JPH0628455B2 - 固体撮像素子におけるビ−ト出力のゼロクロス検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 以下、本発明は次の順序で説明される。

Ａ．産業上の利用分野 Ｂ．発明の概要 Ｃ．従来の技術 Ｄ．発明が解決しようとする問題点 Ｅ．問題点を解決するための手段 Ｆ．作用 Ｇ．実施例 Ｇ−１ レジストレーション調整装置の構成 （第２図参照） Ｇ−２ レジストレーション測定用テストチャートの構
成 （第１図，第３図および第４図参照） Ｇ−３ 調整操作の手順 （第５図ないし第１２図参照） Ｈ．発明の効果 Ａ．産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置においてイメージセンサとして
用いられる電荷結合素子（CCD：Charge Coupled Devic
e）等の固体撮像素子により、所定の繰り返しピッチで
濃淡を繰り返す繰り返しパターンを撮像した場合に、そ
の撮像出力に含まれるビート成分のゼロクロス位置を検
出する方法に関し、例えば、上記固体撮像素子を撮像光
学系の所定位置に配置させる所謂レジストレーション調
整等を行う場合に適用される。

Ｂ．発明の概要 本発明は、固体撮像装置に用いられる固体撮像素子を撮
像光学系の所定位置に配置させる所謂レジストレーショ
ン調整等を行う場合に、固体撮像素子の絵素ピッチと所
定の関係にある繰り返しピッチで濃淡を繰り返す繰り返
しパターンを上記固体撮像素子により撮像することによ
り得られる撮像出力の上記絵素ピッチと繰り返しピッチ
との差に基づくビート成分について、上記固体撮像素子
の各絵素に対応する撮像出力の１絵素毎のレベル変化の
規則性に着目して、上記ビート成分のゼロクロス位置を
検出することにより、上記ビート成分の位相を簡単に検
出して上記固体撮像素子のレジストレーション調整を高
い精度で簡単に行い得るようにしたものである。

Ｃ．従来の技術 一般に、カラー撮像装置では、撮像光を色分解系にて複
数の色成分に分解して、各色成分の被写体像をそれぞれ
ＣＣＤ等の固体イメージセンサや撮像管にて撮像して得
られる各撮像出力からＮＴＳＣ方式等の標準カラーテレ
ビジョン信号を形成して出力するようになっている。複
数のイメージセンサを用いたカラー撮像装置では、各イ
メージセンサにより撮像される各色成分の被写体像の重
ね合わせ、すなわち所謂レジストレーション調整を正確
に行った状態を確実に維持する必要がある。

従来の所謂３管式カラービデオカメラでは、色分解系の
３色分解プリズムと３本の撮像管をダイキャスト等にて
形成したハウジングに機械的に取り付け、テストチャー
ト等を撮影した出力信号しより機械的な位置調整を行
い、さらに、撮像管の偏向系を利用して撮像画面位置を
微調整することによって、各撮像管のレジストレーショ
ン調整を行っていた。

このような３管式のカラービデオカメラに対して、ＣＣ
Ｄ等の固体撮像素子をイメージセンサとして用いる固体
カラー撮像装置では、撮像管のように電気的な撮像画面
位置調整を行うことができないので、各色成分の被写体
像をそれぞれ撮像する各固体イメージセンサに鉄等にて
形成したホルダを接合しておくとともに、色分解系の色
分解プリズムの各光射出部にもホルダを接合しておき、
各イメージセンサについて、第１３図に調整方向を矢印
を付して示すように、 (1)水平方向の中心（矢印±Ｘ方向）調整 (2)垂直方向の中心（矢印±Ｙ方向）調整 (3)バックフォーカス（矢印±Ｚ方向）調整 (4)水平方向のあおり（矢印±ＲＸ方向）調整 (5)垂直方向のあおり（矢印±ＲＹ方向）調整 (6)ローテーション（矢印±ＲＺ方向）調整 の６軸方向のレジストレーション調整を行った後に各ホ
ルダを半田付け等の熱溶着することによって、各固体イ
メージセンサを色分解プリズムの各射出面に取り付け固
定していた。

Ｄ．発明が解決しようとする問題点 一般に、ＣＣＤ等の固体イメージセンサは撮像管のよう
に電気的な撮像画面位置調整を行うことができないの
で、複数の固体イメージセンサを用いたカラー撮像装置
では、機械的に各イメージセンサのレジストレーション
を極めて高い精度に維持する必要がある。特に、所謂空
間絵素ずらし法を採用して高解像度化を図るようにした
固体カラー撮像装置では、上述の±Ｘ方向、矢印±Ｙ方
向、±Ｚ方向、±ＲＸ、±ＲＹ方向および±ＲＺ方向の
６軸方向について、１μｍオーダのレジストレーション
を確保する必要があり、従来より、上記レジストレーシ
ョン調整には多大な手間と時間を要していた。

そこで、本発明は、固体撮像素子の絵素ピッチと所定の
関係にある繰り返しピッチで濃淡を繰り返す繰り返しパ
ターンを上記固体撮像素子により撮像することにより得
られる撮像出力に含まれるビート成分の位相を検出して
上記固体撮像素子のレジストレーション調整を高い精度
で簡単に行い得るようにすることを目的とする。

Ｅ．問題点を解決するための手段 本発明に係る固体撮像素子におけるビート出力のゼロク
ロス検出方法は、上述の問題点を解決するために、所定
の繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返す繰り返しパター
ンを固体撮像素子で撮像することにより得られる撮像出
力の上記固体撮像素子の絵素ピッチτｃと繰り返しピッ
チτｐとの差に基づくビート成分について、ゼロクロス
位置を検出するにあたり、上記絵素ピッチτｃに対し
て、絵素の配列方向の有効画像領域寸法をτｏとして、 τｐ＝２τｃ±Δ Δτｃ・τｐ／τｏ （ｎは１以上の任意の数） なる繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返す繰り返しパタ
ーンの画像を上記固体撮像素子に与え、上記固体撮像素
子の各絵素に対応する撮像出力の１絵素毎のレベル変化
が２回連続して同方向であることを検出することによ
り、上記ビート成分のゼロクロス位置を検出することを
特徴とする。

Ｆ．作用 本発明に係る固体撮像素子におけるビート出力のゼロク
ロス検出方法では、固体撮像素子の絵素ピッチτｃに対
して、絵素の配列方向の有効画像領域寸法をτｏとし
て、 τｐ＝２τｃ±Δ Δ＝ｎτｃ・τｐ／τｏ なる繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返す繰り返しパタ
ーンを上記固体撮像素子で撮像することにより得られる
撮像出力に、上記絵素ピッチと繰り返しピッチとの差に
基づくビート成分が含まれる。上記ビート成分は、ゼロ
クロス位置以外では上記固体撮像素子の各絵素に対応す
る撮像出力の信号レベルの変化状態が１絵素毎に反転
し、ゼロクロス位置では上記固体撮像素子の１絵素毎の
レベル変化が２回連続して同方向になる。上記固体撮像
素子の１絵素毎のレベル変化が２回連続して同方向にな
ることを検出することにより、上記ビート成分のゼロク
ロス位置を検出することができる。

Ｇ．実施例 以下、本発明に係る固体撮像素子におけるビート出力の
ゼロクロス検出方法の一実施例について、図面に従い詳
細に説明する。

第１図ないし第１２図に示す実施例は、３板式のＣＣＤ
カラービデオカメラのレジストレーション調整を行うレ
ジストレーション調整装置に本発明を適用したものであ
る。

Ｇ−１．レジストレーション調整装置の構成 この実施例におけるレジストレーション調整装置は、第
１図に模式的に構成を示してあるように、所定のテスト
パターンが形成されたレジストレーション測定用テスト
チャート１０がマスターレンズ２０の前面に配されてい
る。上記レジストレーション測定用テストチャート１０
によるテストパターンの撮像光は、上記マスターレンズ
２０を介して３板式のＣＣＤカラービデオカメラの色分
解プリズム３０に導かれ、この色分解プリズム３０によ
り上記撮像光を三原色光Ｒ・Ｇ・Ｂすなわち赤色成分光
Ｒ，緑色成分光Ｇ，青色成分光Ｂに分光して３枚のＣＣ
Ｄイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに照射される
ようになっている。上記各ＣＣＤイメージセンサ３１
ｒ，３１ｇ，３１ｂは、６次元の位置合わせを行う位置
調整治具４０ｒ，４０ｇ，４０ｂにそれぞれ取り付けら
れている。そして、上記各ＣＣＤイメージセンサ３１
ｒ，３１ｇ，３１ｂは、基準信号発生器５０にて与えら
れる基準信号に基づいて作動するＣＣＤ駆動回路５１に
より駆動され、上記色分解プリズム３０にて分光された
各色成分の撮像光による画像すなわちテストパターンを
撮像する。上記各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１
ｇ，３１ｂにて得られる各撮像出力は、それぞれ前置増
幅器４１ｒ，４１ｇ，４１ｂより各ゲート回路４２ｒ，
４２ｇ，４２ｂを介してマトリクス回路４３に供給され
る。ここで、上記各ゲート回路４２ｒ，４２ｇ，４２ｂ
には、上記基準信号に基づいて作動するゲートパルス発
生回路５２の発生するゲートパルスが供給されている。

上記マトリクス回路４３にて得られる画像出力信号は、
波観測用のオシロスコープ４４に供給されているととも
に、映像信号処理回路４５を介して高解像度モニタ４６
供給され、さらに、デジタイザ４７を介してマイクロコ
ンピュータ４８に供給されている。

Ｇ−２．レジストレーション測定用テストチャートの構
成 上記レジストレーション測定用テストチャート１０は、
第２図に模式的に示すように、ＣＣＤイメージセンサ３
１の絵素ピッチτｃに対して２倍のピッチ２τｃからΔ
だけずれた τｐ＝２τｃ±Δ ・・・第１式 なる第１式の関係にある繰り返しピッチτｐで濃淡を繰
り返す繰り返しパターンＰＴの画像を上記ＣＣＤイメー
ジセンサ３１に与えるようになっている。

ここで、上記Δは、上記ＣＣＤイメージセンサ３１によ
る撮像出力に例えば第４図に示すように１水平走査期間
（１Ｈ）中にｎ個のビート成分が含まれるように、上記
ＣＣＤイメージセンサ３１の絵素配列方向の有効画像寸
法をτｏとして、 Δ＝ｎτｃ・τｐ／τｏ （ｎは１以上の任意の数） に設定される。

そして、この実施例におけるレジストレーション測定用
テストチャート１０は、そのテストパターンを第３図に
模式的に示してあるように、水平方向の中心線Ｌshに沿
って濃淡を繰り返す縦縞状の繰り返しパターンＰＴsh
と、上記水平方向の中心線Ｌshを挟んで対称に配され互
いに平行な２本の縦縞状繰り返しパターンＰＴah，ＰＴ
bhと、垂直方向の中心線Ｌsvを挟んで対称に配され互い
に平行な２本の横縞状繰り返しパターンＰＴav，ＰＴbv
を形成したものが用いられている。

ここで、上記縦縞状の各繰り返しパターンＰＴsh，ＰＴ
ah，ＰＴbhは、上記ＣＣＤイメージセンサ３１の水平絵
素ピッチτchに対して上述の第１式の関係にある繰り返
しピッチτphで濃淡を繰り返すように形成されている。
また、上記横縞状の繰り返しパターンＰＴav，ＰＴbv
は、上記ＣＣＤイメージセンサ３１の垂直絵素ピッチτ
cvに対して上述の第１式の関係にある繰り返しピッチｒ
pvで濃淡を繰り返すように形成されている。

なお、この実施例では、ＣＣＩＲ，ＥＩＡの各規格に対
応する２種類の絵素配列のＣＣＤイメージセンサについ
て、１枚のテストチャートを共用して、レジストレーシ
ョン測定を行うことができように、ＣＣＩＲ，ＥＩＡの
各規格に対応する２種類のテストパターンを並設してあ
る。

上述の如きレジストレーション測定用テストチャート１
０によるテストパターンの撮像光が照射されるＣＣＤイ
メージセンサ３１にて得られる撮像出力は、上記繰り返
しパターンＰＴの繰り返しピッチτｐと各絵素ピッチτ
ｃとの差に基づくモアレパターンが発生して、上記繰り
返しパターンＰＴと各絵素Ｓの相対位置に応じて信号レ
ベルが第２図のように変化する。すなわち、水平方向の
繰り返しパターンＰＴｈについての撮像出力には、第４
図に示すように、１水平走査期間（１Ｈ）中にｎ個のビ
ート成分が含まれることになる。

上記ＣＣＤイメージセンサ３１により上記レジストレー
ション測定用テストチャート１０の繰り返しパターンを
撮像して得られる撮像出力信号に含まれる上記ビート成
分は、その振幅が撮像光学系のバックフォーカスおよび
固体撮像素子のあおり量すなわち上述の±Ｚ方向および
±ＲＸ、±ＲＹ方向のレジストレーション誤差に依存し
て変化し、また、その位相が固体撮像素子の中心位置お
よびローテーションすなわち上述の±Ｘ方向、矢印±Ｙ
方向および±ＲＺ方向のレジストレーション誤差に依存
して変化する。

Ｇ−３．調整操作の手順 そこで、この実施例では、上記レジストレーション調整
装置の上記位置調整治具４０ｒ，４０ｇ，４０ｂに装着
した各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂを
駆動状態にして、上記ストレーション測定用テストチャ
ート１０の繰り返しパターンを撮像し、上記各ＣＣＤイ
メージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂにて得られる撮像
出力について、各ビート成分を上記オシロスコープ４４
による波形観測あるいは上記マイクロコンピュータ４８
による波形解析を行いながら、上記各位置調整治具４０
ｒ，４０ｇ，４０ｂを操作して、第５図のフローチャー
トに示すように、バックフォーカス調整を行う第１の調
整操作、あおり調整を行う第２の調整操作、中心調整お
よびローテーション調整の粗調整を行う第３の調整操
作、ローテーション調整を行う第４の調整操作、垂直方
向の中心調整を行う第５の調整操作、水平方向の中心調
整を行う第６の調整操作の順で上記各ＣＣＤイメージセ
ンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに対して６次元の位置合わ
せを行い、さらに、第７の調整操作により緑色撮像用の
ＣＣＤイメージセンサ３１ｇの1/2オフセット調整を行
う。

上記第１の調整操作では、上記マスターレンズ２０を介
して各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに
より上記レジストレーション測定用テストチャート１０
の繰り返しパターンを撮像して得られる撮像出力信号に
ついて、上記第３図に模式的に示した水平方向の中心線
Ｌshに沿って濃淡を繰り返す縦縞状の繰り返しパターン
ＰＴshの中央部ＡＳの画像出力がそれぞれ各ゲート回路
４２ｒ，４２ｇ，４２ｂにより選択的に取り出される。
すなわち、撮像光学系の軸上収差や色倍率収差の影響の
少ない撮像画面中央部分の画像出力を取り出す。上記中
央部ＡＳの画像出力に含まれているビート成分の振幅
は、上述の±Ｚ方向のレジストレーション誤差すなわち
撮像光学系のバックフォーカスに依存して変化し、各Ｃ
ＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂがジャスト
フォーカスの位置にあるときに最大となる。

そこで、上記中央部ＡＳの画像出力に含まれているビー
ト成分を上記オシロスコープ４４により波形観測しなが
ら、上記各位置調整治具４０ｒ，４０ｇ，４０ｂを操作
して、上記ビート成分の腹の部分振幅が最大となる位置
まで各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂを
移動させることにより、各ＣＣＤイメージセンサ３１
ｒ，３１ｇ，３１ｂをジャストフォーカスの位置に位置
調整すなわちバックフォーカス調整を行うことができ
る。

次の第２の調整操作では、各ＣＣＤイメージセンサ３１
ｒ，３１ｇ，３１ｂについて、上記レジストレーション
測定用テストチャート１０の水平方向の中心線Ｌshに沿
って濃淡を繰り返す縦縞状の繰り返しパターンＰＴshの
両端部Ｂａ，Ｂｂと、上記中心線Ｌshを挟んで対称に配
され互いに平行な２本の縦縞状の繰り返しパターンＰＴ
ah，ＰＴbhの各中央部Ｃｕ，Ｃｄを利用して、水平方向
および垂直方向のあおり調整を行う。

この第２の調整操作における水平方向のあおり調整操作
では、上記マスターレンズ２０を介して各ＣＣＤイメー
ジセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂにより上記レジストレ
ーション測定用テストチャート１０の繰り返しパターン
を撮像して得られる撮像出力信号について、上記第３図
に模式的に示した水平方向の中心線Ｌshに沿って濃淡を
繰り返す縦縞状の繰り返しパターンＰＴshの両側部Ｂ
ａ，Ｂｂの画像出力が各ゲート回路４２ｒ，４２ｇ，４
２ｂにより選択的に取り出される。

上記両側部Ｂａ，Ｂｂの画像出力に含まれているビート
成分の振幅は、各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１
ｇ，３１ｂの水平方向のあおり量すなわち上述の±ＲＸ
のレジストレーション誤差に依存してレベル差を有して
いる。

そこで、上記両側部Ｂａ，Ｂｂの画像出力に含まれてい
るビート成分を上記オシロスコープ４４により波形観測
しながら、上記各位置調整治具４０ｒ，４０ｇ，４０ｂ
を操作して、上記ビート成分の腹の部分振幅が最大とな
る位置まで各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３
１ｂを平行移動させて、上記繰り返しパターンＰＴshの
両側部Ｂａ，Ｂｂに対する各ＣＣＤイメージセンサ３１
ｒ，３１ｇ，３１ｂのジャストフォーカス位置Ｐａ，Ｐ
ｂを検出する。

そして、上記第１の調整操作を行って得られるバックフ
ォーカス調整済のＣＣＤイメージセンサ３１の位置を初
期位置Ｐｏとして、第６図に示すように上記初期位置Ｐ
ｏから上記各ジャストフォーカス位置Ｐａ，Ｐｂまでの
移動量を測定して各測定出力Δａ，Δｂを得て、各測定
出力Δａ，ΔｂからＣＣＤイメージセンサ３１のあおり
量を算出し、Δａ＝Δｂ＝０となるように調整操作を２
・３回繰り返してあおり調整を行う。

なお、上記あおり調整において、像面湾曲により必ずし
も｜Δａ｜＝｜Δｂ｜とならないが繰り返し調整を行う
ことにより収束させるようにする。

ここで、上記水平方向のあおり調整に利用される上記レ
ジストレーション測定用テストチャート１０の中心線Ｌ
shに沿って濃淡を繰り返す縦縞状の繰り返しパターンＰ
Ｔshの両側部Ｂａ，Ｂｂは、第７図に拡大して示すよう
に、上記ＣＣＤイメージセンサ３１の水平絵素ピッチに
対して上記第１式の関係を有する繰り返しピッチで濃淡
を繰り返し、上記ＣＣＤイメージセンサ３１の上記絵素
配列の方向すなわち水平方向に対して傾斜を持った縦縞
状の繰り返しパターンＰＴsh′に形成されている。

このように、上記ＣＣＤイメージセンサ３１の絵素配列
の方向に対して傾斜を持った縞状の繰り返しパターンＰ
Ｔsh′をＣＣＤイメージセンサ３１にて撮像すると、垂
直方向に隣接する各水平ラインＬｎ，Ｌｎ±１間で上記
ビート成分の位相が上記繰り返しパターンＰＴsh′の傾
斜に応じて変化する。従って、上記各ゲート回路４２
ｒ，２４ｇ，４２ｂにより水平ラインを選択することに
よって、上記ビート成分の腹部を確実にゲートできるよ
うに調整することができる。

また、この第２の調整操作における垂直方向のあおり調
整操作は、各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３
１ｂにより上記レジストレーション測定用テストチャー
ト１０の繰り返しパターンを撮像して得られる撮像出力
信号について、上記水平方向の中心線Ｌshを挟んで対称
に配され互いに平行な２本の縦縞状繰り返しパターンＰ
Ｔah，ＰＴbhの各中央部Ｃｕ，Ｃｄの画像出力に含まれ
ているビート成分を上記オシロスコープ４４により波形
観測しながら、上記各位置調整治具４０ｒ，４０ｇ，４
０ｂを操作することにより、上述の水平方向のあおり調
整操作と同様な手順で行われる。

なお、この実施例では、上記レジストレーション測定用
テストチャート１０の上記２本の縦縞状繰り返しパター
ンＰＴah，ＰＴbhの各中央部Ｃｕ，Ｃｄの外側にもＣＣ
Ｄイメージセンサ３１の絵素配列の方向に対して傾斜を
持った縞状の繰り返しパターンＰＴah′，ＰＴbh′を設
けてある。

上述のバックフォーカス調整およびあおり調整により各
ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂの撮像平
面が決定される。

次の第３の調整操作では、上記バックフォーカス調整お
よびあおり調整により各撮像平面が決定された各ＣＣＤ
イメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂについて、上記
レジストレーション測定用テストチャート１０の水平方
向および垂直方向の中心線Ｌsh，Ｌsvを利用して、水平
方向および垂直方向の中心調整とローテーション調整の
粗調整を次のようにして行う。

すなわち、ＣＣＤイメージセンサ３１の撮像面の中心に
位置している絵素は決まっているので、この絵素を中心
とする十字状の基準画像を第８図に実線にて示すように
上記高解像度モニタ４６の画面状に表示するようにして
おき、上記レジストレーション測定用テストチャート１
０を各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに
て撮像し、上記高解像度モニタ４６の画面上で例えば第
８図に破線にて示すようにモニタされる上記レジストレ
ーション測定用テストチャート１０の水平方向および垂
直方向の中心線Ｌsh，Ｌsvの画像が上記十字状の基準画
像と合致するように、上記各位置調整治具４０ｒ，４０
ｇ，４０ｂを操作する。

この第３の調整操作により各ＣＣＤイメージセンサ３１
ｒ，３１ｇ，３１ｂの水平方向および垂直方向の中心と
ローテーションは、±３μｍ程度に粗調整され、上記レ
ジストレーション測定用テストチャート１０に対して各
ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂが1/2絵
素ピッチ以内にレジストレーション調整される。

次の第４の調整操作では、上記マスターレンズ２０を介
して各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに
より上記レジストレーション測定用テストチャート１０
の繰り返しパターンを撮像して得られる撮像出力信号に
ついて、上記第３図に模式的に示した水平方向の中心線
Ｌshを挟んで対称に配され互いに平行な２本の縦縞状繰
り返しパターンＰＴah，ＰＴbhの各中央部Ｃｕ，Ｃｄの
画像出力が各ゲート回路４２ｒ，４２ｇ，４２ｂにより
選択的に取り出される。上記両側部中央部Ｃｕ，Ｃｄの
画像出力に含まれている各ビート成分は、上述の±ＲＺ
方向のレジストレーション誤差すなわち上記ＣＣＤイメ
ージセンサ３１のローテーション誤差に応じた位相差を
有している。

そこで、上記両側部中央部Ｃｕ，Ｃｄの画像出力に含ま
れている各ビート成分を第９図に示すように上記オシロ
スコープ４４により波形観測しながら、上記各位置調整
治具４０ｒ，４０ｇ，４０ｂを操作して、上記各ビート
成分の位相が一致する位置まで各ＣＣＤイメージセンサ
３１ｒ，３１ｇ，３１ｂを回転させることにより、ロー
テーション調整を行うことができる。

ここで、上記両側部中央部Ｃｕ，Ｃｄの画像出力に含ま
れている各ビート成分の位相差すなわちローテーション
誤差は、上述の第３の調整操作により1/2絵素ピッチ以
内に粗調整されているので、この第４の調整操作により
確実に且つ極めて高い精度のローテーション調整を行う
ことができる。

次の第５の調整操作では、上記マスターレンズ２０を介
して各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂに
より上記レジストレーション測定用テストチャート１０
の繰り返しパターンを撮像して得られる撮像出力信号に
ついて、上記第３図に模式的に示した垂直方向の中心線
Ｌsvを挟んで対称に配され互いに平行な２本の横縞状繰
り返しパターンＰＴav，ＰＴbvの中央部Ｄａ，Ｄｂの画
像出力が各ゲート回路４２ｒ，４２ｇ，４２ｂにより選
択的に取り出される。上記中央部Ｄａ，Ｄｂの画像出力
に含まれている各ビート成分は、上記ＣＣＤイメージセ
ンサ３１の垂直方向のレジストレーション誤差に応じた
位相差を有している。

そこで、上記両側部中央部Ｄａ，Ｄｂの画像出力に含ま
れている各ビート成分を上記オシロスコープ４４により
波形観測しながら、上記各位置調整治具４０ｒ，４０
ｇ，４０ｂを操作して、上記各ビート成分の位相が一致
する位置まで各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，
３１ｂを移動させることにより、垂直方向の中心調整を
行うことができる。

次の第６の調整操作では、上記互いに平行な２本の縦縞
状繰り返しパターンＰＴah，ＰＴbhの各中央部Ｃｕ，Ｃ
ｄを利用して、上述の垂直方向の中心調整と同様に、上
記両側部中央部Ｃｕ，Ｃｄの画像出力に含まれている各
ビート成分を上記オシロスコープ４４により波形観測し
ながら、上記各位置調整治具４０ｒ，４０ｇ，４０ｂを
操作して、上記各ビート成分の位相が一致する位置まで
各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂを水平
方向の移動させて、水平方向の中心調整を行う。

上記各ＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂ
は、 (1)水平方向の中心（矢印±Ｘ方向）調整 (2)垂直方向の中心（矢印±Ｙ方向）調整 (3)バックフォーカス（矢印±Ｚ方向）調整 (4)水平方向のあおり（矢印±ＲＸ方向）調整 (5)垂直方向のあおり（矢印±ＲＹ方向）調整 (6)ローテーション（矢印±ＲＺ方向）調整 の６軸方向の全てのレジストレーション調整が上述の第
１ないし第６の調整操作により、極めて高い精度で完了
される。

ここで、この実施例において上記レジストレーション測
定用テストチャート１０に設けられている上記第１式に
示した繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返す繰り返しパ
ターンＰＴを絵素ピッチがτｃのＣＣＤイメージセンサ
３１にて得られる撮像出力に含まれるビート成分は、第
１０図にゼロクロス位置近傍の波形を拡大して示てある
ように、上記ＣＣＤイメージセンサ３１の各絵素Ｓに対
応する撮像出力の１絵素毎の信号レベルがゼロクロス部
分で２回連続して同方向に変化する。従って、上記撮像
出力の１絵素毎の信号レベルの変化状態を検出すること
により、上記ビート成分のゼロクロス位置の検出すなわ
ち上記ビート成分の位相を検出することができる。

そこで、この実施例では、上述のように撮像出力に含ま
れるビート成分の位相を利用して調整作業を行う上記中
心調整やローテーション調整を行う際に、上記ビート成
分の信号を上記オシロスコープ４４に供給して波形観測
できるようにするとともに、上記ビート成分の信号レベ
ルをデジタイザ４７にてデジタル化して得られるデータ
をマイクロコンピュータ４８に供給して、上述の信号レ
ベルが２回連続して同方向に変化するゼロクロス位置の
絵素と該絵素近傍の絵素に対応する複数の信号レベルデ
ータから上記ゼロクロス位置を内挿処理により高い精度
で算出して、その算出結果をプリンタ４９に出力するよ
うにしてある。

さらに、この実施例において、空間絵素ずらし法を採用
したカラービデオカメラのレジストレーション調整を行
う場合には、上述の第１ないし第６の調整操作により６
軸方向のレジストレーション調整のなされた各ＣＣＤイ
メージセンサ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂについて、上記縦
縞状の繰り返しパターンＰＴshの中央部ＡＳの撮像出力
を利用して第１１図のフローチャートに示す手順の第７
の調整操作を行い、緑色撮像用のＣＣＤイメージセンサ
３１ｇにて撮像した撮像出力に含されるビート成分と、
他のＣＣＤイメージセンサ３１ｒ，３１ｂにて撮像した
撮像出力に含まれるビート成分のとが、第１２図に示す
ように９０゜の位相差を持つように、上記緑色撮像用の
ＣＣＤイメージセンサ３１ｇを水平方向に移動させるこ
とにより、1/2オフセット調整を行う。

この第７の調整操作では、先ず例えば赤色撮像用のＣＣ
Ｄイメージセンサ３１ｒにて上記レジストレーション測
定用テストチャート１０を得られる撮像出力のビート成
分の信号レベルを上記デジタイザ４７にてデジタル化し
て、上記縦縞状の繰り返しパターンＰＴshの中央部ＡＳ
の撮像出力に含まれるビート成分のゼロクロス位置を上
記マイクロコンピュータ４８により上記信号レベルデー
タより算出しておく。

次に、緑色撮像用のＣＣＤイメージセンサ３１ｇを所定
方向に1/2オフセットの粗調整を行い、この緑色撮像用
のＣＣＤイメージセンサ３１ｇにて上記レジストレーシ
ョン測定用テストチャート１０を撮像する。

さらに、上記緑色撮像用のＣＣＤイメージセンサ３１ｇ
にて得られる上記縦縞状の繰り返しパターンＰＴshの中
央部ＡＳの撮像出力のビート成分の信号レベルを上記デ
ジタイザ４７にてデジタル化して上記マイクロコンピュ
ータ４８に供給し、このマイクロコンピュータ４８によ
り、上記緑色撮像用のＣＣＤイメージセンサ３１ｇの撮
像出力に含まれるビート成分について、先に算出してお
いた赤色撮像用のＣＣＤイメージセンサ３１ｒのビート
成分のゼロクロス位置よりスタートして最初のゼロクロ
ス位置を上記信号レベルデータより算出する。

このようにして算出した上記緑色撮像用のＣＣＤイメー
ジセンサ３１ｇのビート成分の位相すなわちゼロクロス
位置が上記赤色撮像用のＣＣＤイメージセンサ３１ｒの
ビート成分の位相すなわちゼロクロス位置に対して９０
゜の位相差すなわち1/2のオフセットになっているか否
かを判定する。そして、上記緑色撮像用のＣＣＤイメー
ジセンサ３１ｇのビート成分のゼロクロス位置が所望の
調整精度範囲内になっていない場合には、上記緑色撮像
用のＣＣＤイメージセンサ３１ｇの微調整を行い、再
び、上記緑色撮像用のＣＣＤイメージセンサ３１ｇにて
得られる撮像出力についてビート成分のゼロクロス位置
を算出して、そのゼロクロス位置を判定して、微調整す
る動作を所望の調整精度範囲内になるまで繰り返すこと
によって、上記緑色撮像用のＣＣＤイメージセンサ３１
ｇの1/2オフセット調整を完了する。

すなわち、この実施例では、第１の調整操作では、上記
レジストレーション測定用テストチャート１０の水平方
向の中心線Ｌshに沿って濃淡を繰り返す縦縞状の繰り返
しパターンＰＴshの中央部ＡＳを利用してバックフォー
カス調整を行う。第２の調整操作では、上記縦縞状の繰
り返しパターンＰＴshの両側部Ｂａ，Ｂｂを利用して水
平方向のあおり調整を行うとともに、上記水平方向の中
心線Ｌshを挟んで対称に配され互いに平行な２本の縦縞
状繰り返しパターンＰＴah，ＰＴbhの各中央部Ｃｕ，Ｃ
ｄを利用して垂直方向のあおり調整を行う。第３の調整
操作では、上記レジストレーション測定用テストチャー
ト１０の水平方向および垂直方向の中心線Ｌsh，Ｌsvを
利用して、水平方向および垂直方向の中心調整とローテ
ーション調整の粗調整を行う。第４の調整操作では、上
記水平方向の中心線Ｌshを挟んで対称に配され互いに平
行な２本の縦縞状繰り返しパターンＰＴah，ＰＴbhの各
中央部Ｃｕ，Ｃｄを利用してローテーション調整を行
う。第５の調整操作では、上記レジストレーション測定
用テストチャート１０の垂直方向の中心線Ｌsvを挟んで
対称に配され互いに平行な２本の横縞状繰り返しパター
ンＰＴav，ＰＴbvの中央部Ｄａ，Ｄｂを利用して垂直方
向の中心調整を行う。第６の調整操作では、上記互いに
平行な２本の縦縞状繰り返しパターンＰＴah，ＰＴbhの
各中央部Ｃｕ，Ｃｄを利用して水平方向の中心調整を行
う。第７の調整操作では、上記縦縞状の繰り返しパター
ンＰＴshの中央部ＡＳを利用して緑色撮像用のＣＣＤイ
メージセンサ３１ｇの1/2オフセット調整を行う。

Ｈ．発明の効果 上述の実施例の説明から明らかなように本発明に係る固
体撮像素子におけるビート出力のゼロクロス検出方法で
は、所定の繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返す繰り返
しパターンを固体撮像素子で撮像することにより得られ
る撮像出力の上記固体撮像素子の絵素ピッチτｃと繰り
返しピッチτｐとの差に基づくビート成分について、ゼ
ロクロス位置を検出するにあたり、上記絵素ピッチτｃ
に対して、絵素の配列方向の有効画像領域寸法をτｏと
して、 τｐ＝２τｃ±Δ Δ＝ｎτｃ・τｐ／τｏ なる繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返す繰り返しパタ
ーンの画像を上記固体撮像素子に与えるので、上記固体
撮像素子の各絵素に対応する撮像出力の１絵素毎のレベ
ル変化が２回連続して同方向であることを検出すること
により、上記ビート成分のゼロクロス位置を検出するこ
とができる。

従って、本発明によれば、上記固体撮像素子の撮像出力
に含まれるビート成分のゼロクロス位置すなわち上記ビ
ート成分の位相を簡単に検出することができ、本発明を
レジストレーション調整に適用することにより、、上記
固体撮像素子の水平および垂直方向の位置ずれを測定し
てレジストレーション調整を高い精度で簡単に行い得る
ようにすることができ、所期の目的を十分に達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１３図は本発明を適用したレジストレー
ション調整装置の一実施例を示す図面であり、第１図は
この実施例のレジストレーション調整装置の構成を模式
的に示すブロック図であり、第２図は上記実施例におけ
るレジストレーション測定用テストチャートのテストパ
ターンとＣＣＤイメージセンサの絵素配列との関係を説
明するための模式図であり、第３図は上記に使用したレ
ジストレーション測定用テストチャートの構成を示す模
式図であり、第４図は上記レジストレーション測定用テ
ストチャートのテストパターンをＣＣＤイメージセンサ
にて撮像して得られる撮像出力に含まれるビート成分を
示す波形図であり、第５図は上記実施例におけるレジス
トレーション調整の操作手順を示すフローチャートであ
り、第６図は上記実施例におけるＣＣＤイメージセンサ
のあおり調整操作を説明するための模式図であり、第７
図は上記実施例におけるレジストレーション測定用テス
トチャートに設けられている繰り返しパターンの一部分
を拡大してＣＣＤイメージセンサの絵素配列との関係を
示した模式図であり、第８図は上記実施例におけるＣＣ
Ｄイメージセンサのレジストレーションの粗調整操作を
説明するための模式図であり、第９図は上記実施例にお
けるＣＣＤイメージセンサのローテーション調整操作に
用いられるビート成分を示す波形図であり、第１０図は
上記ビート成分のゼロクロス位置近傍の波形を拡大して
示した波形図であり、第１１図は上記実施例におけるＣ
ＣＤイメージセンサの1/2オフセット調整の手順を示し
たフローチャートであり、第１２図は上記1/2オフセッ
ト調整に用いられるビート成分を示す波形図である。 第１３図は、一般的なレジストレーション調整における
調整操作方向を説明するためのＣＣＤイメージセンサの
外観斜視図である。 １０……テストチャート ２０……マスターレンズ ３０……色分解プリズム ３１ｒ，３１ｇ，３１ｂ……ＣＣＤイメージセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返
   す繰り返しパターンを固体撮像素子で撮像することによ
   り得られる撮像出力の上記固体撮像素子の絵素ピッチτ
   ｃと繰り返しピッチτｐとの差に基づくビート成分につ
   いて、ゼロクロス位置を検出するにあたり、 上記絵素ピッチτｃに対して、絵素の配列方向の有効画
   像領域寸法をτｏとして、 τｐ＝２τｃ±Δ Δ＝τｃ・τｐ／τｏ （ｎは１以上の任意の数） なる繰り返しピッチτｐで濃淡を繰り返す繰り返しパタ
   ーンの画像を上記固体撮像素子に与え、 上記固体撮像素子の各絵素に対応する撮像出力の１絵素
   毎のレベル変化が２回連続して同方向であることを検出
   することにより、上記ビート成分のゼロクロス位置を検
   出することを特徴とする固体撮像素子におけるビート出
   力のゼロクロス検出方法。