(57)【特許請求の範囲】
【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、前記擬似被写体の位置を移動制御する手段を備え、被測定用ビデオカメラのピント判定に用いる被写体の各距離を前記検査装置部内に擬似的に作るとともに、前記各距離の位置で前記擬似被写体を前後方向に微小量だけ移動し、前記被測定用ビデオカメラの制御部からの信号から前記各距離毎のピント位置を検査するように構成され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。
【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。
【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。
【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。
【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、
前記各距離の位置で前記擬似被写体を前後方向に微小量だけ移動したときに、前記被測定用ビデオカメラの制御部からの信号から、前記前後方向動作範囲内でのベストピント位置を求めてピント判定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。
【請求項６】
前記各距離の位置で前記擬似被写体を前後方向に微小量だけ移動するときの移動速度が、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。
【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１０−３９１９５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１０−３９１９５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，５ｍ，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、前記擬似被写体の位置を移動制御する手段を備え、被測定用ビデオカメラのピント判定に用いる被写体の各距離を前記検査装置部内に擬似的に作るとともに、前記各距離の位置で前記擬似被写体を前後方向に微小量だけ移動し、前記被測定用ビデオカメラの制御部からの信号から前記各距離毎のピント位置を検査するように構成され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、前記各距離の位置で前記擬似被写体を前後方向に微小量だけ移動したときに、前記被測定用ビデオカメラの制御部からの信号から、前記前後方向動作範囲内でのベストピント位置を求め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、前記各距離の位置で前記擬似被写体を前後方向に微小量だけ移動するときの移動速度を、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。
【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１４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１６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（ＤＩＧＩＴＡＬ  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Ｘ１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１４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１３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１４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１７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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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