(57)【要約】【課題】  光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズおよびそのようなレンズを備えた撮像装置であっても、精度良くキャリブレーションを行うこと。【解決手段】  レンズのキャリブレーションに好適な所定のパターンを、レンズ特性に応じて変換することによりレンズのキャリブレーション用パターンを作成する。なお、レンズ特性は、レンズの設計値を含んでも良い。また、レンズのキャリブレーション用パターンを、上述したレンズのキャリブレーション用パターン作成方法により作成する。さらに、上述したレンズのキャリブレーション用パターンを用い、レンズを介したキャリブレーション用パターンの投影像を撮像して画像を生成するとともに、画像に基づいてレンズのキャリブレーションに必要な情報を取得する。【選択図】      図１
2008154195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズのキャリブレーションに好適な所定のパターンを、前記レンズのレンズ特性に応じて変換することにより前記レンズのキャリブレーション用パターンを作成する
ことを特徴とするレンズのキャリブレーション用パターン作成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズのキャリブレーション用パターン作成方法において、
前記レンズ特性は、前記レンズの設計値を含む
ことを特徴とするレンズのキャリブレーション用パターン作成方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のレンズのキャリブレーション用パターン作成方法により作成されることを特徴とするレンズのキャリブレーション用パターン。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズのキャリブレーション用パターンにおいて、
前記レンズのキャリブレーション用パターンは、前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像において、その周辺部まで位置計測が可能である
ことを特徴とするレンズのキャリブレーション用パターン。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載のレンズのキャリブレーション用パターンを用いたレンズのキャリブレーション方法であって、
前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像を撮像して画像を生成する撮像工程と、
前記画像に基づいて前記レンズのキャリブレーションに必要な情報を取得する取得工程と
を備えたことを特徴とするレンズのキャリブレーション方法。
【請求項６】
請求項３または請求項４に記載のレンズのキャリブレーション用パターンを用いたレンズのキャリブレーション装置であって、
前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像を撮像して画像を生成する撮像部と、
前記画像に基づいて前記レンズのキャリブレーションに必要な情報を取得する取得部と
を備えたことを特徴とするレンズのキャリブレーション装置。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズのキャリブレーション装置において、
前記レンズと前記キャリブレーション用パターンとの相対的な距離と、前記レンズの光軸に対する前記キャリブレーション用パターンの配置角度との少なくとも一方を変更する変更部を備える
ことを特徴とするレンズのキャリブレーション装置。
【請求項８】
請求項７に記載のレンズのキャリブレーション装置において、
前記レンズのキャリブレーションに最適な前記距離と前記配置角度との少なくとも一方を、前記画像に基づいて判断する判断部を備える
ことを特徴とするレンズのキャリブレーション装置。
【請求項９】
請求項３または請求項４に記載のレンズのキャリブレーション用パターンを用い、前記レンズと撮像素子とを備える撮像装置のキャリブレーションを行う撮像装置のキャリブレーション方法であって、
前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像を前記撮像素子により撮像して画像を生成する撮像工程と、
前記画像に基づいて前記撮像装置のキャリブレーションに必要な情報を取得する取得工程と
を備えたことを特徴とする撮像装置のキャリブレーション方法。
【請求項１０】
請求項３または請求項４に記載のレンズのキャリブレーション用パターンを用い、前記レンズと撮像素子とを備える撮像装置のキャリブレーションを行う撮像装置のキャリブレーション装置であって、
前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像を前記撮像素子により撮像して画像を生成する撮像部と、
前記画像に基づいて前記撮像装置のキャリブレーションに必要な情報を取得する取得部と
を備えたことを特徴とする撮像装置のキャリブレーション装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の撮像装置のキャリブレーション装置において、
前記撮像装置と前記キャリブレーション用パターンとの相対的な距離と、前記撮像装置の光軸に対する前記キャリブレーション用パターンの配置角度との少なくとも一方を変更する変更部を備える
ことを特徴とする撮像装置のキャリブレーション装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の撮像装置のキャリブレーション装置において、
前記撮像装置のキャリブレーションに最適な前記距離と前記配置角度との少なくとも一方を、前記画像に基づいて判断する判断部を備える
ことを特徴とする撮像装置のキャリブレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズのキャリブレーション用パターン作成方法、レンズのキャリブレーション用パターン、キャリブレーション用パターンを利用したレンズのキャリブレーション方法、レンズのキャリブレーション装置、撮像装置のキャリブレーション方法、および撮像装置のキャリブレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像処理の技術において、レンズを介して如何なる画像が得られるかを定量的に把握することは最も基礎的な事項である。そこで、レンズを介した所定のパターン（キャリブレーション用パターン）を撮像して画像を生成し、この画像に基づいて、各種条件などを設定するいわゆるキャリブレーションが行われている。
キャリブレーション用パターンとしては、直角に交わる線で構成される格子パターンや直角四角形で構成される市松模様等が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−３５０２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、等距離射影光学系や中心窩光学系のように、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズにおけるキャリブレーションでは、撮像により生成した画像の周辺部において、キャリブレーション用パターンの像が大きく歪むので、各基準位置を正確に計測することが困難である場合があった。
本発明は、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズおよびそのようなレンズを備えた撮像装置であっても、精度良くキャリブレーションを行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のレンズのキャリブレーション用パターン作成方法は、レンズのキャリブレーションに好適な所定のパターンを、前記レンズのレンズ特性に応じて変換することにより前記レンズのキャリブレーション用パターンを作成することを特徴とする。
なお、好ましくは、前記レンズ特性は、前記レンズの設計値を含んでも良い。
本発明のレンズのキャリブレーション用パターンは、上述したレンズのキャリブレーション用パターン作成方法により作成されることを特徴とする。
【０００５】
なお、好ましくは、前記レンズのキャリブレーション用パターンは、前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像において、その周辺部まで位置計測が可能であっても良い。
本発明のレンズのキャリブレーション方法は、上述したレンズのキャリブレーション用パターンを用いたレンズのキャリブレーション方法であって、前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像を撮像して画像を生成する撮像工程と、前記画像に基づいて前記レンズのキャリブレーションに必要な情報を取得する取得工程とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
本発明のレンズのキャリブレーション装置は、上述したレンズのキャリブレーション用パターンを用いたレンズのキャリブレーション装置であって、前記レンズを介した前記キャリブレーション用パターンの投影像を撮像して画像を生成する撮像部と、前記画像に基づいて前記レンズのキャリブレーションに必要な情報を取得する取得部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
なお、好ましくは、前記レンズと前記キャリブレーション用パターンとの相対的な距離と、前記レンズの光軸に対する前記キャリブレーション用パターンの配置角度との少なくとも一方を変更する変更部を備えても良い。
また、好ましくは、前記レンズのキャリブレーションに最適な前記距離と前記配置角度との少なくとも一方を、前記画像に基づいて判断する判断部を備えても良い。
【０００８】
また、上記発明に関する構成を、前記レンズと撮像素子とを備えた撮像装置のキャリブレーション方法およびキャリブレーション装置に変換して表現したものも本発明の具体的態様として有効である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、倍率が画面内で一様でないレンズ、例えば、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズおよびそのようなレンズを備えた撮像装置であっても精度良くキャリブレーションを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
＜第１実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第１実施形態について説明する。第１実施形態では、レンズのキャリブレーション用パターン作成方法について説明する。
まず、従来技術との違いを明確にするため、従来のキャリブレーション用パターンについて説明する。
【００１１】
従来より、図１Ａに示すような格子パターンを用いてキャリブレーションを行っている。しかし、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズにおけるキャリブレーションでは、精度良くキャリブレーションを行えない場合があった。
キャリブレーションにおいては、生成した画像における基準位置（格子点など）の正確な計測が重要である。計測においては、プロジェクションによる一次元データの作成（ノイズ削減された信号の生成）や、直線近似（最小二乗法）による直線交点位置計測が行われる。
【００１２】
図１Ｂは、等距離射影光学系を介して図１Ａに示した格子パターンを撮像することにより生成された画像である。図１Ｂに示すように、中心部分の領域Ｅ１では、格子パターン中の各直線は画像に対して略垂直（もしくは平行）であるので、プロジェクションした信号により容易に基準位置を計測できる。また、直線に近い形状をしているので、直線近似による交点位置計測が容易である。
【００１３】
しかし、周辺部分の領域Ｅ２では、格子パターン中の各直線は垂直（もしくは平行）でないので、プロジェクションするだけでは格子パターンがなまってしまい、基準位置の計測が困難である。また、直線でなく曲線に近い形状をしているので、直線近似による交点位置計測も困難である。さらに、基準位置を計測する際に使用する画素数も中心部分の領域Ｅ１に比べて小さいため、中心部分の領域Ｅ１と同等の計測精度を得ることができないという問題がある。
【００１４】
このような問題は、格子パターンだけに発生するものではなく、例えば、市松模様のパターンにおいても同様である。また、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズであれば、例えば、魚眼レンズにおけるキャリブレーション時においても同様である。
図２Ａは、市松模様のキャリブレーション用パターンを示し、図２Ｂは、視野角が１８０度の魚眼レンズを介して図２Ａに示したキャリブレーション用パターンを撮像することにより生成された画像を示す。図２Ｂに示すように、中心部分は、基準位置の計測に好適な画像を得ることができるが、周辺部分では、パターンが著しく歪み、基準位置の計測が困難である。
【００１５】
そこで、本実施形態では、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズであっても、精度良くキャリブレーションを行うことが可能なキャリブレーション用パターンを作成する方法について説明する。
図３は、レンズのキャリブレーション用パターン作成の流れを示すフローチャートである。
【００１６】
ステップＳ１において、レンズのキャリブレーションに好適な理想パターンを決定する。例えば、図４Ａに示すように、画面に対して垂直および水平な要素からなる市松模様の理想パターンを決定する。
ステップＳ２において、レンズの設計値を取得する。
ステップＳ３において、ステップＳ１で決定した理想パターンの設計値を取得する。
【００１７】
ステップＳ４において、作成するキャリブレーション用パターン上の位置（Ｘ，Ｙ）に対応する理想パターン上の位置（ｘ，ｙ）を求める。
図５は、レンズのキャリブレーション時のキャリブレーション用パターン面、レンズ面、投影面の関係を示す図である。ステップＳ４においては、図５の投影面に、作成するキャリブレーション用パターンを配置したと仮定し、図５のキャリブレーション用パターン面に好適なキャリブレーション用パターンを作成することを考える。
【００１８】
作成するキャリブレーション用パターン（図５のキャリブレーション用パターン面）上の位置（Ｘ，Ｙ）に対応する理想パターン（図５の投影面）上の位置（ｘ，ｙ）は、次の関係を有する。
Ｙ／Ｘ＝ｙ／ｘ・・・（式１）
レンズの焦点距離をｆ、実際のキャリブレーション時に使用する撮像素子における単位長さあたりのピクセル数をｋ、入射角をθ、レンズ面からキャリブレーション用パターン面までの距離をＬとすると、等距離射影光学系では、理想パターン上の位置（ｘ，ｙ）と入射角θの間に以下の関係が成り立つ。なお、ここでは撮像面がピクセル上に離散化されているものを例に挙げて説明したが、撮像面にフィルムがある場合などでも同様の計算をすることができる。また、距離Ｌは、レンズの特性やレンズ面とキャリブレーション用パターン面との位置関係などに応じて決定される距離であり、実際のキャリブレーション時におけるレンズ面とキャリブレーション用パターン面との距離に相当する。
【００１９】
【数１】
2008154195.tif 000003
【００２０】
（式２）は、以下の式に変形できる。
【００２１】
【数２】
2008154195.tif 000004
【００２２】
φ＝ｔａｎ-1（ｙ／ｘ）とすると、キャリブレーション用パターン上の位置（Ｘ，Ｙ）は、Ｌ，θ，φを用いて次式で表される。
【００２３】
【数３】
2008154195.tif 000005
【００２４】
【数４】
2008154195.tif 000006
【００２５】
ｃｏｓφ＝ｘ／（ｘ2＋ｙ2）の平方根、ｓｉｎφ＝ｙ／（ｘ2＋ｙ2）の平方根であるため、（式４）および（式５）は、以下の式で表される。
【００２６】
【数５】
2008154195.tif 000007
【００２７】
【数６】
2008154195.tif 000008
【００２８】
したがって、理想パターン上の位置（ｘ，ｙ）は、次式で表される。
【００２９】
【数７】
2008154195.tif 000009
【００３０】
【数８】
2008154195.tif 000010
【００３１】
そして、以上説明した手順で作成するキャリブレーション用パターン上の位置（Ｘ，Ｙ）に対応する理想パターン上の位置（ｘ，ｙ）を求めると、ステップＳ５に進む。
ステップＳ５において、作成するキャリブレーション用パターン上の位置（Ｘ，Ｙ）の輝度値を、対応する理想パターン上の位置（ｘ，ｙ）における輝度値とする。
ステップＳ６において、キャリブレーション用パターン上の全ての位置における輝度値を決定したか否かを判定する。そして、キャリブレーション用パターン上の全ての位置における輝度値を決定するまでステップＳ４およびステップＳ５の処理を繰り返す。
【００３２】
以上説明したステップＳ１からステップＳ６の処理によって作成されたキャリブレーション用パターンを図４Ｂに示す。そして、図４Ｂに示すキャリブレーション用パターンを用いたキャリブレーションにより生成された画像を図４Ｃに示す。図４Ｂに示すように、作成されたキャリブレーション用パターンは、レンズのキャリブレーションに好適な所定のパターン（図４Ａ）を、レンズ特性に応じて変換したものである。したがって、このキャリブレーション用を用いて実際のキャリブレーションを行うことにより、図４Ｃに示すように各基準位置の正確な計測が可能な画像を得ることができる。
【００３３】
以上説明したように、第１実施形態によれば、レンズのキャリブレーションに好適な所定のパターンを、レンズ特性に応じて変換することによりレンズのキャリブレーション用パターンを作成する。したがって、このキャリブレーション用パターンを利用すれば、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズであっても、精度良くキャリブレーションを行うことができる。
【００３４】
また、第１実施形態によれば、レンズ特性は、レンズの設計値を含む。したがって、キャリブレーションの対象となるレンズに最適なキャリブレーション用パターンを作成することができる。
また、第１実施形態によれば、レンズのキャリブレーション用パターンは、レンズを介したキャリブレーション用パターンの投影像において、その周辺部まで位置計測が可能である。したがってこのキャリブレーション用パターンを利用すれば、各基準位置の正確な計測が可能な画像を得ることができる。
【００３５】
＜第２実施形態＞
以下、図面を用いて本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では、レンズのキャリブレーション装置について説明する。
図６は、第２実施形態のキャリブレーション装置１０の構成を示す図である。キャリブレーション装置１０は、図６に示すように、キャリブレーションの対象となるレンズＯを設置するためのステージ１１、ステージ１１を駆動するステージ駆動部１２、投影面に配置される撮像素子１３、キャリブレーション用パターン面上に配置されるキャリブレーション用パターン１４、ステージ駆動部１２およびＣＣＤ１３を制御する制御部１５の各部を備える。
【００３６】
ステージ１１は、ステージ駆動部１２により、矢印Ｄの方向に移動可能である。すなわち、レンズＯとキャリブレーション用パターン１４との距離が可変である。また、撮像素子１３は、ＣＣＤなどであり、レンズＯを介したキャリブレーション用パターン１４の像を撮像して画像を生成する。キャリブレーション用パターン１４は、第１実施形態で説明したように、キャリブレーションの対象となるレンズＯに応じて作成されたものである。
【００３７】
以上説明した構成のキャリブレーション装置１０におけるキャリブレーション時の制御部１５の動作について、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１１において、制御部１５は、ステージ駆動部１２を制御し、ステージ１１をキャリブレーション用パターン１４から距離Ｌの位置に配置する。なお、距離Ｌは、第１実施形態で説明したキャリブレーション用パターン作成時と同様である。
【００３８】
ステップＳ１２において、制御部１５は、撮像素子１３を制御し、レンズＯを介したキャリブレーション用パターン１４の像を撮像して画像を生成する。
ステップＳ１３において、制御部１５は、ステージ駆動部１２を制御し、ステージ１１をキャリブレーション用パターン１４から距離（Ｌ＋Δｄ）の位置に配置する。なお、Δｄは、予め定められた距離である。
【００３９】
ステップＳ１４において、制御部１５は、撮像素子１３を制御し、レンズＯを介したキャリブレーション用パターン１４の像を撮像して画像を生成する。
ステップＳ１５において、制御部１５は、ステージ駆動部１２を制御し、ステージ１１をキャリブレーション用パターン１４から距離（Ｌ−Δｄ）の位置に配置する。
ステップＳ１６において、制御部１５は、撮像素子１３を制御し、レンズＯを介したキャリブレーション用パターン１４の像を撮像して画像を生成する。
【００４０】
ステップＳ１７において、制御部１５は、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６で生成した画像を比較して、レンズＯのキャリブレーションに最適な距離Ｌｂｅｓｔを決定する。具体的には、制御部１５は、３枚の画像において、計測に適した基準位置の数、各直線成分が垂直または水平であるか否か等をファクターとし、評価の最も高い画像を生成した時の距離をＬｂｅｓｔとする。なお、この例では、距離Ｌを基準として前後にそれぞれΔｄだけ変化させる例を示すが、さらに詳細に距離を変化させても良い。
【００４１】
ステップＳ１８において、制御部１５は、ステージ駆動部１２を制御し、ステージ１１をキャリブレーション用パターン１４から距離Ｌｂｅｓｔの位置に配置する。
ステップＳ１９において、制御部１５は、撮像素子１３を制御し、レンズＯを介したキャリブレーション用パターン１４の像を撮像して画像を生成する。
ステップＳ２０において、制御部１５は、ステップＳ１９で生成した画像に基づいて、レンズＯのキャリブレーションを行う。なお、キャリブレーションの具体的な方法は公知技術と同様であるため説明を省略する。
【００４２】
以上説明したように、第２実施形態によれば、第１実施形態で説明したレンズのキャリブレーション用パターンを用いたレンズのキャリブレーション装置であって、レンズを介したキャリブレーション用パターンの投影像を撮像して画像を生成する撮像部と、画像に基づいてレンズのキャリブレーションに必要な情報を取得する取得部とを備える。したがって、光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズであっても、精度良くキャリブレーションを行うことができる。
【００４３】
また、第２実施形態によれば、レンズとキャリブレーション用パターンとの相対的な距離と、レンズの光軸に対するキャリブレーション用パターンの配置角度との少なくとも一方を変更する変更部を備える。したがって、レンズとキャリブレーション用パターンとを最適な状態に配置してキャリブレーションを行うことができるので、キャリブレーションにおける精度の向上が期待できる。
【００４４】
また、第２実施形態によれば、レンズのキャリブレーションに最適な距離と配置角度との少なくとも一方を、画像に基づいて判断する判断部を備える。
一般に、レンズ面からキャリブレーション用パターン面までの距離Ｌには、２種類の誤差が含まれる。１つは、レンズの特性やレンズ面とキャリブレーション用パターン面との位置関係などに応じて決定される距離Ｌ自体に含まれる誤差であり、もう１つは、実際のキャリブレーション時における配置誤差である。第２実施形態で説明したように、距離Ｌｂｅｓｔを求めることにより、これらの誤差を吸収することができる。その結果、自動でレンズとキャリブレーション用パターンとを最適な状態に配置することができるので、キャリブレーションにおける効率の向上が期待できるとともに、安定した精度を得ることができる。また、作成されたキャリブレーション用パターンに合わせた最適な距離Ｌｂｅｓｔで実際のキャリブレーションを行うことができる。
【００４５】
なお、第２実施形態では、制御部１５により最適な距離Ｌｂｅｓｔを算出する例を示したが、検査者による目視評価に基づいて最適な距離Ｌｂｅｓｔを決定する構成としても良い。
また、第２実施形態では、キャリブレーション用パターン１４に対するレンズＯの前後方向の位置が変更可能（距離Ｌを変更可能）である例を示したが、左右方向および上下方向にも変更可能であっても良い。さらに、レンズＯのレンズ面とキャリブレーション用パターン面との相対的な角度を変更可能であっても良いし、キャリブレーション用パターン１４に対して、レンズＯの光軸を中心としてレンズＯを回転可能であっても良い。
【００４６】
また、固定したキャリブレーション用パターン１４に対してレンズＯの位置を変更したり回転したりする代わりに、レンズＯを固定して、キャリブレーション用パターン１４の位置を変更したり回転しても良い。また、キャリブレーション用パターン１４およびレンズＯの双方の位置を変更したり回転しても良い。
例えば、図６中の破線で示すように、キャリブレーション用パターン１４を、レンズＯのレンズ面に対して回転可能な構成としても良い（１４ａ参照）。
【００４７】
何れの場合も、第１実施形態で説明した方法と同様の方法でキャリブレーション用パターンを作成することができる。図８Ａに、図６の角度δ＝０の時に作成したキャリブレーション用パターンの例を示し、図８Ｂに、図６中の破線で示す角度δにキャリブレーション用パターン１４を回転させた時に作成したキャリブレーション用パターンの例を示す。また、図９は、図８Ｂに示したキャリブレーション用パターンを用い、図６の破線で示す角度δにキャリブレーション用パターンを配置した状態における実際のキャリブレーションにより生成された画像である。図８Ｂに示すように、作成されたキャリブレーション用パターンは、図６の角度δ＝０の時に作成したキャリブレーション用パターン（図８Ａ）を、角度θに応じて変換したものである。したがって、このキャリブレーション用パターンを用いてキャリブレーションを行うことにより、図９に示すように各基準位置の正確な計測が可能な画像を得ることができる。
【００４８】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、撮像装置のキャリブレーション装置について説明する。この撮像装置は、第１実施形態および第２実施形態で説明したものと同様の「光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズ」を備える。
図１０は、第３実施形態のキャリブレーション装置２０の構成を示す図である。キャリブレーション装置２０は、図１０に示すように、キャリブレーションの対象となる撮像装置２１を設置するためのステージ２３、キャリブレーション用パターン２４、ステージ２３を駆動するステージ駆動部２５、撮像装置２１およびステージ駆動部２５を制御する制御部２６の各部を備える。撮像装置２１は、図１０に示すように、レンズＰと、投影面に配置される撮像素子２２とを備える。撮像素子２２は、ＣＣＤなどであり、制御部２６による制御にしたがって、レンズＰを介したキャリブレーション用パターン２４の像を撮像して画像を生成する。
【００４９】
ステージ２３は、ステージ駆動部２５により、矢印Ｄの方向に移動可能である。すなわち、レンズＰとキャリブレーション用パターン２４との距離が可変である。
以上説明した構成のキャリブレーション装置２０において、制御部２６は、第２実施形態と同様に、レンズＰのキャリブレーションを行う（図７参照）。
ステップＳ１１において、制御部２６は、ステージ駆動部２５を制御し、ステージ２３をキャリブレーション用パターン２４から距離Ｌの位置に配置する。なお、距離Ｌは、第１実施形態で説明したキャリブレーション用パターン作成時と同様である。
【００５０】
ステップＳ１２において、制御部２６は、撮像素子２２を制御し、レンズＰを介したキャリブレーション用パターン２４の像を撮像して画像を生成する。
ステップＳ１３において、制御部２６は、ステージ駆動部２５を制御し、ステージ２３をキャリブレーション用パターン２４から距離（Ｌ＋Δｄ）の位置に配置する。なお、Δｄは、予め定められた距離である。
【００５１】
ステップＳ１４において、制御部２６は、撮像素子２２を制御し、レンズＰを介したキャリブレーション用パターン２４の像を撮像して画像を生成する。
ステップＳ１５において、制御部２６は、ステージ駆動部２５を制御し、ステージ２３をキャリブレーション用パターン２４から距離（Ｌ−Δｄ）の位置に配置する。
ステップＳ１６において、制御部２６は、撮像素子２２を制御し、レンズＰを介したキャリブレーション用パターン２４の像を撮像して画像を生成する。
【００５２】
ステップＳ１７において、制御部２６は、ステップＳ１２、ステップＳ１４、ステップＳ１６で生成した画像を比較して、レンズＰのキャリブレーションに最適な距離Ｌｂｅｓｔを決定する。具体的には、制御部２６は、３枚の画像において、計測に適した基準位置の数、各直線成分が垂直または水平であるか否か等をファクターとし、評価の最も高い画像を生成した時の距離をＬｂｅｓｔとする。なお、この例では、距離Ｌを基準として前後にそれぞれΔｄだけ変化させる例を示すが、さらに詳細に距離を変化させても良い。
【００５３】
ステップＳ１８において、制御部２６は、ステージ駆動部２５を制御し、ステージ２３をキャリブレーション用パターン２４から距離Ｌｂｅｓｔの位置に配置する。
ステップＳ１９において、制御部２６は、撮像素子２２を制御し、レンズＰを介したキャリブレーション用パターン２４の像を撮像して画像を生成する。
ステップＳ２０において、制御部２６は、ステップＳ１９で生成した画像に基づいて、レンズＰのキャリブレーションを行う。なお、キャリブレーションの具体的な方法は公知技術と同様であるため説明を省略する。
【００５４】
以上説明したように、第３実施形態によれば、「光軸に近い部分の倍率がその周囲の倍率に比べて高いレンズ」を備えた撮像装置のキャリブレーションにおいて、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、第３実施形態では、制御部２６により最適な距離Ｌｂｅｓｔを算出する例を示したが、検査者による目視評価に基づいて最適な距離Ｌｂｅｓｔを決定する構成としても良い。
【００５５】
また、第３実施形態では、キャリブレーション用パターン２４に対するレンズＰの前後方向の位置が変更可能（距離Ｌを変更可能）である例を示したが、左右方向および上下方向にも変更可能であっても良い。さらに、撮像装置２１のレンズＰの光軸Ｃに対するキャリブレーション用パターン２４の配置角度を変更可能（矢印Ｆ）であっても良いし、キャリブレーション用パターン２４に対して、レンズＰの光軸Ｃを中心として撮像装置２１を回転可能（矢印Ｇ）であっても良い。
【００５６】
また、第３実施形態では、レンズＰと撮像素子２２を備えた撮像装置２１を例に挙げて説明したが、撮像装置２１は、必ずしも撮像装置（カメラ）として完成されたものでなくても良い。すなわち、完成時に撮像装置に備えるレンズと撮像素子とを適当な位置に配置し、それらを本実施形態の撮像装置２１と同様に配置することにより、キャリブレーションを行っても良い。
【００５７】
また、第３実施形態では、キャリブレーション装置により撮像装置のキャリブレーションを行う例を示したが、第２実施形態と同様にレンズのキャリブレーションを行っても良い。逆に、第２実施形態で説明したキャリブレーション装置により撮像装置のキャリブレーションを行っても良い。
また、各実施形態で説明した技術の一部または全部を組み合わせて実行しても良い。
【００５８】
＜第１実施形態から第３実施形態の補足＞
上述した第１実施形態から第３実施形態におけるキャリブレーション用パターンは、紙面上やボードなどの板上に印刷されたものでも良いし、プロジェクタなどにより投影されたものでも良いし、ディスプレイなどに表示されたものでも良い。何れの場合も、キャリブレーション用パターンの表面が正確な平面を有し、かつ、キャリブレーションの対象であるレンズの視野角に応じた十分な大きさを有する必要がある。
【００５９】
プロジェクタなどにより投影する場合や、ディスプレイなどに表示する場合には、様々なキャリブレーション用パターンを容易に投影および表示することが可能である。したがって、キャリブレーションの対象となる複数のレンズや撮像装置のそれぞれについてキャリブレーション用パターンを用意しておき、適宜切り替えることによって、低コスト化、作業効率の向上が期待できる。また、投影および表示するキャリブレーション用パターンのサイズも容易に変更することができる。
【００６０】
また、上述した第１実施形態から第３実施形態において、キャリブレーション用パターンと撮像素子との関係には、以下の２種類がある。
図１１Ａに示すように、キャリブレーション用パターンと撮像素子との距離が比較的長いＬａである場合、キャリブレーション用パターン上のパターンが存在する領域（格子などが存在する領域）は、撮像素子の撮像面（レンズの投影面に等しい）上において、撮像面より狭い領域に結像する。この場合、キャリブレーション用パターン上の全てのパターンを利用することができる。
【００６１】
一方、図１１Ｂに示すように、キャリブレーション用パターンと撮像素子との距離が比較的短いＬｂである場合、キャリブレーション用パターン上のパターンが存在する領域（格子などが存在する領域）は、撮像素子の撮像面（レンズの投影面に等しい）上において、撮像面より広い領域に結像する。この場合、撮像素子の撮像面全体を撮像に利用することができる。
【００６２】
第１実施形態から第３実施形態において、キャリブレーション用パターンと撮像素子との距離を変化させる際には、撮像素子の特性（撮像面のサイズなど）や目的に応じて、キャリブレーション用パターンと撮像素子との距離を決定するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来のキャリブレーション用パターンについて説明する図である。
【図２】従来のキャリブレーション用パターンについて説明する別の図である。
【図３】キャリブレーション用パターン作成の流れを示すフローチャートである。
【図４】キャリブレーション用パターン作成について説明する図である。
【図５】キャリブレーション時のキャリブレーション用パターン面、レンズ面、投影面の関係を示す図である。
【図６】キャリブレーション装置１０の構成を示す図である。
【図７】キャリブレーション装置１０におけるキャリブレーション時の制御部１５の動作を示すフローチャートである。
【図８】キャリブレーション用パターン作成について説明する図である。
【図９】キャリブレーション用パターン作成について説明する別の図である。
【図１０】キャリブレーション装置２０の構成を示す図である。
【図１１】キャリブレーション用パターンと撮像素子との関係について説明する図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０・２０…キャリブレーション装置，１１・２３…ステージ，１２・２５…ステージ駆動部，１３・２２…撮像素子，１４・２４…キャリブレーション用パターン，１５・２６…制御部
【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図９】
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