專利名稱：攝像元件的偏斜測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有攝像元件的照相機(jī)的測量裝置，特別涉及測量攝像元件的偏斜的裝置及其測量方法。
背景技術(shù)：
一般，數(shù)碼照相機(jī)通過如下方式來進(jìn)行拍攝通過攝影鏡頭來會聚被攝體像，成像于CCD等的攝像元件的受光面上，將在此光電轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)記錄到記錄介質(zhì)中。即，如果不按照設(shè)計相對于攝影鏡頭的光軸垂直地配置攝像元件的受光面(平面)，則產(chǎn)生盡管在圖像中央對焦，但周邊部總是模糊的問題。
攝像元件是在制造數(shù)碼照相機(jī)時使用安裝夾具而安裝在適當(dāng)?shù)奈恢蒙系?，但有時因操作失誤等而導(dǎo)致偏斜地安裝攝像元件。因此，在將攝像元件安裝到攝影鏡頭單元中后，進(jìn)行用于確認(rèn)其安裝位置的檢查。
作為其安裝位置的檢查，例如在專利文獻(xiàn)1中提出了對攝影鏡頭的偏心進(jìn)行評價以檢查由攝像元件偏斜所引起的照相機(jī)的分辨性能的方法。在該方法中，將在中央和四角設(shè)有評價圖案的測量用圖卡配置在照相機(jī)前方，收納到攝像元件的攝像范圍內(nèi)，對該圖卡進(jìn)行拍攝。通過比較所得到的圖像的分辨率，來檢查攝影鏡頭的偏心。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-307661號公報利用上述的專利文獻(xiàn)1的檢查方法，雖然可以測量向哪個方向偏斜地安裝了攝像元件，但不能定量地測量偏斜到什么程度。
因此，由于通過檢查結(jié)果只能進(jìn)行安裝狀態(tài)(偏斜的有無)的良否的判斷，所以在校正攝像元件的安裝位置時，不是通過微調(diào)來進(jìn)行校正，而是全部從最初的工序開始重調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供用于實現(xiàn)在照相機(jī)的制造過程中檢查安裝到照相機(jī)上的攝像元件的安裝狀態(tài)，從而定量地測量攝像元件的偏斜的攝像元件偏斜測量裝置及其測量方法。
本發(fā)明為了達(dá)成上述目的，提供了攝像元件的偏斜測量裝置，其具有安裝于具有攝像元件的被檢體上的攝影鏡頭；配置于上述攝影鏡頭的光軸上的前方的測量用圖卡；沿上述攝影鏡頭的光軸移動上述測量用圖卡的驅(qū)動單元；根據(jù)通過上述攝像元件得到的上述測量用圖卡的攝像數(shù)據(jù)，對畫面內(nèi)的多個測量點計算對比度值的對比度計算單元；根據(jù)通過上述驅(qū)動單元移動上述測量用圖卡時的上述對比度值的變化，分別對于上述多個測量點判斷對比度值成為峰值的圖卡位置的判斷單元；以及根據(jù)在上述多個測量點處對比度成為峰值的圖卡位置，計算上述攝像元件的偏斜的計算單元。
此外，本發(fā)明提供了攝像元件的偏斜測量方法，其具有一邊移動測量用圖卡一邊通過攝像元件反復(fù)拍攝上述測量用圖卡的第1步驟；分別對于畫面內(nèi)的多個測量點，檢測對比度值成為峰值的上述測量用圖卡的位置的第2步驟；以及根據(jù)上述第2步驟中的檢測結(jié)果，檢測上述攝像元件的偏斜的第3步驟。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供用于實現(xiàn)在照相機(jī)的制造過程中檢查安裝于照相機(jī)上的攝像元件的安裝狀態(tài)，從而定量地測量攝像元件的偏斜的攝像元件偏斜測量裝置及其測量方法。


圖1是示出作為本發(fā)明的攝像元件偏斜測量裝置的一種實施方式的概念結(jié)構(gòu)例的圖。
圖2是示出本實施方式中的測量用圖卡的圖卡區(qū)域的配置例的圖。
圖3是用于說明本實施方式中的測量用圖卡的圖卡區(qū)域和圖像處理區(qū)域的圖。
圖4是用于說明本實施方式中的通過攝像元件偏斜測量裝置進(jìn)行的偏斜檢測的流程圖。
圖5是示出對比度特性曲線的一例的圖。
圖6是用于通過中央圖卡區(qū)域與周邊圖卡區(qū)域的對比度值的峰值位置說明攝像元件的偏斜的圖。
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
在圖1中，示出了作為本發(fā)明的攝像元件偏斜測量裝置的一種實施方式的概念結(jié)構(gòu)例的圖。
該偏斜測量裝置由下述部分構(gòu)成安裝了攝像元件1的鏡箱2；為了進(jìn)行檢查而安裝在鏡箱2上的裝配鏡頭(作為基準(zhǔn)的主鏡頭)3；在裝配鏡頭3的前方、在垂直于鏡頭光軸的情況下配置成可以移動的測量用圖卡4；通過電機(jī)驅(qū)動在鏡頭光軸方向(前后方向)上移動測量用圖卡4的圖卡驅(qū)動機(jī)構(gòu)5；進(jìn)行圖卡驅(qū)動機(jī)構(gòu)5的驅(qū)動的圖卡驅(qū)動電路6；與測量用圖卡4組裝成一體、同時移動并對圖卡進(jìn)行照明的光源7；對攝像元件1進(jìn)行驅(qū)動，在測量用圖卡4每移動預(yù)定步幅時從攝像元件1中讀取拍攝測量用圖卡4而得到的圖卡圖像的CCD驅(qū)動和數(shù)據(jù)讀取電路8；以及控制這些全體結(jié)構(gòu)部位，并且根據(jù)后述的圖卡圖像(攝像數(shù)據(jù))計算攝像元件的偏斜的控制部9。
在鏡箱2中設(shè)有安裝于內(nèi)側(cè)背面的由CCD等半導(dǎo)體攝像元件構(gòu)成的攝像元件1、配置于攝像元件1的受光面的前方(鏡頭側(cè)的光路上)的未圖示的快門機(jī)構(gòu)、以及配置于快門機(jī)構(gòu)的前方的光路上的可動反射鏡10。并且，在測量時，光源7與測量用圖卡4相隔預(yù)定的距離并一體地移動，由此使得不產(chǎn)生圖卡中的照明亮度差。此外，在本實施方式中，在安裝結(jié)構(gòu)部件而完成鏡箱2以后，進(jìn)行了攝像元件的偏斜測量，但對于不對攝像元件的偏斜造成影響的部件，也可以是進(jìn)行攝像元件的偏斜測量、進(jìn)行位置校正(如果有必要)以后，進(jìn)行安裝的制造過程。
圖2示出了本實施方式中的用于攝像元件的偏斜測量的測量用圖卡4的圖卡區(qū)域的配置例。在該例中，配置有一個中央圖卡區(qū)域4a、以及四個配置于對角線上的四角處的周邊圖卡區(qū)域4b～4e。在圖2中以條紋(縱紋)圖案為例示出了本實施方式所使用的測量用圖卡4的圖卡圖案，但沒有特別限定，有水平條紋(橫紋)圖案或放射狀圖案、環(huán)形圖案等、以及將它們組合而成的圖案等，只要是能根據(jù)后述的對比度特性曲線確定峰值的圖案即可。
在實際的測量中，不必全部使用圖3所示的5個圖卡區(qū)域，也可以通過由一個中央圖卡區(qū)域4a、以及不是夾著中央圖卡區(qū)域4a而相對的兩個周邊圖卡區(qū)域(例如，4b、4c或4d、4e等)的組合構(gòu)成的三個圖卡區(qū)域判斷攝像元件的偏斜。
圖3示出了將測量用圖卡4的中央圖卡區(qū)域4a和周邊圖卡區(qū)域4b～4e的位置與對圖卡進(jìn)行拍攝的攝像元件的受光面1a的圖像處理區(qū)域重合的狀態(tài)。
這樣，圖卡區(qū)域不是對區(qū)域整體進(jìn)行拍攝而用于測量，而是例如，使用比區(qū)域范圍整體縮小的圖像處理區(qū)域來進(jìn)行。重要的是全部都是相同大小的圖像處理區(qū)域，各周邊圖卡區(qū)域的圖像處理區(qū)域的區(qū)域中心在對角線上，且從中央的圖像處理區(qū)域1a(圖卡區(qū)域4a)的區(qū)域中心到各周邊圖像處理區(qū)域1b～1e(各周邊圖卡區(qū)域4b～4e)的區(qū)域中心的距離相等。此外，中央圖卡區(qū)域4a的區(qū)域中心為攝影鏡頭的中心(光軸)，與攝像元件的受光面的中央的圖像處理區(qū)域1a的中心一致。
以下參照圖4所示的流程圖，說明通過本實施方式中的攝像元件偏斜測量裝置進(jìn)行的偏斜檢測。
首先，將測量用圖卡4停止在最遠(yuǎn)距離側(cè)的預(yù)定位置(步驟S1)。然后，點亮光源7，對圖卡面進(jìn)行照明使其達(dá)到預(yù)定的亮度，通過攝像元件1進(jìn)行拍攝(步驟S2)。此處，如圖5所示，根據(jù)拍攝到的各圖像處理區(qū)域中的圖卡圖像，求出中央圖卡區(qū)域及四角的周邊圖卡區(qū)域的對比度值(步驟S3)。判斷拍攝次數(shù)是否達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的預(yù)定次數(shù)(步驟S4)。
在該判斷中，若拍攝次數(shù)沒有達(dá)到預(yù)定次數(shù)(“否”)，則通過由控制部9來進(jìn)行控制的圖卡驅(qū)動機(jī)構(gòu)5，移動測量用圖卡4，使其向鏡箱2側(cè)靠近1個節(jié)距(參照圖5；優(yōu)選為焦面內(nèi)40μm左右)(步驟S5)。在這樣的移動之后，返回步驟S2，進(jìn)行同樣的拍攝，根據(jù)攝像數(shù)據(jù)求出對比度值。
另一方面，在步驟S4的判斷中，若拍攝次數(shù)達(dá)到了預(yù)定次數(shù)(“是”)，則與測量位置對應(yīng)地描繪至此的對比度值，針對各個圖卡區(qū)域作成如圖5所示的對比度特性曲線(步驟S6)。
然后，比較該對比度值特性曲線上的中央圖卡區(qū)域及四角的周邊圖卡區(qū)域的對比度特性曲線的峰值，進(jìn)行求出偏移量(距離a)的偏斜計算，求出攝像元件1相對于攝影鏡頭光軸的偏斜量(步驟S7)，結(jié)束該程序。
此外，說明求出對比度特性曲線上的峰值位置的方法。
根據(jù)對比度特性曲線上的最大值(峰值)點、及該點的前后各1個節(jié)距處的合計3點的對比度值，求出二次曲線Y＝aX2+bX+c(其中，Y為對比度值，X為圖卡距離)，再以X進(jìn)行微分，求出(dY/dX)＝2aX+b，求出(dY/dX)＝0時的X。該X為到峰值位置的圖卡距離。
同樣，求出各周邊圖卡區(qū)域、例如周邊圖卡區(qū)域4c的對比度特性曲線的峰值。比較所求出的中央圖卡區(qū)域及四角的周邊圖卡區(qū)域的對比度特性曲線的峰值，求出偏移量(距離a)。
例如，若求出中央圖卡區(qū)域4a、周邊圖卡區(qū)域4c、4d三個區(qū)域中的峰值位置并進(jìn)行描繪，則作為一例，可得到圖6所示的具有傾斜角θ的直線。
此外，在本實施方式中，將攝像元件側(cè)固定，將測量用圖卡(光源)側(cè)沿光軸拉近而進(jìn)行了測量，但不限于此，也可以將測量用圖卡(光源)側(cè)固定，將攝像元件側(cè)在沿光軸拉近的情況下移動而進(jìn)行測量。
如上述所說明，根據(jù)本發(fā)明的攝像元件偏斜測量裝置及其測量方法，可根據(jù)攝像元件的中心與周邊之間的偏斜，定量地檢測攝像元件的受光面相對于光軸的偏斜。由此，對于攝像元件的受光面的偏斜的校正，例如，可以通過在攝像元件、與安裝了攝像元件的基板之間插入墊片(填隙片等)來簡單地校正偏斜。
權(quán)利要求
1.一種攝像元件的偏斜測量裝置，其特征在于，具有安裝于具有攝像元件的被檢體上的攝影鏡頭；配置于所述攝影鏡頭的光軸上的前方的測量用圖卡；沿所述攝影鏡頭的光軸移動所述測量用圖卡的驅(qū)動單元；根據(jù)通過所述攝像元件得到的所述測量用圖卡的攝像數(shù)據(jù)，對于畫面內(nèi)的多個測量點計算對比度值的對比度計算單元；根據(jù)通過所述驅(qū)動單元移動所述測量用圖卡時的所述對比度值的變化，分別對于所述多個測量點判斷對比度值成為峰值的圖卡位置的判斷單元；以及根據(jù)在所述多個測量點處對比度成為峰值的圖卡位置，計算所述攝像元件的偏斜的計算單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件的偏斜測量裝置，其特征在于，所述多個測量點是畫面內(nèi)中央部、及周邊部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件的偏斜測量裝置，其特征在于，所述多個測量點包括畫面內(nèi)的至少兩個周邊部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的攝像元件的偏斜測量裝置，其特征在于，在與所述多個測量點對應(yīng)的所述測量用圖卡上的位置處設(shè)有預(yù)定的圖案。
5.一種攝像元件的偏斜測量方法，其特征在于，具有一邊移動測量用圖卡一邊通過攝像元件反復(fù)拍攝所述測量用圖卡的第1步驟；分別對于畫面內(nèi)的多個測量點，檢測對比度值達(dá)到峰值的所述測量用圖卡的位置的第2步驟；以及根據(jù)所述第2步驟中的檢測結(jié)果，檢測所述攝像元件的偏斜的第3步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的攝像元件的偏斜測量方法，其特征在于，所述第1步驟包括計算所述畫面內(nèi)的多個測量點處的對比度值的步驟。
全文摘要
攝像元件的偏斜測量裝置及其測量方法。現(xiàn)有的數(shù)碼照相機(jī)的制造過程中的攝像元件偏斜檢查無法定量地檢測偏斜而僅為偏斜的有無的判斷，無法通過攝像元件的安裝位置的微調(diào)來進(jìn)行校正，而是從最初的工序開始重調(diào)。在本發(fā)明的攝像元件偏斜測量裝置及其測量方法中，使用對比度特性曲線的峰值，定量地檢測攝像元件的偏斜，該對比度特性曲線是通過由固定的攝像元件對沿攝影鏡頭的光軸方向移動的測量用圖卡進(jìn)行多次拍攝而得到的圖卡的攝像數(shù)據(jù)得到的。
文檔編號G01B21/22GK1862304SQ20061007452
公開日2006年11月15日 申請日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者福島貢 申請人:奧林巴斯映像株式會社