【手続補正書】
【提出日】平成21年11月12日(2009.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記光軸方向の座標と該光軸に直交して互いに直交する２方向の座標から成る３次元座標系を用い、
前記３次元座標系において、前記合焦位置検出ステップで検出された前記複数の撮像模様の合焦位置との差分が最も小となる平面をあおり合焦面として検出し、
次いで、所定の合焦の基準位置において前記光軸に直交する平面を基準合焦面とした際に、前記基準合焦面に対する前記あおり合焦面の傾きを打ち消すように、前記あおり補正素子の駆動量を生成する、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか記載の撮像装置のあおり補正方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
前記傾斜補正ステップにおいて、前記複数のあおり補正素子の内の何れかを駆動させた際に、この駆動対象のあおり補正素子に対向する二つのあおり補正素子間を結ぶ直線が回転軸になるように、前記撮像素子を傾動させる、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか記載の撮像装置のあおり補正方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１８】
前記傾斜補正手段が、
前記複数のあおり補正素子の内の何れかを駆動させた際に、この駆動対象のあおり補正素子に対向する二つのあおり補正素子間を結ぶ直線が回転軸になるように、前記撮像素子を傾動させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１０乃至請求項１７の何れか記載の撮像装置のあおり補正装置
。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
撮像装置では、高解像度化のニーズに伴って、撮像素子の取り付けに高精度化が要求され、光学像を導く結像系の光軸に対する撮像素子の傾きを補正するあおり補正を備えたものがある。つまり、撮像装置では、撮像面中心の焦点が合っていても、その画面周縁近傍の焦点が撮像素子の傾きに依存してずれている虞があるので、撮像装置の製造過程において、このずれを修正するためにあおり補正を行う。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
例えば、撮像装置の製造工程において、オペレータが撮影された画像を見ながら合焦度を評価し、手動操作によって撮像素子の傾きを補正する。そして、この際には、一般に、あおり量の定量的な評価ができなくて、補正精度を損なったり、補正時間が必要以上にかかったりするなどの問題がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、特許文献２に記載されたあおり補正技術は、水平方向及び垂直方向の２軸に依存し、例えば、撮像素子のあおりの傾動中心となる支軸が水平方向又は垂直方向に一致していない場合には、水平方向あおり補正機構及び垂直方向あおり補正機構による補正動作が、あおり方向に対して的確にあおり補正の作用をせずに、補正の精度を損なったり、補正動作の繰り返しが必要になって補正に要する時間が許容範囲を超えてしまったりする虞があった。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
そこで、本発明は、撮像装置において、あおりを補正する際に、撮像素子に対する水平及び垂直方向の精密な駆動機構を必要とせず、且つ、撮像素子のあおりの傾動中心となる軸方向が水平方向又は垂直方向に一致していないときでも、この傾動中心となる支軸に制約されずに、比較的簡素な構成で高精度を得ることができるあおり補正方法及びあおり補正装置を提供することを目的とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
これにより、請求項１に記載の撮像装置のあおり補正方法は、あおりを補正する際に、撮像素子に対する水平及び垂直方向の精密な駆動機構を必要とせず、且つ、撮像素子のあおりの傾動中心となる軸方向が水平方向又は垂直方向に一致していないときでも、この傾動中心となる軸方向に制約されず、比較的簡素な構成で高い精度を得ることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置のあおり補正方法は、請求項３に記載の発明のように、前記撮像素子から出力された画像信号に基づいて、前記撮像レンズの合焦位置の基準位置を検出する基準位置検出ステップが備えられ、前記ズレ量検出ステップにおいて、前記基準位置と前記複数の撮像模様毎の前記撮像レンズの合焦位置とのズレ量を検出することが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
また、請求項１乃至請求項７の何れか記載の撮像装置のあおり補正方法は、請求項９に記載の発明のように、前記傾斜補正ステップにおいて、前記複数のあおり補正素子の内の何れかを駆動させた際に、この駆動対象のあおり補正素子に対向する二つのあおり補正素子間を結ぶ直線が回転軸になるように、前記撮像素子を傾動させることにより、撮像素子を傾動可能に支持する回転軸を別途備える必要が無く、生産性を向上できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
これにより、請求項１０に記載の撮像装置のあおり補正装置は、請求項１に記載の発明と同様に、あおりを補正する際に、撮像素子に対する水平及び垂直方向の精密な駆動機構を必要とせず、且つ、撮像素子のあおりの傾動中心となる軸方向が水平方向又は垂直方向に一致していないときでも、この傾動中心の軸方向に制約されず、比較的簡素な構成で高い精度を得ることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
本発明の撮像装置のあおり補正方法及びあおり補正装置は、撮像素子には光軸の周囲に離散的に配置された複数のあおり補正素子が接続され、所定のチャート上に離散して配置された複数の撮像模様を撮像してあおりの補正量を算出し、この補正量に応じて、複数のあおり補正素子を駆動させてあおりを補正することにより、あおり補正に際に、撮像素子に対する水平及び垂直方向の精密な駆動機構を必要とせず、且つ、撮像素子のあおりの傾動中心となる軸方向が水平方向又は垂直方向に一致していないときでも、この傾動中心の軸方向に制約されず、比較的簡素な構成で高い精度を得ることができる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、本発明の撮像装置のあおり補正方法及びあおり補正装置は、複数のあおり補正素子の内の何れかを駆動させた際に、この駆動対象のあおり補正素子に対向する二つのあおり補正素子間を結ぶ直線を回転軸として、撮像素子を傾動させるように構成されていることにより、撮像素子を傾動可能に支持する支軸を別途備える必要が無く、生産性を向上できる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、図４が、同第１の実施形態の撮像装置のあおり補正方法の手順を表したフローチャート、図５が、図４のフローチャート中のアダプティブ行列の生成手順を表したフローチャート、図６が、同第１の実施形態におけるあおり補正の効果を説明する図であって、図５（ａ）があおり補正前の焦点評価曲線、（ｂ）があおり補正後の焦点評価曲線である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
図１に表したように、本実施形態の撮像装置のあおり補正装置１は、被写体を撮影して画像信号を出力する撮像装置１００における、入射光Ｐの光軸に対する撮像素子８の結像面の傾きを補正するように構成されている。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
撮像装置１００は、光軸方向（図１中のＺ方向）に沿って、入射光を撮像装置１００内に導く前部レンズ２、撮影の際のズーム倍率に応じて光軸方向（図１中のＺ方向）にスライドするズームレンズ３、入射光の光量を調整する光量調整ユニット４、被写体像を撮像素子８に導くフォーカスレンズ５、有害な赤外線及び有害な反射光などを除去するフィルタ（赤外線除去フィルタや光学フィルタである）６、結像した光学像を光電変換して画素毎のデジタル画像信号を出力する撮像素子（例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサである）８、等によって構成されている。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、撮像装置１００は、ズームレンズ３を光軸方向に移動させる駆動源としてのズームレンズ駆動部３Ｍ、光量調整ユニット４を駆動させる駆動源としての光量調整駆動部４Ｍ、フォーカスレンズ５の位置及び移動量を検出する検出部５Ｓ、フォーカスレンズ５を光軸方向に移動させる駆動源としてのフォーカスレンズ駆動部５Ｍ、等によって構成されている。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
また、図３に表したように、ケーシング１ｃの端面から、光軸方向に２本の位置決めピン１８ａ、１８ｂが突出し、固定部材１２、支持部材１０等には、この位置決めピンに緩やかに嵌合する貫通孔が形成されている。そして、位置決めピン１８ａ、１８ｂを介して、固定部材１２、支持部材１０が位置決めされている。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
フォーカス検出手段２２は、図６（ａ）に表したように、フォーカスレンズ５のスライド（光軸方向の位置）毎に、撮影された撮像模様のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を計測して、所定の空間周波数のＭＴＦを焦点評価値として検出する（つまり、フォーカスレンズ５の移動に伴うＭＴＦの変化を計測してコントラストの指標を検出している）。図６（ａ）において、ＴＰ０〜ＴＰ４が、フォーカスレンズ（所謂、本発明の撮像レンズである）５の光軸方向のスライドに伴う焦点評価値の変化曲線であって、夫々の記号がチャートＣＨの撮像模様の記号に対応している。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
そして、フォーカス検出手段２２は、合焦基準位置検出手段２３において、撮像模様ＴＰ０の画像データに基づいて撮像模様ＴＰ０の焦点評価値のピーク点となるフォーカスレンズ５の位置を合焦基準位置（図６（ａ）中のＴＰ０のフォーカスポジションＰ０である）として検出すると共に、合焦位置検出手段２４において、撮像模様ＴＰ１〜ＴＰ４の画像データに基づいて、撮像模様ＴＰ１〜ＴＰ４の夫々毎に、焦点評価値のピーク点となるフォーカスレンズ５の位置（所謂、合焦位置である）を検出するように構成されている。  
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
次に、補正要否判定手段２６は、ズレ量ｂ１〜ｂ４の夫々を、所定の閾値に対して比較し、閾値の範囲以内である場合には、撮像素子８のあおり量が許容範囲であるとみなしてあおり補正不要と判定し、一方、閾値を超えている場合には、撮像素子８のあおり補正必要と判定する。そして、補正要否判定手段２６は、あおり補正不要の場合には、その判定結果を表す信号を駆動量提示手段３１に送信し、あおり補正必要の場合には、その判定結果を表す信号を駆動量算出手段３０に送信する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
次に、図４、図５を用いて、本実施形態におけるあおり補正方法の手順を説明する。この、この手順は、ＣＰＵ３２がＲＯＭ３３に格納されたプログラムにもとづいて、各機能部に指令信号を与えて実行する。また、図４、図５におけるＳはステップを表している。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
また、図８に表したように、第２の実施形態では、光学中心に配置されたあおり補正素子１３ｄと、あおり補正素子１３ｄを基点として互いに直交するｘ軸及びｙ軸上に配置されたあおり補正素子１３ｅ、１３ｆ等が撮像素子８に接続されている。この際、ｘ軸及びｙ軸は光軸方向Ｚに直交している。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
そして、あおり面算出手段３５は、ｂ＝μ１ｘ＋μ２ｙ＋μ３として、（式５）で表したように、撮像模様ＴＰ０〜ＴＰ４に対応するすべての測定ポイントの（ｘｉ，ｙｉ，ｂｉ）座標に対して、誤差χ２が細小となる面をあおり合焦面Ｚとして算出する。
【数５】
2010011042.tif 000001
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
また、前述のμ１、μ２、μ３は、（式６）を用いて算出する。
【数６】
2010011042.tif 000002
また、(式６)中の行列Ｘ＋は、Ｘ＋＝（ＸＴＸ）−１ＸＴで定義される、行列Ｘの一般化逆行列であって、（式７）に表した行列Ｘから生成する。また、ここでＸＴは行列Ｘの行と列を置き換えた転置行列である。また、（式７）中において、ｘ１〜ｘ４、ｙ１〜ｙ４は、撮像模様ＴＰ１〜ＴＰ４に対応する合焦評価の測定点の座標に対応する。
【数７】
2010011042.tif 000003
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
次に、駆動量算出手段３０Ａは、次式を用い、合焦基準位置Ｐ０において光軸に直交する平面を理想の合焦平面Ｚ０と表した際に、μ１、μ２、μ３で定めた合焦平面Ｚと理想の合焦平面Ｚ０との差分（Ｚ０−Ｚ）を、あおり補正素子１３ｅ、１３ｆの駆動量ａｊとして算出する。この際、ｘ´ｊ及びｙ´ｊはあおり補正素子１３ｅ、１３ｆ毎の座標であって、予め確認されている。そして、あおり素子１３ｅ、１３ｆの夫々毎に、それらの座標に対応付けて駆動量ａｊを算出する。
ａｊ＝μ１ｘ´ｊ+μ２y´ｊ+μ３
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
つぎに、図９を用いて、第２の実施形態におけるあおり補正方法の手順を説明する。この、この手順は、ＣＰＵ３２がＲＯＭ３３に格納されたプログラムにもとづいて、各機能部に指令信号を与えて実行する。また、図９におけるＳはステップを表している。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１１】
次いで、Ｓ６０１において、ＣＰＵ３２が、図示しない駆動源を用いて、駆動量算出手段３０Ａで算出された駆動量の分だけあおり補正素子１３ｅ、１３ｆを回転駆動させ、撮像素子８を傾動させ、その後、Ｓ６０２に移る。この際、撮像素子８があおり補正素子１３ｄによって光軸方向の係止されており、あおり補正素子１３ｅを回転駆動する際には、撮像素子８があおり補正素子１３ｄとあおり補正素子１３ｆを結ぶ直線を軸に傾動し、あおり補正素子１３ｆを回転駆動する際には、撮像素子８があおり補正素子１３ｄとあおり補正素子１３ｅを結ぶ直線を軸に傾動する。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
次いで、Ｓ６０３において、Ｓ６０２に検出された各合焦位置（Ｐ０〜Ｐ４）の夫々のズレ量（差分）を所定の閾値と比較し、ズレ量が閾値以下である場合には補正不要としＳ７００に移り、Ｓ７００において、駆動量提示手段３１を用いて補正終了の指示信号を提示し、あおり補正処理の手順を終了する。一方、Ｓ６０３において、ズレ量が閾値より大きい場合にはあおり補正必要としＳ４１０に移り、Ｓ４１０からＳ６０３を繰り返す。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１４】
以上のように、第２の実施形態のあおり補正方法及びあおり補正装置１Ａは、光軸方向の座標と光軸に直交して互いに直交する２方向の座標から成る３次元座標系を構成し、３次元座標系において、あおり面検出手段を用いて、合焦位置検出手段２４で検出された複数の撮像模様の合焦位置との差分が最も小となる平面をあおり合焦面として検出し、駆動量算出手段を用いて、光軸に直交する基準合焦面Ｚ０に対するあおり合焦面Ｚの傾きを打ち消すように、あおり補正素子１３ｅ、１３ｆの駆動量を生成することにより、あおりを補正する際に、撮像素子８に対する水平及び垂直方向の精密な駆動機構を必要とせず、且つ、撮像素子８のあおりの回動中心となる軸方向が水平方向又は垂直方向に一致していないときでも、この傾動中心となる軸方向に制約されず、比較的簡素な構成で高い精度を得ることができる。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2010011042.tif 000004