JPH0468995A - Ｃｃｄカメラの光軸調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、主としてＶＴＲ用カメラや知能ロボットの視
覚センサとして用いられて画像処理システムを構成する
ＣＣＤカメラにおける製造最終工程での光軸の調整に用
いる装置に関するものである。

〈従来の技術〉 通常、光軸調整か可能なＣＣＤカメラでは製造最終工程
において光軸のずれを修正するための調整を行っている
。従来、斯かる光軸の調整は以下のような手順で行われ
ている。即ち、第１１図に示すように、基台１に鉛直に
立設した取付台２の頂部に、調整用レンズ３ａを取り付
けたＣＣＤカメラ３を設置し、一方、レンズ３ａに対し
これの焦点か合う距離（一般に約１ｍ）たけ離間した位
置に、被写画の付された被写体５を、基台１に鉛直に立
設した支持体４上に固定する。そして、ＣＣＤカメラ３
の画像信号から得られた被写画の画像を見ながら、収納
部３ｂにおける周壁の前側がら見て上下左右に螺着され
た四本の光軸調整用螺子３ｃの各螺入度合により収納部
３ｂ内に組み込まれているＣＣＤイメージセンサ−素子
の上下左右方向の位置を調整して光軸のずれを修正する
。

然し乍ら、この先軸調整方法では、被写体５をレンズ３
ａに対し約１ｍと比較的大きな間隔を存して位置させる
ことに起因して、０．数ｍｍ程度の位置ずれも相互間に
おいて大きな誤差となり、ＣＣＤカメラ３の構造的光軸
中心と被写体５との相互間の傾き、中心および上下左右
方向の位置を３次元的に正確に合わせる必要がある。そ
のため、精密な機構を要して構成が複雑化し、装置全体
が大掛かりとなって高価なものになっている。

また、個々のＣＣＤカメラ３の調整に際しての各ＣＣＤ
カメラ３の取付台２への取付精度の僅かな相違によって
も位置決めが困難となり、煩雑で困難な作業を要する欠
点がある。

更に、光軸調整機構を他の場所に移動させるような場合
には、前述の煩雑で困難な位置決め作業を最初から行わ
なければならない問題がある。

そこで、本出願人は、前述の種々の問題点を解消し、簡
単な装置を用いて簡易な作業により光軸の位置ずれを容
易に修正できるＣＣＤカメラの光軸調整方法を提案して
いる。（特願平２−４６６８０号）即ち、この光軸調整
方法は、上下左右方向と中心を特定できる複写画が付さ
れた被写体を、レンズの前面に回動自在に取り付けると
ともに、前記レンズの後面を、前記複写画を画面に映し
出せる長さの伸長筒を介在してＣＣＤカメラの前面に連
結し、前記被写体を回動させて前記複写画が前記ＣＣＤ
カメラに対し適正な位置関係になるよう位置決めし、前
記ＣＣＤカメラを駆動して前記複写画の画像を画面に映
し出すとともに、信号発生器からの電気信号により前記
画面に基準パターンを映し出し、前記ＣＣＤカメラに内
蔵のＣＣＤイメージセンサ−素子を移動させて前記複写
画の画像を前記基準パターンに重ね合わせる手順で行う
ものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 前述の光軸調整方法は、複写画を有する被写体をレンズ
の前面に取り付け、且つ複写画を画像として映し出せる
長さの伸長筒をレンズの後面に取り付けた接眼レンズ系
を、ＣＣＤカメラに直接取り付けるので、調整用の装置
が簡単で安価になるとともに、複写画とＣＣＤカメラと
の位置関係が常に一定となって従来のような煩雑で困難
な３次元的な位置調整作業を解消でき、しかも、如何な
る場所に移動して光軸調整を行っても複写画とＣＣＤカ
メラとの相互間の位置調整を容易に且つ正確に行える。

ところか、未だ解決しなけれはならない問題が残存して
いる。即ち、四本の光軸調整用螺子の一方を弛め、且つ
対向側を螺入してＣＣＤイメージセンサ−素子を複写画
の画像が基準パターンに重なり合う方向に移動させなが
ら、複写画の画像が基準パターンに一致したが否かを光
軸調整作業者自身か目視で判断しているので、その作業
者の個人差によって光軸調整度合にばらつきが生じる問
題かある。この問題が解消されれば、上述の光軸調整手
段は極めて顕著な効果を発揮する筈である。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、
光軸調整作業者にかかわらず常に均等な度合に光軸調整
できる光軸調整装置を提供することを技術的課題とする
ものである。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、上記した課題を達成するための技術的手段と
して、ＣＣＤカメラの光軸調整装置を次のように構成し
た。即ち、ＣＣＤカメラの前面に、上下左右方向と中心
とを特定できる複写画が付された被写体を位置決めして
取り付け、前記ＣＣＤカメラを駆動して前記複写画の画
像を画面に映し出すとともに、基準パターン発生部から
の電気信号により前記画面に基準パターンを映し出し、
前記ＣＣＤカメラに内蔵のＣＣＤイメージセンサ−素子
を変位させて前記複写画の画像を前記基準パターンに重
ね合わせる装置であって、前記複写画の画像信号と前記
基準パターン信号とを比較して一致しているか否かを判
別し、その判別結果による判定信号を出力する判定部と
、この判定信号によりモニターに判定結果の表示または
光軸調整用螺子の作動用モータの駆動を制御する制御部
とを備えたことを特徴として構成されている。

く作用〉 被写体として、例えば交点が中心に位置する十字形の複
写画が付されたフィルタを用いた場合、このフィルタを
レンズの前面に回動自在に取り付け、且つレンズの後面
に伸長筒を取り付けて接眼レンズ系を構成し、この接眼
レンズ系をＣＣＤカメラの前面に取り付けた後に、フィ
ルタを回動させながら適当な治具によりＣＣＤカメラの
底面に対し複写画の十字形状の何れか一つの線か平行に
なるようフィルタのＣＣＤカメラとの相対的な位置決め
を行なう。

そして、ＣＣＤカメラを駆動して複写画の画像を例えば
モニターの画面に映し出すとともに、基準パターン発生
部からの電気信号により複写画と同様の十字形状の基準
パターンをモニターの画面に映し出す。一方、この基準
パターンに対し複写画の画像か一致しているか否かを判
定部において判別され、その判別結果か不一致である場
合に判定部から出力される判定信号により、制御部かモ
ニターに判定結果の表示または光軸調整用螺子の作動用
モータの駆動を制御する。例えば、モニターの画面に複
写画の画像と基準パターンとの位置ずれを示す「ＮＧ」
が表示されると、調整作業者が画面を見ながら上下左右
の４本の光軸調整螺子の螺入度合を調整することによっ
て、複写画の画像が基準パターンに近接するようＣＣＤ
イメージセンサ−素子を変位させていくと、複写画の画
像が基準パターンに正確に一致した時点で、これを判別
した判定部からの判定信号により一致したことを示す「
ＯＫ」の表示か映し出される。

このように光軸調整度合を判定部により電気的に判別す
るため、光軸調整者の個人差によるはらつきが無くなっ
てＣＣＤイメージセンサ−素子の光軸を常にＣＣＤカメ
ラにおいて位置ずれのない適切な位置に調整できる。

〈実施例〉 以下、本発明の好ましい実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例の光軸調整装置１３のブロッ
ク構成を示し、この光軸調整装置１３は、ＣＣＤカメラ
３からの複写画の画像信号を２値化の画像信号に変換す
る２値化部１３ａと、複写画と同様の基準パターン信号
を出力する基準パターン発生部１３ｂと、２値化部１３
ａからの複写画の２値化画像信号と基準パターン信号と
を重畳するオンスクリーン部１３ｃと、このオンスクリ
ーン部１３ｃの出力画像信号による画像をモニターに映
し出す７５Ωドライバー１３ｅと、２値化部１３ａから
の複写画の２値化画像信号が基準パターン信号と一致し
ているか否かの判別を実行して判定信号をオンスクリー
ン部１３ｃに対し出力する判定部１３ｄとにより構成さ
れている。

次に、前記実施例の光軸調整装置１３を用いて光軸調整
する手順について説明する。先ず、第２図（ａ）に示す
ように透明板または半透明板に十字形の複写画７ａか付
されたフィルタ７を、同図（ｂ）に示すようにレンズ６
の前面側に、螺合手段または嵌合手段により回動自在に
取り付けるとともに、レンズ６の後面側に伸長筒８を取
り付けて接眼レンズ系を構成する。尚、複写画７ａは、
十字形の交点がフィルタ７の中心に位置するよう位置決
めして付されており、伸長筒８は、複写画７ａを画面に
映し出せる長さに設定されている。

次に、前述の接眼レンズ系を、第３図に示すようにＣＣ
Ｄカメラ３の本体前面側に螺着し、この状態で第３図に
示すように平面台９上に載置し、複写画７ａの調整用治
具１０を、平面台９上に載置し且つフィルタ７の前面側
に密着させる。この調整用治具１０には、第５図（ａ）
に示すように底面に対し正確に垂直な２本の線１０ａ、
１０ｂか複写画７ａの線幅と同一の間隔て付されている
。従って、この調整用治具１０の２本の線１０ａ、１０
ｂは平面台９およびＣＣＤカメラ３の底面に対し垂直に
位置していることになる。

そして、ＣＣＤカメラ３を、接続ケーブル１１を介して
第６図に示すようにモニター１２に接続した後に、ＣＣ
Ｄカメラ３を駆動して得られる複写画７ａと２本の線１
０ａ、１０ｂとの各画像信号による画像７Ａ、１０Ａ、
ＩＯＢをモニター１２に映し出す。いま、２本の線１０
ａ、１０ｂに対し複写画７ａが第５図（ｂ）に示すよう
な位置関係にあった場合、モニター１２の画像を見なが
らフィルタ７を矢印で示すように何れかの方向に回動さ
せ、第５図（Ｃ）に示すように複写画７ａの何れか１本
の線が２本の線１０ａ、１０ｂ間に嵌まり込む状態に合
致するようフィルタ７を位置決めする。

これにより、フィルタ７の複写画７ａが、これの水平方
向の線がＣＣＤカメラ３の底面に対し正確に平行になる
よう位置決めされる。

このようにフィルタ７の位置決めをした後に調整用治具
１０を除外し、第１図および第７図に示すようにＣＣＤ
カメラ３を光軸調整装置１３の２値化部１３ａに接続す
るとともに、光軸調整装置１３のドライバー１３ｅをモ
ニター１２に接続して、モニター１２の画面に複写画７
ａの画像７Ａに重畳して複写画７ａと同様に十字形状と
なった基準パターン１４を映し出す。この基準パターン
１４の交点は、ＣＣＤカメラ３のＣＣＤイメージセンサ
素子の受光部の中心が所定位置に正確に位置された時の
複写画７ａの画像７Ａの交点と同一位置になるよう設定
されている。以上の手段は、前述の出願済の光軸調整方
法と同様である。

一方、光軸調整装置１３の判定部１３ｄにおいて、複写
画７ａの画像信号と基準パターン信号とを比較してこれ
らが一致しているか否かを判別し、その判別結果の判定
信号をオンスクリーン部１３ｃに対し出力する。いま、
基準パターン１４に対し複写画７ａの画像７Ａが第８図
（ａ）に示すようにずれている場合、判定部１３ｄの判
定信号かオンスクリーン部１３ｃにおいて各画像信号に
重畳され、且つドライバー１３ｅを介してモニター１２
の画面に判定結果である不一致を示す「ＮＧ」と画像７
Ａを移動させるべき方向を示す矢印とか映し出される。

この表示に基づいてＣＣＤカメラ３の前面から見て収納
部３ｂの上下左右に設けられている４本の光軸調整用螺
子３Ｃの各々の螺入度合を調整することにより、複写画
７ａの画像７Ａが前述の表示矢印に従って基準パターン
１４に近接する方向に移動するようＣＣＤイメージセン
サ−素子を変位させていくと、第８図（ｂ）に示すよう
に複写画７ａの画像７Ａが基準パターン１４に正確に一
致した時点で、これを判別した判定部１３ｄの判定信号
により一致したことを示す［ＯＫＪの表示か映し出され
る。このように光軸調整度合の判定を判定部１３ｄによ
り電気的に行なうため、光軸調整者の判断の個人差によ
るばらつきか無くなってＣＣＤイメージセンサ−素子の
光軸を常にＣＣＤカメラ３において位置ずれのない適切
な位置に調整できる。

調整完了後のＣＣＤカメラ３から接眼レンズ系および接
続ケーブル１１を取り外し、以後同様の手順で各ＣＣＤ
カメラ３の光軸調整を順次行うのであるが、この光軸調
整手段では、交点を中心に位置決めした十字形の複写画
７ａを有するフィルタ７をレンズ６の前面に取り付け、
且つ複写画７ａを画面に映し出せる長さの伸長筒８をレ
ンズ６の後面に取り付けて接眼レンズ系を構成し、この
接眼レンズ系をＣＣＤカメラ３に取り付けるので、複写
画７ａがＣＣＤカメラ３に対し従来のように離間するこ
となく一体的であって複写画７ａとＣＣＤカメラ３との
位置関係が常に一定であるため、従来のような煩雑で困
難な複写画７ａとＣＣＤカメラ３との相互間の３次元的
な位置調整か解消され、しかも、如何なる場所に移動し
て光軸調整を行っても複写画７ａとＣＣＤカメラ３との
相互間の位置調整を容易に且つ正確に行える。

また、本発明の他の実施例として、第９図の正面図およ
び第７図に１点鎖線で示すようにＣＣＤカメラ３の収納
部３ｂに、これの上下左右に設けられている四本の光軸
調整用螺子３ｃを各々個別に調整できるよう光軸調整用
モータ１５ａ〜１５ｄを装着し、これの駆動手段として
、第１図に１点鎖線で示すように光軸調整装置１３にモ
ータ制御部１３ｆとドライバー１３ｇとを設けるととも
に、判定部１３ｄにおいて、複写画７ａの画像７Ａと基
準パターン１４との位置ずれの方向と大きさとの判定信
号をモータ制御部１３ｆに対し出力するようにする。そ
れにより光軸調整を自動的に行なうことができる。

いま、複写画７ａの画像７Ａと基準パターン１４とが第
１０図（ａ）に示すモニター１２の画面のようにずれて
いる場合、判定部１３ｄからの判定信号によりモータ制
御部１３ｆでモータ制御信号が作成され、且つドライバ
ー１３ｇを介して各モータ１５ａ〜１５ｄか以下のよう
に駆動制御される。

即ち、先ず上下方向移動用のモータ１５ａ、１５ｃか回
転制御されて上下の螺子３ｃの螺入度合か弛められ、そ
れによりＣＣＤイメージセンサ−素子か左右方向に移動
可能状態となる。続いて、左右方向移動用のモータ１５
ｂ、１５ｄの一方か正回転され、且つ他方か逆回転され
てＣＣＤイメージセンサ−素子を被写体７ａの画像７Ａ
が同図（ａ）の矢印方向に移動するよう変位させる。そ
して、第８図（ｂ）に示すように複写画７ａの画像７Ａ
と基準パターン１４との各縦ラインが一致した時点で、
それを判別した判定信号によりモータ１５ｂ、１５ｄか
停止される。

次に、上下の螺子３ｃの螺入度合を元の状態に戻した後
に、左右方向移動用のモータ１５ｂ、１５ｄが回転制御
されて左右の螺子３ｃの螺入度合か弛められ、それによ
りＣＣＤイメージセンサ−素子が上下方向に移動可能状
態となる。続いて、上下方向移動用のモータ１５ａ、１
５ｃの一方が正回転され、且つ他方が逆回転されてＣＣ
Ｄイメージセンサ−素子を被写体７ａの画像７Ａか同図
（ｂ）に矢印で示す下方向に移動するよう変位させる。

そして、第８図（Ｃ）に示すように複写画７ａの画像７
Ａと基準パターン１４との各横ラインか一致した時点で
、モータ１５ａ、１５ｃか停止される。その後に左右の
螺子３ｃの螺入度合か元の状態に戻されてＣＣＤイメー
ジセンサ−素子か固定される。

〈発明の効果〉 以上のように本発明のＣＣＤカメラの光軸調整装置によ
ると、光軸調整度合の判別を判定部により電気的に行な
うため、光軸調整者の判断の個人差によるばらつきか無
くなってＣＣＤイメージセンサ−素子の光軸を常にＣＣ
Ｄカメラ３において位置ずれのない適切な位置に確実且
つ安定に調整できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック構成図、第２図（
ａ）、　（ｂ）は本発明の使用前に用いる接眼レンズ系
の正面図および右側面図、 第３図は同接眼レンズ系をＣＣＤカメラに取り付けた状
態の右側面図、 第４図は同接眼レンズ系のＣＣＤカメラに対する位置決
めを行う状態の右側面図、 第５図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は第３図の調整手順
の説明図、第６図は同光軸調整を行う状態の構成図、第
７図は第１図の装置を接続した状態の構成図、第８図（
ａ）、　（ｂ）は第７図による光軸調整手順を示すモニ
ターの画面を示す図、 第９図は本発明の他の実施例の正面図、第１０図（ａ）
、　（ｂ）、　（Ｃ）は第９図による光軸調整手順を示
すモニターの画面を示す図、 第１１図は従来の光軸調整手段の構成図である。 ３・・・ＣＣＤカメラ ７・・・被写体 ７ａ・・・複写画 ７Ａ・・・複写画の画像 １２・・・モニター １３・・・光軸調整装置 １３ｂ・・・基準パターン発生部 １３ｃ・・・オンスクリーン部（表示制御部）１３ｄ・
・・判定部 １３ｆ・・・モータ制御部（制御部） １４・・・基準パターン １５　ａ　〜１５　ｄ−・・モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＣＤカメラの前面に、上下左右方向と中心とを
   特定できる被写画が付された被写体を位置決めして取り
   付け、前記ＣＣＤカメラを駆動して前記被写画の画像を
   画面に映し出すとともに、基準パターン発生部からの電
   気信号により前記画面に基準パターンを映し出し、前記
   ＣＣＤカメラに内蔵のＣＣＤイメージセンサー素子を変
   位させて前記被写画の画像を前記基準パターンに重ね合
   わせる光軸調整方法に用いる装置であって、前記被写画
   の画像信号と前記基準パターン信号とを比較して一致し
   ているか否かを判別し、その判別結果による判定信号を
   出力する判定部と、この判定信号によりモニターに判定
   結果の表示または光軸調整用螺子の作動用モータの駆動
   を制御する制御部とを備えたことを特徴とするＣＣＤカ
   メラの光軸調整装置。