CN109031854A - 带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置。由于使用了激光自动准直仪而不必在产品上设置镜面,且由于使用了旋转台使测定方向的变更不需要耗费时间,能够廉价地评价其旋转抖动修正特性。该抖动修正特性评价装置通过控制IC的控制,以摄像头的光轴L为旋转轴使收纳体作为矫正体旋转,利用摄像头拍摄多个映现发光点的图像。能够根据连结各个图像中的发光点的直线的各倾斜度的变化来了解绕摄像头的光轴L的图像抖动。因此,能够基于多个图像中的直线的各倾斜度,了解修正绕摄像头的光轴L的被拍摄体像的图像抖动时的旋转致动器的驱动特性,根据该驱动特性,可以利用上位系统评价光学设备的旋转抖动修正特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种抖动修正特性评价装置,其对修正被拍摄体像的图像抖动的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性进行评价,特别涉及如下抖动修正特性评价装置:即,使收纳可动模块的收纳体旋转,来对在可动模块所具备的绕摄像头的光轴产生的被拍摄体像的图像抖动进行修正,针对该抖动修正特性的评价具有特征。
背景技术
目前,作为这种带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,例如有专利文献1中公开的抖动修正摄像头的检查装置。该抖动修正摄像头的检查装置由摄像头侧部分、通信工具侧部分及振动台部分构成。摄像头侧部分由拍摄光学系统、CPU、X、Y轴透镜位置检测电路、X、Y轴驱动电动机电路、及偏航角、俯仰角速度检测电路等构成。构成拍摄光学系统的多个拍摄透镜中的一个作为修正手抖动造成的图像抖动的防振透镜发挥作用。该抖动修正摄像头的检查装置通过振动台对抖动修正摄像头赋予规定的振动,检查抖动修正功能的动作,判断抖动修正功能是否正常。
但是,专利文献1中公开的抖动修正摄像头的检查装置是检查通过防振透镜修正图像抖动的抖动修正摄像头的检查装置。与图1(a)概念性表示外观立体图的带抖动修正功能的光学设备1的检查装置不同。该带抖动修正功能的光学设备1如专利文献2中公开的带抖动修正功能的光学单元那样,构成为将搭载摄像头的可动模块2以摆动自如的方式收纳于收纳体3,收纳体3在其底部的中心以旋转自如的方式被固定体4所支承。针对俯仰(Pitch)方向及偏航(Yaw)方向的图像抖动,如同图(b)、(c)的大致侧面图所示,利用摆动抖动修正机构使可动模块2相对于收纳体3向抵消图像抖动的方向摆动而进行修正。另外,针对翻滚(Roll)方向的图像抖动,如同图(d)、(e)的俯视图所示,利用旋转抖动修正机构使收纳体3相对于固定体4向抵消图像抖动的方向旋转而进行修正。
以往,在这种带抖动修正功能的光学设备1的检查装置中,测定对于使可动模块2摆动的摆动抖动修正机构的驱动信号和基于该驱动信号的可动模块2的摆角的关系,并将其作为俯仰方向及偏航方向的可动部角度特性,判断摆动抖动修正功能是否正常。另外,测定对于使收纳体3旋转的旋转抖动修正机构的驱动信号和基于该驱动信号的收纳体3的旋转摆角的关系,并将其作为翻滚方向的可动部角度特性,判断旋转抖动修正功能是否正常。
这些可动部角度特性的测定通常使用图2(a)的外观立体图所示的检查装置5。在该检查装置5中,俯仰方向及偏航方向的可动部角度特性的测定使用激光自动准直仪6,翻滚方向的可动部角度特性的测定使用激光自动准直仪7。但是,在激光自动准直仪6、7中仅得到大致±2.5deg.的倾斜角及旋转角。因此,当可动模块2的摆动角度范围及收纳体3的旋转角度范围较大时,会超过各激光自动准直仪6、7的可测定范围,从而无法测定光学设备1的各方向的可动部角度特性。因此,将作为被检查体的带抖动修正功能的光学设备1载置于测角仪8,使测角仪8如同图(b)的大致侧面图所示倾斜,从而使光学设备1的产品整体倾斜,同时驱动可动模块2进行测定,由此,能够测定需要的倾斜度、例如约±10deg.的倾斜度下的、俯仰方向及偏航方向的可动部角度特性。另外,将测角仪8载置于旋转台9上,使旋转台9如同图(c)的俯视图所示那样旋转,使光学设备1的产品整体旋转,同时旋转驱动收纳体3进行测定,由此能够测定需要的旋转角度、例如约±10deg.的旋转角度下的、翻滚方向的可动部角度特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开平07-261229号公报
专利文献2:日本特开2015-82072号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
但是,由于上述现有带抖动修正功能的光学设备1的检查装置5在测定翻滚方向的可动部角度特性时利用从激光自动准直仪7射出的激光的反射光,所以需要在被检查体的表面设置反射率90%以上的镜面。因此,需要对产品本身进行加工以在产品的表面形成镜面,或者将镜面作为测定用元器件搭载于产品上进行测定。
另外,在测定翻滚方向的可动部角度特性时,除使用激光自动准直仪7之外还需要使用旋转台9使产品整体旋转进行测定,所以使得检查装置5价格较高。进而,需要使可动部角度特性的测定方向和旋转台9的旋转方向连动,所以并非简单地进行测定方向的变更。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明是为了解决这样的课题而开发的,提供一种抖动修正特性评价装置,对带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性进行评价,具备:收纳体,所述收纳体收纳具备拍摄被拍摄体的摄像头的可动模块;旋转支承机构,所述旋转支承机构相对于固定体支承收纳体,使所述收纳体绕摄像头的光轴旋转自如;以及旋转抖动修正机构,所述旋转抖动修正机构使矫正体以摄像头的光轴为旋转轴进行旋转,修正绕摄像头的光轴产生的图像抖动,所述矫正体能够矫正由摄像头拍摄到的被拍摄体像绕摄像头的光轴产生的图像抖动,所述抖动修正特性评价装置的特征在于,具备:控制单元,所述控制单元通过旋转抖动修正机构使矫正体以摄像头的光轴作为旋转轴旋转,通过摄像头拍摄多个被固定的试样体的图像;以及评价单元,所述评价单元基于通过控制单元的控制所拍摄的各图像中的试样体像的各倾斜度,评价对于摄像头的光轴周围的光学设备的旋转抖动修正特性。
根据本结构,通过控制单元的控制,利用旋转抖动修正机构使矫正体以摄像头的光轴为旋转轴旋转,利用摄像头拍摄多个固定的试样体的图像,由此获得试样体的多个图像。根据这些各图像中的试样体像的各倾斜度的变化,能够了解绕摄像头的光轴的图像抖动。因此,基于多个图像中的试样体像的各倾斜度,能够了解对绕摄像头的光轴的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的旋转抖动修正机构的驱动特性,进而,根据旋转抖动修正机构的该驱动特性,可以通过评价单元评价带抖动修正功能的光学设备的旋转抖动修正特性。
因此,可以使用搭载于带抖动修正功能的光学设备的产品上的摄像头或旋转抖动修正机构之类的构成要素来评价其旋转抖动修正特性,不需要使用采用了激光自动准直仪或旋转台的以往昂贵的检查装置。因此,在测定翻滚方向的可动部角度特性时,不必为了使用激光自动准直仪而对产品本身进行加工在产品的表面形成镜面、或者将镜面作为测定用元器件搭载于产品上进行测定,就能够评价带抖动修正功能的光学设备的旋转抖动修正特性。另外,也不需要为了使用旋转台而需要的、使带抖动修正功能的光学设备的可动部角度特性的测定方向和旋转台的旋转方向连动的处置,可简单地进行测定方向的变更。
另外,本发明的特征在于,评价单元基于试样体像的各倾斜度,计算矫正体通过旋转抖动修正机构进行旋转的旋转摆角,根据算出的旋转摆角将旋转抖动修正机构的驱动特性作为旋转抖动修正特性进行评价。
根据本结构,通过由评价单元基于试样体像的各倾斜度计算矫正体通过旋转抖动修正机构进行旋转而抖动的旋转摆角,能够测定对于旋转抖动修正机构的驱动信号和基于该驱动信号的矫正体的旋转摆角的关系并将其作为可动部角度特性。而且,基于该可动部角度特性,能够判断所测定的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,本发明的特征在于,控制单元将矫正体在矫正体的可动旋转范围往复运动的驱动信号赋予旋转抖动修正机构,驱动控制旋转抖动修正机构,评价单元基于使矫正体在可动旋转范围往复运动并由摄像头拍摄的试样体的多个图像所获得的旋转摆角和驱动信号的关系,评价旋转抖动修正机构的驱动特性。
根据本结构,通过控制单元对旋转抖动修正机构的控制,使矫正体在其可动旋转范围往复运动,由此,利用评价单元来掌握矫正体的旋转摆角相对于驱动信号的变化并将其作为滞后特性。因此,评价单元能够基于该滞后特性来判断光学设备的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,本发明的特征在于,控制单元将赋予旋转抖动修正机构的驱动信号的大小限制在矫正体的旋转不会干涉其它元器件的可动旋转范围内。
根据本结构,由于矫正体的旋转被控制单元限制在不会干涉其它元器件的可动旋转范围内,所以能够防止矫正体和其周围的其它元器件的碰撞引起的故障。另外,由于矫正体的旋转被限制在一定的可动旋转范围内,所以可以防止在必要的旋转摆角以上的较宽范围内进行无用的测定,能够缩短旋转抖动修正特性的测定时间。
另外,本发明的特征在于,评价单元计算使矫正体旋转到第一旋转摆角所需要的第一驱动信号的每单位旋转摆角的信号量和使矫正体旋转到第二旋转摆角所需要的第二驱动信号的每单位旋转摆角的信号量之比,并基于所算出的比值评价旋转抖动修正机构的驱动特性。
根据本结构,通过评价单元算出使矫正体旋转到第一旋转摆角的第一驱动信号的每单位旋转摆角的信号量和使矫正体旋转到第二旋转摆角的第二驱动信号的每单位旋转摆角的信号量之比,从而能够对使矫正体旋转单位旋转摆角所需的驱动信号的信号量、即矫正体的动作灵敏度评价其线性。评价单元基于矫正体的动作灵敏度的线性、即基于在使矫正体旋转第二旋转摆角的可动旋转范围中将矫正体的动作灵敏度是否被保持恒定,能够判断光学设备的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,本发明的特征在于,试样体由大小不同的两个发光点或点光源或一根亮线构成。
根据本结构,通过将大小不同的两个发光点或点光源或一条亮线作为试样体进行拍摄,能够根据连结两个发光点或点光源之间的直线或一条亮线容易地掌握试样体像的倾斜度。此时,因为两个各发光点或点光源的大小不同,所以能够将各发光点或点光源明确地区别进行识别,能够无错误地、可靠地检测连结各发光点或点光源之间而得到的直线的倾斜度的变化。
另外,本发明的特征在于,试样体在与摄像头的光轴一致的位置具有一个发光点或点光源,旋转支承机构将摄像头的光轴在摄像头的成像侧与固定体相交的部位作为支点以旋转自如的方式支承收纳体,评价单元基于通过控制单元的控制以摄像头的光轴为旋转轴使收纳体旋转而拍摄的试样体的多个各图像中的一个发光点或点光源描绘的轨迹,评价穿过支点的摄像头的光轴的被拍摄体侧的抖动。
根据本结构,通过旋转抖动修正机构以摄像头的光轴作为旋转轴使收纳体旋转,利用摄像头对处于与摄像头的光轴一致的位置的一个发光点或点光源多次拍摄,识别发光点图像或点光源图像描绘的轨迹,由此判明穿过支点的摄像头的光轴在被拍摄体侧的抖动。该抖动是因为收纳体的头部以支点为基点画圆,从而摄像头的光轴的被拍摄体侧端部以来回擦动的方式摆头。根据该抖动评价摄像头的光轴的轴抖动,能够判断光学设备的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,本发明的特征在于,旋转支承机构以摄像头的光轴在摄像头的成像侧与固定体相交的部位为支点以旋转自如的方式支承收纳体,评价单元基于通过控制单元的控制以摄像头的光轴为旋转轴使收纳体旋转而拍摄的试样体的多个各图像中的连结两个发光点或点光源的直线的交点、或一条亮线的交点、或位于与摄像头的光轴一致的位置的直线或一条亮线上的一点描绘的轨迹,评价穿过支点的摄像头的光轴的被拍摄体侧中的抖动。
根据本结构,通过识别试样体的多个各图像上的连结两个发光点或点光源的直线的交点、或一条亮线的交点、或位于与摄像头的光轴一致的位置的直线或一条亮线上的一点描绘的轨迹,判明穿过支点的摄像头的光轴的被拍摄体侧中的抖动。因此,也能够根据该抖动评价摄像头的光轴的轴抖动,判断光学设备的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,本发明的特征在于,光学设备具备:摆动支承机构,其以相对于收纳体摆动自如的方式支承可动模块;摆动抖动修正机构,其使可动模块相对于收纳体动作,对通过摄像头拍摄的被拍摄体像在与摄像头的光轴正交的方向周围产生的图像抖动进行修正,控制单元通过摄像头拍摄所固定的试样体的图像,同时通过摆动抖动修正机构使可动模块相对于收纳体动作,拍摄多个试样体的图像,评价单元基于利用通过控制单元的控制而拍摄的多个图像描绘的试样体像的轨迹,评价针对在与摄像头的光轴正交的方向的周围产生的图像抖动的光学设备的抖动修正特性。
根据本结构,利用控制单元的控制,通过摄像头拍摄被固定的试样体的图像,同时通过摆动抖动修正机构使可动模块移动,从而获得多个试样体的图像。从这些多个试样体的图像能够获得试样体像的轨迹。该试样体像的轨迹根据可动模块的移动来描绘。因此,基于该试样体像的轨迹,能够了解对在与摄像头的光轴正交的方向的周围产生的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的可动模块的移动的特性,进而,能够根据可动模块的该移动特性,利用评价单元来评价带抖动修正功能的光学设备的摆动抖动修正特性。
因此,能够在了解对摄像头的光轴周围的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的旋转抖动修正机构的驱动特性的同时,了解对在与摄像头的光轴正交的方向的周围产生的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的摆动抖动修正机构的驱动特性。因此,根据这些驱动特性,能够在评价带抖动修正功能的光学设备的翻滚方向的旋转抖动修正特性的基础上,利用评价单元评价俯仰方向及偏航方向的摆动抖动修正特性。
发明效果
根据本发明的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,在测定光学设备的翻滚方向的可动部角度特性时,不需要使用现有的昂贵的检查装置,不必为了使用激光自动准直仪而在产品上设置镜面,并且不必为了使用旋转台而在测定方向的变更上花费时间和劳力,能够廉价地评价带抖动修正功能的光学设备的旋转抖动修正特性。
附图说明
图1(a)是以往成为带抖动修正功能的光学设备的检查装置的检查对象的抖动修正光学设备的外观立体图,(b)、(c)是概念性说明(a)所示的抖动修正光学设备的俯仰方向及偏航方向的抖动修正的图,(d)、(e)是概念性说明(a)所示的抖动修正光学设备的翻滚方向的抖动修正的图。
图2(a)是表示以往带抖动修正功能的光学设备的检查装置的概略结构的立体图,(b)是(a)所示的检查装置使用的测角仪的动作说明图,(c)是于(a)所示的检查装置使用的旋转台的动作说明图。
图3(a)是本发明的一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置的系统结构图,(b)是(a)所示的光学设备的概略结构图。
图4是一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置的电路框图。
图5(a)是一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置的外观立体图,(b)是同检查装置的正面罩被打开的状态的外观立体图,(c)是说明设于同检查装置的顶板的孔的图。
图6(a)是通过一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置来评价光学设备的俯仰方向及偏航方向的抖动修正特性时的拍摄的图像的图,(b)是表示通过(a)所示的拍摄获得的多个图像的图。
图7(a)是表示从图6(b)所示的多个图像获得的各发光点的位置的图表,(b)是表示基于发光点运动的轨迹算出可动模块相对于各输入电压的摆角的结果的图表。
图8是说明图7(b)所示的摆角的计算原理的图。
图9是表示在一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置中,可动模块在其可动范围往返时的、可动模块的驱动信号和摆角的关系的图表。
图10(a)是表示通过一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置评价光学设备的翻滚方向的抖动修正特性时的拍摄的图像的图,(b)是表示通过(a)所示的拍摄而获得的图像的图。
图11是表示在一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置中,收纳体在其可动旋转范围往返时的、收纳体的驱动信号和旋转摆角的关系的图表。
图12(a)是表示一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置进行的摆动致动器及旋转致动器的检查处理步骤的整体流程图,(b)是(a)所示的偏航测定、俯仰测定以及翻滚测定的流程图。
图13(a)是表示通过一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置评价光学设备具备的摄像头的光轴的轴抖动时的拍摄的图像的图,(b)是通过(a)所示的拍摄而获得的图像的图。
图14(a)是表示在一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备的检查装置中,从连结两个发光点之间的直线的交点来评价光学设备具备的摄像头的光轴的轴抖动时所拍摄的图像的图,(b)是表示从连结两个发光点之间的直线上的一点来评价光学设备具备的摄像头的光轴的轴抖动时所拍摄的图像的图。
具体实施方式
接着,对用于实施本发明的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置的方式进行说明。
图3(a)是构成本发明的一个实施方式的带抖动修正功能的光学设备11的抖动修正特性评价装置的检查装置10的系统结构图,图4是电路框图。在本说明书中,XYZ三轴为相互正交的方向,用+X表示X轴方向的一侧,用-X表示另一侧,用+Y表示Y轴方向的一侧,用-Y表示另一侧,用+Z表示Z轴方向的一侧,用-Z表示另一侧。Z轴方向是在带抖动修正功能的光学设备11的可动模块13未摆动的状态下,沿着搭载于可动模块13上的摄像头13a的光轴L的方向。另外,+Z方向是光轴L方向的图像侧,-Z方向是光轴L方向的物体侧(被拍摄体侧)。
检查装置10的检查对象是带抖动修正功能的光学设备11,检查装置10进行的检查使用被设为检查对象的光学设备11的产品本身来进行,评价光学设备11的抖动修正特性。
光学设备11是带摄像头的手机或进行航拍等的无人机等电子设备所使用的薄型摄像头,以支承于电子设备的设备本体的状态搭载于电子设备。如图3(b)概念性的所示,光学设备11构成为可动模块13以摆动自如的方式收纳在收纳体12内,且以相对于固定体14支承收纳体12,使收纳体12绕摄像头的光轴L旋转自如。可动模块13由拍摄被拍摄体的摄像头13a、角速度传感器13b及摆动致动器13c等构成。摄像头13a构成为在可动模块13的正面具备透镜15,以可动模块13不摆动的状态从-Z方向向透镜15射入被拍摄体光。在内置于摄像头13a的未图示的拍摄元件上,通过透镜15使被拍摄体像成像。该被拍摄体像通过内置于摄像头13a的未图示的拍摄用电路模块被转换成视频信号。
摄像头13a通过构成摆动支承机构的未图示的万向节机构,以相对于收纳体12在X轴方向及Y轴方向摆动自如的方式被支承。将收纳体12绕X轴的旋转设为俯仰(纵向摇动),绕Y轴的旋转设为偏航(横向摇动),被设于可动模块13的角速度传感器13b进行检测。
在可动模块13和收纳体12之间,设有对由摄像头13a拍摄的被拍摄体像的俯仰方向及偏航方向的图像抖动进行修正的摆动抖动修正机构作为摆动致动器13c。该摆动致动器13c由设于收纳体12的未图示的磁铁和设于可动模块13的未图示的线圈构成,在可动模块13和收纳体12之间产生使可动模块13相对于收纳体12在X轴方向及Y轴方向摆动并产生相对位移的磁驱动力。
收纳体12在其底部中央设有凸部12a,凸部12a被设于固定体14的滚珠轴承16将其周围包围。这些凸部12a及滚珠轴承16构成为相对于固定体14支承收纳体12的旋转支承机构,使收纳体12绕摄像头的光轴L旋转自如。收纳体12绕Z轴、即绕摄像头的光轴L的旋转作为翻滚(rolling,旋转摇动),被设于收纳体12的角速度传感器12b进行检测。或者,角速度传感器13b除作为绕X轴的旋转的俯仰(pitching,纵向摇动)、作为绕Y轴的旋转的偏航(yawing,横向摇动)之外,还检测作为绕光轴L的旋转的翻滚(旋转摇动)。
在收纳体12和固定体14之间,作为旋转致动器12c设有对由摄像头13a拍摄的被拍摄体像的翻滚方向的图像抖动进行修正的旋转抖动修正机构。该旋转致动器12c由设于收纳体12的未图示的磁铁和设于固定体14的未图示的线圈构成,在收纳体12和固定体14之间产生使收纳体12相对于固定体14绕Z轴产生旋转位移的磁驱动力。在本实施方式中,收纳体12构成能够矫正绕被拍摄体像的光轴L产生的图像抖动的矫正体。
用于向可动模块13或收纳体12等进行供电或信号收发的柔性布线基板17被拉出到光学设备11,在柔性布线基板17的端部设有被加强板18加强的未图示的连接器。视频处理基板19及控制基板20通过该连接器与柔性布线基板17连接,经由柔性布线基板17在其与可动模块13或收纳体12等之间进行信号的收发等。在视频处理基板19上搭载有视频处理IC(Integrated Circuit:集成电路)19a,在控制基板20上搭载有控制IC20a。
搭载于视频处理基板19的视频处理IC19a获取由摄像头13a拍摄的视频信号,并进行规定的视频处理。该视频处理基板19通过USB(Universal Serial Bus:通用串行总线)通信,与由PC(Personal Computer:个人电脑)构成的上位系统21以UVC(USB Video Class:USB视频捕获协议标准)规格连接,且由上位系统21控制,另外,在其与上位系统21之间收发视频信号。
控制基板20从视频处理基板19接收DC3.3V的供电而进行动作,且从角速度传感器13b接收可动模块13的角速度信号。另外,从角速度传感器12b接收收纳体12的角速度信号。搭载于控制基板20的控制IC20a根据从角速度传感器13b接收到的角速度信号来检测收纳体12的俯仰及偏航,将抵消该俯仰及偏航的PWM(Pulse Width Modulation:脉冲宽度调制)驱动信号输出到摆动致动器13c。摆动致动器13c由该PWM驱动信号驱动控制,使可动模块13沿着将拍摄元件上所成像的俯仰方向及偏航方向的图像抖动抵消的方向摆动。另外,根据从角速度传感器12b接收到的角速度信号检测收纳体12的翻滚,将抵消该翻滚的PWM驱动信号输出到旋转致动器12c。旋转致动器12c由该PWM驱动信号驱动控制,使收纳体12以摄像头13a的光轴L为中心沿着使在拍摄元件上所成像的翻滚方向的图像抖动抵消的方向旋转。
控制基板20通过I2C(Inter-Integrated Circuit:内置集成电路)通信,经由USB-I2C转换器22与上位系统21连接,且由上位系统21控制,另外,在其与上位系统21之间收发数据。
图5表示检查装置10的设备结构,同图(a)表示检查装置10的框体10a的正面罩10b关闭的状态,同图(b)表示操作电源开关25及升降开关26而打开正面罩10b的状态。光学设备11以及视频处理基板19及控制基板20配置于框体10a的底面。此时,光学设备11安装成使摄像头13a的拍摄方向朝向框体10a的顶板。在框体10a的底面还配置USB-I2C转换器22及USB集线器27。视频处理基板19及控制基板20通过夹装有该USB集线器27的USB电缆与上位系统21的PC连接。
在框体10a的顶板上,在一直线上并列开设有同图(c)所示的三个孔29a、29b、29c。通过LED装置28从这些孔29a、29b、29c朝向光学设备11照射点状的光。中央的孔29a位于与配置于框体10a的底面的光学设备11具备的摄像头13a的光轴L一致的位置。另外,孔29a、29b和孔29c的直径不同,孔29c具有比孔29a、29b大的直径。中央的孔29a在对俯仰方向及偏航方向的抖动修正特性、以及摄像头13a的光轴L的后述的轴抖动进行评价时使用。此时,两端的孔29b、29c由未图示的快门覆盖,点状的光形成一个发光点利用LED装置28从中央的孔29a朝向光学设备11照射。另外,大小不同的两端的孔29b、29c在评价翻滚方向的抖动修正特性时使用。此时,中央的孔29a由未图示的快门覆盖,利用LED装置28从两端的孔29b、29c朝向光学设备11照射出大小不同的点状的光作为两个发光点。
该检查装置10进行的检查在正面罩10b被关闭、且光学设备11被配置于暗处的状态下来实施。框体10a及正面罩10b由黑色的防带电丙烯酸树脂形成,以使光不进入框体内。
检查装置10进行的光学设备11的检查通过将由LED装置28照射的一个发光点或两个发光点作为固定的试样体,并利用摄像头13a进行拍摄来进行。即,在通过构成控制单元的控制IC20a的控制,进行俯仰方向及偏航方向的抖动修正特性的评价时,利用摄像头13a拍摄由孔29a形成的固定的一个发光点的图像,同时驱动摆动致动器13c使可动模块13移动,对一个发光点的拍摄多个图像。另外,在进行翻滚方向的抖动修正特性的评价时,使收纳体12以摄像头13a的光轴L为旋转轴旋转,利用摄像头13a拍摄多个由孔29b、29c形成的固定的两个发光点的图像。控制IC20a进行的这些控制通过从上位系统21设定控制IC20a的寄存器值来进行。该寄存器值决定赋予摆动致动器13c或旋转致动器12c的PWM驱动信号的占空比。
图6(a)是表示俯仰方向及偏航方向的抖动修正特性的评价时的光学设备11进行的拍摄的图像的图。可动模块13利用摄像头13a拍摄由LED装置28生成的作为发光点32被映现于黑底的图像31上的试样体,同时通过摆动致动器13c如箭头那样摆动。通过该拍摄,如同图(b)所示,得到拍摄了发光点32的多个图像31。可动模块13的摆动在Y轴方向及X轴方向上分别以约±10deg.的摆角来进行。
图7(a)是使上述拍摄进行如下变动而获得的各发光点32的位置的图表,即,改变PWM驱动信号的占空比使赋予摆动致动器13c的输入电压变化,该输入电压每变化恒定电压,则使可动模块13在Y轴方向上摆动,同时拍摄图像31。同图表的横轴表示X轴方向的位置,纵轴表示Y轴方向的位置。另外,同图(b)是表示根据发光点32移动的轨迹计算可动模块13相对于各输入电压的摆角的结果的图表。同图表的横轴表示赋予摆动致动器13c的输入电压,纵轴表示可动模块13的摆角。另外,涂黑的菱形的图标33表示Y轴方向的摆角,中空的正方形的图标34表示不想要的(未赋予驱动信号的)X轴方向的摆角。
图8是说明该摆角的计算原理的图。设透镜15的焦点距离为f[mm]、摄像头13a的拍摄元件35的像素间距为d[mm]、每1像素对应的单位摆角为θ[deg.]时,θ由同图所示的式(1)来表示。因此,可动模块13的摆角通过如下步骤来计算,即,将根据构成摄像头13a的拍摄元件35的像素间距d、及构成摄像头13a的光学系统即透镜15的焦点距离f求出的每1像素对应的单位摆角θ乘以发光点32在拍摄元件35上移动的像素数(=θ×移动像素数)。
这些运算由上位系统21进行。上位系统21构成基于由通过控制IC20a的控制而拍摄到的多个图像31所描绘的发光点32的轨迹来评价可动模块13的抖动修正特性的评价单元。在本实施方式中,上位系统21基于发光点32的轨迹计算可动模块13通过摆动致动器13c进行摆动的摆角,根据算出的摆角评价摆动致动器13c的驱动特性,并将其作为抖动修正特性。
图9是表示使可动模块13在可动模块13的Y轴方向上的可动范围内往返的PWM驱动信号赋予摆动致动器13c,控制IC20a驱动控制摆动致动器13c时的PWM驱动信号和可动模块13的摆角的关系的图表。同图表的横轴是PWM驱动信号的占空(PWM Duty)设定值[%],纵轴是可动模块13的摆角[deg.]。另外,特性线41表示可动模块13的Y轴方向的摆角特性,特性线42表示X轴方向的摆角特性。另外,特性线41所包围的点划线41a表示特性线41的平均值。
PWM驱动信号例如从0向正侧增加,在摆角达到可动范围的最大端时向负侧减少,在摆角达到可动范围的最小端时向正侧反转,赋予摆动致动器13c,由此,使可动模块13在可动范围内往返。各特性线41、42表示滞后特性。
上位系统21基于从同图表所示的可动模块13在Y轴方向上的可动范围内往返而拍摄的发光点32的多个图像31获得的摆角和驱动信号的关系,评价摆动致动器13c的俯仰驱动特性。另外,基于从可动模块13在X轴方向上的可动范围内往返而拍摄的发光点32的多个图像31获得的摆角和驱动信号的关系,与俯仰驱动特性同样地评价摆动致动器13c的偏航驱动特性。
在测定摆动致动器13c的驱动特性时,使可动模块13摆动的可动范围被限制在通过控制IC20a控制对摆动致动器13c所赋予的PWM驱动信号的大小,使可动模块13在Y轴方向及X轴方向上的摆动不与其它元器件干涉的可动范围内。作为光学设备11的产品的可动范围的动作保证范围被设定为±6deg.,但为保证设计时的可动范围的动作,占空设定值被设定为图表所示的值A的摆角。
摆动致动器13c的驱动特性的评价通过测定并检查以下第一~第九项目来进行。第一项目是占空设定值的值A的摆角,第二项目是根据摆角为1deg.时的占空设定值的值B求出的可动模块13的动作灵敏度,第三项目是根据摆角为3deg.时的占空设定值的值C求出的可动模块13的动作灵敏度,第四项目是根据摆角为6deg.时的占空设定值的值D求出的可动模块13的动作灵敏度,第五项目是摆角为1deg.和6deg.的各动作灵敏度之比,第六项目是摆角为指定的4deg.时的占空设定值的值E,第七项目是摆角为指定的7deg.时的占空设定值的值F,第八项目是使驱动信号往返而在返回时的原点的偏离宽度(滞后)G,第九项目是未赋予驱动信号的X轴方向上的摆角的最大值和最小值之间的宽度(串扰)H。
此外,这里对图表中的正侧的值进行说明,但对负侧的值也同样地测定并评价。
上位系统21基于第一项目的占空设定值A的摆角,评价检查对象的光学设备11上的摆动致动器13c是否满足设计时的可动范围的动作保证条件。
另外,可动模块13的动作灵敏度可通过计算使可动模块13摆动单位摆角所需的PWM驱动信号的信号量而求出。上位系统21通过对于可动模块13的摆角为1deg.、3deg.及6deg.时的占空设定值B、C及D的各驱动信号,分别计算每单位摆角对应的信号量从而求出各摆角下可动模块13的第二、第三及第四项目的动作灵敏度。而且,从求出的各动作灵敏度是否满足规定的动作灵敏度要件的观点出发,评价摆动致动器13c的驱动特性。
另外,上位系统21基于第五项目的摆角为1deg.和6deg.时的各动作灵敏度之比,从动作灵敏度的线性的观点出发,评价摆动致动器13c的驱动特性。另外,关于第六及第七项目的摆角为指定的4deg.及7deg.时的占空设定值E及F,上位系统21将其用作使用了摆动致动器13c的实际的抖动修正的参数。
另外,上位系统21从第八项目的原点上的偏离宽度(滞后)G是否纳入规定的值的观点出发,评价摆动致动器13c的驱动特性。另外,上位系统21在将可动模块13在Y轴方向上的可动范围内进行往返的驱动信号赋予摆动致动器13c时,基于第九项目的摆角的最大值和最小值之间的宽度(串扰)H,判断在未赋予与Y轴方向正交的驱动信号的X轴方向上摆动而产生的、可动模块13在X轴方向上的摆角,评价摆动致动器13c的驱动特性。
图10(a)是表示评价翻滚方向的抖动修正特性时的光学设备11拍摄的图像的图。收纳体12以摄像头13a的光轴L为旋转轴,如箭头那样旋转,摄像头13a将在黑底的图像36上作为发光点37、38映现的试样体的图像拍摄多个。通过该拍摄,如同图(b)所示,在图像36中,拍摄有多个不同大小的发光点37、38的组合。收纳体12的旋转以摄像头13a的光轴L为中心,以约±10deg.的旋转摆角来进行。
构成评价单元的上位系统21基于通过控制IC20a的控制所拍摄的各图像36的试样体像的各倾斜度,评价有关光学设备11绕摄像头13a的光轴L旋转的旋转抖动修正特性。在本实施方式中,上位系统21基于试样体像的各倾斜度计算收纳体12旋转的旋转摆角,并根据算出的旋转摆角评价旋转致动器12c的驱动特性,并将其作为旋转抖动修正特性。试样体像的各倾斜度从连结大小不同的两个发光点37、38之间的直线39来计算。收纳体12旋转的旋转摆角根据通过本次的拍摄而获得的图像36中直线39的倾斜度和通过上次的拍摄而获得的图像36中直线39的倾斜度之差来计算。
图11是表示将收纳体12在以摄像头13a的光轴L为旋转轴的收纳体12的可动旋转范围内进行往返的PWM驱动信号赋予旋转致动器12c,控制IC20a驱动控制旋转致动器12c时的PWM驱动信号和收纳体12的旋转摆角的关系的图表。同图表的横轴是PWM驱动信号的占空(PWM Duty)设定值[%],纵轴是收纳体12的旋转摆角[deg.]。另外,特性线43表示收纳体12的旋转摆角特性,被特性线43所包围的点划线43a表示特性线43的平均值。
PWM驱动信号例如从0向正侧增加,在旋转摆角达到可动旋转范围的最大端时向负侧减少,在旋转摆角达到可动旋转范围的最小端时向正侧反转,赋予摆动致动器12c,由此,收纳体12在可动旋转范围内往返。特性线43表示滞后特性。
上位系统21基于从同图表所示的连结收纳体12在可动旋转范围内往返,由摄像头13a拍摄的发光点37、38之间的直线39获得的旋转摆角和驱动信号的关系,评价旋转致动器12c的翻滚驱动特性。
在测定旋转致动器12c的翻滚驱动特性时,使收纳体12旋转的可动旋转范围被限制在赋予旋转致动器12c的PWM驱动信号的大小由控制IC20a所控制的收纳体12绕光轴L的旋转不与其它元器件干涉的可动旋转范围内。作为翻滚方向上的光学设备11的产品的可动旋转范围的动作保证范围,与俯仰方向及偏航方向同样地设定为大致±6deg.,为保证设计时的可动旋转范围的动作,占空设定值被设定为图表所示的值A的旋转摆角。
旋转致动器12c的翻滚驱动特性的评价通过测定并检查以下的第一~第八项目来进行。第一项目是占空设定值的值A的旋转摆角,第二项目是根据旋转摆角为1deg.时的占空设定值的值B求出的收纳体12的动作灵敏度,第三项目是根据旋转摆角为3deg.时的占空设定值的值C求出的收纳体12的动作灵敏度,第四项目是根据旋转摆角为6deg.时的占空设定值的值D求出的收纳体12的动作灵敏度,第五项目是旋转摆角为1deg.和6deg.时的各动作灵敏度之比,第六项目是旋转摆角为指定的4deg.时的占空设定值的值E,第七项目是旋转摆角为指定的7deg.时的占空设定值的值F,第八项目是使驱动信号往返而在返回时的原点的偏离宽度(滞后)G。
此外,这里对图表中的正侧的值进行说明,但关于负侧的值,也同样地测定并评价。
上位系统21基于第一项目的占空设定值A的旋转摆角,评价检查对象的光学设备11上的旋转致动器12c是否满足设计时的可动旋转范围的动作保证条件。
另外,收纳体12的动作灵敏度可以通过计算使收纳体12摆动单位旋转摆角所需的PWM驱动信号的信号量而求出。上位系统21通过对于收纳体12的旋转摆角为1deg.、3deg.及6deg.时的占空设定值B、C及D的各驱动信号分别计算每单位旋转摆角的信号量,从而求出各旋转摆角下的收纳体12的第二、第三及第四项目的动作灵敏度。而且,从求出的各动作灵敏度是否满足规定的动作灵敏度条件的观点出发,评价旋转致动器12c的驱动特性。
另外,上位系统21基于第五项目的旋转摆角为1deg.和6deg.时的各动作灵敏度之比,从动作灵敏度的线性的观点出发,评价旋转致动器12c的驱动特性。另外,关于第六及第七项目的旋转摆角为指定的4deg.及7deg.时的占空设定值E及F,上位系统21将其用作使用了旋转致动器12c的实际的抖动修正的参数。另外,上位系统21从第八项目的、原点的偏离宽度(滞后)G是否纳入规定的值的观点出发,评价旋转致动器12c的驱动特性。
图12(a)是表示检查装置10进行的摆动致动器13c及旋转致动器12c的检查处理步骤的整体流程图。
首先,通过操作检查装置10的未图示的开关,构成检查装置10的各装置的电源被导通(参照步骤(以下记载为S)1)。接着,利用升降开关26将正面罩10b向上方打开,将成为检查对象的光学设备11作为工件安装于框体10a(参照S2)。接着,通过操作USB集线器27的独立开关,向LED装置28、USB-I2C转换器22、视频处理基板19进行USB供电(参照S3),在上位系统21的PC上显示发光点的视频(参照S4)。接着,可动模块13向X轴方向摆动,进行绕Y轴的偏航的测定(参照S5),接着可动模块13向Y轴方向摆动,进行绕X轴的俯仰的测定(参照S6)。接着,收纳体12绕摄像头13a的光轴L(Z轴)旋转,进行翻滚的测定(参照S7)。之后,向视频处理基板19的供电被断开(参照S8),将工件从框体10a拆下(参照S9),完成1产品的检查。
同图(b)是在S5进行的偏航测定的流程图。此外,在S6进行的俯仰测定也与偏航测定同样地进行。
在进行偏航测定时,首先,由上位系统21通过I2C通信对控制IC20a的摆动致动器13c驱动用寄存器进行参数设定(参照S11)。接着,决定控制IC20a向摆动致动器13c输出的PWM驱动信号的占空比的值,通过上位系统21被设定于控制IC20a的摆动致动器13c驱动用寄存器(参照S12)。接着,如图6(a)所示,摆动致动器13c以相当于设定于寄存器的占空比的摆角被驱动,如图6(b)所示,摄像头13a所拍摄的图像31被获取至上位系统21(参照S13)。之后,在上位系统21中,如图7(a)所示,检测图像31上的发光点32的位置(参照S14)。接着,如图7(b)所示,通过上位系统21,根据发光点32的位置换算可动模块13相对于输入电压的摆角(参照S15)。
之后,判断有关所拍摄的图像31的所有发光点32的、相对于输入电压的摆角的测定是否结束(参照S16)。在测定未结束的情况下,S16的判断为否,处理返回S12,重复S12~S15的处理。当有关所有发光点32的、相对于输入电压的摆角的测定结束时,S16的判断为是,接着,通过上位系统21进行针对与偏航方向的抖动修正特性相关的上述第一~第九各检查项目的计算(参照S17)。接着,如上所述判定针对各检查项目的摆动致动器13c的驱动特性的评价(参照S18),偏航测定结束。
在同图(a)的S7中进行的翻滚测定也按照同图(b)所示的流程图来实施。
即,在进行翻滚测定时,首先,由上位系统21通过I2C通信对控制IC20a的旋转致动器12c驱动用寄存器进行参数设定(参照S11)。接着,决定控制IC20a向旋转致动器12c输出的PWM驱动信号的占空比的值通过上位系统21被设定于控制IC20a的旋转致动器12c驱动用寄存器(参照S12)。接着,如图10(a)所示,驱动旋转致动器12c以相当于设定于寄存器的占空比的旋转摆角被驱动,如图10(b)所示,摄像头13a所拍摄的图像36被获取至上位系统21(参照S13)。之后,在上位系统21中,检测图像36上的各发光点37、38的位置,计算连结各发光点37、38之间的直线39的倾斜度(参照S14)。接着,通过上位系统21,根据各直线39的倾斜度的差换算收纳体12相对于输入电压的旋转摆角(参照S15)。
之后,判断针对拍摄到的图像36的所有直线39的相对于输入电压的旋转摆角的测定是否结束(参照S16)。在测定未结束的情况下,S16的判断为否,处理返回S12,重复S12~S15的处理。当针对所有直线39的、相对于输入电压的旋转摆角的测定结束时,S16的判断为是,接着,由上位系统21进行针对与翻滚方向的抖动修正特性相关的上述第一~第八各检查项目的计算(参照S17)。接着,如上所述判定针对各检查项目的旋转致动器12c的驱动特性的评价(参照S18),翻滚测定结束。
(本方式的主要作用效果)
根据这种本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过控制IC20a的控制,使收纳体12以摄像头13a的光轴L为旋转轴旋转,通过摄像头13a拍摄多个作为发光点37、38被固定的试样体映现的图像36。根据这些各图像36上的发光点37、38的各倾斜度的变化,能够了解绕摄像头13a的光轴L产生的图像抖动。因此,基于多个图像36上的发光点37、38的各倾斜度,能够了解对绕摄像头13a的光轴L产生的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的旋转致动器12c的驱动特性,进而,根据旋转致动器12c的该驱动特性,可以通过上位系统21来评价光学设备11的旋转抖动修正特性。
因此,能够使用搭载于光学设备11的产品上的摄像头13a或旋转致动器12c之类的构成要素来评价该旋转抖动修正特性,不需要使用采用了激光自动准直仪7或旋转台9的以往昂贵的检查装置5。因此,在测定翻滚方向的可动部角度特性时,不必为了使用激光自动准直仪7而对产品本身进行加工而在产品的表面形成镜面、或者将镜面作为测定用元器件搭载于产品上进行测定,就能够评价光学设备11的旋转抖动修正特性。另外,也不需要为了使用旋转台9而需要的、使光学设备11的可动部角度特性的测定方向和旋转台9的旋转方向连动的处置,仅改写设定于控制IC20a的旋转致动器12c驱动用寄存器的值即可简单地进行测定方向的变更。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,由上位系统21基于连结发光点37、38之间的直线39的各倾斜度计算收纳体12通过旋转致动器12c进行旋转而抖动的旋转摆角,由此,能够测定对旋转致动器12c的驱动信号和基于该驱动信号的收纳体12的旋转摆角的关系,并将其作为可动部角度特性。而且,基于该可动部角度特性,能够判断所测定的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过控制IC20a对旋转致动器12c的控制,收纳体12在其可动旋转范围内往返,由此,收纳体12的旋转摆角相对于驱动信号的变化作为图11的图表中的偏离宽度G由上位系统21所掌握。因此,上位系统21能够基于该偏离宽度G表示的滞后特性来判断光学设备11的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,收纳体12的旋转由控制IC20a限制在不与其它元器件干涉的可动旋转范围内,由此,能够防止收纳体12和其周围的其它元器件的碰撞引起的故障。另外,收纳体12的旋转被限制在恒定的可动旋转范围内,从而可防止在所需的旋转摆角以上的较宽的范围内进行无用的测定,能够缩短旋转抖动修正特性的测定时间。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过上位系统21计算使收纳体12摆动1deg.时的动作灵敏度和使收纳体12摆动6deg.时的动作灵敏度之比,从而能够对收纳体12的动作灵敏度评价其线性。上位系统21能够基于收纳体12的动作灵敏度的线性,即基于在从作为基准角的0deg.到6deg.的可动旋转范围内收纳体12的动作灵敏度是否保持恒定,判断光学设备11的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过将大小不同的两个发光点37、38作为试样体进行拍摄,从而能够容易地根据连结两个发光点37、38之间的直线39掌握试样体像的倾斜度。此时,因为两个各发光点37、38的大小不同,所以可以明确地区分和识别各发光点37、38,能够没有错误地可靠地检测连结各发光点37、38之间而得到的直线39的倾斜度的变化。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过控制IC20a的控制,如图6(a)所示,利用摄像头13a拍摄映现了被固定的发光点32的图像31,同时通过摆动致动器13c使可动模块13移动,由此,如图6(b)所示,获得多个发光点32的图像31。而且,根据这些多个发光点32的图像31,能够获得发光点32的轨迹。该发光点32的轨迹根据可动模块13的移动来描绘。因此,基于该发光点32的轨迹,能够了解对俯仰方向及偏航方向的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的可动模块13的移动的特性,进而,根据可动模块13的该移动特性,可以通过上位系统21评价光学设备11的俯仰方向及偏航方向的抖动修正特性。
因此,能够在了解对绕摄像头13a的光轴L产生的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的旋转致动器12c的驱动特性的同时,了解对在与摄像头12的光轴正交的X方向及Y方向的各周围产生的被拍摄体像的图像抖动进行修正时的摆动致动器13c的驱动特性。因此,根据这些驱动特性,除了光学设备11的翻滚方向的旋转抖动修正特性之外,还能够由上位系统21评价俯仰方向及偏航方向的摆动抖动修正特性。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,能够使用搭载于光学设备11的产品上的摄像头13a或摆动致动器13c之类的构成要素,评价该旋转抖动修正特性,不需要使用采用了激光自动准直仪6或测角仪8的以往的昂贵的检查装置5。因此,不必为了使用激光自动准直仪6,而对产品本身进行加工来在产品的表面形成镜面、或者将镜面作为测定用元器件搭载于产品上后进行测定,就能够评价光学设备11的摆动抖动修正特性。另外,也不需要为了使用测角仪8而使光学设备11的可动部角度特性的测定方向和测角仪8的倾斜方向连动的处置,仅改写设定于控制IC20a的摆动致动器13c驱动用寄存器的值即可简单地进行测定方向的变更。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过由上位系统21基于发光点32的轨迹计算可动模块13通过摆动致动器13c进行摆动而抖动的摆角,从而能够测定对于使可动模块13移动的摆动致动器13c的驱动信号和基于该驱动信号的可动模块13的摆角的关系,并将其作为可动部角度特性。而且,能够基于该可动部角度特性来判断所测定的光学设备11的摆动抖动修正功能是否正常。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过控制IC20a对摆动致动器13c的控制,使可动模块13在Y轴方向及X轴方向的各可动范围内往返,从而可动模块13的摆角相对于驱动信号的变化作为图9的图表中的偏离宽度G被上位系统21所掌握。因此,上位系统21能够基于该偏离宽度G表示的滞后特性来判断光学设备11的抖动修正功能是否正常。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,可动模块13的、与Y轴方向正交的不想要的X轴方向上的摆角相对于驱动信号的滞后特性,作为图9的图表中的串扰H被上位系统21所掌握。因此,上位系统21能够基于该滞后特性,评价与Y轴方向正交的不想要的X轴方向上的可动模块13的摆角、及与X轴方向正交的不想要的Y轴方向上的可动模块13的摆角,判断光学设备11的抖动修正功能是否正常。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过将可动模块13的Y轴方向及X轴方向上的摆动利用控制IC20a限制在不与其它元器件发生干涉的可动范围内,能够防止可动模块13和其周围的其它元器件的碰撞引起的故障。另外,通过将可动模块13的摆动限制在恒定的可动范围内,从而可以防止在必要的旋转摆角以上的较宽范围内进行无用的测定,能够缩短摆动抖动修正特性的测定时间。
另外,根据本实施方式的光学设备11的检查装置10,通过上位系统21计算使可动模块13摆动1deg.时的动作灵敏度和使可动模块13摆动6deg.时的动作灵敏度之比,能够对可动模块13的动作灵敏度评价其线性。上位系统21能够基于可动模块13的动作灵敏度的线性,即基于在从作为基准角的0deg.到6deg.的可动范围内可动模块13的动作灵敏度是否保持恒定,判断光学设备11的旋转抖动修正功能是否正常。
另外,本实施方式的光学设备11的检查装置10对摄像头13a被收纳在可动模块13内的成品状态的光学设备11评价抖动修正特性。因此,能够评价摄像头13a被收纳在可动模块13内的成品状态的带抖动修正功能的光学设备11各自的抖动修正特性。
另外,本实施方式的光学设备11的检查装置10针对摄像头13a未被收纳在可动模块13内的半成品状态的带抖动修正功能的光学设备11,将摄像头13a的虚拟件设置在可动模块13内,评价摆动抖动修正特性。因此,对摄像头13a之后被收纳在可动模块13内的这种类型的、半成品状态的带抖动修正功能的光学设备11,通过在可动模块13内设置作为测定用的摄像头13a的虚拟件,也能够评价其摆动抖动修正特性。
(变形例)
此外,在上述实施方式中,对于将能够对绕被拍摄体像的光轴L产生的图像抖动的矫正体作为包含摄像头13a的拍摄元件35的收纳体12的情况进行了说明。但是,矫正体不限于收纳体12,例如也可以将包含拍摄元件35的可动模块13或拍摄元件35本身等作为矫正体,并使它们以光轴L为中心进行旋转,从而也能够修正绕被拍摄体像的光轴L产生的图像抖动。
另外,在上述实施方式中,对于在评价翻滚方向的抖动修正特性时,将试样体作为发光点37、38的情况进行了说明。但是,也可以将使用设于框体10a的顶板的缝隙等形成的一条亮线作为试样体,替代使用设于框体10a的顶板的孔29b、29c形成的发光点37、38。另外,对于在评价俯仰方向及偏航方向的抖动修正特性时,将试样体作为点状的一个发光点32的情况进行了说明。但是,该试样体也可以根据需要变更为直线、十字线、特殊图像等。另外,在上述实施方式中,将使用设于框体10a的顶板的孔29a、29b、29c形成的发光点32、37、38作为试样体,但也可以在孔29a、29b、29c的位置利用与它们的大小对应的发光径的LED等代替LED装置28而设置点光源,形成试样体。通过这样的各试样体,也能够实现与上述实施方式同样的作用效果。
另外,在本实施方式的光学设备11的检查装置10中,如图3(b)所示,由形成于收纳体12的底部的凸部12a及滚珠轴承16构成的旋转支承机构,以摄像头13a的光轴L在摄像头13a的成像侧与固定体14相交的部位为支点50,旋转自如地支承收纳体12。因此,因为收纳体12的头部以支点50为基点画圆,所以摄像头13a的光轴L的被拍摄体侧端部以来回擦动的方式摆头,由此,在穿过支点50的摄像头13a的光轴L的被拍摄体侧端部引起来回抖动。
在本实施方式的光学设备11的检查装置10中,通过利用摄像头13a拍摄从处于与摄像头13a的光轴L一致的位置的中央的孔29a射出并如图13(a)所示在图像51上所拍摄的发光点52,从而能够利用上位系统21评价摄像头13a的光轴L的来回抖动。此外,在评价摄像头13a的光轴L的来回抖动时,不驱动摆动致动器13c,形成可动模块13相对于收纳体12不摆动的状态。
通过控制IC20a的控制使收纳体12以摄像头13a的光轴L为旋转轴如箭头所示那样旋转,由此,图像51被拍摄有多个。上位系统21基于所拍摄的多个各图像51中的一个发光点52例如如同图(b)所示那样描绘的轨迹53,评价穿过支点50的摄像头13a的光轴L的被拍摄体侧的来回抖动。如果识别到的轨迹53纳入范围54,则上位系统21判定来回抖动处于容许范围内,从而判断为光学设备11的旋转抖动修正功能正常。另外,通过使处于摄像头13a的光轴L上的一个点光源作为试样体来代替发光点52同样地进行拍摄,并识别点光源图像的轨迹,也能够评价光轴L的被拍摄体侧的来回抖动。
另外,如图14(a)所示,通过使收纳体12旋转并利用摄像头13a对从大小不同的两端的孔29b、29c射出且在图像36上所拍摄的发光点37、38拍摄多次,也能够评价上述来回抖动。该情况下,上位系统21基于连结多个各图像36中的两个发光点37、38的直线39的交点55描绘的轨迹,评价穿过支点50的摄像头13a的光轴L的被拍摄体侧的来回抖动。如果识别到的轨迹纳入范围56,则上位系统21判定来回抖动处于容许范围内,从而判断为光学设备11的旋转抖动修正功能正常。另外,通过将一条亮线代替发光点37、38作为试样体同样地进行拍摄,并识别各亮线图像的交点描绘的轨迹,也能够评价光轴L的被拍摄体侧的来回抖动。
另外,如图14(b)所示,基于使收纳体12旋转而在图像36上拍摄的、存在于连结发光点37、38的直线39上且位于与摄像头13a的光轴L一致的位置的1点57描绘的轨迹,也能够评价上述进动抖动。该情况下,如果所识别的轨迹纳入范围58,则上位系统21判定为进动抖动处于容许范围内,从而判断为光学设备11的旋转抖动修正功能正常。另外,通过对位于与摄像头13a的光轴L一致的位置的一条亮线上的1点描绘的轨迹同样地进行识别来代替直线39上的1点57,也能够评价光轴L的被拍摄体侧的来回抖动。
标号说明
10…带抖动修正功能的光学设备11的检查装置(抖动修正特性评价装置)
11…带抖动修正功能的光学设备
12…收纳体(矫正体)
12a…凸部
12b…角速度传感器
12c…旋转致动器(旋转抖动修正机构)
13…可动模块
13a…摄像头
L…摄像头13a的光轴
13b…角速度传感器
13c…摆动致动器(摆动抖动修正机构)
14…固定体
15…透镜(光学系)
16…滚珠轴承
17…柔性布线基板
19…视频处理基板
19a…视频处理IC
20…控制基板
20a…控制IC
21…上位系统(PC)
22…USB-I2C转换器
28…LED装置
29a、29b、29c…孔
31、36、51…图像
32、37、38、52…发光点(试样体像)
39…直线
55…直线39的交点
57…直线39上的一点
Claims (10)
1.一种带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,对带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性进行评价,具备:收纳体,所述收纳体收纳具备拍摄被拍摄体的摄像头的可动模块;旋转支承机构,所述旋转支承机构相对于固定体支承所述收纳体,使所述收纳体绕所述摄像头的光轴旋转自如;以及旋转抖动修正机构,所述旋转抖动修正机构使能够矫正由所述摄像头拍摄的被拍摄体像的绕所述摄像头的光轴产生的图像抖动的矫正体以所述摄像头的光轴为旋转轴进行旋转,修正绕所述摄像头的光轴产生的图像抖动,所述带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置的特征在于,具备:
控制单元,所述控制单元通过所述旋转抖动修正机构使所述矫正体以所述摄像头的光轴为旋转轴旋转,通过所述摄像头对固定的试样体拍摄多个图像;以及
评价单元,所述评价单元基于通过所述控制单元的控制而拍摄的各图像中的所述试样体像的各倾斜度,评价所述光学设备对于绕所述摄像头的光轴的旋转抖动修正特性。
2.根据权利要求1所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述评价单元基于所述试样体像的各倾斜度,计算所述矫正体通过所述旋转抖动修正机构进行旋转的旋转摆角,根据所算出的旋转摆角将所述旋转抖动修正机构的驱动特性作为旋转抖动修正特性进行评价。
3.根据权利要求2所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述控制单元将所述矫正体在所述矫正体的可动旋转范围内进行往返的驱动信号赋予所述旋转抖动修正机构,驱动控制所述旋转抖动修正机构,
所述评价单元基于根据所述矫正体在可动旋转范围内进行往返而由所述摄像头拍摄的所述试样体的多个图像获得的所述旋转摆角和所述驱动信号的关系,评价所述旋转抖动修正机构的驱动特性。
4.根据权利要求3所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述控制单元将赋予所述旋转抖动修正机构的驱动信号的大小限制在所述矫正体的旋转不会干涉其它元器件的所述可动旋转范围内。
5.根据权利要求4所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述评价单元计算使所述矫正体旋转到第一所述旋转摆角所需要的第一驱动信号的每单位旋转摆角的信号量和使所述矫正体旋转到第二所述旋转摆角所需要的第二驱动信号的每单位旋转摆角的信号量之比,并基于所算出的比值评价所述旋转抖动修正机构的驱动特性。
6.根据权利要求2所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述评价单元计算使所述矫正体旋转到第一所述旋转摆角所需要的第一驱动信号的每单位旋转摆角的信号量和使所述矫正体旋转到第二所述旋转摆角所需要的第二驱动信号的每单位旋转摆角的信号量之比,并基于所算出的比值评价所述旋转抖动修正机构的驱动特性。
7.根据权利要求1所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述试样体由大小不同的两个发光点或点光源构成,或者由一根亮线构成。
8.根据权利要求1所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述试样体在与所述摄像头的光轴一致的位置具有一个发光点或点光源,
所述旋转支承机构以所述摄像头的光轴在所述摄像头的成像侧与所述固定体相交的位置为支点来旋转自如地支承所述收纳体,
所述评价单元基于通过所述控制单元的控制使所述收纳体以所述摄像头的光轴为旋转轴旋转而拍摄的所述试样体的多个各图像中的一个所述发光点或点光源描绘的轨迹,评价穿过所述支点的所述摄像头的光轴的被拍摄体侧的抖动。
9.根据权利要求7所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述旋转支承机构以所述摄像头的光轴在所述摄像头的成像侧与所述固定体相交的位置为支点来旋转自如地支承所述收纳体,
所述评价单元基于通过所述控制单元的控制使所述收纳体以所述摄像头的光轴为旋转轴旋转而拍摄的所述试样体的多个各图像中的连结两个所述发光点或点光源的直线的交点、或所述一条亮线的交点、或位于与所述摄像头的光轴一致的位置的所述直线或所述一条亮线上的一点描绘的轨迹,评价穿过所述支点的所述摄像头的光轴的被拍摄体侧的抖动。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的带抖动修正功能的光学设备的抖动修正特性评价装置,其特征在于,
所述光学设备具备:摆动支承机构,所述摆动支承机构支承所述可动模块,使得所述可动模块相对于所述收纳体摆动自如;以及摆动抖动修正机构,所述摆动抖动修正机构使所述可动模块相对于所述收纳体运动,对由所述摄像头拍摄的被拍摄体像在与所述摄像头的光轴正交的方向的周围产生的图像抖动进行修正,
所述控制单元通过所述摄像头拍摄被固定的试样体的图像,同时通过所述摆动抖动修正机构使所述可动模块相对于所述收纳体运动,对所述试样体拍摄多个图像,
所述评价单元基于由通过所述控制单元的控制而拍摄到的多个图像描绘的所述试样体像的轨迹,评价针对在与所述摄像头的光轴正交的方向的周围产生的图像抖动的所述光学设备的抖动修正特性。
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