本发明专利技术提供一种镜头评价装置，该装置具有：配置在平面上的多个点光源；拍摄像并取得图像的摄像部；使上述点光源或者上述摄像部和成为评价对象的光学系统之间的相对距离变化的移动部；对每当上述移动部使上述相对距离变化时上述摄像部拍摄通过上述光学系统的上述多个点光源的像而取得的层叠图像进行记录的记录介质；从上述记录介质所记录的上述层叠图像内的多个点光源像中算出多个像位置的像位置算出部；以及将像差的模型函数拟合于由上述像位置算出部所算出的上述多个像位置以取得像差的测量值的像差取得部。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及镜头的评价装置，尤其涉及评价关于光学系统的像位置的性能，即横向倍率、歪曲像差、像面弯曲以及色差的镜头评价装置。
技术介绍
在将使用光学系统拍摄的图像用于测量时，要求该光学系统有高度的像差校正。例如激光共焦点显微镜的情况下，如果有像面弯曲，则平坦的试料的观察像就会变成曲面，由此不能正确测量深度方向。或者，在用多个波长的激光拍摄图像进行比较时，如果在光学系统中有色差，则图像的位置根据波长向横向(与光学系统光轴垂直的方向)和纵向(光学系统光轴方向)偏移，由此变得不能进行正确的比较运算。横向倍率的误差或歪曲像差也一样，会产生像位置的测量误差。为校正这些误差，需要预先测量这些像差，据此修正已拍摄的图像。或者，需要根据像差的测量值修正光学系统的镜头位置，预先将这些像差减为足够小。作为实施这些的前提，需要有能够高精度地测量关于光学系统的像位置的性能，即横向倍率、歪曲像差、像面弯曲以及色差的镜头评价装置。参照图1对现有的评价装置进行说明。如图1所示，在现有的评价装置中，作为点光源的针孔51设置于被评价的光学系统52的物体面上，从后面通过未图示的照明单元来照明。在光学系统52的像面上可以形成针孔51的空中像53。该空中像53很小，因此即使直接用摄像元件拍摄，也不能十分精确地测量成为最大强度的像位置。所以用摄像元件55来拍摄已在放大光学系统54中放大的图像。这样，通过从放大图像中搜索最大亮度的像素可以决定像位置。并且，一边将放大光学系统54和摄像元件55向光学系统52的光轴方向(Z轴方向)移动一边进行拍摄，如果从该层叠图像中搜索到最大亮度的像素则能够决定像位置的X，Y，Z坐标。通过切换照明单元的波长，也可以评价色差。不过，为求得像位置的X，Y，Z坐标，需要用3轴的测长器来监视放大光学系统54和摄像元件55的位置。另外，为决定视野内整体的像面形状，需要一边在物体面上将针孔51移动到多个位置一边进行测量。此时，也要用测长器来监视针孔51的X，Y坐标。另外，作为有关本
的镜头评价装置的现有技术，有专利文献1～5和非专利文献1。日本特许第3391470号公报日本特开2002-289494号公报日本特开2004-163207号公报日本特公平6-21772号公报日本特开平01-270605号公报画像電子学会誌，Vol.31，No.4，Page534-541(2002.07.25)，“ディジタル画像を用ぃた高精度画像計測のための画像補正”，中村他然而，在像图1所示的现有的评价装置那样，求得1个针孔像的像位置，并且在像面内的多个的位置重复该像位置的方法中，必须要用某些测长器来监视那些位置。并且，通过该测长器的精度决定整体的测量精度。在上述的激光共焦点显微镜等的光学系统中，也多能求出nm级的色差。在那种情况下，具有nm级的测量精度的高精度的激光测长器必须要有2轴以上。而且，也必须要验证放大光学系统的像差给予测量值的影响。另外，为了一边移动一个针孔一边进行测量，需要花时间测量像面整体，期间的光学系统的稳定性等也要予以注意。如果将已知的等间隔排列的多个针孔设置在物体面上，就没有必要移动物体侧的针孔、或者监视其位置。另外，以足够的像素数拍摄1个针孔的空中像，而且假设存在其面积能覆盖像面的大部分的摄像元件，则不需要放大光学系统，也就不需要高精度地监视像面侧的X，Y坐标。此时，通过一边监视多个针孔或摄像元件的Z位置一边进行移动，能够拍摄足以算出像位置或色差的层叠图像。但是，那样的摄像元件由于像素数巨大，目前难以获得。另外，虽然可以通过对平面镜进行测量而得到的校正数据来校正共焦点显微镜的像面弯曲，但并不能校正歪曲像差或横向色差。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述实际情况提出的，其目的在于提供一种能够高精度地测量光学系统的横向倍率、歪曲像差、像面弯曲以及色差，特别是即使在不能以足够的像素数拍摄1个点光源的空中像的情况下也可以获得高精度的评价值的镜头评价装置、镜头评价方法、记录镜头评价程序的记录介质、以及通过安装有这些评价单元对图像的失真或色位移予以校正的光学装置。为了达到上述目的，本专利技术的第一实施方式的镜头评价装置的特征在于，具有配置在平面上的多个点光源；摄像并取得图像的摄像部；使上述点光源或者上述摄像部与成为评价对象的光学系统的相对距离变化的移动部；对每当上述移动部使上述相对距离变化时上述摄像部拍摄通过上述光学系统的上述多个点光源的像而取得的层叠图像进行记录的记录介质；从被上述记录介质记录的上述层叠图像内的多个点光源像中算出多个像位置的像位置算出部；以及将像差的模型函数拟合于由上述像位置算出部所算出的上述多个像位置以取得像差的测量值的像差取得部。本专利技术的第二实施方式的光学设备的特征在于，具有图像校正单元，其在拍摄物体的图像的光学设备中安装有上述第一实施方式的镜头评价装置，根据所取得的像差的测量值对上述图像的失真或色位移进行校正。另外，本专利技术不仅限于上述镜头评价装置或光学设备，例如，上述镜头评价装置也可构成为记录镜头评价方法或镜头评价程序的记录介质。附图说明图1是现有的评价装置的说明图。图2是第一实施方式的镜头评价装置的侧面图以及控制系统的方框图。图3是针孔列标本的说明图。图4是拍摄层叠图像的流程图。图5是计算像差的流程图。图6是计算像位置的流程图。图7是计算像位置的说明图。图8是横向色差的说明图。图9是镜头评价装置的旋转部的作用的说明图。图10是计算物点位置的说明图。图11是第二实施方式的镜头评价装置的荧光共焦点显微镜的侧面图以及控制系统的方框图。图12是表示物体侧和像侧的X，Y坐标的对应的说明图。图13是用于校正图像的插值法的说明图。图14是图像的校正的流程图。具体实施例方式下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图2至图9以及图10是用于说明本专利技术的第一实施方式的评价显微镜光学系统的镜头评价装置的图。图2是本实施方式的镜头评价装置的侧面图以及控制系统的方框图。图3是针孔列标本的说明图。图4是拍摄层叠图像的流程图。图5是计算像差的流程图。图6是计算像位置的流程图。图7是计算像位置的说明图。图8是横向的色差的说明图。图9是镜头评价装置的旋转部的作用的说明图。图10是计算物点位置的说明图。在图2中，光源1内部含有白色光源、波长选择单元、以及光量调整单元。白色光源例如是卤素灯(halogen lamp)或氙气灯(xenon lamp)、LED等。波长选择单元是可以从多个干扰滤波器中选择1个设置在光路中的旋转支承物。未图示的光量调整单元可以使透过率在0～100％的范围内连续变化。例如，是旋转型的ND滤波器。另外，未图示的波长选择单元和光量调整单元由来自外部的控制信号控制，可以任意地设定(选择切换)输出的光的中心波长和强度。并且，波长选择单元可以由其他的分光单元来代替，或者切换波长不同的多个光源来构成。来自光源1的光由光纤2传导，在光强度均等化部3中，强度的位置/角度分布被均等化后透过试料4进行照明。光强度均等化部3由重复进行内部反射的棒玻璃或扩散板等构成。试料4是如图3所示的针孔列标本。蒸镀在玻璃基板上的不透明金属膜21开有呈横竖等间隔的格子状的针孔22。所有针孔的直径相等，比物镜7的衍射极限小，即等于或小于所评价的光学系统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种镜头评价装置，该装置具有： 配置在平面上的多个点光源； 拍摄像并取得图像的摄像部； 使上述点光源或者上述摄像部和成为评价对象的光学系统之间的相对距离变化的移动部； 记录介质，其记录层叠图像，该层叠图像是每当上述移动部使上述相对距离变化时，上述摄像部拍摄通过上述光学系统的上述多个点光源的像而取得的； 像位置算出部，其从上述记录介质所记录的上述层叠图像内的多个点光源像中算出多个像位置；以及 像差取得部，其通过将像差的模型函数拟合于由上述像位置算出部所算出的上述多个像位置而取得像差的测量值。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：松沢聪明，刘刚，江田幸夫，森田晃正，
申请(专利权)人：奥林巴斯株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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