专利名称：摄像元件的偏斜测量装置及其测量方法
技术领域：
本发明涉及具有摄像元件的照相机的测量装置，特别涉及测量摄像元件的偏斜的装置及其测量方法。
背景技术：
一般，数码照相机通过如下方式来进行拍摄通过摄影镜头来会聚被摄体像，成像于CCD等的摄像元件的受光面上，将在此光电转换后的图像数据记录到记录介质中。即，如果不按照设计相对于摄影镜头的光轴垂直地配置摄像元件的受光面(平面)，则产生尽管在图像中央对焦，但周边部总是模糊的问题。
摄像元件是在制造数码照相机时使用安装夹具而安装在适当的位置上的，但有时因操作失误等而导致偏斜地安装摄像元件。因此，在将摄像元件安装到摄影镜头单元中后，进行用于确认其安装位置的检查。
作为其安装位置的检查，例如在专利文献1中提出了对摄影镜头的偏心进行评价以检查由摄像元件偏斜所引起的照相机的分辨性能的方法。在该方法中，将在中央和四角设有评价图案的测量用图卡配置在照相机前方，收纳到摄像元件的摄像范围内，对该图卡进行拍摄。通过比较所得到的图像的分辨率，来检查摄影镜头的偏心。
专利文献1日本特开2003-307661号公报利用上述的专利文献1的检查方法，虽然可以测量向哪个方向偏斜地安装了摄像元件，但不能定量地测量偏斜到什么程度。
因此，由于通过检查结果只能进行安装状态(偏斜的有无)的良否的判断，所以在校正摄像元件的安装位置时，不是通过微调来进行校正，而是全部从最初的工序开始重调。
发明内容
因此本发明的目的在于提供用于实现在照相机的制造过程中检查安装到照相机上的摄像元件的安装状态，从而定量地测量摄像元件的偏斜的摄像元件偏斜测量装置及其测量方法。
本发明为了达成上述目的，提供了摄像元件的偏斜测量装置，其具有安装于具有摄像元件的被检体上的摄影镜头；配置于上述摄影镜头的光轴上的前方的测量用图卡；沿上述摄影镜头的光轴移动上述测量用图卡的驱动单元；根据通过上述摄像元件得到的上述测量用图卡的摄像数据，对画面内的多个测量点计算对比度值的对比度计算单元；根据通过上述驱动单元移动上述测量用图卡时的上述对比度值的变化，分别对于上述多个测量点判断对比度值成为峰值的图卡位置的判断单元；以及根据在上述多个测量点处对比度成为峰值的图卡位置，计算上述摄像元件的偏斜的计算单元。
此外，本发明提供了摄像元件的偏斜测量方法，其具有一边移动测量用图卡一边通过摄像元件反复拍摄上述测量用图卡的第1步骤；分别对于画面内的多个测量点，检测对比度值成为峰值的上述测量用图卡的位置的第2步骤；以及根据上述第2步骤中的检测结果，检测上述摄像元件的偏斜的第3步骤。
根据本发明，可以提供用于实现在照相机的制造过程中检查安装于照相机上的摄像元件的安装状态，从而定量地测量摄像元件的偏斜的摄像元件偏斜测量装置及其测量方法。
图1是示出作为本发明的摄像元件偏斜测量装置的一种实施方式的概念结构例的图。
图2是示出本实施方式中的测量用图卡的图卡区域的配置例的图。
图3是用于说明本实施方式中的测量用图卡的图卡区域和图像处理区域的图。
图4是用于说明本实施方式中的通过摄像元件偏斜测量装置进行的偏斜检测的流程图。
图5是示出对比度特性曲线的一例的图。
图6是用于通过中央图卡区域与周边图卡区域的对比度值的峰值位置说明摄像元件的偏斜的图。
具体实施例方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
在图1中，示出了作为本发明的摄像元件偏斜测量装置的一种实施方式的概念结构例的图。
该偏斜测量装置由下述部分构成安装了摄像元件1的镜箱2；为了进行检查而安装在镜箱2上的装配镜头(作为基准的主镜头)3；在装配镜头3的前方、在垂直于镜头光轴的情况下配置成可以移动的测量用图卡4；通过电机驱动在镜头光轴方向(前后方向)上移动测量用图卡4的图卡驱动机构5；进行图卡驱动机构5的驱动的图卡驱动电路6；与测量用图卡4组装成一体、同时移动并对图卡进行照明的光源7；对摄像元件1进行驱动，在测量用图卡4每移动预定步幅时从摄像元件1中读取拍摄测量用图卡4而得到的图卡图像的CCD驱动和数据读取电路8；以及控制这些全体结构部位，并且根据后述的图卡图像(摄像数据)计算摄像元件的偏斜的控制部9。
在镜箱2中设有安装于内侧背面的由CCD等半导体摄像元件构成的摄像元件1、配置于摄像元件1的受光面的前方(镜头侧的光路上)的未图示的快门机构、以及配置于快门机构的前方的光路上的可动反射镜10。并且，在测量时，光源7与测量用图卡4相隔预定的距离并一体地移动，由此使得不产生图卡中的照明亮度差。此外，在本实施方式中，在安装结构部件而完成镜箱2以后，进行了摄像元件的偏斜测量，但对于不对摄像元件的偏斜造成影响的部件，也可以是进行摄像元件的偏斜测量、进行位置校正(如果有必要)以后，进行安装的制造过程。
图2示出了本实施方式中的用于摄像元件的偏斜测量的测量用图卡4的图卡区域的配置例。在该例中，配置有一个中央图卡区域4a、以及四个配置于对角线上的四角处的周边图卡区域4b～4e。在图2中以条纹(纵纹)图案为例示出了本实施方式所使用的测量用图卡4的图卡图案，但没有特别限定，有水平条纹(横纹)图案或放射状图案、环形图案等、以及将它们组合而成的图案等，只要是能根据后述的对比度特性曲线确定峰值的图案即可。
在实际的测量中，不必全部使用图3所示的5个图卡区域，也可以通过由一个中央图卡区域4a、以及不是夹着中央图卡区域4a而相对的两个周边图卡区域(例如，4b、4c或4d、4e等)的组合构成的三个图卡区域判断摄像元件的偏斜。
图3示出了将测量用图卡4的中央图卡区域4a和周边图卡区域4b～4e的位置与对图卡进行拍摄的摄像元件的受光面1a的图像处理区域重合的状态。
这样，图卡区域不是对区域整体进行拍摄而用于测量，而是例如，使用比区域范围整体缩小的图像处理区域来进行。重要的是全部都是相同大小的图像处理区域，各周边图卡区域的图像处理区域的区域中心在对角线上，且从中央的图像处理区域1a(图卡区域4a)的区域中心到各周边图像处理区域1b～1e(各周边图卡区域4b～4e)的区域中心的距离相等。此外，中央图卡区域4a的区域中心为摄影镜头的中心(光轴)，与摄像元件的受光面的中央的图像处理区域1a的中心一致。
以下参照图4所示的流程图，说明通过本实施方式中的摄像元件偏斜测量装置进行的偏斜检测。
首先，将测量用图卡4停止在最远距离侧的预定位置(步骤S1)。然后，点亮光源7，对图卡面进行照明使其达到预定的亮度，通过摄像元件1进行拍摄(步骤S2)。此处，如图5所示，根据拍摄到的各图像处理区域中的图卡图像，求出中央图卡区域及四角的周边图卡区域的对比度值(步骤S3)。判断拍摄次数是否达到了预先设定的预定次数(步骤S4)。
在该判断中，若拍摄次数没有达到预定次数(“否”)，则通过由控制部9来进行控制的图卡驱动机构5，移动测量用图卡4，使其向镜箱2侧靠近1个节距(参照图5；优选为焦面内40μm左右)(步骤S5)。在这样的移动之后，返回步骤S2，进行同样的拍摄，根据摄像数据求出对比度值。
另一方面，在步骤S4的判断中，若拍摄次数达到了预定次数(“是”)，则与测量位置对应地描绘至此的对比度值，针对各个图卡区域作成如图5所示的对比度特性曲线(步骤S6)。
然后，比较该对比度值特性曲线上的中央图卡区域及四角的周边图卡区域的对比度特性曲线的峰值，进行求出偏移量(距离a)的偏斜计算，求出摄像元件1相对于摄影镜头光轴的偏斜量(步骤S7)，结束该程序。
此外，说明求出对比度特性曲线上的峰值位置的方法。
根据对比度特性曲线上的最大值(峰值)点、及该点的前后各1个节距处的合计3点的对比度值，求出二次曲线Y＝aX2+bX+c(其中，Y为对比度值，X为图卡距离)，再以X进行微分，求出(dY/dX)＝2aX+b，求出(dY/dX)＝0时的X。该X为到峰值位置的图卡距离。
同样，求出各周边图卡区域、例如周边图卡区域4c的对比度特性曲线的峰值。比较所求出的中央图卡区域及四角的周边图卡区域的对比度特性曲线的峰值，求出偏移量(距离a)。
例如，若求出中央图卡区域4a、周边图卡区域4c、4d三个区域中的峰值位置并进行描绘，则作为一例，可得到图6所示的具有倾斜角θ的直线。
此外，在本实施方式中，将摄像元件侧固定，将测量用图卡(光源)侧沿光轴拉近而进行了测量，但不限于此，也可以将测量用图卡(光源)侧固定，将摄像元件侧在沿光轴拉近的情况下移动而进行测量。
如上述所说明，根据本发明的摄像元件偏斜测量装置及其测量方法，可根据摄像元件的中心与周边之间的偏斜，定量地检测摄像元件的受光面相对于光轴的偏斜。由此，对于摄像元件的受光面的偏斜的校正，例如，可以通过在摄像元件、与安装了摄像元件的基板之间插入垫片(填隙片等)来简单地校正偏斜。
权利要求
1.一种摄像元件的偏斜测量装置，其特征在于，具有安装于具有摄像元件的被检体上的摄影镜头；配置于所述摄影镜头的光轴上的前方的测量用图卡；沿所述摄影镜头的光轴移动所述测量用图卡的驱动单元；根据通过所述摄像元件得到的所述测量用图卡的摄像数据，对于画面内的多个测量点计算对比度值的对比度计算单元；根据通过所述驱动单元移动所述测量用图卡时的所述对比度值的变化，分别对于所述多个测量点判断对比度值成为峰值的图卡位置的判断单元；以及根据在所述多个测量点处对比度成为峰值的图卡位置，计算所述摄像元件的偏斜的计算单元。
2.根据权利要求1所述的摄像元件的偏斜测量装置，其特征在于，所述多个测量点是画面内中央部、及周边部。
3.根据权利要求1所述的摄像元件的偏斜测量装置，其特征在于，所述多个测量点包括画面内的至少两个周边部。
4.根据权利要求1所述的摄像元件的偏斜测量装置，其特征在于，在与所述多个测量点对应的所述测量用图卡上的位置处设有预定的图案。
5.一种摄像元件的偏斜测量方法，其特征在于，具有一边移动测量用图卡一边通过摄像元件反复拍摄所述测量用图卡的第1步骤；分别对于画面内的多个测量点，检测对比度值达到峰值的所述测量用图卡的位置的第2步骤；以及根据所述第2步骤中的检测结果，检测所述摄像元件的偏斜的第3步骤。
6.根据权利要求5所述的摄像元件的偏斜测量方法，其特征在于，所述第1步骤包括计算所述画面内的多个测量点处的对比度值的步骤。
全文摘要
摄像元件的偏斜测量装置及其测量方法。现有的数码照相机的制造过程中的摄像元件偏斜检查无法定量地检测偏斜而仅为偏斜的有无的判断，无法通过摄像元件的安装位置的微调来进行校正，而是从最初的工序开始重调。在本发明的摄像元件偏斜测量装置及其测量方法中，使用对比度特性曲线的峰值，定量地检测摄像元件的偏斜，该对比度特性曲线是通过由固定的摄像元件对沿摄影镜头的光轴方向移动的测量用图卡进行多次拍摄而得到的图卡的摄像数据得到的。
文档编号G01B21/22GK1862304SQ20061007452
公开日2006年11月15日 申请日期2006年4月21日 优先权日2005年5月11日
发明者福岛贡 申请人:奥林巴斯映像株式会社