JP5449728B2 - 検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、外部から制御できない自動露出調整の車載用カメラまたは監視カメラ等の完成品状態のカメラユニットの検査装置に関する。

車載用カメラ、監視カメラ等のカメラモジュールの検査を行う場合、被写体であるテスト用のチャートを撮影することにより、カメラモジュールの解像度テスト等を行う。

図３は、従来のカメラモジュールの検査装置の構成を示す概念図である。カメラユニット１１０の解像度を検査するために、検査装置１０１がカメラユニット１１０に対置されている。

検査装置１０１は、被写体である検査用チャート１０２と、検査用チャート１０２に焦点を合わせて検査用チャート１０２からの光を平行光線にするコリメータレンズ１０３と、検査用チャート１０２を覆う遮光部１０５とを備える。検査用チャート１０２は、解像度を検査するための白と黒のストライプ模様を有する。検査用チャート１０２は、カメラユニット１１０の撮影範囲に入っている。また、検査装置１０１は、遮光部１０５の外部にカメラユニット１１０から受け取った画像データから解像度が適切かを検査する検査用コンピュータ１０６を備える。

検査用チャート１０２の前に配置されたカメラユニット１１０は、ＣＣＤカメラ等で構成されており、撮影した像から電気的な画像データを生成する。カメラユニット１１０は、コリメータレンズ１０３を介して検査用チャート１０２の模様を撮影するため、カメラユニット１１０が無限遠を撮影する場合の解像度検査を行うことができる。また、コリメータレンズ１０３と検査用チャート１０２の距離を調整することで任意の距離の解像度検査を行うことができる。遮光部１０５は、外部からの光を遮蔽し、カメラユニット１１０の撮影範囲の測定環境に外部の環境が影響を及ぼすことを防ぐ。

カメラユニット１１０は、検査用チャート１０２を撮影し、得られた画像データを検査用コンピュータ１０６に送信する。検査用コンピュータ１０６は、画像データにおける検査用チャート１０２のストライプ模様の白領域と黒領域を判別することで、カメラユニット１１０の解像度の検査を行う。

図４は、図３の検査装置により検査用チャート１０２を撮影して得られた画像である。中央に検査用チャート１０２が写っている。

特許文献１には、このようなカメラユニットの検査において、カメラユニットに各種撮影条件（露出調整、ホワイトバランス調整、フォーカス調整等）を指示し、カメラユニットが正常に機能しているかどうかを検査する技術が開示されている。

図５は、検査時におけるホストＬＳＩによるカメラモジュールの制御の様子を示す模式図である（特許文献１）。制御用コンピュータのホストＬＳＩ２１０は、カメラモジュールのカメラＬＳＩ２００に、それぞれの制御インタフェース２１１・２０１を介して撮影条件を制御するためのパラメータを与える。カメラモジュールは受け取った制御用パラメータにしたがって露出等の調整を行う。
国際公開第２００５／００２２１１号パンフレット（２００５年１月６日公開）

しかしながら、上記従来の構成では、以下の問題を生じる。

図３に示すカメラユニット１１０が、自動露出調整、自動色調調整、および自動フォーカス調整を行うことができる完成品の撮影装置である場合、外部から露出調整、色調調整、およびフォーカス調整等の制御ができない。そのため、カメラユニット１１０が撮影範囲の条件に応じて自動で露出調整（ゲイン調整、またはシャッター速度調整等の調整）を行うため、所望する特定の領域の状態が所望する特定の領域外の影響を受け、所望する特定の領域、すなわち検査用チャート１０２のストライプ模様に合わせた露出調整を行うことができない。それゆえ、得られた画像データにおけるストライプ模様の明度は所望の明度になっておらず、画像データにおけるストライプ模様が明るすぎたりまたは暗すぎたりするとストライプ模様が鮮明にならないため、カメラユニット１１０の解像度の検査ができない。そのため、コリメータを利用して、無限遠や任意の距離を撮影する場合の解像度検査を行うことができない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部から撮影条件を制御できない自動撮影条件調整を行う撮影装置の検査において、所望の撮影条件で適切に検査を行うことができる検査装置を実現することである。

本発明に係る検査装置は、所定の環境測定範囲の環境条件に基づき自動で撮影条件を調整し外部から直接的に撮影条件を制御できない撮影装置を検査するための検査装置であって、上記撮影装置の撮影範囲内に配置される検査用被写体と、上記撮影装置の上記環境測定範囲内に配置される少なくとも１つの照明部と、上記検査装置の外部から上記環境測定範囲に入る光を遮蔽する遮光部と、上記撮影装置が上記検査用被写体を撮影することによって得られる画像データに応じて、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部を制御する照明制御装置とを備え、上記撮影装置は、上記環境条件に基づき自動で露出調整を行い、上記照明制御装置は、上記検査用被写体の画像データが明るすぎた場合、上記照明部の発光強度を大きくし、上記検査用被写体の画像データが暗すぎた場合、上記照明部の発光強度を小さくするように制御し、上記照明部は、上記撮影装置の撮影範囲内に配置されて上記撮影装置を照明することを特徴としている。

上記の構成によれば、照明制御装置は撮影装置が撮影した検査用被写体の画像データに応じて環境測定範囲内に配置された照明部を制御するので、撮影装置の撮影条件を適切に変更させることができる。よって、適切な撮影条件で撮影装置の検査を行うことができる。

本発明に係る検査装置は、上記照明制御装置が、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部の輝度を制御してもよい。

上記の構成によれば、照明部の輝度を変更することにより、環境測定範囲の全体としての輝度を変更することができる。これにより、撮影装置の撮影条件（例えば露出条件）を適切に変更させることができる。よって、適切な撮影条件（例えば露出条件）で撮影装置の検査（例えば解像度の検査）を行うことができる。

本発明に係る検査装置では、上記照明制御装置が、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部の位置を制御してもよい。

上記の構成によれば、照明部の位置または角度等の配置を変更することにより、撮影装置から見た環境測定範囲の全体としての輝度を変更することができる。これにより、撮影装置の撮影条件（例えば露出条件）を適切に変更させることができる。

本発明に係る検査装置では、上記照明制御装置が、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部の光の色を制御してもよい。

上記の構成によれば、照明部の光の色を変更することにより、環境測定範囲の全体としての色を変更することができる。これにより、撮影装置の撮影条件（例えばホワイトバランス）を適切に変更させることができる。よって、適切な撮影条件（例えばホワイトバランス）で撮影装置の検査（例えば色バランスの検査）を行うことができる。

本発明に係る検査装置は、上記照明部が、照明部の装置を安価に構成するため、光反射部と当該光反射部に光を照射する発光部とから構成されてもよい。

本発明に係る検査装置は、さらに測定領域の撮影条件を適切にするため、上記照明部を複数備えてもよい。

本発明に係る検査装置は、所定の環境測定範囲の環境条件に基づき自動で撮影条件を調整し外部から直接的に撮影条件を制御できない撮影装置を検査するための検査装置であって、上記撮影装置の撮影範囲内に配置される検査用被写体と、上記撮影装置の上記環境測定範囲内に配置される少なくとも１つの照明部と、上記検査装置の外部から上記環境測定範囲に入る光を遮蔽する遮光部と、上記撮影装置が上記検査用被写体を撮影することによって得られる画像データに応じて、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部を制御する照明制御装置とを備え、上記撮影装置は、上記環境条件に基づき自動で露出調整を行い、上記照明制御装置は、上記検査用被写体の画像データが明るすぎた場合、上記照明部の発光強度を大きくし、上記検査用被写体の画像データが暗すぎた場合、上記照明部の発光強度を小さくするように制御し、上記照明部は、上記撮影装置の撮影範囲内に配置されて上記撮影装置を照明することを特徴としている。

上記の構成によれば、照明制御装置は撮影装置が撮影した検査用被写体の画像データに応じて環境測定範囲内に配置された照明部を制御するので、撮影装置の撮影条件を適切に変更させることができる。よって、適切な撮影条件で撮影装置の検査を行うことができる。

本発明の実施の一形態について図１から図２に基づいて説明すると以下の通りである。

図１は、本実施の形態による撮影装置の検査装置の構成を示す概念図である。カメラユニット１０の解像度を検査するために、検査装置１がカメラユニット（撮影装置）１０に対置されている。

検査装置１は、被写体である検査用チャート（検査用被写体）２と、検査用チャート２に焦点を合わせて検査用チャート２からの光を平行光線にするコリメータレンズ３と、検査用チャート２の周囲に配置された２つの発光体（照明部）４と、検査用チャート２および発光体４を覆う遮光部５とを備える。検査用チャート２は、解像度を検査するための白と黒のストライプ模様を有する。検査用チャート２および２つの発光体４は、カメラユニット１０の撮影範囲に入っている。また、検査装置１は、遮光部５の外部に発光体４を制御する制御用コンピュータ（照明制御装置）６を備える。

検査用チャート２の前に配置されたカメラユニット１０は、ＣＣＤカメラ等で構成されており、撮影した像から電気的な画像データを生成する。カメラユニット１０は、コリメータレンズ３を介して検査用チャート２の模様を撮影するため、カメラユニット１０が無限遠を撮影する場合の解像度検査を行うことができる。また、コリメータレンズ３と検査用チャート２の距離を調整することで任意の距離の解像度検査を行うことができる。遮光部５は、検査装置１の外部からの光を遮蔽し、カメラユニット１０の撮影範囲の測定環境に外部の環境が影響を及ぼすことを防ぐ。

カメラユニット１０は、検査用チャート２を撮影し、得られた画像データを制御用コンピュータ（照明制御装置）６に送信する。制御用コンピュータ６は、撮影された検査用チャート２のストライプ模様を形成する白領域および黒領域の、画像データにおける明度を測定する。

ここでカメラユニット１０は、自動露出調整、自動色調調整、および自動フォーカス調整等の撮影条件調整を行うことができる完成品の撮影装置であり、外部から露出調整、色調調整、およびフォーカス調整等の直接的な制御ができない。そのため、カメラユニット１０が撮影範囲の条件に応じて自動で露出調整（ゲイン調整、またはシャッター速度調整等の調整）を行うため、所望する特定の領域、すなわち検査用チャート２のストライプ模様に合わせた露出調整を行うことができない。それゆえ、得られた画像データにおけるストライプ模様の明度は所望の明度になっておらず、画像データにおけるストライプ模様が明るすぎたりまたは暗すぎたりするとストライプ模様が鮮明にならないため、カメラユニット１０の解像度の検査ができない。

そこで、制御用コンピュータ６は、画像データにおけるストライプ模様を形成する白領域および黒領域の明度を測定し、上記明度に基づき発光体４の発光強度を調整するよう発光体４を制御する。本実施の形態では、制御用コンピュータ６は、２つの発光体４と発光体制御信号線７を介して接続されており、発光体４に発光制御用信号を送信することによって発光体４の発光強度を調整する。具体的には、画像データにおけるストライプ模様が明るすぎた場合は、発光体４の発光強度を大きくし、画像データにおけるストライプ模様が暗すぎた場合は、発光体４の発光強度を小さくする。

カメラユニット１０は、検査用チャート２および発光体４を含む撮影範囲の条件（輝度等）に応じて自動で露出調整を行うので、例えば発光体４の発光強度が大きくなり、撮影範囲が全体として明るくなった（撮影範囲の全体としての輝度が高くなった）場合は、露出を少なくするように露出調整を行う。そのため、得られる画像データにおける検査チャート２の明度は、発光体４の調整前に比べて暗めになる。これにより、画像データにおける検査チャート２のストライプ模様が鮮明になり、カメラユニット１０の解像度検査を行うことができる。

そして制御用コンピュータ６は、ストライプ模様で構成される解像度測定領域を正確に再現した画像データから、カメラユニット１０の解像度が適正かどうかを判断することができる。また、制御用コンピュータ６は、画像データにおける検査チャート２の明度が所望の明度になるまで、上記の画像データの取得および発光体４の調整の処理を繰り返してもよい。尚、本実施の形態では、制御用コンピュータ６がカメラユニット１０の解像度も検査する構成であるが、これに限らない。制御用コンピュータ６が解像度測定領域を正確に再現した画像データを、図示しない検査用コンピュータに送信し、上記画像データに基づき検査用コンピュータがカメラユニット１０の解像度が適切かどうかを判断してもよい。また、制御用コンピュータ６が画像データに基づきモニターに画像を表示させ、表示された画像から人間がカメラユニット１０の解像度が適切かどうかを判断してもよい。

図２は、本実施の形態の検査装置において撮影された検査チャート２の画像である。中央の検査チャート２の左右に配置された発光体４が、カメラユニットから見た撮影範囲の全体としての輝度を大きくし、自動露出調整を行うカメラユニットは、ゲインを下げること等により露出を少なくして検査チャート２を撮影する。そのため、検査チャート２を適切な露出で撮影することができ、ストライプ模様を判別することでカメラユニットの解像度の検査を行うことができる。

このように本実施の形態は、検査対象のカメラユニットのフォーカスまたは露出等の撮影条件を直接制御するのではなく、検査する環境条件を制御し、間接的にカメラユニットの撮影条件を制御することで、解像度の検査を正確に行うことができる。

尚、本実施の形態では、照明部として自ら発光する発光体を用いたが、照明部は光反射部と当該光反射部に光を照射する発光部とから構成される間接照明であってもよい。また、照明部の位置または角度等の配置を調整することで、カメラユニットの撮影範囲の輝度を調整してもよい。照明部がカメラユニットの撮影範囲の輝度を調整するものであれば、カメラユニットの露出調整を間接的に制御することができる。また、照明部は少なくとも１つあればよく、照明部に対する各種の制御（輝度、位置、または色等の制御）は少なくとも１つの照明部に対して行われる構成でもよい。また、カメラユニットと制御用コンピュータの画像データの送受信、および制御用コンピュータによる発光体４の制御等の信号の送受信は、有線または無線の通信手段によって実現することができる。

また、本実施の形態では、撮影範囲の環境の条件に応じて自動で露出等の調整を行うカメラユニットについて説明したが、自動で露出等の調整を行うためにカメラユニットが備える光センサ等の光検知部が光を検知する領域である環境測定範囲内の環境の条件を参照する場合は、カメラユニットの環境測定範囲内に照明部を配置することでカメラユニットの撮影条件を間接的に制御することができる。すなわち、本実施の形態は、撮影範囲の光を検知し、その光の条件に応じて自動で露出等の調整を行うので、撮影範囲と環境測定範囲とが同一の例である。遮光部は、カメラユニットの撮影範囲（または環境測定範囲）に検査装置の外部からの光が入ってくるのを防ぐものであれば形状に限定はなく、遮光部と検査用被写体である検査用チャートとが一体になっている構成でもよい。

以上に、カメラユニットの解像度の検査に関して説明したが、本発明によると、外部から制御できない自動ホワイトバランス調整機能が搭載されたカメラユニットの色バランス等の検査も同様に行うことができる。例えば、撮影範囲に配置された照明部の光の色を調整することで、カメラユニットのホワイトバランス調整を間接的に制御し、色調を検査するための模様を有する検査チャートを撮影することにより、色バランス等の検査を正確に行うことができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、外部から制御できない自動撮影条件調整の完成品状態のカメラユニットの検査装置および検査方法に適用することができる。

実施の一形態による撮影装置の検査装置の構成を示す概念図である。 図１の検査装置において撮影された検査チャートの画像である。 従来技術によるカメラモジュールの検査装置の構成を示す概念図である。 図３の検査装置において撮影された検査チャートの画像である。 従来技術による検査時におけるカメラモジュールの制御の様子を示す模式図である。

符号の説明

１ 検査装置
２ 検査用チャート（検査用被写体）
３ コリメータレンズ
４ 発光体（照明部）
５ 遮光部
６ 制御用コンピュータ（照明制御装置）
７ 発光体制御信号線
１０ カメラユニット（撮影装置）

Claims (6)

1. 所定の環境測定範囲の環境条件に基づき自動で撮影条件を調整し外部から直接的に撮影条件を制御できない撮影装置を検査するための検査装置において、
   上記撮影装置の撮影範囲内に配置される検査用被写体と、
   上記撮影装置の上記環境測定範囲内に配置される少なくとも１つの照明部と、
   上記検査装置の外部から上記環境測定範囲に入る光を遮蔽する遮光部と、
   上記撮影装置が上記検査用被写体を撮影することによって得られる画像データに応じて、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部を制御する照明制御装置とを備え、
   上記撮影装置は、上記環境条件に基づき自動で露出調整を行い、
   上記照明制御装置は、上記検査用被写体の画像データが明るすぎた場合、上記照明部の発光強度を大きくし、上記検査用被写体の画像データが暗すぎた場合、上記照明部の発光強度を小さくするように制御し、
   上記照明部は、上記撮影装置の撮影範囲内に配置されて上記撮影装置を照明することを特徴とする検査装置。
2. 上記照明制御装置は、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部の輝度を制御することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
3. 上記照明制御装置は、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部の位置を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
4. 上記照明制御装置は、上記撮影装置が撮影条件を適切に変更するよう上記照明部の光の色を制御することを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
5. 上記照明部は、光反射部と当該光反射部に光を照射する発光部とから構成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の検査装置。
6. 上記照明部を複数備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の検査装置。