(57)【要約】【課題】レンズと解像度チャートとの距離を、最短撮像距離よりも短くしても、解像度チャートを撮像した画像の中央部分および周辺部分の両方が同時に結像する、解像度チャートを提供する。【解決手段】解像度チャート１は、レンズ２を通して撮像素子６により撮像され、撮像された画像が、レンズに対する撮像素子６の位置の調整に用いられる解像度チャートであって、撮像素子６の中央部分で撮像される中央図形１１０が形成された第１面である主面１１Ｍと、撮像素子６の周辺部分で撮像される周辺図形１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ及び１２２Ｄが形成された第２面である主面１２Ｍと、を有し、第２面である主面１２Ｍは、第１面である主面１１Ｍよりもレンズ２に所定距離近い面である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを通して撮像素子により撮像され、撮像された画像が、レンズに対する撮像素子の位置の調整に用いられる解像度チャートであって、
前記撮像素子の中央部分で撮像される中央図形が形成された第１面と、
前記撮像素子の周辺部分で撮像される周辺図形が形成された第２面と、
を有し、
前記第２面は、前記第１面よりも前記レンズに所定距離近い面である、解像度チャート。
【請求項２】
前記所定距離は、前記中央図形及び前記周辺図形が前記撮像素子で同時に結像する距離である、請求項１に記載の解像度チャート。
【請求項３】
前記第１面を有する第１部材と、
前記中央図形に対応する部分に孔部を有し、かつ、前記第２面を有する第２部材と、を含み、
前記中央図形が前記孔部を通して露出するように前記第１部材に対し、前記第１面に垂直な方向に前記第２部材を重ねることによって形成される、請求項１または請求項２に記載の解像度チャート。
【請求項４】
前記中央図形に対応する部分に孔部を有する１以上の第３部材を含み、
前記第１部材の前記中央図形が形成された面に、前記中央図形が前記第２部材の前記孔部および前記１以上の第３部材の前記孔部を通して露出する位置に前記１以上の第３部材が配置され、前記第１部材の前記１以上の第３部材が積層されている面に前記第２部材が積層されている請求項３に記載の解像度チャート。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載の解像度チャートを、レンズを通して撮像素子により撮像し、撮像した画像を、レンズに対する前記撮像素子の位置の調整に用いる撮像素子の位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、解像度チャートおよびそれを用いた撮像素子の位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズと撮像素子とを有する撮像装置については、その出荷前にレンズと撮像素子との相対位置の調整を行うことがある。主にレンズ等の製造誤差を吸収し、光軸ずれや片ボケ等を抑制するためである。
【０００３】
そのような撮像装置においては、解像度チャート全体を撮像素子全体で撮像した画像の中央部分および四隅部分の両方を見ながら撮像素子の位置決めを行うことによりレンズと撮像素子との相対位置の調整が行われる。レンズには、最短で撮像できる被写体までの距離（以下、最短撮像距離）が、そのレンズの特性に基づき決まっている。最短撮像距離よりも被写体に近づき撮像すると、撮像素子の中央部分および周辺部分の両方において同時に被写体を結像させることができなくなる。従って、解像度チャートの中央部分および四隅部分の両方の画像を撮像素子上で同時に結像させるためには、レンズと解像度チャートとの距離を、最短撮像距離よりも長くしておく必要がある。従って最短撮像距離の長さに応じて、解像度チャートを大きくする必要があり、調整のための設備が大きくなる。
【０００４】
設備を小型化するために解像度チャートのサイズを小さくすると、レンズと解像度チャートとの距離を短くせざるを得ない。しかし、レンズと解像度チャートとの距離が、最短撮像距離よりも短くなると、画像の中央部分と四隅部分とで結像する位置が異なり、中央部分と四隅部分とのどちらか一方が結像するようにレンズと撮像素子との相対位置を合わせると、他方については結像しなくなる。
【０００５】
ところで、特許文献１では、撮像装置の使用撮像距離の最長距離および最短距離に一致するように段差を付けたテストパターンを用い、近距離部分のフォーカス値と遠距離部分のフォーカス値とがほぼ同じになるように調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３６７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レンズと解像度チャートとの距離を、最短撮像距離よりも短くしても、解像度チャートを撮像した画像の中央部分および周辺部分の両方が同時に結像する、解像度チャートを提供することおよびそれを用いた撮像素子の位置調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のある態様による解像度チャートは、レンズを通して撮像素子により撮像され、撮像された画像が、レンズに対する撮像素子の位置の調整に用いられる解像度チャートであって、前記撮像素子の中央部分で撮像される中央図形が形成された第１面と、前記撮像素子の周辺部分で撮像される周辺図形が形成された第２面と、を有し、前記第２面は、前記第１面よりも前記レンズに所定距離近い面である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の解像度チャートおよびそれを用いた撮像素子の位置調整方法によれば、レンズと解像度チャートとの距離を、最短撮像距離よりも短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施例の解像度チャートの結像位置を示す図である。
【図２】本実施例の解像度チャートの外観を示す斜視図である。
【図３】本実施例の解像度チャートの構成を示す図である。
【図４】本実施例の解像度チャートの正面図である。
【図５】他の実施例による解像度チャートの外観を示す斜視図である。
【図６】他の実施例の解像度チャートの構成を示す図である。
【図７】従来の解像度チャートの結像位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
まず、従来の、１平面上に図形が形成された解像度チャートを、レンズから最短撮像距離よりも短い位置に配置した場合の結像位置について、図７を用いて説明する。
【００１２】
図７は、従来の解像度チャート１５１の中央部分の中央図形１５２及び周辺部分の周辺図形１５３ａがレンズ２を通して結像（集光）する様子を光路（図中の点線）により示した概略図である。
【００１３】
図７に示すように、解像度チャート１５１、レンズ２及び撮像素子６は、それぞれ互いに平行に配置されている。すなわち、解像度チャート１５１と撮像素子６とは、レンズ２を挟んで対向して配置されている。解像度チャート１５１の主面１５Ｍと撮像素子６の主面６Ｍとは、互いに平行に配置されている。また、レンズ２の光軸１５４上に解像度チャート１５１及び撮像素子６の中心が位置するように配置されている。解像度チャート１５１の主面１５Ｍは、光軸１５４と直交する位置に設けられている。撮像素子６の主面６Ｍは、光軸１５４と直交する位置に設けられている。ここで、解像度チャート１５１の主面１５Ｍとレンズ２の中心Ｐとの、光軸１５４に平行な距離ｄ１は、レンズ２の最短撮像距離より短い。
【００１４】
図７に示した配置の場合、中央図形１５２がレンズ２を通して結像する位置のレンズ２の中心Ｐからの、光軸１５４に平行な距離ｄ２は、周辺図形１５３ａがレンズ２を通して結像する位置のレンズ２の中心Ｐからの、光軸１５４に平行な距離ｄ３よりも長くなる。距離ｄ２と距離ｄ３との長さの違いは、レンズ２の特性により生じるものである。なお、周辺図形１５３ｂも周辺図形１５３ａと同様に、距離ｄ３の位置で結像する。
【００１５】
従って、図７に示すようにレンズ２から距離ｄ２の位置に撮像素子６を配置すれば、中央図形１５２は撮像素子６上で結像するが、周辺図形１５３ａは結像しないことになる。すなわち、中央図形１５２と周辺図形１５３ａとの両方について同時に撮像素子６上で結像させることができない。
【００１６】
なお、解像度チャート１５１を、レンズ２の最短撮像距離よりも、レンズ２の中心Ｐからの距離が長い位置に配置した場合も、図７の場合と同様に中央図形１５２と周辺図形１５３ａの結像位置（距離ｄ２、ｄ３）は異なる。しかし、この相違は、解像度チャート１５１とレンズ２との距離が最短撮像距離よりも長くなっていることで相対的に小さくなり、レンズ２と撮像素子６との相対位置の調整を行う場合には、許容できるレベルとなる。
【００１７】
以下に、本発明にかかる解像度チャートおよびそれを用いた撮像素子の位置調整方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、いろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００１８】
本発明を具体的に説明する前に、まず概要を説明する。
図１は、本実施例の解像度チャート１を用いて、レンズ２と撮像素子６との相対位置の調整を行う際のそれぞれの配置の様子及び、解像度チャート１の各部分の図形がレンズ２を通して結像（集光）する様子を光路（図中の点線）により示した概略図である。
なお、図２は、本実施例の解像度チャート１の外観を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、解像度チャート１、レンズ２及び撮像素子６は、それぞれ互いに平行に配置されている。すなわち、解像度チャート１と撮像素子６とは、レンズ２を挟んで対向して配置されている。解像度チャート１の主面１１Ｍと撮像素子６の主面６Ｍとは、互いに平行に配置されている。また、レンズ２の光軸１００上に解像度チャート１及び撮像素子６の中心が位置するように配置されている。解像度チャート１の中央図形１１０とレンズ２との距離ｄ１は、レンズ２の最短撮像距離より短い。なお、図１に示す配置は、図７に示す解像度チャート１５１を、本実施例の解像度チャート１に置き換えたものと同様である。
【００２０】
撮像素子６は、中央図形１１０がレンズ２を通して結像する距離ｄ２の位置に配置される。この際、従来の解像度チャート１５１では、周辺図形１５３は撮像素子６上では前述の通り結像しない。一方、本実施例の解像度チャート１では、周辺図形１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ及び１２２Ｄ（以下、周辺図形１２２という）は、中央図形１１０と同時に、撮像素子６上で結像する。これは、図１に示すように、周辺図形１２２の位置が中央図形１１０の位置よりもレンズ２の中心Ｐからの距離が短くなっているためである。すなわち、レンズ２の中心Ｐからの、光軸１００に平行な距離は、中央図形１１０の位置よりも周辺図形１２２の方が平板１２の厚みの分だけ短い。
【００２１】
よって、レンズ２の最短撮像距離より短い距離に解像度チャート１を配置して、撮像素子６の位置決めを行うことができる。なお、撮像素子６の位置決めは、解像度チャート１及びレンズ２の位置は固定し、撮像素子６の位置やレンズ２に対する角度（あおり）を少しずつ動かしながら、その都度撮像される中央図形１１０及び周辺図形１２２の画像の内容に基づいて行う。撮像画像に基づく撮像素子６の位置決め方法は、公知の技術が使用されれば良いので、ここでは説明を省略する。
【００２２】
（解像度チャートの構成例）
図２に示すように、本実施例の解像度チャート１は、第１部材である平板１１と、第２部材である平板１２とを含む。平板１１は、第１面である主面１１Ｍを有する。主面１１Ｍの中央部分には、中央図形１１０が形成されている。平板１２は、第２面である主面１２Ｍと、中央図形１１０に対応する中央部分に形成された矩形の孔部１２０とを有する。孔部１２０の周囲で、かつ、主面１２Ｍの各角部１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２１Ｄの近傍には、周辺図形１２２が形成されている。平板１２の主面１２Ｍは、中央図形１１０が形成された主面１１Ｍに対して垂直な方向（矢印Ｙ１の逆方向）に所定距離離れた位置に設けられている。この所定距離は、解像度チャート１を用いてレンズ２と撮像素子６との位置調整を行う際に、図１に示すように中央図形１１０と周辺図形１２２等とが同時に結像するように、レンズの特性等を考慮した光学的な計算や、解像度チャート１、レンズ２及び撮像素子６を配置し、実際に撮像した画像の確認により求められ決定される。中央図形１１０と周辺図形１２２とは、同じ方向（矢印Ｙ１の方向）から観察できる。主面１１Ｍは主面１２Ｍからみて矢印Ｙ１の方向に位置する。
【００２３】
図３に示すように、平板１２の角部１２１Ａ、１２１Ｂ、１２１Ｃ、１２１Ｄと、対応する平板１１の角部１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ、１１１Ｄとがそれぞれ密着するように接続されることによって、解像度チャート１が形成される。つまり、平板１１の主面１１Ｍに垂直な方向（矢印Ｙ１の逆方向）に、第１部材である平板１１と第２部材である平板１２とを重ねる。
【００２４】
平板１１と平板１２との接続状態は、例えば、治具を用いて固定することができる。また、例えば、接着剤によって、平板１１と平板１２とを接続してもよい。平板１１と平板１２とが接続された状態では、平板１２の孔部１２０を通して、平板１１の中央図形１１０が露出する。このため、図２の矢印Ｙ１の方向から解像度チャート１を見ると、図４に示すように、孔部１２０を通して、平板１１に形成されている中央図形１１０を観察することができる。また、中央図形１１０の周辺に形成された、周辺図形１２２を観察することができる。
【００２５】
このとき、中央図形１１０が形成された平板１１の垂直方向に、平板１２の厚み分の距離だけ離れた位置に、周辺図形１２２が形成されていることになる。
【００２６】
矢印Ｙ１の方向から見ると、解像度チャート１は、中央部の奥側に中央図形１１０が位置している。また、矢印Ｙ１の方向から見ると、解像度チャート１は、中央部の中央図形１１０の周囲に周辺図形１２２が位置している。
【００２７】
なお、平板１１と平板１２とを別々に形成して接続して用いるのではなく、始めから平板１１と平板１２と一体として形成してもよい。また、図１から図４に示す中央図形１１０、周辺図形１２２は一例に過ぎず、撮像素子６の位置調整を行うための図形であれば、他の図形であってもよい。
【００２８】
上記の解像度チャート１によれば、解像度チャート１とレンズ２との距離ｄ１をレンズの特性に基づく所定の距離より短くでき、またそのため、解像度チャート１のサイズを小さくすることができ、撮像素子６の位置調整のための設備を小さくすることができる。
【００２９】
（解像度チャートの他の実施例）
図５は、他の実施例による解像度チャート１ａの外観を示す斜視図である。図６は、他の実施例の解像度チャート１ａの構成を示す図である。
【００３０】
図５に示すように、本実施例の解像度チャート１ａは、第１部材である平板１１と、第２部材である平板１２と、第３部材である平板１３と、を含む。平板１３は、平板１１と、平板１２との間に位置する。
【００３１】
図６に示すように、４つの平板１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃおよび１３Ｄのうち適切なものを選択し、平板１３として平板１１と平板１２との間に設ける。
【００３２】
４つの平板１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄは、平板１２の孔部１２０と同様の位置に、孔部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄを有する。平板１１と平板１２との間に平板１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄを設けた状態において、孔部１２０の位置と、孔部１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄの位置とが一致し、孔部同士が一体となる。
【００３３】
孔部同士が一体になった状態で治具（図示せず）によって固定される。選択する平板および選択する枚数によって、解像度チャート１ａの厚みが変化する。解像度チャート１ａの厚みが変化しても、治具は、平板１１、平板１２および平板１３を積層した状態を維持する。
【００３４】
このため、図５の矢印Ｙ１の方向から見ると、解像度チャート１ａは、図５に示すように、中央部に設けられた中央図形１１０と、その周囲に設けられた周辺図形１２２とを含み、中央図形１１０は、孔部１２０を通して露出する。
【００３５】
平板１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃおよび１３Ｄは、互いに異なる複数種類の厚みｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄを有する。本例では、平板１３Ａは最も厚みｔａが薄く、平板１３Ｂの厚みｔｂ、平板１３Ｃの厚みｔｃ、平板１３Ｄの厚みｔｄの順に厚みが厚くなって行くものとする。
【００３６】
平板１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃおよび１３Ｄのうち適切な厚みのものを選択して平板１１と平板１２との間に設ける。つまり、平板１１の主面１１Ｍに垂直な方向（矢印Ｙ１の逆方向）に、平板１１と、平板１３と、平板１２とを積層する。こうすることにより、使用するレンズが複数種類ある場合でも各レンズに応じて、中央図形１１０と周辺図形１２２との距離を、適切に設定することができる。なお、平板１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃおよび１３Ｄのうちの少なくとも１つを選択（つまり１つ以上を選択）すればよく、２つ以上選択してもよい。
【００３７】
また、同じ厚みの平板１３を複数枚用意してもよい。その場合、平板１１および平板１２とともに使用する枚数を調整することによって、中央図形１１０と周辺図形１２２との距離を、適切に設定することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１、１ａ  解像度チャート
２  レンズ
６  撮像素子
１１、１２、１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ  平板
１２０、１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ  孔部
１００  光軸
１１０  中央図形
１２２Ａ、１２２Ｂ、１２２Ｃ、１２２Ｄ  周辺図形
【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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