(57)【要約】    【課題】  フォーカスレンズのリセットセンサの取り付け精度を高めることなくフォーカスレンズの駆動限界位置を決めることができる撮像装置を提供する。    【解決手段】  所定被写体距離の被写体を所定ズーム位置で合焦させた場合（ステップＳ６０２）のフォーカスレンズ位置より、リセットセンサの取り付けガタ量を算出し（ステップＳ６０３）、駆動限界位置を決定する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を変倍するズーム機構と前記被写体にピントを合わせるフォーカス機構とを備え、鏡筒内で前記ズーム機構を構成するズームレンズと前記フォーカス機構を構成するフォーカスレンズとが独立で動作する撮像装置において、
前記ズームレンズを所定倍率に設定した場合の前記フォーカスレンズを所定被写体距離に合焦させた位置より、前記ズームレンズの所定駆動範囲における前記フォーカスレンズの駆動限界位置を決定する決定手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記決定手段は、前記フォーカスレンズの駆動限界位置を撮像装置の製造工程において決定し、
前記決定手段が決定した前記駆動限界位置を示す値を撮像装置内のメモリに記憶する記憶手段を有し、
撮影動作を行う際の前記フォーカスレンズの駆動限界位置は、前記メモリに記憶した値を使用することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
被写体を変倍するズーム機構と前記被写体にピントを合わせるフォーカス機構とを備え、鏡筒内で前記ズーム機構を構成するズームレンズと前記フォーカス機構を構成するフォーカスレンズとが独立で動作する撮像装置を制御する撮像装置の制御方法において、
前記ズームレンズを所定倍率に設定した場合の前記フォーカスレンズを所定被写体距離に合焦させた位置より前記ズームレンズの所定駆動範囲における前記フォーカスレンズの駆動限界位置を決定する決定工程を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項４】
前記決定工程は、前記フォーカスレンズの駆動限界位置を撮像装置の製造工程において決定し、
前記決定工程が決定した前記駆動限界位置を示す値を撮像装置内の所定メモリに記憶する記憶工程を有し、
撮影動作を行う際の前記フォーカスレンズの駆動限界位置は、前記メモリに記憶した値を使用することを特徴とする請求項３記載の撮像装置の制御方法。
【請求項５】
請求項３または４記載の撮像装置の制御方法を実現するためのプログラムコードを有することを特徴とする制御プログラム。
【請求項６】
請求項３または４記載の撮像装置の制御方法を実現するためのプログラムコードを格納したことを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズームレンズによる変倍機構及びフォーカスレンズによるピント合わせ機構を有する撮像装置、その制御方法、制御プログラム及び記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣＤ等の撮像素子を備え、ズームレンズにより被写体倍率を変更し、フォーカスレンズでピントを合わせるようにした撮像装置が広く知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。
【０００３】
また、撮像装置の小型化に伴い、ズームレンズやフォーカスレンズを保持する鏡筒を、撮影時に撮像装置本体から繰り出し、撮影後に撮像装置本体に格納するようにした撮像装置も広く知られている（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
撮影時に撮像装置本体から繰り出す鏡筒の場合、ズームレンズとフォーカスレンズとが互いに干渉する領域が存在し、その干渉を避けるためには、フォーカスレンズの駆動限界位置を適正に制御しなければならない。
【０００５】
フォーカスレンズの駆動限界位置を決める方法として、初期化時に駆動限界位置を決めるリセットセンサを用いる方法がある。この方法では、フォーカスレンズの駆動の最初でリセットセンサを検出し、所定の値に位置データを書き換えることにより、フォーカスレンズの駆動限界位置を確定している。
【０００６】
また、ズームレンズと干渉しないフォーカスレンズの駆動限界位置は、リセットセンサからの駆動量で決めることができる。
【特許文献１】特開平６−６２３００号公報
【特許文献２】特開平６−９８２３０号公報
【特許文献３】特開平１１−２２３７５７号公報
【特許文献４】特開平９−２３０２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来例の場合、初期化を行うリセットセンサを基準にフォーカスレンズの駆動限界位置を決めるため、リセットセンサの取り付け誤差がフォーカスレンズの駆動限界位置の誤差となる。そのため、リセットセンサの取り付け精度を高めるために、撮像装置の製造工程において多大な工数が発生するという問題があった。
【０００８】
本発明は上述したような従来の有する問題点に鑑みてなされたもので、リセットセンサの取り付け精度を高めることなく、フォーカスレンズの駆動限界位置を決めることができる撮像装置、その制御方法、制御プログラム及び記憶媒体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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、被写体を変倍するズーム機構と前記被写体にピントを合わせるフォーカス機構とを備え、鏡筒内で前記ズーム機構を構成するズームレンズと前記フォーカス機構を構成するフォーカスレンズとが独立で動作する撮像装置において、前記ズームレンズを所定倍率に設定した場合の前記フォーカスレンズを所定被写体距離に合焦させた位置より、前記ズームレンズの所定駆動範囲における前記フォーカスレンズの駆動限界位置を決定する決定手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記目的を達成するために本発明の撮像装置の制御方法は、被写体を変倍するズーム機構と前記被写体にピントを合わせるフォーカス機構とを備え、鏡筒内で前記ズーム機構を構成するズームレンズと前記フォーカス機構を構成するフォーカスレンズとが独立で動作する撮像装置を制御する撮像装置の制御方法において、前記ズームレンズを所定倍率に設定した場合の前記フォーカスレンズを所定被写体距離に合焦させた位置より前記ズームレンズの所定駆動範囲における前記フォーカスレンズの駆動限界位置を決定する決定工程を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、フォーカスレンズのリセットセンサの取り付け精度を高めることなく、フォーカスレンズの駆動限界位置を決めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の撮像装置、その制御方法、制御プログラム及び記憶媒体の各実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１３】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態を図１乃至図６に基づき説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置（カメラ）の電気的な構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１において、１００はレンズ鏡筒で、ＤＣモータ１０１、リニアセンサ（検出手段）１０２、絞りユニット１０３、ステッピングモータ１０４、フォトインタラプタ（リセットセンサ）１０５及び撮像素子１０６を有している。
【００１６】
ＤＣモータ１０１は、後述するズーム機構を構成するレンズ（以下、ズームレンズと記述する）を駆動するものである。ズームレンズの駆動には、ＤＣモータ１０１以外に駆動仕様を満たせば、ステッピングモータや超音波モータ等の他のモータを使用することができる。リニアセンサ１０２は、前記ズームレンズの位置検出に使用するものである。前記ズームレンズの位置検出には、リニアセンサ１０２以外にもエンコーダや他の検出手段を用いても良い。絞りユニット１０３は、後述する制御部１０９の指示により撮像素子１０６に入る光量を調節するものである。この絞りユニット１０３による光量調節により、撮影する画像を適正露出に保つことができる。ステッピングモータ１０４は、後述するフォーカスを合わせるためのレンズ（以下、フォーカスレンズと記述する）を駆動するものである。前記フォーカスレンズは、前記ズームレンズとは独立したステッピングモータ１０４で駆動するため、前記ズームレンズと干渉しない範囲で自由な位置に駆動することができる。フォトインタラプタ１０５は、前記フォーカスレンズの位置の初期化に使用するものである。撮像素子１０６は、光学信号を電気信号に変換するものである。
【００１７】
１０７は信号処理回路で、色変換、ガンマ処理等の信号処理を行うものである。１０８はメモリで、カード記録媒体等から成り、画像信号等を記録するものである。１０９は制御部（制御手段）で、本撮像装置全体の制御を行うものであり、レンズ鏡筒１００内部のリニアセンサ１０２、フォトインタラプタ１０５等の出力を監視しながら、ＤＣモータ１０１、絞りユニット１０３及びステッピングモータ１０４を制御し、また、信号処理回路１０７及びメモリ１０８をも制御する。
【００１８】
１１０はスチル／ムービ選択スイッチ（ＳＷ）で、撮影モードにおいて動画と静止画を選択するスイッチであり、このスチル／ムービ選択スイッチ１１０は、後述するモードダイアル１１３に含めても良い。１１１はズームスイッチ（ＳＷ）で、撮影者がワイド／テレの切り替えを行なう場合に使用するスイッチである。１１２は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリで、例えば、ＥＥＰＲＯＭ等から成り、この不揮発性メモリ１１２には、制御部１０９のプログラムや本撮像装置を制御するためのパラメータを記憶することができる。１１３はモードダイアルで、電源オフ、撮影モード、再生モード及びＰＣ（パーソナルコンピュータ）接続モード等の各機能モードを切り替え設定するためのダイアルである。１１４はレリーズスイッチ（ＳＷ）で、撮影の開始（動画撮影時は終了も）を指示するスイッチである。
【００１９】
前記ズームレンズを通過した被写体画像は、前記フォーカスレンズで撮像素子１０６に合焦される。撮像素子１０６では光電変換を行い、該光電変換された画像信号は、信号処理回路１０７で色変換、ガンマ処理等の所定の処理が行われた後、メモリ１０８に記録される。
【００２０】
図２及び図３は、レンズ鏡筒１００の概略構成を示す断面図であり、図２は、レンズ鏡筒１００を広角側に移動させた状態であり、図３は、レンズ鏡筒１００を望遠側に移動させた状態である。
【００２１】
図２及び図３において、図１と同一部分には同一符号が付してある。
【００２２】
図２及び図３において、２０１，２０２はレンズ、２０３は第１群鏡筒で、レンズ２０１，２０２を保持している。２０４は圧縮バネ、２０５は可動フォロアで、圧縮バネ２０４を介して、ガイド筒２０８に形成されたカム溝（不図示）と後述する第２群鏡筒２０６とを接続している。２０６は第２群鏡筒で、後述するレンズ２１６，２１７を保持している。２０７は固定筒で、鏡筒ユニットの構造体を構成している。２０８はガイド筒で、ＤＣモータ１０１の駆動により回転するようになっている。２０９はリードスクリューで、ステッピングモータ１０４の駆動により回転するようになっている。２１０は保持板で、リードスクリュー２０９を保持している。２１１はナット、２１２は第３群鏡筒で、ナット２１１によりリードスクリュー２０９と接続されており、第１群鏡筒２０３や第２群鏡筒２０６とは独立して移動することができるようになっている。
【００２３】
２１３はレンズで、撮像素子１０６上に被写体像を結像させるためのレンズであり、第３群鏡筒２１２に保持されている。２１４はフラグ板で、第３群鏡筒２１２に取り付けられている。２１５は撮影画像にフィルタをかけるフィルタ群で、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）や赤外カットフィルタ等で構成されている。２１６，２１７はレンズで、第２群鏡筒２０６に保持されている。２１８はフォロアで、第１群鏡筒２０３とガイド筒２０８に形成されたカム溝（不図示）とを接続している。
【００２４】
ＤＣモータ１０１の駆動によりガイド筒２０８を回転させることによって、第１群鏡筒２０３と第２群鏡筒２０６とを、ガイド筒２０８に形成されたカム溝に沿って移動させることが可能となる。これにより図２及び図３に示すように、第１群鏡筒２０３と第２群鏡筒２０６との間隔を変えることが可能となり、被写体倍率の変更が実現できる。１０５はフォトインタラプタで、その内部に光センサが備えられており、該光センサへの入光をフラグ板２１４で遮ることにより、位置検出が行える。つまり、第３群鏡筒２１２の位置の初期化は、フォトインタラプタ１０５をフラグ板２１４が遮る位置を検出することにより行える。
【００２５】
次に、本実施の形態に係る撮像装置におけるフォトインタラプタ１０５の取り付けガタ及び第２群鏡筒２０６と第３群鏡筒２１２との干渉について、図４を用いて説明する。
【００２６】
上述したように、第２群鏡筒２０５と第３群鏡筒２１２は、互いに独立して駆動することが可能である。そのため、駆動方法によっては、第２群鏡筒２０５と第３群鏡筒２１２とが干渉する場合がある。この干渉を避けるためには、第３群鏡筒２１２の駆動範囲に制限を与えてやれば良いが、第３群鏡筒２１２の位置の初期化はフォトインタラプタ１０５で行うため、このフォトインタラプタ１０５の取り付けガタ（通常０．３ｍｍ〜１ｍｍ）のばらつきが駆動範囲の制限に影響してしまうことになる。
【００２７】
例えば、図４において、フォトインタラプタ１０５の取り付け位置Ａが、フォトインタラプタ１０５を取り付ける設計上の中心位置とする。この場合、第３群鏡筒２１２は、第２群鏡筒２０６と干渉するまではＭstep駆動が可能となるものとする。しかし、フォトインタラプタ１０５が設計上の中心から第２群鏡筒２０６側にＧstep取り付けガタがあるフォトインタラプタ１０５の取り付け位置Ｂに取り付いている場合は、取り付け位置Ａと同様に第３群鏡筒２１２の駆動範囲をＭstepとすると、第２群鏡筒２０６と干渉することになる。
【００２８】
この干渉を避けるためには、フォトインタラプタ１０５の取り付けガタＧstepを測定し、第３群鏡筒２１２の駆動範囲をＭstep−Ｇstepとすることにより解消する。
【００２９】
しかし、フォトインタラプタ１０５の取り付けガタ（Ｇstep）を物理的に測定するためには、レーザ測長器等の高価な計測機器が必要になり、高額の設備投資が必要となる。また、フォトインタラプタ１０５の取り付けガタ（Ｇstep）を０にする場合には、フォトインタラプタ１０５の組み付けで位置出しが必要になり、多大な工数がかかることになる。
【００３０】
次に、本実施の形態に係る撮像装置におけるフォーカスレンズの駆動範囲決定方法について、図５を用いて説明する。
【００３１】
図５は、ズームレンズ位置とフォーカスレンズ位置との関係を示す図である。
【００３２】
ここで言うズームレンズとは、第１群鏡筒２０３と第２群鏡筒２０６に保持されたレンズ２０１，２０２，２１６，２１７で構成されるものであり、フォーカスレンズとは、第３群鏡筒２１２に保持されたレンズ２１３で構成されるものである。
【００３３】
図５において、５００は被写体距離１ｍにおけるズームレンズとフォーカスレンズの位置である。ズームレンズが無限側から至近側に移動するのに伴って、フォーカスレンズを位置５００に合わせて移動させることにより、常に１ｍの被写体にピントを合わせることが可能となる。
【００３４】
位置５００を設計中心にフォトインタラプタ１０５を取り付けた場合のフォーカスレンズ軌跡とすると、フォトインタラプタ１０５が所定量至近側にずれた場合の１ｍの軌跡は位置５０１となる。逆に、フォトインタラプタ１０５が所定量無限側にずれた場合の１ｍの軌跡は位置５０２となる。
【００３５】
つまり、距離の決まった被写体の合焦位置を求めることにより、フォトインタラプタ１０５のズレ量を求めることができる。所定距離の被写体に合焦させる動作は、撮像装置のオートフォーカス（AutoFocus、以下、ＡＦと記述する）機能を使用すれば容易に実現できる。このＡＦ機能は、撮像装置内蔵機能であるため、追加の設備も必要とせず、高速に行うことが可能である。
【００３６】
図５における無限位置を例にすると、１ｍの被写体を撮像装置のＡＦ機能を用いて撮影したフォーカスレンズ位置が位置Ｃであった場合は、フォトインタラプタ１０５の取り付けガタは位置Ｃ−位置Ｂとなる。
【００３７】
このようにフォトインタラプタ１０５の取り付けガタ量が容易に求められるため、フォーカスレンズ（第３群鏡筒２１２に保持されたレンズ２１３）の駆動範囲も容易に決定できる。
【００３８】
次に、本実施の形態に係る撮像装置の動作を、図６を用いて説明する。
【００３９】
図６は、フォトインタラプタ１０５の取り付けガタを求める処理動作の流れを示すフローチャートである。
【００４０】
図６において、まず、ステップＳ６００で、フォトインタラプタ１０５によりフォーカスレンズのリセットを行う。次に、ステップＳ６０１で、フォトインタラプタ１０５の取り付けガタ量を求めるためのズーム位置にズームレンズを駆動する。このズームレンズが所定位置に駆動し終わったら、ステップＳ６０２で、所定位置に置かれた被写体に対してＡＦ処理（合焦処理）を行い、ピントの合うフォーカスレンズ位置を求める。次に、ステップＳ６０３で、前記ステップＳ６０２において求めたフォーカスレンズ位置と設計中心位置との差分を求め、その差分をズレ量とする。求めたズレ量は、次のステップＳ６０４で、撮像装置内の不揮発性メモリ１１２に記憶した後、本処理動作を終了する。
【００４１】
以上のように本実施の形態に係る撮像装置によれば、フォーカスレンズのリセットセンサの取り付け精度を高めることなく、フォーカスレンズの駆動限界位置を決めることができる。
【００４２】
（その他の実施の形態）
本発明は、上述した実施の形態の撮像装置に限定されず、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。
【００４３】
また、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体をシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても実現できることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００４４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭを用いることができる。
【００４５】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施の形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって、前述した実施の形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における鏡筒の断面図（広角位置）である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置における鏡筒の断面図（望遠位置）である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置におけるズームレンズとフォーカスレンズとの干渉を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置におけるズームレンズとフォーカスレンズの軌跡を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る撮像装置の動作の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４７】
１０４  ステッピングモータ
１０５  フォトインタラプタ（リセットセンサ）
１０６  撮像素子
１０９  制御部（制御手段）
１１２  不揮発性メモリ
２０３  第１群鏡筒
２０６  第２群鏡筒
２１２  第３群鏡筒
２１３  フォーカスレンズ
【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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