(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系および撮像素子を有するカメラを調整するテストチャートであって、
所定の高さに設けられた頂点と、
前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した複数の斜面と、
を備え、
前記複数の斜面のそれぞれは、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有し、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように配置される
テストチャート。
【請求項２】
前記複数の斜面を有する３次元ブロックと、
前記カメラの光軸に対して直交するように配置される２次元パターンを有する２次元ブロックと、
を備える
請求項１に記載のテストチャート。
【請求項３】
光学系および撮像素子を有するカメラを調整するテストチャートであって、
少なくとも１つの斜面を有する３次元ブロックと、
前記カメラの光軸に対して直交するように配置される２次元パターンを有する２次元ブロックと、
を備え、
前記斜面は、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有し、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように配置される
テストチャート。
【請求項４】
前記斜面は、複数の境界線を有する
請求項１〜３のいずれか１項に記載のテストチャート。
【請求項５】
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、
前記テストチャートとして、所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した複数の斜面と、を備え、前記複数の斜面のそれぞれが、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを支持するとともに、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置。
【請求項６】
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を有する３次元ブロックと、前記カメラの光軸に対して直交するように配置される２次元パターンを有する２次元ブロックと、を備え、前記斜面が、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを支持するとともに、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置。
【請求項７】
所定のテストチャートを準備する工程と、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、前記テストチャートを撮像する工程と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する工程と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整する工程と、
を有し、
前記テストチャートを準備する工程では、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面が、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを準備し、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを配置し、
前記画像を解析する工程は、
前記テストチャートの画像内で、前記境界線と交差した複数の画素を含む評価領域を選択する工程と、
前記評価領域内の各画素において、前記評価領域の角部を通り前記境界線に平行な基準線から起算した補正画素数に対する、前記画素の色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの指標値の対応関係を取得する工程と、
を含む工程を、前記境界線の延在方向に沿って位置が異なる複数の評価領域において行う工程と、
前記複数の評価領域のなかで、前記補正画素数に対する前記指標値の変化が最も急である評価領域内の位置を前記焦点位置として検出する工程と、
を有する
カメラの製造方法。
【請求項８】
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、所定のテストチャートの画像を取得する手順と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記画像を取得する手順では、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面は、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを用い、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを配置した状態で、前記テストチャートの前記画像を取得し、
前記画像を解析する手順では、
前記テストチャートの画像内で、前記境界線と交差した複数の画素を含む評価領域を選択する手順と、
前記評価領域内の各画素において、前記評価領域の角部を通り前記境界線に平行な基準線から起算した補正画素数に対する、前記画素の色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの指標値の対応関係を取得する手順と、
を含む手順を、前記境界線の延在方向に沿って位置が異なる複数の評価領域において行う手順と、
前記複数の評価領域のなかで、前記補正画素数に対する前記指標値の変化が最も急である評価領域内の位置を前記焦点位置として検出する手順と、
を実行させる
焦点検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テストチャート、カメラ製造装置、カメラの製造方法および焦点検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
所定のパターンを有するチャートを用い、光学系と撮像素子との位置を調整することで、カメラを製造する装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１６５６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、光学系と撮像素子との相対的な位置を精度よく調整することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一態様によれば、
光学系および撮像素子を有するカメラを調整するテストチャートであって、
少なくとも１つの斜面を備え、
前記斜面は、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有し、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように配置される
テストチャートが提供される。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、
カメラを調整するテストチャートであって、
所定の高さに設けられた頂点と、
前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、
を有し、
前記斜面は、前記頂点側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在する複数のパターンを有する
テストチャートが提供される。
【０００７】
本発明の更に他の態様によれば、
カメラを調整するテストチャートであって、
前記カメラの視野の中央から離れた位置に配置された外側ブロックを備え、
前記外側ブロックは、前記中央側に偏った位置で所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有し、
前記カメラが撮像したときに前記頂点が前記外側ブロックの中心に位置するように配置される
テストチャートが提供される。
【０００８】
本発明の更に他の態様によれば、
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面が、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを支持するとともに、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置が提供される。
【０００９】
本発明の更に他の態様によれば、
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、前記テストチャートとして、所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有し、前記斜面が、前記頂点側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在する複数のパターンを有するチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記複数のパターンの検出結果の相関に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置が提供される。
【００１０】
本発明の更に他の態様によれば、
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、
前記テストチャートとして、前記カメラの視野の中央から離れた位置に配置された外側ブロックを備え、前記外側ブロックが、前記中央側に偏った位置で所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有するチャートを支持するとともに、
前記カメラが撮像したときに前記頂点が前記外側ブロックの中心に位置するように、前記テストチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記外側ブロックの検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置が提供される。
【００１１】
本発明の更に他の態様によれば、
所定のテストチャートを準備する工程と、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、前記テストチャートを撮像する工程と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する工程と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整する工程と、
を有し、
前記テストチャートを準備する工程では、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面が、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを準備し、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを配置し、
前記画像を解析する工程では、
前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラの製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の更に他の態様によれば、
所定のテストチャートを準備する工程と、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、前記テストチャートを撮像する工程と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する工程と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整する工程と、
を有し、
前記テストチャートを準備する工程では、
前記テストチャートとして、所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有し、前記斜面が、前記頂点側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在する複数のパターンを有するチャートを準備し、
前記画像を解析する工程では、
前記複数のパターンの検出結果の相関に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラの製造方法が提供される。
【００１３】
本発明の更に他の態様によれば、
所定のテストチャートを準備する工程と、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、前記テストチャートを撮像する工程と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する工程と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整する工程と、
を有し、
前記テストチャートを準備する工程では、
前記テストチャートとして、前記カメラの視野の中央から離れた位置に配置された外側ブロックを備え、前記外側ブロックが、前記中央側に偏った位置で所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有するチャートを準備し、
前記カメラが撮像したときに前記頂点が前記外側ブロックの中心に位置するように、前記テストチャートを配置し、
前記画像を解析する工程では、
前記外側ブロックの検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラの製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の更に他の態様によれば、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、所定のテストチャートの画像を取得する手順と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記画像を取得する手順では、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面は、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを用い、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを配置した状態で、前記テストチャートの前記画像を取得し、
前記画像を解析する手順では、
前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
焦点検出プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光学系と撮像素子との相対的な位置を精度よく調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るテストチャートを示す斜視図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係るテストチャートを示す平面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態に係るテストチャートをカメラで撮像した画像の拡大図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るカメラ製造装置を示す概略構成図である。
【図４】カメラ製造装置に配置されるカメラを示す概略構成図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る制御部を示すブロック図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るカメラの製造方法を示すフローチャートである。
【図７】テストチャートを撮像したときの画像である。
【図８Ａ】テストチャートにおける１つのパターンを拡大した図である。
【図８Ｂ】評価領域を示す画像である。
【図９】第１実施形態における補正画素数に対する明るさの対応関係を示す図である。
【図１０】各評価領域における補間曲線を周波数解析した図である。
【図１１】境界線の位置に対するピーク空間周波数の対応関係を示す図である。
【図１２Ａ】本発明の第１実施形態の変形例に係るテストチャートを示す斜視図である。
【図１２Ｂ】本発明の第１実施形態の変形例に係るテストチャートを示す平面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係るテストチャートを示す斜視図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るテストチャートを示す平面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の変形例に係るテストチャートを示す斜視図である。
【図１６】本発明の第２実施形態の変形例に係るテストチャートを示す平面図である。
【図１７】本発明の第３実施形態に係るテストチャートを示す斜視図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係るテストチャートを示す平面図である。
【図１９Ａ】比較例に係るテストチャートを示す斜視図である。
【図１９Ｂ】比較例に係るテストチャートをカメラで撮像した画像の拡大図である。
【図２０】比較例における画素数に対する明るさの対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜発明者の得た知見＞
まず、発明者の得た知見について説明する。
【００１８】
本発明者は、カメラを精度よく調整するため、テストチャートとして３次元構造を有するチャートを検討した。しかしながら、テストチャートの構造などによっては、焦点位置の検出精度が低くなる可能性があることを見出した。
【００１９】
ここで、図１９Ａ、図１９Ｂおよび図２０を用い、比較例のテストチャート９０について説明する。図１９Ａは、比較例に係るテストチャートを示す斜視図である。図１９Ｂは、比較例に係るテストチャートをカメラで撮像した画像の拡大図である。図２０は、比較例における画素数に対する明るさの対応関係を示す図である。
【００２０】
カメラを調整するためのチャートとしては、例えば、図１９Ａに示すような比較例のテストチャート９０が考えられる。比較例のテストチャート９０は、例えば、３角柱構造を備え、カメラの光軸に対して傾斜して配置される１つの斜面９１４を有している。斜面９１４は、例えば、パターン９１６として、白と黒との境界を形成する境界線を有している。このような３角柱構造を備える比較例のテストチャート９０の画像を取得することで、画像内でのパターン９１６の検出結果に基づいて、光軸方向のカメラの焦点位置を容易に検出することができる。
【００２１】
しかしながら、比較例のテストチャート９０では、１つの斜面９１４しか設けられていないため、焦点位置として得られるデータは、当該斜面９１４に沿って延在した境界線に基づいて得られる１つのデータのみである。このため、焦点位置の検出精度が低くなる可能性がある。例えば、カメラの光軸の傾きを精度よく検出することが困難となる。
【００２２】
また、比較例では、例えば、図１９Ｂに示すように、カメラが撮像したときに境界線と画素配列方向とが平行となるように、テストチャート９０が配置される。
【００２３】
しかしながら、比較例では、例えば、図２０に示すように、境界線と交差する所定の評価領域において指標値としての明るさの変化を検出したときに、各画素の指標値としての明るさが画素ピッチで（単位ｐｉｘｅｌごとに）プロットされる。また、画像内で指標値の変化が境界線の延在方向に均等であるため、所定の指標値を示す複数点が重なってプロットされる。このため、画素ピッチよりも小さい範囲内での指標値の変化を検出することが困難となる。すなわち、指標値の変化の検出精度が低くなる。その結果、焦点位置の検出精度が低くなる可能性がある。
【００２４】
以上のように、比較例では、焦点位置の検出精度が低くなることがあるため、カメラにおける光学系と撮像素子との相対的な位置を精度よく調整することができない可能性がある。
【００２５】
以下の本発明は、発明者等が見出した上記新規課題に基づくものである。
【００２６】
＜本発明の第１実施形態＞
（１）テストチャート
本実施形態に係るテストチャート１０について、図１〜図２Ｂを用いて説明する。図１および図２Ａは、それぞれ、本実施形態に係るテストチャートを示す斜視図および平面図である。なお、図１において支持板１９０は実際よりも小さく示されており、図２Ａにおいて支持板１９０は省略している。図２Ｂは、本実施形態に係るテストチャートをカメラで撮像した画像の拡大図である。
【００２７】
なお、以下において、テストチャート１０がカメラ製造装置１内に配置されたときのカメラ２０を基準として、光学系２２０の光軸方向を「Ｚ方向」といい（テストチャート１０からカメラ２０に向けて＋とする）、光学系２２０の光軸に直交する撮像素子２４０の画素配列方向のうちの１方向を「Ｘ方向」といい、光学系２２０の光軸に直交する撮像素子２４０の画素配列方向のうちの他方向を「Ｙ方向」ということがある。また、Ｚ方向を軸とした回転方向を「θＺ方向」といい、Ｘ方向を軸とした回転方向を「θＸ方向」といい、Ｙ方向を軸とした回転方向を「θＹ方向」ということがある。
【００２８】
図１および図２Ａに示すように、本実施形態のテストチャート１０は、例えば、３次元構造（立体構造）を備えている。テストチャート１０は、例えば、カメラ２０における光学系２２０と撮像素子２４０との位置を調整するために用いられるパターン１６０を斜面１４０に有している。
【００２９】
具体的には、本実施形態のテストチャート１０は、例えば、支持板１９０と、３次元ブロック（３Ｄブロック）１１０と、を有している。
【００３０】
支持板１９０は、例えば、板状部材として構成され、３Ｄブロック１１０を支持するよう構成されている。支持板１９０は、例えば、外からの光、例えば部屋の照明光が入らないようにするため、黒く塗装したアルミ合金からなっている。平面視での支持板１９０の形状は、例えば、四角形（長方形）である。
【００３１】
支持板１９０は、後述のカメラ製造装置１においてチャート支持部３１０に支持（固定）されるよう構成されている。支持板１９０は、例えば、チャート支持部３１０の所定位置に固定される被固定部（不図示）を有していてもよい。被固定部としては、例えば、ボルトが挿通される貫通孔などが挙げられる。
【００３２】
３Ｄブロック１１０は、例えば、支持板１９０上に設けられ、３次元構造を有している。本実施形態の３Ｄブロック１１０は、例えば、錐体として構成されている。３Ｄブロック１１０が構成する錐体としては、例えば、多角錐（三角錐、四角錐など）、または円錐などが挙げられる。本実施形態では、３Ｄブロック１１０は、例えば、四角錐（正四角錐）として構成されている。
【００３３】
本実施形態では、３Ｄブロック１１０は、例えば、１つ設けられている。３Ｄブロック１１０は、例えば、支持板１９０の中央に設けられている。
【００３４】
本実施形態の３Ｄブロック１１０は、例えば、底面（不図示）と、頂点１２０と、斜面１４０と、を有している。
【００３５】
３Ｄブロック１１０の底面は、例えば、支持板１９０の上面に接し、支持板１９０に対して固定されている。本実施形態では、底面の形状は、例えば、４つの直交する底辺を有する正方形である。
【００３６】
頂点１２０は、例えば、支持板１９０から所定の高さに設けられている。
【００３７】
具体的には、例えば、以下の手順で、頂点１２０の高さを設定する。完成品のカメラモジュールの仕様をもとに、目標焦点位置を定める。このとき、目標焦点位置は、後述するリレーレンズ３２０を交換することによっても調整できる。例えば、数ｍ先で焦点が合うように組立てるカメラ２０の場合でも、数ｍ先の焦点位置を２００ｍｍ程度に変換するリレーレンズ３２０を選択すれば、数ｍを超える大きなカメラ製造装置１を製作する必要は無い。ここでいう２００ｍｍ程度の距離はカメラ製造装置１を製作しやすい大きさである。次に、その目標焦点位置を、３Ｄブロック１１０の中央、すなわち頂点１２０の高さの半分とする。次に、組立前のカメラ２０の焦点位置を測定できるように、頂点１２０の高さを設定する。ここで、組立前のカメラ２０の焦点位置は、カメラ支持部３４０およびカメラ調整機構３６０の運動誤差でばらつく可能性がある。従って、それらの機構の精度が高ければ、頂点１２０の高さを低くすることができる。反対に、頂点１２０の高さを高くすれば、上述の機構の精度を下げることができる。
【００３８】
本実施形態では、頂点１２０は、例えば、平面視で３Ｄブロック１１０（支持板１９０）の中央に位置している。
【００３９】
斜面１４０は、例えば、底辺と頂点１２０とを繋ぎ、底面の法線方向に対して傾斜して設けられている。例えば、当該斜面１４０が、調整対象のカメラ２０の光学系２２０の光軸に対して傾斜するように、テストチャート１０が後述のチャート支持部３１０に支持される。
【００４０】
本実施形態では、斜面１４０は、例えば、４つ設けられている。４つの斜面１４０は、例えば、頂点１２０を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜している。本実施形態では、４つの斜面１４０のそれぞれの形状は、例えば、二等辺三角形となっている。
【００４１】
斜面１４０は、例えば、パターン１６０を有している。ここでいう「パターン１６０」とは、カメラ２０が撮像可能な図柄または模様などのことを意味する。
【００４２】
本実施形態では、例えば、複数の斜面１４０のそれぞれが、パターン１６０を有している。複数のパターン１６０は、例えば、頂点１２０側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在している。パターン１６０が斜面１４０に沿って連続していることで、連続したパターン１６０上でカメラ２０の焦点位置（後述の暫定焦点位置）を精度よく検出することができる。また、複数のパターン１６０が異なる傾斜方向に沿って延在していることで、複数のパターン１６０の検出結果の相関に基づいて、カメラ２０の最適焦点位置を検出することができる。
【００４３】
本実施形態では、複数のパターン１６０は、例えば、頂点１２０の上方（直上）から見たときに（実空間で目視したときに、すなわち設計上では）頂点１２０を中心として点対称となるように設けられている。これにより、頂点１２に対して点対称な各パターン１６０の検出結果に基づいて、カメラ２０の焦点位置をバランスよく検出することができる。
【００４４】
なお、カメラ２０によって撮像した画像内では、複数のパターン１６０は、必ずしも点対称とならない。例えば、調整前のカメラ２０の光学系２２０の向きが正面に向いていない影響、または光学系２２０の歪曲収差の影響などが考えられる。
【００４５】
本実施形態では、斜面１４０は、パターン１６０として、例えば、少なくとも１つの境界線１６２を有している。境界線１６２は、例えば、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成している。また、境界線１６２は、例えば、該斜面１４０の傾斜方向に沿って直線状に延在している。
【００４６】
本実施形態では、斜面１４０のそれぞれは、例えば、複数の境界線１６２を有している。具体的には、斜面１４０は、例えば、黒色の素地面に対して開設されたスリット（線状開口）を有している。すなわち、スリットの両辺が、境界線１６２ａ，１６２ｂを構成している。
【００４７】
また、図２Ａに示すように、スリットは、例えば、斜面１４０ごとに１つずつ設けられている。合計で４つのスリットは、平面視で十字状に配置され、４つのスリットをそれぞれ延長した４つの仮想直線は、頂点１２０で交差している。これにより、上述のように、実空間で目視したときに、頂点１２０を中心として点対称となっている。
【００４８】
なお、図１に示すように、境界線１６２上の所定点（例えば、後述の暫定焦点位置）について、Ｚは、支持板１９０上のＺ（高さ）方向の座標であり、Ｌは、平面視（画像）で境界線１６２の下端から境界線１６２に沿った方向の距離である。
【００４９】
（画像内での配置）
ここで、図２Ｂを用いて、調整対象のカメラ２０が撮像した画像における境界線１６２の配置について説明する。
【００５０】
図２Ｂに示すように、本実施形態では、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、テストチャート１０が配置される。言い換えれば、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが交差するように、テストチャート１０が配置される。これにより、画素ピッチよりも細かいピッチで、画素の指標値の変化を検出することができる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２が撮像素子２４０の画素配列方向に対して直線状に傾くように、テストチャート１０が配置される。
【００５２】
画素配列方向に対する境界線１６２の傾斜角度αは、例えば、０．０２ｒａｄ超である。これにより、５０列の画素のデータを補間して、１ピクセル相当の指標値を評価することができる。ただし、実際には、後述の評価領域ＥＲの列数を増やすと、画像横方向の分解能、すなわち焦点位置のＺ方向の分解能が悪くなる傾向がある。すなわち、補間精度が向上するほど、画像横方向の分解能が悪化する傾向がある。そのため、実際には、評価領域ＥＲの列数を、１０列以上３０列以下としている。
【００５３】
一方で、画素配列方向に対する境界線１６２の傾斜角度αは、例えば、約０．７９ｒａｄ（４５°）以下である。これにより、１画素より細かい指標値の変化を精度良く把握することができる。
【００５４】
なお、カメラ２０が撮像したときには、光学系２２０の歪曲の影響を受けることが考えられる。しかしながら、本実施形態では、カメラ２０が撮像したときに、光学系２２０の歪曲のみに起因したずれよりも大きく、境界線１６２が撮像素子２４０の画素配列方向に対してずれるように、テストチャート１０が配置される。つまり、カメラ２０が撮像したときの画素配列方向に対する境界線１６２のずれは、例えば、光学系２２０の歪曲起因成分と、撮像素子２４０の画素配列方向に対して直線状に傾く成分と、を有することとなる。
【００５５】
また、カメラ２０が撮像したときには、結像倍率の違いに起因して、カメラ２０に近い側のスリットの幅が、底辺側のスリットの幅よりも広くなる。このため、１つのスリットにおいて、一方の境界線１６２ａと他方の境界線１６２ｂとが非平行となる。しかしながら、上述の結像倍率の違いに起因した影響を考慮したうえでも、画像ＣＩ内で、境界線１６２ａ，１６２ｂのそれぞれと画素配列方向とが交差していることが好ましい。
【００５６】
このような画像ＣＩ内での配置が得られる実空間でのテストチャート１０の配置としては、例えば、３Ｄブロック１１０の４つの底辺のそれぞれが支持板１９０の４辺（撮像素子２４０の直交する画素配列方向に相当）のいずれかに平行になっているのに対して、斜面１４０のそれぞれにおける境界線１６２は、平面視で４つの底辺のいずれかの延在方向に対して所定の角度αで傾いている。
【００５７】
（２）カメラ製造装置
次に、本実施形態に係るカメラ製造装置１について、図１〜図５を用いて説明する。図３は、本実施形態に係るカメラ製造装置を示す概略構成図である。図４は、カメラ製造装置に配置されるカメラを示す概略構成図である。図５は、本実施形態に係る制御部を示すブロック図である。
【００５８】
図３に示すように、本実施形態のカメラ製造装置１は、例えば、テストチャート１０の検出結果に基づいて、カメラ２０における光学系２２０と撮像素子２４０との相対的な位置を調整するよう構成されている。具体的には、カメラ製造装置１は、例えば、チャート支持部３１０と、リレーレンズ３２０と、カメラ支持部３４０と、カメラ調整機構３６０と、カメラ固定部３８０と、制御部４００と、を有している。
【００５９】
（カメラ）
ここで、図４を用い、カメラ製造装置１で調整されるカメラ２０について説明する。図４に示すように、カメラ２０は、例えば、光学系２２０と、オートフォーカス機構（不図示）と、撮像素子２４０と、回路基板２６０と、コネクタ２８０と、を有している。
【００６０】
光学系２２０は、例えば、少なくとも１つのレンズを含むレンズ群（不図示）と、レンズバレル（不図示）と、を有している。レンズバレルは、レンズ群を一体として支持している。
【００６１】
オートフォーカス機構は、例えば、レンズ群を支持するレンズバレルを光軸に沿って移動可能に構成されている。オートフォーカス機構としては、例えば、ボイスコイルモータなどのアクチュエータなどが挙げられる。
【００６２】
撮像素子２４０は、例えば、固体イメージセンサとして構成されている。撮像素子２４０としては、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）、またはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などが挙げられる。
【００６３】
撮像素子２４０は、例えば、光学系２２０の光軸に対して直交し、且つ、光学系２２０を介して結像される位置に配置される。当該撮像素子２４０と光学系２２０との相対的な位置が、カメラ製造装置１により調整される。
【００６４】
回路基板２６０は、例えば、撮像素子２４０を搭載し、撮像素子２４０およびオートフォーカス機構を駆動するよう構成されている。回路基板２６０上の撮像素子２４０の周辺には、光学系２２０を固定するための接着剤２６２が塗布される。接着剤２６２としては、例えば、紫外線硬化樹脂が挙げられる。
【００６５】
コネクタ２８０は、カメラ２０が搭載される携帯電話などに接続可能に構成されている。なお、カメラ製造装置１においても、コネクタ２８０を介してカメラ２０が接続されることとなる。
【００６６】
（チャート支持部）
チャート支持部３１０は、例えば、テストチャート１０を支持するよう構成されている。
【００６７】
本実施形態のチャート支持部３１０は、例えば、斜面１４０が光学系２２０の光軸に対して傾斜し、且つ、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、テストチャート１０を支持するよう構成されている。
【００６８】
具体的には、チャート支持部３１０では、例えば、テストチャート１０の支持板１９０が光学系２２０の光軸と直交し、且つ、支持板１９０の中央が光学系２２０の光軸と一致するように、テストチャート１０が配置される。また、チャート支持部３１０では、例えば、３Ｄブロック１１０の斜面１４０のそれぞれにおける境界線１６２が撮像素子２４０の画素配列方向に対して所定の角度αで傾くように、テストチャート１０が配置される。
この状態で、テストチャート１０の被固定部としての貫通孔にボルトが挿通され、ボルトがチャート支持部３１０のネジ穴に螺合される。このようにして、テストチャート１０がチャート支持部３１０に固定されるようになっている。
【００６９】
なお、チャート支持部３１０は、例えば、テストチャート１０を光軸方向に位置調節可能に構成されていてもよい。具体的には、例えば、送りねじにより、テストチャート１０を光軸方向に±５０ｍｍ程度、移動可能になっていてもよい。
【００７０】
チャート支持部３１０は、例えば、チャート光源３１２を有している。チャート光源３１２は、例えば、テストチャート１０の裏面側に配置され、３Ｄブロック１１０の内側から光を照射し、斜面１４０のスリットから光を透過させるように構成されている。
【００７１】
なお、カメラ製造装置１の側面は、不透明なアクリル板または暗幕で覆われ、遮光されていることが好ましい。
【００７２】
（リレーレンズ）
リレーレンズ３２０は、例えば、テストチャート１０の像を撮像素子２４０の位置に結像するよう構成されている。リレーレンズ３２０は、例えば、凸レンズとして構成されている。このような構成により、カメラ製造装置１内の物像間距離を短くすることができる。例えば、焦点距離が１０ｍで設計されたカメラ２０を調整する場合に、物像間距離を２００ｍｍに短くすることができる。なお、リレーレンズ３２０の光軸がテストチャート１０の中央法線とカメラ２０の光学系２２０の光軸と重なるように、リレーレンズ３２０が配置されている。
【００７３】
（カメラ支持部）
カメラ支持部３４０は、例えば、テストチャート１０を撮像可能な位置に、光学系２２０および撮像素子２４０を有するカメラ２０の少なくとも一部を支持するよう構成されている。本実施形態では、カメラ支持部３４０は、例えば、撮像素子２４０、回路基板２６０およびコネクタ２８０を支持するよう構成されている。
【００７４】
カメラ支持部３４０には、カメラ２０のコネクタ２８０が接続される。これにより、カメラ製造装置１において撮像素子２４０によりテストチャート１０を撮像することができる。
【００７５】
（カメラ調整機構）
カメラ調整機構３６０は、例えば、カメラ２０の焦点位置に基づいて、光学系２２０および撮像素子２４０の相対的な位置を調整するよう構成されている。
【００７６】
具体的には、カメラ調整機構３６０は、例えば、Ｚ方向、Ｘ方向、Ｙ方向、θＺ方向、θＸ方向およびθＹ方向に光学系２２０を調整可能に構成されている。さらに、カメラ調整機構３６０は、例えば、撮像素子２４０を支持するカメラ支持部３４０をＸ方向およびＹ方向に調整可能に構成されていてもよい。
【００７７】
（カメラ固定部）
カメラ固定部３８０は、例えば、光学系２２０と撮像素子２４０とを固定するよう構成されている。具体的には、カメラ固定部３８０は、例えば、紫外線を出射する光源として構成されている。例えば、カメラ固定部３８０からの紫外線を回路基板２６０上の接着剤２６２に向けて照射し、接着剤２６２を硬化させることで、光学系２２０と撮像素子２４０とを固定することができる。
【００７８】
（制御部）
制御部４００は、例えば、カメラ製造装置１の各部を制御し、カメラ２０が撮像したテストチャート１０の画像に基づいて、カメラ２０を調整するよう構成されている。
【００７９】
具体的には、図５に示すように、制御部４００は、コンピュータとして構成され、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４１０と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４２０と、記憶装置４３０と、Ｉ／Ｏポート４４０と、入力部４５０と、表示部４６０と、を有している。ＲＡＭ４２０、記憶装置４３０、およびＩ／Ｏポート４４０は、ＣＰＵ４１０とデータ交換可能に構成されている。
【００８０】
Ｉ／Ｏポート４４０は、例えば、チャート光源３１２、カメラ支持部３４０、カメラ調整機構３６０、およびカメラ固定部３８０に接続されている。なお、Ｉ／Ｏポート４４０は、カメラ支持部３４０を介してカメラ２０の撮像素子２４０に接続されている。
【００８１】
記憶装置４３０は、例えば、カメラ２０の焦点検出に係るプログラム、カメラ調整機構３６０を制御するプログラム、テストチャート１０の画像などを記憶するよう構成されている。記憶装置４３０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  ｄｉｓｋ  ｄｒｉｖｅ）またはＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）などである。
【００８２】
ＲＡＭ４２０は、ＣＰＵ４１０によって記憶装置４３０から読み出されるプログラムや情報等が一時的に保持されるよう構成されている。
【００８３】
ＣＰＵ４１０は、記憶装置４３０に格納された所定のプログラムを実行することで、画像解析部、カメラ調整制御部として機能するように構成されている。
【００８４】
画像解析部は、例えば、テストチャート１０を撮像した画像を解析し、カメラ２０の焦点位置を検出するよう構成されている。
カメラ調整制御部は、例えば、カメラ２０の焦点位置に基づいて、光学系２２０および撮像素子２４０の相対的な位置を調整するよう、カメラ調整機構３６０を制御するよう構成されている。
上述の各部によるカメラ製造方法については、詳細を後述する。
【００８５】
上述の各部を実現するための所定プログラムは、例えば、制御部４００が構成するコンピュータにインストールして用いられる。プログラムは、例えば、そのインストールに先立ち、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納されて提供されるものであってもよい。或いは、プログラムは、例えば、制御部４００と接続する通信回線（光ファイバ等）を通じて当該コンピュータへ提供されるものであってもよい。
【００８６】
表示部４６０は、例えば、テストチャート１０の画像、後述の補正画素数に対する指標値のグラフ、各評価領域における補間曲線を周波数解析したグラフ、境界線の位置に対するピーク空間周波数を示すグラフなどを表示するよう構成されている。表示部４６０は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）ディスプレイなどである。
【００８７】
入力部４５０は、例えば、ユーザが所定の操作を行う情報を制御部４００に入力可能に構成されている。入力部４５０は、例えば、マウス、キーボードなどである。
【００８８】
なお、表示部４６０および入力部４５０は、タッチパネル等により両者を兼ねて構成されていてもよい。
【００８９】
（３）カメラの製造方法
次に、図１、図４〜図１１を用い、本実施形態のカメラの製造方法について説明する。
図６は、本実施形態に係るカメラの製造方法を示すフローチャートである。図７は、テストチャートを撮像したときの画像である。図８Ａは、テストチャートにおける１つのパターンを拡大した図である。図８Ｂは、評価領域を示す画像である。図９は、本実施形態における補正画素数に対する明るさの対応関係を示す図である。図１０は、各評価領域における補間曲線を周波数解析した図である。図１１は、境界線の位置に対するピーク空間周波数の対応関係を示す図である。
【００９０】
図６に示すように、本実施形態のカメラの製造方法は、例えば、準備工程Ｓ１００と、撮像工程Ｓ２００と、画像解析工程Ｓ３１０〜Ｓ３７０と、焦点誤差算出工程Ｓ４００と、焦点位置判定工程Ｓ５２０と、カメラ位置調整工程Ｓ５４０と、カメラ固定工程Ｓ６００と、を有している。準備工程Ｓ１００よりも後の各工程は、制御部４００により処理または制御される。
【００９１】
（Ｓ１００：準備工程）
まず、本実施形態のテストチャート１０を準備する。
【００９２】
このとき、例えば、斜面１４０が光学系２２０の光軸に対して傾斜し、且つ、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、チャート支持部３１０によりテストチャート１０を支持する。テストチャート１０を配置したら、チャート光源３１２を起動し、テストチャート１０に光を照射する。
【００９３】
また、調整対象のカメラ２０をカメラ製造装置１に配置する。
【００９４】
このとき、例えば、テストチャート１０を撮像可能な位置に、カメラ２０の少なくとも一部をカメラ支持部３４０により支持する。カメラ支持部３４０によりカメラ２０を支持する際には、カメラ２０のコネクタ２８０をカメラ支持部３４０に接続する。また、光学系２２０および撮像素子２４０の相対的な位置を調整可能なように、光学系２２０および撮像素子２４０の少なくとも一部をカメラ調整機構３６０に配置する。
【００９５】
（Ｓ２００：撮像工程）
次に、図７に示すように、上述のカメラ２０を用い、テストチャート１０を撮像することで、テストチャート１０の画像ＣＩを取得する。
【００９６】
このとき、例えば、上述のテストチャート１０の配置により、画像ＣＩ内では、テストチャート１０の境界線１６２と画素配列方向とが非平行となっている。
【００９７】
（Ｓ３１０〜Ｓ３７０：画像解析工程）
次に、テストチャート１０を撮像した画像ＣＩを解析し、カメラ２０の焦点位置を検出する。
【００９８】
本実施形態では、例えば、テストチャート１０を撮像した画像ＣＩにおいて、境界線１６２の検出結果に基づいて、カメラ２０の焦点位置を検出する。
【００９９】
具体的には、画像解析工程Ｓ３１０〜Ｓ３７０は、例えば、評価領域選択工程Ｓ３１０と、指標値取得工程Ｓ３２０と、補間工程Ｓ３３０と、周波数解析工程Ｓ３４０と、全評価領域終了判定工程Ｓ３５０と、暫定焦点位置検出工程Ｓ３６０と、全境界線終了判定工程Ｓ３７０と、を有している。
【０１００】
（Ｓ３１０：評価領域選択工程）
図８Ａに示すように、テストチャート１０の画像ＣＩ内で、境界線１６２と交差した複数の画素を含む評価領域ＥＲを選択する。
【０１０１】
このとき、図８Ａに示すように、例えば、境界線１６２の延在方向に沿って位置が異なる複数の評価領域ＥＲを選択する。具体的には、例えば、本実施形態のテストチャート１０におけるパターン１６０としての４つのスリットのなかから、１つのスリットを選択する。次に、当該パターン１６０としてのスリットの一辺を構成する境界線１６２ａに沿って、複数の評価領域ＥＲを選択する。また、例えば、境界線１６２ａに沿って所定の等しい間隔で、複数の評価領域ＥＲを選択する。
【０１０２】
また、このとき、図８Ｂに示すように、評価領域ＥＲとして、例えば、境界線１６２と交差する複数の画素列を選択する。また、評価領域ＥＲの形状を、例えば、直交する２つの画素配列方向にそれぞれ平行な２辺を有する長方形とする。また、評価領域ＥＲの列数を、上述のように画像横方向の分解能に基づいて設定し、例えば、１０列以上３０列以下とする。
【０１０３】
（Ｓ３２０：指標値取得工程）
次に、評価領域ＥＲ内の各画素において、画素の色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの指標値（画素値）を取得する。
【０１０４】
また、図８Ｂの評価領域ＥＲ内の各画素において、評価領域ＥＲの角部を通り境界線１６２に平行な基準線から起算した補正画素数ｄ’を求める。境界線１６２は画素配列方向に対して角度αで傾斜していることから、補正画素数ｄ’は、以下の式（１）により求められる。
ｄ’＝ｄ＋ｎｔａｎα  ・・・（１）
ただし、ｄは、評価領域ＥＲの一端から評価領域ＥＲ内で境界線１６２と交差する画素配列方向（評価領域ＥＲの長手方向、図縦方向）への画素数（画素行数）（単位ｐｉｘｅｌ）である。ｎは、評価領域ＥＲの画素列数である。
【０１０５】
これらの結果に基づき、図９に示すように、評価領域ＥＲ内の各画素において、補正画素数ｄ’に対する画素の指標値の対応関係を取得する。なお、図９の縦軸は、例えば、指標値としての明るさ（輝度）である。
【０１０６】
このとき、例えば、横軸を画素配列方向への画素数ｄとすると、各画素の指標値が画素ピッチで（単位ｐｉｘｅｌごとに）プロットされる。このため、上述した比較例と同じような課題が生じる可能性がある。
【０１０７】
これに対して、本実施形態では、横軸を、評価領域ＥＲの角部を通り境界線１６２に平行な基準線から起算した補正画素数ｄ’とすることで、評価領域ＥＲの列１本ごとに、補正画素数ｄ’がｔａｎαだけずれた指標値を得ることができる。ｔａｎα≦１、すなわち、α≦０．７９ｒａｄ（４５°）とすることで、各画素の指標値を画素ピッチよりも短いピッチでプロットすることができる。つまり、サンプリングピッチを仮想的に短くすることが可能となる。その結果、境界線１６２と交差する方向において、１画素より細かい指標値の変化を精度よく把握することが可能となる。
【０１０８】
（Ｓ３３０：補間工程）
次に、図９に示すように、評価領域ＥＲ内の補正画素数ｄ’と画素の指標値との対応関係としての離散的データを補間することで、補間曲線（補間関数）ＩＣを取得する。
【０１０９】
具体的な補間方法としては、特に限定されないが、例えば、直線補間法、またはスプライン補間法などが挙げられる。
【０１１０】
（Ｓ３４０：周波数解析工程）
次に、補間工程Ｓ３３０で得られた明るさの変化を示す補間曲線ＩＣを周波数解析（フーリエ変換）する。これにより、図１０の１つの曲線として示すように、空間周波数に対する周波数応答（ＳＦＲ：Ｓｐａｔｉａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）の曲線を取得する。なお、以下において、空間周波数に対する周波数応答の曲線を「周波数応答曲線」ともいう。
【０１１１】
以上のようにして、境界線１６２の延在方向に沿って位置が異なる複数の評価領域ＥＲにおいて、評価領域選択工程Ｓ３１０、指標値取得工程Ｓ３２０、補間工程Ｓ３３０および周波数解析工程Ｓ３４０を行う。
【０１１２】
（Ｓ３５０：全評価領域終了判定工程）
次に、１つの境界線１６２において選択した全ての評価領域ＥＲについて、評価領域選択工程Ｓ３１０から周波数解析工程Ｓ３４０までの工程が終了しているか否かを判定する。
【０１１３】
全ての評価領域ＥＲについて、評価領域選択工程Ｓ３１０から周波数解析工程Ｓ３４０までの工程が終了していない場合には（Ｓ３５０でＮｏ）、残りの評価領域ＥＲについてこれらの工程を行う。
【０１１４】
（Ｓ３６０：暫定焦点位置検出工程）
全ての評価領域ＥＲについて、評価領域選択工程Ｓ３１０から周波数解析工程Ｓ３４０までの工程が終了した場合には（Ｓ３５０でＹｅｓ）、図１０に示すように、全ての評価領域ＥＲのそれぞれにおいて周波数応答曲線が得られる。
【０１１５】
このとき、本実施形態では、例えば、複数の評価領域ＥＲのなかで、補正画素数ｄ’に対する指標値の変化が最も急である評価領域ＥＲ内の位置を暫定焦点位置として検出する。ここでいう「暫定焦点位置」とは、１つの境界線１６２における複数の評価領域ＥＲの検出結果に基づいて検出された暫定的な焦点の候補位置のことを意味する。
【０１１６】
具体的には、図１０に示すように、各評価領域ＥＲにおいて、所定の基準（Ｃｒｉｔｅｒｉａ）以上の周波数応答を有する空間周波数の最大値を、「最適空間周波数（Ｂｅｓｔ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）」として求める。
【０１１７】
次に、図１１に示すように、境界線１６２に沿った方向の各評価領域ＥＲの中心位置（Ｌ）に対する、最適空間周波数の対応関係を取得する。当該対応関係を取得したら、対応関係を所定の近似関数によりフィッティングする。
【０１１８】
近似関数が得られたら、近似関数において最も高い空間周波数をピーク空間周波数として求める。このとき、ピーク空間周波数が得られた位置では、指標値の変化が最も急であったことに相当する。したがって、当該ピーク空間周波数が得られた位置を、境界線１６２における暫定焦点位置として特定する。
【０１１９】
暫定焦点位置を特定したら、画像ＣＩにおいて、境界線１６２の下端から境界線１６２に沿った方向に暫定焦点位置までの距離Ｌに基づいて、実空間での暫定焦点位置の座標（３次元座標）Ｂｍｎ１（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を求める。なお、テストチャート１０の支持板１９０の中心点の座標が（０，０，０）とする。
【０１２０】
（Ｓ３７０：全境界線終了判定工程）
次に、所定の境界線１６２において暫定焦点位置を求めたら、テストチャート１０が有する全ての境界線１６２について、評価領域選択工程Ｓ３１０から暫定焦点位置検出工程Ｓ３６０までの工程が終了しているか否かを判定する。
【０１２１】
全ての境界線１６２について、評価領域選択工程Ｓ３１０から暫定焦点位置検出工程Ｓ３６０までの工程が終了していない場合には（Ｓ３７０でＮｏ）、残りの境界線１６２についてこれらの工程を行う。
【０１２２】
（Ｓ４００：焦点誤差算出工程）
全ての境界線１６２について、評価領域選択工程Ｓ３１０から暫定焦点位置検出工程Ｓ３６０までの工程が終了した場合には（Ｓ３７０でＹｅｓ）、図２Ａに示すように、全ての境界線１６２のそれぞれにおいて暫定焦点位置（座標Ｂ１１１〜Ｂ１４２）が得られる。
【０１２３】
このとき、本実施形態では、例えば、複数の境界線１６２の検出結果の相関に基づいて、カメラ２０の最適焦点位置を検出する。
【０１２４】
具体的には、まず、１つのスリットにおける境界線１６２ａ，１６２ｂにおける暫定焦点位置の座標に基づいて、平均焦点位置の座標を求める。平均焦点位置の座標Ｂｍｎは、例えば、以下の式（２）により求められる。
Ｂｍｎ＝（Ｂｍｎ１＋Ｂｍｎ２）／２  ・・・（２）
ただし、ｍは３Ｄブロック１１０を特定する自然数であり、ｎは斜面１４０を特定する自然数である。Ｂｍｎ１は、１つのスリットにおける一方の境界線１６２ａの暫定焦点位置の座標であり、Ｂｍｎ２は、１つのスリットにおける他方の境界線１６２ｂの暫定焦点位置の座標である。
【０１２５】
次に、複数のスリットのそれぞれにおいて平均焦点位置の座標Ｂｍｎを求めたら、平均焦点位置の座標Ｂｍｎに基づいて、カメラ２０の最適焦点位置の座標Ｂｍを求める。最適焦点位置の座標Ｂｍは、例えば、以下の式（３）により求められる。
Ｂｍ＝（Ｂｍ１＋Ｂｍ２＋Ｂｍ３＋Ｂｍ４）／４  ・・・（３）
【０１２６】
なお、上述の暫定焦点位置の座標Ｂｍｎ１，Ｂｍｎ２、および平均焦点位置の座標Ｂｍｎのうち、異常な座標が検出されていた場合には、少なくとも異常な座標が検出された境界線１６２などについて画像解析工程Ｓ３１０〜Ｓ３７０をやり直してもよい。
【０１２７】
以上のようにして、カメラ２０の最適焦点位置の座標Ｂｍを求めたら、以下の手順で、カメラ２０の焦点面の傾斜角度θｘ、θｙと、焦点面の中心位置の座標（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）を求める。
【０１２８】
具体的には、例えば、全ての境界線１６２における暫定焦点位置の座標Ｂｉｊｋに基づいて、以下の式（４）により、焦点面の方程式を求める。
ｚ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃ  ・・・（４）
ただし、ｉは３Ｄブロック１１０を特定する自然数であり（本実施形態では１）、ｊは斜面１４０を特定する自然数であり、ｋは同一斜面１４０での境界線１６２を特定する自然数である。ａ、ｂおよびｃは定数である。
【０１２９】
本実施形態では、３点超の暫定焦点位置の座標Ｂｉｊｋが得られるため、例えば、最小二乗法により、定数ａ、ｂおよびｃを最適化する。この計算方法はカーブフィットと呼ばれることがある。
【０１３０】
なお、上述で求めた一対の境界線１６２ａ，１６２ｂにおける平均焦点位置の座標Ｂｉｊ、または、各３Ｄブロック１１０における最適焦点位置の座標Ｂｉに基づいて、定数ａ、ｂおよびｃを最適化してもよい。
【０１３１】
次に、焦点面の中心位置の座標のうち、Ｃｘ，Ｃｙを求める。具体的には、まず、スリットの中心線を延長した交点を求める。ｎ本のスリットがあると、ｎ×（ｎ−１）個の交点を計算することができる。これらの交点を平均することで、最適交点を求める。その結果、最適交点の座標に基づいて、Ｃｘ，Ｃｙを求める。
【０１３２】
次に、焦点面の中心位置の座標Ｃｘ，Ｃｙに基づいて、式（４）によりＣｚを求める。
【０１３３】
また、上述の式（４）における定数に基づいて、以下の式から傾斜角度θｘ、θｙを求める。
θｘ＝−ｂ
θｙ＝−ａ
【０１３４】
このようにしてカメラ２０の焦点面の傾斜角度θｘ、θｙと、焦点面の中心位置の座標（Ｃｘ，Ｃｙ，Ｃｚ）を求めたら、それぞれの値と目標値との誤差を計算する。なお、目標値は例えば０である。このようにして求められる誤差を以下では「焦点誤差」ともいう。焦点誤差は、カメラ２０の光学系２２０の位置および姿勢の誤差に相当する。
【０１３５】
（Ｓ５２０：焦点位置判定工程）
焦点誤差を求めたら、カメラ２０の焦点位置が良好か否かを判定する。
【０１３６】
具体的には、例えば、上述の焦点誤差が予め設定した許容値以下であるか否かを判定する。
【０１３７】
（Ｓ５４０：カメラ位置調整工程）
カメラ２０の焦点位置が良好でない場合には（すなわち、焦点誤差が許容値よりも大きい場合、Ｓ５２０でＮｏ）、当該カメラ２０の焦点位置に基づいて、光学系２２０および撮像素子２４０の相対的な位置をカメラ調整機構３６０により調整する。
【０１３８】
具体的には、例えば、上述の焦点誤差が０（ゼロ）になるように、Ｚ方向、Ｘ方向、Ｙ方向、θＺ方向、θＸ方向およびθＹ方向に光学系２２０を調整する。
【０１３９】
カメラ２０の調整後は、撮像工程Ｓ２００以降の工程を再度行う。
【０１４０】
（Ｓ６００：カメラ固定工程）
一方で、カメラ２０の焦点位置が良好である場合には（すなわち、焦点誤差が予め設定した許容値以下である場合、Ｓ５２０でＹｅｓ）、カメラ固定部３８０により、光学系２２０と撮像素子２４０とを固定する。
【０１４１】
具体的には、例えば、カメラ固定部３８０からの紫外線を回路基板２６０上の接着剤２６２に向けて照射し、接着剤２６２を硬化させる。これにより、光学系２２０と撮像素子２４０とを固定する。
【０１４２】
以上により、本実施形態のカメラ製造工程を終了する。
【０１４３】
（４）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、以下に示す１つ又は複数の効果を奏する。
【０１４４】
（ａ）本実施形態では、斜面１４０が光学系２２０の光軸に対して傾斜し、且つ、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、テストチャート１０が配置される。例えば、テストチャート１０の画像ＣＩ内で、境界線１６２と交差した評価領域ＥＲを選択し、評価領域ＥＲ内の各画素において、評価領域ＥＲの角部を通り境界線１６２に平行な基準線から起算した補正画素数ｄ’に対する指標値の対応関係を取得する。これにより、評価領域ＥＲの列１本ごとに、補正画素数ｄ’がｔａｎαだけずれた指標値を得ることができる。ｔａｎα≦１、すなわち、α≦０．７９ｒａｄ（４５°）とすることで、各画素の指標値を画素ピッチよりも短いピッチでプロットすることができる。つまり、サンプリングピッチを仮想的に短くすることが可能となる。その結果、境界線１６２と交差する方向において、１画素より細かい指標値の変化を精度よく把握することが可能となる。
【０１４５】
このように、境界線１６２と交差する方向の指標値の変化を精度よく把握することで、境界線１６２における焦点位置（上述の暫定焦点位置）を精度よく検出することができる。その結果、カメラ２０における光学系２２０と撮像素子２４０との相対的な位置を精度よく調整することが可能となる。
【０１４６】
（ｂ）本実施形態では、テストチャート１０の斜面１４０は、複数の境界線１６２を有している。これにより、同一斜面１４０内の近接する複数の箇所に位置する暫定焦点位置に基づいて、平均焦点位置を検出することができる。その結果、同一斜面１４０内での焦点位置精度を向上させることができる。
【０１４７】
（ｃ）本実施形態では、テストチャート１０の斜面１４０は、頂点１２０を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜している。斜面１４０における複数のパターン１６０は、頂点１２０側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在している。パターン１６０が斜面１４０に沿って連続していることで、連続したパターン１６０上でカメラ２０の暫定焦点位置を精度よく検出することができる。また、複数のパターン１６０が異なる傾斜方向に沿って延在していることで、複数のパターン１６０の検出結果の相関に基づいて、カメラ２０の最適焦点位置を検出することができる。これらの結果、カメラ２０の調整精度を向上させることが可能となる。
【０１４８】
（ｄ）本実施形態では、テストチャート１０は、４つ以上の斜面１４０を有している。当該４つの斜面１４０のそれぞれにおけるパターン１６０の検出結果の相関に基づいて、最適焦点位置を検出する。
【０１４９】
ここで、最適焦点位置の３次元座標は、３つの測定データがあれば算出可能である。しかしながら、３つの測定データの少なくともいずれかが測定誤差を有している可能性がある。測定誤差の原因としては、例えば、カメラの撮像素子に付着した異物による画質劣化、光学系の製造誤差などの様々な原因が考えられる。このような測定誤差が生じた場合、最適焦点位置の精度が低下する可能性がある。
【０１５０】
これに対し、本実施形態では、４つの斜面１４０のそれぞれにおけるパターン１６０の検出結果の相関に基づいて、最適焦点位置を検出することで、測定データ数を増やし、冗長性を確保することができる。これにより、４つの斜面１４０のそれぞれにおける測定データのいずれかに測定誤差が生じていたとしても、最適焦点位置の検出精度の低下を抑制することが可能となる。
【０１５１】
（ｅ）本実施形態では、境界線１６２の延在方向に沿って位置が異なる複数の評価領域ＥＲにおいて、画像解析工程を行う。その後、複数の評価領域ＥＲのなかで、補正画素数ｄ’に対する指標値の変化が最も急である評価領域ＥＲ内の位置を暫定焦点位置として検出する。
【０１５２】
ここで、他の比較例として、例えば、複数の平面チャートを光学系の光軸方向に所定の間隔で配置し、それぞれの位置での平面チャートの検出結果に基づいて、カメラの焦点位置を検出する方法が考えられる。しかしながら、当該方法では、得られるデータ数は平面チャート数で制限されるため、焦点位置の検出精度が低くなる可能性がある。また、複数の平面チャートを互いに干渉することがないよう配置するため、平面チャート数を増やすことが困難である。また、複数の平面チャートをそれぞれ平行に配置しなければならず、装置の構造が複雑となる。この理由においても、平面チャート数を増やすことが困難である。さらに、平面チャートの位置を変えて複数回にわたって平面チャートを撮像しなければならないため、カメラの製造工程が複雑化し、製造時間が長くなる可能性がある。
【０１５３】
これに対し、本実施形態では、３次元構造を有するテストチャート１０を撮像した画像ＣＩ内において、複数の評価領域ＥＲを選択することで、それぞれの評価領域ＥＲの位置を、境界線１６２に沿った任意の位置とすることができる。また、評価領域ＥＲ同士の間隔を、上述の平面チャートを用いた場合の実空間での間隔よりも狭い間隔で選択することができる。また、評価領域ＥＲの数を任意の数とし、上述の平面チャートを用いた場合の数よりも容易に増やすことができる。また、評価領域ＥＲのサイズを任意のサイズとし、かつ、評価領域ＥＲ同士のサイズを容易に均等にすることができる。これらの結果、境界線１６２上での暫定焦点位置の検出精度を向上させることが可能となる。
【０１５４】
また、本実施形態では、テストチャート１０を１回だけ撮像するだけで、複数の評価領域ＥＲを選択することができる。これにより、カメラ２０の製造工程を簡略化し、製造時間を短縮することができる。
【０１５５】
（５）本発明の第１実施形態の変形例
上述の実施形態では、テストチャート１０の斜面１４０が複数の境界線１６２を有する場合について説明したが、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。
【０１５６】
以下、上述の実施形態と異なる要素についてのみ説明し、上述の実施形態で説明した要素と実質的に同一の要素には、同一の符号を付してその説明を省略する。なお、以下の第２実施形態および第３実施形態などについても、本変形例と同様に説明を省略する。
【０１５７】
図１２Ａおよび図１２Ｂを用い、本実施形態の変形例に係るテストチャート１０について説明する。図１２Ａおよび図１２Ｂは、それぞれ、本実施形態の変形例に係るテストチャートを示す斜視図および平面図である。なお、支持板１９０は省略している。
【０１５８】
本変形例のテストチャート１０では、例えば、４つの斜面１４０のそれぞれが、１つの境界線１６２を有している。具体的には、それぞれの斜面１４０は、例えば、パターン１６０として、光非透過性領域と光透過性領域とを有している。境界線１６２は、例えば、光非透過性領域と光透過性領域との境界を形成している。
【０１５９】
（効果）
本変形例によれば、上述のように、テストチャート１０の斜面１４０が１つのみの境界線１６２を有していてもよい。これにより、テストチャート１０のパターン１６０を簡略化することができる。パターン１６０の簡略化により、テストチャート１０を容易に製造することができる。その結果、テストチャート１０のコストを低減することが可能となる。
【０１６０】
＜本発明の第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
【０１６１】
（１）テストチャート
本実施形態に係るテストチャート１０について、図１３および図１４を用いて説明する。図１３および図１４は、それぞれ、本実施形態に係るテストチャートを示す斜視図および平面図である。
【０１６２】
図１３および図１４に示すように、本実施形態のテストチャート１０は、例えば、支持板１９０と、複数の３Ｄブロック１１０と、を有している。
【０１６３】
複数の３Ｄブロック１１０は、例えば、中央ブロック１１０ａと、４つの外側ブロック１１０ｂと、を有している。
【０１６４】
中央ブロック１１０ａは、例えば、第１実施形態の３Ｄブロック１１０と同様に正四角錐として構成されている。中央ブロック１１０ａは、例えば、カメラ２０の視野の中央、すなわち、支持板１９０の中央に配置されている。
【０１６５】
外側ブロック１１０ｂは、例えば、カメラ２０の視野の中央から離れた位置、すなわち、支持板１９０の中央から離れた位置に配置されている。本実施形態では、４つの外側ブロック１１０ｂが、それぞれ、支持板１９０の４つの角部付近に配置されている。
【０１６６】
本実施形態では、外側ブロック１１０ｂは、例えば、四角錐として構成されているが、正四角錐から変形した形状を有している。
【０１６７】
具体的には、図１３に示すように、外側ブロック１１０ｂの頂点１２０は、支持板１９０の中央側に偏った位置に設けられている。
【０１６８】
一方で、図１４に示すように、カメラ２０が撮像したときに頂点１２０が該外側ブロック１１０ｂの中心に位置するように、テストチャート１０が配置される。つまり、カメラ２０の光学系２２０に歪曲が生じていても、実空間で外側ブロック１１０ｂの頂点１２０が支持板１９０の中央側に偏った位置に設けられていることで、頂点１２０が該外側ブロック１１０ｂの中心に位置するように、テストチャート１０が配置される。
【０１６９】
なお、本実施形態の外側ブロック１１０ｂにおいても、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、テストチャート１０が配置される。
【０１７０】
（２）カメラの製造方法
次に、本実施形態のカメラの製造方法について説明する。
【０１７１】
（Ｓ１００：準備工程）
本実施形態の準備工程Ｓ１００では、例えば、上述のように、カメラ２０が撮像したときに外側ブロック１１０ｂの頂点１２０が該外側ブロック１１０ｂの中心に位置するように、チャート支持部３１０によりテストチャート１０を支持する。
【０１７２】
（Ｓ３１０〜Ｓ３７０：画像解析工程）
本実施形態の画像解析工程Ｓ３１０〜Ｓ３７０では、例えば、中央ブロック１１０ａおよび４つの外側ブロック１１０ｂのそれぞれの全ての境界線１６２において、暫定焦点位置（座標Ｂ１１１〜Ｂ５４２）を検出する。
【０１７３】
（Ｓ４００：焦点誤差算出工程）
本実施形態の焦点誤差算出工程Ｓ４００では、例えば、中央ブロック１１０ａおよび４つの外側ブロック１１０ｂのそれぞれの全ての境界線１６２の検出結果の相関に基づいて、カメラ２０の焦点面を検出する。
【０１７４】
具体的には、例えば、全ての境界線１６２における暫定焦点位置の座標Ｂｉｊｋに基づいて、上述の式（４）により、焦点面の方程式を求める。
【０１７５】
本実施形態では、３点超の暫定焦点位置の座標Ｂｉｊｋが得られるため、例えば、最小二乗法により、定数ａ、ｂおよびｃを最適化する。
【０１７６】
なお、上述の第１実施形態で求めた一対の境界線１６２ａ，１６２ｂにおける平均焦点位置の座標Ｂｉｊ、または、各３Ｄブロック１１０における最適焦点位置の座標Ｂｉに基づいて、定数ａ、ｂおよびｃを最適化してもよい。
【０１７７】
（Ｓ５４０：カメラ位置調整工程）
本実施形態のカメラ位置調整工程Ｓ５４０では、カメラ２０の焦点面の方程式に基づいて、光学系２２０および撮像素子２４０の相対的な位置をカメラ調整機構３６０により調整する。
【０１７８】
以降の工程は、上述の第１実施形態と同様である。
【０１７９】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、カメラ２０の光学系２２０に歪曲が生じていても、実空間で外側ブロック１１０ｂの頂点１２０が支持板１９０の中央側に偏った位置に設けられていることで、テストチャート１０の画像ＣＩ内で、頂点１２０が該外側ブロック１１０ｂの中心に位置するように、テストチャート１０が配置される。これにより、外側ブロック１１０ｂがカメラ２０の視野中央から離れた位置に配置されていても、テストチャート１０の画像ＣＩ内の外側ブロック１１０ｂにおいて、頂点１２０を中心として複数のパターン１６０をバランスよく配置させることができる。例えば、テストチャート１０の画像ＣＩ内の各斜面１４０において、パターン１６０としての境界線１６２の長さを均等にすることができる。これにより、テストチャート１０の画像ＣＩの中央から離れた位置であっても、複数のパターン１６０における暫定焦点位置の検出精度を等しくすることができる。すなわち、視野全体に亘ってバランスよく暫定焦点位置を検出することができる。その結果、焦点面の検出精度を向上させることが可能となる。
【０１８０】
（４）本発明の第２実施形態の変形例
上述の実施形態では、各３Ｄブロック１１０の斜面１４０が複数の境界線１６２を有する場合について説明したが、必要に応じて、以下に示す変形例のように変更することができる。
【０１８１】
図１５および図１６を用い、本実施形態の変形例に係るテストチャート１０について説明する。図１５および図１６は、それぞれ、本実施形態の変形例に係るテストチャートを示す斜視図および平面図である。
【０１８２】
本変形例のテストチャート１０では、例えば、各３Ｄブロック１１０における４つの斜面１４０のそれぞれが、１つの境界線１６２を有している。本変形例のパターン１６０としての境界線１６２の態様は、例えば、上述の第１実施形態の変形例における態様と同様である。
【０１８３】
（効果）
本変形例によれば、テストチャート１０の斜面１４０が１つのみの境界線１６２を有していることで、テストチャート１０のパターン１６０を簡略化することができる。これにより、外側ブロック１１０ｂが、頂点１２０の偏りおよび境界線１６２の配置に起因して複雑な形状を有していても、外側ブロック１１０ｂを容易に製造することができる。その結果、外側ブロック１１０ｂを有するテストチャート１０のコストを低減することが可能となる。
【０１８４】
＜本発明の第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
【０１８５】
（１）テストチャート
本実施形態に係るテストチャート１０について、図１７および図１８を用いて説明する。図１７および図１８は、それぞれ、本実施形態に係るテストチャートを示す斜視図および平面図である。
【０１８６】
図１７および図１８に示すように、本実施形態のテストチャート１０は、例えば、支持板１９０と、複数の３Ｄブロック１１０と、複数の２次元ブロック（２Ｄブロック）１７０を有している。
【０１８７】
複数の３Ｄブロック１１０は、例えば、中央ブロック１１０ａと、４つの外側ブロック１１０ｂと、を有している。本実施形態の中央ブロック１１０ａおよび４つの外側ブロック１１０ｂのそれぞれにおける配置および形状は、上述の第２実施形態のそれらと同様である。
【０１８８】
なお、図１８に示すように、中央ブロック１１０ａは、例えば、中心マーク１２２を有していてもよい。中心マーク１２２は、例えば、カメラが認識可能なマークとして構成されている。中心マーク１２２は、例えば、カメラ２０の光軸と重なる位置に配置されている。すなわち、中心マーク１２２は、例えば、支持板１９０の中央法線と重なった頂点１２０に設けられている。これにより、例えば、中心マーク１２２の検出結果に基づいて、Ｘ方向およびＹ方向の中心を容易に検出することができる。
【０１８９】
複数の２Ｄブロック１７０のそれぞれは、例えば、２次元パターン（２Ｄパターン）１８０を有している。２Ｄパターン１８０は、例えば、カメラ２０の光軸に対して直交するように設けられている。
【０１９０】
２Ｄパターン１８０は、例えば、２Ｄブロック１７０が有する平坦な上面に設けられている。支持板１９０からの２Ｄパターン１８０の高さは、例えば、３Ｄブロック１１０の頂点１２０の高さよりも低い。具体的には、２Ｄパターン１８０の高さは、例えば、３Ｄブロック１１０の頂点１２０の高さの１／２倍となっている。
【０１９１】
また、２Ｄブロック１７０は、２Ｄパターン１８０として、例えば、少なくとも１つの境界線１８２を有している。境界線１８２は、例えば、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成している。また、境界線１８２は、例えば、該２Ｄブロック１７０の中央（中心軸）側から外側に向けて直線状に延在している。
【０１９２】
また、２Ｄブロック１７０は、２Ｄパターン１８０として、例えば、４つのスリットを有し、４つのスリットの両辺が一対の境界線１８２を構成している。
【０１９３】
また、２Ｄパターン１８０としての４つのスリットは、例えば、２Ｄブロック１７０の上方から見たときに（実空間で目視したときに）該２Ｄブロック１７０の中央を中心として点対称となるように設けられている。
【０１９４】
本実施形態では、カメラ２０が撮像したときに２Ｄパターン１８０の境界線１８２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、テストチャート１０が配置される。これにより、３Ｄブロック１１０における境界線１６２の原理と同様の原理により、境界線１８２と交差する方向の指標値の変化を精度よく把握することができる。
【０１９５】
２Ｄブロック１７０は、例えば、４つ設けられている。４つの２Ｄブロック１７０は、例えば、中央ブロック１１０ａを中心として対称に配置されている。また、２Ｄブロック１７０は、例えば、一対の外側ブロック１１０ｂの間の中央に設けられている。このような配置により、２Ｄブロック１７０の検出結果（の相関）に基づいて、Ｘ方向およびＹ方向の中心を容易に検出することができる。
【０１９６】
（２）カメラの製造方法
次に、本実施形態のカメラの製造方法について説明する。本実施形態のカメラの製造方法は、例えば、準備工程Ｓ１００と評価領域選択工程Ｓ３１０との間に、カメラ原点調整工程Ｓ１５０を有する点が、上述の第１実施形態および第２実施形態と異なる。
【０１９７】
（Ｓ１５０：カメラ原点調整工程）
暫定的にテストチャート１０を撮像した画像ＣＩのうち、２Ｄブロック１７０の部分を解析し、カメラ２０の光学調整機構により光学系２２０の位置を原点位置に調整する。ここでいう「原点位置」とは、例えば、光軸方向の光学系２２０の可動域の中心のことを意味する。
【０１９８】
具体的には、２Ｄブロック１７０における２Ｄパターン１８０の検出結果に基づいて、カメラ２０の初期焦点位置を検出する。次に、カメラ２０の初期焦点位置に基づいて、カメラ２０の光学調整機構により光学系２２０の位置を原点位置に調整する。
【０１９９】
なお、さらに、中央ブロック１１０ａの中心マーク１２２の検出結果に基づいて、光学系２２０の位置を原点位置に調整してもよい。
【０２００】
（Ｓ５４０：カメラ位置調整工程）
本実施形態のカメラ位置調整工程Ｓ５４０では、上述の実施形態で行う調整に加えて、２Ｄブロック１７０または中央ブロック１１０ａの中心マーク１２２の検出結果に基づいて、調整後の焦点位置がＸ方向およびＹ方向の中心と重なるように、光学系２２０を調整してもよい。
【０２０１】
（３）本実施形態に係る効果
本実施形態によれば、２Ｄブロック１７０は、カメラ２０の光軸に対して直交する２Ｄパターン１８０を有している。これにより、２Ｄブロック１７０の２Ｄパターン１８０の検出結果に基づいて、カメラ２０の光学調整機構により光学系２２０の位置を原点位置に調整することができる。
【０２０２】
ここで、上述の第１実施形態および第２実施形態のようにテストチャート１０が３Ｄブロック１１０のみを有する場合には、３Ｄブロック１１０のパターン１６０の検出結果に基づいて、光学系２２０の位置を原点位置に調整することが困難である。光学系２２０の位置が光軸上の原点位置に配置されていないまま、光学系２２０と撮像素子２４０との相対的な位置が固定されると、製造後のカメラ２０において光軸方向の光学系２２０の可動域が偏ってしまう可能性がある。
【０２０３】
これに対し、本実施形態では、２Ｄブロック１７０の２Ｄパターン１８０の検出結果に基づいて光学系２２０の位置を原点位置に調整することで、当該光学系２２０の位置が光軸上の原点位置に配置された状態で、光学系２２０と撮像素子２４０との相対的な位置を最適化し、これらを固定することができる。これにより、製造後のカメラ２０において光軸方向の光学系２２０の可動域が偏ることを抑制することができる。
【０２０４】
＜本発明の他の実施形態＞
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。以下において、「上述の実施形態」とは、第１実施形態、第２実施形態並びに第３実施形態、およびこれらの変形例のことをいう。
【０２０５】
上述の第１実施形態では、以下の（ａ）および（ｂ）を満たす場合について説明し、上述の第２実施形態および第３実施形態では、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）を満たす場合について説明したが、これらの場合に限られない。（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のうち少なくともいずれかを満たせば、光学系２２０と撮像素子２４０との相対的な位置を精度よく調整することができる。ただし、（ａ）、（ｂ）および（ｃ）のなかで満たす構成が多いほど、カメラ２０の調整位置精度を向上させることができる。
（ａ）斜面１４０が光学系２２０の光軸に対して傾斜し、且つ、カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、テストチャート１０が配置される。
（ｂ）テストチャート１０の斜面１４０は、頂点１２０側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在する複数のパターン１６０を有する。
（ｃ）外側ブロック１１０ｂの頂点１２０は、カメラ２０の視野の中央側に偏った位置に設けられている。また、カメラ２０が撮像したときに外側ブロック１１０ｂの頂点１２０が該外側ブロック１１０ｂの中心に位置するように、テストチャート１０が配置される。
【０２０６】
上述の実施形態では、３Ｄブロック１１０が複数の斜面１４０を有する場合について説明したが、この場合に限られない。カメラ２０が撮像したときに境界線１６２と撮像素子２４０の画素配列方向とが非平行となるように、テストチャート１０が配置されるのであれば、３Ｄブロック１１０は１つの斜面１４０のみを有していてもよい。これにより、当該１つの斜面１４０における境界線１６２の検出結果に基づいて、焦点位置を検出することができる。ただし、上述の実施形態のように、３Ｄブロック１１０が複数の斜面１４０を有しているほうが、焦点位置の検出精度を向上させることができるため、好ましい。
【０２０７】
上述の実施形態では、カメラ２０が撮像したときに、結像倍率の違いに起因して、１つのスリットにおける一方の境界線１６２ａと他方の境界線１６２ｂとが非平行となる場合について説明したが、この場合に限られない。例えば、カメラ２０が撮像したときに１つのスリットにおける一方の境界線１６２ａと他方の境界線１６２ｂとが平行となるように、テストチャート１０が配置されてもよい。すなわち、結像倍率の違いを予め考慮して、カメラ２０に近い側のスリットの幅が、底辺側のスリットの幅よりも狭くなっていてもよい。これにより、画像ＣＩ内で、境界線１６２ａ，１６２ｂを画素配列方向に対して同じ角度で傾斜させることができる。その結果、境界線１６２ａ，１６２ｂにおいて、指標値の変化の検出精度を等しくすることが可能となる。
【０２０８】
上述の実施形態では、３Ｄブロック１１０の４つの底辺のそれぞれが支持板１９０の４辺のいずれかに平行になっているのに対して、斜面１４０のそれぞれにおける境界線１６２が、平面視で４つの底辺のいずれかの延在方向に対して所定の角度αで傾いている場合について説明したが、この場合に限られない。
【０２０９】
例えば、３Ｄブロック１１０の４つの稜線のそれぞれが支持板１９０の４辺のいずれかに平行になっているのに対して（すなわち、３Ｄブロック１１０が平面視でひし形状に配置されているのに対して）、斜面１４０のそれぞれにおける境界線１６２が、平面視で４つの稜線のいずれかの延在方向に対して所定の角度αで傾いていてもよい。
【０２１０】
または、例えば、テストチャート１０は、斜面１４０のそれぞれにおける境界線１６２が平面視で４つの底辺のいずれかの延在方向に平行である３Ｄブロック１１０を有し、当該３Ｄブロック１１０が、底面の法線方向を軸として角度αで回転させた状態で支持板１９０上に設けられていてもよい。
【０２１１】
上述の実施形態では、ボルトの締結により、テストチャート１０がチャート支持部３１０に固定される場合について説明したが、この場合に限られない。テストチャート１０がチャート支持部３１０に固定される方法は、ボルトの締結以外の方法であってもよい。
【０２１２】
上述の実施形態では、補正画素数ｄ’に対する指標値の補間曲線ＩＣを周波数解析したときのピーク空間周波数に基づいて、指標値の変化が最も急である暫定焦点位置を検出する場合について説明したが、補正画素数ｄ’に対する指標値の傾きの最大値が得られる位置を暫定焦点位置として検出してもよい。
【０２１３】
＜本発明の好ましい態様＞
以下、本発明の好ましい態様を付記する。
【０２１４】
（付記１）
光学系および撮像素子を有するカメラを調整するテストチャートであって、
少なくとも１つの斜面を備え、
前記斜面は、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有し、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように配置される
テストチャート。
【０２１５】
（付記２）
前記カメラが撮像したときに前記境界線が前記光学系の歪曲のみに起因したずれよりも大きく前記撮像素子の画素配列方向に対してずれるように配置される
付記１に記載のテストチャート。
【０２１６】
（付記３）
前記カメラが撮像したときの前記画素配列方向に対する前記境界線のずれは、前記光学系の歪曲起因成分と前記撮像素子の画素配列方向に対して直線状に傾斜する成分とを有する
付記１又は２に記載のテストチャート。
【０２１７】
（付記４）
前記斜面は、複数の境界線を有する
付記１〜３のいずれか１つに記載のテストチャート。
【０２１８】
（付記５）
所定の高さに設けられた頂点を備え、
前記斜面は、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜している
付記１〜４のいずれか１つに記載のテストチャート。
【０２１９】
（付記６）
カメラを調整するテストチャートであって、
所定の高さに設けられた頂点と、
前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、
を有し、
前記斜面は、前記頂点側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在する複数のパターンを有する
テストチャート。
【０２２０】
（付記７）
前記複数のパターンは、前記頂点よりも上方から見たときに前記頂点を中心として点対称となるように設けられている
付記６に記載のテストチャート。
【０２２１】
（付記８）
前記カメラの視野の中央から離れた位置に配置され、前記頂点および前記斜面を有する外側ブロックを備え、
前記外側ブロックの前記頂点は、前記中央側に偏った位置に設けられ、
前記カメラが撮像したときに前記頂点が該外側ブロックの中心に位置するように配置される
付記６又は７に記載のテストチャート。
【０２２２】
（付記９）
カメラを調整するテストチャートであって、
前記カメラの視野の中央から離れた位置に配置された外側ブロックを備え、
前記外側ブロックは、前記中央側に偏った位置で所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有し、
前記カメラが撮像したときに前記頂点が前記外側ブロックの中心に位置するように配置される
テストチャート。
【０２２３】
（付記１０）
前記斜面を有する３次元ブロックと、
前記カメラの光軸に対して直交するように配置される２次元パターンを有する２次元ブロックと、
を備える
付記１〜９のいずれか１つに記載のテストチャート。
【０２２４】
（付記１１）
前記カメラの光軸と重なる位置に配置され、前記カメラが認識可能な中心マークを有する
付記１〜１０のいずれか１つに記載のテストチャート。
【０２２５】
（付記１２）
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面が、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを支持するとともに、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置。
【０２２６】
（付記１３）
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、前記テストチャートとして、所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有し、前記斜面が、前記頂点側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在する複数のパターンを有するチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記複数のパターンの検出結果の相関に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置。
【０２２７】
（付記１４）
所定のテストチャートを支持するチャート支持部と、
前記テストチャートを撮像可能な位置に、光学系および撮像素子を有するカメラの少なくとも一部を支持するカメラ支持部と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する画像解析部と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整するカメラ調整機構と、
を有し、
前記チャート支持部は、
前記テストチャートとして、前記カメラの視野の中央から離れた位置に配置された外側ブロックを備え、前記外側ブロックが、前記中央側に偏った位置で所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有するチャートを支持するとともに、
前記カメラが撮像したときに前記頂点が前記外側ブロックの中心に位置するように、前記テストチャートを支持するよう構成され、
前記画像解析部は、前記外側ブロックの検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラ製造装置。
【０２２８】
（付記１５）
所定のテストチャートを準備する工程と、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、前記テストチャートを撮像する工程と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する工程と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整する工程と、
を有し、
前記テストチャートを準備する工程では、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面が、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを準備し、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを配置し、
前記画像を解析する工程では、
前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラの製造方法。
【０２２９】
（付記１６）
前記画像を解析する工程は、
前記テストチャートの画像内で、前記境界線と交差した複数の画素を含む評価領域を選択する工程と、
前記評価領域内の各画素において、前記評価領域の角部を通り前記境界線に平行な基準線から起算した補正画素数に対する、前記画素の色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの指標値の対応関係を取得する工程と、
を含む工程を、前記境界線の延在方向に沿って位置が異なる複数の評価領域において行う工程と、
前記複数の評価領域のなかで、前記補正画素数に対する前記指標値の変化が最も急である評価領域内の位置を前記焦点位置として検出する工程と、
を有する
付記１５に記載のカメラの製造方法。
【０２３０】
（付記１７）
所定のテストチャートを準備する工程と、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、前記テストチャートを撮像する工程と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する工程と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整する工程と、
を有し、
前記テストチャートを準備する工程では、
前記テストチャートとして、所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有し、前記斜面が、前記頂点側からそれぞれ異なる傾斜方向に沿って連続的に延在する複数のパターンを有するチャートを準備し、
前記画像を解析する工程では、
前記複数のパターンの検出結果の相関に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラの製造方法。
【０２３１】
（付記１８）
所定のテストチャートを準備する工程と、
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、前記テストチャートを撮像する工程と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する工程と、
前記カメラの前記焦点位置に基づいて、前記光学系および前記撮像素子の相対的な位置を調整する工程と、
を有し、
前記テストチャートを準備する工程では、
前記テストチャートとして、前記カメラの視野の中央から離れた位置に配置された外側ブロックを備え、前記外側ブロックが、前記中央側に偏った位置で所定の高さに設けられた頂点と、前記頂点を挟んで相反する傾斜方向に向けて傾斜した斜面と、を有するチャートを準備し、
前記カメラが撮像したときに前記頂点が前記外側ブロックの中心に位置するように、前記テストチャートを配置し、
前記画像を解析する工程では、
前記外側ブロックの検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
カメラの製造方法。
【０２３２】
（付記１９）
光学系および撮像素子を有するカメラを用い、所定のテストチャートの画像を取得する手順と、
前記テストチャートを撮像した画像を解析し、前記カメラの焦点位置を検出する手順と、
をコンピュータに実行させ、
前記画像を取得する手順では、
前記テストチャートとして、少なくとも１つの斜面を備え、前記斜面は、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有するチャートを用い、
前記斜面が前記光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、前記カメラが撮像したときに前記境界線と前記撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように、前記テストチャートを配置した状態で、前記テストチャートの前記画像を取得し、
前記画像を解析する手順では、
前記境界線の検出結果に基づいて前記焦点位置を検出する
焦点検出プログラム、および
焦点検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【０２３３】
（付記２０）
前記画像を解析する手順では、
前記テストチャートの画像内で、前記境界線と交差した複数の画素を含む評価領域を選択する手順と、
前記評価領域内の各画素において、前記評価領域の角部を通り前記境界線に平行な基準線から起算した補正画素数に対する、前記画素の色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの指標値の対応関係を取得する手順と、
を含む手順を、前記境界線の延在方向に沿って位置が異なる複数の評価領域において行う手順と、
前記複数の評価領域のなかで、前記補正画素数に対する前記指標値の変化が最も急である評価領域内の位置を前記焦点位置として検出する手順と、
を実行させる
付記１９に記載の焦点検出プログラム、および
付記１９に記載の焦点検出プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【符号の説明】
【０２３４】
１          カメラ製造装置
１０        テストチャート
２０        カメラ
９０        テストチャート
１１０      ３Ｄブロック
１１０ａ    中央ブロック
１１０ｂ    外側ブロック
１２０      頂点
１２２      中心マーク
１４０      斜面
１６０      パターン
１６２，１６２ａ，１６２ｂ      境界線
１７０      ２Ｄブロック
１８０      ２Ｄパターン
１８２      境界線
１９０      支持板
２２０      光学系
２４０      撮像素子
２６０      回路基板
２６２      接着剤
２８０      コネクタ
３１０      チャート支持部
３１２      チャート光源
３２０      リレーレンズ
３４０      カメラ支持部
３６０      カメラ調整機構
３８０      カメラ固定部
４００      制御部
４１０      ＣＰＵ
４２０      ＲＡＭ
４３０      記憶装置
４４０      Ｉ／Ｏポート
４５０      入力部
４６０      表示部
【要約】
【課題】光学系と撮像素子との相対的な位置を精度よく調整する。
【解決手段】光学系および撮像素子を有するカメラを調整するテストチャートであって、少なくとも１つの斜面を備え、斜面は、色、濃淡および明るさのうち少なくともいずれかの境界を形成し、該斜面の傾斜方向に沿って直線状に延在する少なくとも１つの境界線を有し、斜面が光学系の光軸に対して傾斜し、且つ、カメラが撮像したときに境界線と撮像素子の画素配列方向とが非平行となるように配置される。
【選択図】図１【図１】
0006974638.tif 000002
【図２Ａ】
0006974638.tif 000003
【図２Ｂ】
0006974638.tif 000004
【図３】
0006974638.tif 000005
【図４】
0006974638.tif 000006
【図５】
0006974638.tif 000007
【図６】
0006974638.tif 000008
【図７】
0006974638.tif 000009
【図８Ａ】
0006974638.tif 000010
【図８Ｂ】
0006974638.tif 000011
【図９】
0006974638.tif 000012
【図１０】
0006974638.tif 000013
【図１１】
0006974638.tif 000014
【図１２Ａ】
0006974638.tif 000015
【図１２Ｂ】
0006974638.tif 000016
【図１３】
0006974638.tif 000017
【図１４】
0006974638.tif 000018
【図１５】
0006974638.tif 000019
【図１６】
0006974638.tif 000020
【図１７】
0006974638.tif 000021
【図１８】
0006974638.tif 000022
【図１９Ａ】
0006974638.tif 000023
【図１９Ｂ】
0006974638.tif 000024
【図２０】
0006974638.tif 000025