JP2010251941A - テレビジョンカメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】テレビジョンカメラ装置においては、搭載される撮像素子の位置にずれがあると、正確な画像を得ることができない。また、撮像素子の正確な搭載位置の把握をするためには、テレビジョンカメラ装置に、測定装置を取り付けて測定しなければならず、通常の撮影を中止し、撮像素子の搭載位置の修正をする必要があった。
【解決手段】本発明のテレビジョンカメラ装置は、少なくとも、基準位置を示す光発生装置として、複数の垂直光発生部と複数の斜め光発生部を具備する。撮像素子の奥行きに関する搭載位置を検出するために、２以上の斜め光発生部から撮像素子に照射される光の間隔を検出することで、現在の搭載位置を検出することが可能となる。また、垂直光発生部と斜め光発生部から撮像素子に照射される光の間隔を２以上比較すれば、撮像素子の傾きを検出することが可能である。
【選択図】図７

Description

本発明は、テレビジョンカメラ装置に関わり、特に、複数の撮像素子の搭載位置の調整を容易にできるテレビジョンカメラ装置に関するものである。

従来技術としては、複数の撮像素子を搭載するテレビジョンカメラ装置、例えば、３板式のカラーカメラ装置では、撮像素子の搭載位置が、搭載すべき位置から外れると、正確な画像を得ることができない。例えば、所謂、レジストレーションずれが発生すると、正しいカラー画像を得ることができない。例えば、特許文献１には、撮像素子の所定位置に位置合わせ用マーカを設けた固体撮像素子の位置合わせ方法が記載されている。また、撮像位置の正確な搭載位置の把握をするためには、テレビジョンカメラ装置に、測定装置を取り付けて測定しなければならず、通常の撮影を中止し、撮像素子の搭載位置の修正をする必要があった。従って、通常の運用時に搭載位置の補正を実施することができなかった。更に、振動や温度変化等の外部ストレス要因により、例えば、撮像素子を固定している接着剤が変形し、位置合わせされた撮像素子の位置が所定の位置からずれてしまう場合があり、正しく、また、精度良くレジストレーションずれを補正できるカラーカメラ装置の実現が望まれている。

特開昭５８−１６２１８１号公報

テレビジョンカメラ装置には、従来、振動や温度変化等の外部ストレス要因により、例えば、撮像素子を固定している接着剤が変形し、位置合わせされた撮像素子の位置が所定の位置からずれてしまう場合がある。そこで、再度、撮像素子の位置合わせを必要とする。しかし、位置合わせには、搭載位置を把握するために、テレビジョンカメラ装置に測定装置を取り付けなければならず、かつ、測定装置の取り付けや位置合わせの間、通常動作での撮影ができないという問題があった。
さらに、従来の複数の撮像素子のレジストレーションの調整では、画面の水平、垂直、及び回転の搭載位置の補正は可能であるが、奥行き及び傾きに関しては補正ができなかった。この撮像素子の奥行き方向のずれ、及び傾きについては、撮像素子それぞれについて取得される画面の歪みともなり、３板式テレビジョンカメラ装置のみならず、単板式テレビジョンカメラ装置でも問題となってくる。

本発明の目的は、複数の撮像素子のレジストレーションの調整を容易にすることができるテレビジョンカメラ装置を提供することである。

本発明の他の目的は、複数の撮像素子のレジストレーションの自動調整をすることができるテレビジョンカメラ装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、通常動作（撮影）中であっても撮像素子の搭載位置を補正することのできるテレビジョンカメラ装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は、最初の組み立て時のレジストレーション調整を容易に行うことのできるテレビジョンカメラ装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のテレビジョンカメラ装置は、光学系と、該光学系を透過する被写体からの光を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子からの電気信号を映像信号として出力する映像信号処理部と、前記撮像素子の位置調整を行う撮像素子位置調整装置と、前記撮像素子の基準位置を示す垂直光と斜め光とを発生する光源と、該光源からの垂直光と斜め光とを前記波長分解光学装置を介して前記撮像素子で受光し、前記受光した垂直光と斜め光の位置を検出し、該検出された位置信号から誤差信号を生成する撮像素子位置補正装置を備え、該撮像素子位置補正装置からの誤差信号に基づいて前記撮像素子位置調整装置を駆動し、前記撮像素子の位置ずれを補正するものである。
また好ましくは、本発明のテレビジョンカメラ装置の撮像素子位置補正装置は、前記撮像素子で受光した垂直光と斜め光の位置を検出する位置信号検出装置と、該位置信号検出装置からの位置信号から誤差信号を生成する位置差分演算装置を備え、該位置差分演算装置からの誤差信号に基づいて前記撮像素子位置調整装置を駆動し、前記撮像素子の位置ずれを補正するように構成したものである。
また、上記本発明のテレビジョンカメラ装置は、光学系と、該光学系を透過する被写体からの光を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子からの電気信号を映像信号として出力する映像信号処理部と、前記撮像素子の位置調整を行う撮像素子位置調整装置と、前記撮像素子の基準位置を示す垂直光と斜め光とを発生する光源と、該光源からの垂直光と斜め光とを前記波長分解光学装置を介して前記撮像素子で受光し、前記受光した垂直光と斜め光の位置を検出し、該検出された位置信号から誤差信号を生成する撮像素子位置補正装置を備え、該撮像素子位置補正装置からの誤差信号に基づいて前記撮像素子位置調整装置を駆動し、前記撮像素子の位置ずれを補正するものである。
好ましくは、上記発明のテレビジョンカメラ装置は、前記光学系を透過する被写体からの光を分解する波長分解光学装置と、該波長分解光学装置で分解された光を電気信号に変換する複数の撮像素子を備えたものである。

また、本発明のテレビジョンカメラ装置において、前記撮像素子を前記波長分解光学装置に装着する場合、前記撮像素子を所定の位置関係で前記波長分解光学装置に装着すると共に、前記位置差分演算装置からの誤差信号に基づいて前記撮像素子位置調整装置を駆動し、前記撮像素子の位置ずれを補正するように構成されている。

また、本発明のテレビジョンカメラ装置において、前記撮像素子を所定の位置関係で前記波長分解光学装置に装着すると共に、前記撮像素子が前記被写体からの光を電気信号に変換し、前記電気信号を映像信号として出力する映像信号処理部を動作させると共に、前記位置差分演算装置からの誤差信号に基づいて前記撮像素子位置調整装置を駆動し、前記撮像素子の位置ずれを補正するように構成されている。

また、本発明のテレビジョンカメラ装置は、光学系と、該光学系を透過する被写体からの光を分解する波長分解光学装置と、該波長分解光学装置で分解された光を電気信号に変換する撮像素子と、該複数の撮像素子からの電気信号を映像信号として出力する映像信号処理回路と、前記撮像素子の基準位置を示す垂直光と斜め光とを発生する光源と、該光源からの垂直光と斜め光とを前記波長分解光学装置を介して前記撮像素子で受光し、前記受光した光の位置を検出する位置検出装置と、該位置検出装置からの位置信号から誤差信号を生成する位置差分演算装置を備え、該位置差分演算装置からの制御信号に基づいて前記撮像素子から出力される前記映像信号の位置ずれを補正する位置補正装置を有し、前記撮像素子の位置ずれを補正するように構成されている。

以上、説明したように、本発明は、撮像素子の位置ずれの補正を容易にすることができるテレビジョンカメラ装置を実現できる。また、撮像素子の位置ずれ補正を自動で調整することができるので、省力化および低コスト化が図れる特徴がある。また、本発明によれば、通常動作（撮影）中であっても撮像素子の搭載位置を補正することのできるテレビジョンカメラ装置を実現できる。さらに、通常動作（撮影）中であっても１枚または複数の撮像素子の搭載する奥行きや傾きの位置を把握し、搭載位置誤差を補正することのできるテレビジョンカメラ装置を実現できる。また、最初の組み立て時のレジストレーション調整を容易に行うテレビジョンカメラ装置を実現でき、高精細のテレビジョンカメラ装置の実現が可能となる特徴がある。

本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の他の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の他の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の原理を説明するための撮像素子の概略構成を示す図である。 本発明の他の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施例を説明するための撮像エリアを示す図である。 本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。

以下に本発明の一実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。従って、当業者であればこれらの各要素若しくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避ける。

図１（Ａ）は、本発明の一実施例の概略構成を示すブロック図である。テレビジョンカメラ装置は、レンズ１０１、光発生装置１０２、１０３、波長分解光学装置１０４、撮像素子１０５、１０６、１０７、撮像素子位置検出装置１０８、１０９、１１０、位置差分演算装置１２０、撮像素子位置調整装置１１１、１１２、１１３、映像信号処理部１５０及び映像出力端子１５１を有する。また、１００は、レンズ１０１の光軸を示す。波長分解光学装置１０４は、例えば、色分解プリズム、ダイクロイックミラー、等である。

光発生装置１０２、１０３は、例えば、ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）及びＬＥＤ駆動回路から構成され、撮像素子１０５、１０６、１０７の位置調整のための基準位置を示す光を発生する光源である。この光発生装置１０２、１０３は、後述するように光軸１００と所定の関係となるように位置決めされ、例えば、レンズ１０１の固定枠（図示せず。）に固定される。

図１（Ｂ）は、撮像素子１０６と光軸１００及びＬＥＤＬ１、Ｌ２からの光の位置Ｐ１、Ｐ２との位置関係を示したレンズ１０１方向から見た平面図であり、Ｘ−Ｙ座標で示してある。光軸１００は、例えば、撮像素子１０６のほぼ中央に位置している。Ｐ１は、光発生装置１０２のＬＥＤＬ１から発せられた光が撮像素子１０６上に到達した位置を示しており、その位置座標は、（Ｘ１、Ｙ２）である。また、Ｐ２は、光発生装置１０３のＬＥＤＬ２から発せられた光が撮像素子１０６上に到達した位置を示しており、その位置座標は、（Ｘ２、Ｙ１）である。撮像素子１０６には、有効撮像領域１８０と非有効撮像領域１８１とがあるが、ＬＥＤＬ１及びＬ２からの光の位置Ｐ１、Ｐ２は、非有効撮像領域１８１上に位置するように配置されている。ここに、有効撮像領域１８０とは、被写体を撮像した場合に映像信号として有効に利用される撮像領域であり、非有効撮像領域１８１とは、映像信号として利用されない領域をいう。

図５は、撮像素子１０６の概略構成を示す図である。撮像素子１０６は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）のような半導体素子で構成され、ｍ行ｎ列の二次元の平面素子、即ち、画素がｍ×ｎ個分存在する。これらｍ×ｎ個の画素を、例えば、Ｘ−Ｙ座標で画素位置Ｐ（１、１）・・・Ｐ（１、ｎ）・・・Ｐ（ｍ、ｎ）で表すものとする。

次に、図１（Ｂ）と図５を用いて、本発明のレジストレーションの補正について、詳細に説明する。まず、撮像素子１０６を光軸１００に合わせる場合について説明する。先に図１（Ｂ）で説明したようにＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）から照射される基準位置を示す光の位置は、Ｐ１（Ｘ１、Ｙ２）及びＰ２（Ｘ２、Ｙ１）である。これらの位置が、例えば、図５で示す撮像素子１０６のＰ（２、２）及びＰ（ｍ−１、ｎ−１）と一致すれば、撮像素子１０６は、光軸１００に所定の関係で、正しく位置されているものとする。しかしながら、Ｐ１（Ｘ１、Ｙ２）及びＰ２（Ｘ２、Ｙ１）が、例えば、図５に示すＰ（３、３）及びＰ（ｍ、ｎ）と一致した場合は、撮像素子１０６が搭載位置からずれて基準位置から外れた状態、即ち、光軸１００に所定の関係で、正しく位置されていないことを示している。この場合の補正方法について説明する。尚、上記説明では、撮像素子１０６を光軸１００に所定の関係で位置するように調整する場合について説明しているが、レジストレーションのずれの補正は、撮像素子１０５、１０６、１０７の３個の撮像素子の位置ずれを補正するものである。従って、そのためには、撮像素子１０５及び撮像素子１０７についても同様の補正が必要であるが、補正方法は、撮像素子１０６の補正と同様であるので、詳細な説明は省略してある。また、上記説明では、ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）から出た光が１個の画素に受光するとして説明しているが、実際は、ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）から出た光は、所定の大きさを持ち、複数の画素に受光されるのが普通である。従って、複数の画素の中心を基準位置とするが、本実施例では、説明を間単にするために画素１個でＬＥＤの光を検出するとして説明する。

波長分解光学装置１０４は、レンズ１０１を透過する被写体からの光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分に分解する。撮像素子１０５、１０６、１０７は、波長分解光学装置１０４でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分に分解された光を電気信号に変換する。撮像素子位置検出装置１０８、１０９、１１０は、撮像素子１０５、１０６、１０７で受光した光の位置信号を検出する。位置差分演算装置１２０は、撮像素子位置検出装置１０８、１０９、１１０からの位置信号から誤差信号を生成する。撮像素子位置調整装置１１１、１１２、１１３は、撮像素子１０５、１０６、１０７の位置を調整する装置であり、例えば、モータから構成され、モータを駆動することにより、撮像素子を移動させる。映像信号処理部１５０は、撮像素子１０５、１０６、１０７からの電気信号を映像信号として出力する。

次に、本発明の動作について説明する。図２は、本発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
まず、ステップＳ２０１は、光発生装置１０２、１０３のＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）が、撮像素子１０５、１０６、１０７の位置調整のための基準位置を示す光を発生するステップである。ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）から発生された光は、波長分解光学装置１０４を通り、撮像素子１０５、１０６、１０７に到達する。例えば、撮像素子１０６には、図５に示すようにＰ（３、３）、Ｐ（ｍ、ｎ）に到達する。撮像素子１０５、１０７についても同様のことが言える。但し、撮像素子１０５、１０７の位置決めの誤差により必ずしもＰ（３、３）、Ｐ（ｍ、ｎ）に一致するとは限らないことはいうまでもない。

撮像素子位置検出装置１０８、１０９、１１０は、撮像素子１０５、１０６、１０７で受光した光の位置情報を検出する（ステップＳ２０２）。例えば、撮像素子１０６の場合、画素Ｐ（３、３）、Ｐ（ｍ、ｎ）がＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）から発生された光を検出する（ステップＳ２０２）。位置差分演算装置１２０は、撮像素子位置検出装置１０８、１０９、１１０により検出された光の位置情報と、正常な光の位置情報とから、正常時からずれた位置の誤差を補正値として算出する（ステップＳ２０３）。即ち、正しい画素位置Ｐ（２、２）に対する誤差位置Ｐ（３、３）および画素位置Ｐ（ｍ−１、ｎ−１）に対する誤差位置Ｐ（ｍ、ｎ）とから誤差位置を算出する。図５においては、行方向と列方向に１画素ずれた例が示されている。

撮像素子位置調整装置１１１、１１２、１１３は、ステップＳ２０３で算出された誤差分に応じて、撮像素子の位置を移動する（ステップＳ２０４）。即ち、撮像素子位置調整装置１１２は、撮像素子１０６を行方向と列方向に１画素ずらし、位置Ｐ（３、３）が画素位置Ｐ（２、２）に、また、位置Ｐ（ｍ、ｎ）が画素位置Ｐ（ｍ−１、ｎ−１）になるように撮像素子１０６を撮像素子位置調整装置１１２により動かすことにより光軸１００に所定の関係になるようにすることができる。このようにして撮像素子１０５及び撮像素子１０７も同様に位置を補正することができ、結果として撮像素子１０６、１０５及び１０７の位置補正ができる。

そして、撮像素子位置調整装置１１１によって撮像素子の誤差位置が補正された色信号と、撮像素子位置調整装置１１３によって撮像素子の誤差位置が補正された色信号が、それぞれ映像信号処理部１５０に供給される。また、撮像素子位置調整装置１１２によって撮像素子の誤差位置が補正された色信号が、映像信号処理部１５０に供給される。従って、映像信号処理部１５０では、位置補正された３つの色信号が合成され、かつ、適宜所定の信号処理がなされ、映像信号出力端子１５１から出力される。

また、上記実施例では、撮像素子を３個用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、撮像素子が２個以上用いられるテレビジョンカメラ装置に適応できることはいうまでもない。

以上のように本発明では、撮像素子が所定の位置からずれた分を補正値として撮像素子を移動することで、撮像素子の搭載位置を補正することができ、レジストレーションずれを補正することができる。

次に、本発明の第２の実施例について図６を用いて説明する。第１の実施例では、基準位置を示す光を出す光発生装置は、２個用いられ、それぞれ対角線の位置に配置されている場合が示されている。しかしながら、第２の実施例では、図６のように４個の光発生装置１０２、１０３、６０２、６０３が使用される。図６において、Ｌ３、Ｌ４は、例えば、ＬＥＤである。尚、図１と同じものには同じ符号が付してある。尚、図６に示すテレビジョンカメラ装置の動作は、図１に示すテレビジョンカメラ装置の動作とほぼ同様であるので、詳細な説明は省略する。本実施例のように４個の光発生装置１０２、１０３、６０２、６０３を用いて撮像素子１０５、１０６、１０７の位置決めを行う場合、それぞれの撮像素子の四隅の位置が正確に一致するように位置補正ができる。従って、ハイビジョン用テレビジョンカメラ装置のように、高精細で、かつ、きれいな色彩の映像が要求されるようなテレビジョンカメラ装置では、レジストレーションずれを高精度で行うことができ、極めて有効な位置合わせの方法である。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。実施例１及び２では、撮像素子の位置補正は、撮像素子の位置ずれを撮像素子の移動により補正することで実現した。本発明の第３の一実施例では、撮像素子自体の移動は行わず、位置情報の誤差を画像情報に適用することで撮像素子の位置補正を実現する方法について説明する。

図３は、本発明の第３の実施例の概略構成を示すブロック図である。テレビジョンカメラ装置は、レンズ３０１、光発生装置３０２、３０３、波長分解光学装置３０４、撮像素子３０５、３０６、３０７、撮像素子位置検出装置３０８、３０９、３１０、位置差分演算装置３２０、３２１、Ｒ信号位置補正装置３２２、Ｂ信号位置補正装置３２３、映像信号処理部１５０及び映像信号出力端子１５１を有する。尚、レンズ３０１〜撮像素子位置検出装置３１０については、図１（Ａ）に示すレンズ１０１、光発生装置１０２、１０３、波長分解光学装置１０４、撮像素子１０５、１０６、１０７、撮像素子位置検出装置１０８、１０９、１１０にそれぞれ対応するので、詳細な説明は、省略する。

次に、本発明の第３の実施例の動作について説明する。図４は、本発明の第３の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、ステップＳ４０１は、光発生装置３０２、３０３のＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）が、撮像素子３０５、３０６、３０７の位置調整のための基準位置を示す光を発生するステップである。

撮像素子位置検出装置３０８、３０９、３１０は、撮像素子３０５、３０６、３０７で受光した光の位置情報を検出する（ステップＳ４０２）。位置差分演算装置３２０は、例えば、撮像素子３０６から出力されるＧ（緑）信号と撮像素子３０５から出力されるＲ（赤）信号の誤差位置（例えば、図５で説明したと同様の画素位置のずれ。）を算出する（ステップＳ４０３）。この誤差位置の情報は、Ｒ信号位置補正装置３２２に供給され、Ｒ信号位置補正装置３２２で、撮像素子３０５から出力されるＲ信号にＲ信号の誤差位置が補正される（ステップＳ４０４）。同様に、位置差分演算装置３２１は、例えば、撮像素子３０６から出力されるＧ（緑）信号と撮像素子３０７から出力されるＢ（青）信号の誤差位置（例えば、図５で説明したと同様の画素位置のずれ。）を算出する（ステップＳ４０３）。この誤差位置の情報は、Ｂ信号位置補正装置３２３に供給され、Ｂ信号位置補正装置３２３で、撮像素子３０７から出力されるＢ信号にＢ信号の誤差位置が補正される（ステップＳ４０４）。

そして、Ｒ信号の誤差位置が補正されたＲ信号と、Ｂ信号の誤差位置が補正されたＢ信号が、それぞれ映像信号処理部１５０に供給される。また、撮像素子３０６からＧ信号が映像信号処理部１５０に供給される。従って、映像信号処理部１５０では、Ｇ信号と、位置補正されたＲ、Ｂ信号とが合成され、かつ、適宜所定の信号処理がなされ、映像信号出力端子１５１から出力される。尚、本実施例では、Ｇ信号を基準にして、Ｒ信号、Ｂ信号の位置誤差を補正する場合について説明したが、Ｒ信号あるいはＢ信号を基準にすることもできることはいうまでもない。

以上のように本発明では、映像信号の補正により、位置ずれを補正する構成であるので、実施例１や実施例２の撮像素子位置調整装置は不要となる長所がある。

次に、本発明の第４の実施例について以下説明する。先に説明したように、テレビジョンカメラ装置は、振動や温度変化等の外部ストレス要因、あるいは経年変化により、例えば、撮像素子を固定している接着剤が変形し、位置合わせされた撮像素子の位置が所定の位置からずれてしまう場合がある。従来のテレビジョンカメラ装置では、このような場合、再度、テレビジョンカメラ装置の動作を停止し、撮像部分を分解して再度調節するしか方法がなかった。しかしながら、本発明では、テレビジョンカメラ装置を動作した状態で、撮像素子の位置調整が可能となる。従って、放送用カメラ装置や業務用カメラ装置では、極めて優れた特徴となる。特に、ハイビジョンテレビのような高精細なＴＶカメラでは、僅かな位置ずれも画質を劣化させることになるので、本発明は、有用である。

本発明の実施例１〜実施例４の特徴は、図１（Ｂ）でも説明したが、撮像素子の基準位置を決める光源Ｌ１、Ｌ２から出力される光の位置は、撮像素子１０５、１０６、１０７の非有効撮像領域１８１上に位置するように配置されていると説明した。このことは、被写体の撮影には、有効撮像領域１８０が使用され、非有効撮像領域１８１は、使用されないことを意味する。従って、撮像素子１０５、１０６、１０７の位置合わせは、テレビジョンカメラ装置を動作させながらでも、常に、位置ずれの検出ができ、それによって常に位置補正ができることである。従って、常に、テレビジョンカメラ装置を動作した状態で、撮像素子１０５、１０６、１０７の位置ずれ補正を行うことができる。また、この位置ずれ補正は、常時行っても良いが、定期的に行うこともできる。

尚、上記実施例１〜４では、テレビジョンカメラ装置の動作時のレジストレーション補正について説明したが、これに限られるものではなく、動作中に行わない場合等では、撮像素子１０５、１０６、１０７に非有効撮像領域を設ける必要がない場合にも適用できることはいうまでもない。

以上、本発明を実施例１〜４によって詳細に説明したが、本発明は、テレビジョンカメラ装置の組み立て時にも適用できることはいうまでもない。例えば、テレビジョンカメラ装置の組み立て時に予め大まかに、光軸１００に撮像素子を位置決めし、次に、本発明の各実施例で説明した方法で、レジストレーション調整を行うことで、レジストレーション補正を容易に行うことができる。

以上、本発明を実施例１〜４によって詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたテレビジョンカメラ装置の実施例に限定されるものではなく、他のテレビジョンカメラ装置にも適用できることはいうまでもない。
上記実施例１〜４では、撮像素子のレジストレーションの調整を容易にすることができるテレビジョンカメラ装置を提供することが可能になった、しかし、上記実施例１〜４では、撮像素子の奥行き方向のずれや、光軸に対する傾き方向のずれに関しては、検出及び補正ができない。
本発明の以降の実施例では、さらに、撮像素子の奥行き及び傾きに関する補正を実現する。即ち、以下の実施例５〜９では、少なくとも、レンズ、基準位置を示す光発生装置、基準位置を示す光発生装置、垂直光発生部、斜め光発生部、撮像素子、垂直光発生部、斜め光発生部、及び撮像素子位置検出装置で構成され、撮像素子の奥行き、傾きを検出するテレビジョンカメラ装置である。

図７を用いて本発明の実施例５を説明する。図７は、撮像素子の奥行き方向のずれの検出と補正について説明するための図で、単板式のテレビジョンカメラ装置の概略構成を示すブロック図である。７０２と７０３は光発生装置、Ｌ１は光発生装置７０２の垂直光発生部、Ｌ２は光発生装置７０３の垂直光発生部、Ｌ５は光発生装置７０２の斜め光発生部、Ｌ６は光発生装置７０３の斜め光発生部、７０５と７０６は撮像素子、１０Ｌ１は垂直光発生部Ｌ１から照射される垂直光の光軸、１０Ｌ２は垂直光発生部Ｌ２から照射される垂直光の光軸、１０Ｌ５は斜め光発生部Ｌ５から照射される斜め光の光軸、１０Ｌ６は斜め光発生部Ｌ６から照射される斜め光の光軸、Ｐ０は光軸１００上の所定の位置、Ｐ１５は垂直光発生部Ｌ１から出力された垂直光が撮像素子７０５で受光する位置、Ｐ２５は垂直光発生部Ｌ２から出力された垂直光が撮像素子７０５で受光する位置、Ｐ１６は垂直光発生部Ｌ１から出力された垂直光が撮像素子７０６で受光する位置、Ｐ２６は垂直光発生部Ｌ２から出力された垂直光が撮像素子７０６で受光する位置、Ｔ１５は垂直光発生部Ｌ６から出力された斜め光が撮像素子７０５で受光する位置、Ｔ２５は垂直光発生部Ｌ５から出力された斜め光が撮像素子７０５で受光する位置、Ｔ１６は垂直光発生部Ｌ６から出力された斜め光が撮像素子７０６で受光する位置、Ｔ２６は垂直光発生部Ｌ５から出力された斜め光が撮像素子７０６で受光する位置、Ｓ５は位置Ｔ１５から位置Ｔ２５までの垂直方向の距離、Ｓ６は位置Ｔ１６から位置Ｔ２６までの垂直方向の距離、７０７は入力された映像信号から撮像素子７０５若しくは７０６で受光した光の位置信号をそれぞれ検出し撮像素子の奥行きを補正するための制御信号を出力する撮像素子位置補正装置である。
なお、図７における各要素の制御は、図示しないＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が行う。

図７において、光発生装置１０２と１０３は、例えば、ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、及びＬ５）及びＬＥＤ駆動回路とから構成され、撮像素子７０５若しくは７０６の位置調整のための基準位置を示す光を照射する光源である。ＬＥＤＬ１及びＬＥＤＬ２は、それらの光軸１０Ｌ１と１０Ｌ２が、光軸１０１を通る垂直面上であって、レンズ１０１の光軸１００を中心として対称となるように設ける。また、ＬＥＤＬ５及びＬ６は、それらの光軸１０Ｌ１と１０Ｌ２が、光軸１００を通る垂直面上であって、光軸１０Ｌ１、１０Ｌ２同士が光軸１００の所定の位置Ｐ０と常に通過するように設ける。即ち、ＬＥＤＬ５及びＬ６は、所定の角度で斜め光を照射する。

図７において、垂直光発生部Ｌ１とＬ２から光軸１０Ｌ１若しくは１０Ｌ２に沿って照射された垂直光（破線）は、奥行き方向にずれた撮像素子７０５、７０６、いずれであっても、撮像素子としての位置座標として、同じ受光位置（Ｐ１５、Ｐ１６及びＰ２５、Ｐ２６）で受光する。従って、奥行き方向のずれの検知ができない。例えば、レンズ１０１に近い位置にある場合の撮像素子７０５の受光位置Ｐ１５と、レンズ１０１に遠い位置にある場合の撮像素子７０６の受光位置Ｐ１６の位置が、撮像素子位置検出装置７０７では、同一座標として検出される。同様に、レンズ１０１に近い位置にある場合の撮像素子７０５の受光位置Ｐ２５と、レンズ１０１に遠い位置にある場合の撮像素子７０６の受光位置Ｐ２６の位置が、撮像素子位置検出装置７０７では、同一座標として検出される。

しかし、図７において、斜め光発生部Ｌ５から照射された光は、所定の角度で斜め方向に光軸１００上の所定の位置Ｐ０で交叉するように照射される。撮像素子７０５では受光位置Ｔ２５であり、撮像素子７０６では受光位置Ｔ２６となる。従って、撮像素子の奥行き方向の位置がずれている場合には、撮像素子位置補正装置７０７では、異なる位置座標として検出される。同様に、所定の角度で斜め光発生部Ｌ６から照射された光は、撮像素子７０５では受光位置Ｔ２１５であり、撮像素子７０６では受光位置Ｔ１６となり、撮像素子位置補正装置７０７では、異なる位置座標として検出される。即ち、図７の実施例では、奥行き位置を検出するために、斜め光発生部Ｌ５とＬ６を使用する。

例えば、図７において、レンズ１０１に近い位置にある撮像素子７０５の場合には、斜め光発生部Ｌ５から照射された光は、撮像素子７０５の光軸中心に近い受光位置Ｔ２５で受光され、斜め光発生部Ｌ６から照射された光は、撮像素子７０５の光軸中心に近い受光位置Ｔ１５で受光される。また、レンズ１０１に遠い位置にある撮像素子７０６の場合には、斜め光発生部Ｌ５から照射された光は、撮像素子７０６の光軸中心から遠い受光位置Ｔ２６で受光され、斜め光発生部Ｌ６から照射された光は、撮像素子７０６の光軸中心から遠い受光位置Ｔ１６で受光される。

次に、撮像素子位置補正装置７０７は、撮像素子７０５での２つの受光位置Ｔ１５とＴ２５間の距離Ｓ５（若しくは、撮像素子７０６での２つの受光位置Ｔ１６とＴ２６間の距離Ｓ６）を算出し、所定の基準値の許容値以内か、許容値外であるか否かを判定し、許容値内であれば、奥行き方向のずれがないとする。また許容値外であれば、奥行き方向にずれがあると判定し、さらに、許容値の上限値より大きいか、許容値の下限値より小さいかを判定する。
許容値の下限値より小さいと判定した場合には、撮像素子位置補正装置７０７は、撮像素子７０５の位置がレンズ１０１に近過ぎる位置にあることを把握できる。また、許容値の上限値より大きいと判定した場合には、撮像素子位置補正装置７０７は、撮像素子７０５の位置がレンズ１０１に遠過ぎる位置にあることを把握できる。

そして、撮像装置位置補正装置７０７は、許容値若しくは所定の基準値との誤差を算出し、制御信号（誤差信号）として撮像素子位置調整装置７０９に出力する。撮像素子位置調整装置７０９は、撮像素子７０５若しくは７０６の奥行き方向の位置を調整する装置であり、例えば、モータから構成され、モータを駆動することにより、撮像素子を移動（レンズ１０１方向に対して、近過ぎる場合は前進、遠過ぎる場合は後進）させ、奥行き方向の位置ずれを補正する。
この結果、許容値若しくは所定の基準値との誤差を算出することによって、奥行き方向の位置ずれを補正することができる。
なお、許容値の上限値と下限値とを等しい値に設定しても良い。
また、撮像素子位置補正装置７０７は、入力された映像信号を映像信号処理部１５９に出力する。映像信号処理部１５０は、撮像素子７０５若しくは７０６から入力される電気信号に、適宜所定の信号処理を施し、映像信号として出力する。

上述の実施例において、撮像素子位置調整装置７０９による位置ずれの補正を、例えば、図示しないフォーカス調整機構、若しくはズーム倍率調整機構を用いて実行するようにしても良い。または、撮像素子位置補正装置７０７からの位置ずれの情報を外部に出力し、外部の位置ずれ補正装置を用いて、手動若しくは自動で実行するようにしても良い。
その結果、テレビジョンカメラ装置の通常撮像中に、撮像素子を、奥行き方向の所望の位置に移動することができる。

次に、本発明の動作について説明する。図８は、本発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。図８においては、図７の構成における、光発生装置７０２、７０３のＬＥＤＬ１、Ｌ２が無い構成であり、撮像素子が撮像素子７０５に位置する状態で説明する。なお、図８の処理ステップの制御は、図示しないＣＰＵが行う。
まず、ステップＳ８０１では、光発生装置７０２、７０３のＬＥＤ（Ｌ５、Ｌ６）が、撮像素子７０５の位置調整のための基準位置を示す光を発生する。ＬＥＤ（Ｌ５、Ｌ６）から発生された光は、撮像素子７０５に到達する。この時、図７に示すように、撮像素子７０５の場合では、ＬＥＤＬ５から照射された光は、受光位置Ｔ２５に到達し、ＬＥＤＬ６から照射された光は、受光位置Ｔ１５に到達する。なお、撮像素子７０６の場合では、ＬＥＤＬ５から照射された光は、受光位置Ｔ２６に到達し、ＬＥＤＬ６から照射された光は、受光位置Ｔ１６に到達する。
ステップＳ８０２では、撮像素子位置補正装置７０７は、撮像素子７０５で受光した光の位置情報を検出する。即ち、受光位置Ｔ１５とＴ２５の位置座標を検出する。なお、撮像素子７０６の場合には、受光位置Ｔ１６とＴ２６の位置座標を検出する。

次にステップＳ８０３では、撮像素子位置補正装置７０７は、検出された光の位置情報（受光位置Ｔ１５及びＴ２５）から、垂直方向の距離（受光位置Ｔ１５−Ｔ２５間の距離）Ｓ５を算出する。
そして、ステップＳ８０４では、撮像素子位置補正装置７０７は、算出された距離Ｓ５が、正常な光の位置情報による垂直方向の距離の許容値内であるか否かを判定する。距離Ｓ５が許容値内場合には、撮像素子の奥行きが正常と判定と判定する。この判定によって、図８の処理を終了する。また、否（Ｓ５が許容値外）の場合には、撮像素子７０５が奥行き方向にずれていると判定し、ステップＳ８０５の処理に移行する。

ステップＳ８０５では、撮像素子位置補正装置７０７は、距離Ｓ５が許容値の下限値Ｓｕ０より小さい値か否かを判定する。Ｓ５が値Ｓｕ０より小さい場合には、ステップＳ８０６に処理を移行し、Ｓ５が値Ｓｕ０より大きい場合には、ステップＳ８０７に処理を移行する。
ステップＳ８０６では、撮像素子位置補正装置７０７は、所定の値分、撮像素子を、レンズ１０１から遠ざける方向に奥行きを補正する制御信号を撮像素子位置調整装置７０９に出力し、撮像素子位置調整装置７０９は、入力された制御信号に応じて撮像素子７０５をレンズ１０１方向から遠ざけ、その後ステップＳ８０１の処理に戻る。
ステップＳ８０７では、撮像素子位置補正装置７０７は、所定の値分、撮像素子を、レンズ１０１から近づける方向に奥行きを補正する制御信号を撮像素子位置調整装置７０９に出力し、撮像素子位置調整装置７０９は、入力された制御信号に応じて撮像素子をレンズ１０１方向から近づけ、その後ステップＳ８０１の処理に戻る。

図８の補正処理後、撮像素子の奥行き方向の誤差位置を補正された映像信号は、映像信号処理部１５０に出力される。映像信号処理部１５０は、入力された映像信号に、適宜所定の信号処理を施し、映像信号出力端子１５１から出力する。

なお、距離Ｓ５と許容値の下限Ｓｕ０との差分を算出し、算出した差分に応じて、撮像素子の奥行きをレンズ１０１より遠ざけても良い。若しくは、距離Ｓ５と許容値の上限Ｓｄ０との差分を算出し、算出した差分に応じて、撮像素子の奥行きをレンズ１０１より遠ざけても良い。
またあるいは、予め、距離Ｓ５の値と、奥行き補正の値（レンズ１０１方向に前進させる値若しくは後進させる値）と対応表を作成し、図示しないメモリに保存し、距離Ｓ５の値に応じて、上記対応表から補正値を読み出し、読み出した補正値に基づいて傾きを補正しても良い。
このようにして、光軸に所定の関係になるように撮像素子７０５若しくは撮像素子７０６の奥行き方向の位置を補正することができる。
なお、撮像素子７０６の場合には、撮像素子位置補正装置７０７は、検出された光の位置情報（受光位置Ｔ１６及びＴ２６）から、垂直方向の距離（受光位置Ｔ１６−Ｔ２６間の距離）Ｓ６を算出する。そして、算出された距離Ｓ６と、正常な光の位置情報による垂直方向の距離Ｓ０との差から、正常時からずれた位置の誤差を補正値として算出する。
上述のように、実施例５は、レンズから入力される撮影すべき映像を撮像しながら、基準位置を示す光発生装置、基準位置を示す光発生装置から発生する光により、撮像素子に到達する光の位置を、位置差分演算装置で、撮像素子の奥行き位置情報を検出する位置自動補正装置である。

なお、上記図７の実施例では、垂直光発生部Ｌ１及びＬ２を設けていたが、奥行き方向のずれを検出するだけの目的には不要であるので、削除しても良い。
また、斜め光発生部Ｌ５及びＬ６は、光軸１００を通る垂直面上に設ける必要はなく、検出に十分必要な距離離れていれば、水平方向に設けても良く、垂直及び水平を含む斜め方向に設けても良い。
また、上記実施例５の説明では、ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）から出た光が１個の画素に受光するとして説明しているが、実際は、ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２）から出た光は、所定の大きさを持ち、複数の画素に受光されるのが普通である。従って、複数の画素の中心を基準位置とするが、本実施例では、説明を間単にするために画素１個でＬＥＤの光を検出するとして説明した。さらに、以降説明する実施例についても同様である。

図９を用いて本発明の実施例６を説明する。図９は、撮像素子の傾き方向のずれの検出を説明するための図で、単板式のテレビジョンカメラ装置の概略構成を示すブロック図である。９０５は撮像素子、Ｐ３５は垂直光発生部Ｌ１から出力された垂直光が撮像素子９０５で受光する位置、Ｐ４５は垂直光発生部Ｌ２から出力された垂直光が撮像素子９０５で受光する位置、Ｔ３５は垂直光発生部Ｌ６から出力された斜め光が撮像素子９０５で受光する位置、Ｔ４５は垂直光発生部Ｌ５から出力された斜め光が撮像素子９０５で受光する位置、Ｓ３５は位置Ｐ３５から位置Ｔ３５までの距離、Ｓ４５は位置Ｐ４５から位置Ｔ４５までの距離、９０７は撮像素子位置補正装置、９０９は撮像素子位置調整装置である。なお、図９における各要素の制御は、図示しないＣＰＵが行う。

図９の実施例が図７の実施例と異なる点は、撮像素子７０５若しくは７０６が撮像素子９０５のように、傾いていることにある。即ち、撮像素子９０５は、垂直方向に対して、上側がレンズ１０１側に近く、下側がレンズ１０１から遠くなった状態で傾きのある状態である。なお、破線で描かれた撮像素子９０５’は、垂直方向に対して傾きが無い状態を示す。
図９の実施例では、垂直光発生部Ｌ１とＬ２、及び、斜め光発生部Ｌ５とＬ６から照射する光を使用して光撮像素子９０５の傾きを検出する。

図９において、垂直光発生部Ｌ１から照射された垂直光は、光軸１０Ｌ１に沿って撮像素子９０５の位置Ｐ３５で受光される。同様に、垂直光発生部Ｌ２から照射された垂直光は、光軸１０Ｌ２に沿って撮像素子９０５の位置Ｐ４５で受光される。また、斜め光発生部Ｌ５から照射された斜め光は、光軸１０Ｌ５に沿って撮像素子９０５の位置Ｔ４５で受光される。同様に、斜め光発生部Ｌ６から照射された斜め光は、光軸１０Ｌ６に沿って撮像素子９０５の位置Ｔ３５で受光される。なお、光軸１０Ｌ５と１０Ｌ６とは、光軸１００の位置Ｐ０で交叉する。
位置Ｐ３５と位置Ｐ４５は、撮像素子９０５が、斜めに傾いているため、光軸１００に対して対称な位置座標にはならない。同様に、位置Ｔ３５と位置Ｔ４５も、撮像素子９０５が、斜めに傾いているため、光軸１００に対して対称な位置座標にはならない。

実施例６では、図９に示すように、垂直光発生部Ｌ１とＬ２、及び、斜め光発生部Ｌ５とＬ６を使用し、撮像素子９０５の傾きを検出する。
図９において、撮像素子９０５は、レンズ１０１に対して（光軸１００に対して）傾いて搭載されている。
撮像装置位置補正装置９０７は、このとき照射された垂直光と斜め光の撮像素子８０５面上の位置座標Ｐ３５、Ｐ４５、Ｔ３５、及びＴ４５を検出する。そして、検出された位置座標から、距離Ｓ３５とＳ４５を算出する。距離Ｓ３５は、位置座標Ｐ３５とＴ３５間の直線距離であり、距離Ｓ４５は、位置座標Ｐ４５とＴ４５間の直線距離である。

撮像素子９０５が傾いていないのであれば（撮像素子９０５’に示すように光軸１０１に垂直であれば）、距離Ｓ３５とＳ４５の値は等しい値となる。また、距離Ｓ３５とＳ４５の値に差があれば、撮像素子９０５が傾いていることになる。
また、距離Ｓ３５と距離Ｓ４５の値の大小で、撮像素子９０５が傾いている方向が分かる。
撮像装置位置補正装置９０７は、図７の奥行き検出の実施例と同様に、この撮像素子傾き検出結果（距離Ｓ３５とＳ４５の値）を利用して、通常撮影中に撮像素子を所望の搭載位置に移動する補正値を算出ことができる。
例えば、撮像装置位置補正装置９０７は、算出した距離Ｓ３５とＳ４５の値を比較する。そして、Ｓ３５の値がＳ４５の値より小さい（Ｓ３５＜Ｓ３６）場合には、撮像素子９０５の上側がレンズ１０１側に傾いて（前傾して）いると判定し、Ｓ３５の値がＳ４５の値より大きい（Ｓ３５＞Ｓ３６）場合には、撮像素子９０５の下側がレンズ１０１側に傾いて（後ろ傾して）いると判定する。

そして、撮像装置位置補正装置９０７は、許容値若しくは所定の基準値との誤差を算出し、誤差信号（制御信号）として撮像素子位置調整装置９０９に出力する。撮像素子位置調整装置９０９は、撮像素子９０５の傾きを調整する装置であり、例えば、モータから構成され、モータを駆動することにより、撮像素子を移動（レンズ１０１方向に対して、前傾している場合には後傾するように（図９における時計方向）回転させ、傾きのずれを補正する。また後傾している場合には前傾するように（図９における反時計方向）回転させ、傾きのずれを補正する。
この結果、撮像素子の傾きのずれを補正することができる。
次に、映像信号処理部１５０は、撮像素子７０５若しくは７０６から入力される電気信号に、適宜所定の信号処理を施し、映像信号として出力する。

図１０は、本発明の一実施例の動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１０の処理ステップの制御は、図示しないＣＰＵが行う。
図１０においては、まず、ステップＳ１００１では、光発生装置７０２、７０３のＬＥＤ（垂直光発生部Ｌ１、Ｌ２、及び斜め光発生部Ｌ５、Ｌ６）が、撮像素子９０５の位置調整のための基準位置を示す光を発生する。ＬＥＤ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ５、及びＬ６）から発生された光は、撮像素子９０５に到達する。この時、図９に示すように、ＬＥＤＬ１から照射された光は、受光位置Ｐ３５に到達し、ＬＥＤＬ２から照射された光は、受光位置Ｐ４５に到達する。また、ＬＥＤＬ５から照射された光は、受光位置Ｔ４５に到達し、ＬＥＤＬ６から照射された光は、受光位置Ｔ３５に到達する。
ステップＳ１００２では、撮像素子位置補正装置９０７は、撮像素子９０５で受光した光の位置情報を検出する。即ち、受光位置Ｐ３５とＰ４５の位置座標、及び、受光位置Ｔ３５とＴ４５の位置座標を検出する。

次にステップＳ１００３では、撮像素子位置補正装置９０７は、検出された光の位置情報から、距離（受光位置Ｐ３５−Ｔ３５間の距離）Ｓ３５を算出する。同様に、撮像素子位置補正装置９０７は、検出された光の位置情報から、距離（受光位置Ｐ４５−Ｔ４５間の距離）Ｓ４５を算出する。
そして、ステップＳ１００４では、撮像素子位置補正装置９０７は、算出された距離Ｓ３５とＳ４５との値を比較し、Ｓ３５とＳ４５の値が等しければ撮像素子９０５の傾きが無い（正常）と判定する。この判定によって、図１０の処理を終了する。また、Ｓ３５とＳ４５の値が等しくない場合には、撮像素子９０５に傾きがあると判定し、ステップＳ１００５の処理に移行する。

ステップＳ１００５では、撮像素子位置補正装置９０７は、距離Ｓ３５とＳ４５の値を比較し、Ｓ３５の値がＳ３６の値より小（Ｓ３５＜Ｓ３６）ならばステップＳ１００６の処理に移行し、否（Ｓ３５＞Ｓ３６）ならば、ステップＳ１００７の処理に移行する。
ステップＳ１００６では、撮像素子位置補正装置９０７は、所定の値分、撮像素子を、レンズ１０１から後傾させる方向に回転する制御信号を撮像素子位置調整装置９０９に出力し、撮像素子位置調整装置９０９は、入力された制御信号に応じて撮像素子９０５をレンズ１０１方向から後傾させる方向に回転させ、その後ステップＳ１００１の処理に戻る。
ステップＳ１００７では、撮像素子位置補正装置９０７は、所定の値分、撮像素子を、レンズ１０１から前傾させる方向に回転する制御信号を撮像素子位置調整装置９０９に出力し、撮像素子位置調整装置９０９は、入力された制御信号に応じて撮像素子９０５をレンズ１０１方向から前傾させる方向に回転させ、その後ステップＳ１００１の処理に戻る。

なお、予め、距離Ｓ３５の値若しくは距離Ｓ３６の値と、補正値（回転の方向を含む）と対応表を作成し、図示しないメモリに保存し、距離Ｓ３５の値若しくは距離Ｓ３６の値に応じて、上記対応表から補正値を読み出し、読み出した補正値に基づいて傾きを補正しても良い。
このようにして、光軸に所定の関係になるように撮像素子９０５の傾きを補正することができる。

図１０の補正処理後、撮像素子の奥行き方向の誤差位置を補正された映像信号は、映像信号処理部１５０に出力される。映像信号処理部１５０は、入力された映像信号に適宜所定の信号処理を施し、映像信号出力端子１５１から出力する。
上述のように、実施例６は、レンズから入力される撮影すべき映像を撮像しながら、基準位置を示す光発生装置、基準位置を示す光発生装置から発生する光により、撮像素子に到達する光の位置を、位置差分演算装置で、撮像素子の傾き位置情報を検出する位置自動補正機構を備えるテレビジョンカメラ装置である。
なお、光到達した位置間の距離で奥行きを算出することも可能であるが、光の距離に対し遠近の位置２箇所で同じ値を算出することになる。また、光の波長や強さ、点灯消灯を制御することで、光の撮像素子への照射位置を把握することが可能である。

図１１は、撮像素子の受光面（レンズ１０１側）から見た、位置検出状態を示している。１１００は撮像エリア、Ｓ３５ＶとＳ４５Ｖは撮像素子傾き検出結果、Ｐ１５Ｖ、Ｐ２５Ｖ、Ｐ１５Ｈ、及びＰ２５Ｈは位置検出エリア、Ｓ５Ｖは撮像素子奥行き検出結果（垂直方向）、Ｐ３５ＶとＰ４５Ｖは位置検出エリア、Ｓ５は撮像素子奥行き検出結果（水平方向）、Ｓ５ＶＨは撮像素子奥行き検出結果、１００Ｈは光軸１００と交叉する水平ライン、１００Ｖは光軸１００と交叉する垂直ラインである。
図１１に示すように、位置検出エリアＰ１５Ｖ、Ｐ２５Ｖ、Ｐ１５Ｈ及びＰ２５Ｈのうち、少なくとも３つ以上の位置検出エリアがあれば、すべての傾き方向に対応可能である。

図１１では、傾き検出のため位置検出エリアＰ２５Ｖに対し位置検出エリアＳ４５Ｖ、位置検出エリアＰ１５Ｖに対し位置検出エリアＳ３５Ｖを示している。図１１には図示していないが、位置検出エリアＰ１５Ｈ、位置検出エリアＰ２５Ｈにも傾き検出のために、対となる位置検出エリアが必要である。
また、奥行き検出には、撮像素子奥行き検出結果Ｓ５Ｖ、Ｓ５Ｈ、及びＳ５ＶＨを利用する。

なお、図１１の実施例について、水平ライン１００Ｈと垂直ライン１０１Ｖとを相対的に９０度回転させたような配置としても良いことは勿論である。同様に、この図１１は、一実施例であり、位置検出エリアＰ２５Ｈを含め複数の組み合せがある。

図１２は、色分解プリズム、ダイクロイックミラー、等の光波長分解装置を使用した３板方式のテレビジョンカメラに本発明を適用した一実施例である。１２０１はレンズ、１２０２と１２０３は光発生装置、Ｌ１は光発生装置１２０２の垂直光発生部、Ｌ２は光発生装置１２０３の垂直光発生部、Ｌ５は光発生装置１２０２の斜め光発生部、Ｌ６は光発生装置１２０３の斜め光発生部、１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂは撮像素子、１２０７は撮像素子位置補正装置、１２０８は光波長分解装置、１２０９ｒ、１２０９ｇ、及び１２０９ｂは撮像素子位置調整装置である。撮像素子位置補正装置１２０７において、１２２１〜１２２３は撮像素子位置検出装置、１２２４は位置差分演算装置である。
なお、図１２における各要素の制御は、図示しないＣＰＵが行う。

図１２は、図７及び図８における実施例が単板式のテレビジョンカメラ装置であるのに対し、色分解プリズム、ダイクロイックミラー、等の光波長分解装置１２０８によって、赤、緑、及び青、等に色分解した３板式のテレビジョンカメラ装置としたものである。
図１２において、例えば、図８と同様に、光発生装置１２０１と１２０２それぞれの垂直光発生部Ｌ１とＬ２は垂直光を照射し、斜め光発生部Ｌ５とＬ６は所定の角度で斜め方向に光軸１００上の所定の位置で交叉するように斜め光を照射する。照射されたこれら４つの光は、光波長分解装置１２０８に入射し、３つの光に分解されて、それぞれ撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂの受光面に到達する。なお、例えば、斜め光発生部Ｌ５から照射され撮像素子１２０５ｇに到達する光と斜め光発生部Ｌ６から照射され撮像素子１２０５ｇに到達する光とは、光波長分解装置１２０８内で光軸１００と点Ｐ０’で交叉する。また、斜め光発生部Ｌ５から照射され撮像素子１２０５ｂに到達する光と斜め光発生部Ｌ６から照射され撮像素子１２０５ｒに到達する光とは、光波長分解装置１２０８内で光軸１００と点Ｐ０’’で交叉する。
撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂは、波長分解光学装置１２０８でＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分に分解された光を電気信号に変換し、撮像素子位置検出装置１２２１、１２２２、若しくは１２２３にそれぞれ出力する。

撮像素子位置検出装置１２２１、１２２２、及び１２２３は、入力された映像信号から、撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂで受光した光の位置信号をそれぞれ検出し、位置差分演算装置１２２４に出力する。位置差分演算装置１２２４は、撮像素子位置検出装置１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂから入力された位置信号から、それぞれの誤差信号（制御信号）を生成し、撮像素子位置調整装置１２０９ｒ、１２０９ｇ、及び１２０９ｂに出力する。
撮像素子位置調整装置１２０９ｒ、１２０９ｇ、及び１２０９ｂは、撮像素子撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂの位置の調整の他、奥行き方向の位置及び傾きを調整する装置であり、例えば、モータから構成され、モータを駆動することにより、撮像素子を移動若しくは回転させる。
また、撮像素子位置補正装置（撮像素子位置検出装置１２２１、１２２２、及び１２２３、並びに、位置差分演算装置１２２４）１２０７は、入力された映像信号を映像信号処理部１５０に出力する。映像信号処理部１５０は、撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂから入力された映像信号に適宜所定の信号処理を施し、映像信号出力端子１５１から出力する。

図１３は、色分解プリズム、ダイクロイックミラー、等の光波長分解装置を使用した３板方式のテレビジョンカメラに本発明を適用した一実施例である。図１３は、図１２の実施例と比べて、撮像素子位置補正装置１２０７の替りに撮像素子位置補正装置１３０７とし、撮像素子位置調整装置１２０９ｒ、１２０９ｇ、及び１２０９ｂを削除した実施例である。即ち、撮像素子位置補正装置１３０７は、撮像素子位置検出装置１２２１、１２２２、及び１２２３、位置差分演算装置１３２４及び１３２５、並びに、画像合成装置１３２６とで構成される。

図１３において、撮像素子位置検出装置１２２１、１２２２、及び１２２３、は、それぞれ、入力された映像信号から、撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂで受光した光の位置信号をそれぞれ検出する。撮像素子１２０５ｒで検出された映像信号は、位置差分演算装置１３２４に出力される。また撮像素子１２０５ｂで検出された映像信号は、位置差分演算装置１３２５に出力される。さらに撮像素子１２０５ｇで検出された映像信号は、位置差分演算装置１３２４及び１３２５に出力される。
位置差分演算装置１３２４は、入力された位置信号から、撮像素子１２０５ｒと１２０５ｇそれぞれの位置差分信号を生成し、画像合成装置１３２６に出力する。また同様に、位置差分演算装置１３２５は、入力された位置信号から、撮像素子１２０５ｂと１２０５ｇそれぞれの位置差分信号を生成し、画像合成装置１３２６に出力する。
画像合成装置１３２６は、入力された位置差分信号から、撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂそれぞれの制御信号（誤差信号）を生成し、撮像素子位置調整装置１２０９ｒ、１２０９ｇ、及び１２０９ｂに出力する。
画像合成装置１３２６は、入力された映像信号を合成して、映像処理装置１５０に出力する。
また、撮像素子位置補正装置（撮像素子位置検出装置１２２１、１２２２、及び１２２３、位置差分演算装置１３２４及び１３２５、並びに、画像合成装置１３２６）１３０７は、入力された映像信号を映像信号処理部１５０に出力する。映像信号処理部１５０は、撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び１２０５ｂから入力された映像信号に適宜所定の信号処理を施し、映像信号出力端子１５１から出力する。

図１４は、色分解プリズム、ダイクロイックミラー、等の光波長分解装置を使用した３板方式のテレビジョンカメラに本発明を適用した一実施例である。図１４は、図１２の実施例と比べて、基準位置を示すために照射する光発生装置１２０２に加え光発生装置１４０２を追加し、かつ、光発生装置１２０２に加え光発生装置１４０２を追加した実施例である。即ち、実施例９は、実施例７に加え、光発生装置１４０２が垂直光発生部Ｌ７と斜め光発生部Ｌ９とを備え、光発生装置１４０３が垂直光発生部Ｌ８と斜め光発生部Ｌ１０とを備え、それぞれ、位置検出エリアの数を増やしたものである。

図１４において、光発生装置１２０２及び光発生装置１４０２は、光軸１００の上側に配置し、光発生装置１２０３及び光発生装置１４０３は、光軸１００の下側に配置する。
そして、垂直光発生部Ｌ１とＬ７の取り付け位置は、光軸１００に平行で、同一の高さに配置する。垂直光発生部Ｌ２とＬ８も同様である。
また、斜め光発生部Ｌ５とＬ９の取り付け位置は、光軸１００に平行で、同一の高さであって、出力される斜め光が光軸１００を通過する水平ライン上の所定の位置Ｐ０’若しくはＰ０’’を通過するように配置する。同様に、斜め光発生部Ｌ６とＬ１０の取り付け位置は、光軸１００に平行で、同一の高さであって、出力される斜め光が光軸１００を通過する水平ライン上の所定の位置Ｐ０’若しくはＰ０’’を通過するように配置する。
従って、撮像素子１２０５ｒ、１２０５ｇ、及び、１２０５ｂのそれぞれの受光面について、垂直光発生部Ｌ１とＬ７、並びに、Ｌ２とＬ８は、それぞれ、互いに平行な位置で検出される。また、斜め光発生部Ｌ５とＬ９、並びに、Ｌ６とＬ１０も、それぞれ、互いに平行な位置で検出される。

実施例９によれば、撮像素子の垂直方向にそれぞれ２つの位置検出エリアがある他、水平方向にもそれぞれ２つの位置検出エリアがあるため、垂直方向の傾きの検出に加えて、水平方向の傾きも検出できる。
さらに、実施例９によれば、位置検出エリアが多くなるため、奥行き方向のずれ、傾き、及びレジストレーションのずれの検出の精度が向上する。

なお、実施例９では、垂直方向及び水平方向にそれぞれ一対の垂直光発生部と斜め光発生部とを設けた。しかし、それぞれの数は同一である必要は無く、また複数、例えば、３個以上の垂直光発生部、３個以上の斜め光発生部があっても良い。
また、上記実施例では、光発生装置１台に、それぞれ１つずつの垂直光発生部と斜め光発生部を設けた。しかし、光発生装置１台に垂直光発生部と斜め光発生部がいくつあても良い。また、垂直光発生部と斜め光発生部がそれぞれ別も光発生装置に搭載されても良い。
また、垂直光発光部と斜め光発光部とを一体化して、光発生部の数を少なくするようにしても良い。

１０Ｌ１、１０Ｌ２、１０Ｌ５、１０Ｌ６：光軸、 １０１：レンズ、 １０２、１０３：光発生装置、 １０４：波長分解光学装置、 １０５、１０６、１０７：撮像素子、 １０８、１０９、１１０：撮像素子位置検出装置、 １１１、１１２、１１３：撮像素子位置調整装置、 １２０：位置差分演算装置、 １５０：映像信号処理部、 １５１：映像出力端子、 ３０１：レンズ、 ３０２、３０３：光発生装置、 ３０４：波長分解光学装置、 ３０５、３０６、３０７：撮像素子、 ３０８、３０９、３１０：撮像素子位置検出装置、 ３２０、３２１：位置差分演算装置、 ６０２、６０３：光発生装置、 ３７０：画像合成装置、 ７０２、７０３：光発生装置、 Ｌ１、Ｌ２：垂直光発生部、 Ｌ５、Ｌ６：斜め光発生部、 ７０５、７０６：撮像素子、 ７０７：撮像素子位置補正装置、 ８０９：撮像素子位置調整装置、 ９０５：撮像素子、 ９０７：撮像素子位置補正装置、 ９０９：撮像素子位置調整装置。

Claims (1)

1. 光学系と、該光学系を透過する被写体からの光を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子からの電気信号を映像信号として出力する映像信号処理部と、前記撮像素子の位置調整を行う撮像素子位置調整装置と、前記撮像素子の基準位置を示す垂直光と斜め光とを発生する光源と、該光源からの垂直光と斜め光とを前記波長分解光学装置を介して前記撮像素子で受光し、前記受光した垂直光と斜め光の位置を検出し、該検出された位置信号から誤差信号を生成する撮像素子位置補正装置を備え、該撮像素子位置補正装置からの誤差信号に基づいて前記撮像素子位置調整装置を駆動し、前記撮像素子の位置ずれを補正することを特徴とするテレビジョンカメラ装置。

Images