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JPH0628454B2 - Back focus adjustment method for solid-state image sensor - Google Patents
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JPH0628454B2 - Back focus adjustment method for solid-state image sensor - Google Patents

Back focus adjustment method for solid-state image sensor

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JPH0628454B2
JPH0628454B2 JP60131389A JP13138985A JPH0628454B2 JP H0628454 B2 JPH0628454 B2 JP H0628454B2 JP 60131389 A JP60131389 A JP 60131389A JP 13138985 A JP13138985 A JP 13138985A JP H0628454 B2 JPH0628454 B2 JP H0628454B2
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solid
image sensor
state image
image pickup
state
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貴 浅井田
研一 相原
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Description

【発明の詳細な説明】 以下、本発明は次の順序で説明される。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in the following order.

A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来の技術 D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例 G−1 レジストレーション調整装置の構成 (第1図参照) G−2 レジストレーション測定用テストチャートの構
成 (第2図および第3図参照) G−3 調整操作の手順 (第4図参照) H.発明の効果 A.産業上の利用分野 本発明は、固体撮像装置においてイメージセンサとして
用いられる電荷結合素子(CCD:Charge Coupled Devic
e)等の固体撮像素子を撮像光学系の所定位置に配置さ
せる所謂レジストレーション調整等を行う場合に適用さ
れる固体撮像素子のバックフォーカス調整方法に関す
る。
A. Industrial application fields B. SUMMARY OF THE INVENTION C. Conventional Technology D. Problems to be Solved by the Invention E. Means for Solving Problems F. Action G. Example G-1 Configuration of registration adjusting device (see FIG. 1) G-2 Configuration of test chart for registration measurement (see FIGS. 2 and 3) G-3 Procedure of adjusting operation (see FIG. 4) ) H. Effect of Invention A. The present invention relates to a charge coupled device (CCD) used as an image sensor in a solid-state imaging device.
The present invention relates to a back focus adjustment method for a solid-state image sensor, which is applied when performing so-called registration adjustment or the like in which the solid-state image sensor is placed at a predetermined position of the image pickup optical system such as e).

B.発明の概要 本発明は、固体撮像装置に用いられる固体撮像素子を撮
像光学系の所定位置に配置させる所謂レジストレーショ
ン調整等を行う場合に、上記固体撮像素子の絵素ピッチ
と所定の関係にある繰り返しピッチで濃淡を繰り返す繰
り返しパターンを上記固体撮像素子により撮像レンズを
介して撮像して得られる撮像出力について、画像の中心
部に対応する繰り返しパターンの繰り返しピッチと上記
固体撮像素子の絵素ピッチとの差に基づくビート成分を
検出して、その検出出力が最大となるように上記固体撮
像素子を移動し固定することにより、上記固体撮像素子
のバックフォーカス調整を簡単な操作で高精度に行い得
るようにしたものである。
B. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has a predetermined relationship with the pixel pitch of the solid-state imaging device when performing so-called registration adjustment or the like in which the solid-state imaging device used in the solid-state imaging device is arranged at a predetermined position of the imaging optical system. Regarding the imaging output obtained by imaging a repeating pattern that repeats light and shade with a repeating pitch through the imaging lens by the solid-state imaging device, the repeating pitch of the repeating pattern corresponding to the center of the image and the pixel pitch of the solid-state imaging device. By detecting the beat component based on the difference between the solid-state image sensor and moving and fixing the solid-state image sensor so that the detected output becomes maximum, back focus adjustment of the solid-state image sensor can be performed with high accuracy by a simple operation. It was done like this.

C.従来の技術 一般に、カラー撮像装置では、撮像光を色分解系にて複
数の色成分に分解して、各色成分の被写体像をそれぞれ
CCD等の固体イメージセンサや撮像管にて撮像して得
られる各撮像出力からNTSC方式等の標準カラーテレ
ビジョン信号を形成して出力するようになっている。複
数のイメージセンサを用いたカラー撮像装置では、各イ
メージセンサにより撮像される各色成分の被写体像の重
ね合わせ、すなわち所謂レジストレーション調整を正確
に行った状態を確実に維持する必要がある。
C. 2. Description of the Related Art Generally, in a color image pickup device, image pickup light is separated into a plurality of color components by a color separation system, and a subject image of each color component is obtained by a solid-state image sensor such as CCD or an image pickup tube. A standard color television signal of the NTSC system or the like is formed and output from each image output. In a color image pickup apparatus using a plurality of image sensors, it is necessary to surely maintain a state in which subject images of respective color components picked up by the image sensors are superposed, that is, a so-called registration adjustment is accurately performed.

従来の所謂3管式カラービデオカメラでは、色分解系の
3色分解プリズムと3本の撮像管をダイキャスト等にて
形成したハウジングに機械的に取り付け、テストチャー
ト等を撮影した出力信号しより機械的な位置調整を行
い、さらに、撮像管の偏向系を利用して撮像画面位置を
微調整することによって、各撮像管のレジストレーショ
ン調整を行っていた。
In a conventional so-called three-tube color video camera, a three-color separation prism of a color separation system and three image pickup tubes are mechanically attached to a housing formed by die casting or the like, and an output signal obtained by photographing a test chart or the like is used. The registration of each image pickup tube is adjusted by mechanically adjusting the position and further finely adjusting the image pickup screen position using the deflection system of the image pickup tube.

このような3管式のカラービデオカメラに対して、CC
D等の固体撮像素子をイメージセンサとして用いる固体
カラー撮像装置では、撮像管のように電気的な撮像画面
位置調整を行うことができないので、各色成分の被写体
像をそれぞれ撮像する各固体イメージセンサに鉄等にて
形成したホルダを接合しておくとともに、色分解系の色
分解プリズムの各光射出部にもホルダを接合しておき、
各イメージセンサについて、第5図に調整方向を矢印を
付して示すように、 (1)水平方向の中心(矢印±X方向)調整 (2)垂直方向の中心(矢印±Y方向)調整 (3)バックフォーカス(矢印±Z方向)調整 (4)水平方向のあおり(矢印±RX方向)調整 (5)垂直方向のあおり(矢印±RY方向)調整 (6)ローテーション(矢印±RZ方向)調整 の6軸方向のレジストレーション調整を行った後に各ホ
ルダを半田付け等の熱溶着することによって、各固体イ
メージセンサを色分解プリズムの各射出面に取り付け固
定していた。
For such a three-tube color video camera, CC
In a solid-state color image pickup device that uses a solid-state image pickup device such as D as an image sensor, it is not possible to electrically adjust the image pickup screen position like an image pickup tube. Therefore, in each solid-state image sensor that picks up a subject image of each color component, A holder made of iron or the like is joined, and a holder is also joined to each light emitting part of the color separation prism of the color separation system.
For each image sensor, the adjustment direction is indicated by the arrow in Fig. 5. (1) Horizontal center (arrow ± X direction) adjustment (2) Vertical center (arrow ± Y direction) adjustment ( 3) Back focus (arrow ± Z direction) adjustment (4) Horizontal tilt (arrow ± RX direction) adjustment (5) Vertical tilt (arrow ± RY direction) adjustment (6) Rotation (arrow ± RZ direction) adjustment After adjusting the registration in the 6-axis directions, the holders are heat-welded by soldering or the like to attach and fix the solid-state image sensors to the emission surfaces of the color separation prism.

D.発明が解決しようとする問題点 一般に、CCD等の固体イメージセンサは撮像管のよう
に電気的な撮像画面位置調整を行うことができないの
で、複数の固体イメージセンサを用いたカラー撮像装置
では、機械的に各イメージセンサのレジストレーション
を極めて高い精度に維持する必要がある。特に、所謂空
間絵素ずらし法を採用して高解像度化を図るようにした
固体カラー撮像装置では、上述の±X方向、矢印±Y方
向、±Z方向、±RX、±RY方向および±RZ方向の
6軸方向について、1μmオーダのレジストレーション
を確保する必要があり、従来より、上記レジストレーシ
ョン調整には多大な手間と時間を要していた。
D. Problems to be Solved by the Invention In general, a solid-state image sensor such as a CCD cannot adjust the position of an electric image-pickup screen like an image pickup tube. Therefore, in a color image pickup apparatus using a plurality of solid-state image sensors, Therefore, it is necessary to maintain the registration of each image sensor with extremely high accuracy. Particularly, in the solid-state color image pickup device which adopts the so-called spatial pixel shift method to achieve high resolution, the above-mentioned ± X direction, arrow ± Y direction, ± Z direction, ± RX, ± RY direction and ± RZ It is necessary to secure a registration on the order of 1 μm in the six axial directions, and conventionally, it took a lot of time and effort to adjust the registration.

本発明方法は、上述の6軸方向にレジストレーション調
整を行うにあたり、上記Z軸方向のレジストレーション
調整すなわち固体撮像素子のバックフォーカス調整を簡
単な操作にて高い精度で行い得るようにすることを目的
とする。
According to the method of the present invention, in performing the registration adjustment in the 6-axis direction, the registration adjustment in the Z-axis direction, that is, the back focus adjustment of the solid-state imaging device can be performed with high accuracy by a simple operation. To aim.

E.問題点を解決するための手段 本発明に係る固体撮像素子のバックフォーカス調整方法
は、上述の問題点を解決するために、同一の像を撮像す
る複数の固体撮像素子のバックフォーカスを調整するに
あたり、少なくとも固体撮像素子の撮像画面の中心部に
対応する位置に水平あるいは垂直方向に濃淡を繰り返す
繰り返しパターンであって、その繰り返しピッチが固体
撮像素子の水平あるいは垂直方向の絵素ピッチと所定の
関係にある画像を撮像レンズを介して各固体撮像素子で
撮像し、上記各固体撮像素子による上記画像の中心部に
対応する繰り返しパターンの各撮像出力に含まれる上記
絵素ピッチと繰り返しピッチとの差に基づくビート成分
を検出し、上記各固体撮像素子を上記撮像レンズの光軸
方向に移動させて、上記ビート成分の検出出力がそれぞ
れ最大となる位置で上記各固体撮像素子を固定するよう
にしたことを特徴とする。
E. Means for Solving Problems In order to solve the above-mentioned problems, a solid-state image sensor back focus adjustment method according to the present invention adjusts the back focus of a plurality of solid-state image sensors that capture the same image. , A repeating pattern in which light and shade are repeated in the horizontal or vertical direction at least at a position corresponding to the center of the image pickup screen of the solid-state image sensor, and the repeating pitch has a predetermined relationship with the horizontal or vertical pixel pitch of the solid-state image sensor. Is captured by each solid-state image sensor through the image-capturing lens, and the difference between the pixel pitch and the repetition pitch included in each image-capture output of the repeating pattern corresponding to the central portion of the image by each solid-state image sensor. The beat component based on the above is detected, and each of the solid-state image pickup devices is moved in the optical axis direction of the image pickup lens to detect the beat component. Each of the solid-state image pickup devices is fixed at a position where the force is maximized.

F.作用 本発明に係る固体撮像素子のバックフォーカス調整方法
では、少なくとも固体撮像素子の撮像画面の中心部に対
応する位置に水平あるいは垂直方向に濃淡を繰り返す繰
り返しパターンであって、その繰り返しピッチが固体撮
像素子の水平あるいは垂直方向の絵素ピッチと所定の関
係にある画像を上記固体撮像素子により撮像レンズを介
して撮像して得られる撮像出力には、上記絵素ピッチと
繰り返しピッチとの差に基づくビート成分が含まれる。
上記ビート成分の振幅は、上記撮像レンズのバックフォ
ーカスすなわち上述の±Z方向のレジストレーション誤
差に依存して変化し、ジャストフォーカスのときに最大
となる。上記画像の中心部に対応する繰り返しパターン
の撮像出力について、上記ビート成分を検出して、その
検出出力が最大となるように固体撮像素子を移動して固
定する操作を各固体撮像素子に対して行うことにより、
同一の像を撮像する複数の固体撮像素子のバックフォー
カス調整を行う。
F. In the method of adjusting the back focus of the solid-state image sensor according to the present invention, the solid-state image sensor has a repeating pattern in which light and shade are repeated in the horizontal or vertical direction at least at a position corresponding to the center of the imaging screen of the solid-state image sensor. An image pickup output obtained by picking up an image having a predetermined relationship with the pixel pitch in the horizontal or vertical direction of the element through the image pickup lens by the solid-state image pickup element is based on the difference between the pixel pitch and the repetition pitch. Contains beet components.
The amplitude of the beat component changes depending on the back focus of the imaging lens, that is, the registration error in the ± Z directions described above, and becomes maximum at the just focus. For each of the solid-state image pickup devices, an operation of detecting the beat component and moving and fixing the solid-state image pickup device so that the detected output becomes maximum with respect to the image pickup output of the repeating pattern corresponding to the central portion of the image. By doing
The back focus of a plurality of solid-state image pickup devices that pick up the same image is adjusted.

G.実施例 以下、本発明に係る固体撮像素子のバックフォーカス調
整方法の一実施例について、図面に従い詳細に説明す
る。
G. Embodiment An embodiment of the back focus adjusting method for a solid-state image sensor according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図ないし第4図に示す実施例は、3板式のCCDカ
ラービデオカメラのレジストレーション調整を行うレジ
ストレーション調整装置に本発明を適用したものであ
る。
The embodiment shown in FIGS. 1 to 4 is one in which the present invention is applied to a registration adjusting device for performing registration adjustment of a three-plate CCD color video camera.

G−1.レジストレーション調整装置の構成 この実施例におけるレジストレーション調整装置は、第
1図に模式的に構成を示してあるように、所定のテスト
パターンが形成されたレジストレーション測定用テスト
チャート10がマスターレンズ20の前面に配されてい
る。上記レジストレーション測定用テストチャート10
によるテストパターンの撮像光は、上記マスターレンズ
20を介して3板式のCCDカラービデオカメラの色分
解プリズム30に導かれ、この色分解プリズム30によ
り上記撮像光を三原色光R・G・Bすなわち赤色成分光
R,緑色成分光G,青色成分光Bに分光して3枚のCC
Dイメージセンサ31r,31g,31bに照射される
ようになっている。上記各CCDイメージセンサ31
r,31g,31bは、6次元の位置合わせを行う位置
調整治具40r,40g,40bにそれぞれ取り付けら
れている。そして、上記各CCDイメージセンサ31
r,31g,31bは、基準信号発生器50にて与えら
れる基準信号に基づいて作動するCCD駆動回路51に
より駆動され、上記色分解プリズム30にて分光された
各色成分の撮像光による画像すなわちテストパターンを
撮像する。上記各CCDイメージセンサ31r,31
g,31bにて得られる各撮像出力は、それぞれ前置増
幅器41r,41g,41bより各ゲート回路42r,
42g,42bを介してマトリクス回路43に供給され
る。ここで、上記各ゲート回路42r,42g,42b
には、上記基準信号に基づいて作動するゲートパルス発
生回路52の発生するゲートパルスが供給されている。
G-1. Configuration of Registration Adjusting Device In the registration adjusting device in this embodiment, as shown schematically in FIG. 1, the master lens 20 has a registration measuring test chart 10 on which a predetermined test pattern is formed. It is arranged in front of. The registration measurement test chart 10
The image pickup light of the test pattern is guided to the color separation prism 30 of the three-plate CCD color video camera through the master lens 20, and the color separation prism 30 converts the image pickup light into three primary color lights R, G, B, that is, red. Component light R, green component light G, and blue component light B are separated into three CCs.
The D image sensors 31r, 31g, 31b are irradiated. Each CCD image sensor 31
The r, 31g, and 31b are attached to position adjusting jigs 40r, 40g, and 40b for performing six-dimensional alignment, respectively. Then, each CCD image sensor 31
r, 31g, and 31b are driven by a CCD drive circuit 51 that operates based on a reference signal provided by a reference signal generator 50, and an image, that is, a test, by the imaging light of each color component separated by the color separation prism 30. Image the pattern. Each CCD image sensor 31r, 31
The image pickup outputs obtained by g and 31b are output from the preamplifiers 41r, 41g, and 41b to the gate circuits 42r and 41r, respectively.
It is supplied to the matrix circuit 43 via 42g and 42b. Here, each of the gate circuits 42r, 42g, 42b
Is supplied with a gate pulse generated by the gate pulse generating circuit 52 that operates based on the reference signal.

上記マトリクス回路43にて得られる画像出力信号は、
波観測用のオシロスコープ44に供給されているととも
に、映像信号処理回路45を介して高解像度モニタ46
供給され、さらに、デジタイザ47を介してマイクロコ
ンピュータ48に供給されている。
The image output signal obtained by the matrix circuit 43 is
The high-resolution monitor 46 is supplied to the oscilloscope 44 for observing waves and also through the video signal processing circuit 45.
It is supplied to the microcomputer 48 via the digitizer 47.

G−2.レジストレーション測定用テストチャートの構
成 上記レジストレーション測定用テストチャート10は、
第2図に模式的に示すように、CCDイメージセンサ3
1の絵素ピッチτcに対して2倍のピッチ2τcからΔ
だけずれた τp=2τc±Δ ・・・第1式 なる第1式の関係にある繰り返しピッチτpで濃淡を繰
り返す繰り返しパターンPTの画像を上記CCDイメー
ジセンサ31に与えるようになっている。
G-2. Configuration of Registration Measurement Test Chart The above registration measurement test chart 10 comprises:
As schematically shown in FIG. 2, the CCD image sensor 3
Double the pitch 2τc for one picture element pitch τc
.Tau.p = 2.tau.c. +-.. DELTA., Which is shifted by .DELTA.p1 ...

ここで、上記Δは、上記CCDイメージセンサ31によ
る撮像出力に例えば第3図に示すように1水平走査期間
(1H)中にn個のビート成分が含まれるように、上記
CCDイメージセンサ31の絵素配列方向の有効画像寸
法をτoとして、 Δ=nτc・τp/τo (nは1以上の任意の数) に設定される。
Here, Δ is the value of the CCD image sensor 31 so that the image pickup output by the CCD image sensor 31 includes n beat components in one horizontal scanning period (1H) as shown in FIG. 3, for example. It is set to Δ = nτcτp / τo (n is an arbitrary number of 1 or more), where τo is the effective image size in the pixel array direction.

そして、この実施例におけるレジストレーション測定用
テストチャート10は、そのテストパターンを第3図に
模式的に示してあるように、水平方向の中心線Lshに沿
って濃淡を繰り返す縦縞状の繰り返しパターンPTsh
と、上記水平方向の中心線Lshを挟んで対称に配され互
いに平行な2本の縦縞状繰り返しパターンPTah,PT
bhと、垂直方向の中心線Lsvを挟んで対称に配され互い
に平行な2本の横縞状繰り返しパターンPTav,PTbv
を形成したものが用いられている。
The registration measuring test chart 10 in this embodiment has a vertical striped repeating pattern PTsh in which light and shade are repeated along the horizontal center line Lsh, as the test pattern is schematically shown in FIG.
And two vertical striped repeating patterns PTah, PT which are arranged symmetrically with respect to the horizontal center line Lsh and which are parallel to each other.
bh and two horizontal striped repeating patterns PTav and PTbv which are symmetrically arranged with the center line Lsv in the vertical direction sandwiched therebetween.
What is formed is used.

ここで、上記縦縞状の各繰り返しパターンPTsh,PT
ah,PTbhは、上記CCDイメージセンサ31の水平絵
素ピッチτchに対して上述の第1式の関係にある繰り返
しピッチτphで濃淡を繰り返すように形成されている。
また、上記横縞状の繰り返しパターンPTav,PTbv
は、上記CCDイメージセンサ31の垂直絵素ピッチτ
cvに対して上述の第1式の関係にある繰り返しピッチτ
pvで濃淡を繰り返すように形成されている。
Here, each of the vertical striped repeating patterns PTsh, PT
The ah and PTbh are formed so as to repeat the light and shade at the repeating pitch τph which has the relationship of the above-mentioned first equation with respect to the horizontal picture element pitch τch of the CCD image sensor 31.
In addition, the horizontal striped repeating patterns PTav, PTbv
Is the vertical pixel pitch τ of the CCD image sensor 31.
Repetition pitch τ that has the relationship of the above-mentioned first equation with respect to cv
It is formed to repeat the light and shade in pv.

なお、この実施例では、CCIR,EIAの各規格に対
応する2種類の絵素配列のCCDイメージセンサについ
て、1枚のテストチャートを共用して、レジストレーシ
ョン測定を行うことができように、CCIR,EIAの
各規格に対応する2種類のテストパターンを並設してあ
る。
In this embodiment, for the CCD image sensor of two types of picture element arrays corresponding to the CCIR and EIA standards, one test chart is shared so that registration measurement can be performed. , EIA standards are arranged in parallel.

上述の如きレジストレーション測定用テストチャート1
0によるテストパターンの撮像光が照射されるCCDイ
メージセンサ31にて得られる撮像出力は、上記繰り返
しパターンPTの繰り返しピッチτpと各絵素ピッチτ
cとの差に基づくモアレパターンが発生して、上記繰り
返しパターンPTと各絵素Sの相対位置に応じて信号レ
ベルが第2図のように変化する。すなわち、水平方向の
繰り返しパターンPThについての撮像出力には、第4
図に示すように、1水平走査期間(1E)中にn個のビ
ート成分が含まれることになる。
Registration measurement test chart 1 as described above
The image pickup output obtained by the CCD image sensor 31 irradiated with the image pickup light of the test pattern by 0 is the repeating pitch τp of the repeating pattern PT and each pixel pitch τ.
A moire pattern is generated based on the difference from c, and the signal level changes as shown in FIG. 2 according to the relative position between the repeating pattern PT and each picture element S. That is, the imaging output for the horizontal repeating pattern PTh includes the fourth
As shown in the figure, one horizontal scanning period (1E) includes n beat components.

上記CCDイメージセンサ31により上記レジストレー
ション測定用テストチャート10の繰り返しパターンを
撮像して得られる撮像出力信号に含まれる上記ビート成
分は、その振幅が撮像光学系のバックフォーカスおよび
固体撮像素子のあおり量すなわち上述の±Z方向および
±RX、±RY方向のレジストレーション誤差に依存し
て変化し、また、その位相が固体撮像素子の中心位置お
よびローテーションすなわち上述の±X方向、矢印±Y
方向および±RZ方向のレジストレーション誤差に依存
して変化する。
The amplitude of the beat component included in the imaging output signal obtained by imaging the repetitive pattern of the registration measuring test chart 10 by the CCD image sensor 31 has the amplitude of the back focus of the imaging optical system and the amount of tilt of the solid-state imaging device. That is, it changes depending on the registration error in the ± Z direction and the ± RX and ± RY directions described above, and the phase thereof changes in the center position and rotation of the solid-state image sensor, that is, in the ± X direction and the arrow ± Y.
Direction and ± RZ direction depending on the registration error.

G−3.調整操作の手順 そこで、この実施例では、上記レジストレーション調整
装置の上記各位置調整治具40r,40g,40bに装
着した各CCDイメージセンサ31r,31g,31b
を駆動状態にして、上記ストレーション測定用テストチ
ャート10の繰り返しパターンを撮像し、上記各CCD
イメージセンサ31r,31g,31bにて得られる撮
像出力について、各ビート成分を上記オシロスコープ4
4による波形観測あるいは上記マイクロコンピュータ4
8による波形解析を行いながら、上記各位置調整治具4
0r,40g,40bを操作することにより、上述のZ
方向のレジストレーション調整すなわちバックフォーカ
ス調整を次のようにして行うようになっている。
G-3. Therefore, in this embodiment, in this embodiment, the CCD image sensors 31r, 31g, 31b mounted on the position adjusting jigs 40r, 40g, 40b of the registration adjusting device are mounted.
The driving state, the repeating pattern of the test chart 10 for installation measurement is imaged, and each CCD
With respect to the imaging output obtained by the image sensors 31r, 31g, 31b, each beat component is determined by the oscilloscope 4 described above.
Waveform observation by 4 or the above microcomputer 4
While performing waveform analysis with 8, position adjustment jigs 4
By operating 0r, 40g, 40b, the above Z
The registration adjustment in the direction, that is, the back focus adjustment is performed as follows.

すなわち、このバックフォーカス調整では、上記マスタ
ーレンズ20を介して各CCDイメージセンサ31r,
31g,31bにより上記レジストレーション測定用テ
ストチャート10の繰り返しパターンを撮像して得られ
る撮像出力信号について、上記第3図に模式的に示した
水平方向の中心線Lshに沿って濃淡を繰り返す縦縞状の
繰り返しパターンPTshの中央部ASの画像出力がそれ
ぞれ各ゲート回路42r,42g,42bにより選択的
に取り出される。すなわち、撮像光学系の軸上収差や色
倍率収差の影響の少ない撮像画面中央部分の撮像出力を
取り出す。上記中央部ASの画像出力に含まれているビ
ート成分の振幅は、上述の±Z方向のレジストレーショ
ン誤差すなわち撮像光学系のバックフォーカスに依存し
て変化し、各CCDイメージセンサ31r,31g,3
1bがジャストフォーカスの位置にあるときに最大とな
る。
That is, in this back focus adjustment, each CCD image sensor 31r,
With respect to the imaging output signal obtained by imaging the repetitive pattern of the registration measurement test chart 10 by 31g and 31b, vertical stripes in which light and shade are repeated along the horizontal center line Lsh schematically shown in FIG. The image output of the central portion AS of the repeating pattern PTsh is selectively taken out by each of the gate circuits 42r, 42g and 42b. That is, the image pickup output of the central portion of the image pickup screen, which is less affected by the axial aberration and the chromatic magnification aberration of the image pickup optical system, is taken out. The amplitude of the beat component included in the image output of the central portion AS changes depending on the registration error in the ± Z directions, that is, the back focus of the image pickup optical system, and the CCD image sensors 31r, 31g, 3
It becomes maximum when 1b is at the just focus position.

そこで、上記中央部ASの画像出力に含まれているビー
ト成分を上記オシロスコープ44により波形観測しなが
ら、上記各位置調整治具40r,40g,40bを操作
して、上記第4図に示したビート成分の腹の部分振幅が
最大となる位置まで各CCDイメージセンサ31r,3
1g,31bを移動させることにより、各CCDイメー
ジセンサ31r,31g,31bをジャストフォーカス
の位置に位置調整すなわちバックフォーカス調整を行う
ことができる。
Therefore, while observing the waveform of the beat component included in the image output of the central portion AS with the oscilloscope 44, the position adjusting jigs 40r, 40g, 40b are operated to perform the beat shown in FIG. Each CCD image sensor 31r, 3 up to the position where the partial amplitude of the antinode of the component becomes maximum
By moving 1g and 31b, each CCD image sensor 31r, 31g and 31b can be adjusted to the position of just focus, that is, back focus adjustment.

なお、上記バックフォーカス調整は、撮像光学系の絞り
を開放状態にして焦点深度を浅くして、上記マスターレ
ンズ20を介して各CCDイメージセンサ31r,31
g,31bにより上記レジストレーション測定用テスト
チャート10を撮像する。
The back focus adjustment is performed by setting the diaphragm of the image pickup optical system to an open state to reduce the depth of focus so that the CCD image sensors 31r and 31 are passed through the master lens 20.
The registration measurement test chart 10 is imaged by g and 31b.

なお、この実施例では、上述のバックフォーカス調整の
後に、上記各CCDイメージセンサ31r,31g,3
1bについて、上記レジストレーション調整用テストチ
ャート10の縦縞状の繰り返しパターンPTshの両側部
Ba,Bbおよび水平方向の中心線Lshを挟んで対称に
配され互いに平行な2本の縦縞状繰り返しパターンPT
ah,PTbhの各中央部Cu,Cdの各撮像出力に含まれ
るビート成分の振幅の変化を利用して、水平方向および
垂直方向のあおり調整を行い、さらに、上記縦縞状繰り
返しパターンPTah,PTbhの各中央部Cu,Cdおよ
び横縞状繰り返しパターンPTav,PTbvの中央部D
a,Dbの各撮像出力に含まれるビート成分の位相の変
化を利用、ローテーション調整と水平方向および垂直方
向の中心調整を行うことにより、上述の6軸方向の全て
のレジストレーション調整を極めて高い精度で完了する
ことができる。
In this embodiment, after the above-mentioned back focus adjustment, each CCD image sensor 31r, 31g, 3
1b, two vertical striped repeating patterns PT which are symmetrically arranged on both sides Ba and Bb of the vertical striped repeating pattern PTsh of the registration adjustment test chart 10 and the horizontal center line Lsh are parallel to each other.
Using the change in the amplitude of the beat component included in each image output of each of the central portions Cu and Cd of ah and PTbh, horizontal and vertical tilt adjustments are performed, and the vertical striped repeating patterns PTah and PTbh are further adjusted. The central portions D of the central portions Cu, Cd and the horizontal striped repeating patterns PTav, PTbv
Rotation adjustment and center adjustment in the horizontal and vertical directions are performed by using the change in the phase of the beat component included in each imaging output of a and Db, so that all the registration adjustments in the above six-axis directions can be performed with extremely high accuracy. Can be completed with.

H.発明の効果 上述の実施例の説明から明らかなように本発明に係る固
体撮像素子のバックフォーカス調整方法では、同一の像
を撮像する複数の固体撮像素子のバックフォーカスを調
整するにあたり、少なくとも固体撮像素子の撮像画面の
中心部に対応する位置に水平あるいは垂直方向に濃淡を
繰り返す繰り返しパターンであって、その繰り返しピッ
チが固体撮像素子の水平あるいは垂直方向の絵素ピッチ
と所定の関係にある画像を撮像レンズを介して各固体撮
像素子で撮像し、上記各固体撮像素子による上記画像の
中心部に対応する繰り返しパターンの各撮像出力に含ま
れる上記絵素ピッチと繰り返しピッチとの差に基づくビ
ート成分を検出し、上記各固体撮像素子を上記撮像レン
ズの光軸方向に移動させて、上記ビート成分の検出出力
がそれぞれ最大となる位置で上記各固体撮像素子を固定
することにより、各固体撮像素子のバックフォーカス調
整を簡単な操作で高精度に行うことができ、所期の目的
を十分に達成することができる。
H. EFFECTS OF THE INVENTION As is clear from the above description of the embodiments, in the solid-state image sensor back focus adjustment method according to the present invention, at least solid-state imaging is performed when adjusting the back focus of a plurality of solid-state image sensors that capture the same image. It is a repetitive pattern in which light and shade are repeated horizontally or vertically at a position corresponding to the center of the image pickup screen of the device, and the repetitive pitch has a predetermined relationship with the pixel pitch in the horizontal or vertical direction of the solid-state image pickup device. A beat component based on the difference between the picture element pitch and the repeating pitch included in each imaging output of the repeating pattern corresponding to the central portion of the image by each solid-state imaging device, which is captured by each solid-state imaging device through the imaging lens. Is detected, the respective solid-state image pickup elements are moved in the optical axis direction of the image pickup lens, and the detection output of the beat component is By fixing each solid-state image sensor at the position where it becomes maximum, the back focus of each solid-state image sensor can be adjusted with high accuracy by a simple operation, and the intended purpose can be sufficiently achieved. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図ないし第4図は本発明を適用したレジストレーシ
ョン調整装置の一実施例を示す図面であり、第1図はこ
の実施例のレジストレーション調整装置の構成を模式的
に示すブロック図であり、第2図は上記実施例における
レジストレーション測定用テストチャートのテストパタ
ーンとCCDイメージセンサの絵素配列との関係を説明
するための模式図であり、第3図は上記実施例に使用し
たレジストレーション測定用テストチャートの構成を示
す模式図であり、第4図は上記レジストレーション測定
用テストチャートのテストパターンをCCDイメージセ
ンサにて撮像して得られる撮像出力に含まれるビート成
分を示す波形図である。 第5図は、一般的なレジストレーション調整における調
整操作方向を説明するためのCCDイメージセンサの外
観斜視図である。 10……テストチャート 20……マスターレンズ 31r,31g,31b……CCDイメージセンサ
1 to 4 are drawings showing an embodiment of a registration adjusting device to which the present invention is applied, and FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of the registration adjusting device of this embodiment. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the relationship between the test pattern of the registration measurement test chart and the pixel array of the CCD image sensor in the above embodiment, and FIG. 3 is the resist used in the above embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a registration measurement test chart, and FIG. 4 is a waveform diagram showing a beat component included in an imaging output obtained by imaging a test pattern of the registration measurement test chart with a CCD image sensor. Is. FIG. 5 is an external perspective view of a CCD image sensor for explaining the adjustment operation direction in general registration adjustment. 10 ... Test chart 20 ... Master lens 31r, 31g, 31b ... CCD image sensor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】同一の像を撮像する複数の固体撮像素子の
バックフォーカスを調整するにあたり、 少なくとも固体撮像素子の撮像画面の中心部に対応する
位置に水平あるいは垂直方向に濃淡を繰り返す繰り返し
パターンであって、その繰り返しピッチが固体撮像素子
の水平あるいは垂直方向の絵素ピッチと所定の関係にあ
る画像を撮像レンズを介して各固体撮像素子で撮像し、 上記各固体撮像素子による上記画像の中心部に対応する
繰り返しパターンの各撮像出力に含まれる上記絵素ピッ
チと繰り返しピッチとの差に基づくビート成分を検出
し、 上記各固体撮像素子を上記撮像レンズの光軸方向に移動
させて、上記ビート成分の検出出力がそれぞれ最大とな
る位置で上記各固体撮像素子を固定するようにした固体
撮像素子のバックフォーカス調整方法。
1. When adjusting the back focus of a plurality of solid-state image pickup devices for picking up the same image, at least a position corresponding to the center of the image pickup screen of the solid-state image pickup device is repeated in a horizontal or vertical shading pattern in a repeating pattern. Then, an image whose repeating pitch has a predetermined relationship with the horizontal or vertical picture element pitch of the solid-state image sensor is captured by each solid-state image sensor through the imaging lens, and the center of the image by each solid-state image sensor is captured. The beat component based on the difference between the picture element pitch and the repeating pitch included in each imaging output of the repeating pattern corresponding to the part is detected, and each solid-state imaging device is moved in the optical axis direction of the imaging lens, Back focus of the solid-state image sensor in which the above solid-state image sensors are fixed at positions where the detection output of the beat component becomes maximum Settling method.
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