(57)【要約】【課題】  組立精度、或いは加工精度によらず撮影光学系の設定されるズーム段階における焦点距離精度を向上させる。【解決手段】  撮影光学系１０は、変倍レンズ群１１、フォーカスレンズ群１２、第１レンズ位置調整機構１４a、第２レンズ位置調整機構１４b、及びレンズ情報メモリ１３を備える。レンズ情報メモリ１３は、設定されるズーム段階の焦点距離に合わせるための変倍レンズ群１１の設計上の位置についての第１位置情報と実際の位置と設計上の位置とのズレについての第２位置情報を格納する。ＣＰＵ３０は、入力されたズーム段階に応じ、第１位置情報と第２位置情報とに基づいて第１ステッピングモータ３１aを駆動する。第１レンズ一調整機構１４aは、変倍レンズ群１１を駆動する駆動力を第１ステッピングモータ３１aから変倍レンズ群１１に伝達する。【選択図】        図２
2006145763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って移動可能で、焦点距離調整のためのレンズ群と、
前記レンズ群の位置を初期の位置から、所定の焦点距離に合わせる位置までの設計上の移動量に相当する第１位置情報、及び前記所定の焦点距離に合わせるために実際に必要な移動量と前記設計上の移動量との差であるズレ量に相当する第２位置情報とを格納するメモリと、
前記レンズ群を前記光軸に沿って移動させる駆動力を、カメラに設けられるレンズ駆動手段から前記レンズ群に伝達する動力伝達手段とを備える
ことを特徴とする撮影光学系。
【請求項２】
前記所定の焦点距離に合わせる時に、前記メモリに格納された前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて前記駆動手段が制御されることを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
【請求項３】
前記光軸に垂直な撮像面において被写体像を撮像する撮像手段により撮像された焦点距離調整図に基づいて、前記ズレ量が算出されることを特徴とする請求項１に記載の撮影光学系。
【請求項４】
前記焦点距離調整図には２つの標識が設けられ、
前記ズレ量が、前記撮像手段により撮像された２つの前記標識間の距離と、前記所定の焦点距離である場合に前記撮像手段により撮像された２つの前記標識間の距離とに基づいて算出される
ことを特徴とする請求項３に記載の撮影光学系。
【請求項５】
光軸に沿って移動可能で、焦点距離調整のためのレンズ群と、
前記レンズ群の位置を初期の位置から、所定の焦点距離に合わせるための位置までの設計上の移動量に相当する第１位置情報と、前記所定の焦点距離に合わせるために実際に必要な移動量と前記設計上の移動量との差であるズレ量に相当する第２位置情報とを格納するメモリと、
前記レンズ群を前記光軸に沿って駆動する駆動手段と、
前記所定の焦点距離に合わせる時に、前記第１位置情報と前記第２位置情報とに基づいて前記駆動手段を制御する制御手段とを備える
ことを特徴とするカメラ。
【請求項６】
焦点距離調整図を請求項５に記載のカメラの光軸上の所定の位置に配置する第１ステップと、
前記カメラにより前記焦点距離調整図を撮影する第２ステップと、
前記カメラにより撮影された前記焦点距離調整の画像に基づき前記ズレ量を算出させる第３ステップと、
第３ステップにおいて算出させた前記ズレ量に相当する第２位置情報を前記メモリに格納させる第４ステップとを有する
ことを特徴とするレンズ位置調整方法。
【請求項７】
前記焦点距離調整図と前記カメラの間にコリメータを配置することを特徴とする請求項６に記載のレンズ位置調整方法。
【請求項８】
前記焦点距離調整図には、前記コリメータ及び前記所定の焦点距離となるように位置を調整された前記第１レンズ群を通り、カメラに設けられる撮像手段の撮像面に結像する２つの標識が、予め定められた距離である理想標識距離となるように設けられ、
前記ズレ量を、前記撮像手段により撮像された２つの前記標識間の距離と前記理想標識距離とに基づいて算出する
ことを特徴とする請求項７に記載のレンズ位置調整方法。
【請求項９】
請求項１に記載の撮影光学系の前記ズレ量を算出するための焦点距離調整図において、
コリメータ及び前記所定の焦点距離となるように位置を調整された前記第１レンズ群を通り、カメラに設けられる撮像手段の撮像面において結像する２つの被写体像の間隔が、予め定める長さである標識を備えることを特徴とする焦点距離調整図。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点距離の調整が可能な撮影光学系及びレンズ位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
個々のレンズの加工誤差や組立て誤差の補正、及び全体の小型化を可能にする撮影光学系が従来知られている。この撮影光学系は、それぞれ独立して駆動する変倍レンズ群とフォーカスレンズ群とによって構成される。所定のズーム段階とするために移動させる変倍レンズ群の位置が計算により求められる。
【０００３】
更に複数のズーム段階において、無限遠の被写体に合焦するフォーカスレンズ群の位置（無限遠ピント位置）、及び無限遠ピント位置を基準として被写体までの距離に応じて合焦させるフォーカスレンズ群の相対的位置が計算によって求められ、そのデータが予めＲＯＭ等に格納される。
【０００４】
しかし、この撮影光学系は、加工誤差、組立て誤差、或いは温度変化等によって、変倍レンズ群或いはフォーカスレンズ群が設計位置からずれることがあった。そこで本件出願人は、無限遠ピント位置のズレを補正させる変倍レンズ群及びフォーカスレンズ群の原点位置を求め、無限遠ピント位置の精度の向上を図ることを提案した（特許文献１）。
【０００５】
しかし、特許文献１に開示された撮影光学系においても、加工誤差、組立て誤差、或いは温度変化等によって所定のズーム段階にするための焦点距離が設計値から外れることがあった。
【特許文献１】特開平１１−３０７４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明では、所定のズーム段階にするための焦点距離の精度の高い撮影光学系と、焦点距離の精度を高めるための調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の撮影光学系は、光軸に沿って移動可能で焦点距離調整のためのレンズ群と、レンズ群の位置を初期の位置から所定の焦点距離に合わせる位置までの設計上の移動量に相当する第１位置情報及び所定の焦点距離に合わせるために実際に必要な移動量と設計上の移動量との差であるズレ量に相当する第２位置情報を格納するメモリと、レンズ群を光軸に沿って移動させる駆動力をカメラに設けられるレンズ駆動手段からレンズ群に伝達する動力伝達手段とを備えることを特徴としている。このような構成の撮影光学系を、対応する機能を有するカメラに装着することにより、焦点距離の精度を高くすることが可能となる。
【０００８】
また、所定の焦点距離に合わせる時にメモリに格納された第１位置情報と第２位置情報とに基づいて駆動手段が制御されることが好ましい。
【０００９】
また、光軸に垂直な撮像面において被写体像を撮像する撮像手段により撮像された焦点距離調整図に基づいて、ズレ量が算出されることが好ましい。ズレ量を実際の撮像される画像により求めることによって、焦点距離の精度を更に高めることが可能となる。
【００１０】
また、焦点距離調整図には２つの標識が設けられ、ズレ量が撮像手段により撮像された２つの前記標識間の距離と所定の焦点距離である場合に撮像手段により撮像された２つの前記標識間の距離とに基づいて算出されることが好ましい。このような算出方法によって正確なズレ量の算出が可能となる。
【００１１】
また、本発明のカメラは、光軸に沿って移動可能で焦点距離調整のためのレンズ群と、レンズ群の位置を初期の位置から所定の焦点距離に合わせるための位置までの設計上の移動量に相当する第１位置情報と所定の焦点距離に合わせるために実際に必要な移動量と設計上の移動量との差であるズレ量に相当する第２位置情報とを格納するメモリと、レンズ群を光軸に沿って駆動する駆動手段と、所定の焦点距離に合わせる時に第１位置情報と第２位置情報とに基づいて駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明のレンズ位置調整方法は、焦点距離調整図を本発明のカメラの光軸上の所定の位置に配置する第１ステップと、カメラにより焦点距離調整図を撮影する第２ステップと、カメラにより撮影された焦点距離調整の画像に基づきズレ量を算出させる第３ステップと、第３ステップにおいて算出させたズレ量に相当する第２位置情報をメモリに格納させる第４ステップとを有することを特徴としている。
【００１３】
焦点距離調整図とカメラの間にコリメータを配置することが好ましい。また、焦点距離調整図にはコリメータ及び所定の焦点距離となるように位置を調整された第１レンズ群を通りカメラに設けられる撮像手段の撮像面に結像する２つの標識が予め定められた距離である理想標識距離となるように設けられ、ズレ量を撮像手段により撮像された２つの標識間の距離と理想標識距離とに基づいて算出することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の撮影光学系のズレ量を算出するための焦点距離調整図は、コリメータ及び所定の焦点距離となるように位置を調整された第１レンズ群を通りカメラに設けられる撮像手段の撮像面において結像する２つの被写体像の間隔が予め定める長さである標識を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加工精度或いは組立て精度によらず、焦点距離の精度の高い撮影光学系を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した撮影光学系を備えるカメラの斜視図である。カメラ４０は、撮影光学系１０とカメラ本体２０とによって構成される。撮影光学系１０はカメラ本体２０と着脱自在である。
【００１７】
カメラ本体２０には、電源ボタン２１、レリーズボタン２２、ズームボタン２３、モード切替ボタン２４、及びＬＣＤモニタ２５が設けられる。電源ボタン２１を押すことによりカメラ全体の動作のオン／オフが切替えられる。モード切替ボタン２４の操作により、撮影モード、再生モード、或いは画像編集モードに切替えが可能である。
【００１８】
撮影モードにおいて被写体（図示せず）の撮影が可能であり、再生モードにおいて撮影した画像がＬＣＤモニタ２５に表示され、画像編集モードにおいてカメラの設定や画像の編集が可能である。
【００１９】
撮影モードにおいて、被写体像が撮影光学系１０を介して撮像素子（図示せず）により受光される。撮像素子は例えばＣＣＤである。ズームボタン２３を操作することにより撮影する画像のズームアップ及びズームダウンが可能である。撮影者の操作により決定したズーム段で受光した被写体像がＬＣＤモニタ２５に表示される。レリーズボタン２２を全押しすることによりレリーズ動作が実行される。
【００２０】
次にカメラの内部構成について、図２を用いて説明する。図２はカメラの内部構成を示すブロック図である。カメラ本体２０は、撮像素子２６、ＡＦＥ２７、ＤＳＰ２８、画像メモリ２９、ＣＰＵ３０、第１ステッピングモータ３１a、及び第２ステッピングモータ３１bによって構成される。撮像素子２６は、ＡＦＥ２７を介してＤＳＰ２８に接続される。画像メモリ２９とＬＣＤモニタ２５とが、ＤＳＰ２８に接続される。
【００２１】
撮影モードにおけるレリーズ動作の実行により、撮像素子２６において画像信号が生成する。生成した画像信号は、ＡＦＥ２７及びＤＳＰ２８においてＡ／Ｄ変換、ホワイトバランス等の所定の処理が行われ、１つの画像に対して１つの画像データに変換される。画像データは画像メモリ２９に格納可能である。
【００２２】
ＣＰＵ３０は、ＤＳＰ２８、第１ステッピングモータ３１a、第２ステッピングモータ３１b、メインスイッチＳｗ１、レリーズスイッチＳｗ２、ズームスイッチＳｗ３、及びモードスイッチＳｗ４に接続される。カメラ４０全体の動作はＣＰＵ３０によって制御される。
【００２３】
電源ボタン２１、レリーズボタン２２、ズームボタン２３、及びモード切替ボタン２４のそれぞれの操作により、メインスイッチＳｗ１、レリーズスイッチＳｗ２、ズームスイッチＳｗ３、及びモードスイッチＳｗ４の切替えが行われる。
【００２４】
撮影光学系１０は、変倍レンズ群１１、フォーカスレンズ群１２、レンズ情報メモリ１３、第１レンズ位置調整機構１４a、及び第２レンズ位置調整機構１４bによって構成される。撮影光学系１０をカメラ本体２０に接続すると、変倍レンズ群１１及びフォーカスレンズ群１２が撮像素子２６と光学的に接続され、レンズ情報メモリ１３とＣＰＵ３０とが電気的に接続され、第１ステッピングモータ３１aと第１レンズ位置調整機構１４aと、第２ステッピングモータ３１bと第２レンズ位置調整機構１４bとが機械的に接続される。
【００２５】
被写体像は変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２を通過して、撮像素子２６の撮像面において結像する。変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２は、それぞれ従来公知のヘリコイド機構やラック＆ピニオン機構を備える第１レンズ位置調整機構１４a、及び第２レンズ位置調整機構１４bにより光軸に沿ってそれぞれ独立に移動自在に支持される。
【００２６】
変倍レンズ群１１を光軸に沿って移動させることにより撮影光学系全体の焦点距離が調整され、被写体像のズームアップ、或いはズームダウンが実行される。フォーカスレンズ群１２を光軸に沿って移動させることにより、被写体像の撮像面における合焦が実行される。
【００２７】
変倍レンズ群１１の移動範囲内の任意の位置が設計上の基準位置として定められる。また、フォーカスレンズ群１２の基準位置は、変倍レンズ群１１の基準位置に対して無限遠の被写体像に合焦する位置に定められる。
【００２８】
変倍レンズ群１１、及びフォーカスレンズ群１２の基準位置には、基準位置検出手段としてフォトセンサ（図示せず）が設けられる。変倍レンズ群１１、及びフォーカスレンズ群１２の位置はフォトセンサにより検出される基準位置からのステッピングモータ３１a、３１bのパルス数によって規定され、また測定される。レンズ情報メモリ１３には、変倍レンズ群１１及びフォーカスレンズ群１２の初期の位置として、基準位置に対する原点位置に相当する原点情報が格納される。
【００２９】
ズームには複数の段階、例えば１０の段階が、画角を最大にするワイド端から、画角を最小にするテレ端まで設定される。これらの設定されるズーム段階毎に撮影光学系１０全体の焦点距離が定められる。レンズ情報メモリ１３には、撮影光学系１０全体の焦点距離を定められた焦点距離にさせる変倍レンズ群１１の原点位置からの設計上の距離に相当する第１位置情報も格納される。
【００３０】
第１位置情報は設計により計算された位置についての情報である。従って、実際の製品毎の加工誤差や組立て誤差等により、定められる焦点距離を実際に与える変倍レンズ群１１の位置と第１位置情報に相当する位置との間にはズレ（焦点距離ズレ）が発生する。レンズ情報メモリ１３には、焦点距離ズレを補正するための移動量に相当する第２位置情報も格納される。
【００３１】
第１位置情報はズーム段階毎に計算された位置に相当する情報であり、第２位置情報はワイド端、及びテレ端において実測された焦点位置ズレをそれぞれ補正するための情報である。
【００３２】
また、無限遠以外の被写体に合焦するためのフォーカスレンズ群１２の位置は、無限遠の被写体に合焦するためのフォーカスレンズ群１２の変倍レンズ群１１に対する相対的位置を基準として被写体距離毎に計算によって求められており、第３位置情報としてレンズ情報メモリ１３に格納される。
【００３３】
カメラ４０の撮影モードにおいて、レンズ情報メモリ１３に格納された第１〜第３位置情報が必要に応じてＣＰＵ３０に読込まれる。レリーズボタン２２を半押しにする時、測距センサ（図示せず）によって被写体までの距離が検出されると同時に第３位置情報がＣＰＵ３０に読込まれ、測定された距離における被写体像を撮像面上で合焦させるフォーカスレンズ群１２の変倍レンズ群１１に対する相対的位置が、第３位置情報に基づいて求められる。
【００３４】
また、ズームボタン２３を操作した場合は、原点情報、及び第１、第２位置情報がＣＰＵ３０に読込まれ、ズーム段階毎に定められた焦点距離となるように変倍レンズ群１１の位置が、原点情報、及び第１、第２位置情報に基づいて求められる。
【００３５】
更に詳細に説明すると、変倍レンズ群１１の位置は、ズーム段階がテレ端以外の段階に設定された場合は原点情報と第１位置情報とワイド端における第２位置情報とに基づいて求められ、テレ端の段階に設定された場合は原点情報と第１位置情報とテレ端における第２位置情報に基づいて求められる。
【００３６】
全ズーム段階においてそれぞれ焦点距離ズレは異なる。しかし、それぞれのズーム段階における焦点距離ズレはワイド端における焦点距離ズレと略等しく、それぞれのズーム段階においてワイド端における焦点距離ズレを用いて変倍レンズ群１１の位置が求められる。このようにして求めた変倍レンズ群１１の位置は、それぞれのズーム段階で定められた焦点距離を与える実際の位置に対して許容範囲にあるからである。ただし、テレ端は使用頻度が高いため、ワイド端における焦点距離ズレから更に微調整を行ったテレ端における焦点距離ズレを用いて変倍レンズ群１１の位置が求められる。
【００３７】
フォーカスレンズ群１２、或いは変倍レンズ群１１の位置が求められると、ＣＰＵ３０により第１ステッピングモータ３１a及び第２ステッピングモータ３１bが駆動される。ステッピングモータ３１a、３１bの駆動力はレンズ位置調整機構１４a、１４bを介してフォーカスレンズ群１２、或いは変倍レンズ群１１に伝達される。フォーカスレンズ群１２、或いは変倍レンズ群１１を、求められたそれぞれの位置に移動させるように、ステッピングモータ３１a、３１bはＣＰＵ３０により駆動される。
【００３８】
以上のように本実施形態によれば、個々の撮影光学系を組立てた後に許容値を越える焦点距離ズレを許容値以下となるように補正することが可能となる。従って、従来では性能確認試験で焦点距離ズレの性能に劣り最終製品となれない撮影光学系も最終製品としての性能を備えさせることが可能になる。
【００３９】
なお、本実施形態において撮影光学系（レンズ鏡筒）がカメラ本体と着脱自在な構成であるが、一体型のカメラであってもよい。一体型のカメラである場合は、レンズ情報メモリはカメラに設けられるＲＯＭによってその機能が実行され、レンズ位置情報が、カメラの制御のための他の情報とともにＲＯＭに格納される構成であってもよい。
【００４０】
次に原点情報に相当する初期の変倍レンズ群１１、及びフォーカスレンズ群１２の位置、及び第２位置情報に相当する焦点距離ズレを求めてレンズ情報メモリに格納することによるレンズ位置調整方法について説明する。実際に組立てられた個々のカメラ４０は所定の性能チェック、及び微調整が行われる。レンズ群１１、１２の原点位置、及び焦点距離ズレの算出とレンズ情報メモリ１３への格納とは所定の微調整として行われる。
【００４１】
図３はレンズ群の原点位置と焦点距離ズレとの算出、及びレンズ情報メモリへの格納作業を説明するための図である。算出及び格納作業は、ＣＰＵ３０、及びＤＳＰ２８にズームボタン２３やモード切替ボタン２４等の入力手段への入力よりにより所定の処理を行わせることにより実行される。或いは、算出及び格納作業はカメラ４０に接続されるレンズ位置調整用のコンピュータ（図示せず）の操作により行うことも可能である。
【００４２】
カメラ４０、ピントズレ調整チャート５０、及びコリメータ５１が所定の位置に配置される。ピントズレ調整チャート５０はコリメータ５１の焦点位置に配置される。ピントズレ調整チャート５０とコリメータ５１とがカメラ４０の光軸上に重ねられ、コリメータ５１は、カメラ４０とピントズレ調整チャート５０とによって挟まれる。
【００４３】
先ず、原点位置の調整が行われる。原点位置の調整を行うことにより無限遠ピント位置の精度が高まり、その結果各ズーム段階における被写体に対する合焦の精度が高められる。このように原点位置の調整を先に行うことにより、後述する焦点距離ズレ補正のために撮影される焦点距離調整チャートの標識を正確に検出することが可能になる。
【００４４】
ＣＰＵ３０により第１、第２ステッピングモータ３１a、３１bを駆動させて、変倍レンズ群１１、及びフォーカスレンズ群１２がカメラ４０の組立て時の基準位置から、第１情報に基づいてワイド端に移動させられる。この状態においてピントズレ調整チャート５０を光軸方向に移動させながら撮像素子２６に撮影させて撮影された画像のコントラストを比較することにより、無限遠の被写体像を撮像面において結像させる無限遠合焦位置に対する第１ズレ量が計算される。
【００４５】
次に第１ズレ量の分だけ、変倍レンズ群１１、及びフォーカスレンズ群１２を基準位置から移動させ仮の原点位置とする。さらに第１位置情報に基づいて、変倍レンズ群１１を最小倍率となるテレ端側に移動させる。また、第３位置情報と変倍レンズ群１１の位置に基づきフォーカスレンズ群１２を移動させる。
【００４６】
この状態においてピントズレ調整チャート５０を光軸方向に移動させながら撮像素子２６に撮影させることによって、テレ端における実際の無限遠合焦位置に対する第２ズレ量が計算される。
【００４７】
次に第１、第２ズレ量に応じて、変倍レンズ群１１、及びフォーカスレンズ群１２を仮の原点位置を調整して最終原点位置が求められる。求められた最終原点位置に相当する位置情報が原点情報としてレンズ情報メモリ１３に格納される。
【００４８】
次に焦点距離ズレを求めるための作業が行われる。焦点距離ズレを求めるために、ピントズレ調整チャート５０が、図４に示すような焦点距離調整チャート５２に置換えられる。焦点距離調整チャート５２には、標識となる２つの十字５３、５３が所定の間隔で描かれている。
【００４９】
直線の所定の幅は、２つの十字５３、５３の中心の幅であり、コリメータ５１（図４においては図示せず）を通して組立誤差や加工誤差等が無いカメラで撮影した場合に、撮像面において所定の間隔となるように定められる。所定の幅αｍｍは変倍レンズ群１１をワイド端に移動させた場合はβｍｍ、テレ端に移動させた場合はγｍｍになるように描かれる。
【００５０】
ＣＰＵ３０により第１、第２ステッピングモータ３１a、３１bを駆動させて、前述の原点位置調整において求められた最終原点位置に相当する原点情報と第１位置情報とに基づいて変倍レンズ群１１をワイド端に移動させる。また、フォーカスレンズ群１２も無限遠の被写体像を合焦させるように変倍レンズ群１１に対して相対的な位置に移動させる。変倍レンズ群１１をワイド端に移動させた状態において焦点距離調整チャート５２上に描かれた十字５３、５３が撮影される。
【００５１】
撮影された十字５３、５３の中心は、輝度重心を検出する等の公知の画像認識方法により認識される。用いられる撮像素子２６のセルサイズから認識された十字５３、５３の中心の間隔が検出される。この検出された間隔と設計上の間隔βｍｍとのズレに基づいて、ワイド端における焦点距離ズレが算出される。
【００５２】
算出されたワイド端における焦点距離ズレに相当する第２位置情報がレンズ情報メモリ１３に格納される。次に原点情報、第１位置情報、及びワイド端における焦点距離ズレに相当する第２位置情報に基づいて、変倍レンズ群１１をテレ端に移動させる。また、フォーカスレンズ群１２も同様に無限遠の被写体像を合焦させるように変倍レンズ群１１に対して相対的な位置に移動させる。
【００５３】
変倍レンズ群１１をテレ端に移動させた状態において焦点距離調整チャート５２上に描かれた十字５３、５３が撮影される。ワイド端における作業と同様にして、十字５３、５３の中心の間隔が検出される。この検出された間隔と設計上の間隔γｍｍとのズレに基づいてワイド端における焦点距離ズレを微調整することにより、テレ端における焦点距離ズレが算出される。算出されたテレ端における焦点距離ズレに相当する第２位置情報もレンズ情報メモリ１３に格納される。
【００５４】
以上のように、本実施形態のレンズ位置調整方法によれば、撮像素子上で設計上の焦点距離にする変倍レンズ群の位置において、所定の間隔（β、或いはγｍｍ）となる十字状の標識を実際に撮影し、撮影した画像の実際の標識の間隔と所定の間隔に基づいて焦点距離ズレを容易に求めることが可能である。従って、求められた焦点距離ズレの分だけ変倍レンズ群の位置を補正することによって、撮影光学系の所定のズーム段階における焦点距離の精度を高めることが可能となる。
【００５５】
また、本実施形態の撮影光学系及び本実施形態のレンズ位置調整方法において第１位置情報と第２位置情報を別々にレンズ情報メモリに格納しているが、第２位置情報を第１位置情報の中に含ませて、即ち第２位置情報により第１位置情報を補正した位置情報としてレンズ情報メモリに格納してもよい。
【００５６】
なお、上述の焦点距離ズレの算出は、倍率の調節範囲の狭い撮影光学系に適用される。倍率の調節範囲の広い撮影光学系のワイド端及びテレ端の両方における焦点距離ズレの算出は、ワイド端における確認のための焦点距離調整チャート、及びテレ端における確認のための焦点距離調整チャートが用いられる。両者は、テレ端及びワイド端における画角により、標識の間隔及び模様の大きさが異なる。
【００５７】
次に、上述のカメラにおける撮影の際のズーミングと合焦、及びレンズ群の位置についての初期調整処理について図５〜図７を用いて説明する。
【００５８】
図５はカメラのＣＰＵ３０、及びＤＳＰ２９において行われるレンズ群位置調整、或いは初期調整処理を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ１００ではカメラ４０のモードがテストモードであるか否かについて確認される。
【００５９】
カメラ４０がテストモードでない場合は、ステップＳ１０１に進み、撮像素子２６に受光した被写体像をＬＣＤモニタ２５に表示する。次にステップＳ１０２において、ズームボタン２３による操作が行われているか、レリーズボタン２２が半押しされているかについて確認する。
【００６０】
レリーズボタン２２が半押しされている場合はステップＳ１０３に進み、合焦の処理を行う。即ち、ステップＳ１０３において、ＣＰＵ３０は変倍レンズ群１１の位置、第３位置情報、及び測距センサにより検出された被写体までの距離に基づきフォーカスレンズ群１２の変倍レンズ群１１に対する相対的位置を求め、求めた位置にフォーカスレンズ群１２を移動させる。その後、ステップＳ１０５に進む。
【００６１】
ステップＳ１０２において、ズームボタン２３による操作が行われている場合はステップＳ１０４に進み、ズーム段階の切替えを行う。ズームボタン２３の操作により、テレ端以外の段階に設定入力された場合は、第１位置情報とワイド端における第２位置情報とに基づいて、変倍レンズ群１１の位置を求め、求めた位置に変倍レンズ群１１を移動させ、同時にフォーカスレンズ群１２を変倍レンズ群１１に対する相対的位置が維持されるように移動させる。
【００６２】
テレ端の段階に設定された場合は第１位置情報とテレ端における第２位置情報とに基づいて、変倍レンズ群１１の位置を求め、求めた位置に変倍レンズ群１１を移動させ、同時にフォーカスレンズ群１２を変倍レンズ群１１に対する相対的位置が維持されるように移動させる。ズーム段階切替えのためのレンズ群１１、１２の移動が終わるとステップＳ１０５に進む。
【００６３】
ステップＳ１０５においては、レリーズボタン２２が全押しされるか否か確認される。全押しされない場合はステップＳ１０１に戻り、全押しされるまでステップＳ１０１〜ステップＳ１０５の処理を繰返す。レリーズボタン２３が全押しされる場合はステップＳ１０６に進み、撮影動作を実行して、終了する。
【００６４】
一方、ステップＳ１００において、テストモードである場合はステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７において、カメラ４０に設定される所定の設定値を初期化する。その後ステップＳ２００に進み、後述するピント調整を行う。
【００６５】
ステップＳ２００においてピント調整を行った後にステップＳ３００に進み、後述する焦点距離の調整を行う。ステップＳ３００において焦点距離の調整終了後ステップＳ１０８に進み、ステップＳ２００、及びステップＳ３００において求められた調整値をレンズ情報メモリ１３に格納して、終了する。
【００６６】
ステップＳ２００におけるピント調整について図６を用いて詳細に説明する。ステップＳ１０７の終了後、ステップＳ２０１に進み、第１位置情報に基づいて変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２とを基準位置を原点としてワイド端に移動させる。
【００６７】
次にステップＳ２０２においてピントズレ調整チャート５０を用いて、ワイド端における無限遠の被写体像を合焦させる位置との第１ズレ量を求め、更にステップＳ２０３において第１ズレ量をレンズ情報メモリ１３に記憶する。
【００６８】
その後ステップＳ２０４に進み、変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２とを第１位置情報に基づいて、テレ端に移動させる。次にステップＳ２０５においてテレ端における無限遠の被写体像を合焦させる位置との第２ズレ量を求められ、更にステップＳ２０６において第２ズレ量をレンズ情報メモリ１３に記憶する。
【００６９】
次のステップＳ２０７では、レンズ情報メモリ１３に格納された基準位置、第１ズレ量、及び第２ズレ量に基づいて、基準位置に対して最終原点位置を演算してレンズ情報メモリ１３に記憶させる。ステップＳ２０８に進み、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７の処理が１回目であるか否か確認する。
【００７０】
１回目である場合は、ステップＳ２０１に戻り、再びステップＳ２０１〜ステップＳ２０８の処理を繰返す。ただし、ステップＳ２０１では、基準位置の代わりにステップＳ２０７において求めた最終原点位置を原点として変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２をワイド端に移動させる。ステップＳ２０８において、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０８の処理が１回目でない場合は、ピント調整の処理を終了してステップＳ３００に進む。
【００７１】
ステップＳ３００における焦点距離の調整について図７を用いて詳細に説明する。ステップＳ２０８の処理の終了後、ステップＳ３０１において、変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２とを第１位置情報に基づいてワイド端に移動させる。ここで、ワイド端に移動させる基準となる原点位置はステップＳ２０７において記憶された原点位置である。
【００７２】
次のステップＳ３０２では、焦点距離調整チャート５２を撮影し、焦点距離調整チャートに描かれた十字５３、５３の間隔を測定する。次にステップＳ３０３では測定された直線の間隔とレンズ情報メモリ１３に記憶されたワイド端における十字５３、５３の間隔とに基づいて、ワイド端における焦点距離ズレを求め、レンズ情報メモリ１３に記憶する。また、焦点距離ズレを補正するように変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２とを移動させる。
【００７３】
なお、レンズ情報メモリ１３には組立誤差や加工誤差がない場合の十字５３、５３のワイド端及びテレ端における間隔が予め記憶されている。ステップＳ３０３において、レンズ群１１、１２を移動させると、次にステップＳ３０４に進み、レンズ群１１、１２を第１位置情報とステップＳ３０３において求められたワイド端における焦点距離ズレに基づいてテレ端に移動させる。
【００７４】
次のステップＳ３０５においては、ステップＳ３０２と同様にして、十字５３、５３の間隔を測定する。ステップＳ３０６に進み、ステップＳ３０３と同様にして、テレ端における焦点距離ズレを求め、レンズ情報メモリに記憶する。また、テレ端における焦点距離ズレを補正するように変倍レンズ群１１とフォーカスレンズ群１２とを移動させる。
【００７５】
ステップＳ３０６の処理の次にステップＳ３０７に進み、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０６の処理が１回目であるか否かを確認する。１回目である場合はステップＳ３０１に戻り、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０７の処理を繰返す。１回目でない場合は、焦点距離調整の処理を終了して、ステップＳ１０８に戻る。
【００７６】
以上のようなステップを順次行うことにより、本実施形態のレンズ位置調整方法が実行される。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態を適用した撮影光学系を備えるカメラの斜視図である。
【図２】撮影光学系とカメラ本体の内部構成を示すブロック図である。
【図３】ピント調整方法を説明するための図である。
【図４】焦点距離調整チャートに描かれる十字の間隔について説明する図である。
【図５】カメラの撮影モードにおけるレンズ群位置調整、或いは初期調整処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】ピント調整を実行させるための処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】焦点距離調整を実行させるための処理を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１０  撮影光学系
１１  変倍レンズ群
１２  フォーカスレンズ群
１３  レンズ情報メモリ
１４a、１４b  第１、第２レンズ位置調整機構
２０  カメラ本体
２６  撮像素子
３０  ＣＰＵ
３１a、３１b  第１、第２ステッピングモータ
４０  カメラ
５１  コリメータ
５２  焦点距離調整チャート
５３  十字（標識）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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