで、被検レンズ１の評価を行う。
【００４１】
なお、レンズ評価システムは、ＭＴＦ値とともに、位相伝達関数（ＰＴＦ：Ｐｈａｓｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の値を演算して評価するようにしてもよい。また、レンズ評価システムは、被検レンズ１の可視光以外の光におけるＭＴＦ値を演算するようにしてもよい。可視光以外の光としては、たとえば、赤外線、遠赤外線、紫外線などがある。
【００４２】
図２は、図１中の測定装置２の左側面図である。図３は、図１中の測定装置２の平面図である。図４は、図１中の測定装置２の枠状ハウジング内を示す要部縦断面図である。図５は、図１中の測定装置２の枠状ハウジング内を示す要部横断面図である。
【００４３】
測定装置２は、テーブルなどの台あるいは床に載置される観測装置５と、観測装置５の上に載置されるチャート装置６とで構成される、縦型の構成となっている。なお、チャート装置６が下側で、観測装置５がその上に載置されてもよい。また、テーブルの上に、観測装置５と、チャート装置６とを並べて載せる横型の構成であってもよい。但し、後述するようにチャートユニット３４と被検レンズ１との間隔を０．２〜２．０ｍに確保する場合が多い。そのため、縦型に構成したほうが、横型に構成した場合に比べて、床あるいはテーブルの占有面積を小さくすることができる。その結果、縦型構成の場合、現存する工場内の検査ラインなどへ簡単に、測定装置２を導入することが可能となる。
【００４４】
観測装置５は、観測装置ハウジング１１を備える。観測装置ハウジング１１は、テーブルあるいは床に載置された状態で、その上面が平らとなるように形成されている。また、観測装置ハウジング１１の内部は中空になっている。なお、観測装置ハウジング１１の上面が水平となるように、観測装置ハウジング１１の下部四隅などに、高さ調整用機構１２が設けられている。これにより、観測装置５上に載置されるチャート装置６の安定性と水平度を向上させることができる。
【００４５】
観測装置ハウジング１１の上面中央には、観測装置ハウジング１１の中空内部１３と連通するように、円形のフランジ用貫通孔１４が開設されている。このフランジ用貫通孔１４には、フランジ１５が嵌められる。
【００４６】
フランジ１５は、フランジ用貫通孔１４に嵌められた状態で、観測装置ハウジング１１に固定される。また、フランジ１５の中心部には、円形または正方形の観測孔１６が形成されている。この観測孔１６に重なるようにして、フランジ１５上に被検レンズ１が取り付けられる。被検レンズ１は、その光軸（一般的にはレンズの中心）が観測孔１６を貫通する姿勢で取り付けられる。そして、このフランジ１５をフランジ用貫通孔１４に嵌めると、観測孔１６の中心と、被検レンズ１の光軸とは、フランジ用貫通孔１４の中心と重なる。以下、この被検レンズ１の光軸が重なるフランジ用貫通孔１４の中心を通る線分を、基準光軸１７と記載する。なお、被検レンズ１の光軸は、実際は、測定によって正しく決定されるが、この実施の形態での被検レンズ１の取り付けに当たっては、被検レンズ１の設計上の光軸が基準光軸１７となるように固定する。
【００４７】
観測装置ハウジング１１の中空内部１３には、撮影部１８と、センサ駆動機構１９と、測定装置制御本体２０と、が配設されている。
【００４８】
撮影部１８は、顕微鏡２１と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサ２２と、で構成されている。ＣＣＤセンサ２２は、その受光面に複数の受光素子がマトリックス状に配列されている（図示省略）。各受光素子は、受光光量に応じた輝度値を出力する。この複数の受光素子から出力される輝度値の組合せで、輝度分布を把握することができる。ＣＣＤセンサ２２は、複数の受光素子から出力される輝度値を、撮像画像として出力する。
【００４９】
顕微鏡２１は、その光軸がＣＣＤセンサ２２の受光面と垂直に交わるように配置されている。また、その交点は、できるだけ受光面の中央となるように互いの位置を調整するとよい。
【００５０】
センサ駆動機構１９は、顕微鏡２１の光軸が、基準光軸１７と一致するように、撮影部１８を保持する。これにより、被検レンズ１の光軸と、顕微鏡２１の光軸とが一致する。そして、ＣＣＤセンサ２２からは、被検レンズ１の光軸方向に観測される像の撮像画像が出力される。
【００５１】
また、センサ駆動機構１９は、後述する位置指令に基づいて、撮影部１８を、観測装置ハウジング１１の中空内部１３内で移動させる。具体的には、センサ駆動機構１９は、撮影部１８を、図４において紙面と垂直な方向（以下、Ｘ軸方向と記載する。）と、紙面と平行で且つ観測装置ハウジング１１の上面と平行な方向（以下、Ｙ軸方向と記載する。）と、紙面と平行で且つ観測装置ハウジング１１の上面と垂直な方向（以下、Ｚ軸方向と記載する。）とに移動させる。Ｚ軸は、基準光軸１７と平行になる。
【００５２】
センサ駆動機構１９が顕微鏡２１をＺ軸方向に移動させると、顕微鏡２１と被検レンズ１との間隔が増減する。したがって、撮影部１８と被検レンズ１との距離を、位置指令に基づいて制御することで、被検レンズ１の像をＣＣＤセンサ２２の受光面に結像させることができる。
【００５３】
センサ駆動機構１９が顕微鏡２１を基準光軸１７に対してＸ軸方向あるいはＹ軸方向に平行移動させると、顕微鏡２１は、その軸方向が被検レンズ１の光軸と平行な状態を維持しつつ移動する。これにより、ＣＣＤセンサ２２の受光面に結像する、被検レンズ１の像の部位を変えることができる。つまり、ＣＣＤセンサ２２からは、基準光軸１７からずれた位置に結像する像の撮像画像が出力される。
【００５４】
なお、実際には、撮影部１８の光軸が常に基準光軸１７と平行になるように維持したまま、センサ駆動機構１９が撮影部１８を移動させることは難しい。そして、これら光軸同士の平行状態が維持されない場合には、センサ駆動機構１９が撮影部１８をＸ軸方向あるいはＹ軸方向に移動させることで、実際には、撮影部１８はＺ軸方向にも移動してしまう。被検レンズ１と撮影部１８との距離が数マイクロメートル程度ずれただけでも、ＣＣＤセンサ２２の受光面に結像する像はぼやけてしまう。
【００５５】
そこで、たとえば、被検レンズ１が取り付けられるフランジ１５の上面と、フランジ１５の下面とを高精度に平行に形成することに加え、センサ駆動機構１９上に撮影部１８と一体的に移動するとともにフランジ１５の下面と顕微鏡２１の先端との距離を検知する距離変位センサを設ける（図示省略）。そして、センサ駆動機構１９は、位置指令に基づいて撮影部１８をＸ軸方向あるいはＹ軸方向に移動させる際にも、この距離変位センサの測定距離が所望の距離となるように、顕微鏡２１をＺ軸方向に移動するとよい。これにより、フランジ１５の下面と撮影部１８との距離を、ひいてはフランジ１５上面に取り付けられた被検レンズ１と撮影部１８との距離を、所望の距離に維持することができる。その結果、被検レンズ１の像をぼけさせることなく、ＣＣＤセンサ２２の受光面に適当に結像させたまま、撮影部１８をＸ軸方向あるいはＹ軸方向に移動させることができる。
【００５６】
測定装置制御本体２０には、通信ケーブル４が接続されている。測定装置制御本体２０は、通信ケーブル４を介して入力される演算装置３からの制御命令に基づいて、センサ駆動機構１９へ位置指令を出力し、後述するチャートランプ３６へ点灯信号を出力する。また、測定装置制御本体２０は、チャートランプ３６を点灯させたときのＣＣＤセンサ２２の撮像画像を、通信ケーブル４へ出力する。
【００５７】
チャート装置６は、断面が正方形の筒形状を有する枠状ハウジング３１を備える。この枠状ハウジング３１の下端は、観測装置ハウジング１１の上面に固定される。また、枠状ハウジング３１は、その筒の中心と、基準光軸１７とが一致するように、観測装置ハウジング１１の上面に立設される。なお、枠状ハウジング３１の高さは、被検レンズ１の評価仕様に基づいて、一般的には０．２〜２．０ｍに形成すればよい。
【００５８】
枠状ハウジング３１の下端寄りの側面には、開口部３２が開設されている。この開口部３２からフランジ１５を入れ、観測装置ハウジング１１の上面にフランジ１５を取り付けることができる。また、この開口部３２から被検レンズ１を入れ、フランジ１５に被検レンズ１を取り付けることができる。
【００５９】
枠状ハウジング３１の上端部には、正方形のチャートプレート３３が取り付けられている。チャートプレート３３の中心部には、チャートユニット３４が取り付けられている。これにより、チャートユニット３４は、観測孔１６と向き合う。
【００６０】
チャートユニット３４は、チャートユニットハウジング３５を備える。チャートユニットハウジング３５は、中空の箱形状に形成されている。
【００６１】
チャートユニットハウジング３５の中空内部には、チャートランプ３６が配設されている。また、チャートユニットハウジング３５の一側面であって観測孔１６と向き合う位置には、チャート貫通孔３７が形成されている。
【００６２】
チャートランプ３６は、測定装置制御本体２０から点灯信号が入力されると白色の可視光を発光する。白色の可視光を発光するチャートランプ３６としては、たとえば、ハロゲンランプなどがある。このチャートランプ３６の光は、チャート貫通孔３７からチャート装置６の内部へ放射される。
【００６３】
なお、この実施の形態１では、被検レンズ１の可視光におけるＭＴＦ値を演算するので、チャートランプ３６には、白色の可視光を発光するランプを使用している。この他にも、被検レンズ１の赤外におけるＭＴＦ値を演算する場合には、熱源（赤外線ランプ）を、チャートランプ３６として使用すればよい。特に、赤外の単一波長でのＭＴＦ値を演算する場合には、熱源とチャート貫通孔３７との間などに、その単一波長のみを透過する赤外線フィルタを配設すればよい。
【００６４】
チャートユニットハウジング３５の中空内部には、チャート貫通孔３７と重なるように、拡散板３８が配設されている。拡散板３８は、光が拡散透過されるように白色の半透明のアクリル板で構成されている。拡散板３８を設けることで、チャート貫通孔３７からチャート装置６の内部へ放射される白色光の、チャート貫通孔３７内における光量分布を均一化することができる。なお、一枚の白色アクリル板を設けるだけでは十分に光量分布を均一化することができない場合には、さらに、この拡散板３８とチャートランプ３６との間に光が拡散透過されるように白色のアクリル板を追加し、その追加したアクリル板とこの拡散板３８との間に高い反射率を有する導光路を形成するとよい。これにより、チャート貫通孔３７内における白色光の光量分布は、さらに均一化される。なお、拡散板３８として、光を拡散透過する乳白色のオパールガラスを使用することもできる。
【００６５】
チャートユニットハウジング３５の外側面は、黒色に着色する。これにより、白色に光るチャート貫通孔３７の白色の周囲に、黒色の枠部分が形成される。これにより、チャート貫通孔３７の白色光を際立たせるとともに、その周囲の部分を黒色とすることができ、これらの輝度差を最大にすることができる。これにより、周囲が明るい環境下でも、チャートとなるチャート貫通孔３７のエッジをＣＣＤセンサ２２で撮像することができる。なお、このチャートユニットハウジング３５の外側面の色を、たとえば赤色にすると、赤色以外の色成分、すなわち青色成分や緑色成分との輝度差を最大にすることができる。このように構成することで、任意の色の可視光におけるＭＴＦ値を効率的に演算することが可能となる。
【００６６】
チャート貫通孔３７は、一辺が約１ｍｍ〜５０ｍｍの正方形に開設されている。なお、チャート貫通孔３７は、円形に開設されていても、長方形に開設されていてもよい。また、チャート貫通孔３７の大きさは、スポットとみなすことができる程に小さく形成しても、スリットとみなすことができる程に細長く形成小さく形成してもよい。
【００６７】
そして、このチャートユニット３４は、チャート貫通孔３７が下向きとなるように、チャートプレート３３の中心部に取り付けられる。これにより、チャート貫通孔３７の中心は、基準光軸１７と一致する。また、チャートユニット３４は、チャート貫通孔３７の正方形の各辺がＸ軸方向あるいはＹ軸方向と平行になるように取り付けられる。
【００６８】
このような姿勢で、チャートユニット３４を取り付けるとともに、撮影部１８の顕微鏡２１の光軸を基準光軸１７に一致させることで、チャート貫通孔３７の像は、観測孔１６を介して、ＣＣＤセンサ２２の受光面に結像される。これにより、ＣＣＤセンサ２２から出力される撮像画像には、白色の四角形と、その周囲の黒色部分とからなるチャートが含まれることになる。
【００６９】
枠状ハウジング３１の高さ方向中央部には、基準光軸１７と垂直な方向であってＸ軸方向とＹ軸方向に延在する姿勢で、２本のリードスクリュー３９，４０が回転可能に設けられている。一方のリードスクリュー３９は、Ｙ軸方向と平行に、枠状ハウジング３１の対向する２つの側面の間に架け渡されている。他方のリードスクリュー４０は、Ｘ軸方向と平行に、枠状ハウジング３１の対向する他の２つの側面の間に架け渡されている。また、他方のリードスクリュー４０は、一方のリードスクリュー３９よりも下側に設けられている。
【００７０】
また、各リードスクリュー３９，４０と平行に、ガイド棒４１がそれぞれ設けられている。互いに平行なリードスクリュー３９とガイド棒４１および互いに平行なリードスクリュー４０とガイド棒４１には、それぞれ２つのミラー取付部材４２が取り付けられている。リードスクリュー３９，４０は２本あるので、ミラー取付部材４２は、合計４つとなる。リードスクリュー３９，４０と２つのガイド棒４１で囲まれる中心に生ずるスペースは、被検レンズ１からチャート貫通孔３７の全体を確実に観測できる大きさとされている。
【００７１】
リードスクリュー３９と一方のガイド棒４１とが挿入される２つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂのリードスクリュー挿入孔には、互いに逆向きの螺旋凸部が形成されている。リードスクリュー３９には、Ｙ軸方向中央を挟んで互いに逆巻の２つの螺旋溝４３ａ，４３ｂが形成されている。これらの螺旋凸部は、リードスクリュー３９の別々の螺旋溝４３ａ，４３ｂに嵌まる。リードスクリュー３９の一端に取り付けたハンドル４４を一方向に回転させると、２つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂは、互いの間隔を広げる方向へ、リードスクリュー３９上を移動する。ハンドル４４を逆回転させると、２つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂは、互いの間隔を狭める方向へ、リードスクリュー３９上を移動する。
【００７２】
リードスクリュー４０と一方のガイド棒４１とが挿入される２つのミラー取付部材４２ｃ，４２ｄのリードスクリュー挿入孔には、互いに逆向きの螺旋凸部が形成されている。リードスクリュー４０には、Ｘ軸方向中央を挟んで互いに逆巻の２つの螺旋溝４３ｃ，４３ｄが形成されている。これらの螺旋凸部は、リードスクリュー４０の別々の螺旋溝４３ｃ，４３ｄに嵌まる。リードスクリュー４０の一端に取り付けたハンドル４４を一方向に回転させると、２つのミラー取付部材４２ｃ，４２ｄは、互いの間隔を広げる方向へ、リードスクリュー４０上を移動する。ハンドル４４を逆回転させると、２つのミラー取付部材４２ｃ，４２ｄは、互いの間隔を狭める方向へ、リードスクリュー４０上を移動する。
【００７３】
なお、リードスクリュー３９が挿入される２つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂは、基準光軸１７からの距離が等しくなるように、初期位置が設定されている。これにより、ハンドル４４を回転させた場合、２つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂの基準光軸１７からの距離同士は、等距離に維持される。リードスクリュー４０が挿入される２つのミラー取付部材４２ｃ，４２ｄは、基準光軸１７からの距離が等しくなるように、初期位置が設定されている。これにより、ハンドル４４を回転させた場合、２つのミラー取付部材４２ｃ，４２ｄの基準光軸１７からの距離同士は、等距離に維持される。また、これら２つのリードスクリュー３９，４０、２つのガイド棒４１，４１、４つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ、４つの螺旋溝４３、２つのハンドル４４によって、この実施の形態１に係るミラー移動機構が構成されている。
【００７４】
各ミラー取付部材４２には、その基準光軸１７側に、光を正反射する反射面を有するミラー４５がそれぞれ１個ずつ取り付けられている。各ミラー４５は、その反射面の垂線が基準光軸１７と垂直に交わる姿勢で、取り付けられている。すなわち、ミラー取付部材４２ａ，４２ｂに取り付けられるミラー４５の反射面は、Ｚ軸とＸ軸との両方に平行となる。ミラー取付部材４２ｃ，４２ｄに取り付けられるミラー４５の反射面は、Ｚ軸とＹ軸との両方に平行となる。これにより、Ｙ軸と平行な一方のリードスクリュー３９上のミラー４５の反射面は、Ｚ軸とＸ軸と平行になる。Ｘ軸と平行な他方のリードスクリュー４０上のミラー４５の反射面は、Ｚ軸とＹ軸と平行になる。
【００７５】
なお、Ｙ軸と平行な一方のリードスクリュー３９上の２つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂの各ミラー４５は、リードスクリュー３９よりも下側に取り付けられている。Ｘ軸と平行な一方のリードスクリュー４０上の２つのミラー取付部材４２ｃ，４２ｄの各ミラー４５は、リードスクリュー４０よりも上側に取り付けられている。これにより、リードスクリュー３９，４０同士の干渉を防止しつつ、４つのミラー４５の設定位置の高さを揃えることができる。
【００７６】
したがって、４つのミラー４５は、チャート貫通孔３７と被検レンズ１との間の距離の中間位置の水平面上に配置されているので、被検レンズ１からの距離と、チャートユニット３４からの距離とが、等距離となっている。しかも、この４つのミラー４５は、ハンドル４４を操作しても、被検レンズ１から等距離で且つチャートユニット３４から等距離に保たれている。
【００７７】
このように各ミラー４５は、枠状ハウジング３１の高さ方向中央部に配設されるとともに、その反射面の垂線が基準光軸１７と垂直に交わる姿勢で取り付けられている。そのため、各ミラー４５を観測孔１６内から観測した場合、各ミラー４５の反射面には、チャートとなるチャート貫通孔３７が写し出される。つまり、図６に示すように、観測孔１６と各ミラー４５とを結ぶ直線の延長上に、軸外チャートユニット４６が配置されているように見える。この軸外チャートユニット４６は、実際には存在するものではなく、チャートユニット３４の鏡像である。
【００７８】
このように、この実施の形態１に係るレンズ評価システムでは、観測孔１６内から５つのチャートユニット３４（実在するチャートユニット３４が１つと鏡像である軸外チャートユニット４６が４つと）を観測することができる。図７は、実施の形態１に係るレンズ評価システムにおいて、観測孔１６内から観測される５つのチャートの配列を示す説明図である。
【００７９】
そして、各ミラー４５と基準光軸１７との距離は、鏡像である軸外チャートユニット４６と基準光軸１７との距離の半分になる。このように、ミラー４５を用いて基準光軸１７上のチャートユニット３４を反射させた像を被検レンズ１に観測させることで、軸外チャートユニット４６を実際に設ける場合に比べて、チャート装置６の幅を半分にすることができる。これにより、縦型となっていることと相俟って、チャート装置６の占有面積は、１／４程度に小さくなる。たとえば、焦点距離２ｍであって画角がプラスマイナス４５度のカメラ用の撮像レンズの９０％像高のＭＴＦ値を測定する場合であっても、３．２４（＝１ｍ×０．９×２×１ｍ×０．９×２）ｍ２程度の占有面積で済む。その結果、測定装置２の小型化を図って、床やテーブル上の占有面積を更に小さくすることができる。
【００８０】
以下、基準光軸１７上に配設されるチャートユニット３４によるチャートの像を、鏡像である他の軸外チャートユニット４６によるチャートの像と区別する場合には、中心部チャート４７と記載する。また、鏡像である各他の軸外チャートユニット４６によるチャートの像を、中心部チャート４７と区別する場合には、軸外チャート４８と記載する。
【００８１】
図７は、観測孔１６の場所からチャートユニット３４側を観測した場合に観測される５つのチャートを示す図である。この図７に示すように、中心部に、中心部チャート４７が観測される。また、中心部チャート４７の上下方向（Ｘ軸方向）と左右方向（Ｙ軸方向）に各軸外チャート４８が観測される。また、５つのチャート４７，４８の各辺は、Ｘ軸方向あるいはＹ軸方向と平行になる。これにより、軸外チャート４８の各辺は、被検レンズ１のメリジオナル方向と垂直な方向と、被検レンズ１のサジッタル方向と垂直な方向と、になる。
【００８２】
なお、ハンドル４４を回すことで、観測孔１６からの各ミラー４５の観測方向（像高）を変化させることができる。これにより、図７において、そのミラー４５による軸外チャート４８と中心部チャート４７との間隔が変化する。したがって、被検レンズ１の大きさや仕様に応じて、軸外チャート４８の位置を変化させて、その像高における軸外チャート４８に基づいて、被検レンズ１の評価を行うことができる。
【００８３】
演算装置３は、図１に示すように、通信ケーブル４が接続されるＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）ポート５１と、キーボード５２と、ポインティングデバイス５３と、モニタ５４と、中央処理装置（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）５５と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｎｏｒｙ）５６と、記憶部材５７と、これらを相互に接続するシステムバス５８と、を備える。
【００８４】
記憶部材５７には、ＭＴＦ演算プログラム５９が記憶されている。
【００８５】
被検レンズ１を評価する場合、被検レンズ１を観測孔１６の上に取り付けるとともに、ハンドル４４を回転させて各ミラー４５を所定の位置に位置決めした後、中央処理装置５５に、ＭＴＦ演算プログラム５９を実行させる。これにより、演算装置３に、ＭＴＦ演算手段が実現される。なお、キーボード５２あるいはポインティングデバイス５３から起動指令を入力すれば、中央処理装置５５はＭＴＦ演算プログラム５９を実行する。この他にもたとえば、予め、演算装置３の起動とともに自動的に、中央処理装置５５がＭＴＦ演算プログラム５９を実行するように設定してもよい。
【００８６】
次に、このＭＴＦ演算手段の制御とともに、この実施の形態１に係るレンズ評価システムの全体の動作を説明する。
【００８７】
ＭＴＦ演算手段は、まず、撮影部１８を、基準光軸１７に移動させる制御命令を出力する。この制御命令は、Ｉ／Ｏポート５１を介して測定装置制御本体２０へ送信される。測定装置制御本体２０は、この制御命令に基づいて、撮影部１８をＸ軸方向およびＹ軸方向へ移動させる位置指令を、センサ駆動機構１９へ出力する。これにより、撮影部１８は、被検レンズ１の光軸位置（基準光軸１７）に移動する。また、測定装置制御本体２０は、被検レンズ１と撮影部１８との距離が所望の距離になるように、撮影部１８をＺ軸方向へ移動させる位置指令を、センサ駆動機構１９へ出力する。
【００８８】
また、測定装置制御本体２０は、チャートランプ３６へ点灯信号を出力する。そして、測定装置制御本体２０は、撮影部１８の被検レンズ１の光軸位置への移動が完了した状態での、ＣＣＤセンサ２２の撮像画像を通信ケーブル４へ出力する。ＣＣＤセンサ２２の撮像画像は、通信ケーブル４およびＩ／Ｏポート５１を介して、ＭＴＦ演算手段に受信される。ＭＴＦ演算手段は、このＣＣＤセンサ２２の撮像画像を記憶部材５７に記憶させる。
【００８９】
このときのＣＣＤセンサ２２の撮像画像は、図８に示すような画像となる。この撮像画像には、画像の中心に、チャート貫通孔３７の白色の四角形の中心部チャート４７が写っている。また、その中心部チャート４７の周囲には、チャートユニット３４の黒色部分が黒く写っている。
【００９０】
ＭＴＦ演算手段は、この記憶したＣＣＤセンサ２２の撮像画像に基づいてＭＴＦ値を求める。具体的には、たとえば、以下の手順でＭＴＦ値を求める。まず、中心部チャート４７の各辺に垂直な方向に配列されている複数の受光素子を抽出する（図８の線分４９を参照）。図８の線分４９は、中心部チャート４７の各辺に垂直な方向に配列される４つの線分の中の１つの例を示すものである。この抽出した複数の受光素子の輝度値による輝度分布を微分する。その微分した輝度分布をフーリエ変換する。これにより、中心部チャート４７の各辺のＭＴＦ値が求まる。この求めた各辺合計４つのＭＴＦ値の平均値を演算する。この平均値のＭＴＦ値を中心部チャート４７によるＭＴＦ値として記憶部材５７に記憶する。
【００９１】
なお、各受光素子の受光感度には、ばらつきがある。このようなエラーを抑制するためには、たとえば、図８に点線で示すように、各辺を含む長方形の領域５０内の複数の受光素子を抽出し、その長方形の短辺方向に配列されている複数の受光素子の輝度値の平均値を求め、この各平均輝度値の配列による輝度分布を用いるようにすればよい。また、単純に長方形の領域５０の短辺方向の複数の受光素子の平均値を求める替わりに、長方形の領域５０内の複数の受光素子の輝度値を昇順あるいは降順に並べ替え、長方形の領域５０の短い辺方向の受光素子の数毎に平均値を出して演算したり、短い辺方向の受光素子の数毎に１つ取り出してきて、その取り出してきたものを線分４９と同等のものとして見なし、演算したりするようにしてもよい。
【００９２】
また、チャートユニット３４以外の光などによる、瞬時的な受光素子の輝度ばらつきも生じうる。このようなエラーを抑制するためには、たとえば、同一条件の下で複数個の撮像画像を得て、その複数の撮像画像の輝度値の平均値を、各受光素子の輝度値として用いるようにすればよい。
【００９３】
ＭＴＦ演算手段は、この中心部チャート４７によるＭＴＦ値と、予め定めた評価値とを比較して、被検レンズ１の合否を判定する。
【００９４】
そして、中心部チャート４７によるＭＴＦ値が合格している場合には、ＭＴＦ演算手段は、次のＭＴＦ値の演算に移る。ＭＴＦ演算手段は、まず、撮影部１８を、いずれか１つの軸外チャート４８がＣＣＤセンサ２２の受光面に結像するように、制御命令を測定装置制御本体２０へ出力し、その状態でのＣＣＤセンサ２２の撮像画像を測定装置制御本体２０から受信する。受信された撮像画像は、記憶部材５７に記憶される。なお、制御命令が入力された後の測定装置制御本体２０の動作手順は、中心部チャート４７の場合と同様である。
【００９５】
ＭＴＦ演算手段は、記憶したＣＣＤセンサ２２の撮像画像に基づいてＭＴＦ値を求める。具体的には、たとえば、以下の手順でＭＴＦ値を求める。まず、１つの軸外チャート４８の各辺に垂直な方向に配列されている複数の受光素子を抽出する。この抽出した複数の受光素子の輝度値による輝度分布を微分する。その微分した輝度分布をフーリエ変換する。これにより、１つの軸外チャート４８の各辺（計４辺）のＭＴＦ値が求まる。この求めた４つのＭＴＦ値を、対向する辺の組毎に演算（平均化）する。この２つの平均値のＭＴＦ値を１つの軸外チャート４８によるＭＴＦ値として記憶部材５７に記憶する。これにより、１つの軸外チャート４８によるメリジオナル方向のＭＴＦ値と、その軸外チャート４８によるサジッタル方向のＭＴＦ値とが求まる。ＭＴＦ演算手段は、この軸外チャート４８による２つのＭＴＦ値それぞれと、予め定めた評価値とを比較して、被検レンズ１の合否を判定する。
【００９６】
ＭＴＦ演算手段は、同様の処理をその軸外チャート４８を写す各ミラー４５に関し更に３回ほど繰り返して実行する。このような処理を他の軸外チャート４８についても同様に行う。そして、４つの軸外チャート４８の全てのＭＴＦ値が合格している場合には、ＭＴＦ演算手段は、その被検レンズ１を最終合格と判定する。
【００９７】
なお、いずれかの判定において不合格と判定された場合には、ＭＴＦ演算手段は、次のＭＴＦ値の判定を途中で中断する。しかし、途中で不合格とされた場合であっても、最後までＭＴＦ値の測定と判定とを継続するようにしてもよい。また、ＭＴＦ演算手段は、適宜、撮像画像、ＭＴＦ値、合否の判定結果などを、モニタ５４に表示する。また、このＭＴＦ値の測定や判定と同時に、またはそれらの測定や判定に替えて、ＰＴＦ値を測定し判定するようにしてもよい。
【００９８】
以上のように、この実施の形態１に係るレンズ評価システムは、ハンドル４４を回転させて各ミラー４５を所定の位置に位置決めした後、中央処理装置５５にＭＴＦ演算プログラム５９を実行させることで、ＭＴＦ値を測定することができる。したがって、被検レンズからミラーの像高方向に実際に軸外チャートユニットを配設する場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズ１の軸外のＭＴＦ値やＰＴＦ値を演算することができる。
【００９９】
この実施の形態１に係るレンズ評価システムは、被検レンズ１の光軸方向のＭＴＦ値を測定する状態を利用して、ミラー４５を所望の像高に合わせた軸外の方向に設定するだけで、被検レンズ１の軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、簡単に測定することができる。しかも、被検レンズ１の軸外の８つのＭＴＦ値を、短時間で、効率よく観測することができる。
【０１００】
この実施の形態１に係るレンズ評価システムは、１つのチャートユニット３４で、被検レンズ１の光軸方向および軸外方向のＭＴＦ値やＰＴＦ値を測定することが可能となるので、チャートユニット３４のチャートランプ３６の交換などのメンテナンスが簡単になる。
【０１０１】
この実施の形態１に係るレンズ評価システムは、４つのミラー４５が設けられているので、被検レンズ１の軸外の８つのＭＴＦ値や８つのＰＴＦ値を、短時間で、観測することができる。しかも、４つのミラー４５は、被検レンズ１から等距離で且つチャートユニット３４から等距離に設けられている。そのため、各ミラー４５を介したチャートユニット３４から被検レンズ１までの距離は等しくなる。その結果、各ミラー４５による軸外チャート４８の明るさを、その複数のミラー４５の間で揃えることができる。また、４つのミラー４５による軸外チャート４８を同一条件の下で測定することができる。
【０１０２】
この実施の形態１に係るレンズ評価システムでは、４つのミラー４５は、被検レンズ１からの距離と、チャートユニット３４からの距離とが、等距離となっている。そのため、チャートユニット３４による中心部チャート４７と、ミラー４５による軸外チャート４８とが、被検レンズ１の光軸（基準光軸１７）に垂直な同一平面内となるようにすることができる。すなわち、中心部チャート４７と４つの軸外チャート４８とが平面上に置かれた状態となり、通常のチャート紙上のチャート同一に扱うことが可能となる。
【０１０３】
この実施の形態１に係るレンズ評価システムは、１つのハンドル４４を回すことで、一対のミラー４５を、間隔を広げる方向および間隔を狭める方向に、移動させることができる。また、他のハンドル４４を回すことで、他の一対のミラー４５を同様に移動させることができる。したがって、１つの被検レンズ１の直角に交わる２方向での軸外のＭＴＦ値を、各ミラー４５で、観測することができる。また、ミラー４５を移動させることで、像高（開口）が異なる、異なる仕様の複数種類の被検レンズ１を共通する１つのレンズ評価システムで評価することができる。また、サジッタル方向とメリジオナル方向の像高が異なるものにも対応することができる。
【０１０４】
なお、この実施の形態１では、中心部チャート４７から順番に、被検レンズ１のＭＴＦ値を求め、且つ、評価を行っている。この他にもたとえば、まず、軸外チャート４８のＭＴＦ値を測定評価し、その後、中心部チャート４７のＭＴＦ値を測定評価するようにしてもよい。また、全てのＭＴＦ値を演算してから、まとめて評価を行うようにしてもよい。
【０１０５】
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係るレンズ評価システムの測定装置２Ａを示す側面図である。図１０は、図９の測定装置２Ａを示す一部断面正面図である。図１１は、図９の測定装置２Ａを示す横断面図である。なお、実施の形態２に係るレンズ評価システムの演算装置３は、実施の形態１と同一のものであり、図示および詳細な説明は省略する。また、測定装置２Ａにおける実施の形態１の測定装置２と同一の構成部材あるいは同一の機能を果たす構成部材には、実施の形態１と同一の符号を付して、実施の形態１と重複する説明を省略する。
【０１０６】
測定装置２Ａのチャート装置６Ａは、観測装置ハウジング１１の上面の隅に立設された３本の支柱６１を備える。各支柱６１は、円柱形状に形成されている。
【０１０７】
この３本の支柱６１にはそれぞれ、２つのスリーブ６２，６３が取り付けられている。各スリーブ６２，６３には、支柱６１の断面と同じ形の貫通孔が形成されている。この貫通孔に支柱６１が挿入されることで、各スリーブ６２，６３は、それぞれの支柱６１に取り付けられている。そして、各スリーブ６２，６３は、支柱６１の長さ方向、すなわち上下方向へ移動することができる。なお、各スリーブ６２，６３が自然に落下してしまうような場合には、スリーブ６２，６３の位置を固定する固定機構を設ければよい。
【０１０８】
以下、各支柱６１に取り付けられている２つのスリーブ６２，６３の中、下側となるスリーブは、ミラースリーブ６２と記載する。上側となるスリーブは、チャートスリーブ６３と記載する。
【０１０９】
３つのチャートスリーブ６３は、チャートプレート３３に取り付けられている。チャートプレート３３には、チャートユニット３４が取り付けられている。これにより、チャートユニット３４は、観測孔１６と向き合った状態を維持しながら、且つ、３本の支柱６１に支えられながら、上下方向へ移動することができる。
【０１１０】
３つのミラースリーブ６２は、可動フレーム６４に固定されている。可動フレーム６４は、図１２に示すように、蓋無しの四角形の箱形状に形成されている。なお、支柱６１、ミラースリーブ６２および可動フレーム６４によって、この実施の形態２で追加されるミラー移動機構が構成されている。
【０１１１】
可動フレーム６４には、２本のリードスクリュー３９，４０が回転可能に設けられている。一方のリードスクリュー３９は、Ｙ軸方向と平行に、可動フレーム６４の対向する２つの側面の間に架け渡されている。他方のリードスクリュー４０は、Ｘ軸方向と平行に、可動フレーム６４の対向する残りの他の２つの側面の間に架け渡されている。なお、他方のリードスクリュー４０は、一方のリードスクリュー３９よりも下側に設けられている。また、各リードスクリュー３９，４０と平行に、ガイド棒４１が設けられている。互いに平行なリードスクリュー３９とガイド棒４１とには、２つのミラー取付部材４２ａ，４２ｂが取り付けられる。互いに平行なリードスクリュー４０とガイド棒４１とには、２つのミラー取付部材４２ｃ，４２ｄが取り付けられる。各ミラー取付部材４２には、ミラー４５が取り付けられている。なお、これらリードスクリュー３９，４０、ガイド棒４１、ミラー取付部材４２およびミラー４５の取り付け姿勢などは、実施の形態１と同様である。
【０１１２】
また、可動フレーム６４の底面には、開口部６５が形成されている。開口部６５は、リードスクリュー３９，４０とガイド棒４１との間の２つの直線状のスペースが対角線となる、略四角形形状に形成されている。なお、この開口部６５は、図１１に示すように可動フレーム６４をその上方から見た場合に、少なくとも各組のリードスクリュー３９，４０とガイド棒４１との間の２つの直線状スペースと対応する部位に、形成されていればよい。これにより、ミラー４５をリードスクリュー３９，４０上の任意の位置に移動させたとしても、被検レンズ１側からそのミラー４５を観測することができる。
【０１１３】
これ以外の測定装置２Ａの構成要素は、実施の形態１の測定装置２の同一符号が付された構成要素と同一であり、その説明を省略する。
【０１１４】
次に、この実施の形態２に係るレンズ評価システムの動作を説明する。
【０１１５】
被検レンズ１を評価する場合、まず、被検レンズ１の評価仕様に基づいて、チャートユニット３４と被検レンズ１との距離を調整する。実際には、各チャートスリーブ６３を各支柱６１上で滑らせて、所定の高さで位置決めする。一般的には、チャートユニット３４と被検レンズ１との距離は、０．５〜２．０ｍに調整する。
【０１１６】
次に、可動フレーム６４の高さを調整する。実際には、各ミラースリーブ６２の制御装置ハウジング１１の上面からの高さ位置が、チャートスリーブ６３の高さ位置の半分となるように、位置決めすればよい。
【０１１７】
そして、可動フレーム６４に設けられた一方のハンドル４４を回転させて対向する一対のミラー４５を所定の位置に位置決めし、他方のハンドル４４を回転させて対向する一対のミラー４５を所定の位置に位置決めした後、中央処理装置５５に、ＭＴＦ演算プログラム５９を実行させる。これにより、演算装置３に、ＭＴＦ演算手段が実現される。
【０１１８】
ＭＴＦ演算手段は、中心部チャート４７によるＭＴＦ値と、４つの軸外チャート４８によるメリジオナル方向のＭＴＦ値と、４つの軸外チャート４８によるサジッタル方向のＭＴＦ値と、を測定し、それら測定したＭＴＦ値と予め定めた評価値とを比較して、被検レンズ１の合否を判定する。なお、ＭＴＦ演算手段の詳細な動作およびそれに応じた測定装置２Ａの動作は、実施の形態１と同様なのでその説明を省略する。
【０１１９】
以上のように、この実施の形態２に係るレンズ評価システムは、被検レンズ１の評価仕様に基づいてチャートユニット３４および可動フレーム６４の高さを調整し、ハンドル４４を回転させて各ミラー４５を所定の位置に位置決めした後、中央処理装置５５にＭＴＦ演算プログラム５９を実行させることで、ＭＴＦ値に基づいて被検レンズ１を評価することができる。したがって、被検レンズ１の軸外のＭＴＦ値を、簡単に演算することができる。
【０１２０】
特に、この実施の形態２に係るレンズ評価システムでは、チャートユニット３４の高さ位置および各ミラー取付部材４２とチャートユニット３４の垂直方向距離を可変とすることができる。すなわち、チャートユニット３４と被検レンズ１との距離（各ミラー４５と被検レンズ１の垂直方向距離および各ミラー４５と各チャートとの垂直方向の距離）を可変することができる。そのため、様々な仕様の被検レンズ１を１つのレンズ評価システムで測定することが可能である。
【０１２１】
この実施の形態２に係るレンズ評価システムでは、被検レンズ１の光軸上に配設されるチャートユニット３４の像をミラー４５で反射することで、軸外チャート４８を形成している。そのため、そのミラー４５の方向に実際に軸外チャートユニットを配設する場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズ１の軸外チャート４８を撮像することができる。また、この構成では、チャートユニット３４を、被検レンズ１の上方に配設している。そのため、たとえばチャートユニット３４と被検レンズ１とを水平に並べる場合に比べて、少ないスペースで、被検レンズ１の軸外チャート４８を撮像することができる。
【０１２２】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変形、変更が可能である。
【０１２３】
たとえば、上記各実施の形態では、被検レンズ１からのチャートユニット３４までの高さの半分の高さに、ミラー４５を配設している。この他にもたとえば、図１３に実線で示すように、ミラー４５の反射面を被検レンズ１の光軸に対して傾けることができるように構成することで、被検レンズ１からチャートユニット３４までの高さの半分ではなく、それよりも低い位置に、ミラー４５を配設することができる。これにより、測定装置２をさらに小型化し、その占有面積を小さくすることができる。なお、ミラー４５を基準光軸１７に対して傾けた場合、軸外チャートユニット４６は、基準光軸１７に対して直角方向には配置されないこととなる。また、被検レンズ１からチャートユニット３４までの高さの半分よりも高い位置に、ミラー４５を配設できるようにしてもよい。
【０１２４】
上記各実施の形態では、軸外チャート４８を被検レンズ１に観測させるために、チャートユニット３４を４つのミラー４５でそれぞれ１回のみ反射させている。この他にもたとえば、１つのミラー４５のみを配置し、その１つのミラー４５を基準光軸１７の周りに回転可能に配置することで、複数、時には、８つ以上の位置でのチャートを得るようにしてもよい。
【０１２５】
また、チャートユニット３４を２つ以上のミラー４５で複数回反射させた軸外チャート４８を被検レンズ１に観測させてもよい。これにより、ミラー４５の被検レンズ１の光軸からの距離をさらに短くすることができ、測定装置２をさらに小型化し、その占有面積を小さくすることができる。但し、複数回に渡ってミラー４５で反射させると、ミラー４５の反射率に従って、軸外チャート４８の白色部分の明るさか中心部チャート４７に比べて低下する。軸外チャート４８の白色部分の明るさが、ＭＴＦ値の観測結果に悪影響を及ぼすほどに低下する場合には、チャートランプ３６の光量を増量したり、あるいはＣＣＤセンサ２２の露光時間を多くしたりするなどしてＣＣＤセンサ２２の露光量の増量を行う。
【０１２６】
上記各実施の形態では、軸外チャート４８のみをミラー４５を利用して形成している。この他にもたとえば、チャートユニット３４を被検レンズ１に隣接して上向きに配置するとともに、チャートプレート３３の下面にミラーを配設して、中心部チャート４７もミラーで折り返すように反射させてもよい。これにより、測定装置２をさらに小型化し、その高さを低くすることができる。チャートユニット３４を被検レンズ１に隣接して配置する替わりに、被検レンズ１と撮影部１８との間にハーフミラーを設け、このハーフミラーに向けてチャートユニット３４を配設するようにしてもよい。
【０１２７】
上記各実施の形態では、２つのリードスクリュー３９，４０それぞれに２つのミラー４５を設けて、合計４つのミラー４５で４つの軸外チャート４８を形成している。この他にもたとえば、１つのリードスクリューのみを配置し、２つのミラー４５を動作させるようにしたり、４つのリードスクリューを４５度間隔で配置し、計８つのミラー４５を動作させるようにしたりしてもよい。また、３つ以上のミラー４５を１つのリードスクリューに取り付けるようにしてもよい。このように、５つ以上のミラー４５をリードスクリュー３９，４０や、付加するリードスクリューを含めて３本以上のリードスクリューに取り付けて、さらに多くの軸外チャート４８を、被検レンズ１に観測させるようにしてもよい。この場合、取り付けたミラー４５と同数の軸外チャート４８を、被検レンズ１側から観測することができる。
【０１２８】
特に、観測孔１６から８つの軸外チャート４８（４つの内側の軸外チャート４８とその４つの軸外チャート４８と中心部チャート４７とを結ぶ線上で且つさらに外側に配置される４つの軸外チャート４８）が観測できるようにすることで、中心部チャート４７を含む９つのチャートに基づいてズーム機能を有する被検レンズ１を評価することができる。たとえば、内側に観測される４つの軸外チャート４８と中心部チャート４７とで望遠状態での被検レンズ１の評価を行い、外側に観測される４つの軸外チャート４８と中心部チャート４７とで広角状態での被検レンズ１の評価を行う。
【０１２９】
上記各実施の形態では、独立した４つのミラー４５それぞれで、軸外チャート４８を１つずつ形成している。この他にもたとえば、図１４に示すように、各ミラー４５を、チャート装置６の高さの全長に渡る長さに形成することで、チャートユニット３４を向い合ったミラー４５で繰り返しに反射させ、各ミラー４５に、複数の軸外チャート４８を形成することができる。なお、実施の形態２に示す可動フレームを２つ以上設けることでも、チャートユニット３４を向い合った複数のミラー４５で繰り返しに反射させることができる。
【０１３０】
上記各実施の形態では、チャートユニット３４を中心として９０度毎に４つの方向にミラー４５を配設している。この他にもたとえば、図１５に示すように、チャートユニット３４を中心として４５度毎に８つの方向にミラー４５を配設するようにしてもよい。これにより、被検レンズ１のＭＴＦ値を８つの方向でより詳しく調べることができる。なお、この４つのミラー４５や８つのミラー４５は、それぞれが独立していても良いが、たとえば、円筒の内面に沿って四角形のミラー４５や八角形のミラー４５を一体的に形成していてもよい。
【０１３１】
上記各実施の形態では、被検レンズ１のＭＴＦ値に基づいて、被検レンズ１の合否を判定している。この他にもたとえば、被検レンズ１のＰＴＦ値に基づいて被検レンズ１の合否を判定しても、被検レンズ１のＭＴＦ値およびＰＴＦ値に基づいて被検レンズ１の合否を判定してもよい。
【０１３２】
また、上記各実施の形態では、チャートユニット３４と被検レンズ１との間隔が０．２〜２．０ｍの範囲の場合を例にとって説明しているが、もちろん被検レンズ１の仕様により、チャートユニット３４と被検レンズ１との間隔が、０．２ｍより短い場合や、２．０ｍより長い場合であっても、本発明を適用できることは言うまでもない。
【０１３３】
【発明の効果】
本発明では、被検レンズの軸外の変調伝達関数あるいは位相伝達関数を、少ないスペースで、且つ、効率よく測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係るレンズ評価システムを示すシステム構成図である。
【図２】図１中の測定装置の左側面図である。
【図３】図１中の測定装置の平面図である。
【図４】図１中の測定装置の枠状ハウジング内を示す要部縦断面図である。
【図５】図１中の測定装置の枠状ハウジング内を示す要部横断面図である。
【図６】図１中の測定装置における軸外チャートの測定原理を説明する説明図である。
【図７】図１中の観測孔の場所からチャートユニット側を観測した場合に観測される５つのチャートを示す図である。
【図８】図７に示される中心部チャートの撮像画像を示すとともに、ＭＴＦ値を得るための測定方法を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るレンズ評価システムの測定装置を示す左側面図である。
【図１０】図９の測定装置を示す、一部断面正面図である。
【図１１】図９の測定装置の上方から観測した横断面図である。
【図１２】図９中の可動フレームを示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係るレンズ評価システムにおいて、ミラーの反射面を、被検レンズの光軸に対して傾ける変形例を説明する説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係るレンズ評価システムにおいて、ミラーを、チャート装置の高さの全長に渡る長さに形成する変形例を説明する説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係るレンズ評価システムにおいて、チャートユニットを中心として４５度毎に８つの方向にミラーを配設する変形例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１  被検レンズ
２  観測装置
１６  観測孔
１７  被検レンズの光軸（基準光軸）
１８  撮影部
３１  枠状ハウジング
３４  チャートユニット
３９  一方のリードスクリュー（ミラー移動機構）
４０  他方のリードスクリュー（ミラー移動機構）
４１  ガイド棒（ミラー移動機構）
４２  ミラー取付部材（ミラー移動機構）
４３  螺旋溝（ミラー移動機構）
４４  ハンドル（ミラー移動機構）
４５  ミラー
４７  中心部チャート（チャート）
４８  軸外チャート（チャート）
６１  支柱（ミラー移動機構）
６２  ミラースリーブ（ミラー移動機構）
６４  可動フレーム（ミラー移動機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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