JP2003307661A - レンズ偏芯調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズの偏芯を高い精度で調整することがで
きるレンズ偏芯調整方法を提供する。 【解決手段】 手順Ｔ１〜Ｔ４で偏芯確認チャートの中
央部および四隅を切り出してレンズ中心部の合焦位置を
求め、手順Ｔ７で輝度値の補正係数を算出し、この補正
係数に基づいて手順Ｔ９，手順Ｔ１１で合焦位置を基準
にして低域側の各解像度評価値，高域側の各解像度評価
値が所定の範囲内となるようにレンズを移動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子上に
被写体を結像するカメラを構成するレンズの偏芯を調整
するレンズ偏芯調整方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像
素子と、その固体撮像素子上に被写体を結像するための
レンズとを備えたカメラの製造工程において、そのカメ
ラに実装されるレンズの偏芯を調整する作業が行なわれ
ている。レンズの偏芯を調整するには、被調整対象のレ
ンズを取り付けた治具用カメラによって所定の解像度チ
ャートを連続撮影しながら、その解像度チャートに対応
する画像をモニタに表示し、その画像の中央部および四
隅における解像本数が所定の範囲内となるように目視に
より確認しながら、そのレンズを光軸方向やその光軸方
向に交わる平面内で手動調整する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のレンズ偏芯調整方法は、解像度チャートに対応する画
像の中央部および四隅における解像本数を目視により確
認しながら、それら解像本数が所定の範囲内となるよう
にレンズを手動調整するものであるため、解像本数は、
レンズの偏芯を調整する担当者毎にばらつくこととな
り、従ってレンズの偏芯調整を高い精度で行なうことは
困難であるという問題がある。

【０００４】本発明は、上記事情に鑑み、レンズの偏芯
を高い精度で調整することができるレンズ偏芯調整方法
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のレンズ偏芯調整方法は、固体撮像素子とその固体撮
像素子上に被写体を結像するためのレンズとを備えたカ
メラを構成する、そのレンズの偏芯を調整するレンズ偏
芯調整方法において、第１の空間周波数を有する第１の
パターンとその第１の空間周波数よりも高い第２の空間
周波数を有する第２のパターンとのペアが画角内の中央
と四隅とに配置された偏芯確認チャートを用意し、上記
偏芯確認チャートを上記レンズを通して上記固体撮像素
子上に結像させながら、上記偏芯確認チャート中央部の
ペアから得られる解像度評価値を得てその解像度評価値
が最大となるように上記レンズを光軸方向に移動する第
１ステップと、上記偏芯確認チャート中央部および四隅
のペアそれぞれを構成する各第１のパターンから得られ
る各第１の解像度評価値がいずれも所定の第１の範囲内
となるように上記レンズを該レンズの光軸に交わる平面
内で移動する第２ステップと、上記偏芯確認チャート中
央部および四隅のペアそれぞれを構成する各第２のパタ
ーンから得られる各第２の解像度評価値がいずれも所定
の第２の範囲内となるように上記レンズを上記平面内で
移動する第３ステップとを実行することを特徴とする。

【０００６】本発明のレンズ偏芯調整方法は、第１ステ
ップを実行することによりレンズ中心部の合焦位置を求
め、この合焦位置を基準にして第２，第３ステップによ
り上記偏芯確認チャート中央部および四隅のペアそれぞ
れの各第１の解像度評価値（低域側の解像度評価値），
各第２の解像度評価値（高域側の解像度評価値）がほぼ
同一になるように調整するものであるため、レンズの偏
芯を数値に基づいて画一的に調整することができる。従
って、従来の、解像本数を目視で確認しながらレンズの
偏芯を調整する方法と比較し、レンズの偏芯を高い精度
で調整することができる。

【０００７】ここで、上記偏芯確認チャートを用意する
にあたり、上記ペアそれぞれの近傍に、所定の基準濃度
を有するパッチが配置された偏芯確認パッチを用意し、
上記第２ステップおよび上記第３ステップの実行に先立
って、上記ペアそれぞれの近傍の各パッチの明るさを測
定する第４ステップを実行し、上記第２ステップおよび
上記第３ステップは、上記第４ステップで測定された各
ペアの近傍のパッチの明るさに基づいて補正された、そ
れぞれ、各第１の解像度評価値および各第２の解像度評
価値を求めるものであることが好ましい。

【０００８】このようにすると、上記第２ステップおよ
び上記第３ステップにおける各第１の解像度評価値およ
び各第２の解像度評価値を求めるにあたり、レンズの周
辺光量の落ち込みや偏芯確認チャートにおける照明ムラ
の影響を小さく抑えることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１０】図１は、本発明の一実施形態のレンズ偏芯
調整方法における偏芯確認チャートと、カメラを構成す
るレンズが取り付けられたレンズ偏芯調整装置とを示す
図である。

【００１１】図１には、偏芯確認チャート１０と、カメ
ラを構成するレンズ２０が取り付けられたレンズ偏芯調
整装置３０とが示されている。レンズ偏芯調整装置３０
には、ＣＣＤ撮像素子３１と、モニタを有する画像処理
部３２と、調整機構部３３とが備えられている。本実施
形態のレンズ偏芯調整方法は、偏芯確認チャート１０を
用いてレンズ２０の偏芯を、レンズ偏芯調整装置３０
で、以下のようにして調整する。

【００１２】先ず、偏芯確認チャート１０について、図
２を参照して説明する。

【００１３】図２は、図１に示す偏芯確認チャートの構
成を示す図である。

【００１４】図２に示す偏芯確認チャート１０には、比
較的低解像度の第１のパターン（本発明にいう第１の空
間周波数を有する第１のパターンに相当）と、レンズ２
０の変調伝達関数（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔ
ｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の限界に近い比較
的高解像度の第２のパターン（本発明にいう第１の空間
周波数よりも高い第２の空間周波数を有する第２のパタ
ーンに相当）とのペアが、その偏芯確認チャート１０の
画角内の四隅と中央とに配置されている。詳細には、偏
芯確認チャート１０の右上部；左上部；中央部；右下
部；左下部に、それぞれ、第１のパターン１１＿１，第
２のパターン１２＿１の第１ペア；第１のパターン１１
＿２，第２のパターン１２＿２の第２ペア；第１のパタ
ーン１１＿３，第２のパターン１２＿３の第３ペア；第
１のパターン１１＿４，第２のパターン１２＿４の第４
ペア；第１のパターン１１＿５，第２のパターン１２＿
５の第５ペアが配置されている。

【００１５】さらに、この偏芯確認チャート１０には、
上記第１，第２，第３，第４，第５ペアの上部に、グレ
ー一色のパッチ１３＿１，１３＿２，１３＿３，１３＿
４，１３＿５（本発明にいう所定の基準濃度を有するパ
ッチに相当）が配置されている。尚、パッチ１３＿１と
第１ペアとの組、パッチ１３＿２と第２ペアとの組、パ
ッチ１３＿３と第３ペアとの組、パッチ１３＿４と第４
ペアとの組、パッチ１３＿５と第５ペアとの組が、本発
明にいう所定の基準濃度を有するパッチが配置された偏
芯確認パッチに相当する。本実施形態では、このような
偏芯確認チャート１０を用いて、以下の手順でレンズ２
０の偏芯を調整する。

【００１６】図３は、本実施形態のレンズ偏芯調整方法
の手順を示す図である。

【００１７】最初に、上述した偏芯確認チャート１０を
用意し、偏芯確認チャート１０をレンズ２０を通してＣ
ＣＤ撮像素子３１上に結像させながら、画像処理部３２
で画像データを得、下記の手順で画像処理を行なう。

【００１８】先ず、手順Ｔ１において、偏芯確認チャー
ト１０中央部、四隅の部分を切り出す。

【００１９】次いで、手順Ｔ２において、切り出した各
部分の画像データを縦方向に３分割する。

【００２０】さらに、手順Ｔ３に進み、３分割した画像
データをデータＡ、データＢ、データＣとする。ここ
で、データＡはグレー一色の部分（パッチ１３＿１，１
３＿２，１３＿３，１３＿４，１３＿５の部分）、デー
タＢは比較的低解像度の部分（第１のパターン１１＿
１，１１＿２，１１＿３，１１＿４，１１＿５の部
分）、データＣは比較的高解像度の部分（第２のパター
ン１２＿１，１２＿２，１２＿３，１２＿４，１２＿５
の部分）である。

【００２１】次に、手順Ｔ４に進む。この手順Ｔ４で
は、各画像のデータＡにおける輝度レベルを算出し、そ
れらの平均値を求める（本発明にいう第４ステップに相
当）。これらの値をａ１〜ａ５とする。ここで、ａ１は
画像処理部３２のモニタに表示される、偏芯確認チャー
ト１０に対応する画面（以下、単に画面と記述する）右
上部の値、ａ２は画面左上部の値、ａ３は画面中央部の
値、ａ４は画面右下部の値、ａ５は画面左下部の値（図
２参照）である。

【００２２】また、手順Ｔ４では、調整機構部３３によ
りレンズ２０を光軸方向に移動する（本発明にいう第１
ステップに相当）ことで、偏芯確認チャート１０中央部
のペア１１＿３，１２＿３から得られる解像度評価値の
ピークを画像処理部３２で探す。このピークにおける位
置が、レンズ２０の中心部の合焦位置となる（以後のレ
ンズ２０の移動は、この合焦位置を基準に行なう）。

【００２３】さらに、手順Ｔ５において、各画像のデー
タＢを低域フィルタを通して新たな結果を求め、その結
果を積算する。その各々の積算値をｂ１〜ｂ５とする
（積算値はデータサイズによって正規化する)。ここ
で、ｂ１は画面右上部の値、ｂ２は画面左上部の値、ｂ
３は画面中央部の値、ｂ４は画面右下部の値、ｂ５は画
面左下部の値（図２参照）である。

【００２４】さらに、手順Ｔ６において、各画像のデー
タＣを高域フィルタを通して新たな結果を求め、その結
果を積算する。その各々の積算値をｃ１〜ｃ５とする
（積算値はデータサイズによって正規化する)。ここ
で、ｃ１は画面右上部の値、ｃ２は画面左上部の値、ｃ
３は画面中央部の値、ｃ４は画面右下部の値、ｃ５は画
面左下部の値（図２参照）である。

【００２５】手順Ｔ７では、レンズ２０のシェーディン
グやライティング（照明ムラ）の影響を取り除くため
に、上述した値ａ１〜ａ５を用いて輝度値の補正係数を
算出する。輝度値の補正係数は、下記の式で算出する。

【００２６】α１＝ａ１／ａ３ α２＝ａ２／ａ３ α３＝１ α４＝ａ４／ａ３ α５＝ａ５／ａ３ これらの輝度値の補正係数は、中央部の明るさを基準に
して解像度評価値を正規化するための係数として使用さ
れる。

【００２７】手順Ｔ８では、低域側の解像度評価値を算
出する。ここでは、低域フィルタ（ＬＰＦ：Ｌｏｗ Ｐ
ａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を通した画像データの値を積算
し、画素数で平均化した値に、手順Ｔ７で算出したαの
逆数を掛けることにより低域側の解像度の評価値を算出
する。この値を各々β１〜β５とする。

【００２８】β１＝ｂ１／α１ β２＝ｂ２／α２ β３＝ｂ３ β４＝ｂ４／α４ β５＝ｂ５／α５ 次に、手順Ｔ９において、算出した低域側の解像度評価
値が所定の範囲内（本発明にいう所定の第１の範囲内）
となるようにレンズ２０を、調整機構部３３でそのレン
ズ２０の光軸に交わる平面内で移動する（本発明にいう
第２ステップに相当）。このようにして、レンズ２０の
偏芯を粗調整する。

【００２９】さらに、手順Ｔ１０において、高域側の解
像度評価値を算出する。ここでは、高域フィルタ（ＨＰ
Ｆ：Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）を通した画像
データの値を積算し、画素数で平均化した値に、手順Ｔ
７で算出したαの逆数を掛けることにより高域側の解像
度の評価値を算出する。この値を各々γ１〜γ５とす
る。

【００３０】γ１＝ｃ１／α１ γ２＝ｃ２／α２ γ３＝ｃ３ γ４＝ｃ４／α４ γ５＝ｃ５／α５ 最後に、手順Ｔ１１において、算出した高域側の解像度
評価値が所定の範囲内（本発明にいう所定の第２の範囲
内）となるようにレンズ２０を、調整機構部３３でその
レンズ２０の光軸に交わる平面内で移動する（本発明に
いう第３ステップに相当）。このようにして、レンズ２
０の偏芯を薇調整する。偏芯が調整されたレンズ２０
は、レンズ枠体に接着剤で固定される。

【００３１】このように、本実施形態のレンズ偏芯調整
方法は、偏芯確認チャート１０を用いてレンズ２０中心
部の合焦位置を求め（手順Ｔ４）、この合焦位置を基準
にして低域側の各解像度評価値，高域側の各解像度評価
値が所定の範囲内となるようにレンズ２０を移動する
（手順Ｔ９，Ｔ１１）ものであるため、レンズ２０の偏
芯は客観的な数値に基づいて画一的に調整されることと
なる。従って、従来の、解像本数を目視により確認しな
がらレンズの偏芯を調整する方法と比較し、レンズの偏
芯を高い精度で且つ自動で調整することができる。ま
た、輝度値の補正係数を算出し（手順Ｔ７）、この補正
係数に基づいて低域側の各解像度評価値および高域側の
各解像度評価値を求めるものであるため、レンズ２０の
周辺光量の落ち込みや偏芯確認チャートにおける照明ム
ラの影響を小さく抑えることができる。

【００３２】尚、本実施形態では、レンズ２０の移動を
調整機構部３３で移動することにより自動的にレンズ２
０の偏芯を調整する例で説明したが、レンズ２０を手動
で移動してもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レンズの偏芯を高い精度で調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態のレンズ偏芯調整方法にお
ける偏芯確認チャートと、カメラを構成するレンズが取
り付けられたレンズ偏芯調整装置とを示す図である。

【図２】図１に示す偏芯確認チャートの構成を示す図で
ある。

【図３】本実施形態のレンズ偏芯調整方法の手順を示す
図である。

【符号の説明】

１０ 偏芯確認チャート １１＿１，１１＿２，１１＿３，１１＿４，１１＿５
第１のパターン １２＿１，１２＿２，１２＿３，１２＿４，１２＿５
第２のパターン １３＿１，１３＿２，１３＿３，１３＿４，１３＿５
パッチ ２０ レンズ ３０ レンズ偏芯調整装置 ３１ ＣＣＤ撮像素子 ３２ 画像処理部 ３３ 調整機構部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固体撮像素子と該固体撮像素子上に被写
   体を結像するためのレンズとを備えたカメラを構成す
   る、該レンズの偏芯を調整するレンズ偏芯調整方法にお
   いて、 第１の空間周波数を有する第１のパターンと該第１の空
   間周波数よりも高い第２の空間周波数を有する第２のパ
   ターンとのペアが画角内の中央と四隅とに配置された偏
   芯確認チャートを用意し、 前記偏芯確認チャートを前記レンズを通して前記固体撮
   像素子上に結像させながら、前記偏芯確認チャート中央
   部のペアから得られる解像度評価値を得て該解像度評価
   値が最大となるように前記レンズを光軸方向に移動する
   第１ステップと、 前記偏芯確認チャート中央部および四隅のペアそれぞれ
   を構成する各第１のパターンから得られる各第１の解像
   度評価値がいずれも所定の第１の範囲内となるように前
   記レンズを該レンズの光軸に交わる平面内で移動する第
   ２ステップと、 前記偏芯確認チャート中央部および四隅のペアそれぞれ
   を構成する各第２のパターンから得られる各第２の解像
   度評価値がいずれも所定の第２の範囲内となるように前
   記レンズを前記平面内で移動する第３ステップとを実行
   することを特徴とするレンズ偏芯調整方法。
2. 【請求項２】 前記偏芯確認チャートを用意するにあた
   り、前記ペアそれぞれの近傍に、所定の基準濃度を有す
   るパッチが配置された偏芯確認パッチを用意し、 前記第２ステップおよび前記第３ステップの実行に先立
   って、前記ペアそれぞれの近傍の各パッチの明るさを測
   定する第４ステップを実行し、 前記第２ステップおよび前記第３ステップは、前記第４
   ステップで測定された各ペアの近傍のパッチの明るさに
   基づいて補正された、それぞれ、各第１の解像度評価値
   および各第２の解像度評価値を求めるものであることを
   特徴とする請求項１記載のレンズ偏芯調整方法。