JPH0575797A - 撮像素子光学ユニツトの調整装置 - Google Patents
撮像素子光学ユニツトの調整装置Info
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- JPH0575797A JPH0575797A JP3267079A JP26707991A JPH0575797A JP H0575797 A JPH0575797 A JP H0575797A JP 3267079 A JP3267079 A JP 3267079A JP 26707991 A JP26707991 A JP 26707991A JP H0575797 A JPH0575797 A JP H0575797A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、レンズと撮像素子を有する撮像素
子光学ユニットの調整作業を容易に、効率的に行うこと
を目的にする。 【構成】 撮像素子とその撮像面上に画像を結像させる
レンズとを有する撮像素子光学ユニットに対して、撮像
素子の画素の一次元配列の方向を調整するための第1の
基準位置マークと、その位置マークの近傍に設けた三角
形あるいは斜線からなる位置調整マークと、第1の基準
位置マークにほぼ直交しピントを調整するための複数の
線からなるラダー部と、第1の基準位置マークにほぼ直
交し前記撮像素子の画素の一次元配列の位置を調整する
ための第2の基準位置マークとを有するチャートと、そ
のチャートを撮像素子に結像させて得られる出力信号波
形に基づき、撮像素子の位置と前記ラダー部の黒部と白
部のコントラストと結像倍率とを演算する演算手段と、
これらの演算結果を同時に表示する表示手段とを有する
ことを特徴とする撮像素子光学ユニットの調整装置。
子光学ユニットの調整作業を容易に、効率的に行うこと
を目的にする。 【構成】 撮像素子とその撮像面上に画像を結像させる
レンズとを有する撮像素子光学ユニットに対して、撮像
素子の画素の一次元配列の方向を調整するための第1の
基準位置マークと、その位置マークの近傍に設けた三角
形あるいは斜線からなる位置調整マークと、第1の基準
位置マークにほぼ直交しピントを調整するための複数の
線からなるラダー部と、第1の基準位置マークにほぼ直
交し前記撮像素子の画素の一次元配列の位置を調整する
ための第2の基準位置マークとを有するチャートと、そ
のチャートを撮像素子に結像させて得られる出力信号波
形に基づき、撮像素子の位置と前記ラダー部の黒部と白
部のコントラストと結像倍率とを演算する演算手段と、
これらの演算結果を同時に表示する表示手段とを有する
ことを特徴とする撮像素子光学ユニットの調整装置。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】電荷結像素子(Charge−C
oupled−Device;以下CCDと呼ぶ)など
の撮像素子とその撮像面上に画像を結像させるレンズと
の組み合わせからなる撮像素子光学ユニットの調整装置
に関する。
oupled−Device;以下CCDと呼ぶ)など
の撮像素子とその撮像面上に画像を結像させるレンズと
の組み合わせからなる撮像素子光学ユニットの調整装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機、ファクシミリなどにおいて、画
像読み取り部にCCDなどの画素を1次元的に配置した
撮像素子とレンズとを組み合わせた撮像素子光学ユニッ
トが広く用いられている。この撮像素子光学ユニット
は、レンズを通して入力される画像を撮像素子に正しく
結像するように、レンズのピント、結像倍率、撮像素子
とレンズとの位置等の調整を行う必要がある。従来この
撮像素子光学ユニットの調整は、レンズのピント、結像
倍率、撮像素子の位置を各々調整するための調整用チャ
ートを用いて、チャート像を撮像素子に結像させ、撮像
素子の出力信号波形をオシロスコープによって観察する
ことによって行っていた。またカラー用撮像素子光学ユ
ニットの調整では、レンズのピントおよび倍率調整方法
として前記と同様な方法で、カラー用撮像素子の3原色
(レッド、ブルー、グリーン)の出力信号波形を、オシ
ロスコープによって観察して3原色の信号強度が均等に
なるように調整を行う。位置調整は、構造上中心に位置
する色の出力信号波形を用いる。このような従来の調整
作業のフローチャートを図13に示す。
像読み取り部にCCDなどの画素を1次元的に配置した
撮像素子とレンズとを組み合わせた撮像素子光学ユニッ
トが広く用いられている。この撮像素子光学ユニット
は、レンズを通して入力される画像を撮像素子に正しく
結像するように、レンズのピント、結像倍率、撮像素子
とレンズとの位置等の調整を行う必要がある。従来この
撮像素子光学ユニットの調整は、レンズのピント、結像
倍率、撮像素子の位置を各々調整するための調整用チャ
ートを用いて、チャート像を撮像素子に結像させ、撮像
素子の出力信号波形をオシロスコープによって観察する
ことによって行っていた。またカラー用撮像素子光学ユ
ニットの調整では、レンズのピントおよび倍率調整方法
として前記と同様な方法で、カラー用撮像素子の3原色
(レッド、ブルー、グリーン)の出力信号波形を、オシ
ロスコープによって観察して3原色の信号強度が均等に
なるように調整を行う。位置調整は、構造上中心に位置
する色の出力信号波形を用いる。このような従来の調整
作業のフローチャートを図13に示す。
【0003】調整に使用する調整用チャートは図17に
示すような、ピント、倍率、位置調整を行うチャートを
別々に用意して調整項目により切り替えるものである。
このチャートを撮像素子に結像し、白地部1により各素
子からの出力の大きさを判定する。撮像素子の左右の位
置は、縦線部2の出力が所定の画素位置に来るよう撮像
素子を左右に移動することにより調整される。撮像素子
の上下の位置は、横線3の結像パターンが撮像素子の画
素上に結像されるように調整される。すなわち、各画素
の出力が小さくなるように撮像素子の位置を調整する。
なお、横線につけられた横マーク4は調整をやりやすく
するため撮像素子の上下の方向がわかるように設けられ
ている。
示すような、ピント、倍率、位置調整を行うチャートを
別々に用意して調整項目により切り替えるものである。
このチャートを撮像素子に結像し、白地部1により各素
子からの出力の大きさを判定する。撮像素子の左右の位
置は、縦線部2の出力が所定の画素位置に来るよう撮像
素子を左右に移動することにより調整される。撮像素子
の上下の位置は、横線3の結像パターンが撮像素子の画
素上に結像されるように調整される。すなわち、各画素
の出力が小さくなるように撮像素子の位置を調整する。
なお、横線につけられた横マーク4は調整をやりやすく
するため撮像素子の上下の方向がわかるように設けられ
ている。
【0004】黒線部と白線部からなるラダー部5は、ピ
ント調整に用いられる。すなわち、この黒線部と白線部
の出力の差が大きいほどピントが合っていると判定され
る。しかしピント、倍率、撮像素子の位置調整は相互に
干渉しあうので、調整項目によりチャートを切り替える
調整方法では不都合が生じる。例えば、最初にピントを
調節し、次にチャートを切り替え撮像素子の位置調整を
行うと、位置調整によりピントがずれるために、再びピ
ントのチャートに切り替え、ピントを再調整しなければ
ならないという不具合がある。そこで、特開平2ー26
6658号公報で開示されているように、これらの調整
チャートを1つの複合チャートにまとめ、チャートの切
り替え工数を削減することが提案されている。
ント調整に用いられる。すなわち、この黒線部と白線部
の出力の差が大きいほどピントが合っていると判定され
る。しかしピント、倍率、撮像素子の位置調整は相互に
干渉しあうので、調整項目によりチャートを切り替える
調整方法では不都合が生じる。例えば、最初にピントを
調節し、次にチャートを切り替え撮像素子の位置調整を
行うと、位置調整によりピントがずれるために、再びピ
ントのチャートに切り替え、ピントを再調整しなければ
ならないという不具合がある。そこで、特開平2ー26
6658号公報で開示されているように、これらの調整
チャートを1つの複合チャートにまとめ、チャートの切
り替え工数を削減することが提案されている。
【0005】このような複合チャートの例を第18図に
示す。このチャートを用いて撮像素子の調整を行う場
合、撮像素子の画素の一次元配列の方向が、横線6の方
向とほぼ一致するように配置し、横線6に相当する出力
波形が撮像領域全域にわたって均一に出力されるよう
に、撮像素子の上下方向の位置が調整される。また、縦
線7の出力される位置により撮像素子の横方向の位置が
調整される。横線6に直交するラダー部8の黒線部と白
線部の出力の差によってピントの調整が行われる。
示す。このチャートを用いて撮像素子の調整を行う場
合、撮像素子の画素の一次元配列の方向が、横線6の方
向とほぼ一致するように配置し、横線6に相当する出力
波形が撮像領域全域にわたって均一に出力されるよう
に、撮像素子の上下方向の位置が調整される。また、縦
線7の出力される位置により撮像素子の横方向の位置が
調整される。横線6に直交するラダー部8の黒線部と白
線部の出力の差によってピントの調整が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の調整用チャート
による位置調整においては、位置調整の合否および位置
がずれている方向は判定可能であるが、撮像素子とレン
ズとのずれ量を算することが困難であり、調整量は試行
錯誤により決定することになり、多くの調整工数を要し
ていた。また、従来の撮像素子光学ユニットの調整方法
は、撮像素子の出力信号波形をオシロスコープにより観
察し、信号の位置や電圧値を目視で読み取り、その値か
ら計算してレンズのピント、結像倍率、撮像素子の位置
を定量化して調整を行うものであり、定量化のための作
業に多くの工数を要し、算出の精度から調整のばらつき
も発生する。また、カラー用撮像素子光学ユニットの調
整では、3原色の信号を評価するため約3倍の工数を要
する。本発明の目的は、このような従来の調整作業の工
数を削減し、作業能率を向上させることができる撮像素
子光学ユニットの調整装置を提供する事にある。
による位置調整においては、位置調整の合否および位置
がずれている方向は判定可能であるが、撮像素子とレン
ズとのずれ量を算することが困難であり、調整量は試行
錯誤により決定することになり、多くの調整工数を要し
ていた。また、従来の撮像素子光学ユニットの調整方法
は、撮像素子の出力信号波形をオシロスコープにより観
察し、信号の位置や電圧値を目視で読み取り、その値か
ら計算してレンズのピント、結像倍率、撮像素子の位置
を定量化して調整を行うものであり、定量化のための作
業に多くの工数を要し、算出の精度から調整のばらつき
も発生する。また、カラー用撮像素子光学ユニットの調
整では、3原色の信号を評価するため約3倍の工数を要
する。本発明の目的は、このような従来の調整作業の工
数を削減し、作業能率を向上させることができる撮像素
子光学ユニットの調整装置を提供する事にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、撮像素子とそ
の撮像面上に画像を結像させるレンズとを有する撮像素
子光学ユニットに対して、複合パターンからなる調整用
チャートの像を撮像素子に結像させ、その出力信号波形
よりレンズのピント、結像倍率、撮像素子とレンズとの
位置調整を行う撮像素子光学ユニット調整装置におい
て、前記撮像素子の画素の一次元配列の上下方向を調整
するための第1の基準位置マークと、その位置マークの
近傍に設けた三角形あるいは斜線からなる位置調整マー
クと、前記第1の基準位置マークに直交しピントを調整
するための複数の線からなるラダー部と、前記第1の基
準位置マークに直交し前記撮像素子の画素の一次元配列
の左右方向を調整するための第2の基準位置マークと、
第1の基準位置マークに直交し結像倍率を調整するため
の対の線からなるマークとを有するチャートと、そのチ
ャートを前記撮像素子に結像させて得られる出力信号波
形に基づき、前記撮像素子の位置と前記ラダー部の黒部
と白部のコントラストと結像倍率とを演算する演算手段
と、これらの演算結果を同時に表示する表示手段とを有
することを特徴とする。
の撮像面上に画像を結像させるレンズとを有する撮像素
子光学ユニットに対して、複合パターンからなる調整用
チャートの像を撮像素子に結像させ、その出力信号波形
よりレンズのピント、結像倍率、撮像素子とレンズとの
位置調整を行う撮像素子光学ユニット調整装置におい
て、前記撮像素子の画素の一次元配列の上下方向を調整
するための第1の基準位置マークと、その位置マークの
近傍に設けた三角形あるいは斜線からなる位置調整マー
クと、前記第1の基準位置マークに直交しピントを調整
するための複数の線からなるラダー部と、前記第1の基
準位置マークに直交し前記撮像素子の画素の一次元配列
の左右方向を調整するための第2の基準位置マークと、
第1の基準位置マークに直交し結像倍率を調整するため
の対の線からなるマークとを有するチャートと、そのチ
ャートを前記撮像素子に結像させて得られる出力信号波
形に基づき、前記撮像素子の位置と前記ラダー部の黒部
と白部のコントラストと結像倍率とを演算する演算手段
と、これらの演算結果を同時に表示する表示手段とを有
することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、例えば図2に示すような2つ
の三角形を組み合わせた位置調整マーク21、21’を
調整用チャートの左右2ヶ所に配置した複合チャートの
像は撮像素子に結像され、撮像素子からの出力信号波形
は、演算装置に撮像素子のクロック周波数と同じ周波数
でデジタル信号波形として取り込まれ、演算処理により
ピント、結像倍率、撮像素子とレンズとのずれ量にリア
ルタイムに定量化され、同時に表示装置に表示される。
2つの三角形の頂点が接する部分が上下方向の基準位置
となるので、この位置調整マーク21、21’に対応し
た信号像の長さが小さくなる方向に調整すれば容易に調
整が可能である。
の三角形を組み合わせた位置調整マーク21、21’を
調整用チャートの左右2ヶ所に配置した複合チャートの
像は撮像素子に結像され、撮像素子からの出力信号波形
は、演算装置に撮像素子のクロック周波数と同じ周波数
でデジタル信号波形として取り込まれ、演算処理により
ピント、結像倍率、撮像素子とレンズとのずれ量にリア
ルタイムに定量化され、同時に表示装置に表示される。
2つの三角形の頂点が接する部分が上下方向の基準位置
となるので、この位置調整マーク21、21’に対応し
た信号像の長さが小さくなる方向に調整すれば容易に調
整が可能である。
【0009】
【実施例】図1を用いて調整装置の構成を説明する。C
CD光学ユニットはCCD基板14とレンズ15から構
成されている。調整時にはレンズ15はy軸方向に、C
CD基板14はx,y,z,θ,φ軸方向に調整機構
(図示せず)により移動する。13は原稿面に相当する
位置に固定された調整用チャートであり、このチャート
はレンズ15で縮小されCCDラインセンサ18上に結
像する。CCDラインセンサ18の出力信号波形は、例
えばクロック周波数13MHzで駆動され演算装置12
に例えば5000画素の信号波形(0〜511階調)と
して取り込まれ、デジタル演算処理によりピント、結像
倍率、CCDのずれ量に定量化され、演算された定量値
は表示装置11により表示される。CCDラインセンサ
18の出力波形の例を図14に示す。また、ピント、結
像倍率、CCDのずれ量を演算する手順を示すフローチ
ャートを図3に示す。
CD光学ユニットはCCD基板14とレンズ15から構
成されている。調整時にはレンズ15はy軸方向に、C
CD基板14はx,y,z,θ,φ軸方向に調整機構
(図示せず)により移動する。13は原稿面に相当する
位置に固定された調整用チャートであり、このチャート
はレンズ15で縮小されCCDラインセンサ18上に結
像する。CCDラインセンサ18の出力信号波形は、例
えばクロック周波数13MHzで駆動され演算装置12
に例えば5000画素の信号波形(0〜511階調)と
して取り込まれ、デジタル演算処理によりピント、結像
倍率、CCDのずれ量に定量化され、演算された定量値
は表示装置11により表示される。CCDラインセンサ
18の出力波形の例を図14に示す。また、ピント、結
像倍率、CCDのずれ量を演算する手順を示すフローチ
ャートを図3に示す。
【0010】図2を用いて本発明の調整用チャートの一
例について詳細に説明する。20は図1に示したx軸方
向の原稿左側の基準(以下サイドレジストと呼ぶ)とな
る基準位置マークである。21と21’はマークの幅か
ら図1に示すz,θ軸方向のずれ量を概算するための位
置調整マークである。22と22’は21と21’で得
られるずれ量の方向を示すマークである。23と23’
はz,θ軸方向の基準となる位置合わせの基準位置マー
クである。21と22,21’と22’のマークの組み
合わせによりz,θ軸方向のずれ量(以下スキュー量と
呼ぶ)を算出する。24と24’はラダー部(白黒の縞
パターン)であり、マークの像がレンズにより縮小され
て結像したとき、その線幅とCCDの画素幅とのずれか
らモアレ波形が現れるので、そのモアレ波形の高さから
ピントを求める。25と25’は規定の光学倍率におけ
るマーク間隔を基準にして倍率を求めるための倍率計算
用マークであり、モアレ波形の個数を数えて倍率を求め
る方法に比べ、倍率のずれ方向が分かるため、調整作業
が容易になる。また25と26,25’と26’のマー
ク間隔の差から図1に示すφ軸方向の傾きが計算され
る。
例について詳細に説明する。20は図1に示したx軸方
向の原稿左側の基準(以下サイドレジストと呼ぶ)とな
る基準位置マークである。21と21’はマークの幅か
ら図1に示すz,θ軸方向のずれ量を概算するための位
置調整マークである。22と22’は21と21’で得
られるずれ量の方向を示すマークである。23と23’
はz,θ軸方向の基準となる位置合わせの基準位置マー
クである。21と22,21’と22’のマークの組み
合わせによりz,θ軸方向のずれ量(以下スキュー量と
呼ぶ)を算出する。24と24’はラダー部(白黒の縞
パターン)であり、マークの像がレンズにより縮小され
て結像したとき、その線幅とCCDの画素幅とのずれか
らモアレ波形が現れるので、そのモアレ波形の高さから
ピントを求める。25と25’は規定の光学倍率におけ
るマーク間隔を基準にして倍率を求めるための倍率計算
用マークであり、モアレ波形の個数を数えて倍率を求め
る方法に比べ、倍率のずれ方向が分かるため、調整作業
が容易になる。また25と26,25’と26’のマー
ク間隔の差から図1に示すφ軸方向の傾きが計算され
る。
【0011】ピントを調整するためのラダー部24と2
4’のピッチは、通常CCDの画素ピッチに規定の光学
倍率を乗じたものである。ピッチを合わせることにより
倍率が求められる。ラダーピッチの他の例として、例え
ば5%大きく設定したものを用いてもよい。そうするこ
とにより、規定の光学倍率においてもCCDの画素とラ
ダーのピッチが一致しないことから図14に示すよう
に、CCDの出力信号のモアレ波形53、53’が多数
現れる。例えば光学倍率9倍の5000画素のCCD光
学ユニットにおいては、規定の光学倍率においても20
〜30画素周期のモアレ波形が現れ、分解能約1%の任
意位置でピントが求められる。カラー用CCD光学ユニ
ットにおいて、レンズの周辺部で3原色のピントがずれ
た状態で調整された場合、画像の色ずれが起きることが
あるが、この方法により周辺部位置でのピントを評価し
て調整することにより色ずれを防ぐことができる。
4’のピッチは、通常CCDの画素ピッチに規定の光学
倍率を乗じたものである。ピッチを合わせることにより
倍率が求められる。ラダーピッチの他の例として、例え
ば5%大きく設定したものを用いてもよい。そうするこ
とにより、規定の光学倍率においてもCCDの画素とラ
ダーのピッチが一致しないことから図14に示すよう
に、CCDの出力信号のモアレ波形53、53’が多数
現れる。例えば光学倍率9倍の5000画素のCCD光
学ユニットにおいては、規定の光学倍率においても20
〜30画素周期のモアレ波形が現れ、分解能約1%の任
意位置でピントが求められる。カラー用CCD光学ユニ
ットにおいて、レンズの周辺部で3原色のピントがずれ
た状態で調整された場合、画像の色ずれが起きることが
あるが、この方法により周辺部位置でのピントを評価し
て調整することにより色ずれを防ぐことができる。
【0012】次に、図1に示す撮像素子のz,θ軸方向
のずれ量であるスキュー量の算出について説明する。ス
キュー量は図4(b)に示すように紙幅をWとしたとき
の撮像素子の受光範囲28の傾いた距離Lで定義され
る。図4(a)を用いて21と21’の位置調整マーク
を使用したときのスキュー量の算出方法を示す。21と
21’の位置調整マークとCCDラインセンサの受光範
囲28の重なる位置と、基準位置29との差(片側ずれ
量)r1とr2、および21と21’の位置調整マークの
間の幅Cを用いて式1で求まる。 L=(W/C)×(r1−r2) ・・・・・・・(式1) r1とr2は22と22’のマークがCCDラインセン
サの受光範囲28に存在するか否かにより基準位置に対
するプラス、マイナスの方向が決められる。
のずれ量であるスキュー量の算出について説明する。ス
キュー量は図4(b)に示すように紙幅をWとしたとき
の撮像素子の受光範囲28の傾いた距離Lで定義され
る。図4(a)を用いて21と21’の位置調整マーク
を使用したときのスキュー量の算出方法を示す。21と
21’の位置調整マークとCCDラインセンサの受光範
囲28の重なる位置と、基準位置29との差(片側ずれ
量)r1とr2、および21と21’の位置調整マークの
間の幅Cを用いて式1で求まる。 L=(W/C)×(r1−r2) ・・・・・・・(式1) r1とr2は22と22’のマークがCCDラインセン
サの受光範囲28に存在するか否かにより基準位置に対
するプラス、マイナスの方向が決められる。
【0013】図4(a)の点線の円内を中心に拡大した
図5を参照してr1の算出方法を示す。角度θだけ傾い
たときCCDラインセンサが受光する21のマークの幅
をω画素とすると、r1は21のマークの幅Aと高さB
より式2で求まる。 r1=(B/A)×(ωcosθ+((A/B)ωsinθ) (式2) 角度θは最大で±2゜程度であり、式2は次のように式
3と近似できる。 r1=(B/A)×ω ・・・・・・・・・・・・(式3) r2も同様にして式3で求まり、式1および式3により
スキュー量Lが求められる。
図5を参照してr1の算出方法を示す。角度θだけ傾い
たときCCDラインセンサが受光する21のマークの幅
をω画素とすると、r1は21のマークの幅Aと高さB
より式2で求まる。 r1=(B/A)×(ωcosθ+((A/B)ωsinθ) (式2) 角度θは最大で±2゜程度であり、式2は次のように式
3と近似できる。 r1=(B/A)×ω ・・・・・・・・・・・・(式3) r2も同様にして式3で求まり、式1および式3により
スキュー量Lが求められる。
【0014】図15に21、21’の測定幅ωとそのと
きの片側ずれ量r1、r2の関係を示す。調整が完了した
CCD光学ユニットを使い、調整チャートを平行移動し
て片側ずれ量r1、r2とし、そのときのマーク幅ωを測
定した結果、式3の理論式とよく一致した。
きの片側ずれ量r1、r2の関係を示す。調整が完了した
CCD光学ユニットを使い、調整チャートを平行移動し
て片側ずれ量r1、r2とし、そのときのマーク幅ωを測
定した結果、式3の理論式とよく一致した。
【0015】図4(a)に示す21、21’のマークの
形状では、調整の基準位置29近辺でマークの幅が細く
なるため、測定上十分な精度の幅が求められないことが
ある。その場合、基準位置29との位置合わせのための
位置調整マーク23、23’を設け、図19に示すよう
に、CCDラインセンサの受光範囲28が23,23’
のマークに重なる割合を、23,23’のマークを示す
波形のコントラストから求め、コントラストと片側ずれ
量の関係をモデリングし、得た関係式から21、21’
のマークで求められない範囲の片側のずれ量r1、r2を
求め、スキュー量Lを高精度に算出することができる。
形状では、調整の基準位置29近辺でマークの幅が細く
なるため、測定上十分な精度の幅が求められないことが
ある。その場合、基準位置29との位置合わせのための
位置調整マーク23、23’を設け、図19に示すよう
に、CCDラインセンサの受光範囲28が23,23’
のマークに重なる割合を、23,23’のマークを示す
波形のコントラストから求め、コントラストと片側ずれ
量の関係をモデリングし、得た関係式から21、21’
のマークで求められない範囲の片側のずれ量r1、r2を
求め、スキュー量Lを高精度に算出することができる。
【0016】またスキュー量を求める別の例として図1
6(a)に示すようなマークも使用できる。位置調整マ
ーク21、21’の変形として、調整の基準位置29の
近辺でも精度よくマークの幅を測定するように直角三角
形31、31’の形状とする。CCDラインセンサの受
光範囲28に検出した直角三角形の幅34、35を調整
チャートの基準位置29での設計幅41、41’と比較
し、その差からスキュー量を求める。設計幅41、4
1’を測定精度上十分なものに設計すれば、23、2
3’のマークが省略可能となる。マークの形は直角三角
形の他に図16(b)に示すように、調整の基準位置3
3に垂直な線36、36’と、斜めの線37、37’を
配置すれば同じ効果が得られる。
6(a)に示すようなマークも使用できる。位置調整マ
ーク21、21’の変形として、調整の基準位置29の
近辺でも精度よくマークの幅を測定するように直角三角
形31、31’の形状とする。CCDラインセンサの受
光範囲28に検出した直角三角形の幅34、35を調整
チャートの基準位置29での設計幅41、41’と比較
し、その差からスキュー量を求める。設計幅41、4
1’を測定精度上十分なものに設計すれば、23、2
3’のマークが省略可能となる。マークの形は直角三角
形の他に図16(b)に示すように、調整の基準位置3
3に垂直な線36、36’と、斜めの線37、37’を
配置すれば同じ効果が得られる。
【0017】次に具体的な波形処理方法を個々のフロー
チャートを参照して説明する。各マークの信号の画素位
置は、サイドレジスト方向の移動により変化する。ま
た、倍率の変化によりマークの画素位置はずれる。そこ
で、図6の順序でCCDラインセンサの信号波形から各
マークの信号位置の分離が行われる。最初にラダー部の
エッジの検出を行う。6−1のステップで図1のチャー
トの24,24’のラダー中央位置、図14の53,5
3’に当たるCCDラインセンサの画素を開始位置と
し、左右方向にラダーのエッジ検出を開始する。これに
より、サイドレジスト方向の移動が図14のラダー部の
範囲54の1/2を越えない限り、ラダーのエッジは必
ず検出が可能となる。よってラダー部の範囲54が、調
整上可能な移動距離の2倍以上の長さに設計されていれ
ば、ラダー部エッジを取り損なうことはない。6−2の
ステップでラダーのエッジ検出を波形微分値のしきい値
比較により行う。波形微分はノイズによる誤検出を防ぐ
ためと演算時間の短縮のために、最初に低周波数(例え
ば650kHz)の微分でおおまかな位置を検出し、更
に検出した位置の近辺を高周波数(例えば6.5MH
z)の微分で高精度に位置を検出する。6−3のステッ
プでラダーのエッジを使用して各マークの位置を求め
る。ラダー部エッジから各マークまでの距離はチャート
の設計値により決まり、その値はレンズ倍率の変動によ
り数%の変動が考えられるため、各マークの位置は数%
分の幅を持たせた範囲とする。この方法によりノイズに
よる各マーク位置の誤検出を防ぐことができる。
チャートを参照して説明する。各マークの信号の画素位
置は、サイドレジスト方向の移動により変化する。ま
た、倍率の変化によりマークの画素位置はずれる。そこ
で、図6の順序でCCDラインセンサの信号波形から各
マークの信号位置の分離が行われる。最初にラダー部の
エッジの検出を行う。6−1のステップで図1のチャー
トの24,24’のラダー中央位置、図14の53,5
3’に当たるCCDラインセンサの画素を開始位置と
し、左右方向にラダーのエッジ検出を開始する。これに
より、サイドレジスト方向の移動が図14のラダー部の
範囲54の1/2を越えない限り、ラダーのエッジは必
ず検出が可能となる。よってラダー部の範囲54が、調
整上可能な移動距離の2倍以上の長さに設計されていれ
ば、ラダー部エッジを取り損なうことはない。6−2の
ステップでラダーのエッジ検出を波形微分値のしきい値
比較により行う。波形微分はノイズによる誤検出を防ぐ
ためと演算時間の短縮のために、最初に低周波数(例え
ば650kHz)の微分でおおまかな位置を検出し、更
に検出した位置の近辺を高周波数(例えば6.5MH
z)の微分で高精度に位置を検出する。6−3のステッ
プでラダーのエッジを使用して各マークの位置を求め
る。ラダー部エッジから各マークまでの距離はチャート
の設計値により決まり、その値はレンズ倍率の変動によ
り数%の変動が考えられるため、各マークの位置は数%
分の幅を持たせた範囲とする。この方法によりノイズに
よる各マーク位置の誤検出を防ぐことができる。
【0018】ピントは図7の順序で求める。ピントは図
14のラダー部の範囲54のモアレ波形から求める。7
−1のステップで24,24’のラダー白線部と黒線部
とのレベルの差分を求め、モアレ波形の高さとする。7
−2のステップでモアレ波形の高さから極大、極小位置
を求め、ピントの測定位置とする。7−3のステップで
7−2のステップで求まった位置でピントを計算する。
ピントPの計算は白線部のレベルをVmax、黒線部のレ
ベルをVminとして、式4により求める。求めたピント
の値の中から、例えば最大値を代表とする。 P=((Vmax−Vmin)/(Vmax+Vmin))×100 ・・・(式4)
14のラダー部の範囲54のモアレ波形から求める。7
−1のステップで24,24’のラダー白線部と黒線部
とのレベルの差分を求め、モアレ波形の高さとする。7
−2のステップでモアレ波形の高さから極大、極小位置
を求め、ピントの測定位置とする。7−3のステップで
7−2のステップで求まった位置でピントを計算する。
ピントPの計算は白線部のレベルをVmax、黒線部のレ
ベルをVminとして、式4により求める。求めたピント
の値の中から、例えば最大値を代表とする。 P=((Vmax−Vmin)/(Vmax+Vmin))×100 ・・・(式4)
【0019】スキュー量は図8の順序で求める。8−1
のステップで図6のフローチャートで求めた範囲から、
波形微分により21マークの信号51のエッジを検出
し、2つのエッジ間距離から21マークの幅を求める。
8−2のステップで同様なエッジ検出で、22マークに
対応する信号の有無を求め、式3から算出する片側ずれ
量に方向付けを行う。例えば22マークが検出された時
は片側ずれ量に−1を掛ける。そして式1よりスキュー
量を算出する。8−4のステップにより同様なエッジ検
出で、23マークの有無を求め、検出された時は波形の
コントラストから21マークでは精度上求めきれないス
キュー量の算出を行い、調整の合否を判定する。(図1
4には22、23マークの信号は図示せず)波形のコン
トラストCは23マークの検出されないときのレベルを
Lmax、検出されたときのレベルをLminとして式5によ
り求められる。 C=((Lmax−Lmin)/(Lmax+Lmin))×100 ・・(式5) 波形のコントラストと片側ずれ量の関係を測定データに
よりモデリングし、得た関係式から片側ずれ量r1,r2
を求め、式1によりスキュー量を算出する。
のステップで図6のフローチャートで求めた範囲から、
波形微分により21マークの信号51のエッジを検出
し、2つのエッジ間距離から21マークの幅を求める。
8−2のステップで同様なエッジ検出で、22マークに
対応する信号の有無を求め、式3から算出する片側ずれ
量に方向付けを行う。例えば22マークが検出された時
は片側ずれ量に−1を掛ける。そして式1よりスキュー
量を算出する。8−4のステップにより同様なエッジ検
出で、23マークの有無を求め、検出された時は波形の
コントラストから21マークでは精度上求めきれないス
キュー量の算出を行い、調整の合否を判定する。(図1
4には22、23マークの信号は図示せず)波形のコン
トラストCは23マークの検出されないときのレベルを
Lmax、検出されたときのレベルをLminとして式5によ
り求められる。 C=((Lmax−Lmin)/(Lmax+Lmin))×100 ・・(式5) 波形のコントラストと片側ずれ量の関係を測定データに
よりモデリングし、得た関係式から片側ずれ量r1,r2
を求め、式1によりスキュー量を算出する。
【0020】倍率は図9の順序で求める。9−1のステ
ップで図6で求めた範囲から波形微分によるエッジ検出
で25、25’マークに対応する信号52、52’の画
素位置を求め、9−2のステップで検出されたマーク間
の画素数を求める。9−3のステップでマーク間距離の
設計値と測定されたマーク間距離との比を取り倍率とす
る。
ップで図6で求めた範囲から波形微分によるエッジ検出
で25、25’マークに対応する信号52、52’の画
素位置を求め、9−2のステップで検出されたマーク間
の画素数を求める。9−3のステップでマーク間距離の
設計値と測定されたマーク間距離との比を取り倍率とす
る。
【0021】サイドレジストは図10の順序で求める。
10−1のステップで図6で求めた範囲から波形微分に
よるエッジ検出で20マークに対応する信号50の画素
位置を求め、10−2のステップでサイドレジストの基
準画素位置との偏差を求める。
10−1のステップで図6で求めた範囲から波形微分に
よるエッジ検出で20マークに対応する信号50の画素
位置を求め、10−2のステップでサイドレジストの基
準画素位置との偏差を求める。
【0022】φ軸方向の傾きは図11の順序で求める。
11−1のステップで等間隔に設計されている25と2
6、25’と26’マークに対応する信号52と55、
52’と55’間の画素数を倍率と同様にして求め、1
1−2のステップでそれぞれのマーク間の距離の差を左
右の倍率の差として求め、ピントの均一さを評価する。
11−1のステップで等間隔に設計されている25と2
6、25’と26’マークに対応する信号52と55、
52’と55’間の画素数を倍率と同様にして求め、1
1−2のステップでそれぞれのマーク間の距離の差を左
右の倍率の差として求め、ピントの均一さを評価する。
【0023】この装置によるCCD光学ユニットを調整
は、図12に示すフローの手順で行われる。12−1の
ステップで、図1の表示装置11に表示されたピント、
倍率、スキュー量、サイドレジストの偏差、左右倍率差
から、作業者は適切な調整量を求め、12−2のステッ
プでCCD光学ユニット16の調整機構(図示せず)で
x,y,z,θ,φ軸方向の調整を行う。そして調整が
完了するまでこの作業を繰り返す。
は、図12に示すフローの手順で行われる。12−1の
ステップで、図1の表示装置11に表示されたピント、
倍率、スキュー量、サイドレジストの偏差、左右倍率差
から、作業者は適切な調整量を求め、12−2のステッ
プでCCD光学ユニット16の調整機構(図示せず)で
x,y,z,θ,φ軸方向の調整を行う。そして調整が
完了するまでこの作業を繰り返す。
【0024】
【発明の効果】以上のような本発明の撮像素子光学ユニ
ットの調整装置によれば、撮像素子の任意の位置に対し
てピント、倍率、レンズと撮像素子とのずれ量を検出す
ることのできる複合パターンを描いた調整用チャートを
用いて、チャートの像を撮像素子に結像させ、その出力
信号波形からピント、結像倍率、撮像素子の位置のずれ
量をリアルタイムに定量化し、その定量値を同時に表示
するため、オシロスコープにより撮像素子の出力信号波
形を観察し、定量化する工数が削減できる。また従来不
可能であった任意の位置での撮像素子とレンズとのずれ
量が表示可能となり、その値から適切な調整を行うこと
により、調整作業の能率を向上させることができる。カ
ラー用撮像素子光学ユニットの調整では、3原色の定量
化工数が削減できるため、この装置はより一層の調整作
業の能率向上につながるものである。
ットの調整装置によれば、撮像素子の任意の位置に対し
てピント、倍率、レンズと撮像素子とのずれ量を検出す
ることのできる複合パターンを描いた調整用チャートを
用いて、チャートの像を撮像素子に結像させ、その出力
信号波形からピント、結像倍率、撮像素子の位置のずれ
量をリアルタイムに定量化し、その定量値を同時に表示
するため、オシロスコープにより撮像素子の出力信号波
形を観察し、定量化する工数が削減できる。また従来不
可能であった任意の位置での撮像素子とレンズとのずれ
量が表示可能となり、その値から適切な調整を行うこと
により、調整作業の能率を向上させることができる。カ
ラー用撮像素子光学ユニットの調整では、3原色の定量
化工数が削減できるため、この装置はより一層の調整作
業の能率向上につながるものである。
【図1】 図1は本発明の実施例である撮像素子光学ユ
ニットの調整を実施する調整装置の概略を示す構成図で
ある。
ニットの調整を実施する調整装置の概略を示す構成図で
ある。
【図2】 図2はその調整に用いられる調整用チャート
の平面図である。
の平面図である。
【図3】 図3は撮像素子の出力信号波形を定量化する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図4】 図4はスキュー量の定義を示す図である。
【図5】 図5は21のマークによるスキュー量理論算
出方法を示す図である。
出方法を示す図である。
【図6】 図6は信号波形から各マークの信号位置の分
離のフローチャートである。
離のフローチャートである。
【図7】 図7はピント算出のフローチャートである。
【図8】 図8はスキュー量算出のフローチャートであ
る。
る。
【図9】 図9は倍率を求めるフローチャートである。
【図10】 図10はサイドレジストの偏差を求めるフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図11】 図11は左右倍率差を求めるフローチャー
トである。
トである。
【図12】 図12は本発明の調整装置を使った調整作
業のフローチャートである。
業のフローチャートである。
【図13】 図13は従来の調整作業フローチャートで
ある。
ある。
【図14】 図14は撮像素子の出力信号波形を示す図
である。
である。
【図15】 図15は21,21’のマークの測定幅と
そのときのマーク高さの関係を示す図である。
そのときのマーク高さの関係を示す図である。
【図16】 図16は別の実施例のスキュー量をあらわ
す図である。
す図である。
【図17】 図17は従来の調整用チャートの一例であ
る。
る。
【図18】 図18は従来の調整用チャートの他の例で
ある。
ある。
【図19】 図19は別の実施例のスキュー量をあらわ
す図である。
す図である。
1…白地部、2…縦線部、3…横線、4…横マーク、5
…ラダーブ部、6…横線、7…縦線、8…ラダーブ部、
11…表示装置、12…演算装置、13…原稿面にあた
る位置に固定された調整用チャート、14…CCD基
板、15…レンズ、16…CCD光学ユニット、18…
CCDラインセンサ 、20…x軸方向の基準位置マー
ク、21,21’…z,θ軸方向のずれ量を概算するた
めの位置調整マーク、22,22’…ずれ量の方向を示
すマーク、23,23’…z,θ軸方向の基準位置マー
ク、25,25’…倍率計算用マーク,26,26’…
倍率、ピントのかたよりを求めるマーク、24,24’
…ピント調整用ラダー部、28…CCDラインセンサの
受光範囲、29…基準位置、31,31’…スキュー量
を求めるマーク、33…基準位置、34,35…31,
31’のマークの測定幅、36,37…31のマークの
変形例、36’,37’…31’のマークの変形例、4
0…CCDラインセンサの受光範囲、41…31のマー
クの基準設計幅、41’…31’のマークの基準設計
幅、50…20のマークの信号波形、51…21のマー
クの信号波形、51’…21’のマークの信号波形、5
2…25のマークの信号波形、52’…25’のマーク
の信号波形、53…24のラダー部の信号波形、53’
…24’のラダー部の信号波形、54…ラダー部の範
囲、55…26のマークの信号波形、55’…26’の
マークの信号波形、r1…21マークとCCDラインセ
ンサの受光範囲28の重なる位置と基準位置29との差
(片側ずれ量)、r2…21’マークとCCDラインセ
ンサの受光範囲28の重なる位置と基準位置29との差
(片側ずれ量)、W…紙幅、L…スキュー量、A…21
のマークの設計幅、B…21のマークの設計高さ、ω…
21のマークの測定幅、P…ピントの計算値、C…コン
トラストの計算値。
…ラダーブ部、6…横線、7…縦線、8…ラダーブ部、
11…表示装置、12…演算装置、13…原稿面にあた
る位置に固定された調整用チャート、14…CCD基
板、15…レンズ、16…CCD光学ユニット、18…
CCDラインセンサ 、20…x軸方向の基準位置マー
ク、21,21’…z,θ軸方向のずれ量を概算するた
めの位置調整マーク、22,22’…ずれ量の方向を示
すマーク、23,23’…z,θ軸方向の基準位置マー
ク、25,25’…倍率計算用マーク,26,26’…
倍率、ピントのかたよりを求めるマーク、24,24’
…ピント調整用ラダー部、28…CCDラインセンサの
受光範囲、29…基準位置、31,31’…スキュー量
を求めるマーク、33…基準位置、34,35…31,
31’のマークの測定幅、36,37…31のマークの
変形例、36’,37’…31’のマークの変形例、4
0…CCDラインセンサの受光範囲、41…31のマー
クの基準設計幅、41’…31’のマークの基準設計
幅、50…20のマークの信号波形、51…21のマー
クの信号波形、51’…21’のマークの信号波形、5
2…25のマークの信号波形、52’…25’のマーク
の信号波形、53…24のラダー部の信号波形、53’
…24’のラダー部の信号波形、54…ラダー部の範
囲、55…26のマークの信号波形、55’…26’の
マークの信号波形、r1…21マークとCCDラインセ
ンサの受光範囲28の重なる位置と基準位置29との差
(片側ずれ量)、r2…21’マークとCCDラインセ
ンサの受光範囲28の重なる位置と基準位置29との差
(片側ずれ量)、W…紙幅、L…スキュー量、A…21
のマークの設計幅、B…21のマークの設計高さ、ω…
21のマークの測定幅、P…ピントの計算値、C…コン
トラストの計算値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 真樹 神奈川県海老名市本郷2274番地富士ゼロツ クス株式会社海老名事業所内
Claims (1)
- 【請求項1】 撮像素子とその撮像面上に画像を結像さ
せるレンズとを有する撮像素子光学ユニットに対して、
複合パターンからなる調整用チャートの像を撮像素子に
結像させ、その出力信号波形よりレンズのピント、結像
倍率、撮像素子とレンズとの位置調整を行う撮像素子光
学ユニット調整装置において、前記撮像素子の画素の一
次元配列の上下方向を調整するための第1の基準位置マ
ークと、その位置マークの近傍に設けた三角形あるいは
斜線からなる位置調整マークと、前記第1の基準位置マ
ークに直交しピントを調整するための複数の線からなる
ラダー部と、前記第1の基準位置マークに直交し前記撮
像素子の画素の一次元配列の左右方向を調整するための
第2の基準位置マークと、第1の基準位置マークに直交
し結像倍率を調整するための対の線からなるマークとを
有するチャートと、そのチャートを前記撮像素子に結像
させて得られる出力信号波形に基づき、前記撮像素子の
位置と前記ラダー部の黒部と白部のコントラストと結像
倍率とを演算する演算手段と、これらの演算結果を同時
に表示する表示手段とを有することを特徴とする撮像素
子光学ユニットの調整装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3267079A JPH0575797A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 撮像素子光学ユニツトの調整装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3267079A JPH0575797A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 撮像素子光学ユニツトの調整装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0575797A true JPH0575797A (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=17439741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3267079A Pending JPH0575797A (ja) | 1991-09-17 | 1991-09-17 | 撮像素子光学ユニツトの調整装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0575797A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1142838A (ja) * | 1997-07-26 | 1999-02-16 | Brother Ind Ltd | チェックマークの印字条件設定方法及び印字装置 |
EP0985978A2 (en) * | 1998-09-04 | 2000-03-15 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Method for diagnosing optical devices installed in image reading apparatus and image forming apparatus |
JP2007304653A (ja) * | 2006-05-08 | 2007-11-22 | Omron Corp | ラインセンサ校正値算出装置、該装置に用いられるターゲット、対象物測定システム、ラインセンサ校正値算出方法、ラインセンサ校正値算出プログラム、および該プログラムを記録した記録媒体 |
JP2008199519A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像読取り装置及び清掃シート |
JP2008298491A (ja) * | 2007-05-30 | 2008-12-11 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | ラインセンサカメラの相対位置調整方法 |
US7542180B2 (en) | 2003-06-27 | 2009-06-02 | International Business Machines Corporation | Scanner apparatus, adjusting jig for scanner and manufacturing method for scanner apparatus |
JP2010256471A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Aiphone Co Ltd | フォーカス調整装置 |
JP2011130233A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Kyocera Mita Corp | 画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置 |
-
1991
- 1991-09-17 JP JP3267079A patent/JPH0575797A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0985978A3 (en) * | 1998-09-04 | 2001-08-22 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Method for diagnosing optical devices installed in image reading apparatus and image forming apparatus |
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JP2010256471A (ja) * | 2009-04-22 | 2010-11-11 | Aiphone Co Ltd | フォーカス調整装置 |
JP2011130233A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-06-30 | Kyocera Mita Corp | 画像読取装置及びそれを備えた画像形成装置 |
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