CN1866078A - 数字照相机的调整方法及其调整装置 - Google Patents

Abstract

数字照相机的调整方法及其调整装置。现有的数字照相机的从摄像元件的摄像镜头的安装面到摄像元件的受光面的凸缘衬圈长度进行机械计量时，由于介在的光学部件而使得实际的成像位置发生偏移。本发明提供数字照相机的调整方法及其调整装置，对要安装摄像元件的基板，使用光学式深度计，与主夹具的基准值进行比较，从而计算求得作为被检体的摄像元件的调整值的垫片量，调整为设计时规定的凸缘衬圈长度(Lf)。

Description

数字照相机的调整方法及其调整装置

技术领域

本发明涉及镜头更换式数字照相机中的摄像元件单元的位置调整方法及其调整装置。

背景技术

已知的有如单反射照相机那样，具有可更换焦距不同的多个摄影镜头(更换式镜头)的结构的镜头更换式数字照相机。这种照相机在将摄影镜头安装于照相机主体上时，必须高精度地进行调整，以使得从其安装面到摄像元件的受光面的距离(所谓凸缘衬圈(flange back))为一定距离。

例如专利文献1所公开的现有的镜头更换式胶片相机，在制造时利用磨削夹具对胶片导轨(film rail)面进行加工，从而能够将凸缘衬圈调整为设计时确定的预定值。

专利文献1：日本特开平7-49520

但是，镜头更换式数字照相机的情况与现有的胶片相机的结构不同，无法进行同样的凸缘衬圈调整。因此，与如图9(a)所示的机械测距相比，由于光学部件的影响，如图9(b)所示，摄像元件的受光面位置(光学位置)发生偏移。因而通过现有的机械测距无法准确地确定光学位置。

另外，作为测定装置，虽然有使用激光进行三角测量的测定装置，但是在利用激光等进行三角测量时，在照射激光的位置处需要适当的反射部件，由于设置在摄像元件的受光面上，影响了设计的自由度，因而不实用。

发明内容

因此，本发明目的在于提供镜头更换式数字照相机的调整方法及其调整装置，用于高精度地调整从安装面到摄像元件的光学距离。

本发明为了实现上述目的，提供数字照相机用的调整方法，该数字照相机包括摄像元件单元，该摄像元件单元固定安装在安装部上，该安装部具有用于安装摄影镜头的安装面，所述数字照相机用的调整方法具有以下步骤：对从上述安装部的上述安装面到用于固定安装上述摄像元件单元的端面的距离(Lm)进行测定；对从上述摄像元件单元的基准面到上述摄像元件的表面的距离(Lc)进行光学测定；根据上述距离Lm、上述距离Lc和预先规定的凸缘衬圈长度(Lf)，求得上述安装部的端面与上述摄像元件单元的基准面之间的调整距离(Ls)，在该调整距离中夹持间隔部，调整上述安装部与上述摄像元件单元间的位置关系。

另外，本发明提供数字照相机用的调整装置，该数字照相机包括摄像元件单元，该摄像元件单元固定安装在安装部上，该安装部具有用于安装摄影镜头的安装面，所述数字照相机用的调整装置具有：对从上述摄像元件单元的基准面到作为受光面的上述摄像元件表面的距离(Lc)进行光学测定的单元；根据从上述安装部的上述安装面到用于固定安装上述摄像元件单元的端面的距离(Lm)、规定的凸缘衬圈长度(Lf)以及从上述摄像元件单元的基准面到上述摄像元件表面的距离(Lc)，求得上述安装部的端面与上述摄像元件单元的基准面之间的调整距离(Ls)，在将上述摄像元件单元固定安装于上述安装部上时，计算基于该调整距离的间隔部的尺寸的单元。

根据本发明，能够提供用于高精度地调整镜头更换式数字照相机的从安装面到摄像元件的光学距离的调整方法及其调整装置。

附图说明

图1是表示本发明的用于实现数字照相机的调整方法的调整装置的示意性结构例的图。

图2是表示第一实施方式中作为被检体的安装单元的结构例的图。

图3是表示图2所示的安装单元的剖面结构例的图。

图4是记录通过图1中的摄像元件所得到的对比度特性曲线的图。

图5是表示安装主夹具的调整装置的结构的图。

图6是记录通过图5中的摄像元件所得到的对比度特性曲线的图。

图7是用于说明第一实施方式的调整装置的调整方法的流程图。

图8是用于对第二实施方式中的作为被检体的摄像元件的测定位置进行说明的图。

图9是用于说明因有无光学部件而导致的凸缘衬圈长度的不同的图。

符号说明

1安装部；2安装单元；3镜盒；4快门单元；5摄像元件；6基板；7电路基板；8金属板；9a、9c垫片；10低通滤光镜；11透明保护部件；21摄像机；22物镜；22驱动部；23移动部；24控制部；25基准台；26光源。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的第一实施方式进行详细说明。

在图1中示出本发明的用于实现数字照相机的调整方法的调整装置的示意性结构例来进行说明。图2表示本实施方式中要调整的数字照相机主体的包含有安装于安装部上的镜盒等在内的安装单元的结构例，在图3中表示该安装单元的剖面结构例。

首先，对本实施方式中要调整的安装有作为被检体的摄像元件的安装单元进行说明。

如图2所示，在安装单元2上从摄影镜头侧起沿光轴方向配置有：安装摄影镜头的安装部1；镜盒3；快门单元4；以及安装有光学部件摄像元件5的基板6。该基板6是将电路基板7和金属板8重叠而构成的，摄像元件5夹着金属板8安装于电路基板7。利用螺钉将该基板6隔着作为调整用间隔部的各垫片9a～9c固定在从安装部1突出的腿部1a～1c的对应安装面上。

该安装单元2与以往相同，设置成在摄像元件5和快门单元4之间介着有光学部件，即由低通滤光镜10和玻璃等构成的透明保护部件11。另外，在摄像元件5上，也在作为受光面的表面上设有显微镜头。该显微镜头形成为在表面(入射侧)上、半球状的微小凸透镜在各像素的开口部沿光轴方向(或入射方向)重叠，入射的光束分别聚光于各像素的开口部。另外，显微镜头的背面表面为平坦面，与摄像元件的受光面大致紧密接触。

对图1所示的第一实施方式中的调整装置进行说明。

该调整装置由以下单元构成：摄像机21，其对于在基板6上安装了摄像元件5、低通滤光镜10以及透明部件(保护玻璃)11的摄像单元(被检单元)，从正面(光轴方向)对摄像元件5进行拍摄而获得显微镜头的表面图像；安装于摄像机21上的物镜22；移动部23，其使摄像机21和物镜22按预定移动间隔沿光轴方向移动；控制部24，其驱动控制摄像机21和移动部23，计算所拍摄的显微镜头的表面图像的对比度值，计算摄像元件的光学位置；用于设置被检单元的基准台25；以及光源26，其从相对于光轴方向倾斜的方向照射照明光。另外，移动部23使摄像机21和物镜22步进移动，通过摄像机进行拍摄，但也可以使摄像机21和物镜22以一定速度移动，摄像机21按预定间隔取得图像。

对图3所示的镜盒所图示的尺寸，设从安装摄影镜头的安装面到腿部1a～1c的对应安装面的距离为Lm，设用于进行厚度调整的垫片9a～9c的厚度为Ls，设从金属板8的表面到被安装的摄像元件5的显微镜头表面的距离为Lc。另外，在设计时把从安装面到摄像元件5的显微镜头表面的距离即凸缘衬圈长度规定为Lf。另外，在本实施方式中，对与摄像元件5的受光面紧密接触的显微镜头的表面的位置(光学位置)进行测定，作为根本意义上的受光面位置。

因此，对于安装单元的调整，只要调整成设计时规定的凸缘衬圈长度Lf即可。即，为了成为适当的凸缘衬圈长度Lf，在对应安装部中放入必要厚度的垫片(间隔部)，对垫片9a～9c的厚度Ls进行调整。如果知道距离Lm和距离Lc，则能够求出垫片9a～9c的厚度Ls。

从安装面到对应安装面的距离Lm的测定，可以使用磁尺等进行实测。当然除此之外也可以通过使用激光的测定等各种计测方法来进行实测。另外，使用后述的光学测定方法对从金属板8的表面到被安装的摄像元件5的受光面的距离Lc进行测定。

凸缘衬圈长度Lf＝Lm+Ls-Lc，因此，垫片厚度Ls＝Lf-Lm+Lc。

下面参照图1以及图4至图6，对从金属板8的表面到安装的摄像元件5的受光面的距离Lc的测定进行说明。这里，图4是记录通过图1中的摄像元件所得到的对比度特性曲线的图。图5表示替代安装了被检体的摄像元件的被检单元，而安装了设置有用于获得作为基准的对比度值的图形的主夹具31，把调整装置作为深度计来使用的结构。图6是记录通过图5中的摄像元件所得到的对比度特性曲线的图。

首先，如图5所示，将主夹具31设置在调整装置的基准台25上。该主夹具31由形成为与安装了摄像元件5的状态下的金属板8相同形状的金属材料构成，在相当于摄像元件5的受光面的面(被测定面31a)上，设置有用于获得对比度值的条纹图形等图。在该主夹具31中，将从与基准台25接触的凸缘面31b到被测定面31a的距离(厚度)设为Lmaster。

点亮光源26，对主夹具31的被测定面进行照明，使预先固定了焦点的物镜22按预定间隔沿光轴方向移动的同时进行摄像。根据摄像机21拍摄的图像，计算对比度值，描绘表示图6所示的图位置中对比度值的关系的对比度特性曲线。由该对比度特性曲线求得对比度值的峰值，计算与该峰值对应的位置Pm(对焦位置)。

关于其计算方法，可以利用公知方法来得到。例如使用通过测定求出的各对比度值的峰值中为最大的点和其前后两点共三点、以及这些图距离，进行计算来求出。

即，求得2次直线Y＝aX²+bX+c(Y为对比度值，X为图距离)，利用X进行微分，得到(dY/dX)＝2aX+b，当求出(dY/dX)＝0时的X时，能够求出峰值位置的图距离。图6中的黑点表示通过计算求出的峰值位置Pm。

下面参照图7所示的流程图，对本实施方式的调整装置的调整方法进行说明。

首先，测定从安装面到对应安装面的距离Lm(步骤S1)。即，如图5所示，将主夹具31设置在调整装置的基准台25上。然后，点亮光源26，在对主夹具31的被测定面进行照明的状态下，使预先固定了焦点的物镜22沿光轴方向移动的同时进行摄像，根据所拍摄的图像计算对比度值，描绘图6所示的对比度特性曲线(步骤S2)。

接下来，由该对比度特性曲线求得对比度值的峰值，计算与该峰值对应的位置Pm(对焦位置)(步骤S3)。

接下来，替代主夹具31，将被安装作为被检单元的摄像元件5的基板6设置在调整装置的基准台25上。点亮光源26，从倾斜方向对摄像元件5的被测定面进行照明，使预先固定了焦点的物镜22沿光轴方向移动的同时，在预定的图位置进行摄像。根据所拍摄的图像计算对比度值。另外，根据计算的对比度值和图位置，描绘图4所示的对比度特性曲线(步骤S4)。从该倾斜方向照射作为照明光的光束，是因为在结构为在摄像元件上设置有显微镜头12时，通过从倾斜方向对设置在该显微镜头12的表面上的半球状的凸透镜照射光束，在凸透镜上形成阴影，从而易于根据明暗对比度来进行对焦。

与上述的主夹具31的情况同样，根据该对比度特性曲线求得对比度值的峰值，计算与该峰值对应的位置Px(对焦位置)(步骤S5)。根据所述的主夹具31的距离Lmaster，根据所计算的主夹具31中的峰值位置Pm和摄像元件5在基板6中的峰值位置Px，通过下式计算距离Lc(步骤S6)。

该式为：距离Lc＝Lmaster+(Px-Pm)。

使用作为该计算结果的距离Lc，求得垫片厚度Ls＝Lf-Lm+Lc(步骤S7)。确定对应于求出的厚度Ls的垫片量(调整厚度)(步骤S8)。组合厚度不同的垫片以符合该垫片量，夹持在对应安装部和金属板8之间，调整为规定的凸缘衬圈长度Lf(步骤S9)。

另外，在本实施方式中，测定显微镜头的表面，求出凸缘衬圈长度Lf，但由于显微镜头的表面与摄像元件的受光面的距离为几μm～十几μm，所以需要考虑其差分。因此可以将设想的差分与求出的凸缘衬圈长度Lf相加。另外，也可以通过测定显微镜头部外侧的CCD的电路图形等来求出Lf。

如上所述，本发明第一实施方式的数字照相机的调整装置被用作把主夹具作为基准来使用的光学式深度计，可以计算作为被检体的摄像元件的调整值的垫片量，调整为设计时规定的凸缘衬圈长度Lf。因此，当在照相机主体上安装更换式摄影镜头时，能够与摄影镜头无关地设定成适当的凸缘衬圈长度Lf。

接下来对第二实施方式进行说明。

图8是用于对本实施方式中的作为被检体的摄像元件的测定位置进行说明的图。在所述的第一实施方式中，是摄像元件的测定点为一个的例子，但是当然并不仅限于此。在本实施方式中，对于摄像元件的周边侧，通过作为与所述的第一实施方式同样的深度计来利用的测定方法，测定多个位置。根据由这些多个测定点得到的距离，能够检测出摄像元件的倾斜度。通过消除这些距离差，能够使摄像元件的受光面相对于摄影镜头的光轴垂直，与被更换的摄影镜头无关地设定成适当的凸缘衬圈长度Lf值。

Claims (3)

1、一种数字照相机用的调整方法，该数字照相机包括摄像元件单元，该摄像元件单元固定安装在安装部上，该安装部具有用于安装摄影镜头的安装面，其特征在于，所述数字照相机用的调整方法具有以下步骤：

对从上述安装部的上述安装面到用于固定安装上述摄像元件单元的端面的距离(Lm)进行测定；

对从上述摄像元件单元的基准面到上述摄像元件的表面的距离(Lc)进行光学测定；以及

根据上述距离Lm、上述距离Lc和预先规定的凸缘衬圈长度(Lf)，求得上述安装部的端面与上述摄像元件单元的基准面之间的调整距离(Ls)，在该调整距离中夹持间隔部，调整上述安装部与上述摄像元件单元间的位置关系。

2、一种数字照相机用的调整装置，该数字照相机包括摄像元件单元，该摄像元件单元固定安装在安装部上，该安装部具有用于安装摄影镜头的安装面，其特征在于，所述数字照相机用的调整装置具有：

对从上述摄像元件单元的基准面到作为受光面的上述摄像元件表面的距离(Lc)进行光学测定的单元；以及

根据从上述安装部的上述安装面到用于固定安装上述摄像元件单元的端面的距离(Lm)、规定的凸缘衬圈长度(Lf)、以及从上述摄像元件单元的基准面到上述摄像元件表面的距离(Lc)，求得上述安装部的端面与上述摄像元件单元的基准面之间的调整距离(Ls)，在将上述摄像元件单元固定安装于上述安装部上时，计算基于该调整距离的间隔部的尺寸的单元。

3、根据权利要求2所述的数字照相机用的调整装置，其特征在于，

在上述数字照相机用的调整装置中，

最初上述进行测定的单元预先对主夹具进行测定，计算作为基准的位置信息，其中该主夹具是上述进行计算的单元计算上述间隔部的尺寸的基准，

接着上述进行测定的单元对作为被检体的摄像元件单元进行测定，上述进行计算的单元通过对获得的位置信息和上述作为基准的位置信息进行比较，计算固定安装上述摄像元件单元时的间隔部的尺寸。

Images