JP2008051925A

JP2008051925A - 光軸調整方法

Info

Publication number: JP2008051925A
Application number: JP2006226209A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 健一佐藤; Toshihisa Tanaka; 稔久田中
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2006-08-23
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2008-03-06

Abstract

【課題】左右のレンズの位置合わせを容易に行うことができる光軸調整方法を提供する。
【解決手段】小型カメラ１４とスポット光源１１との間に、ステレオカメラボディ１２に挿入されレンズ２Ａを保持する一方の鏡筒２を配置し、鏡筒２を光軸回りに回転させてスポット光源１１の発光部の像の軌跡を画像モニタ１５に表示させる。次に、小型カメラ１４とスポット光源１１との間に、ステレオカメラボディ１２に挿入されレンズ３Ａを保持する鏡筒３を配置し、鏡筒３を光軸回りに回転させてスポット光源１１の発光部の像の軌跡を画像モニタ１５に表示させる。両軌跡の一致する位置をレンズ２Ａ，３Ａの光軸とする。
【選択図】図２

Description

この発明は光軸調整方法に関する。

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。
特開平５−１５７５５７号公報

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。

しかし、左右のレンズの位置合わせを行うこと（左右のレンズの光軸を互いに平行にすること）は非常に難しい。

この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、左右のレンズの位置合わせを容易に行うことができる光軸調整方法を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、ステレオカメラボディに取り付けられたカメラとこのカメラの光軸上に配置された光源との間に、前記ステレオカメラボディに挿入され、第１レンズを保持する一方の鏡筒を配置し、前記一方の鏡筒を光軸回りに回転させて前記光源の像の軌跡又はその軌跡上の複数のスポットを記録する第１工程と、第１工程の後、前記カメラと前記光源との間に、前記ステレオカメラボディに挿入され、第２レンズを保持する他方の鏡筒を配置し、前記他方の鏡筒を光軸回りへ回転させて前記光源の像を表示手段上に表示させる第２工程と、前記第２工程で得られた前記光源の像の軌跡又はポイントと前記第１工程で得られた前記光源の像の軌跡又はポイントとが一致したときに前記両方の鏡筒を前記ステレオカメラボディに固定させる第３工程とを含むことを特徴とする。

この発明によれば左右のレンズの位置合わせを容易に行うことができる。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

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。

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。

ステレオカメラ６は一対のレンズ（第１レンズ、第２レンズ）２Ａ，３Ａとこの一対のレンズ２Ａ，３Ａに対応する一対のＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）４，５とを有する。一対のレンズ２Ａ，３Ａはそれぞれ鏡筒２，３に保持され、鏡筒２，３はステレオカメラボディ１２に収容されている。

ＣＣＤ４はレンズ２Ａの光軸上のピント位置に配置され、ＣＣＤ５はレンズ３Ａの光軸上のピント位置に配置されている。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。

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。

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。

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。

次に、上記ステレオカメラ装置の光軸調整方法を図２、３に基づいて説明する。

図２（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図２（ｂ）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。

図２を用いて一方の鏡筒のレンズ光軸の調整を説明する。

ステレオカメラボディ１２の穴１２ａ，１２ｂにはそれぞれレンズ２Ａ，３Ａを保持する鏡筒２，３が挿入されている。このように、穴１２ａ，１２ｂに鏡筒２，３を挿入させることを投げ込みという。

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６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。

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。レンズ２Ａの焦点位置に小型カメラ１４の受光面が位置する。

一方の鏡筒２を例えば手で矢印ａに示すように回転させると、画像モニタ１５にスポット光源１１の発光部の像の軌跡が表示される（第１工程）。画像モニタ１５の画面上にスポット光源１１の発光部の像の軌跡をペン等で記録する。

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。

図３（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図３（ｂ）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。

図３を用いて他方の鏡筒３のレンズ光軸の調整を説明する。

他方の鏡筒３を例えば手で矢印ｂに示すように回転させると、画像モニタ１５にスポット光源１１の発光部の像の軌跡が表示される（第２工程）。画像モニタ１５で鏡筒２（レンズ２Ａ）のスポット光源１１の発光部の像の軌跡と鏡筒３（レンズ３Ａ）のスポット光源１１の発光部の像の軌跡とを確認ができるので、レンズ２Ａ，３Ａの光軸が一致する位置を求めることができる（第３工程）。

その結果、両レンズ２Ａ，３Ａの光軸が平行になる。

このとき、複数の鏡筒を用意しておけば、左右の鏡筒の組合せを変えることで位置合わせを容易とすることができる。

その後、焦点位置合わせを行う。

以下、焦点位置合わせ方法を説明する。

図４（ａ）はステレオカメラの断面を示す概念図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面を示す概念図である。なお、図４（ｂ）の一部は破断されている。

ステレオカメラ６はステレオカメラボディ１２と鏡筒２，３とＣＣＤ４，５とセットビス２２と焦点調整ビス２１とを備えている。

図２又は３に示す状態のステレオカメラ６から小型カメラ１４を取り外し、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１６，１７に装着され、基板１６，１７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１５によって覆われている。

ステレオカメラボディ１２の穴１２ａ、１２ｂには鏡筒２，３が挿入されている。なお、鏡筒２，３を穴１２ａ，１２ｂの開口側（ステレオカメラボディ１２の下面側）から手で回転させることができる。

鏡筒２，３は板ばね２３によって上方へ付勢されている。板ばね２３は３本の板ばね固定ねじ２４によってステレオカメラボディ１２の下面に固定されている。

鏡筒２，３の外周面には焦点調整ビス２１と係合可能な凹部２１ｂが形成されている。

また、ステレオカメラボディ１２のねじ孔２２ａ，２１ａにセットビス２２と焦点調整ビス２１とがねじ込まれている。焦点調整ビス２１の先端部は円錐形状であり、先端部は凹部２１ｂの周縁と接触する。

焦点調整ビス２１を締め込んだり緩めたりして鏡筒２，３のレンズ２Ａ，３Ａの焦点を合わせる。

焦点調整ビス２１を締め込むと、焦点調整ビス２１の先端部で凹部２１ｂの周縁が押され、鏡筒２，３がＣＣＤ４，５から離れる方向へ移動する。これに対し、焦点調整ビス２１を緩めると、鏡筒２，３がＣＣＤ４，５に近づく方向へ移動する。

焦点調整の後、セットビス２２をねじ込んで鏡筒２，３をステレオカメラボディ１２に固定させる。

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。

この実施形態によれば、左右のレンズ２Ａ，３Ａの位置合わせを容易に行うことができる。また、投げ込みとしたので、鏡筒の組合せを変えることによってレンズ２Ａ，３Ａの誤差を小さくすることができる。

なお、上記実施形態では、鏡筒２，３を回転させて画像モニタ１５の画面上にスポット光源１１の発光部の像の軌跡を記録したが、例えば鏡筒２，３が９０度おきにスポット光源１１の発光部の像を画像モニタ１５の画面上に記録するようにしてもよい。

また、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（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等を用いてもよい。

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（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図２（ｂ）スポット光源の一例を示す図である。図３（ａ）は光軸調整装置のブロック図、図３（ｂ）スポット光源の一例を示す図である。図４（ａ）はステレオカメラの断面を示す概念図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面を示す概念図である。

符号の説明

２，３：鏡筒、２Ａ，３Ａ：レンズ、６：ステレオカメラ、１１：スポット光源、１２：ステレオカメラボディ、１４：小型カメラ（カメラ）。

Claims

ステレオカメラボディに取り付けられたカメラとこのカメラの光軸上に配置された光源との間に、前記ステレオカメラボディに挿入され、第１レンズを保持する一方の鏡筒を配置し、前記一方の鏡筒を光軸回りに回転させて前記光源の像の軌跡又はその軌跡上の複数のスポットを記録する第１工程と、
第１工程の後、前記カメラと前記光源との間に、前記ステレオカメラボディに挿入され、第２レンズを保持する他方の鏡筒を配置し、前記他方の鏡筒を光軸回りへ回転させて前記光源の像を表示手段上に表示させる第２工程と、
前記第２工程で得られた前記光源の像の軌跡又はポイントと前記第１工程で得られた前記光源の像の軌跡又はポイントとが一致したときに前記両方の鏡筒を前記ステレオカメラボディに固定させる第３工程と
を含むことを特徴とする光軸調整方法。