專利名稱：描畫性能檢查裝置、方法及利用該方法檢查的照相機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種檢查照相機等光學儀器的描畫性能的描畫性能檢查裝置。
背景技術：
現(xiàn)有的檢查照相機的攝影透鏡的分辨能力的檢查裝置，是一種把圖片實際攝影到裝在照相機內(nèi)的膠卷上，觀察顯影后的膠卷上圖片的片數(shù)，來判斷分辨力的依據(jù)攝影圖像的分辨能力檢查裝置。
另外，還有一種現(xiàn)有的作為分辨能力檢查裝置的依據(jù)MTF的檢查裝置。該檢查裝置使通過攝影透鏡得到的穩(wěn)定的圖片圖像在攝像部件(CCD)上成像，算出此時的攝像的MTF(Modulation Transfer Function調(diào)制傳遞函數(shù))值，檢查攝影透鏡的聚焦狀態(tài)。而且，上述穩(wěn)定的圖片圖像是在照相機側(cè)的快門保持在開狀態(tài)下得到的圖片圖像。
但是，上述現(xiàn)有的依據(jù)攝影圖像的分辨能力的檢查裝置中，在觀察顯影后的膠卷上的圖片圖像的圖片片數(shù)時，成像濃度很難達到恒定，而且，由于用肉眼進行觀察存在偏差，因而不能正確讀取圖片片數(shù)，很難進行高精度的分辨能力檢查。
而且，另一種現(xiàn)有的依據(jù)MTF的檢查裝置中，因為需要通過在上述保持快門為開狀態(tài)時的穩(wěn)定狀態(tài)下所得到的圖片圖像進行檢查，所以可能會與實際的攝影狀態(tài)不同。即，由于實際攝影時會由于開關快門的動作而發(fā)生震動，或者快門開口波形的影響等，無法表現(xiàn)在上述穩(wěn)定的曝光的MTF值中。所以，會出現(xiàn)無法得到實際攝影時照相機透鏡的描畫性能的檢查結(jié)果。
發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種可正確檢查與實際攝影狀態(tài)等價的光學儀器的分辨能力的描畫性能檢查裝置。
為解決上述問題，第一發(fā)明的描畫性能檢查裝置，用于檢查具有攝影透鏡和開關該攝影透鏡光路的快門的光學儀器的描畫性能，該檢查裝置的特征在于，具有在距上述照相機規(guī)定距離處設置的、描繪有檢查用圖案的圖片；通過上述攝影透鏡對上述圖案進行攝像的攝像部件；控制上述攝像部件的攝像動作的攝像控制部；基于上述攝像部件的輸出算出MTF的MTF運算部；控制上述快門開關動作的快門開關控制部，上述控制部件與上述快門動作關聯(lián)控制上述攝像動作，基于當時的上述MTF運算部的輸出評價上述光學儀器的描畫性能。
第二發(fā)明的描畫性能檢查裝置具有攝像部件，通過配置在規(guī)定位置的作為被檢查物的照相機的攝影光學系統(tǒng)進行攝像；圖片，描繪有規(guī)定的圖案并且配置在配置上述攝像部件一側(cè)的相反側(cè)距上述照相機有規(guī)定距離；MTF算出部件，基于上述攝像部件所攝的圖片圖像，算出作為上述被檢查物的照相機的攝影光學系統(tǒng)的MTF特性，該描畫性能檢查裝置的特征在于，具有配置在上述圖片與攝像部件之間、開關從上述圖片到攝影部件的光路的快門部件，上述MTF算出部件基于包括上述快門部件的開動作或者閉動作中的至少一方的啟動時間的規(guī)定時間、上述攝影部件所攝的數(shù)據(jù)，算出上述照相機的攝影光學系統(tǒng)的MTF特性。
第三發(fā)明的描畫性能檢查方法，用于檢查具有攝影透鏡、開關該攝影透鏡光路的快門的光學儀器的描畫性能，其特征在于，包括下列步驟第1步，通過上述攝影透鏡，對距上述照相機規(guī)定距離處設置的、描繪有檢查用圖案的圖片開始攝像；第2步，打開上述快門；第3步，關閉上述快門；第4步，結(jié)束上述攝像動作；第5步，基于上述第1步至第4步所攝像的數(shù)據(jù)算出MTF特性；第6步，基于上述第5步的輸出，評價上述光學儀器的描畫性能。
第四發(fā)明的照相機的特征在于，通過上述第三發(fā)明的描畫性能檢查方法進行檢查。
圖1是本發(fā)明實施例的照相機透鏡的描畫性能檢查裝置中，作為被檢查物的照相機上所安裝的透鏡鏡筒的縱截面圖。
圖2是組裝在上述圖1的透鏡鏡筒中的快門裝置的分解透視圖。
圖3是示出圖1的透鏡鏡筒的快門裝置在關閉狀態(tài)下的圖1的A-A截面圖。
圖4是示出圖1的透鏡鏡筒的快門裝置在小光圈狀態(tài)下的圖1的A-A截面圖。
圖5是示出圖1的透鏡鏡筒的快門裝置在打開狀態(tài)下的圖1的A-A截面圖。
圖6是示出作為本發(fā)明一個實施例的描畫性能檢查裝置的照相機透鏡特性檢查的構(gòu)成的系統(tǒng)圖。
圖7是示出上述圖6的一個實施例的MTF特性檢查裝置的構(gòu)成的方框構(gòu)成圖。
圖8是上述圖6的一個實施例的MTF特性檢查裝置中，光軸中心MTF值相對于Z位置的變化線圖。
圖9是上述圖6的一個實施例的MTF特性檢查裝置中，周邊MTF值相對于Z位置的變化線圖。
圖10是上述圖6的一個實施例的MTF特性檢查裝置中，MTF檢查處理的流程圖。
圖11是示出上述圖6的一個實施例的MTF特性檢查裝置中，各圖片的MTF值的測定結(jié)果的一例的線圖，圖11(A)是中心圖片的光軸中心MTF值的線圖，圖11是(B)是第一象限的圖片的周邊MTF值的線圖，圖11(C)是第2象限的圖片的周邊MTF值的線圖，圖11(D)是第3象限的圖片的周邊MTF值的線圖，圖11(E)是第4象限的圖片的周邊MTF值的線圖。
圖12是上述圖6的一個實施例的MTF特性檢查裝置中，快門開閉信號與攝像頭的攝像信號的時間圖。
具體實施例方式
以下參照附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明。
在說明作為本發(fā)明實施例的照相機透鏡的描畫性能檢查裝置的照相機透鏡的MTF檢查裝置之前，先對作為由上述檢查裝置檢查的被檢查物的照相機中安裝的透鏡鏡筒(照相機透鏡)的構(gòu)造進行說明。
圖1是上述透鏡鏡筒的遠距離狀態(tài)的縱截面圖。圖2是組裝在上述透鏡鏡筒內(nèi)的快門裝置的分解透視圖。圖3、4、5分別是上述快門裝置的閉狀態(tài)、小光圈狀態(tài)或者是完全開狀態(tài)下的圖1的A-A截面圖。
在以下說明中以透鏡鏡筒的被攝物一側(cè)為前方，以成像面一側(cè)為后方。
上述透鏡鏡筒50是安裝在膠卷照相機中的照相機透鏡，如圖1所示具有通過主體固定部78被固定在照相機6(圖6)的主體側(cè)的固定架51；相對于固定架51可自由旋轉(zhuǎn)、進退地被支撐在固定架51上的旋轉(zhuǎn)架52；通過固定架51進行旋轉(zhuǎn)限制、與旋轉(zhuǎn)架52同時進退的直進導向架73；固定支撐在變焦架53上的第1群架54，該變焦架53在被通過直進導向架73與后述第2群架55限制旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下相對于旋轉(zhuǎn)架52可進退地被支撐；由變焦架53支撐的第2群架55；第2群架55上安裝的作為快門部件的快門裝置74；由作為本透鏡鏡筒的攝影光學系統(tǒng)的第1群架54支撐的第1透鏡群75與由第2群架55支撐的第2透鏡群76。而且，上述攝影光學系統(tǒng)的透鏡光軸為光軸Oc。
上述固定架51是圓筒形部件，被固定支撐在主體固定部78上，內(nèi)周部設有內(nèi)螺紋51a及與光軸Oc平行的直進鍵槽51b。
上述旋轉(zhuǎn)架52是圓筒形部件，末端側(cè)端部設有外螺紋52d，內(nèi)周面的3方位置各設有2個凸輪槽52a、52b，內(nèi)周面末端部設有內(nèi)周槽52e。上述2個凸輪槽中，凸輪槽52a用于驅(qū)動變焦架進退，凸輪槽52b用于驅(qū)動第2群架進退。因為上述外螺紋52d與固定架51的內(nèi)螺紋51a螺接，所以旋轉(zhuǎn)架52在被未圖示的旋轉(zhuǎn)架驅(qū)動部旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時，一邊旋轉(zhuǎn)一邊進退。
上述直進導向架73是環(huán)形部件，設有突出于基板外周部的導向突起部73a；從基板內(nèi)周部向前方外側(cè)彎折突出的接合銷釘爪部73b；從基板內(nèi)周部沿光軸Oc向前延伸出的直進導向部73c。上述導向突出部73a自由滑動地嵌入固定架51的直進鍵槽51b中。上述接合銷釘爪部73b自由地滑動嵌入旋轉(zhuǎn)架52的內(nèi)周槽52e中。所以，一旦旋轉(zhuǎn)架52被旋轉(zhuǎn)、進退驅(qū)動，直進導向架73就不旋轉(zhuǎn)，而是與旋轉(zhuǎn)架52一起沿著光軸Oc的方向直進移動。
上述變焦架53是圓筒形部件，以可旋轉(zhuǎn)、進退的狀態(tài)嵌入旋轉(zhuǎn)架52的內(nèi)周。在變焦架53的外周部上通過其軸部固定有3組凸輪從動件59。而且，變焦架53的前方開口部53a上固定有支撐第1透鏡群75的第1群架54，在變焦架53的內(nèi)周部上沿光軸Oc方向設有3條直進導向槽53b。
上述凸輪從動件59與旋轉(zhuǎn)架52的凸輪槽52a自由滑動地卡合。而且，后述第2群架55的3個直進導向銷55b自由滑動地嵌入上述直進導向槽53b中。因此，在旋轉(zhuǎn)架52旋轉(zhuǎn)時，變焦架53在被直進導向銷55b限制旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下通過凸輪槽52a與凸輪從動件59，沿光軸Oc方向進退驅(qū)動。
上述第2群架55是圓環(huán)形部件，以可進退的狀態(tài)配置在變焦架53的內(nèi)周。第2群架55的外周部上通過其軸部裝設有3個凸輪從動件60。這3個凸輪從動件60的徑向的抵靠部60b嵌合在變焦架53的內(nèi)周面上，決定第2群架55的光軸位置。
在第2群架55上設有沿光軸Oc的直進導向溝55a和作為向外部突起的突起部的3個直進導向銷55b。而且，其內(nèi)周開口部支撐第2透鏡群76。直進導向架73的直進導向部73c自由滑動地嵌入上述直進導向槽55a。
上述凸輪從動件60貫通變焦架53的周面開口部，自由滑動地嵌入旋轉(zhuǎn)架52的凸輪槽52b中。因此，該第2群架55在被直進導向架73限制旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，通過凸輪槽52b被直進進退驅(qū)動。
上述第2群架55的前面部與變焦架53的前方內(nèi)壁面之間，為了對第2群架55向后方施力而配置有施力彈簧56。
如圖1及圖2中所示上述快門裝置74具有具有固定光圈開口57a的快門架57；作為可開閉轉(zhuǎn)動的快門部件的3個快門葉片61、62、63；驅(qū)動快門葉片用的快門桿64；快門桿轉(zhuǎn)動施力用的快門開彈簧65；按壓葉片板58；用于開關快門的作為驅(qū)動源的快門開關用電磁鐵裝置66。
上述快門架57固定配置在第2群架55的前方，在該快門架57中設有在中央部設有供給攝影光路的敞開光圈的固定光圈開口57a；向后方突出的快門桿支撐軸57b；向前方突出的2個葉片支撐銷57c、57d；配置在上述支撐銷57c、57d之間的、快門桿64的快門驅(qū)動銷貫穿的通孔57e。
上述快門桿64上設有軸孔64a；葉片驅(qū)動銷64b；插棒式鐵芯抵靠部64c；彈簧抵靠銷64d。上述快門桿64經(jīng)由軸孔64a由快門桿支撐軸57b可自由轉(zhuǎn)動地支撐在快門架57的后方。在該支撐狀態(tài)下，快門驅(qū)動銷64b貫穿快門架57的銷通孔57e，嵌入后述快門葉片61、62、63的驅(qū)動銷孔61b、62b、63b。上述快門桿64通過與彈簧抵靠銷64d抵靠的快門開彈簧65，被施力沿作為快門打開方向的逆時針方向旋轉(zhuǎn)(從被攝物一側(cè)看)。
上述快門葉片61、62、63上分別設有支撐銷孔61a、62a、63a和驅(qū)動銷孔(長孔)61b、62b、63b。上述快門葉片61、62、63中，快門葉片61與63形狀相同，相對于快門葉片62以光軸Oc為中心大致呈左右對稱形狀。而且，在快門葉片61與快門葉片63夾持快門葉片62的狀態(tài)下，快門葉片61、62、63以快門架57的葉片支撐銷57c或57d上分別嵌入支撐銷孔61a、63a或者62a的狀態(tài)被自由旋轉(zhuǎn)地支撐，并以被按壓葉片板58按壓的狀態(tài)被安裝。該安裝位置在第1群架54的第1透鏡群75和第2群架55的第2透鏡群76之間。
上述快門開關用電磁鐵裝置66如圖2、3所示，是設有可動鐵芯的插棒式鐵芯型直流電磁鐵裝置，該可動鐵芯具有外形為圓弧形狀的彎曲線圈部，該電磁鐵裝置設有卷繞在彎曲繞線筒68上的上述彎曲線圈部67；沿上述彎曲線圈部67磁力結(jié)合前端部與末端部的軛部69；可在上述繞線筒68內(nèi)輸出側(cè)端部伸出縮進地支撐的作為可動鐵芯的插棒式鐵芯71；固定鐵芯70；對上述插棒式鐵芯71向突出側(cè)施力的插棒式鐵芯彈簧72。上述快門桿64的前端抵靠部64c由于快門開彈簧65的施力而總是與上述插棒式鐵芯71的前端抵靠。
所以，在上述電磁鐵裝置66的線圈部67的激勵電壓處于關狀態(tài)下，插棒式鐵芯71通過由于快門開彈簧65的施力而產(chǎn)生的強的插棒式鐵芯彈簧72的施力，而處于突出位置。在此狀態(tài)下，如圖3所示，快門桿64沿順時針方向轉(zhuǎn)動規(guī)定量。所以，快門葉片61、63與快門葉片62通過快門桿64分別向作為關閉方向的逆時針方向，或者順時針方向轉(zhuǎn)動，關閉快門架57的固定光圈開口57a。
而且，在上述電磁鐵裝置66的線圈部67上施加激勵電壓時，插棒式鐵芯71由于在線圈67上所產(chǎn)生的磁力被吸引至與固定鐵芯70抵靠的位置上。伴隨插棒式鐵芯71的吸引，快門桿64在快門開彈簧65的施力下作逆時針轉(zhuǎn)動，直至與未圖示的止動器抵靠的規(guī)定位置。如圖5所示，快門葉片61、63與快門葉片62分別向作為開方向的順時針方向，或者逆時針轉(zhuǎn)動，快門架57的固定光圈開口57a處于全開狀態(tài)。從圖3中的開口關閉狀態(tài)到圖5中的開口全開狀態(tài)的動作中，經(jīng)過如圖4所示的小光圈開口狀態(tài)，變化為上述全開狀態(tài)。
為了利用具有上述構(gòu)成的上述透鏡鏡筒50進行攝影，要把變焦架53、第1群架54、第2群架55等從伸縮位置伸出到可攝影的遠距離位置，需驅(qū)動轉(zhuǎn)動架52進行旋轉(zhuǎn)。通過該旋轉(zhuǎn)變焦架53與第1群架54及第2群架55通過直進導向架73被直進導向的同時，被凸輪從動件59、60驅(qū)動，例如可送出到圖1所示的可攝影的遠距離位置。
在上述攝影狀態(tài)下的透鏡鏡筒50執(zhí)行曝光時，一旦在快門開關用電磁鐵裝置66的線圈部67上施加激勵電壓，吸引插棒式鐵芯71，快門葉片61、63與62就會向打開方向轉(zhuǎn)動，固定光圈開口被打開，快門處于打開狀態(tài)。經(jīng)過規(guī)定的快門秒時間后，上述線圈部67上的激勵電壓關閉，插棒式鐵芯71再一次突出，快門葉片61、63及62被驅(qū)動轉(zhuǎn)動到上述開口關閉位置，曝光結(jié)束。這樣的照相機在實際使用中，例如根據(jù)測定至被拍攝物的距離的測距部件的輸出，通過將透鏡鏡筒50的規(guī)定透鏡沿光軸方向移動，完成聚焦動作。而且，用于該聚焦動作的透鏡位移量，由于部件等的偏差，不同透鏡鏡筒50的位移量不同。因此，針對每一個透鏡鏡筒50，將相對于規(guī)定距離的規(guī)定的鏡頭位移量作為調(diào)整值保存在照相機里。
上述透鏡鏡筒50雖然通過后述照相機透鏡的MTF特性檢查裝置10(圖6)檢查照相機透鏡的描畫性能，但是假設在檢查前第1透鏡群75、第2透鏡群76的可攝影位置的焦點位置已經(jīng)被調(diào)整好。
下面，對作為本發(fā)明一實施例的照相機透鏡的描畫性能檢查裝置的MTF特性檢查裝置的構(gòu)成，用圖6、7等來進行說明。
圖6為表示上述MTF特性檢查裝置10的構(gòu)成的系統(tǒng)圖。圖7為表示上述MTF特性檢查裝置10的構(gòu)成的方框構(gòu)成圖。而且，構(gòu)成本實施例的MTF特性檢查裝置10的攝像部1(后述)中，與攝影透鏡光軸Oc及攝像光軸Od平行的方向為Z方向，與Z方向正交的方向中，左右方向為X方向，上下方向為Y方向。
在上述照相機6中，通常由于鏡架的構(gòu)成部件的尺寸誤差與組裝誤差，例如單透鏡的RDN(面的形狀，厚度，折射率)、各透鏡間隔、偏心等導致對描畫性能的影響，同時，實際攝影時，由于焦點位置與影像模糊等產(chǎn)生的影響甚至會使綜合的描畫性能發(fā)生變化。本MTF特性檢查裝置基于在接近實際攝影狀態(tài)下得到的上述綜合的描畫性能的攝像數(shù)據(jù)，作為對攝影圖像的評價尺度，通過與實際拍攝相對應的MTF值，評價作為被檢查物的照相機6的透鏡的描畫性能，判斷照相機透鏡的質(zhì)量。
上述照相機6的透鏡鏡筒50，在開閉快門時，由于具有一定質(zhì)量的插棒式鐵芯71被高速度吸引而打開移動，第2群架55受到?jīng)_擊。所以，有時由第2群架55保持的第2透鏡群76在曝光中震動，產(chǎn)生成像面上的圖像模糊，對透鏡的描畫性能產(chǎn)生惡劣的影響。本MTF特性檢查裝置10除了考慮鏡架的構(gòu)成部件的誤差以外，還特別考慮上述的圖像模糊的影響來進行檢查。
上述MTF特性檢查裝置10中，攝影像利用圖片單元5，通過圖片畫面中心的攝影透鏡光軸Oc上的攝像數(shù)據(jù)及圖片畫面周邊的攝像數(shù)據(jù)，運算作為MTF特性的各MTF值，將該MTF值與檢查標準值相比較判斷是否合格。
上述MTF特性檢查裝置10，如圖6、7中所示，由攝像部1、MTF測定控制部2、鍵盤3、監(jiān)視器4、圖片單元5組成。作為被檢查物的照相機6安裝于攝像部1的攝像部主體部18上。
如圖6、7中所示，上述攝像部1包括作為攝像部件的攝像頭11、作為攝像控制部件的攝像控制部14、攝像頭驅(qū)動部15、攝像部主體部18。
上述攝像頭11由具有光軸Od的攝像透鏡12、作為攝像元件的CCD以及具有攝像處理電路的攝像裝置13組成。上述CCD中，由上述照相機6的第1、2透鏡群75、76(透鏡鏡筒50)取入的圖片像通過攝像透鏡12在CCD的成像面上成像，并由該CCD轉(zhuǎn)換成電信號。利用上述攝像處理電路處理上述CCD的攝像輸出信號，所得到的圖像數(shù)據(jù)被輸出到CPU21側(cè)。
攝像控制部14驅(qū)動控制攝像裝置13的CCD和攝像處理電路。
上述攝像頭驅(qū)動部15由組裝在攝像部主體18上的XY軸驅(qū)動臺(XY軸驅(qū)動部)16、Z軸驅(qū)動臺(Z軸驅(qū)動部)17組成。在上述XY軸驅(qū)動臺16上裝設有攝像頭11，向X方向及Y方向驅(qū)動該攝像頭11。而且，在Z軸驅(qū)動臺17上安裝有上述XY軸驅(qū)動臺16，通過向Z方向驅(qū)動該XY軸驅(qū)動臺16使得上述攝像頭11沿Z方向移動。
上述MTF測定控制部2由作為控制調(diào)整控制部內(nèi)部及上述攝像部1的控制部件的CPU21、存儲運算式信息等的RAM部25組成。
上述CPU21內(nèi)設有作為MTF算出部件的MTF運算部22；焦點位置控制部23，對照相機6發(fā)出將攝影透鏡送出到焦點位置的指示；用于控制照相機6的快門開關的作為快門控制部件的快門開關控制部24；向攝像頭側(cè)的攝像控制部14輸出攝像開始、結(jié)束信號的攝像控制部。
上述MTF運算部22取入由通過上述攝像裝置13輸出的圖片圖像數(shù)據(jù)，通過運算求出上述圖片圖像的MTF值，根據(jù)該運算結(jié)果判斷OK/NG(是否合格的判斷)。上述焦點位置控制部23指示進行向照相機6的焦點位置的驅(qū)動。
鍵盤3進行在執(zhí)行MTF檢查時的各種設定，監(jiān)視器4用于確認MTF檢查處理中的動作狀態(tài)的確認及描畫性能檢查的結(jié)果。
上述圖片單元5，是作為在通常照相機攝影時應用的被拍攝對象距離的標準攝影距離L1處，例如在距離3m的位置上配置的攝影畫框上的測試圖片，它設有位于照相機6的攝影透鏡光軸Oc上的中心圖片部5a；在XY平面的攝影畫框周邊位置上的第一象限的周邊圖片部5b；第2象限的周邊圖片部5c；第3象限的周邊圖片部5d；第4象限的周邊圖片部5e。而且，上述中心圖片部5a是X方向與Y方向的規(guī)定間距(空間頻率f0＝10條/mm)的圖案，由縱方向圖案與橫方向圖案組成。上述各周邊圖片部分別由放射方向(S方向)與周方向(M方向)的規(guī)定間距(空間頻率f0＝10條/mm)的圖案組成。之所以在MTF檢查中采用上述空間頻率f0＝10條/mm，是因為該空間頻率與后述更高空間頻率f1、f2等相比，能較好地與實際拍攝時攝像畫面的好壞相對應。
上述照相機6設有內(nèi)設有上述透鏡光軸Oc的第1透鏡群75、第2透鏡群76與快門裝置74的透鏡鏡筒50；負責照相機全體的控制且具有快門控制部件的CPU31；驅(qū)動上述攝影透鏡75、76進退的透鏡驅(qū)動部33；在CPU31的控制下控制上述透鏡驅(qū)動部33的驅(qū)動控制部32；驅(qū)動作為上述快門裝置74的驅(qū)動源的快門開關用電磁鐵裝置66的驅(qū)動控制部34；存儲透鏡鏡筒50的焦點位置數(shù)據(jù)等攝影用數(shù)據(jù)的EEPROM35。該照相機6在MTF檢查處理時，以保持透鏡鏡筒50的光軸Oc相對于后述的攝像部1的攝像透鏡12的攝像光軸Od平行的狀態(tài)裝設在上述攝像部主體18上。
下面，對通過具有上述構(gòu)成的MTF特性檢查裝置10對照相機6進行MTF測定，MTF值的運算等處理動作進行說明。
把照相機6及攝像頭驅(qū)動部15設置為對光軸Oc、Od中心，或者畫面周邊的畫板進行攝像的狀態(tài)。即，把照相機6在后蓋80為打開狀態(tài)下安裝在攝像部1的攝像部主體18上。此時，確定上述照相機6的透鏡鏡筒50的光軸Oc與圖片單元5的中心圖片部5a的中心相一致。這樣設置照相機后，在圖片的攝像動作之前，透鏡鏡筒50的透鏡群被送出到相對于上述標準攝影距離L1的聚焦位置。由此孔徑面(膠卷面)79的位置成為圖片的成像位置。
此時的透鏡群的送出動作既可以通過從MTF特性檢查裝置10的CPU21到照相機6的CPU31傳送距離數(shù)據(jù)，基于該距離數(shù)據(jù)來進行，也可基于從照相機6具有的未圖示的測距部件得到的距離數(shù)據(jù)來進行。這些可在檢查照相機6時，根據(jù)是評價包括照相機具有的測距部件的描畫性能，還是評價不包括測距部件的描畫性能來進行適當?shù)倪x擇。
取入光軸Oc中心的圖片圖像(光軸Oc中心MTF測定)時，通過驅(qū)動攝像頭驅(qū)動部15的XY軸驅(qū)動臺16，使攝像頭11(攝像透鏡12)的光軸Od對準照相機6的孔徑面79的光軸Oc中心。
取入攝影畫框周邊的圖片圖像(周邊MTF測定)時，通過驅(qū)動上述XY軸驅(qū)動臺16，使攝像頭11(攝像透鏡12)的光軸Od對準進行照相機6的孔徑面79的測定的第1至第4象限中任一象限的周邊圖案圖像位置。
測定光軸Oc中心的MTF，或者周邊的MTF時，通過利用Z軸驅(qū)動臺17沿Z方向驅(qū)動攝像頭11，使攝像透鏡12的聚焦點與孔徑面79一致，測定圖片圖像的MTF。此時，把上述攝像頭11(攝像透鏡12)的聚焦點在孔徑面79上時的位置作為基準Z方向偏差量(散焦量)的偏差位置Zd設為Zd＝0，該Zd＝0與照相機的成像面位置對應。而且，將在孔徑面79的后方(背面)時的Z方向偏差位置Zd設為+側(cè)，在前方(被拍攝物一側(cè))時的Z方向偏差位置Zd設為一側(cè)。
攝像頭11的聚焦點在上述Z方向的偏差位置Zd＝0時，由透鏡鏡筒50內(nèi)取入的中心圖片5a的圖像，或者周邊圖片(此時是第4象限的周邊圖片5e)的圖像在CCD的成像面上成像，通過CCD變換為電攝像信號。上述圖片圖像的攝像信號通過攝像裝置13在CPU21側(cè)輸出。然后，通過MTF運算部22運算上述圖片圖像的MTF值。
圖8是上述攝像頭11(攝像透鏡12)的聚焦點在Z方向移動時的中心圖片部5a的圖像的MTF值的變化線圖。該線圖表示從孔徑面79上的偏差位置Zd＝0到Z方向(光軸方向)的+側(cè)、-側(cè)偏差位置的圖片圖像的MTF值的變化。而且，圖中，上述中心圖片部的f0、f1、f2的曲線分別表示空間頻率f0＝10條/mm、f1＝20條/mm、f2＝30條/mm的縱或者橫方向圖案的MTF值的變化。
在本實施例的MTF特性檢查裝置10中，例如MTF檢查中應用通常的被拍攝物攝影中對應性最高的縱方向圖片圖案的空間頻率f0＝10條/mm的曲線(實線)的MTF數(shù)據(jù)。而且，也可以采用縱方向圖案與橫方向圖案的數(shù)據(jù)的平均值作為MTF值。
上述圖8的測定結(jié)果中，相對于中心圖片部5a的圖像Zd＝0.00mm處的MTF值P0為極值。即，表示孔徑面79上與MTF值極值的位置一致。而且，此時，圖像面(孔徑面)處的MTF值是73％，假設標準值M是70％，通過MTF運算部22的檢查判定為合格，在監(jiān)視器上表示為“OK”。其他的空間頻率f1、f2＝20、30條/mm時，圖像面的Zd＝0的MTF值P0’，P0”分別是42％、22％。
其次，測定攝影畫框周邊的MTF時，例如在第4象限的周邊MTF測定中，驅(qū)動攝像頭驅(qū)動部15的XY軸驅(qū)動臺16，使攝像頭11的攝像透鏡12的光軸Od對準與孔徑面79上的圖片單元5的第4象限的周邊圖片部5e的圖像位置，與光軸Oc中心的測定同樣，使攝像頭11的聚焦點與孔徑面79上一致，來測定MTF。
圖9是相對于周邊圖片部5e的圖像的MTF值的變化線圖。而且，圖中，上述周邊圖片部的f0、f1、f2的曲線分別表示圖片的空間頻率f0＝10條/mm、f1＝20條/mm、f2＝30條/mmH寸的MTF值的變化，實線表示S方向圖案的MTF值，虛線表示M方向圖案的MTF值。本實施例的MTF特性檢查裝置10中，應用S方向圖片圖案的空間頻率f0＝10條/mm時的f0的曲線(實線)的MTF值的變化。上述圖9的測定結(jié)果中，偏差量Zd＝0的MTF值P4是60％，因為超過周邊標準值M40％，檢查結(jié)果為合格。其他的空間頻率f1、f2＝20、30條/mm時，圖像面Zd＝0的MTF值P4’、P4”分別是34％、23％。
MTF特性檢查裝置10在實際進行檢查時，以第4象限以外的第1~第3象限的周邊圖案的孔徑面(圖像面)為中心的MTF也同樣被測定，根據(jù)該測定結(jié)果評價周邊圖案的MTF值。
下面，對MTF特性檢查裝置10的檢查處理動作，使用圖10、11、12作具體說明。
上述圖10是上述檢查處理的流程圖。圖11是表示各圖片的MTF值的測定結(jié)果的一個例子的線圖，圖11(A)表示中心圖片5a的MTF值的變化，圖11(B)表示第1象限的周邊圖片5c的MTF值的變化，圖11(C)表示第2象限的周邊圖片5c的MTF值的變化，圖11(D)表示第3象限的周邊圖片5d的MTF值的變化，圖11(E)表示第4象限的周邊圖片5e的MTF值的變化。而且，圖12是快門裝置74的快門開關時間與攝像頭11的攝像時間的時間圖。
圖8、圖9所示的曲線f0、f1、f2是在打開照相機6具有的快門裝置74的狀態(tài)下，通過將攝像頭11沿光軸方向位移的同時，測定MTF特性所得到的空間頻率的圖片的特性曲線。
照相機6基于這樣得到的MTF特性曲線，預先調(diào)整規(guī)定距離的透鏡群的送出量。通過本實施例中的MTF特性檢查裝置10檢查照相機透鏡的描畫性能時，測定Z方向的偏差量Zd＝0處的MTF特性。
首先，把MTF特性檢查裝置10與圖片單元5及照相機6設置為上述MTF測定狀態(tài)。即，在攝像部主體18上設置照相機6，使透鏡鏡筒50的光軸Oc與圖片單元5的中心圖片部5a的中心一致。而且，圖片5設置在距離照相機6的標準攝影距離L1位置處。因此，通過MTF特性檢查裝置10側(cè)的焦點位置控制部23，通過照相機6側(cè)的CPU31來驅(qū)動驅(qū)動控制部32，把透鏡鏡筒50送出到標準攝影距離L1的聚焦位置上。在此設置狀態(tài)下，在CPU21的控制下開始圖10的特性檢查處理。
在從步驟S1開始的快門打開處理之前，通過XY軸驅(qū)動臺(XY軸驅(qū)動部)16使攝像頭11的光軸Od對準上述透鏡鏡筒50的光軸Oc，而成為可拍攝中心圖片部5a的圖片圖像的攝像狀態(tài)。然后，驅(qū)動控制Z軸驅(qū)動臺(Z軸驅(qū)動部)17，沿Z方向移動攝像頭11，使攝像頭11的對焦點與照相機6的孔徑面79一致。
在步驟S1中，打開透鏡鏡筒50的快門裝置74的快門葉片，在步驟S2中，為了測定光軸Oc中心的MTF，利用攝像頭11取入光軸Oc中心的圖片圖像的圖像信號。在步驟S3中關閉快門裝置74的快門。
在步驟S1中，從MTF特性檢查裝置10的快門開關控制部24向照相機6的CPU31傳送規(guī)定的快門開關控制數(shù)據(jù)。
在步驟S2中，從MTF特性檢查裝置10的CPU21向攝像控制部14輸出攝像開始信號，從步驟S3開始通過攝像頭11開始攝像，并對其值進行積分。但是在這個階段中，因為關閉了照相機6的快門裝置74的快門葉片，實際的積分值并沒有變化(參照時間圖)。
在步驟S4中，從上述快門開關控制部24向照相機6的CPU21，輸出用于開始快門裝置74的開關動作的釋放信號。基于該釋放信號，CPU21基于上述步驟S1中從快門開關控制部24傳送的快門開關控制數(shù)據(jù)，將快門開關信號輸出到快門驅(qū)動控制部34。然后，該快門開關驅(qū)動控制部34吸引并使快門開關用電磁鐵裝置66的插棒式鐵芯71突出，驅(qū)動快門葉片61、62、63的開關(步驟S5、步驟S6)。隨著該快門的開關動作，攝像頭11的積分值開始變化。
然后，MTF特性檢查裝置10的CPU21，向攝像控制部14輸出攝像停止信號以響應從上述CPU31輸出的快門關閉信號，以停止攝像，在步驟S7中停止攝像。依據(jù)上述攝像的積分數(shù)據(jù)傳送到MTF運算部22。此時，因為從輸出快門關閉信號到實際快門的關閉動作結(jié)束存在t0時間的延遲，所以考慮延遲時間，輸出攝像停止信號。
這樣，用于光軸Oc中心的MTF測定的畫像取入結(jié)束后，在通過XY軸驅(qū)動部16使攝像頭11向第1象限移動之后，繼續(xù)從步驟S8到步驟S14，直到從第1象限到第4象限的圖像數(shù)據(jù)的取入結(jié)束。
即，在步驟S14中，判斷出所有象限的畫像數(shù)據(jù)的取入沒有結(jié)束時，則進入步驟S15，通過XY軸驅(qū)動步驟16在XY平面上移動攝像頭11，使攝像頭11的光軸Od對準圖片5的下一個象限的成像位置。然后，返回到步驟S8，攝像相應象限的圖片圖像，測定周邊MTF值。
在步驟S14中，如果判斷出所有象限的圖像數(shù)據(jù)的取入已經(jīng)結(jié)束，則進入步驟S16。
在步驟S16中，MTF運算部22中，根據(jù)通過攝像頭11在上述步驟S3~S7間被取入的、傳送到MTF運算部22的上述光軸Oc中心的攝像數(shù)據(jù)運算光軸中心的MTF值。圖11(A)中，表示孔徑面的偏差量Zd＝0的光軸Oc中心的MTF值P0的運算結(jié)果例如是50％。圖11(A)中所示的光軸中心的MTF值P0’是用現(xiàn)有的檢查裝置在快門開狀態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)下的MTF值的運算結(jié)果，它表示沒有由于開關快門而產(chǎn)生圖像模糊的影響的MTF值，例如是65％。這樣，在用本檢查裝置得到的包含圖像模糊等影響的MTF值P0，比沒有圖像模糊的MTF值P0’低。
在步驟S17中，在MTF運算部22中，根據(jù)通過攝像頭11在上述步驟S3~S7間被取入的、傳送到MTF運算部22的第1象限到第4象限的圖片圖像的攝像數(shù)據(jù)運算周邊MTF值。圖11(B)~(E)表示作為孔徑面上的偏差量Zd＝0的測定運算值的周邊MTF值P1、P2、P3、P4。圖11(B)~(E)中所示的用現(xiàn)有檢查裝置得到的周邊MTF值P1’、P2’、P3’、P4’，是在快門開狀態(tài)的穩(wěn)定狀態(tài)下的MTF值測定結(jié)果，它表示沒有由于開關快門而產(chǎn)生有圖像模糊影響的MTF值。對于周邊MTF值，同樣用本檢查裝置得到的包含圖像模糊影響的MTF值P1、P2、P3、P4，分別低于沒有圖像模糊的MTF值P1’、P2’、P3’、P4’。
在步驟S18中，將由上述測定、運算所求出的各MTF值與檢查標準值比較，判斷是否合格。例如，如圖11(A)所示，假設光軸中心MTF值的標準值M0是70％，作為測定運算值的上述光軸中心MTF值P0達不到標準值，則判定為NG(不合格)。例如，如圖11(B)~(E)所示，假設周邊MTF值的標準值M1是40％，作為測定運算值的上述各周邊MTF值P1、P2、P3、P4分別滿足標準值，則判定為OK(合格)。
在步驟S18中，在監(jiān)視器4上顯示上述判定結(jié)果，結(jié)束本程序。之后，從MTF特性檢查裝置10的攝像部主體18卸下照相機6，結(jié)束特性檢查處理。
本實施例中，在快門裝置74進行開閉動作之前，通過攝像頭11開始攝像，并且響應快門裝置74的閉信號而停止攝像，但是為了達到本發(fā)明的目的，并不限于此，也可以在快門裝置74的開關動作中進行攝像。即，攝像動作也可以在如圖12中的時間圖的時間Ts內(nèi)進行。因此，既可以使攝像開始與快門裝置74的開信號同步，如時間圖所示，因為在進行快門裝置74的關閉動作后積分值沒有變化，所以也可在積分值沒有變化時停止攝影。
在本實施例中，從MTF特性檢查裝置10向照相機6傳送用于驅(qū)動快門裝置74開關的控制數(shù)據(jù)。這是因為快門裝置74驅(qū)動時產(chǎn)生的震動等對描畫性能的影響度是隨快門裝置74的驅(qū)動秒時間(快門速度)而變化，因此例如以最能影響描畫性能的秒時間驅(qū)動快門裝置74。另外為了檢查各驅(qū)動秒時間的描畫性能的影響度，也可以在圖10中未表示的流程圖中變更驅(qū)動秒時間。在這種情況下，也可以使MTF特性檢查裝置10控制圖片5的照明亮度，使得即使變更快門裝置74的驅(qū)動秒時間也可通過攝像頭11得到適當?shù)钠毓狻?br>
根據(jù)上述本實施例的MTF特性檢查裝置10，由于應用根據(jù)快門開關時的圖片圖像的MTF值的檢查方法，所以可與對一般的被攝物進行攝影的實際拍攝相對應。即，在進行上述特性檢查的照相機6中，至少在被攝物在標準距離L1處時，如果基于寫入上述EEPROM35中的透鏡送出量數(shù)據(jù)聚焦透鏡鏡筒50，光軸中心和畫面周邊的攝影圖像與由供上述MTF特性檢查裝置判定的圖像程度相同，上述MTF特性檢查裝置中，進行與實際曝光狀態(tài)相近的狀態(tài)的判定。
在檢查照相機透鏡的描畫性能時，為了評價依據(jù)在快門動作中所曝光圖像的MTF值，提供一種照相機透鏡描畫性能檢查裝置，該檢查裝置可評價包含由于快門動作的沖擊透鏡架微震動而產(chǎn)生的圖像模糊影響的描畫性能，因此可以進行與照相機交給使用者后的實際攝影狀況相當?shù)拿璁嬓阅茉u價，確保生產(chǎn)時的質(zhì)量，給使用者提供高質(zhì)量的照相機。
上述照相機透鏡鏡筒50雖然作為快門開關驅(qū)動源應用了的插棒式鐵芯型電磁鐵66，但是作為驅(qū)動源，不僅限于電磁鐵裝置，例如對于應用光圈電動機和DC電動機的照相機透鏡鏡筒，或者，由于采用彈簧負荷方式等在快門葉片開關動作時透鏡架會產(chǎn)生微小震動的透鏡鏡筒，也可應用上述MTF特性檢查裝置。
而且，本發(fā)明除了用于作為內(nèi)置在透鏡鏡筒50內(nèi)的快門裝置而使用快門葉片的透鏡鏡筒以外，也可用于應用焦平面快門的單透鏡反射式照相機的透鏡鏡筒。作為上述MTF特性檢查裝置10的被檢查物的照相機，當然也可以是膠卷照相機以外的數(shù)字照相機。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種描畫性能檢查裝置，該檢查裝置能夠正確地檢查與實際攝影狀態(tài)相當?shù)墓鈱W儀器的分辨能力。
權(quán)利要求
1.一種光學儀器的描畫性能檢查裝置，該光學儀器具有攝影透鏡和開關該攝影透鏡光路的快門，該檢查裝置的特征在于，具有在距上述照相機規(guī)定距離處設置的、描繪有檢查用圖案的圖片；通過上述攝影透鏡對上述圖案進行攝像的攝像部件；控制部件，包括控制上述攝像部件的攝像動作的攝像控制部、基于上述攝像部件的輸出算出調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的MTF運算部、控制上述快門開關動作的快門開關控制部，上述控制部件與上述快門動作相關聯(lián)地控制上述攝像動作，基于當時的上述MTF運算部的輸出評價上述光學儀器的描畫性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述控制部件在使上述攝像部件開始攝像之后，使上述快門的開動作開始。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述控制部件在上述快門的閉動作結(jié)束后，使上述攝像部件停止攝像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述控制部件在從上述快門開關控制部輸出快門關閉信號后的規(guī)定時間后，使上述攝像部件停止攝像。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述控制部件在判斷出上述攝像部件的輸出實質(zhì)上沒有變化時，使上述攝像部件停止攝像動作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述控制部件在上述攝像部件正在進行攝像動作時，進行上述快門的開動作及閉動作。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述控制部件在變更上述快門的開動作到閉動作的時間間隔的同時評價出上述光學儀器的描畫性能。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，在上述圖片的大致中央部及多個周邊部上描繪有檢查用圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，還設有變更上述攝影透鏡與上述攝像部件的相對位置關系的驅(qū)動部。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述光學儀器為照相機。
11.一種描畫性能檢查裝置，具有攝像部件，通過配置在規(guī)定位置上的作為被檢查物的照相機的攝影光學系統(tǒng)進行攝像；圖片，描繪有規(guī)定圖案并且配置在與配置上述攝像部件一側(cè)相反的一側(cè)，距上述照相機有規(guī)定距離；MTF算出部件，基于上述攝像部件所攝的圖片圖像，算出作為上述被檢查物的照相機的攝影光學系統(tǒng)的MTF特性，該描畫性能檢查裝置的特征在于，具有快門部件，該快門部件配置在上述圖片與攝像部件之間、開關從上述圖片到攝像部件的光路；上述MTF算出部件基于包括上述快門部件的開動作或者閉動作中的至少一方的啟動時間的規(guī)定時間、上述攝像部件所攝的數(shù)據(jù)，算出上述照相機的攝影光學系統(tǒng)的MTF特性。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，作為上述被檢查物的照相機具有上述快門部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，還具有可輸出上述快門部件的驅(qū)動開始信號的驅(qū)動指示部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述驅(qū)動指示部件在上述攝像部件開始攝像后，輸出上述快門部件的驅(qū)動開始信號。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述快門裝置選擇插棒式鐵芯電磁鐵、光圈電動機、DC電動機中的任意一種致動器作為驅(qū)動源。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述快門裝置為使用多個快門葉片的快門。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的描畫性能檢查裝置，其特征在于，上述快門裝置為焦平面快門。
18.一種描畫性能檢查方法，用于檢查具有攝影透鏡、開關該攝影透鏡光路的快門的光學儀器的描畫性能，其特征在于，包括如下步驟第一步，通過上述攝影透鏡，對在距上述照相機規(guī)定距離處配置的、描繪有檢查用圖案的圖片開始攝像；第二步，打開上述快門；第三步，關閉上述快門；第四步，結(jié)束上述攝像動作；第五步，基于上述第1步到第4步所攝像的數(shù)據(jù)算出MTF特性；第六步，基于上述第5步的輸出評價上述光學儀器的描畫性能。
19.一種照相機，其特征在于，通過權(quán)利要求18的描畫性能檢查方法進行檢查。
全文摘要
本發(fā)明提供一種光學儀器的描畫性能檢查裝置，其能以與實際拍攝相近的狀態(tài)進行光學儀器的描畫性能檢查，在本照相機透鏡描畫性能檢查裝置10中，利用照相機6的透鏡鏡筒50實際進行快門開閉所得到的圖片單元5的圖片圖像由攝像裝置13轉(zhuǎn)換為攝像信號，取入CPU21中，然后通過MTF運算部22對圖片圖像的MTF值進行運算，基于該MTF值判別攝影透鏡的描畫性能。上述圖片圖像是包括快門開閉時的驅(qū)動部的沖擊等造成的圖象模糊的與實際拍攝相近的圖像，因此根據(jù)上述攝影透鏡的描畫性能的檢查結(jié)果，以接近于照相機實際檢查所使用狀態(tài)的狀態(tài)判別描畫性能，進行非常實用的透鏡的描畫性能的檢查。
文檔編號G01M11/02GK1430049SQ0215879
公開日2003年7月16日 申請日期2002年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月18日
發(fā)明者小巖井保 申請人:奧林巴斯光學工業(yè)株式會社