JP3159785B2 - Automatic adjustment device for optical reading unit - Google Patents
Automatic adjustment device for optical reading unitInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光学的読み取りユニッ
トの自動調整装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for automatically adjusting an optical reading unit.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の光学的読み取りユニットの調整
は、光学チャートをイメージセンサで読み取り、イメー
ジセンサのピントずれ及び位置ずれをオシロスコープに
出力信号波形として描かせ、作業者がこの波形を確認し
ながら手で調整を行っている。2. Description of the Related Art A conventional optical reading unit is adjusted by reading an optical chart with an image sensor, drawing a focus shift and a position shift of the image sensor on an oscilloscope as an output signal waveform, and checking an operator's waveform while checking this waveform. Adjustments are made by hand.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとしている課題】ところが、イメー
ジセンサの位置調整には、ピント調整,アオリ調整,上
下左右のずれ調整,回転調整があり、すべての調整を規
定の範囲内に入れる必要がある。しかしながら、上記従
来の方法にあっては作業者の熟練が必要であるうえ、位
置調整後のイメージセンサ基板への固定で位置ずれが生
ずるため、調整に長時間かかるという問題点があった。However, the position adjustment of the image sensor includes focus adjustment, tilt adjustment, up / down / left / right shift adjustment, and rotation adjustment, and all adjustments must be within a specified range. However, in the above-described conventional method, there is a problem that the skill of an operator is required, and a long time is required for the adjustment because the positional shift occurs due to the fixation to the image sensor substrate after the position adjustment.
【0004】本発明は、イメージセンサの迅速且つ正確
な位置調整が可能な光学的読み取りユニットの自動調整
装置を提供する。 又、位置調整後のイメージセンサ基板
への固定での位置ずれを考慮して、迅速な位置調整が可
能な光学的読み取りユニットの自動調整装置を提供す
る。The present invention provides a quick and accurate image sensor.
Automatic adjustment of the optical reading unit for precise position adjustment
Provide equipment. Also, there is provided an automatic adjustment device of an optical reading unit capable of quick position adjustment in consideration of a position shift in fixing to an image sensor substrate after the position adjustment.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明の光学的読み取りユニットの自動調整装置
は、レンズとイメージセンサとを基本構成要素とする光
学的読み取りユニットに対する前記イメージセンサの位
置を調整する光学的読み取りユニットの自動調整装置で
あって、位置調整の基準となる光学チャートの位置を移
動する移動手段と、前記移動手段により移動した位置に
おいて前記光学チャートを前記イメージセンサに読み取
らせ、前記イメージセンサの出力信号に基づいて前記レ
ンズの焦点位置を検出する焦点位置検出手段と、所定の
基準位置にある前記光学チャートを前記イメージセンサ
に読み取らせ、前記イメージセンサの出力信号から前記
イメージセンサの位置ずれ量を算出して制御信号を送出
する算出手段と、前記制御信号に基づいて前記イメージ
センサの前記光学的読み取りユニットに対する位置を変
更する駆動手段と、前記駆動手段により変更された位置
に前記イメージセンサを固定する固定手段と、を有する
ことを特徴とする。In order to solve this problem, an automatic adjusting apparatus for an optical reading unit according to the present invention comprises a lens and an image sensor as basic components . Rank
This is an automatic adjustment device of the optical reading unit that adjusts the position, and shifts the position of the optical chart, which is the reference for position adjustment.
Moving means for moving, and a position moved by the moving means
The optical chart is read by the image sensor.
Based on the output signal of the image sensor.
Focus position detecting means for detecting the focus position of the lens;
The optical chart at the reference position is transferred to the image sensor.
Read thereby, varying calculating means for sending a control signal calculated by the positional deviation amount of the image sensor from an output signal of the image sensor, the position relative to the optical reading unit of the image sensor based on the control signal
A further driving means, is changed by the driving means located
Having a fixing means for fixing said image sensor
It is characterized by the following .
【0006】ここで、さらに、前記光学チャートを照明
する照明手段を有する。また、ピント,アオリ,左右,
上下及び回転位置を調整可能である。また、前記光学チ
ャートは、ピント,アオリ,左右,上下及び回転方向の
位置ずれ検出部パターンを有し、各位置ずれ検出部のパ
ターンは光透過性である。また、前記照明手段は、均一
な照明光を得るための拡散板を有する。また、前記照明
手段は、前記光学チャートを透過照明する。また、前記
駆動手段は、前記固定手段により前記イメージセンサを
固定する際のずれ量を見込んで固定後に最適位置となる
ように、前記イメージセンサの前記光学的読み取りユニ
ットに対する位置を変更する。また、前記駆動手段は、
3本のイメージセンサ基板把持ピンと、イメージセンサ
基板後方からの突き当てにより初期位置規正を行なうピ
ンとを有する。また、前記把持ピンは、ピント調整方向
に滑りにくい表面構造である。また、前記固定手段は、
固定箇所毎に独立に固定動作及び解放動作の反復が可能
である。また、前記固定手段は、前記固定箇所毎に固定
トルクを可変である。 Here, the optical chart is further illuminated.
Lighting means. Also, focus, tilt, left and right,
Up and down and rotation position can be adjusted . The optical chart has a pattern for detecting a position shift in focus, tilt, left / right, up / down, and rotation directions, and the pattern of each position shift detection unit is light transmissive. Further, the illumination means has a diffusion plate for obtaining uniform illumination light. In addition, the lighting
The means transmits and illuminates the optical chart. In addition,
The driving unit controls the image sensor by the fixing unit.
The optical reading unit of the image sensor is adjusted so that the optimum position is obtained after fixing in consideration of the amount of displacement at the time of fixing.
Change the position relative to the unit. Further, the driving means includes:
It has three image sensor board holding pins and pins for performing initial position adjustment by abutting from the rear of the image sensor board. Also, the gripping pin is in a focus adjusting direction.
Slippery surface structure. Further, the fixing means,
It is possible to repeat the fixing operation and the releasing operation independently for each fixing point. Further, the fixing means is fixed at each of the fixing points.
The torque is variable.
【0007】[0007]
【作用】本発明によれば、調整基準となる光学チャート
像を光学的読み取りユニットのイメージセンサ出力信号
として読み取り、この信号から光学的読み取りユニット
のピント,アオリ,上下,左右及び回転等の調整に必要
なイメージセンサの位置を検出し、イメージセンサを適
正な方向へ適正な位置調整する場合に、位置調整の基準
となる光学チャートの位置を移動する移動手段を設けた
ことにより、イメージセンサの迅速且つ正確な位置調整
が行える。According to the present invention, an optical chart image serving as an adjustment reference is read as an image sensor output signal of an optical reading unit, and the focus, tilt, up / down, left / right, rotation, etc. of the optical reading unit are adjusted from this signal. detecting the position of the required image sensor, when the proper alignment of the image sensor to the proper direction, the reference position adjustment
Quick and accurate position adjustment of the image sensor by providing a moving means for moving the position of the optical chart
It can be performed.
【0008】[0008]
【実施例】図1は本発明の一実施例である光学的読み取
りユニットの自動調整装置の構成ブロック図であり、図
2は自動調整装置の構造説明図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an automatic adjusting device for an optical reading unit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a structural explanatory view of the automatic adjusting device.
【0009】1はイメージセンサ、2はイメージセンサ
基板、3はセルフォックレンズアレイ、4はイメージセ
ンサ位置設定金具、5は光学的読み取りユニット、6は
イメージセンサ位置設定金具固定ビス、7はイメージセ
ンサ基板固定ビス、8aはイメージセンサ位置設定金具
ビスドライバ、8bはイメージセンサ基板固定ビスドラ
イバ、9は光学チャート、10aは側方基板把持ピン、
10bは上方基板把持ピン、11aは左右位置調整ステ
ージ、11bはピント位置調整ステージ、11cは回転
位置調整ステージ、11dは上下位置調整ステージ、1
1eはアオリ位置調整ステージ、12はイメージセンサ
初期位置設定ピン、13は光源、14は拡散板、15は
光学レール、16は下方突き当てピン、17は摺動コ
マ、20は小型計算機、21はイメージセンサ信号、2
2は駆動指示信号、23は位置調整ステージ(11a,
11b,11c,11d,11e)、把持ツメ(10
a,10b)及びビス締めドライバ(8a,8b)など
の駆動部である。1 is an image sensor, 2 is an image sensor substrate, 3 is a selfoc lens array, 4 is an image sensor position setting bracket, 5 is an optical reading unit, 6 is an image sensor position setting bracket fixing screw, and 7 is an image sensor. A board fixing screw, 8a is an image sensor position setting bracket screw driver, 8b is an image sensor board fixing screw driver, 9 is an optical chart, 10a is a side board holding pin,
10b is an upper substrate holding pin, 11a is a horizontal position adjustment stage, 11b is a focus position adjustment stage, 11c is a rotation position adjustment stage, 11d is a vertical position adjustment stage, 1
1e is a tilt position adjustment stage, 12 is an image sensor initial position setting pin, 13 is a light source, 14 is a diffusion plate, 15 is an optical rail, 16 is a downward contact pin, 17 is a sliding piece, 20 is a small computer, 21 is Image sensor signal, 2
2 is a drive instruction signal, 23 is a position adjustment stage (11a,
11b, 11c, 11d, 11e), grip claws (10
a, 10b) and screwing drivers (8a, 8b).
【0010】光学的読み取りユニット5の構造として
は、イメージセンサ1がイメージセンサ基板2に半田付
けされ、イメージセンサ基板2はイメージセンサ位置設
定金具4にイメージセンサ基板固定ビス7で固定され、
イメージセンサ位置設定金具4は光学的読み取りユニッ
ト5にイメージセンサ位置設定金具固定ビス6で固定さ
れている。ピントとアオリ方向はイメージセンサ位置設
定金具固定ビス6により位置設定され、左右と上下と回
転方向はイメージセンサ基板固定ビス7により位置設定
される。セルフォックレンズアレイ3は光学的読み取り
ユニット5に固定されており、光学調整はイメージセン
サ1の位置を調整することにより行う。The structure of the optical reading unit 5 is such that the image sensor 1 is soldered to the image sensor substrate 2, and the image sensor substrate 2 is fixed to the image sensor position setting bracket 4 with image sensor substrate fixing screws 7,
The image sensor position setting bracket 4 is fixed to the optical reading unit 5 with an image sensor position setting bracket fixing screw 6. The focus and tilt directions are set by image sensor position setting metal fixing screws 6, and the left, right, up and down directions are set by image sensor substrate fixing screws 7. The SELFOC lens array 3 is fixed to the optical reading unit 5, and the optical adjustment is performed by adjusting the position of the image sensor 1.
【0011】光学的読み取りユニット5の取り付け位置
は、光学レール15と下方突き当てピン16と摺動コマ
17とで設定し、図示されていない光学的読み取りユニ
ットクランプ機構によって当該自動調整装置に固定され
る。光学チャート9の位置は、光学的読み取りユニット
5にとっての原稿位置に設定され、光源13と拡散板1
4とにより均一に透過照明される。拡散板14の表面の
ムラを光学的読み取りユニット5が拾わないようにする
ため、拡散板14は光学的読み取りユニット5の焦点深
度外に位置設定し、光学チャート9とは密着させない。The mounting position of the optical reading unit 5 is set by an optical rail 15, a lower abutment pin 16, and a sliding piece 17, and is fixed to the automatic adjusting device by an optical reading unit clamping mechanism (not shown). You. The position of the optical chart 9 is set to the position of the original for the optical reading unit 5, and the light source 13 and the diffusion plate 1 are set.
4, and the transmitted illumination is made more uniform. In order to prevent the optical reading unit 5 from picking up unevenness on the surface of the diffusion plate 14, the diffusion plate 14 is set at a position outside the depth of focus of the optical reading unit 5 and is not brought into close contact with the optical chart 9.
【0012】イメージセンサ1の信号21はアナログ/
デジタル変換され、高速のバッファメモリを介して小型
計算機20内のメモリに格納される。小型計算機20は
このイメージセンサ信号21をデジタル演算処理して、
各調整方向の位置ずれ量を算出する。小型計算機20
は、この位置ずれ量に基づき、各位置調整ステージ,把
持ツメ,ビス締めドライバの駆動機構23に駆動信号2
2を出力する。The signal 21 of the image sensor 1 is analog /
The digitally converted data is stored in a memory in the small computer 20 via a high-speed buffer memory. The small computer 20 performs digital arithmetic processing on the image sensor signal 21,
The amount of displacement in each adjustment direction is calculated. Small computer 20
The drive signal 2 is sent to the drive mechanism 23 of each position adjustment stage, gripping claw, and screw tightening driver based on the amount of the position shift.
2 is output.
【0013】イメージセンサ1の位置調整は、イメージ
センサ基板2の両側面を側方基板把持ピン10aで把持
し、上面を基板把持ピン10bで支え、左右位置を左右
位置調整ステージ11aで調整、ピント位置をピント位
置調整ステージ11bで調整し、回転位置を回転位置調
整ステージ11cで調整し、上下位置を上下位置調整ス
テージ11dで調整し、アオリ位置をアオリ位置調整ス
テージ11eで調整する。回転位置調整ステージ11c
とアオリ位置調整ステージ11eとはイメージセンサ1
の中心が回転中心となるように配置し、調整時の軸間干
渉を少なくする。The position of the image sensor 1 is adjusted by gripping both side surfaces of the image sensor substrate 2 with the side substrate gripping pins 10a, supporting the upper surface with the substrate gripping pins 10b, adjusting the left and right positions with the left and right position adjustment stages 11a, and focusing. The position is adjusted by the focus position adjustment stage 11b, the rotation position is adjusted by the rotation position adjustment stage 11c, the vertical position is adjusted by the vertical position adjustment stage 11d, and the tilt position is adjusted by the tilt position adjustment stage 11e. Rotational position adjustment stage 11c
And the tilt position adjustment stage 11e are the image sensor 1
Are arranged so that the center of the rotation becomes the center of rotation, thereby reducing inter-axis interference during adjustment.
【0014】イメージセンサ位置設定金具固定ビスドラ
イバ8a及びイメージセンサ基板固定ビスドライバ8b
は、図示されていないモータにより回転駆動する。ドラ
イバ駆動用のモータに流す電流を切り換えてドライバ駆
動トルクを制御する。ドライバ8a,8bの先端部は図
3のような構造であり、801はドライバビット、80
2はフレキシブルジョイント、803は角度復元ゴム、
804はドライバビット押しつけバネ、805はドライ
バ駆動軸である。ドライバビット801は、フレキシブ
ルジョイント802を設けたことにより首振り方向に自
由に動くことができ、さらにドライバビット押しつけバ
ネ804により伸縮方向に自由に動くことができる。通
常時のドライバビット801の姿勢は、角度復元ゴム8
03によりドライバ駆動軸805と同軸上の姿勢になっ
ており、かつドライバビット押しつけバネ804により
最も突き出した状態である。これらの首振りと伸縮方向
には弱い力で動ける。Image sensor position setting fitting fixing screw driver 8a and image sensor board fixing screw driver 8b
Are driven to rotate by a motor (not shown). The driver drive torque is controlled by switching the current flowing to the driver drive motor. The tips of the drivers 8a and 8b have a structure as shown in FIG.
2 is a flexible joint, 803 is an angle restoration rubber,
Reference numeral 804 denotes a driver bit pressing spring, and 805 denotes a driver driving shaft. The driver bit 801 can move freely in the swinging direction by providing the flexible joint 802, and can move freely in the expansion and contraction direction by the driver bit pressing spring 804. The posture of the driver bit 801 in the normal state is the angle restoring rubber 8
03 is coaxial with the driver drive shaft 805, and is in the state of being most protruded by the driver bit pressing spring 804. It can move with a weak force in these swinging and telescopic directions.
【0015】上記構成の当該光学的読み取りユニット自
動調整装置における調整方法を図4の調整手順に沿って
説明する。An adjusting method in the optical reading unit automatic adjusting device having the above configuration will be described with reference to an adjusting procedure in FIG.
【0016】<ステップ4a>−光学的読み取りユニッ
トの取り付け まず、調整対象となる光学的読み取りユニット5を光学
レール15に沿ってセットし、自動調整を開始する。光
学的読み取りユニット5は、図示されていない光学読み
取りユニツトクランプ機構によってクランプされ、当該
自動調整装置に固定される。このとき光学的読み取りユ
ニット5は、光学レール15と下方向突き当てピン16
と図示されていない摺動コマ17との突き当てによって
位置きめされる。<Step 4a> —Attaching Optical Read Unit First, the optical read unit 5 to be adjusted is set along the optical rail 15 and automatic adjustment is started. The optical reading unit 5 is clamped by an optical reading unit clamping mechanism (not shown) and fixed to the automatic adjusting device. At this time, the optical reading unit 5 includes the optical rail 15 and the downward contact pin 16.
And the sliding piece 17 (not shown).
【0017】<ステップ4b>−ステージの初期位置設
定 光学的読み取りユニット5をクランプすると同時に、各
調整ステージ11a〜11bを予め決められた初期位置
に移動させる。この初期位置は電源投入後に行う原点出
しで決定する。原点出しは、図示されていないリミット
スイッチまで各ステージを移動させ、その位置を基準に
して決められたパルス数だけステージ位置を戻した位置
を原点としている。<Step 4b>-Initial Stage Position Setting At the same time as the optical reading unit 5 is clamped, each of the adjustment stages 11a to 11b is moved to a predetermined initial position. This initial position is determined by origin search performed after the power is turned on. The origin is determined by moving each stage to a limit switch (not shown) and returning the stage position by the number of pulses determined based on the position as the origin.
【0018】<ステップ4c>−イメージセンサ基板の
把持 まずイメージセンサ位置設定金具ドライバ8aを下降さ
せ、ドライバ先端部をイメージセンサ位置設定金具固定
ビス6の頭部に押し当てる。このままの状態ではビス頭
部6とドライバ線端部とで回転角度が一致していないの
で、ビス頭部6にイメージセンサ位置設定金具固定ビス
ドライバ8aの先端部は進入できない。そこで小さい電
流で図示されていないドライバモータを駆動すること
で、ドライバを弱いトルクでゆっくりと右回転させる。
ここには六角ビスを用いているため、原理的にはドライ
バを60度回転させる間にイメージセンサ位置設定金具
固定ビス6とドライバ先端部の角度は合って、イメージ
センサ位置設定金具固定ビスドライバ8aの先端がビス
頭部に進入する。実際はフレキシブルジョイントなどの
ガタ分を見込んで60度以上右回転させている。一旦イ
メージセンサ位置設定金具固定ビスドライバ8aがセッ
トされると、弱いトルクで回転しているモータはそれ以
上回転しない。仮止めしてあるイメージセンサ位置設定
金具固定ビスは、弱いトルクではそれ以上増し締めでき
ないためである。このモータ回転角をモータ軸に取り付
けた図示しないロータリーエンコーダで監視し、それ以
上ロータリーエンコーダが回転しなくなったことで、モ
ータの停止即ちイメージセンサ位置設定金具固定ビスド
ライバ8a先端がビス頭部に確実にセットされていると
いうことを検出する。<Step 4c> -Gripping of Image Sensor Board First, the image sensor position setting bracket driver 8a is lowered, and the tip of the driver is pressed against the head of the image sensor position setting bracket fixing screw 6. In this state, since the rotation angles of the screw head 6 and the end of the driver wire do not match, the tip of the image sensor position setting bracket fixing screw driver 8a cannot enter the screw head 6. Then, by driving a driver motor (not shown) with a small current, the driver is slowly rotated rightward with a small torque.
Since a hexagonal screw is used here, in principle, the angle between the image sensor position setting metal fixing screw 6 and the tip of the driver matches while the driver is rotated by 60 degrees, and the image sensor position setting metal fixing screw fixing screw driver 8a Tip of the screw enters the screw head. Actually, it is rotated to the right by 60 degrees or more in anticipation of play such as a flexible joint. Once the image sensor position setting bracket fixing screw driver 8a is set, the motor rotating with a weak torque does not rotate any more. This is because the temporarily fixed image sensor position setting metal fixing screw cannot be further tightened with a weak torque. The motor rotation angle is monitored by a rotary encoder (not shown) attached to the motor shaft. When the rotary encoder stops rotating any more, the motor stops, that is, the tip of the image sensor position setting bracket fixing screw driver 8a is securely attached to the screw head. To be set.
【0019】イメージセンサ位置設定金具固定ビスドラ
イバ8aを確実にセットした後、モータ電流を最大に切
り換え、強ドライバトルクでイメージセンサ位置設定金
具固定ビスドライバ8aを左回転させ、イメージセンサ
位置設定金具固定ビス6を緩める。こうしてイメージセ
ンサ位置設定金具固定ビス6を緩め、イメージセンサ基
板2がピント方向に自由に動ける状態で、ピント位置調
整ステージ11bが前進し、イメージセンサ初期位置設
定ピン12をイメージセンサ基板2の裏側に突き当て
る。イメージセンサ初期位置設定ピン12は絶縁体で構
成されており、イメージセンサ基板2と電気的に干渉す
ることはない。イメージセンサ1の全面部と光学的読み
取りユニット5との間には図示されないスポンジがあ
り、このスポンジによってイメージセンサ基板2はイメ
ージセンサ初期位置設定ピン12に確実に押し当てら
れ、仮止め姿勢によらずイメージセンサ基板2のピント
位置は機械的に略位置決めされる。After the image sensor position setting metal fixing screw driver 8a is securely set, the motor current is switched to the maximum, and the image sensor position setting metal fixing screw driver 8a is rotated counterclockwise with a strong driver torque to fix the image sensor position setting metal fixing. Loosen screw 6. In this manner, the image sensor position setting bracket fixing screw 6 is loosened, and the focus position adjustment stage 11b moves forward in a state where the image sensor substrate 2 can freely move in the focus direction, and the image sensor initial position setting pin 12 is placed on the back side of the image sensor substrate 2. Strike. The image sensor initial position setting pins 12 are made of an insulator, and do not electrically interfere with the image sensor substrate 2. A sponge (not shown) is provided between the entire surface of the image sensor 1 and the optical reading unit 5, and the sponge surely presses the image sensor substrate 2 against the image sensor initial position setting pin 12, and the temporary fixing posture. First, the focus position of the image sensor substrate 2 is substantially mechanically positioned.
【0020】次にイメージセンサ基板固定ビスドライバ
8bが前進し、ドライバ先端部をイメージセンサ基板固
定ビス7に押し当てる。イメージセンサ位置設定金具固
定ビスドライバ8aをセットしたのと同様に、弱いモー
タ駆動電流でイメージセンサ基板固定ビスドライバ8b
を右回転させビス頭部にセットし、ロータリーエンコー
ダで確実にセットしたことを確認した後、モータ駆動電
流を最大に切り換え、ドライバ8bを左回転させ、イメ
ージセンサ基板固定ビス7を緩める。Next, the image sensor board fixing screw driver 8b moves forward and presses the tip of the driver against the image sensor board fixing screw 7. Similar to the setting of the image sensor position setting metal fixing screw driver 8a, the image sensor substrate fixing screw driver 8b
Is rotated to the right to set the screw on the screw head. After confirming that the rotary encoder is securely set, the motor drive current is switched to the maximum, the driver 8b is rotated to the left, and the image sensor board fixing screw 7 is loosened.
【0021】イメージセンサ基板固定ビス7が緩んでイ
メージセンサ基板2が上下,左右,回転方向に自由に動
ける状態で、側方基板把持ピン10aでイメージセンサ
基板側部に設けられている図示されていない把持部を把
持する。その後上方基板把持ピン10bで基板を把持す
ることで、イメージセンサ基板2を三点で把持する。図
示されていない側方基板把持部は、上方基板把持ピンの
力が加わっても滑らないように長円形に切りかいた形状
にしている。また側方基板把持ピン10aと上方基板把
持ピン10bの基板と接触する部分の面にはネジ状の細
かい溝を多数設けて、ピント方向の調整をピント位置調
整ステージ11bで行う際にイメージセンサ基板2の把
持部が滑らないようにしている。In a state where the image sensor substrate fixing screw 7 is loosened and the image sensor substrate 2 can freely move in the vertical, horizontal and rotational directions, the image sensor substrate 2 is provided on the side of the image sensor substrate by the side substrate holding pins 10a. Not to grip the gripper. Thereafter, the image sensor substrate 2 is gripped at three points by gripping the substrate with the upper substrate gripping pins 10b. The side substrate holding portion (not shown) is cut into an oval shape so as not to slip even when the force of the upper substrate holding pin is applied. A large number of fine screw-shaped grooves are provided on the surface of the side substrate gripping pin 10a and the upper substrate gripping pin 10b in contact with the substrate, and the image sensor substrate is used when the focus direction adjustment is performed by the focus position adjustment stage 11b. The grip section 2 is prevented from slipping.
【0022】しかしここで、イメージセンサ基板2の姿
勢は、ビス締めして基板を解放した時の姿勢とは一致し
ない。ビスを緩めた時の基板姿勢になっているからであ
る。そこで一旦すべてのビスを締めた状態で基板を解放
し、その姿勢のまま再び把持し直す。However, the attitude of the image sensor board 2 here does not match the attitude when the board is released by screwing. This is because the substrate is in the posture when the screws are loosened. Thus, the substrate is released once all the screws are tightened, and the substrate is gripped again in that posture.
【0023】まずイメージセンサ位置固定ビス6を締め
る。イメージセンサ位置固定ビスドライバ8aを弱いト
ルクで右回転させ締めつける。弱いトルクでの締めつけ
が完了すると、図示されていないビス締めモータはそれ
以上回転しなくなる。この回転角を図示されていないロ
ータリーエンコーダで監視し、締めつけ完了の検出を行
う。その後十分大きなトルクに切り換えて増し締めを行
う。ドライバを右回転させたままではドライバビット先
端とビスの頭とが噛んだままなので、増し締め後にドラ
イバを弱いトルクでわずかに左回転させ、噛み付きをな
くしておく。First, the image sensor position fixing screw 6 is tightened. The image sensor position fixing screw driver 8a is rotated clockwise with a small torque and tightened. When the tightening with the weak torque is completed, the screw tightening motor (not shown) does not rotate any more. The rotation angle is monitored by a rotary encoder (not shown) to detect the completion of the tightening. After that, the torque is switched to a sufficiently large torque and retightening is performed. When the driver is rotated clockwise, the tip of the driver bit and the head of the screw remain biting. Therefore, after retightening, the driver is slightly counterclockwise rotated with a weak torque to eliminate biting.
【0024】イメージセンサ基板固定ビス8bも同様に
締めつけを行う。そしてイメージセンサ基板2が固定さ
れた状態で、側方基板把持ピン8aと上方基板把持ピン
8bを解放する。そしてイメージセンサ初期位置設定ピ
ン12がイメージセンサ基板2に接触しないように、ピ
ント位置調整ステージをわずかに後退させる。そしてイ
メージセンサ基板2の姿勢を基板解放時と同じ状態のま
ま、側方基板把持ピン10aと上方基板把持ピン10b
とで再び基板を把持する。The image sensor board fixing screw 8b is similarly tightened. Then, with the image sensor board 2 fixed, the side board holding pins 8a and the upper board holding pins 8b are released. Then, the focus position adjustment stage is slightly retracted so that the image sensor initial position setting pins 12 do not contact the image sensor substrate 2. Then, while keeping the posture of the image sensor substrate 2 in the same state as when the substrate is released, the side substrate gripping pin 10a and the upper substrate gripping pin 10b
Then, the substrate is gripped again.
【0025】<ステップ4d>−上下,左右,回転方向
の粗調整 位置調整は上下,左右,回転方向の粗調整から行う。ま
ずイメージセンサ基板固定ビスドライバ8bを強トルク
で左回転させ、イメージセンサ基板固定ビス7を緩め、
左右位置調整ステージ11a、上下位置調整ステージ1
1d,回転位置調整ステージ11cの動きに従ってイメ
ージセンサ基板2が動ける状態にする。<Step 4d>-Coarse adjustment in up, down, left, right, and rotation directions Position adjustment is performed from coarse adjustment in up, down, left, right, and rotation directions. First, the image sensor board fixing screw driver 8b is rotated counterclockwise with strong torque to loosen the image sensor board fixing screw 7,
Left / right position adjustment stage 11a, up / down position adjustment stage 1
1d, the image sensor substrate 2 is made to move according to the movement of the rotation position adjustment stage 11c.
【0026】次にイメージセンサ1の出力信号21を小
型計算機20に読み込み、その信号から位置ずれ量を算
出する。イメージセンサ1には光学チャート9のパター
ンが結像され、各方向のずれに対応したイメージセンサ
1の受光面での光量信号がイメージセンサ信号波形とし
て得られる。光学チャート9は図5の(a)に示すよう
な構成であり、ここで得られるイメージセンサ信号21
の波形は、イメージセンサ1に光が当たっている部分は
大きな光量信号になり、光の当たっていない部分は信号
レベルが低くなり、図5の(b)から図5の(f)に示
すような波形となる。このイメージセンサ信号21の取
り込みでは、雑音レベル低減のために信号取り込みを複
数回行い平均化する。Next, the output signal 21 of the image sensor 1 is read into the small computer 20, and the displacement amount is calculated from the signal. An image of the pattern of the optical chart 9 is formed on the image sensor 1, and a light amount signal on a light receiving surface of the image sensor 1 corresponding to a shift in each direction is obtained as an image sensor signal waveform. The optical chart 9 is configured as shown in FIG. 5A, and the image sensor signal 21 obtained here is obtained.
In the waveform of (a), a portion where light is applied to the image sensor 1 becomes a large light amount signal, and a portion where light is not applied has a low signal level, as shown in FIG. 5 (b) to FIG. 5 (f). Waveform. In capturing the image sensor signal 21, the signal is captured a plurality of times and averaged to reduce the noise level.
【0027】図5の(b)から図5の(f)までのp
1,p2,p3,p4,p5,p6,p7のピーク部
は、それぞれ図5の(a)に示す光学チャートのパター
ン901,902,903,904,905,906,
907の部分に対応する。図5の(b)は、ピント,ア
オリ,上下,左右,回転の各方向ともベスト位置に合っ
ている時の波形である。図5の(c)は、ピントとアオ
リ方向が合っていない時の波形である。図5の(d)は
ピントとアオリ方向は合っているが、イメージセンサ1
が右に,上に,時計方向にずれている時の波形である。
図5の(e)は、イメージセンサ1が上に,時計方向に
ずれている時の波形である。図5の(f)は、イメージ
センサ1が下に,時計方向にずれている時の波形であ
る。5 (b) to FIG. 5 (f).
The peak portions of 1, p2, p3, p4, p5, p6, and p7 correspond to the patterns 901, 902, 903, 904, 905, 906, respectively, of the optical chart shown in FIG.
907. FIG. 5B is a waveform when the best position is set in each of the directions of focus, tilt, up / down, left / right, and rotation. FIG. 5C shows a waveform when the focus and the tilt direction are not aligned. FIG. 5D shows the image sensor 1 which is in focus and in the tilting direction.
Is the waveform when it is shifted clockwise to the right and upward.
FIG. 5E shows a waveform when the image sensor 1 is shifted upward and clockwise. FIG. 5F shows a waveform when the image sensor 1 is shifted downward and clockwise.
【0028】このイメージセンサ信号21から各方向の
ずれ量を検出するためには、まず得られたイメージ信号
21の各ピーク部が光学チャートのどの部分に対応して
いるのかを求めなければならない。そこで、イメージセ
ンサ信号21中央付近のある領域内で光量重心を求め
る。このときの重心を算出する際に用いるデータ領域
は、初期状態でのイメージセンサ1の左右方向ずれが最
大であったとしても、中央スリット904のみが入る領
域である。そのためここで求めた光量重心は中央スリッ
ト904による中央ピーク波形p4の重心となる。更に
重心の精度を上げるため、ここで求めた中央ピーク波形
p4の近傍のデータに絞って光量重心を求め、中央スリ
ット904のイメージセンサ1に対する位置とする。以
後、チャート各部901〜907に対するピーク波形p
1〜p7がイメージセンサ信号21のどこにあるかは、
上で求めた中央スリット904の位置からの相対位置で
求まる。In order to detect the amount of displacement in each direction from the image sensor signal 21, it is necessary to first find out which part of the optical chart corresponds to each peak of the obtained image signal 21. Therefore, the center of gravity of the light amount is obtained in a certain area near the center of the image sensor signal 21. The data area used for calculating the center of gravity at this time is an area in which only the central slit 904 enters even if the image sensor 1 in the initial state has the largest lateral displacement. Therefore, the center of gravity of the light quantity obtained here becomes the center of gravity of the center peak waveform p4 by the center slit 904. In order to further improve the accuracy of the center of gravity, the light amount center of gravity is obtained by narrowing down the data in the vicinity of the center peak waveform p4 obtained here, and is set as the position of the center slit 904 with respect to the image sensor 1. Hereinafter, the peak waveform p for each of the chart parts 901 to 907
Where 1 to p7 are in the image sensor signal 21 is
It is obtained by the relative position from the position of the center slit 904 obtained above.
【0029】ここまでは、イメージセンサ信号21の暗
信号は無視して行ってきた。しかしこれ以降の計算は、
光学チャートの暗部に対応する画素信号の平均を暗信号
として、前記複数回信号取り込み平均信号の原信号から
この暗信号を差し引いたイメージセンサ信号21を用い
て、各方向のずれを算出してゆく。Until now, the dark signal of the image sensor signal 21 has been ignored. However, subsequent calculations are:
The average of the pixel signals corresponding to the dark portions of the optical chart is defined as a dark signal, and a shift in each direction is calculated using the image sensor signal 21 obtained by subtracting the dark signal from the original signal of the average signal obtained by taking the plural times. .
【0030】左右方向位置…イメージセンサ1の中央画
素位置n0(画素)に対する中央スリットピーク波形p4
の重心画素位置n4(画素)からイメージセンサ1の左右
方向位置x(μm)は、x=d・(n4 −n0 )で求め
る。ただし、d(μm)はイメージセンサ画素ピッチと
する。左右方向位置が合っている時は、図5のbに見ら
れるようにイメージセンサ信号21の中央にピーク信号
p4が来るため、左右方向位置は零となるが、左右方向
にイメージセンサ1がずれている時には、図5のdのよ
うに中央スリットピーク波形p4がイメージセンサ信号
21の中央からずれ、左右方向の位置が求まる。Left-right position: center slit peak waveform p4 with respect to center pixel position n 0 (pixel) of image sensor 1
The horizontal position x (μm) of the image sensor 1 from the barycenter pixel position n 4 (pixel) is obtained by x = d · (n 4 −n 0 ). Here, d (μm) is the image sensor pixel pitch. When the position in the left-right direction is matched, the peak signal p4 is located at the center of the image sensor signal 21 as shown in FIG. 5B, so the left-right position is zero, but the image sensor 1 is shifted in the left-right direction. 5, the center slit peak waveform p4 is shifted from the center of the image sensor signal 21 as shown in FIG.
【0031】上下方向位置…上下方向の基準位置は、三
角形部902,903,905,906による信号p
2,p3,p5,p6がほとんどなくなる位置である。
この基準に対してイメージセンサ1が上にずれると、下
向三角形部902,906の信号p2,p6が大にな
り、上向三角形部903,905の信号p3,p5は零
となり、図5のeのようなイメージセンサ信号波形が得
られる。これとは逆に、イメージセンサ1が下にずれる
と、下向三角形部902,906の信号p2,p6が零
になり、上向三角計部903,905の信号p3,p5
が大となり、図5のfのような波形が得られる。そして
三角形部902,903,905,906の形状がテー
パ状になっていることから上下位置ずれ量に比例して光
量が増加する。Vertical position: The vertical reference position is determined by the signal p by the triangular portions 902, 903, 905, and 906.
2, p3, p5 and p6 are almost eliminated.
When the image sensor 1 is shifted upward with respect to this reference, the signals p2 and p6 of the downward triangular portions 902 and 906 become large, and the signals p3 and p5 of the upward triangular portions 903 and 905 become zero. An image sensor signal waveform such as e is obtained. Conversely, when the image sensor 1 shifts downward, the signals p2 and p6 of the downward triangle units 902 and 906 become zero, and the signals p3 and p5 of the upward triangle units 903 and 905.
Becomes large, and a waveform like f in FIG. 5 is obtained. Since the shapes of the triangular portions 902, 903, 905, and 906 are tapered, the amount of light increases in proportion to the amount of vertical displacement.
【0032】そこで光学チャート三角形部902,90
3を例にとれば、下向三角形部902のピーク波形p2
の光量をi2 、上向三角形部903のピーク波形p3の
光量をi3 とすれば、この位置での上下位置ずれy
23(μm)は、y23=y0 (i2 −i3 )/io とな
る。ただし、i0 は単位光量、y0 (μm)は単位光量
あたりの上下ずれ量である。各ピーク波形の光量は、ピ
ーク波形近傍の画素の光量和で得る。ここで、i0 とし
てスリット部901,904,907の光量i1 ,i
4 ,i7 の平均、i0 =(i1 +i4 +i7 )/3を用
い、y0 としてスリット部901,904,907の幅
を用いることで光源の輝度変化による光量変化を相殺す
る。Therefore, the optical chart triangular portions 902 and 90
3 as an example, the peak waveform p2 of the downward triangle 902
Let i 2 be the light amount of the peak waveform p3 of the upward triangular portion 903 and i 3 be the light amount of
23 (μm) becomes y 23 = y 0 (i 2 −i 3 ) / i o . Here, i 0 is a unit light amount, and y 0 (μm) is a vertical shift amount per unit light amount. The light amount of each peak waveform is obtained as the sum of the light amounts of the pixels near the peak waveform. Here, the light amounts i 1 , i of the slit portions 901, 904, 907 are set as i 0.
4, the average of i 7, with i 0 = (i 1 + i 4 + i 7) / 3, to offset changes in light amount due to light source intensity change with the use of the width of the slit portion 901,904,907 as y 0.
【0033】光学チャート三角形部905,906で同
様に検出される上下位置ずれy56は、y56=y0 (i6
−i5 )/i0 となる。ただし、i6 は下向三角形部9
06のピーク波形p6の光量、i5 は上向三角形部90
5のピーク波形p5の光量である。そこで、イメージセ
ンサ1の上下方向位置y(μm)は光学チャート三角形
部902,903での上下位置y23と三角形部905,
906での上下位置y 56の平均から、y=(y23+
y56)/2として求める。The same applies to the triangular portions 905 and 906 of the optical chart.
Vertical displacement y detected56Is y56= Y0 (I6
−iFive ) / I0 Becomes Where i6 Is the downward triangle 9
06, the light quantity of the peak waveform p6, iFive Is the upward triangle 90
5 is the light amount of the peak waveform p5. Therefore, image
The vertical position y (μm) of the sensor 1 is the optical chart triangle.
Vertical position y in parts 902 and 903twenty threeAnd the triangle 905,
Vertical position y at 906 56From the average of y = (ytwenty three+
y56) / 2.
【0034】回転方向位置…イメージセンサ1の回転方
向位置θ(rad)は、上下方向位置を求める際の中間
結果である光学チャート三角形部902,903での上
下位置y23と三角形部905、906での上下位置y56
の差から、θ=tan-1 (( y56−y23)/d1)≒(y56−
y23)/d1 として求める。ただし、d1 は光学チャート
左側の下向三角形部902と上向三角形部903との中
心位置から右側の下向三角形部906と上向三角形部9
05の中心位置までの間隔(μm)である。Rotation direction position... The rotation direction position θ (rad) of the image sensor 1 is determined by the vertical position y 23 and the triangular portions 905 and 906 in the optical chart triangular portions 902 and 903 which are intermediate results when the vertical position is obtained. Vertical position y 56
From the difference, θ = tan -1 ((y 56 -y 23) / d 1) ≒ (y 56 -
y 23 ) / d 1 Here, d 1 is a distance between the center of the downward triangle 902 and the upward triangle 903 on the left side of the optical chart, and the downward triangle 906 and the upward triangle 9 on the right.
This is the interval (μm) to the center position 05.
【0035】上で求めた左右方向位置xだけ、左右位置
調整ステージ11aに駆動指示を出し、左右位置補正を
行う。同時に上下方向位置yに対しては上下位置調整ス
テージ11dに、回転方向位置θに対しては回転位置調
整ステージ11cに駆動指示を出し、それぞれ位置補正
を行う。ここで、左右位置調整ステージ11aと上下位
置調整ステージ11bとは直行させ、回転位置調整ステ
ージ11cの回転中心はイメージセンサ1の中心とほぼ
一致させ、それぞれの調整軸が干渉し合わない構成とし
ている。A drive instruction is issued to the left / right position adjustment stage 11a only for the left / right position x obtained above, and the left / right position correction is performed. At the same time, a drive instruction is issued to the vertical position adjustment stage 11d for the vertical position y, and to the rotational position adjustment stage 11c for the rotational direction θ, and the respective positions are corrected. Here, the left / right position adjustment stage 11a and the up / down position adjustment stage 11b are perpendicular to each other, the rotation center of the rotation position adjustment stage 11c is substantially coincident with the center of the image sensor 1, and the respective adjustment axes do not interfere with each other. .
【0036】<ステップ4e>−調整規格内か? イメージセンサ1中心と回転位置調整ステージ11cの
回転中心とが完全には合っていないためや測定誤差のた
めに、上記位置調整を一度行っただけでは十分な位置精
度内に調整できない場合もある。そこで必要な位置精度
内に入るまで、イメージセンサ1の信号21を読み、ず
れ量を算出し、位置調整を繰り返す。ずれ量を算出した
時点で必要な位置精度内に入っていれば、上下,左右,
回転方向粗調整は終了し、次の調整手順に移る。しか
し、繰り返し回数が規定回数以上になる場合には調整不
可能として終了する。<Step 4e> -Is the adjustment standard? Because the center of the image sensor 1 and the rotation center of the rotation position adjustment stage 11c are not completely aligned or due to a measurement error, it may not be possible to adjust the position within sufficient positional accuracy by performing the position adjustment once. Therefore, the signal 21 of the image sensor 1 is read, the amount of displacement is calculated, and the position adjustment is repeated until the required position accuracy is obtained. If the deviation is within the required position accuracy at the time of calculation,
The rotation direction coarse adjustment is completed, and the process proceeds to the next adjustment procedure. However, if the number of repetitions is equal to or greater than the specified number, the adjustment is impossible and the process ends.
【0037】上下,左右,回転方向粗調整が終了後にイ
メージセンサ基板固定ビス7を締める。ビス締め後の上
下,左右,回転方向のイメージセンサ位置とビス締め前
のイメージセンサ位置との差から、このビス締めで生じ
る上下,左右,回転方向の位置ずれを求めておき、後述
する上下,左右,回転方向微調整に利用する。After the coarse adjustment in the vertical, horizontal, and rotational directions is completed, the screw 7 for fixing the image sensor substrate is tightened. From the difference between the image sensor position in the up / down, left / right, and rotation directions after screwing and the image sensor position before screwing, position shifts in the up / down, left / right, and rotation directions caused by the screw tightening are determined. Used for fine adjustment of left and right, rotation direction.
【0038】<ステップ4f>−ピントとアオリ方向の
調整 ピントとアオリ方向の調整は、まずイメージセンサ位置
設定金具固定ビス6を緩め、イメージセンサ基板2とイ
メージセンサ位置設定金具4が一体となってピント方向
に移動可能な状態にする。<Step 4f> -Adjustment of Focus and Tilt Direction To adjust the focus and tilt direction, first, the image sensor position setting bracket fixing screw 6 is loosened, and the image sensor substrate 2 and the image sensor position setting bracket 4 are integrated. Make it movable in the focus direction.
【0039】ピントの検出は光学チャートのスリット部
901,904,907で行う。ピントとアオリが合っ
ている状態では、イメージセンサ信号21は図5のbの
ピーク波形p1,p4,p7のようにいずれのピーク波
形も鋭い波形となる。しかし、ピントが合っていない場
合では、図5のcのピーク波形p1,p4,p7のよう
に鈍く広がった波形となる。図5のcはアオリ方向のず
れもある場合の波形であり、イメージセンサ1のスリッ
ト901側でのピントずれが大きく、スリット907側
はそれよりピントずれは小さい場合のイメージセンサ信
号を表している。そのため、スリット901のピーク波
形p1がスリット907のピーク波形p7よりさらに鈍
く広がった波形になっている。このスリット部のピーク
波形に注目すると、ピントが合っている時の方がピーク
全体の光量が中心部に集まっていることが分かる。そこ
で、これをピントの合い具合い(合焦度合)とする。The focus is detected at the slits 901 904 907 of the optical chart. When the camera is in focus and tilt, all the peak waveforms of the image sensor signal 21 are sharp, such as the peak waveforms p1, p4, and p7 in FIG. However, when the image is out of focus, the waveform becomes dull and spread like the peak waveforms p1, p4, and p7 in FIG. 5C. FIG. 5C shows a waveform in the case where there is also a shift in the tilt direction. The image sensor 1 shows an image sensor signal when the focus shift on the slit 901 side is large and the slit 907 side is smaller than that. . Therefore, the peak waveform p1 of the slit 901 is a waveform that is more dull and spread than the peak waveform p7 of the slit 907. Paying attention to the peak waveform of the slit portion, it can be seen that the light amount of the entire peak is concentrated at the center when the object is in focus. Therefore, this is defined as the degree of focus (degree of focus).
【0040】合焦度合の算出法は、上下,左右,回転方
向の位置算出の場合と同様に、イメージセンサ1の信号
21を小型計算機20に読み込み、その信号から合焦度
合を算出する。まず、イメージセンサ信号21を複数回
取り込み平均化し雑音レベルを低減したイメージセンサ
信号21を得る。これから合焦度合を検出するために
は、まず得られたイメージセンサ信号21の各ピーク部
が光学チャートのどの部分に対応しているのかを求めな
ければならない。そこで上下,左右,回転方向位置ずれ
を算出する場合と同様に、中央スリット904のピーク
波形p4の光量重心を求める。以後、チャートスリット
部901、907に対するピーク波形p1,p7がイメ
ージセンサ信号21のどこにあるかは、前記で求めた中
央スリット904の位置からの相対位置で決まる。さら
に、光学チャートの暗部に対応する画素信号の平均を暗
信号として、前記複数回信号取り込み平均信号の原信号
からこの暗信号を差し引いたイメージセンサ信号21を
用いて、各スリット部901,904,907での合焦
度合を求める。As in the calculation of the degree of focus, the signal 21 of the image sensor 1 is read into the small computer 20, and the degree of focus is calculated from the signal, as in the case of calculating the position in the vertical, horizontal, and rotational directions. First, the image sensor signal 21 is fetched and averaged a plurality of times to obtain an image sensor signal 21 with a reduced noise level. In order to detect the degree of focusing from this, it is necessary to first find out which part of the optical chart corresponds to each peak of the obtained image sensor signal 21. Therefore, similarly to the case of calculating the displacement in the vertical, horizontal, and rotational directions, the center of the light quantity of the peak waveform p4 of the central slit 904 is determined. Thereafter, where the peak waveforms p1 and p7 for the chart slit portions 901 and 907 are located in the image sensor signal 21 is determined by the relative position from the position of the central slit 904 obtained above. Further, using the image sensor signal 21 obtained by subtracting the dark signal from the original signal of the average signal of the above-described multiple-time signal taking as an average of the pixel signals corresponding to the dark portion of the optical chart as a dark signal, each slit portion 901, 904, The degree of focus at 907 is obtained.
【0041】いずれのスリット部901,904,90
7もイメージセンサの1画素分の幅を持たせてあり、理
想的にピントが合った時にはスリット光はイメージセン
サの1画素上または2画素にまたがって結像する。スリ
ット部901に例をとれば、この位置での合焦度合u1
は、ピーク全体の光量i1 に対するピーク中央2画素の
光量j1 の比、u1 =j1 /i1 で求まる。合焦度合u
1 は、ピントが合った状態で最大値1になり、前にピン
トずれした場合でも後ろにピントずれした場合でも同じ
ようにその値が小さくなる。Each of the slit portions 901, 904, 90
7 also has a width corresponding to one pixel of the image sensor. When the focus is ideally focused, the slit light forms an image on one pixel or over two pixels of the image sensor. Taking an example of the slit portion 901, the degree of focus u 1 at this position
Is determined by u 1 = j 1 / i 1, which is the ratio of the light amount j 1 of the central two pixels to the light amount i 1 of the entire peak. Focus degree u
The value 1 becomes the maximum value 1 when the subject is in focus, and the value is similarly reduced when the subject is out of focus before or after the subject is out of focus.
【0042】スリット部904の合焦度合u4 とスリッ
ト部907の合焦度合u7 も同様に、u4 =j4 /i
4 , u7 =j7 /i7 として求める。ただし、i4 は
スリット部904のピーク波形p4全体の光量、j4 は
スリット部904のピーク波形中央2画素の光量、i7
はスリット部907のピーク波形p7の全体の光量、j
7 はスリット部907のピーク波形中央2画素の光量で
ある。The degree of focus u of the slit section 904Four And slip
Degree of focus u of G part 9077 Similarly, uFour = JFour / I
Four , U7 = J7 / I7 Asking. Where iFour Is
The light amount of the entire peak waveform p4 of the slit portion 904, jFour Is
Light amount of two pixels at the center of the peak waveform of the slit portion 904, i7
Is the total light amount of the peak waveform p7 of the slit portion 907, j
7 Is the light amount of the two pixels at the center of the peak waveform of the slit portion 907.
is there.
【0043】上記の合焦度合をピントが最良な位置付近
を数点測定し、そのピント特性から最良な位置を求め
る。まず最初の合焦度合測定位置までピント位置調整ス
テージ11bを駆動し、イメージセンサ1をピント方向
に動かす。ただし、ステージはバックラッシュがあるた
めステージ前進中に停止させた場合と、ステージ後退中
に停止させた場合とでは、小型計算機20が指示した指
令値が同じであっても、バックラッシュ分だけ停止位置
が異なる。そのため精度良く位置調整ステージを停止さ
せたい時は、ステージ前進中に停止させるのみまたはス
テージ後退中に停止させるのみとする。ここでは、ステ
ージ前進中に停止をさせることにする。そのためここ
で、ピント位置調整ステージ11bを駆動し望の位置で
停止させる場合、停止位置が現在より前方にある場合に
は、単にその距離に対応する指令値を小型計算機20か
らピント位置調整ステージ11bに与えればよい。逆に
目的の位置が現在位置より後方にあるときには、目的の
位置までの距離に加えて十分にバックラッシュ分より大
きな距離後方へ移動させる指令値をピント位置調整ステ
ージ11bに送り、その後目的位置への前進指令値をピ
ント位置調整ステージ11bに送ることで、常にステー
ジが前進中に停止を行う。The above-mentioned degree of focus is measured at several points near the position where the focus is best, and the best position is obtained from the focus characteristics. First, the focus position adjustment stage 11b is driven to the first focus degree measurement position, and the image sensor 1 is moved in the focus direction. However, because the stage has backlash, when the stage is stopped while the stage is moving forward and when the stage is stopped while moving backward, even if the command value instructed by the small computer 20 is the same, the stage stops by the amount of the backlash. The position is different. Therefore, when it is desired to stop the position adjustment stage with high accuracy, only the stop is performed while the stage is moving forward or only when the stage is moving backward. Here, it will be stopped while the stage is moving forward. Therefore, here, when the focus position adjustment stage 11b is driven to stop at a desired position, and when the stop position is ahead of the present, the command value corresponding to the distance is simply transmitted from the small computer 20 to the focus position adjustment stage 11b. Should be given to Conversely, when the target position is behind the current position, a command value to move the target position to the rear by a distance larger than the backlash by a sufficient amount in addition to the distance to the target position is sent to the focus position adjustment stage 11b, and then to the target position. Is sent to the focus position adjusting stage 11b, so that the stage always stops while the stage is moving forward.
【0044】測定位置にイメージセンサが移動した後、
上記の手順で光学チャートスリット部901,904,
907の合焦度合を算出する。この合焦度合を焦点位置
前後の9ステップ(9点)で測定した時の特性を図6に
示す。黒点で表しているのが測定値で、実線が近似曲線
である。ピントが合っているところでは図6のbに表す
ようにスリット部の信号が鋭いピーク波形となり、合焦
度合も1に近づく。一方、ピントがずれた位置では、ス
リット像は図6のa,cのように広がった波形になるた
め、合焦度合は小さい値になる。そして焦点位置近傍で
は、この特性曲線はほぼ対象で2次曲線とみなすことが
できるので、この測定値から2次の近似曲線を求め、近
似曲線の中央をピントが最もよく合う位置とする。After the image sensor has moved to the measurement position,
The optical chart slit portions 901, 904,
The in-focus degree 907 is calculated. FIG. 6 shows characteristics when the degree of focusing is measured at nine steps (9 points) before and after the focal position. The measured values are indicated by black dots, and the solid line is the approximate curve. When the camera is in focus, the signal of the slit portion has a sharp peak waveform as shown in FIG. 6B, and the degree of focus approaches one. On the other hand, at the out-of-focus position, the slit image has a widened waveform as shown in FIGS. 6A and 6C, so that the degree of focusing has a small value. In the vicinity of the focal point, this characteristic curve is almost symmetrical and can be regarded as a quadratic curve. Therefore, a secondary approximation curve is obtained from the measured values, and the center of the approximation curve is set as the position where the focus is best.
【0045】しかし、合焦度合測定範囲の中心と焦点位
置ずれが大きいと、焦点位置算出の精度が悪くなる。そ
こで、算出した近似曲線の中心が測定範囲の中心より合
焦位置測定半ステップ間隔以上前方にある場合は、更に
もう1ステップ前進し合焦度合を追加測定する。この測
定値を含めた9点の測定値を用いて再度近似曲線から焦
点位置を算出し、再び算出した焦点位置がまだ測定範囲
の中心より半ステップ間隔以上前方にある場合は、再び
上記の手順で合焦度合の追加測定を繰り返す。逆に算出
した近似曲線の中心が測定範囲の中心より合焦位置測定
半ステップ間隔以上後方にある場合は、測定開始位置よ
りも1ステップ後退した位置で合焦度合を追加測定す
る。この測定値を含めた9点の測定値を用いて再度近似
曲線から焦点位置を算出し、再び算出した焦点位置が測
定範囲の中心より半ステップ間隔以上後方にある場合に
は、更に1ステップ後退し上記の手順で合焦度合の追加
測定を繰り返す。However, if the focus position deviation from the center of the focus degree measurement range is large, the accuracy of the calculation of the focus position is deteriorated. Therefore, if the center of the calculated approximate curve is ahead of the center of the measurement range by more than a half-step interval of the focus position measurement, it advances one more step and measures the degree of focus additionally. Using the nine measured values including this measured value, the focal position is calculated again from the approximate curve. If the calculated focal position is still more than half a step forward from the center of the measurement range, the above procedure is repeated. Repeat the additional measurement of the degree of focus. Conversely, if the center of the calculated approximate curve is located at least one half-step interval away from the center of the measurement range at the focus position measurement, the focus degree is additionally measured at a position one step back from the measurement start position. The focal position is calculated again from the approximate curve using the nine measured values including this measured value, and if the calculated focal position is more than half a step interval behind the center of the measurement range, it is further retracted by one step. Then, the additional measurement of the degree of focus is repeated according to the above procedure.
【0046】上記の手順によると、最終的に測定した合
焦度合の特性曲線は図6のようにほぼ曲線の中心と測定
範囲の中心の距離が合焦位置測定半ステップ間隔以下と
なり、焦点位置算出の誤差を少なくできる。According to the above procedure, the characteristic curve of the degree of focusing finally measured has a distance between the center of the curve and the center of the measuring range substantially equal to or less than the half step interval of the focusing position measurement as shown in FIG. Calculation errors can be reduced.
【0047】ここで光学チャートスリット部901に例
をとると、まずこの位置での合焦度合特性曲線を二次曲
線u1 (t)を、u1(t)=a1 t2 +b1 t+c1 で
近似する。ただし、tはピント方向のセンサ位置、a
1 ,b1 ,c1 は二次曲線の各係数であり、測定値から
最小自乗法で求めることができる。そこでスリット部9
01での焦点位置z1 は二次曲線の中心なので、z1 =
−b1 /(2a1 )で算出できる。Here, taking the optical chart slit section 901 as an example, first, a focusing degree characteristic curve at this position is represented by a quadratic curve u 1 (t), and u 1 (t) = a 1 t 2 + b 1 t + c. Approximate by 1 . Here, t is the sensor position in the focus direction, a
1 , b 1 and c 1 are coefficients of the quadratic curve, and can be obtained from the measured values by the least square method. Then the slit 9
Since the focal position z 1 at 01 is the center of the quadratic curve, z 1 =
-B 1 / (2a 1 ).
【0048】同様にスリット部904の焦点位置z4 ,
スリット部907の焦点位置z7 は、z4 =−b4 /
(2a4 ), z7 =−b7 /(2a7 )で求まる。た
だし、a4 ,b4 はスリット部904での合焦度合特性
曲線の近似式、u4(t) =a4 t2 +b4 t+c4 の係
数、a7 ,b7 はスリット部907での合焦度合特性曲
線の近似式、u7(t)=a7 t2 +b7 t+c7 の係数で
ある。Similarly, the focal positions z 4 ,
The focal position z 7 of the slit portion 907 is z 4 = −b 4 /
(2a 4 ), z 7 = −b 7 / (2a 7 ) Here, a 4 and b 4 are approximate expressions of the focusing degree characteristic curve at the slit portion 904, coefficients of u 4 (t) = a 4 t 2 + b 4 t + c 4 , and a 7 and b 7 are coefficients at the slit portion 907. approximate expression of focus level characteristic curve, a coefficient of u 7 (t) = a 7 t 2 + b 7 t + c 7.
【0049】イメージセンサ1のピント位置zは、スリ
ット部901,904,907それぞれの焦点位置z
1 ,z4 ,z7 の平均、z=(z1 +z4 +z7 )/3
で求め、アオリ位置φはスリット部901の焦点位置z
1 とスリット部907の焦点位置z7 との差から、φ=
tan-1 ((z1 −z7 ) /d2 )≒(z1 −z7 )/d2
として算出する。ただし、d2 はスリット部901とス
リット部907の間隔である。The focus position z of the image sensor 1 is determined by the focal position z of each of the slit portions 901, 904 and 907.
1, z 4, the average of z 7, z = (z 1 + z 4 + z 7) / 3
The tilt position φ is the focal position z of the slit portion 901
From the difference between 1 and the focal position z 7 of the slit portion 907, φ =
tan -1 ((z 1 -z 7 ) / d 2 ) ≒ (z 1 -z 7 ) / d 2
Is calculated as Here, d 2 is the interval between the slit 901 and the slit 907.
【0050】上記手順でピント位置,アオリ位置を算出
した時には、ピント位置調整ステージは最前位置の合焦
度合測定点かまたは最後部位置の合焦度合測定点にあ
る。そこで、得られたピント位置へピント位置調整ステ
ージを駆動し、アオリ位置へアオリ位置調整ステージを
駆動する。アオリ位置調整ステージ11eの回転中心は
イメージセンサ1の中心とほぼ一致させ、他の調整軸と
干渉し合わないようにする。When the focus position and the tilt position are calculated by the above procedure, the focus position adjustment stage is at the focus position measurement point at the frontmost position or at the focus position measurement point at the rearmost position. Then, the focus position adjustment stage is driven to the obtained focus position, and the tilt position adjustment stage is driven to the tilt position. The center of rotation of the tilt position adjustment stage 11e is made substantially coincident with the center of the image sensor 1 so as not to interfere with other adjustment axes.
【0051】<ステップ4g>−調整規格内か? ここで、検出したピント位置とアオリ位置とが調整規格
内であれば次の調整手順に進み、規格に入っていなけれ
ば合焦度合を再び測定し、ピント位置とアオリ位置を再
度算出し調整する。ただし、2回目以降の合焦度合測定
範囲は前回算出したピント位置を中心として測定を行
う。またピント調整が規定回数を費やしても調整規格内
に入らない場合には、調整不可能として終了する。<Step 4g> —Is the adjustment standard? Here, if the detected focus position and the tilt position are within the adjustment standard, the process proceeds to the next adjustment procedure. If not, the focus degree is measured again, and the focus position and the tilt position are calculated and adjusted again. . However, in the second and subsequent focusing degree measurement ranges, measurement is performed with the focus position calculated last time as the center. If the focus adjustment does not fall within the adjustment specification even after the prescribed number of times, the adjustment is impossible and the process ends.
【0052】ピント位置とアオリ位置とが規格内に調整
できた後、イメージセンサ位置設定金具固定ビス6を締
める。以降このビスは締めたままとすることから、イメ
ージセンサ位置設定金具固定ビスドライバ8aは上昇し
ビスの頭部からドライバが離れる。After the focus position and the tilt position can be adjusted within the standard, the image sensor position setting metal fixing screw 6 is tightened. Thereafter, the screw is kept tightened, so that the screwdriver 8a for fixing the image sensor position setting bracket rises and the driver is separated from the head of the screw.
【0053】<ステップ4h>−上下,左右,回転方向
の位置調整 上下,左右,回転方向の位置調整を行うため、まずイメ
ージセンサ基板固定ビス7を緩める。そして、上下,左
右,回転方向粗調整の場合と同様に、イメージセンサ信
号21を読み込み、上下,左右,回転方向の位置ずれを
算出する。ここで、あらかじめ上下,左右,回転方向粗
調整後のビス締めの際に測定しておいたビス締めによる
ずれ量を見込んで、ビス締めの値のイメージセンサ位置
がちょうど調整目標の位置になるように、各方向のステ
ージ駆動指示を出す。この左右方向指示量xV ,上下方
向指示量yV ,回転方向指示量θV は、検出した現在位
置をそれぞれx,y,θ、粗調整時に測定しておいたビ
ス締めの際のずれ量をそれぞれxd yd ,θd とすれ
ば、xV =x−xd , yV =y−yd , θV =θ−
θd となる。この左右方向指示量xV ,上下方向指示量
yV ,回転方向指示量θV だけステージ駆動を行ない、
イメージセンサ基板固定ビス7を締めつける。このビス
締めの際の位置ずれに再現性があることからビス締め時
のずれを見込んだ位置調整が有効である。<Step 4h> Position Adjustment in Up / Down, Left / Right, and Rotation Directions First, in order to perform position adjustment in the up / down, left and right, and rotation directions, the image sensor substrate fixing screws 7 are loosened. Then, as in the case of coarse adjustment in the vertical, horizontal, and rotational directions, the image sensor signal 21 is read, and the positional deviation in the vertical, horizontal, and rotational directions is calculated. Here, taking into account the amount of deviation due to screw tightening that has been measured during screw tightening after coarse adjustment in the vertical, horizontal, and rotational directions, the image sensor position of the screw tightening value is exactly the adjustment target position. Then, a stage drive instruction in each direction is issued. The left-right direction indication amount x V , the vertical direction indication amount y V , and the rotation direction indication amount θ V are x, y, θ of the detected current position, respectively, and the deviation amount at the time of screw tightening measured during the coarse adjustment. Are x d y d and θ d respectively, x V = x−x d , y V = y−y d , θ V = θ−
the θ d. The stage is driven by the left-right direction amount x V , the vertical direction amount y V , and the rotation direction amount θ V.
Tighten the image sensor board fixing screw 7. Since the positional deviation at the time of screw tightening has reproducibility, it is effective to adjust the position in consideration of the deviation at the time of screw tightening.
【0054】上下,左右,回転方向微調整では、イメー
ジセンサ位置の検出をイメージセンサ基板2の把持を解
放した状態で行なう。まず、イメージセンサ基板固定ビ
スドライバ8bが後退し、ビス頭部から離れる。そし
て、イメージセンサ基板2を把持している側方基板把持
ピン10aと上方基板把持ピン10bとを解放にする。
さらに、ビス締めによって生じた光読み取りユニット全
体の位置ずれを取り除き再位置決めするため、図示され
ていない光学的読み取りユニットクランプ機構を一旦解
放し、再び把持を行なう。この状態でイメージセンサ信
号21を取り込み、上下,左右,回転方向のイメージセ
ンサ位置ずれ量を算出し、これが規格内に納まったなら
ば次に調整手順へ進み、規格内に入らない場合には再び
イメージセンサ基板2を側方把持ピン10aと上方把持
ピン10bとで把持し、イメージセンサ基板固定ビスド
ライバ8bが前進して、ビス頭部にドライバ先端を挿入
する。In the fine adjustment in the up / down, left / right, and rotation directions, the position of the image sensor is detected while the image sensor substrate 2 is released. First, the image sensor board fixing screw driver 8b moves backward and separates from the screw head. Then, the side board holding pin 10a holding the image sensor board 2 and the upper board holding pin 10b are released.
Further, in order to remove and reposition the entire optical reading unit caused by the screw tightening, the optical reading unit clamp mechanism (not shown) is once released and gripped again. In this state, the image sensor signal 21 is fetched, and the image sensor position shift amount in the vertical, horizontal, and rotational directions is calculated. If this is within the standard, the process proceeds to the next adjustment procedure. The image sensor substrate 2 is gripped by the side grip pins 10a and the upper grip pins 10b, and the image sensor substrate fixing screw driver 8b moves forward to insert the driver tip into the screw head.
【0055】この時は、ドライバの角度は先ほど抜いた
時の角度が保存されているためビスの頭部の角度と一致
しており、イメージセンサ基板固定ビスドライバ8bを
前進させるだけでビス頭部に確実に挿入できるので、前
記のドライバ挿入手順で行なっていた弱トルクでの右回
転はここでは必要ない。そこで、イメージセンサ基板固
定ビスドライバ8bを強トルクで左回転させ、イメージ
センサ基板固定ビス7を緩め、基板開放時に読み取った
上下,左右,回転位置ずれ量分の位置調整指示を各ステ
ージ11b,11a,11dに与え、上下,左右,回転
方向の位置調整後にイメージセンサ基板固定ビス7を締
める。そして再び、イメージセンサ基板固定ビスドライ
バ8bが後退し、イメージセンサ基板2の把持を解放
し、光学的読み取りユニット5の取り付けを位置決めし
なおし、イメージセンサの上下,左右,回転位置ずれ量
を読み込む。At this time, the angle of the driver is the same as the angle of the screw head because the angle at the time when the driver was previously pulled out is preserved. Therefore, the clockwise rotation with a small torque, which is performed in the above-described driver insertion procedure, is not necessary here. Then, the image sensor substrate fixing screw driver 8b is rotated counterclockwise with a strong torque to loosen the image sensor substrate fixing screw 7, and the stage 11b, 11a issues a position adjustment instruction for the vertical, horizontal, and rotational displacements read when the substrate is opened. , 11d, and after adjusting the position in the vertical, horizontal, and rotational directions, the image sensor substrate fixing screw 7 is tightened. Then, the image sensor substrate fixing screw driver 8b retreats again, releases the grip of the image sensor substrate 2, repositions the mounting of the optical reading unit 5, and reads the vertical, horizontal, and rotational displacement of the image sensor.
【0056】<ステップ4i>−調整規格内か? ここで検出した上下,左右,回転位置ずれが規格内に納
まったならば次に調整手順へ進む。調整規格内に入らな
い場合には再びイメージセンサ基板2を把持し上記の調
整を繰り返す。ただし、上下,左右,回転方向微調整の
反復回数が規定回数以上になる場合には調整不可能とし
て終了する。<Step 4i> —Is the adjustment standard? If the vertical, horizontal, and rotational position deviations detected here fall within the specifications, the process proceeds to an adjustment procedure. If not, the image sensor substrate 2 is gripped again and the above adjustment is repeated. However, when the number of repetitions of the vertical, horizontal, and rotation direction fine adjustments is equal to or greater than the specified number, the adjustment is impossible and the process ends.
【0057】すべての調整方向の位置調整が終了した
後、調整後のイメージセンサの各方向位置を表示し、光
学的読み取りユニット単体での精度を保証し、光学的読
み取りユニットのクランプを解放し、正常に調整を終了
する。After the position adjustment in all the adjustment directions is completed, the position of each direction of the image sensor after the adjustment is displayed, the accuracy of the optical reading unit alone is guaranteed, and the clamp of the optical reading unit is released. Finish the adjustment normally.
【0058】[第2の実施例] 前記実施例の光学チャートのパターン図5のaの三角形
部902,903,905,906にかえて、図7のよ
うな斜めのスリットとしてもよい。この場合、上下ずれ
を斜めスリット912と913または斜めスリット91
5と916が一組で検出する。斜めスリット912,9
13に例をとれば、斜めスリット912によるイメージ
センサ信号21のピーク波形重心位置と斜めスリット9
13による重心位置との差が基準値以上であれば、イメ
ージセンサ1が上方にずれており、基準値以下であれば
イメージセンサ1が下方にずれていることが分かり、位
置に比例した値が得られる。[Second Embodiment] Instead of the triangular portions 902, 903, 905, and 906 of the pattern diagram a of the optical chart of the above embodiment, an oblique slit as shown in FIG. 7 may be used. In this case, the vertical displacement is determined by oblique slits 912 and 913 or oblique slit 91.
5 and 916 are detected as a set. Oblique slits 912, 9
13, the position of the center of gravity of the peak waveform of the image sensor signal 21 by the oblique slit 912 and the oblique slit 9
If the difference from the position of the center of gravity due to 13 is equal to or more than the reference value, the image sensor 1 is shifted upward. If the difference is less than the reference value, it is understood that the image sensor 1 is shifted downward. can get.
【0059】[第3の実施例]固定されている光学チャ
ート9を立体的に構成し、ピント検出用スリットを前記
実施例の原稿位置となる焦点位置とその前後のデフォー
カス位置に設けた光学チャートを用いてもよい。図8は
光学チャートを複数のガラス基板に分けて作成し、張り
合せて一枚の光学チャートを構成する例である。焦点位
置には、上下,左右,回転方向位置検出用のパターン9
22,923,924,925,926を設ける。ピン
ト検出用としては、焦点位置にスリットパターン921
b,927bを設けるとともに、前後のデフォーカス位
置にスリットパターン921a,921c,927a,
927cを設ける。そしてスリット部921a,921
b,921c、及び927a,927b,927cの各
々ピント方向の3点で合焦度合を求めピント位置を算出
することで、イメージセンサ1と光学チャート9のどち
らも固定したままピント位置を検出できる。[Third Embodiment] An optical chart 9 in which a fixed optical chart 9 is formed three-dimensionally and a focus detection slit is provided at a focal position serving as a document position in the above-described embodiment and at defocus positions before and after the focal position. A chart may be used. FIG. 8 shows an example in which an optical chart is divided into a plurality of glass substrates, created, and then laminated to form one optical chart. The focus position includes a pattern 9 for detecting the vertical, horizontal, and rotational positions.
22, 923, 924, 925, 926 are provided. For focus detection, a slit pattern 921 is set at the focal position.
b, 927b, and slit patterns 921a, 921c, 927a,
927c is provided. And the slit portions 921a, 921
b, 921c, and 927a, 927b, and 927c, the focus position is obtained at three points in the focus direction and the focus position is calculated, so that the focus position can be detected while both the image sensor 1 and the optical chart 9 are fixed.
【0060】また、前記実施例の光学チャート9の設定
位置を図示しない位置調整ステージで可変にしピント位
置検出を行なってもよい。この場合には、イメージセン
サ1をデフォーカス方向に走査するかわりに光学チャー
ト9をデフォーカス方向に走査し、光学チャートスリッ
ト部901,904,907の合焦度合変化からピント
位置確認を行なえる。こうすることで、イメージセンサ
1を固定したままピント位置検出できる。Further, the set position of the optical chart 9 in the above embodiment may be made variable by a position adjustment stage (not shown) to detect the focus position. In this case, instead of scanning the image sensor 1 in the defocus direction, the optical chart 9 is scanned in the defocus direction, and the focus position can be confirmed from the change in the degree of focus of the optical chart slits 901, 904, 907. By doing so, the focus position can be detected while the image sensor 1 is fixed.
【0061】なお、光学チャート9の位置を位置調整ス
テージで可変にすることで、光学チャート位置を容易に
光学読み取りユニットの基準原稿位置に合わせられるこ
とから、原稿位置仕様などの変更に対応しやすくなる。
また、標準の光学読み取りユニットを基準にして調整機
側の光学チャート位置を合わせることも容易に可能であ
る。By changing the position of the optical chart 9 with the position adjustment stage, the position of the optical chart can be easily adjusted to the reference original position of the optical reading unit. Become.
Further, it is possible to easily adjust the position of the optical chart on the adjuster side with reference to the standard optical reading unit.
【0062】[第4の実施例]前記実施例の基板把持ピ
ンの基板把持部表面は、ゴムなどの摩擦の大きい材料と
してもよい。また、基板把持ピンがイメージセンサ初期
位置設定ピンを兼ねてもよい。また、基板把持ピンはイ
メージセンサ1の上下,左右,回転方向を調整するのみ
とし、ピントとアオリ方向の位置調整は別に設けたピン
をイメージセンサ位置設定金具の所定穴に挿入して位置
調整するとし、上下,左右,回転方向とピント,アオリ
方向とを独立の位置駆動ピンにより位置決めするように
してもよい。[Fourth Embodiment] The surface of the substrate holding portion of the substrate holding pin of the above embodiment may be made of a material having a large friction such as rubber. Further, the substrate holding pin may also serve as the image sensor initial position setting pin. Further, the substrate gripping pins are only used to adjust the vertical, horizontal, and rotational directions of the image sensor 1, and when adjusting the position in the focus and tilt directions, a separately provided pin is inserted into a predetermined hole of the image sensor position setting bracket to adjust the position. Alternatively, the vertical, horizontal, and rotational directions, and the focus and tilt directions may be positioned by independent position drive pins.
【0063】上記実施例によれば、各調整方向の位置ず
れ検出パターンを設けた光学チャート一枚のみで調整す
ることで、調整項目ごとに専用チャートを交換する煩雑
さがない上、毎回のチャート交換取り付け誤差を除け
る。 また、光学チャートの位置ずれ検出部パターンを光
透過性とすることで透過照明を可能にし、透過照明を用
いることで光学読み取りユニットの焦点距離が短い場合
でも、均一な照明光を得やすい光学系構成をとれる。 ま
た、拡散板を光学読み取りユニットの焦点深度外に配置
し、光学チャートと密着させないことで、均一な光学チ
ャートの照明が得られ、光学ユニツトが拡散板表面のム
ラの影響を受けることがない。 また、イメージセンサの
最適位置からのずれ量を検出する手段を設けたことと、
イメージセンサ基板の固定、解放を固定箇所毎に行なう
機構を設け、イメージセンサ基板固定、解放を反復可能
としたことで、イメージセンサ基板固定前の位置と固定
後の位置の差からイメージセンサ基板固定時のずれを読
み取り、この固定時のずれを見込んでイメージセンサ基
板固定時のずれ量を補正し調整することで、固定後の位
置精度を保証することができる。 また、イメージセンサ
基板を把持するピンを3本にし、かつ把持部が滑らない
構造としたことで、イメージセンサ基板を一定姿勢のま
ま把持し位置調整を行うことができ、イメージセンサ基
板位置調整時の姿勢を基板開放時の姿勢とすることで、
調整後の基板開放前後での位置ずれを防げる。 また、イ
メージセンサ基板後方からの突き当てによる初期位置規
正を行なうピンを設け、機械的に基板の位置決めを行な
うことで、イメージセンサ基板の初期仮止め位置によら
ずイメージセンサ基板を毎回ほぼ同一位置で把持でき、
毎回同一の初期位置から位置調整を開始できる。また、
イメージセンサ固定手段をトルク可変にすることで、固
定手段を光学読み取りユニットにセットする時には弱い
トルクで回転させ、セット完了時の負荷トルク増大によ
る回転停止を検出して固定手段のセット完了を確認でき
る。またイメージセンサ基板の複数の固定箇所を固定す
る時には先に固定完了になった箇所から他の固定未完箇
所に伝わる力が基板位置ずれの原因になるが、最初に弱
い トルクで固定を行なうことで、前記力は弱く、小さい
基板ずれ量に抑えて仮固定ができ、その後強トルクで各
固定箇所を固定する際には仮固定による基板と基板取り
付け部間の接触摩擦力があるため、最初から強トルクで
固定する場合と比べて、イメージセンサ基板固定時のず
れ量を小さくすることができる。尚、本発明は、複数の
機器から構成されるシステムに適用しても1つの機器か
ら成る装置に適用しても良い。また、本発明は、システ
ム或は装置にプログラムを供給することによって達成さ
れる場合にも適用できることはいうまでもない。 According to the above embodiment, the position in each adjustment direction is not
Adjustment using only one optical chart with a detection pattern.
By changing the dedicated chart for each adjustment item,
And eliminate the error of replacing the chart every time.
You. In addition, the position shift detection pattern of the optical chart is
Enables transillumination by making it transmissive and uses transillumination
When the focal length of the optical reading unit is short due to
However, an optical system configuration that can easily obtain uniform illumination light can be obtained. Ma
The diffuser is located outside the depth of focus of the optical reading unit
By keeping the optical chart in close contact with the optical chart,
Optical unit is obtained, and the optical unit is
La is not affected. In addition, the image sensor
Providing means for detecting the amount of deviation from the optimal position;
Fixing and releasing the image sensor board for each fixed location
A mechanism can be provided to repeatedly fix and release the image sensor board
The position before fixing the image sensor board and fixing
Read the difference when fixing the image sensor board from the difference
The image sensor base
By correcting and adjusting the amount of displacement when fixing the plate, the position after fixing
Positioning accuracy can be guaranteed. Also, image sensor
Use three pins to grip the board and the gripper does not slip
With this structure, the image sensor board is
The position can be adjusted by holding
By setting the attitude when adjusting the board position to the attitude when opening the board,
It is possible to prevent a displacement before and after opening the substrate after the adjustment. Also,
Initial position regulation by abutting from the back of the image sensor board
Provision of a pin for adjusting the position of the board mechanically
The initial temporary fixing position of the image sensor board
Each time, the image sensor board can be held at almost the same position every time,
The position adjustment can be started from the same initial position every time . Also,
By making the image sensor fixing means variable in torque,
Weak when setting the reading means in the optical reading unit
Rotate with torque to increase the load torque when the set is completed.
Rotation stops, and confirms that the fixing means has been set.
You. Also, fix multiple fixing points on the image sensor board.
When fixing is completed, the part where fixing is completed first
The force transmitted to the place causes the board to be misaligned.
By fixing with high torque, the force is weak and small
Temporary fixing can be performed with the amount of board displacement suppressed, and then each
When fixing the fixing part, the board and board
Because of the contact friction between the mounting parts,
Compared to the case where the image sensor board is fixed,
The amount can be reduced. The present invention may be applied to a system including a plurality of devices or an apparatus including a single device. Needless to say, the present invention can be applied to a case where the present invention is achieved by supplying a program to a system or an apparatus.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明によれば、イメージセンサの迅速
且つ正確な位置調整が可能な光学的読み取りユニットの
自動調整装置を提供できる。I to the present invention lever, of the image sensor quickly
In addition, it is possible to provide an automatic adjustment device for an optical reading unit that can perform accurate position adjustment.
【0065】[0065]
【0066】[0066]
【0067】[0067]
【0068】[0068]
【0069】[0069]
【0070】[0070]
【0071】[0071]
【図1】本実施例の光学的読み取りユニットの自動調整
装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an automatic adjustment device for an optical reading unit according to the present embodiment.
【図2】本実施例の光学的読み取りユニットの自動調整
装置の機械部の構造を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a structure of a mechanical part of the automatic adjustment device of the optical reading unit according to the embodiment.
【図3】ドライバ先端部の構造図である。FIG. 3 is a structural view of a driver tip portion.
【図4】調整手順の流れ図である。FIG. 4 is a flowchart of an adjustment procedure.
【図5】光学チャートの概念図及びイメージセンサの出
力信号波形を示す図であり、(a)は光学チャートの概
念図、(b)は調整後の波形、(c)はピントとアオリ
方向が合っていない時の波形、(d)はピントとアオリ
方向は合っているが、イメージセンサ1が右に,上に,
時計方向にずれている時の波形、(e)はイメージセン
サ1が上に,時計方向にずれている時の波形、(f)は
イメージセンサ1が下に,時計方向にずれている時の波
形を示す図である。5A and 5B are a conceptual diagram of an optical chart and a diagram showing an output signal waveform of an image sensor. FIG. 5A is a conceptual diagram of an optical chart, FIG. 5B is a waveform after adjustment, and FIG. The waveform when the camera is not in focus, (d) is in focus and in the tilt direction, but the image sensor 1 moves to the right, up,
The waveform when the image sensor 1 is displaced clockwise, (e) is the waveform when the image sensor 1 is displaced clockwise, and (f) is the waveform when the image sensor 1 is displaced downward and clockwise. It is a figure showing a waveform.
【図6】ピント方向に走査した場合の合焦度合を示す図
である。FIG. 6 is a diagram illustrating a degree of focus when scanning is performed in a focus direction.
【図7】第2の実施例による光学チャートパターンを示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing an optical chart pattern according to a second embodiment.
【図8】第3の実施例による光学チャート構成を示す図
である。FIG. 8 is a diagram showing an optical chart configuration according to a third embodiment.
1…イメージセンサ、2…イメージセンサ基板、3…セ
フフォックレンズアレイ、4…イメージセンサ位置設定
金具、5…光学読み取りユニット、6…イメージセンサ
位置設定金具固定ビス、7…イメージセンサ基板固定ビ
ス、8a…イメージセンサ位置設定金具固定ビスドライ
バ、8b…イメージセンサ基板固定ビスドライバ、9…
光学チャート、10a…側方基板把持ピン、10b…上
方基板把持ピン、11a…左右位置調整ステージ、11
b…ピント位置調整ステージ、11c…回転位置調整ス
テージ、11d…上下位置調整ステージ、11e…アオ
リ位置調整ステージ、12…イメージセンサ初期位置設
定ピン、13…光源、14…拡散板、15…光学レー
ル、16…下方付き当てピン、17…摺動コマ、20…
小型計算機、21…イメージセンサ信号、22…駆動指
示信号、23…位置調整ステージ、把持ツメ及び締めド
ライバ、801…ドライバビット、802…フレキシブ
ルジョイント、803…角度復元ゴム、804…ドライ
バビット押しつけバネ、805…ドライバ駆動軸、90
1…光学チャートスリット部1、902…光学チャート
下三角部2、903…光学チャート上三角部3、904
…光学チャートスリット部4、905…光学チャート上
三角部5、906…光学チャート下三角部6、907…
光学チャートスリット部7、911…実施例2による光
学チャートスリット部1、912…実施例2による光学
チャート斜めスリット部2、913…実施例2による光
学チャート斜めスリット部3、914…実施例2による
光学チャートスリット部4、915…実施例2による光
学チャート斜めスリット部5、916…実施例2による
光学チャート斜めスリット部6、917…実施例2によ
る光学チャートスリット部7、921a…実施例3によ
る光学チャートスリット部1、921b…実施例3によ
る光学チャートスリット部1、921c…実施例3によ
る光学チャートスリット部1、922…実施例3による
光学チャート下三角部2、923…実施例3による光学
チャート上三角部3、924…実施例3による光学チャ
ートスリット部4、925…実施例3による光学チャー
ト上三角部5、926…実施例3による光学チャート下
三角部6、927a…実施例3による光学チャートスリ
ット部7、927b…実施例3による光学チャートスリ
ット部7、927c…実施例3による光学チャートスリ
ット部7DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Image sensor, 2 ... Image sensor board, 3 ... Sef Foc lens array, 4 ... Image sensor position setting bracket, 5 ... Optical reading unit, 6 ... Image sensor position setting bracket fixing screw, 7 ... Image sensor substrate fixing screw, 8a: Image sensor position setting bracket fixing screw driver, 8b: Image sensor board fixing screw driver, 9 ...
Optical chart, 10a ... side board holding pin, 10b ... upper board holding pin, 11a ... left / right position adjustment stage, 11
b: Focus position adjustment stage, 11c: Rotation position adjustment stage, 11d: Vertical position adjustment stage, 11e: Tilt position adjustment stage, 12: Image sensor initial position setting pin, 13: Light source, 14: Diffusing plate, 15: Optical rail , 16 ... lower contact pin, 17 ... sliding piece, 20 ...
Small computer, 21 ... Image sensor signal, 22 ... Drive instruction signal, 23 ... Position adjustment stage, gripper and tightening driver, 801 ... Driver bit, 802 ... Flexible joint, 803 ... Angle restoring rubber, 804 ... Driver bit pressing spring, 805: Driver drive shaft, 90
1: optical chart slit section 1, 902: optical chart lower triangular section 2, 903: optical chart upper triangular section 3, 904
... Optical chart slit section 4, 905. Optical chart upper triangular section 5, 906. Optical chart lower triangular section 6, 907.
Optical chart slits 7 and 911: Optical chart slits 1 and 912 according to the second embodiment. Optical chart oblique slits 2 and 913 according to the second embodiment. Optical chart oblique slits 3 and 914 according to the second embodiment. Optical chart slits 4, 915: Optical chart oblique slits 5, 916 according to the second embodiment Optical chart oblique slits 6, 917: Optical chart slits 7, 921a according to the second embodiment According to the third embodiment Optical chart slits 1, 921b: Optical chart slits 1, 921c according to the third embodiment. Optical chart slits 1, 922 according to the third embodiment. Lower triangular portions 2, 923, optical chart according to the third embodiment. Optics according to the third embodiment. Upper triangular portion 3, 924 of the chart: optical chart slit portion 4 according to the third embodiment 925: Upper triangular portion 5, 926 of the optical chart according to the third embodiment, lower triangular portion 6, 927a of the optical chart according to the third embodiment, optical chart slit portion 7, 927b according to the third embodiment, optical chart slit portion 7, according to the third embodiment, 927c... Optical chart slit portion 7 according to the third embodiment
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−288484(JP,A) 特開 平2−48868(JP,A) 特開 昭63−124021(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 3/00 - 3/20 G02B 7/00 G02B 27/00 - 27/64 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-288484 (JP, A) JP-A-2-48868 (JP, A) JP-A-63-124021 (JP, A) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) G05D 3/00-3/20 G02B 7/00 G02B 27/00-27/64
Claims (11)
素とする光学的読み取りユニットに対する前記イメージ
センサの位置を調整する光学的読み取りユニットの自動
調整装置であって、位置調整の基準となる光学チャートの位置を移動する移
動手段と、 前記移動手段により移動した位置において前記光学チャ
ートを前記イメージセンサに読み取らせ、前記イメージ
センサの出力信号に基づいて前記レンズの焦点位置を検
出する焦点位置検出手段と、 所定の基準位置にある前記光学チャートを前記イメージ
センサに読み取らせ、 前記イメージセンサの出力信号か
ら前記イメージセンサの位置ずれ量を算出して制御信号
を送出する算出手段と、前記 制御信号に基づいて前記イメージセンサの前記光学
的読み取りユニットに対する位置を変更する駆動手段
と、前記駆動手段により変更された位置に 前記イメージセン
サを固定する固定手段と、 を有することを特徴とする光学的読み取りユニットの自
動調整装置。 1. The image for an optical reading unit having a lens and an image sensor as basic components.
An automatic adjustment device for an optical reading unit for adjusting a position of a sensor, wherein the position of an optical chart serving as a reference for position adjustment is moved.
Moving means, and the optical chuck at a position moved by the moving means.
The image sensor is read by the image sensor.
The focal position of the lens is detected based on the output signal of the sensor.
A focus position detecting means for outputting the optical chart at a predetermined reference position.
To read the sensors, calculating means for sending a control signal to calculate a positional deviation amount of the image sensor from an output signal of the image sensor, the optical of the image sensor based on the control signal
Specifically a drive means for changing the position relative to the reading unit, the automatic adjustment device of the optical reading unit and having a, a fixing means for fixing the image sensor to the changed position by said driving means.
明手段を有することを特徴とする請求項1に記載の光学2. The optical device according to claim 1, further comprising a light source.
的読み取りユニットの自動調整装置。Automatic adjustment device for the objective reading unit.
置を調整可能であることを特徴とする請求項1に記載の
光学的読み取りユニットの自動調整装置。3. The automatic adjustment device for an optical reading unit according to claim 1, wherein the focus, tilt, left / right, up / down, and rotation positions can be adjusted.
左右,上下及び回転方向の位置ずれ検出部パターンを有
し、各位置ずれ検出部のパターンは光透過性であること
を特徴とする請求項3に記載の光学的読み取りユニット
の自動調整装置。4. The optical chart includes a focus, a tilt,
4. The automatic adjustment device for an optical reading unit according to claim 3 , further comprising a pattern for detecting a position shift in the left, right, up, and down directions, and wherein the pattern of each position shift detector is light transmissive.
めの拡散板を有することを特徴とする請求項2に記載の
光学的読み取りユニットの自動調整装置。5. The automatic adjustment device for an optical reading unit according to claim 2 , wherein said illumination means has a diffusion plate for obtaining uniform illumination light.
過照明することを特徴とする請求項2又は5に記載の光The light according to claim 2, wherein the light is over-illuminated.
学的読み取りユニットの自動調整装置。Automatic adjustment device of the biological reading unit.
記イメージセンサを 固定する際のずれ量を見込んで固定
後に最適位置となるように、前記イメージセンサの前記
光学的読み取りユニットに対する位置を変更することを
特徴とする請求項1に記載の光学的読み取りユニットの
自動調整装置。7. The driving means is moved forward by the fixing means.
Serial so that optimum position after fixation in anticipation of displacement amount in fixing an image sensor, wherein said image sensor
The automatic adjustment device for an optical reading unit according to claim 1, wherein a position of the optical reading unit with respect to the optical reading unit is changed .
基板把持ピンと、イメージセンサ基板後方からの突き当
てにより初期位置規正を行なうピンとを有することを特
徴とする請求項1に記載の光学的読み取りユニットの自
動調整装置。8. The optical reading device according to claim 1, wherein said driving means has three image sensor substrate holding pins and a pin for performing initial position adjustment by abutting from behind the image sensor substrate. Unit automatic adjustment device.
にくい表面構造であることを特徴とする請求項8に記載9. The surface structure according to claim 8, wherein the surface structure is difficult.
の光学的読み取りユニットの自動調整装置。Automatic adjustment device for optical reading unit.
固定動作及び解放動作の反復が可能であることを特徴と
する請求項1に記載の光学的読み取りユニットの自動調
整装置。10. The automatic adjustment device of the optical reading unit according to claim 1, wherein the fixing means can repeat a fixing operation and a releasing operation independently for each fixing position.
定トルクを可変であることを特徴とする請求項10に記11. The method according to claim 10, wherein the constant torque is variable.
載の光学的読み取りユニットの自動調整装置。Automatic adjustment device for optical reading unit
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---|---|---|---|
JP16253692A JP3159785B2 (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Automatic adjustment device for optical reading unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16253692A JP3159785B2 (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Automatic adjustment device for optical reading unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH064136A JPH064136A (en) | 1994-01-14 |
JP3159785B2 true JP3159785B2 (en) | 2001-04-23 |
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ID=15756480
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JP16253692A Expired - Fee Related JP3159785B2 (en) | 1992-06-22 | 1992-06-22 | Automatic adjustment device for optical reading unit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010541305A (en) * | 2007-10-17 | 2010-12-24 | エーディーエス テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Degree of freedom adjustment device for optical parts assembly using sensor |
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US5851599A (en) * | 1995-09-28 | 1998-12-22 | Sumitomo Electric Industries Co., Ltd. | Battery electrode substrate and process for producing the same |
JP2006319544A (en) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Olympus Imaging Corp | Device and method for measuring inclination of image sensor |
KR101493697B1 (en) * | 2008-09-26 | 2015-02-16 | 삼성전자주식회사 | Image sensor module and digital camera comprising the same |
-
1992
- 1992-06-22 JP JP16253692A patent/JP3159785B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2010541305A (en) * | 2007-10-17 | 2010-12-24 | エーディーエス テクノロジーズ カンパニー リミテッド | Degree of freedom adjustment device for optical parts assembly using sensor |
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