(57)【要約】【課題】レンズの光軸位置と撮像素子の中心位置とを容易に合わせることができるステレオカメラの光軸調整方法を提供する。【解決手段】基準となるレンズ１３Ａを有する基準鏡筒１３をステレオカメラボディ１２に形成された基準となる２つの穴１２ａ，１２ｂの一方に挿入させる。次に、基準となるレンズ１３Ａの光軸上に配置されたスポット光源１１からスポット光を出射させ、スポット光源１１の軌跡を一点に固定する。その後、鏡筒１３に代えてレンズを有する第１鏡筒を穴１２ａに挿入させ、レンズの光軸がレンズ１３Ａの光軸の位置と一致するように第１鏡筒の位置を調整する。次に、穴１２ｂに挿入された第２鏡筒のレンズの光軸がレンズ１３Ａの光軸の位置と一致するように第２鏡筒の位置を調整する。【選択図】図２
2008051580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準となるレンズを有する鏡筒をステレオカメラボディに形成された２つの穴の一方に挿入させる第１工程と、
この第１工程の後、前記基準となるレンズの光軸上に配置されたスポット光源からスポット光を出射させ、そのスポット光源の像が点になるように前記鏡筒の位置を決め、点の状態の前記スポット光源像を記録する第２工程と、
前記第２工程の後、前記鏡筒に代えて第１レンズを有する第１鏡筒を前記２つの穴の一方に挿入させ、表示手段上に前記スポット光源の像を表示させて、そのスポット光源像が前記第２工程で記録された前記スポット光源像の位置と一致するように前記第１鏡筒の位置を調整する第３工程と、
前記第３工程の後、前記第１鏡筒に代えて第２レンズを有する第２鏡筒を前記光軸上に配置させ、前記表示手段上に前記スポット光源の像を表示させて、そのスポット光源像が前記第２工程で記録された前記スポット光源像の位置と一致するように前記第２鏡筒の位置を調整する第４工程と
を含むことを特徴とするステレオカメラの光軸調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はステレオカメラの光軸調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のレンズとこの一対のレンズに対応する一対の撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等）とを有するステレオカメラ装置が知られている。左右の撮像素子の画像信号を基に像のずれ量を検出し、被測定物の形状や被測定物までの距離を計測する。
【特許文献１】特開平５−１５７５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ステレオカメラ装置では視野を広くとるために通常広角レンズ、魚眼レンズ等のレンズが使用される。
【０００４】
しかし、レンズの光軸位置とＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子の中心位置とを合わせることは非常に難しい。レンズの光軸位置と撮像素子の中心位置とのずれは被測定物の形状や被測定物までの距離を計測した際の計測誤差となる。
【０００５】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題はレンズの光軸位置と撮像素子の中心位置とを容易に合わせることができるステレオカメラの光軸調整方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、基準となるレンズを有する鏡筒をステレオカメラボディに形成された２つの穴の一方に挿入させる第１工程と、この第１工程の後、前記基準となるレンズの光軸上に配置されたスポット光源からスポット光を出射させ、そのスポット光源の像が点になるように前記鏡筒の位置を決め、点の状態の前記スポット光源像を記録する第２工程と、前記第２工程の後、前記鏡筒に代えて第１レンズを有する第１鏡筒を前記２つの穴の一方に挿入させ、表示手段上に前記スポット光源の像を表示させて、そのスポット光源像が前記第２工程で記録された前記スポット光源像の位置と一致するように前記第１鏡筒の位置を調整する第３工程と、前記第３工程の後、前記第１鏡筒に代えて第２レンズを有する第２鏡筒を前記光軸上に配置させ、前記表示手段上に前記スポット光源の像を表示させて、そのスポット光源像が前記第２工程で記録された前記スポット光源像の位置と一致するように前記第２鏡筒の位置を調整する第４工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によればレンズの光軸位置と撮像素子の中心位置とを容易に合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
図１（ａ）はこの発明の一実施形態に係るステレオカメラ装置のブロック図、図１（ｂ）はテストチャートのパターンの一例を示す図である。
【００１０】
このステレオカメラ装置はステレオカメラ６と画像取込メモリ７，８と画像重ね合わせ処理部９と画像モニタ１０とを備える。
【００１１】
ステレオカメラ６は一対のレンズ２Ａ，３Ａとこの一対のレンズ（第１レンズ、第２レンズ）２Ａ，３Ａに対応する一対のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）４，５とを有する。一対のレンズ２Ａ，３Ａはそれぞれ鏡筒（第１鏡筒、第２鏡筒）２，３に保持され、鏡筒２，３はステレオカメラボディ１２内に収容されている。
【００１２】
ＣＣＤ４はレンズ２Ａの光軸上に配置され、ＣＣＤ５はレンズ３Ａの光軸上に配置されている。例えばスクリーン１上に描かれたテストチャート（図１（ｂ）参照）を撮像した像が、ＣＣＤ４，５によって光の強弱に応じた画像信号（画像データ）として出力される。
【００１３】
画像取込メモリ７にはＣＣＤ４から出力されたスクリーン１のテストチャートに対応する１フレーム分の画像信号が取り込まれる。
【００１４】
画像取込メモリ８にはＣＣＤ５から出力されたスクリーン１のテストチャートに対応する１フレーム分の画像信号が取り込まれる。
【００１５】
画像重ね合わせ処理部９は例えば画像取込メモリ７から出力された画像信号に対して各種の信号処理を行い、ステレオカメラ６からテストチャートまでの距離を算出するとともに、ＣＣＤ４又はＣＣＤ５で撮像された像を画像モニタ１０に表示させる。
【００１６】
次に、上記ステレオカメラ装置の光軸調整方法を説明する。
【００１７】
図２（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図２（ｂ）はスポット光源の一例を示す図であり、図１と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
まず、ステレオカメラボディ１２に形成された基準となる穴１２ａ，１２ｂのうちの穴１２ａにレンズ１３Ａを保持する基準鏡筒（レンズ１３Ａの中心位置とＣＣＤ４との中心位置とが合っている鏡筒）１３が挿入される（第１工程）。
【００１９】
ステレオカメラ６のＣＣＤ４が配置される位置には小型カメラ（カメラ）１４が配置されている。小型カメラ１４はステレオカメラボディ１２に固定されている。小型カメラ１４によって取得された画像が画像モニタ１５に表示される。
【００２０】
レンズ１３Ａの光軸上にはスポット光源１１が配置されている。小型カメラ１４の受光面はレンズ１３Ａの焦点位置に配置されている。
【００２１】
基準鏡筒１３を例えば手で回転させると、画像モニタ１５に光軸上に配置されたスポット光源１１の発光部の像が点Ｐに固定されて表示される。像の位置（基準位置）を画像モニタ１５の画面上にペン等で記録する（第２工程）。
【００２２】
次に、基準鏡筒１３を穴１２ａから外す。
【００２３】
図３（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図３（ｂ）はスポット光源の一例を示す図であり、図１、２と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２４】
図３を用いて一方の鏡筒２のレンズ光軸の調整を説明する。
【００２５】
ステレオカメラボディ１２の穴１２ａ，１２ｂにそれぞれレンズ２Ａ，３Ａを保持する鏡筒２，３が挿入される。
【００２６】
レンズ２Ａの光軸上にはスポット光源１１が配置されている。
【００２７】
画像モニタ１５上にスポット光源１１の像を表示させて、そのスポット光源像が第２工程で作成されたスポット光源像の位置と一致するように第１鏡筒２に対応する後述する光軸調整機構１６を用いて第１鏡筒２の位置を調整する（第３工程）。
【００２８】
次に、他方の鏡筒３の中心軸を小型カメラ１４の光軸上に移動させる。
【００２９】
図４（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図４（ｂ）はスポット光源の一例を示す図であり、図１、２と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
図４を用いて他方の鏡筒３のレンズ光軸の調整を説明する。
【００３１】
画像モニタ１５上にスポット光源の像を表示させて、そのスポット光源像が第２工程で作成されたスポット光源像の位置と一致するように第２鏡筒３に対応する後述する光軸調整機構１６を用いて第２鏡筒３の位置を調整する（第４工程）。
【００３２】
その結果、両レンズ２Ａ，３Ａの光軸が互いに平行になる。
【００３３】
次に、光軸調整機構を説明する。
【００３４】
図５（ａ）はステレオカメラの断面を示す概念図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面を示す概念図である。
【００３５】
図５では、ステレオカメラボディ１２から小型カメラ１４が取り外され、小型カメラ１４があった位置にＣＣＤ４，５が固定されている。ＣＣＤ４，５はそれぞれ基板２６，２７に装着され、基板２６，２７はビス１８によってステレオカメラボディ１２に固定されている。なお、ステレオカメラボディ１２の上面はカバー２５によって覆われている。
【００３６】
また、ステレオカメラボディ１２には各鏡筒２，３に対応する２つの光軸調整機構１６が設けられている。光軸調整機構１６は３本の調整ねじ１６ａで構成されている。調整ねじ１６ａは鏡筒２，３の中心軸に対して進退して鏡筒２，３を移動させる。
【００３７】
調整ねじ１６ａはステレオカメラボディ１２に周方向へ等間隔（１２０度間隔）に形成されたねじ孔２２ａにそれぞれ螺合している。調整ねじ１６ａを締めたり緩めたりすることによってレンズ２Ａ，３Ａの光軸の位置を調整し、スポット光源１１の発光部の像の軌跡を画像モニタ１５上の基準位置に一致させることができる。
【００３８】
また、例えば鏡筒２をステレオカメラボディ１２にねじ結合される保持枠（図示せず）に保持させ、保持枠を光軸方向へ移動させることによってレンズ２Ａの焦点の位置を調整する。
【００３９】
同様に、鏡筒３をステレオカメラボディ１２にねじ結合される保持枠（図示せず）に保持させ、保持枠を光軸方向へ移動させることによってレンズ３Ａの焦点の位置を調整する。
【００４０】
その結果、ステレオカメラ６の光軸位置及び焦点位置の調整が完了する。
【００４１】
この実施形態によれば、レンズ２Ａ，３Ａの光軸位置とＣＣＤ４，５の中心位置とを容易に合わせることができる。
【００４２】
なお、上記実施形態では撮像素子としてＣＣＤを用いたが、ＣＣＤに代えてＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１（ａ）はこの発明の一実施形態に係るステレオカメラ装置のブロック図、図１（ｂ）はテストチャートのパターンの一例を示す図である。
【図２】図２（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図２（ｂ）はスポット光源の一例を示す図である。
【図３】図３（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図３（ｂ）はスポット光源の一例を示す図である。
【図４】図４（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図４（ｂ）はスポット光源の一例を示す図である。
【図５】図５（ａ）はステレオカメラの断面を示す概念図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面を示す概念図である。
【符号の説明】
【００４４】
２：鏡筒（第１鏡筒），３：鏡筒（第２鏡筒）、２Ａ：レンズ（第１レンズ）、３Ａ：レンズ（第２レンズ）、６：ステレオカメラ、１１：スポット光源（光源）、１２：ステレオカメラボディ、１２ａ，１２ｂ：穴、１３：基準鏡筒、１３Ａ：レンズ、１４：小型カメラ（カメラ）。
【図１】
2008051580.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008051580.tif 000005
【図４】
2008051580.tif 000006
【図５】
2008051580.tif 000007