JP2002345001A - オートフォーカス機能付きビデオカメラのピント判定装置及びピント判定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オートフォーカス機能付きビデオカメラの生産
工程において、オートフォーカス追従時のピント判定検
査を行うにあたり、検査員が手作業で距離リングを回す
ことでベストピント位置を探り検査するという一連の作
業を無くして、自動化をはかる。 【解決手段】擬似被写体（チャート２）及び照明用の光
源３が内蔵された検査装置部１５と、被測定用ビデオカ
メラ１４に内蔵された制御部７からの信号に基づいて前
記擬似被写体の位置を移動制御する手段（例えばパソコ
ン制御部１１、ステージ１２等）を設けて、被写体の各
距離を検査装置部内で擬似的に作るとともに、擬似被写
体の位置移動にて各距離毎のベストピント位置の検査を
行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、オートフォーカス
機能付きビデオカメラのピント判定装置及びピント判定
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】オートフォーカスカメラの製造工程にお
いて、省スペース・高精度で検査時間を短縮できる自動
焦点調節機能の検査装置として、例えば特開平１０−３
９１９５号公報に開示された検査装置がある。

【０００３】特開平１０−３９１９５号公報に開示され
た検査装置の構成を図１０に示す。

【０００４】この検査装置は、チャート４１の像を光学
的に検知するＡＦ機構と、その検知された像の位置に応
じて動作するカメラレンズ３２とを備えたＡＦ一眼レフ
レックスカメラ３３の自動焦点調節機能検査装置であっ
て、ＡＦ一眼レフレックスカメラ３３が搭載されるベー
ス部２０と、チャート４１とカメラレンズ３２との間に
配置された測定用レンズ３１と、測定用レンズ３１の前
側焦点との間にチャート４１を移動させるチャート軸ス
テージ４２と、カメラレンズ３２の距離リングの回転量
を検出する回転量検出器５１によって構成されており、
チャート４１の移動量に応じたカメラレンズ３２の動作
量を回転量検出器５１にて検出する方式となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平１０−３９１９
５号公報に開示の検査装置は、フィルム式カメラ専用の
検査装置であるため、焦点の検知もレンズ回転位置検出
であり、チャートの照度の変化に影響されない。

【０００６】ところが、オートフォーカス機能付きビデ
オカメラに使用する場合、ビデオカメラのデフォーカス
量の検知はビデオ信号の周波数成分レベルで検知するた
め、照度の変化でビデオ出力も変化する。その結果、検
知レベルが比例して変化することから、検査装置の周辺
の照明やチャートがステージ上で動くことにより照度が
僅かに変化するという問題がある。

【０００７】また、各距離の被写体に追従した後のピン
トレベルは追従機能を停止し、ビデオカメラの距離リン
グを左右回りに微小量だけ手で回し、検査員がＴＶモニ
ターに映った被写体のピントレベルの変化を読み取り、
ベストピントが許容範囲内であるか否かを目視判定しな
ければならないという問題がある。

【０００８】ここで、オートフォーカス機能付きビデオ
カメラのピント判定は、従来、例えば、図１１に示すよ
うな形態で被写体を配置して実施されているが、この場
合、オートフォーカス機能により、各距離（１ｍ，５
ｍ，１０ｍ）の被写体のいずれかにピントを合わせた
後、ビデオカメラの距離リングを手作業で回してベスト
ピント位置を探り出す必要がある。しかも、各距離の被
写体に合わせてビデオカメラを振る必要がある。

【０００９】本発明は、以上のような問題点を解消すべ
くなされたもので、従来行われていた、検査員が手作業
で距離リングを回すことでベストピント位置を探り検査
するという一連の作業を簡素化して自動化をはかり、さ
らにチャートの移動による照度変化を抑えることで、測
定精度を大幅に向上させ検査スピードの速いビデオカメ
ラのピント判定装置及び判定方法の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、オートフォー
カス機能付きビデオカメラの生産工程において、オート
フォーカス追従時のピント判定検査を行うのに用いられ
るピント判定装置であって、擬似被写体（チャート）及
び照明用の光源が内蔵された検査装置部と、被測定用ビ
デオカメラに内蔵された制御部からの信号に基づいて前
記擬似被写体の位置を移動制御する手段（例えばパソコ
ン制御部、ステージ等）を備えていることによって特徴
づけられる。

【００１１】本発明のピント判定装置によれば、被写体
の各距離を検査装置部内で擬似的に作ることができると
ともに、各距離毎のベストピント位置の検査を擬似被写
体の位置移動により行うことができるので、オートフォ
ーカスレンズが追従した複数箇所の有限距離でのピント
ズレ確認を、ビデオカメラを各距離の被写体に振ること
なく、かつ、ビデオカメラの距離リングを手動で回すこ
となく判定することができる。

【００１２】本発明のピント判定装置において、検査装
置部の全体が、内面がつや消し黒色の暗箱で覆われてい
ることが好ましい。検査装置部を暗箱で覆うことによ
り、外部照度条件により影響されないピント判定が可能
になる。

【００１３】本発明のピント判定装置において、検査装
置部に内蔵の擬似被写体の照明をリング照明器にて行う
ことが好ましい。擬似被写体の照明にリング照明器を用
いると、擬似被写体の移動時において、移動位置毎での
照度レベルを調整する必要がなくなる。

【００１４】本発明のピント判定装置に用いる擬似被写
体としては、ジーメンスチャートまたはインメガチャー
トを挙げることができる。

【００１５】本発明のピント判定方法は、上記した特徴
を有するピント判定装置を用いて、オートフォーカス機
能付きビデオカメラのピントを判定する方法であって、
擬似被写体を移動させることで、ベストピント位置を読
み出してピント判定検査を行うことを特徴としている。

【００１６】本発明のピント判定方法において、前記擬
似被写体のピント判定検査時の移動速度を、前記ビデオ
カメラのオートフォーカス追従速度よりも速くする。ま
た、前記ビデオカメラの映像データを取り込んで演算処
理することにより、合否判定を自動で行う。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１８】図１は本発明のピント判定装置の実施形態
の全体構成図である。

【００１９】図１のピント判定装置は、ビデオカメラ部
１４を検査対象とする装置であって、検査装置部１５
と、検査装置部１５に対する制御及びビデオカメラ部１
４からのデフォーカス量データの演算を行うパソコン制
御部１１によって構成されている。

【００２０】検査装置部１５は、擬似有限距離被写体と
してのチャート２、リング照明器３、拡大レンズ４、ス
テージ１２及び照明カバー１３などを備えている。

【００２１】検査装置部１５は、フィルム式カメラの検
査装置とは異なり、チャート２を撮像した図柄からビデ
オ信号の中の周波数成分の出力データをデフォーカス量
としてピントの判定に使う。

【００２２】本実施形態では、チャート２の照度がデフ
ォーカス量のデータに影響されるので、検査装置部１５
全体を外部光から遮蔽するため、内面がつや消し黒色
（例えば黒色塗装を施すなどの処理）の暗箱１で覆う。
また、リング照明器３（例えば蛍光灯サークルライン）
による照明でチャート２が常に一定照度に保たれるよう
に、チャート２のステージ１２にリング照明器３を適当
な距離をおいて固定している。このとき、チャート２全
体が均一に照射されるようにリング照明器３の中心を光
軸１６（拡大レンズ４の光軸）に設置し、ビデオカメラ
部１４側にリング照明器３の光が漏れないないように照
明カバー１３を取り付ける。この方法を採用することに
より、比較的明るい作業場や暗い作業場での検査作業に
おいても測定精度が向上する。

【００２３】検査装置部１５のステージ１２は、光軸１
６と平行な方向に前後移動自在に設けられている。ステ
ージ１２は、例えばボールネジ及びモータ等で構成され
る移動機構（図示せず）を備えており、パソコン制御部
１１からの信号に応じて前後方向（図１の矢印の方向）
に移動するように構成されている。このステージ１２の
移動によりチャート２及びリング照明器３が光軸１６上
を前後移動する。

【００２４】パソコン制御部１１には、被測定用のビデ
オカメラ部１４からのビデオ出力とカメラＤＳＰ（ＤＩ
ＧＩＴＡＬ ＳＩＧＮＡＬ ＰＲＯＣＥＳＳＯＲ）部８
からのデフォーカス量データが送られる。

【００２５】被測定用ビデオカメラ部１４に内蔵された
カメラマイコン制御部７は、テストモードに設定され、
検査装置部１５でのチャート２の各位置（Ｘ１，Ｘ２，
Ｘ３）の指示をパソコン制御部１１で制御する。各距離
毎のオートフォーカス動作でカメラレンズ制御部６が検
知し、距離リング５が作動し、カメラレンズ部１０の動
作が停止する。

【００２６】本実施形態では、ベストピント位置を探す
ため、チャート２を各距離で前後方向に微小量だけ高速
移動させる。このとき、ビデオカメラ部１４からのデフ
ォーカス量データにより、前後動作範囲内でのベストピ
ント位置を演算し、基準値（デフォーカス量ピーク値の
チャート２の位置からどれだけズレているかを演算した
値）との比較判定をする。

【００２７】図２及び図３は、各距離（Ｘ１〜Ｘ３）に
おけるチャート２の前後移動の関係を軌跡で表したもの
である。

【００２８】図２及び図３において、例えば、Ｘ３（例
えば１０ｍ）からＸ２（例えば５ｍ）に移動する時（低
速）は、ビデオカメラ部１４のオートフォーカスが追従
するが、Ｘ２を中心に前後所定の微小量動かす時（高
速）はオートフォーカスが追従しない。

【００２９】ビデオカメラ部１４からのデフォーカス量
はチャート２の移動量に対応した変化をする。この変化
範囲のベストピント位置が、Ｘ１（例えば１ｍ）、Ｘ２
またはＸ３の中心から何ｍｍズレているかを算出してピ
ント判定する。

【００３０】具体的には、パソコン制御部１１の持つ位
置データと、パソコン制御部１１に内蔵のアナログデジ
タルボード（図示せず）で信号処理されたベストポイン
ト信号とが加算処理され、その演算による位置をベスト
ピント位置Ｘｐとし、ビデオカメラのピント位置をＸｃ
として、Ｘｐ−Ｘｃ＝ΔＸをピントズレ量として判定す
る。

【００３１】ここで、従来方式のビデオカメラのオート
フォーカス追従後のピント判定検査は、ある距離Ｘ１の
チャート２を狙い、オートフォーカス機能を動作させる
とカメラレンズ１０が即座に反応し、Ｘ１のチャート２
にピントを合わす。そのときピントが正確に中心距離Ｘ
１に対してどの位置にあるのかを検査する。この検査時
においてはオートフォーカスモードを外し、距離リング
５を中心から左右方向に所定の微小量を手で回して、ビ
デオ映像のチャート２の図柄がクリアーになる位置の距
離リング５の目盛を読むという方式で行われている。

【００３２】これを本実施形態で行う場合、ビデオカメ
ラ部１４のオートフォーカス機能により、ある距離Ｘ１
のチャート２にピントが合わされた後、Ｘ１の位置でチ
ャート２を前後方向に微小量だけ移動する。これは従来
方式で行う距離リング５を左右に回す動作と同じであ
る。また、オートフォーカス機能は、ある一定以上高速
に動くチャートに対してはカメラ内蔵の追従回路（図示
せず）が反応しないので、チャート２の前後移動を高速
で行った場合は、オートフォーカス機能が働かない。こ
れは従来方式で行うオートフォーカスモードを外す動作
と同じである。従って、ピント判定検査時に、チャート
２を高速に前後移動させることにより、距離リング５を
回す動作を無くすことができる。

【００３３】また、本実施形態では、ビデオカメラ部１
４でチャート２を撮影する場合、図４（ｂ）に示すよう
なジーメンスチャート１９（チャートの図柄を白黒の明
暗が大きい黒の楔状の図柄）で構成し、ビデオカメラ部
１４内の輝度信号に高い周波数成分が重畳されやすい条
件を作っている。

【００３４】なお、チャート２の図柄には図４に示すよ
うに２種類がある。その１つは、ビデオカメラ部１４か
らのデフォーカス量信号の基になる周波数成分が取り出
しやすいチャートとしてインメガチャート１８（図４
（ａ））であり、もう１つは、更に周波数成分も取り出
しやすくて、検査員が撮影された図柄を見てもベストピ
ントが判断できるようにしたジーメンスチャート１９
（図４（ｂ））である。

【００３５】そして、本実施形態では、ビデオカメラ部
１４のカメラレンズ１０を通して入光したチャート２の
映像がビデオ信号（カラー信号）に変換され、色信号と
輝度信号とにエンコードするＣＣＤエンコーダ部９を通
ってカメラＤＳＰ部８に入力され、カメラＤＳＰ部８内
の輝度信号の周波数成分を分離した信号が取り出され
る。その信号（この信号の一部をカメラレンズ制御部６
で使用したオートフォーカス機能に利用している）をデ
フォーカス量としてパソコン制御部１１のアナログ−デ
ジタルボードに入力してデジタル信号に変換し、チャー
ト２の移動距離とピント位置の関係を演算・判定するも
のである。これは従来のビデオカメラでの判定方式にお
いて、検査員がビデオモニターを見て、チャート２のフ
ォーカス変化量からベストピント位置を判断し、距離リ
ング５の目盛を読むという動作と同じである。

【００３６】図５は検査装置部１５の内部構造を示す斜
視図である。

【００３７】前記したように、本実施形態においては、
検査装置部１５を構成する機能部品のうち、ビデオカメ
ラ部１４側にある拡大レンズ４を除いた全体を、暗箱１
で覆って外光から遮蔽している。

【００３８】また、チャート２の照度が光の変動で変化
しないようにし、さらにチャート２の移動で照度が変化
しないようにするため、チャート２の前に一定距離をお
いて設置されたリング照明器３をチャート２のステージ
１２に固定するとともに、リング照明器３の出力光がビ
デオカメラ部１４に直接影響しないように照明カバー１
３を取り付けている。図５では、リング照明器３を照明
カバー１３からずらした状態で示しているが、実際に
は、リング照明器３は照明カバー１３内に収容されてい
る。本実施形態のように、チャート２の照明用光源をリ
ング状とすることにより、光軸１６上のチャート２の撮
像の妨げになることがない。なお、照明用光源は、点光
源をリング状に配置したものであってもよい。

【００３９】図６及び図７は本実施形態の動作を示すフ
ローチャートである。

【００４０】パソコン制御部１１は、ビデオカメラ部１
４のデフォーカス信号を受けてプログラムが動作し演算
することでピント判定して、チャート２の移動動作を制
御する。その処理動作を以下に説明する。

【００４１】ステップＳ１：パソコン制御部１１のプロ
グラムが起動する。

【００４２】ステップＳ２：検査装置部１５を動作させ
る条件と検査判定値のデータ入力する。

【００４３】ステップＳ３：ピント判定準備に入るため
にチャート２（被写体）を原点位置に移動する。

【００４４】ステップＳ４：オートフォーカス機能付き
ビデオカメラの生産ラインのコンベア（図示せず）から
準備完了のスタート信号が入った時点で、ピント判定検
査動作を開始する。

【００４５】ステップＳ５：パソコン制御部１１からの
制御で所定の距離Ｘ３にチャート２が移動する。

【００４６】ステップ６：ビデオカメラ部１４のオート
フォーカス機能により、Ｘ３の位置のチャート２に追従
した後、追従動作を停止する。

【００４７】ステップ７：所定の距離Ｘ３に停止後、所
定時間後にＸ３の位置を中心に、所定の微小量だけチャ
ート２を前後移動してＸ３に戻る。

【００４８】ステップ８：ステップＳ７の動作時にビデ
オカメラ部１４からのデフォーカス量データをパソコン
制御部１１が受け取り、そのデータからピークピント位
置を演算してピントズレ量を判定する。

【００４９】ステップＳ９：パソコン制御部１１からの
制御で所定の距離Ｘ２にチャート２が移動停止する。

【００５０】ステップＳ１０：ビデオカメラ部１４のオ
ートフォーカス機能による追従動作の後、停止する。こ
のステップにおいてチャート２が停止したとき、図３
（ｂ）に示すように、デフォーカス量はビデオカメラ部
１４のピントデフォーカス量に一致する。

【００５１】ステップＳ１１：所定の距離Ｘ２に停止
後、所定時間後にＸ２の位置を中心に所定の微小量だけ
前後移動してＸ２に戻る。

【００５２】具体的には、チャート２が距離Ｘ２に停止
した後、図３（ａ）に示すように、チャート２は、ま
ず、ビデオカメラ部１４に向けて移動し（図３（ａ）の
左向きへの移動）、次に、チャート２が逆向きに移動し
（同図右向きへの移動）、ベストピント位置を経由し
て、ピーク地点を経て再びＸｃ（＝Ｘ２）の位置に戻
る。この間において、ビデオカメラは、図３（ｂ）に示
すようにピント探りの動作を行う。チャート２のベスト
ピント位置Ｘｐはデフォーカス量のピーク値に一致す
る。ステップ１０からステップ１１に至るまでの時間は
約１秒である。

【００５３】ステップＳ１２：ステップＳ１１の動作時
にビデオカメラ部１４からのデフォーカス量データをパ
ソコン制御部１１が受け取り、そのデータからピークピ
ント位置を演算してピントズレ量を判定する。

【００５４】ステップＳ１３：パソコン制御部１１から
の制御で所定の距離Ｘ１にチャート２が移動して停止す
る。

【００５５】ステップＳ１４：ビデオカメラ部１４のオ
ートフォーカス機能による追従動作の後、停止する。

【００５６】ステップＳ１５：所定の距離Ｘ１に停止し
た後、所定時間後にＸ１の位置を中心に所定の微小量だ
け前後移動してＸ１に戻る。

【００５７】ステップＳ１６：ステップＳ１５の動作時
に、ビデオカメラ部１４からのデフォーカス量データを
パソコン制御部１１が受け取り、そのデータからピーク
ピント位置を演算してピントズレ量を判定する。

【００５８】ステップＳ１７：所定の距離Ｘ３〜Ｘ１ま
でのピント判定のデータを蓄え、総合判定を行う。

【００５９】ステップＳ１８：総合判定結果により、次
の作業工程に対し、被検査ビデオカメラを運搬する台に
合格あるいは不合格マークを表示する。

【００６０】なお、以上の処理において、ステップＳ７
の処理（距離Ｘ３での前後移動）及びステップＳ１５
（距離Ｘ１での前後移動）の具体的な処理は、ステップ
Ｓ１１（距離Ｘ２での前後移動）において説明した処理
と同じとする。

【００６１】図８は、擬似被写体としてのチャート２の
位置と、検査する遠距離地点のチャート１７（実際は存
在しない架空の位置）との関係を示す光学的原理図であ
る。

【００６２】この図から判るように、本実施形態では、
ビデオカメラ部１４で検査する遠距離地点のチャート１
７を、拡大レンズ４の焦点距離内に擬似的に作ることが
できる。従って、ビデオカメラ部１４側から拡大レンズ
４を通して擬似距離のチャート２を見た場合、実際の遠
距離地点のチャート１７を見ているのと同じになる。

【００６３】以上の実施形態によれば、被写体の各距離
が検査装置部１５内に擬似的に作られるので、図９に示
すように、オートフォーカスレンズが追従した３箇所の
有限距離（１ｍ，５ｍ，１０ｍ）でのピントズレ確認
を、ビデオカメラを各距離の被写体に振ることなく判定
することができる。また、各距離毎のベストピント位置
の検査をチャート２の前後移動にて行うので、ビデオカ
メラの距離リングを手動で回す必要もなない。

【００６４】しかも、図１１に示した従来の判定方法よ
りも省スペース化を達成できる。例えば、従来では被写
体距離１０ｍの実距離が必要であったのに対し、本実施
形態では、拡大レンズとしてｆ＝１０００ｍｍのレンズ
を用いることで、全長で１．５ｍの距離で済み、大幅な
省スペース化を達成できる。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体の各距離を検査装置部内で擬似的に作ることがで
きるとともに、各距離毎のベストピント位置の検査を擬
似被写体の位置移動により行うことができるので、オー
トフォーカスレンズが追従した複数箇所の有限距離での
ピントズレ確認を、ビデオカメラを各距離の被写体に振
ることなく、かつ、ビデオカメラの距離リングを手動で
回すことなく自動的に判定することができる。また、ビ
デオカメラのデフォーカス量を、従来作業でのテレビモ
ニタに映し出されたチャートのデフォーカス状態を人為
的に測る必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の全体構成図である。

【図２】本発明の実施形態において各距離でのチャート
の動きを示す図である。

【図３】図２のＡ部拡大図（ａ）と、チャートの移動に
対応するビデオカメラ側のデフォーカス量を示す図
（ｂ）を併記して示す図である。

【図４】本発明の実施形態に用いるチャートの例を示す
図である。

【図５】図１の実施形態の検査装置部の内部構造を示す
斜視図である。

【図６】本発明の実施形態の動作を示すフローチャート
である。

【図７】同じく動作を示すフローチャートである。

【図８】本発明の実施形態の光学的原理を示す図であ
る。

【図９】本発明の実施形態の作用説明図である。

【図１０】従来の検査装置の全体構成図である。

【図１１】従来のピント判定方法の問題点を説明する図
である。

【符号の説明】

１ 暗箱 ２ チャート ３ リング照明器 ４ 拡大レンズ ５ 距離リング ６ カメラレンズ制御部 ７ カメラマイコン制御部 ８ カメラＤＳＰ部 ９ ＣＣＤエンコーダ部 １０ カメラレンズ部 １１ パソコン制御部 １２ ステージ １３ 照明カバー １４ ビデオカメラ部 １５ 検査装置部 １６ 光軸

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オートフォーカス機能付きビデオカメラ
   の生産工程において、オートフォーカス追従時のピント
   判定検査を行うのに用いられるピント判定装置であっ
   て、 擬似被写体及び照明用の光源が内蔵された検査装置部
   と、被測定用ビデオカメラに内蔵された制御部からの信
   号に基づいて前記擬似被写体の位置を移動制御する手段
   を備えていることを特徴とするオートフォーカス機能付
   きビデオカメラのピント判定装置。
2. 【請求項２】 検査装置部の全体が、内面がつや消し黒
   色の暗箱によって覆われていることを特徴とする請求項
   １記載のオートフォーカス機能付きビデオカメラのピン
   ト判定装置。
3. 【請求項３】 前記光源がリング照明器であることを特
   徴とする請求項１または２記載のオートフォーカス機能
   付きビデオカメラのピント判定装置。
4. 【請求項４】 前記擬似被写体が、ジーメンスチャート
   またはインメガチャートであることを特徴とする請求項
   １、２または３記載のオートフォーカス機能付きビデオ
   カメラのピント判定装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載のピント
   判定装置を用いて、オートフォーカス機能付きビデオカ
   メラのピントを判定する方法であって、 擬似被写体を移動させることで、ベストピント位置を読
   み出してピント判定検査を行うことを特徴とするオート
   フォーカス機能付きビデオカメラのピント判定方法。
6. 【請求項６】 前記擬似被写体のピント判定検査時の移
   動速度が、前記ビデオカメラのオートフォーカス追従速
   度よりも速いことを特徴とする請求項５記載のオートフ
   ォーカス機能付きビデオカメラのピント判定方法。
7. 【請求項７】 前記ビデオカメラの映像データを取り込
   んで演算処理することにより、合否判定を自動で行うこ
   とを特徴とするオートフォーカス機能付きビデオカメラ
   のピント判定方法。