JPH0980590A - 撮像光学系のピント調整装置 - Google Patents
撮像光学系のピント調整装置Info
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- JPH0980590A JPH0980590A JP7232685A JP23268595A JPH0980590A JP H0980590 A JPH0980590 A JP H0980590A JP 7232685 A JP7232685 A JP 7232685A JP 23268595 A JP23268595 A JP 23268595A JP H0980590 A JPH0980590 A JP H0980590A
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- image
- focus
- image pickup
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 容易にピント調整、フランジバック調整でき
るピント調整装置。 【構成】 1か所の穴を有するピンホールチャート20
5からの拡散光をファインダーレンズ104および結像
レンズ103によって集光しイメージセンサー102に
入力させ、イメージセンサー102の出力からCPU2
10は結像状態の良否を判断し、不良と判断したときは
表示手段211に表示する。イメージセンサー102の
取付け面に備えるピント調整板120を異なる厚さのピ
ント調整板120に取り替えることによりピント調整を
行う。
るピント調整装置。 【構成】 1か所の穴を有するピンホールチャート20
5からの拡散光をファインダーレンズ104および結像
レンズ103によって集光しイメージセンサー102に
入力させ、イメージセンサー102の出力からCPU2
10は結像状態の良否を判断し、不良と判断したときは
表示手段211に表示する。イメージセンサー102の
取付け面に備えるピント調整板120を異なる厚さのピ
ント調整板120に取り替えることによりピント調整を
行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、イメージセンサー
(撮像素子)、撮像用レンズユニットを有するカメラ、
ビデオカメラ等の技術分野に属するものである。
(撮像素子)、撮像用レンズユニットを有するカメラ、
ビデオカメラ等の技術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の技術として、視線検出機能を有す
るビデオカメラファインダーの例を説明する。
るビデオカメラファインダーの例を説明する。
【0003】従来、観察者が注視しているファインダー
画面上の位置を検出する手段は、いくつか考案されてい
るが、以下にそのひとつの原理を説明する。
画面上の位置を検出する手段は、いくつか考案されてい
るが、以下にそのひとつの原理を説明する。
【0004】図17の(a)は視線検出方法の原理図
(上面図)、図17の(b)は視線検出方法の原理図
(側面図)である。
(上面図)、図17の(b)は視線検出方法の原理図
(側面図)である。
【0005】図17において706a,706bは観察
者に対して不感の赤外光を放射する発光ダイオード(I
RED)等の光源であり、各光源は結像レンズ711の
光軸に対してx方向(水平方向)に略対象に(図17の
(a))また、y方向(垂直方向)にはやや下側に(図
17の(b))配置され、観察者の眼球を発散照明して
いる。眼球で反射した照明光の一部は結像レンズ711
によってイメージセンサー712に結像する。図15は
イメージセンサー712に投影される眼球像の概略図。
図16はイメージセンサー712の出力強度の説明図で
ある。
者に対して不感の赤外光を放射する発光ダイオード(I
RED)等の光源であり、各光源は結像レンズ711の
光軸に対してx方向(水平方向)に略対象に(図17の
(a))また、y方向(垂直方向)にはやや下側に(図
17の(b))配置され、観察者の眼球を発散照明して
いる。眼球で反射した照明光の一部は結像レンズ711
によってイメージセンサー712に結像する。図15は
イメージセンサー712に投影される眼球像の概略図。
図16はイメージセンサー712の出力強度の説明図で
ある。
【0006】以下各図を参照して視線の検出方法を説明
する。
する。
【0007】まず水平面で考えると、図17(a)にお
いて光源706bより放射された赤外光は観察者の眼球
708の角膜710を照明する。このとき角膜710の
表面で反射した赤外光により形成される角膜反射像d
(虚像)は結像レンズ711により集光され、イメージ
センサー712上の位置d´に結像する。同様に光源7
06aより放射された赤外光は眼球の角膜710を照明
する。このとき角膜710の表面で反射した赤外光によ
り形成された角膜反射像e(虚像)は、結像レンズ71
1により集光され、イメージセンサー712上の位置e
´に結像する。また虹彩704の端部a,bからの光束
は結像レンズ711を介してイメージセンサー712上
の位置a´,b´に該端部a,bの像を結像する。結像
レンズ711の光軸に対する眼球708の光軸の回転角
θが小さい場合、虹彩704の端部a,bのx座標をx
a,xbとすると、xa,xbはイメージセンサー上で
多数点求めることが出来る(図15中の×印)。そこで
まず円の最小自乗法にて瞳孔中心xc703を算出す
る。一方角膜710の曲率中心のoのx座標をxoとす
ると、眼球708の光軸に対する回転角θxは、 oc*sinθx=xc−xo (1) となる。また、角膜反射像dとeの中点kに所定の補正
値δxを考慮してxoを求めると、 xk=(xd+xe)/2 xo=(xd+xe)/2+δx (2) ここでδxは装置の設置方法/眼球距離等から幾何学的
に求められる数値であり、その算出方法は省略する。よ
って、(1)を(2)へ代入しθxを求めると、 θx=arcsin[[xc−{(xd+xe)/2 +δx}\/oc\ (3) さらにイメージセンサー上に投影された各々の特徴点の
座標を、´(ダッシュ)をつけて(4)式に書き換える
と、 θx=arcsin[[xc´−{(xd´+xe´)/2 +δx ´}\/oc/β\ (4) となる。ここでβは結像レンズ711に対する眼球の距
離szeにより決まる倍率で、実際は角膜反射像の間隔
|xd´−xe´|の関数として求められる。
いて光源706bより放射された赤外光は観察者の眼球
708の角膜710を照明する。このとき角膜710の
表面で反射した赤外光により形成される角膜反射像d
(虚像)は結像レンズ711により集光され、イメージ
センサー712上の位置d´に結像する。同様に光源7
06aより放射された赤外光は眼球の角膜710を照明
する。このとき角膜710の表面で反射した赤外光によ
り形成された角膜反射像e(虚像)は、結像レンズ71
1により集光され、イメージセンサー712上の位置e
´に結像する。また虹彩704の端部a,bからの光束
は結像レンズ711を介してイメージセンサー712上
の位置a´,b´に該端部a,bの像を結像する。結像
レンズ711の光軸に対する眼球708の光軸の回転角
θが小さい場合、虹彩704の端部a,bのx座標をx
a,xbとすると、xa,xbはイメージセンサー上で
多数点求めることが出来る(図15中の×印)。そこで
まず円の最小自乗法にて瞳孔中心xc703を算出す
る。一方角膜710の曲率中心のoのx座標をxoとす
ると、眼球708の光軸に対する回転角θxは、 oc*sinθx=xc−xo (1) となる。また、角膜反射像dとeの中点kに所定の補正
値δxを考慮してxoを求めると、 xk=(xd+xe)/2 xo=(xd+xe)/2+δx (2) ここでδxは装置の設置方法/眼球距離等から幾何学的
に求められる数値であり、その算出方法は省略する。よ
って、(1)を(2)へ代入しθxを求めると、 θx=arcsin[[xc−{(xd+xe)/2 +δx}\/oc\ (3) さらにイメージセンサー上に投影された各々の特徴点の
座標を、´(ダッシュ)をつけて(4)式に書き換える
と、 θx=arcsin[[xc´−{(xd´+xe´)/2 +δx ´}\/oc/β\ (4) となる。ここでβは結像レンズ711に対する眼球の距
離szeにより決まる倍率で、実際は角膜反射像の間隔
|xd´−xe´|の関数として求められる。
【0008】垂直面で考えると、図17(b)のような
構成となる。ここで2個のIRED706a,706b
により生じる角膜反射像は同位置に発生し、これをiと
する。眼球の回転角θyの算出方法は水平面の時とほぼ
同一であるが(2)式のみ異なり、角膜曲率中心oのy
座標をyoとすると、 yo=yi+δy (5) ここでδyは装置の配置方法、眼球距離等から幾何学に
求められる数値であり、その算出法は省略する。よって
垂直方向の回転角θyは、 θy=arcsin[[yc´−(yi ´+δy ´)\/oc/β\ (6) となる。
構成となる。ここで2個のIRED706a,706b
により生じる角膜反射像は同位置に発生し、これをiと
する。眼球の回転角θyの算出方法は水平面の時とほぼ
同一であるが(2)式のみ異なり、角膜曲率中心oのy
座標をyoとすると、 yo=yi+δy (5) ここでδyは装置の配置方法、眼球距離等から幾何学に
求められる数値であり、その算出法は省略する。よって
垂直方向の回転角θyは、 θy=arcsin[[yc´−(yi ´+δy ´)\/oc/β\ (6) となる。
【0009】さらに、ビデオカメラのファインダー画面
上の位置座標(xn,yn)はファインダー光学系で決
まる定数mを用いると、水平面上、垂直面上それぞれ、 xn=m*arcsin[[xc´−{(xd´+xe´)/2 +δx ´}\/oc/β\ (7) yn=m*arcsin[{yc´−(yi ´+δy ´)}/oc/β\ (8) となる。
上の位置座標(xn,yn)はファインダー光学系で決
まる定数mを用いると、水平面上、垂直面上それぞれ、 xn=m*arcsin[[xc´−{(xd´+xe´)/2 +δx ´}\/oc/β\ (7) yn=m*arcsin[{yc´−(yi ´+δy ´)}/oc/β\ (8) となる。
【0010】図15,図16で明らかなように、瞳孔エ
ッヂの検出はイメージセンサー出力波形の立ち上がり
(xb´)、立ち下がり(xa´)を利用する。また、
角膜反射像の座標は鋭い立ち上がり部(xe´及びxd
´)を利用する。
ッヂの検出はイメージセンサー出力波形の立ち上がり
(xb´)、立ち下がり(xa´)を利用する。また、
角膜反射像の座標は鋭い立ち上がり部(xe´及びxd
´)を利用する。
【0011】次に視線検出機能を応用したビデオカメラ
ファインダー構造の従来例について説明する。
ファインダー構造の従来例について説明する。
【0012】図18は視線機能を持つビデオカメラファ
インダー構造の従来例を示す構造断面図である。
インダー構造の従来例を示す構造断面図である。
【0013】ここで、赤外発光ダイオード813により
照明された観察者の目801は、ファインダーレンズ1
(804)、ダイクロイックミラー805を透過し、結
像レンズ803によりイメージセンサー802へ結像さ
れる。ここで、ダイクロイックミラー805は可視光の
み反射し、赤外光を透過するような膜特性を有するもの
である。イメージセンサー802の出力は、検出回路
(図示せず)へ送られ、前記視線検出原理により、注視
点の位置を算出する。
照明された観察者の目801は、ファインダーレンズ1
(804)、ダイクロイックミラー805を透過し、結
像レンズ803によりイメージセンサー802へ結像さ
れる。ここで、ダイクロイックミラー805は可視光の
み反射し、赤外光を透過するような膜特性を有するもの
である。イメージセンサー802の出力は、検出回路
(図示せず)へ送られ、前記視線検出原理により、注視
点の位置を算出する。
【0014】一方、809はLCDユニットであり、ビ
デオカメラの映像をモニターするための液晶表示素子ユ
ニットである。また、LCDユニット809は、LCD
ホルダー808で固定されており、背後からバックライ
トユニット810で照明されている。なお、LCD窓8
07が、LCDホルダー808の前部に設置されてお
り、LCDユニット809の表面を、傷や汚れから保護
している。
デオカメラの映像をモニターするための液晶表示素子ユ
ニットである。また、LCDユニット809は、LCD
ホルダー808で固定されており、背後からバックライ
トユニット810で照明されている。なお、LCD窓8
07が、LCDホルダー808の前部に設置されてお
り、LCDユニット809の表面を、傷や汚れから保護
している。
【0015】ここで、LCDユニット809の画面は、
ファインダーレンズ2(806)を介して、ダイクロイ
ックミラー805で反射され、ファインダーレンズ1
(804)を介して、拡大された状態で観察者の目に結
像される。更に、視度調節に関しては、視線結像系への
影響を無くするため、LCDユニット809を、LCD
ホルダー808と共に、a矢印方向に移動することによ
って行われる。811は視度調つまみであり、一部がケ
ース815から露出しており、指で回転させることによ
り、カム機構(図示せず)を介して、LCDホルダー8
08をa矢印方向に移動することができる。
ファインダーレンズ2(806)を介して、ダイクロイ
ックミラー805で反射され、ファインダーレンズ1
(804)を介して、拡大された状態で観察者の目に結
像される。更に、視度調節に関しては、視線結像系への
影響を無くするため、LCDユニット809を、LCD
ホルダー808と共に、a矢印方向に移動することによ
って行われる。811は視度調つまみであり、一部がケ
ース815から露出しており、指で回転させることによ
り、カム機構(図示せず)を介して、LCDホルダー8
08をa矢印方向に移動することができる。
【0016】814はアイカップであり、目を当てるた
めの柔らかい素材で構成された部材である。なお、81
6は前記レンズ、ミラー等を保持するレンズホルダーで
ある。
めの柔らかい素材で構成された部材である。なお、81
6は前記レンズ、ミラー等を保持するレンズホルダーで
ある。
【0017】図19は、構造断面図18に示すイメージ
センサー近傍部分の拡大図である。ここで、イメージセ
ンサー802は、前記レンズホルダー816に所定の位
置決めをされた上で、取付けられており、固定法は、接
着等が用いられる。また、結像レンズ803は、ピント
位置調整用スペーサー818、絞り817を入れた後挿
入し、接着等で固定する。なお、819はイメージセン
サー802における撮像面である。
センサー近傍部分の拡大図である。ここで、イメージセ
ンサー802は、前記レンズホルダー816に所定の位
置決めをされた上で、取付けられており、固定法は、接
着等が用いられる。また、結像レンズ803は、ピント
位置調整用スペーサー818、絞り817を入れた後挿
入し、接着等で固定する。なお、819はイメージセン
サー802における撮像面である。
【0018】ここで、撮像面819は、イメージセンサ
ー802表面から一定の距離(PT)に製造されている
が、イメージセンサー802表面は鏡面研削工程で削ら
れるため、PTの距離はバラツキが大きく、撮像面での
ピントが合わないことが多い。そこで、あらかじめ、レ
ーザー測定機等でPTの距離を測定しておき、結像レン
ズ803が、光軸上の最適な位置に来てピントが合うよ
う、スペーサー818の厚みt1を決定する。ここで、
スペーサー818はあらかじめ、複数個用意しておくこ
とは言うまでもない。
ー802表面から一定の距離(PT)に製造されている
が、イメージセンサー802表面は鏡面研削工程で削ら
れるため、PTの距離はバラツキが大きく、撮像面での
ピントが合わないことが多い。そこで、あらかじめ、レ
ーザー測定機等でPTの距離を測定しておき、結像レン
ズ803が、光軸上の最適な位置に来てピントが合うよ
う、スペーサー818の厚みt1を決定する。ここで、
スペーサー818はあらかじめ、複数個用意しておくこ
とは言うまでもない。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
例の構成では、あらかじめ、イメージセンサー802表
面からの距離(PT)を測定しておかねばならないとと
もに、一旦、結像レンズ803、ピント位置調整用スペ
ーサー818、絞り817、イメージセンサー802を
組み込んだ後、ピント不良が発覚すると、それぞれ接着
等を剥がして、再度分解せねばならないといった欠点が
あった。
例の構成では、あらかじめ、イメージセンサー802表
面からの距離(PT)を測定しておかねばならないとと
もに、一旦、結像レンズ803、ピント位置調整用スペ
ーサー818、絞り817、イメージセンサー802を
組み込んだ後、ピント不良が発覚すると、それぞれ接着
等を剥がして、再度分解せねばならないといった欠点が
あった。
【0020】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めに成されたもので、ピント調整、フランジバック調整
が可能な撮像光学系のピント調整装置の提供を目的とす
るものである。
めに成されたもので、ピント調整、フランジバック調整
が可能な撮像光学系のピント調整装置の提供を目的とす
るものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
撮像光学系のピント調整装置は、(1)イメージセンサ
ーである撮像素子と撮像レンズユニットを有するカメ
ラ、ビデオカメラ等において、屈折率がn=1以外の平
行面を有し厚みの異なる光り透過部材を前記撮像素子と
撮像レンズユニットの間に交換可能に装着して、前記撮
像レンズユニットに対する撮像面の光路長を変更させる
透過部材装着手段と、ピント位置、フランジバック位置
の適否を判断し前記透過部材の装着に係る情報を出力す
る制御手段とを有することを特徴とする撮像光学系のピ
ント調整装置、(2)撮像レンズユニットは、カメラ、
ビデオカメラ等のファインダーユニットに組み込まれ、
撮影者の視線を検出すものであることを特徴とする前記
(1)記載の撮像光学系のピント調整装置、(3)制御
手段は、拡散光を有するピンホール穴に対応する前記イ
メージセンサーである撮像素子出力のピークレベル、ま
たは所定レベルでの波形幅を検出することにより、ピン
ト位置、フランジバック位置の適否を判断することを特
徴とする前記(1)記載の撮像光学系のピント調整装
置、(4)制御手段は、拡散光を有する複数のピンホー
ル穴に対応する前記イメージセンサーである撮像素子の
出力の間隔を検出することにより、前記透過部材の厚さ
の適否を判断することを特徴とする前記(1)記載の撮
像光学系のピント調整装置、によって前記の目的を達成
するものである。
撮像光学系のピント調整装置は、(1)イメージセンサ
ーである撮像素子と撮像レンズユニットを有するカメ
ラ、ビデオカメラ等において、屈折率がn=1以外の平
行面を有し厚みの異なる光り透過部材を前記撮像素子と
撮像レンズユニットの間に交換可能に装着して、前記撮
像レンズユニットに対する撮像面の光路長を変更させる
透過部材装着手段と、ピント位置、フランジバック位置
の適否を判断し前記透過部材の装着に係る情報を出力す
る制御手段とを有することを特徴とする撮像光学系のピ
ント調整装置、(2)撮像レンズユニットは、カメラ、
ビデオカメラ等のファインダーユニットに組み込まれ、
撮影者の視線を検出すものであることを特徴とする前記
(1)記載の撮像光学系のピント調整装置、(3)制御
手段は、拡散光を有するピンホール穴に対応する前記イ
メージセンサーである撮像素子出力のピークレベル、ま
たは所定レベルでの波形幅を検出することにより、ピン
ト位置、フランジバック位置の適否を判断することを特
徴とする前記(1)記載の撮像光学系のピント調整装
置、(4)制御手段は、拡散光を有する複数のピンホー
ル穴に対応する前記イメージセンサーである撮像素子の
出力の間隔を検出することにより、前記透過部材の厚さ
の適否を判断することを特徴とする前記(1)記載の撮
像光学系のピント調整装置、によって前記の目的を達成
するものである。
【0022】
【発明の実施の形態】上記目的を達成するため、本発明
は、光学系の中に、所定厚みの平行面を有する透過部材
を選択挿入することにより、ピント調整、フランジバッ
ク調整等を行うものである。
は、光学系の中に、所定厚みの平行面を有する透過部材
を選択挿入することにより、ピント調整、フランジバッ
ク調整等を行うものである。
【0023】また、拡散光を有するピンホール穴付チャ
ートの出力波形を利用することにより、ピントの良否、
ズレ量を検出でき、上記ピント調整、フランジバック調
整等を容易に実現するものである。
ートの出力波形を利用することにより、ピントの良否、
ズレ量を検出でき、上記ピント調整、フランジバック調
整等を容易に実現するものである。
【0024】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面参照して説明す
る。
る。
【0025】(第1の実施例)図1,図2は第1の実施
例である視線検出機能を有するビデオカメラファインダ
ーユニットの構造断面図、及びイメージセンサー近傍拡
大図である。
例である視線検出機能を有するビデオカメラファインダ
ーユニットの構造断面図、及びイメージセンサー近傍拡
大図である。
【0026】殆どの構成は、従来例(図18,図19)
と同一であり、ここでは、異なる部分のみ説明する。図
2において、従来例に採用されたピント位置調整用スペ
ーサー818は無く、結像レンズ103とイメージセン
サー102の間に、ピント調整板120を配置してい
る。ピント調整板120は、中央部厚みがt2の、I字
型断面形状をした屈折率n(n≠1)の平行面を有する
透明板である。ここで、中央部厚みt2の異なるピント
調整板120を複数個用意しておき、これらを入れ替え
て、ピントを合わせる。
と同一であり、ここでは、異なる部分のみ説明する。図
2において、従来例に採用されたピント位置調整用スペ
ーサー818は無く、結像レンズ103とイメージセン
サー102の間に、ピント調整板120を配置してい
る。ピント調整板120は、中央部厚みがt2の、I字
型断面形状をした屈折率n(n≠1)の平行面を有する
透明板である。ここで、中央部厚みt2の異なるピント
調整板120を複数個用意しておき、これらを入れ替え
て、ピントを合わせる。
【0027】ここで、ピント調整板120について詳し
く説明する。図7は一般的に平行面を有する、屈折率n
(n>1)、厚みt2の透明板を、ある光学結像系に対
し、垂直に置いた時の光路(実線)を示したものであ
る。ただし破線は透明板をはずした時のものである。一
般的に知られるように、幾何光学の計算式より、
く説明する。図7は一般的に平行面を有する、屈折率n
(n>1)、厚みt2の透明板を、ある光学結像系に対
し、垂直に置いた時の光路(実線)を示したものであ
る。ただし破線は透明板をはずした時のものである。一
般的に知られるように、幾何光学の計算式より、
【0028】
【数1】
【0029】となる。すなわちt2を変化させることに
よって、ピント位置P´をズラすことができる。よっ
て、中央部厚みt2の異なるピント調整板120を複数
個用意しておき、これらを入れ替えると、ピントを合わ
せることが可能となる。
よって、ピント位置P´をズラすことができる。よっ
て、中央部厚みt2の異なるピント調整板120を複数
個用意しておき、これらを入れ替えると、ピントを合わ
せることが可能となる。
【0030】次に、実際のピント調整工程を説明する。
図3は第1の実施例の構成を示すブロック図である。
図3は第1の実施例の構成を示すブロック図である。
【0031】ここで104はファインダーレンズ1、1
03は結像レンズ、216はレンズホルダーのイメージ
センサー取付け部、102はイメージセンサー、205
はピントの検査をするために設置されたピンホールチャ
ートであり、表面が黒塗りされた板に1箇所の穴が開け
られており、ファインダーーレンズ104から所定の距
離に固定される。また、背後に、拡散板206、光源2
01が設置され、ピンホールから拡散光が照射されるよ
うになっている。
03は結像レンズ、216はレンズホルダーのイメージ
センサー取付け部、102はイメージセンサー、205
はピントの検査をするために設置されたピンホールチャ
ートであり、表面が黒塗りされた板に1箇所の穴が開け
られており、ファインダーーレンズ104から所定の距
離に固定される。また、背後に、拡散板206、光源2
01が設置され、ピンホールから拡散光が照射されるよ
うになっている。
【0032】また、イメージセンサー102は、イメー
ジセンサー駆動回路207、A/D変換器208によっ
てデジタル的に各画素のレベルが出力され、メモリ20
9に一時的に格納され、マイクロコンピューターのCP
U210により、演算処理が行われ、その結果は、ディ
スプレイ等の表示手段211によって表示される。な
お、表示手段211はチェック工具に設置されねばなら
ないが、それ以外の構成要素に関しては、ビデオカメラ
本体内蔵であっても、チェック工具側内蔵であっても構
わない。
ジセンサー駆動回路207、A/D変換器208によっ
てデジタル的に各画素のレベルが出力され、メモリ20
9に一時的に格納され、マイクロコンピューターのCP
U210により、演算処理が行われ、その結果は、ディ
スプレイ等の表示手段211によって表示される。な
お、表示手段211はチェック工具に設置されねばなら
ないが、それ以外の構成要素に関しては、ビデオカメラ
本体内蔵であっても、チェック工具側内蔵であっても構
わない。
【0033】図4は、前記ピンホールチャート205の
ピンホールの0がイメージセンサー102に結像された
時の、水平中心軸ライン出力を示したものであり、セン
サー座標に現われるインパルス上の波形(0´)は、ピ
ンホールからの拡散光の像を示すものである。
ピンホールの0がイメージセンサー102に結像された
時の、水平中心軸ライン出力を示したものであり、セン
サー座標に現われるインパルス上の波形(0´)は、ピ
ンホールからの拡散光の像を示すものである。
【0034】上記の構成において、イメージセンサー1
02における寸法PTが、ピント最適値から大きくばら
ついたとする。この場合イメージセンサー102の像は
ボケた像となる。図4の(B)はそのときのイメージセ
ンサー102の出力を示したものであり、ピンホールに
対応する出力のピークレベル(Z2)は低い数値を示
す。図4の(A)はイメージセンサー102のPT寸法
が最適値である時の出力を示したものであり、出力ピー
クレベル(Z1)は十分高くなっており、理想的な状態
といえる。図の中でZoは、ピント判断の基準であり、
Zoよりレベルが大きい時は合焦、小さい時はデフォー
カスとみなす。
02における寸法PTが、ピント最適値から大きくばら
ついたとする。この場合イメージセンサー102の像は
ボケた像となる。図4の(B)はそのときのイメージセ
ンサー102の出力を示したものであり、ピンホールに
対応する出力のピークレベル(Z2)は低い数値を示
す。図4の(A)はイメージセンサー102のPT寸法
が最適値である時の出力を示したものであり、出力ピー
クレベル(Z1)は十分高くなっており、理想的な状態
といえる。図の中でZoは、ピント判断の基準であり、
Zoよりレベルが大きい時は合焦、小さい時はデフォー
カスとみなす。
【0035】次に、上記実施例によるチェック工程のア
ルゴリズムを説明する。
ルゴリズムを説明する。
【0036】図5は、イメージセンサーの出力画像を示
しており、O´はチャートピンホールが結像されたもの
であり、白い輝点となって現われる。また、EOは、輝
点の演算を行うエリアであり、輝点より一回り大きなエ
リアに設定してある。
しており、O´はチャートピンホールが結像されたもの
であり、白い輝点となって現われる。また、EOは、輝
点の演算を行うエリアであり、輝点より一回り大きなエ
リアに設定してある。
【0037】図6は、CPU210のプログラムフロー
チャートを示しており、以下詳細を説明する。
チャートを示しており、以下詳細を説明する。
【0038】まず任意のピント調整板120をレンズホ
ルダー216へ挿入し(ステップS102)、イメージ
センサー102の全画素を読み出す(S103)。次
に、エリアEO中の画素出力レベルを比較し、maxレ
ベル(Omax)を演算により求める(S104)。次
に、Omaxとイメージセンサー出力のピント許容値Z
oを比較し(S105)、OmaxがZoより大きい時
は演算をストップしてok表示を行い(S106)、O
maxがZoより小さい時は、ピント調整板120の残
り枚数を調べて(S107)、残りのある時は、ピント
調整板120を交換して(S108)、S103へ戻
る。一方ピント調整板120の残り枚数が0の時は、ス
トップしてエラー表示を行う(S109)。
ルダー216へ挿入し(ステップS102)、イメージ
センサー102の全画素を読み出す(S103)。次
に、エリアEO中の画素出力レベルを比較し、maxレ
ベル(Omax)を演算により求める(S104)。次
に、Omaxとイメージセンサー出力のピント許容値Z
oを比較し(S105)、OmaxがZoより大きい時
は演算をストップしてok表示を行い(S106)、O
maxがZoより小さい時は、ピント調整板120の残
り枚数を調べて(S107)、残りのある時は、ピント
調整板120を交換して(S108)、S103へ戻
る。一方ピント調整板120の残り枚数が0の時は、ス
トップしてエラー表示を行う(S109)。
【0039】以上のシステムにより、イメージセンサー
102のピント調整を行うことができる。
102のピント調整を行うことができる。
【0040】本実施例においては、イメージセンサー1
02の出力が、ピント許容値Zo以上になったら終了し
たが、用意したピント調整板120を所定数トライし
て、ピント許容値Zo以上になったピント調整板120
のうち最大出力のものを選択してもよい。
02の出力が、ピント許容値Zo以上になったら終了し
たが、用意したピント調整板120を所定数トライし
て、ピント許容値Zo以上になったピント調整板120
のうち最大出力のものを選択してもよい。
【0041】(第2の実施例)次に、第2の実施例につ
いて説明する。なお、前記第1の実施例で図1,図2,
図3,図5,図7を参照して説明した事項は、本第2の
実施例でも同一のため、重複説明は省略する。
いて説明する。なお、前記第1の実施例で図1,図2,
図3,図5,図7を参照して説明した事項は、本第2の
実施例でも同一のため、重複説明は省略する。
【0042】図8は、図3に示すチャート205のピン
ホールの0がイメージセンサー202に結像された時
の、水平中心軸ライン出力を示したものであり、センサ
ー座標に現われるインパルス上の波形(0´)は、ピン
ホールからの拡散光の像を示すものである。
ホールの0がイメージセンサー202に結像された時
の、水平中心軸ライン出力を示したものであり、センサ
ー座標に現われるインパルス上の波形(0´)は、ピン
ホールからの拡散光の像を示すものである。
【0043】以上の構成において、イメージセンサー1
02における寸法PTが、ピント最適値から大きくばら
ついたとする。この場合イメージセンサー102の像は
ボケた像となる。図8の(B)はその時のイメージセン
サー102の出力を示したものであり、基準レベルZs
における出力波形の幅は、図に示すように、W2となっ
ている。図8の(A)はイメージセンサー102のPT
寸法が最適値である時の出力を示したものであり、基準
レベルZsにおける出力波形の幅は、図に示すようにW
1となっており、十分細い波形であることがわかり、理
想的な状態と言える。図の中でWoは、ピント判断の基
準であり、Woより波形幅が小さい時は合焦、大きい時
はデフォーカスと見なす。
02における寸法PTが、ピント最適値から大きくばら
ついたとする。この場合イメージセンサー102の像は
ボケた像となる。図8の(B)はその時のイメージセン
サー102の出力を示したものであり、基準レベルZs
における出力波形の幅は、図に示すように、W2となっ
ている。図8の(A)はイメージセンサー102のPT
寸法が最適値である時の出力を示したものであり、基準
レベルZsにおける出力波形の幅は、図に示すようにW
1となっており、十分細い波形であることがわかり、理
想的な状態と言える。図の中でWoは、ピント判断の基
準であり、Woより波形幅が小さい時は合焦、大きい時
はデフォーカスと見なす。
【0044】図9は、図3に示すCPU210のプログ
ラムフローチャートを示しており、以下詳細に説明す
る。
ラムフローチャートを示しており、以下詳細に説明す
る。
【0045】まず任意のピント調整板120をレンズホ
ルダー216へ挿入し(ステップS202)、イメージ
センサー102の全画素を読み出す(S203)。次に
エリアEO中の画素出力レベルを、基準値Zsと比較
し、Zs以上の画素数(On)を演算により求める(S
204)。次に、Onとイメージセンサー102出力の
ピント許容値Wonを比較し(S205)、OnがWo
nより小さい時は演算をストップしてok表示を行い
(S206)、OnがWonより大きい時は、ピント調
整板120の残り枚数を調べて(S207)、残りのあ
る時は、ピント調整板120を交換して(S208)、
S203へ戻る。一方ピント調整板120の残り枚数が
0の時は、ストップしてエラー表示を行う(S20
9)。
ルダー216へ挿入し(ステップS202)、イメージ
センサー102の全画素を読み出す(S203)。次に
エリアEO中の画素出力レベルを、基準値Zsと比較
し、Zs以上の画素数(On)を演算により求める(S
204)。次に、Onとイメージセンサー102出力の
ピント許容値Wonを比較し(S205)、OnがWo
nより小さい時は演算をストップしてok表示を行い
(S206)、OnがWonより大きい時は、ピント調
整板120の残り枚数を調べて(S207)、残りのあ
る時は、ピント調整板120を交換して(S208)、
S203へ戻る。一方ピント調整板120の残り枚数が
0の時は、ストップしてエラー表示を行う(S20
9)。
【0046】以上のシステムにより、イメージセンサー
102のピント調整を行うことができる。
102のピント調整を行うことができる。
【0047】本実施例においては、イメージセンサー1
02の出力における基準値Zs以上の画素数が、ピント
許容値Won以下になったら終了したが、用意したピン
ト調整板120を所定数トライして、ピント許容値Wo
n以下になったピント調整板120のうち最低幅のもの
を選択してもよい。
02の出力における基準値Zs以上の画素数が、ピント
許容値Won以下になったら終了したが、用意したピン
ト調整板120を所定数トライして、ピント許容値Wo
n以下になったピント調整板120のうち最低幅のもの
を選択してもよい。
【0048】(第3の実施例)第3の実施例について説
明する。なお、前記第1の実施例で図1,図2を参照し
て説明した事項は、第3の実施例でも同一のため、重複
説明は省略する。
明する。なお、前記第1の実施例で図1,図2を参照し
て説明した事項は、第3の実施例でも同一のため、重複
説明は省略する。
【0049】次に、本実施例の特徴あるピント調整工程
を説明する。図10はその構成を示すブロック図であ
る。
を説明する。図10はその構成を示すブロック図であ
る。
【0050】図10において、104はファインダーレ
ンズ1、103は結像レンズ、216はレンズホルダー
のイメージセンサー取付け部、102はイメージセンサ
ー、405はピントの検査をするために設置されたピン
ホールチャートであり、表面が黒塗りされた板に、3箇
所の穴が開けられており、ファインダーレンズ104か
ら所定の距離に固定される。また背後に、拡散板40
6、光源401が設置され、ピンホールから拡散光が照
射されるようになっている。
ンズ1、103は結像レンズ、216はレンズホルダー
のイメージセンサー取付け部、102はイメージセンサ
ー、405はピントの検査をするために設置されたピン
ホールチャートであり、表面が黒塗りされた板に、3箇
所の穴が開けられており、ファインダーレンズ104か
ら所定の距離に固定される。また背後に、拡散板40
6、光源401が設置され、ピンホールから拡散光が照
射されるようになっている。
【0051】また、イメージセンサー102は、イメー
ジセンサー駆動回路407、A/D変換器408によっ
てデジタル的に各画素のレベルが出力され、メモリ40
9に一時的に格納され、マイクロコンピューターのCP
U410により、演算処理が行われ、その結果は、ディ
スプレイ等の表示手段411によって表示される。な
お、表示手段411はチェック工具に設備されねばなら
ないが、それ以外の構成要素に関しては、ビデオカメラ
本体内蔵であっても、チェック工具側内蔵であっても構
わない。
ジセンサー駆動回路407、A/D変換器408によっ
てデジタル的に各画素のレベルが出力され、メモリ40
9に一時的に格納され、マイクロコンピューターのCP
U410により、演算処理が行われ、その結果は、ディ
スプレイ等の表示手段411によって表示される。な
お、表示手段411はチェック工具に設備されねばなら
ないが、それ以外の構成要素に関しては、ビデオカメラ
本体内蔵であっても、チェック工具側内蔵であっても構
わない。
【0052】図11は、前記チャートのピンホールx
1,0,x2がイメージセンサー102に結像された時
の、水平中心軸ライン出力を示したものであり、センサ
ー座標に現われるインパルス上の波形(x1,0´,x
2´)は、ピンホールからの拡散光の像を示すものであ
る。
1,0,x2がイメージセンサー102に結像された時
の、水平中心軸ライン出力を示したものであり、センサ
ー座標に現われるインパルス上の波形(x1,0´,x
2´)は、ピンホールからの拡散光の像を示すものであ
る。
【0053】以上の構成において、イメージセンサー1
02における寸法PTが、ピント最適値から大きくばら
ついたとする。この場合イメージセンサー102の像は
ボケた像となる。図11の(B)は、寸法PTが最適値
より小さい時の、イメージセンサー102出力を示した
ものであり、図11の(C)は、寸法PTが最適値より
大きい時の、イメージセンサー102出力を示したもの
である。いずれも波形は低いレベルを示しており、ボケ
ている状態である。図11の(A)はイメージセンサー
102のPT寸法が最適値である時の出力を示したもの
であり、出力ピークレベルは十分高くなっており、理想
的な状態と言える。ここで2個のピンホール像の間隔X
sは、ピントが最適な状態に対して、寸法PTが小さい
時はXsも小さく、寸法PTが大きい時はXsも大きく
なっていることがわかる。図12はこの様子を表わした
グラフであり、一般的にその関係は、ほぼ直線となる。
ここで、GXsは、ピントが最適値の時の、ピンホール
像間隔である。
02における寸法PTが、ピント最適値から大きくばら
ついたとする。この場合イメージセンサー102の像は
ボケた像となる。図11の(B)は、寸法PTが最適値
より小さい時の、イメージセンサー102出力を示した
ものであり、図11の(C)は、寸法PTが最適値より
大きい時の、イメージセンサー102出力を示したもの
である。いずれも波形は低いレベルを示しており、ボケ
ている状態である。図11の(A)はイメージセンサー
102のPT寸法が最適値である時の出力を示したもの
であり、出力ピークレベルは十分高くなっており、理想
的な状態と言える。ここで2個のピンホール像の間隔X
sは、ピントが最適な状態に対して、寸法PTが小さい
時はXsも小さく、寸法PTが大きい時はXsも大きく
なっていることがわかる。図12はこの様子を表わした
グラフであり、一般的にその関係は、ほぼ直線となる。
ここで、GXsは、ピントが最適値の時の、ピンホール
像間隔である。
【0054】次に、上記第3の実施例によるチェック工
程のアルゴリズムを説明する。
程のアルゴリズムを説明する。
【0055】図13は、イメージセンサーの出力画像を
示しており、X1´,x2´は前記チャート405のピ
ンホールが結像されたものであり、白い輝点となって現
われる。また、Ex1,Ex2は輝点の演算を行うエリ
アであり、輝点より一回り大きなエリアに設定してあ
る。
示しており、X1´,x2´は前記チャート405のピ
ンホールが結像されたものであり、白い輝点となって現
われる。また、Ex1,Ex2は輝点の演算を行うエリ
アであり、輝点より一回り大きなエリアに設定してあ
る。
【0056】図14は、図10に示すCPU410のプ
ログラムフローチャートを示しており、以下詳細に説明
する。
ログラムフローチャートを示しており、以下詳細に説明
する。
【0057】まずメモリーM1へ0を書き込み(ステッ
プS302)、任意のピント調整板120をレンズホル
ダー216へ挿入し(S303)、イメージセンサー1
02の全画素を読み出す(S304)。次にエリアEX
1中の画素出力レベルの重心座標のうちX座標を演算
(GX1)し(S305)、同様にエリアEX2中の画
素出力レベルの重心座標のうちX座標(GX2)を演算
する(S306)。次に、前記2個の座標間(GX2−
GX1)と、ピントが最適値の時の、ピンホール像間隔
GXsの差の絶対値を、ΔXsへ書き込み(S30
7)、所定のピント許容値ΔXsoと比較し(S30
8)、ΔXsの方が小さい時はストップし、Ok表示を
行う(S309)。ΔXsの方が大きい時は、ΔXsの
値を用いて、グラフ図12と第1の実施例で説明した式
(a)により、最適なピント調整板120の厚みt2を
演算し、t2newとする(S310)。次にピント調
整板t2newを挿入し(S311)、メモリーM1
(409)に1を加えて(S312)、M1と5を比較
し(S313)、M1が5以下であればS304へ戻
り、5を超えた時は、ストップし、NG表示を行う(S
314)。ここで、ピント調整板120の入れ替えを5
回行ったが、S310の演算結果の精度が良ければ、1
回でも構わない。
プS302)、任意のピント調整板120をレンズホル
ダー216へ挿入し(S303)、イメージセンサー1
02の全画素を読み出す(S304)。次にエリアEX
1中の画素出力レベルの重心座標のうちX座標を演算
(GX1)し(S305)、同様にエリアEX2中の画
素出力レベルの重心座標のうちX座標(GX2)を演算
する(S306)。次に、前記2個の座標間(GX2−
GX1)と、ピントが最適値の時の、ピンホール像間隔
GXsの差の絶対値を、ΔXsへ書き込み(S30
7)、所定のピント許容値ΔXsoと比較し(S30
8)、ΔXsの方が小さい時はストップし、Ok表示を
行う(S309)。ΔXsの方が大きい時は、ΔXsの
値を用いて、グラフ図12と第1の実施例で説明した式
(a)により、最適なピント調整板120の厚みt2を
演算し、t2newとする(S310)。次にピント調
整板t2newを挿入し(S311)、メモリーM1
(409)に1を加えて(S312)、M1と5を比較
し(S313)、M1が5以下であればS304へ戻
り、5を超えた時は、ストップし、NG表示を行う(S
314)。ここで、ピント調整板120の入れ替えを5
回行ったが、S310の演算結果の精度が良ければ、1
回でも構わない。
【0058】また、本実施例においては、ΔXsがΔX
soより小さくなったら終了したが、そこで終了せず、
用意したピント調整板120を所定数トライして、ΔX
sがΔXsoより小さくなったピント調整板120のう
ち、ΔXsが最低値のものを選択してもよい。
soより小さくなったら終了したが、そこで終了せず、
用意したピント調整板120を所定数トライして、ΔX
sがΔXsoより小さくなったピント調整板120のう
ち、ΔXsが最低値のものを選択してもよい。
【0059】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光学系の中に、所定厚みの平行面を有する透過部材を挿
入することにより、簡単な工程で、確実に、ピント調
整、フランジバック調整等を行うことができる。
光学系の中に、所定厚みの平行面を有する透過部材を挿
入することにより、簡単な工程で、確実に、ピント調
整、フランジバック調整等を行うことができる。
【0060】また、組み立て後不良が発覚したとして
も、ピント調整する透過部材は、他部品をはずさずに入
れ替えが可能なので、手直しが容易となる。
も、ピント調整する透過部材は、他部品をはずさずに入
れ替えが可能なので、手直しが容易となる。
【図1】 第1の実施例の構造を示す断面図である。
【図2】 第1の実施例のイメージセンサー近傍の拡大
断面図である。
断面図である。
【図3】 第1の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図4】 第1の実施例によるイメージセンサーの出力
説明図である。
説明図である。
【図5】 第1の実施例によるイメージセンサー画像の
説明図である。
説明図である。
【図6】 第1の実施例のフローチャートである。
【図7】 透明板挿入時の光路変化を示す説明図であ
る。
る。
【図8】 第2の実施例によるイメージセンサー出力の
説明図である。
説明図である。
【図9】 第2の実施例のフローチャートである。
【図10】 第3の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図11】 第3の実施例によるイメージセンサー出力
の説明図である。
の説明図である。
【図12】 イメージセンサー撮像面深さ(PT)とピ
ンホール像間隔の関係を示す説明図である。
ンホール像間隔の関係を示す説明図である。
【図13】 第3の実施例によるイメージセンサーの画
像の説明図である。
像の説明図である。
【図14】 第3の実施例のフローチャートである。
【図15】 従来例による視線検出原理の説明図であ
る。
る。
【図16】 従来例によるイメージセンサー出力の説明
図である。
図である。
【図17】 従来例の光学系構成の説明図である。
【図18】 従来例の構造を示す断面図である。
【図19】 従来例のイメージセンサー近傍の拡大断面
図である。
図である。
101 観察者の目 102 イメージセンサー 103 結像レンズ 104 ファインダーレンズ1 105 ダイクロイックミラー 106 ファインダーレンズ2 107 LCD窓 108 LCDホルダー 109 LCDユニット 110 バックライトユニット 111 視度調節つまみ 113 赤外発光ダイオード 114 アイカップ 115 ケース 116 レンズホルダー 117 絞り 119 撮像面 120 ピント調整板 201,401 光源 205,405 ピンホールチャート 206,406 拡散板 207,407 イメージセンサー駆動回路 208,408 A/D変換器 209,409 メモリ 210,410 CPU 211,411 表示手段 216 レンズホルダー
Claims (4)
- 【請求項1】 イメージセンサーである撮像素子と撮像
レンズユニットを有するカメラ、ビデオカメラ等におい
て、 屈折率がn=1以外の平行面を有し厚みの異なる光り透
過部材を前記撮像素子と撮像レンズユニットの間に交換
可能に装着して、前記撮像レンズユニットに対する撮像
面の光路長を変更させる透過部材装着手段と、 ピント位置、フランジバック位置の適否を判断し前記透
過部材の装着に係る情報を出力する制御手段とを有する
ことを特徴とする撮像光学系のピント調整装置。 - 【請求項2】 前記撮像レンズユニットは、カメラ、ビ
デオカメラ等のファインダーユニットに組み込まれ、撮
影者の視線を検出すものであることを特徴とする請求項
1記載の撮像光学系のピント調整装置。 - 【請求項3】 前記制御手段は、拡散光を有するピンホ
ール穴に対応する前記イメージセンサーである撮像素子
出力のピークレベル、または所定レベルでの波形幅を検
出することにより、ピント位置、フランジバック位置の
適否を判断することを特徴とする請求項1記載の撮像光
学系のピント調整装置。 - 【請求項4】 前記制御手段は、拡散光を有する複数の
ピンホール穴に対応する前記イメージセンサーである撮
像素子の出力の間隔を検出することにより、前記透過部
材の厚さの適否を判断することを特徴とする請求項1記
載の撮像光学系のピント調整装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7232685A JPH0980590A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 撮像光学系のピント調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7232685A JPH0980590A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 撮像光学系のピント調整装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0980590A true JPH0980590A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16943192
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7232685A Pending JPH0980590A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | 撮像光学系のピント調整装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0980590A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100365761B1 (ko) * | 1999-06-28 | 2002-12-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이미지센서 칩 테스트 장치 |
JP2006325100A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Olympus Imaging Corp | デジタルカメラの調整方法及び、その調整装置 |
US8648957B2 (en) | 2007-09-27 | 2014-02-11 | Lg Innotek Co., Ltd. | Camera module comprising a lens assembly and a sensor assembly and manufacturing method thereof |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7232685A patent/JPH0980590A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100365761B1 (ko) * | 1999-06-28 | 2002-12-26 | 주식회사 하이닉스반도체 | 이미지센서 칩 테스트 장치 |
JP2006325100A (ja) * | 2005-05-20 | 2006-11-30 | Olympus Imaging Corp | デジタルカメラの調整方法及び、その調整装置 |
JP4557799B2 (ja) * | 2005-05-20 | 2010-10-06 | オリンパスイメージング株式会社 | デジタルカメラの調整方法及び、その調整装置 |
US8648957B2 (en) | 2007-09-27 | 2014-02-11 | Lg Innotek Co., Ltd. | Camera module comprising a lens assembly and a sensor assembly and manufacturing method thereof |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040615 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041102 |