(57)【要約】【課題】光学系における非共軸な位置ずれを効果的に抑制することにより光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を実現する上で有利な撮像装置を提供する。【解決手段】光学系１４は、光軸Ａ方向の位置が定められた第１、第２固定レンズ２０、２４と、光軸Ａ方向に移動可能に設けられた第１、第２移動レンズ２２、２６とを有している。第１固定レンズ２０は、ヒンジ部２００４によってその光軸が傾く方向に傾動可能に支持されている。各モータ２０１２により雄ねじ部材２０１０がそれぞれ回転されることで各突片２００６が光学系１４の光軸Ａ方向に動かされ、これにより第１固定レンズ枠２００２および第１固定レンズ２０がヒンジ部２００４を支点として光軸Ａ方向に傾動され、第１固定レンズ２０はその光軸が傾く方向に動かされる。【選択図】        図４
2005249996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像素子に導く光学系を備え、前記光学系は、該光学系の光軸方向の位置が定められた固定レンズと、光軸方向に移動させることにより光学系の焦点距離が変化されるズームレンズと、光軸方向に移動させることにより光学系の焦点調節がなされるフォーカスレンズとを備える撮像装置であって、
前記固定レンズを前記光軸と直交する方向に動かし、あるいは、前記固定レンズの光軸を傾ける方向に該固定レンズを動かす固定レンズ移動手段と、
前記ズームレンズの前記光軸方向の位置および前記フォーカスレンズの前記光軸方向の位置に対応して前記撮像素子における結像状態が最良となる前記固定レンズの前記直交する方向に沿った適正位置あるいは前記結像状態が最良となる前記固定レンズの光軸の適正傾きを生成する適正値生成手段と、
前記固定レンズ移動手段を制御して前記固定レンズを前記適正位置に移動させあるいは前記適正傾きに傾動させる制御手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記固定レンズを前記適正位置にするための前記固定レンズの移動量あるいは前記固定レンズの光軸を前記適正傾きにするための前記固定レンズの傾き量を生成し、前記制御手段による前記固定レンズの前記適正位置への移動、あるいは、前記固定レンズの前記適正傾きへの傾動は、前記移動量あるいは前記傾き量に基づいてなされることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段による前記固定レンズの移動量あるいは前記固定レンズの傾き量の生成は、現時点での前記固定レンズの位置と前記適正位置との間の差分、あるいは、現時点での前記固定レンズの傾きと前記適正傾きとの間の差分に基づいてなされることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記固定レンズは複数枚設けられ、前記固定レンズ移動手段により前記複数枚のうちの少なくとも１枚の固定レンズが前記光軸と直交する方向に動かされ、あるいは、前記固定レンズの光軸を傾ける方向に動かされることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記固定レンズ手段による前記固定レンズの前記直交する方向への動きは、前記光軸と直交する面において互いに直交する２方向について行われることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記固定レンズ移動手段による前記固定レンズの前記光軸を傾ける方向への動きは、前記固定レンズを支持する固定レンズ枠の外周部の１箇所を支点として前記固定レンズ枠が光軸方向に傾動されることで行われることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項７】
前記光学系が収容された鏡筒本体が設けられ、前記固定レンズ移動手段は前記鏡筒本体で支持されていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置において、撮影倍率が調整可能に構成されたものがある。
このような撮像装置は、光軸方向に移動不能に設けられた１枚以上の固定レンズと、前記光軸方向に移動可能に設けられた２枚以上の移動レンズとを有する光学系と、前記光学系によって導かれた被写体像が結像される撮像素子とを備えている。
そして、前記移動レンズのうちの少なくとも１枚は該移動レンズを光軸方向に移動させることにより前記光学系の焦点距離が変化されるズームレンズとして構成され、前記移動レンズのうちの他の少なくとも１枚は前記光軸方向に移動させることにより前記光学系の焦点調節がなされるフォーカスレンズとして構成されている。
このような撮像装置では、組み立て調整時に、撮像素子における被写体像の結像状態が最良となるように固定レンズおよび移動レンズの調心を行い、ズームレンズがテレ端とワイド端との間を移動した状態で撮像素子に結像される被写体像に片ボケ（結像された像の中心部分の焦点が合致しているが周辺部分の焦点が合致していない状態）が生じないようにしている。
そして、近年、光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化が進むに伴い、固定レンズおよび移動レンズの偏心誤差の許容値が小さいものとなってきているため、各固定レンズおよび各移動レンズの調心をより高精度に調整することが求められている。
このため、レンズ鏡筒に組み込まれた固定レンズおよび移動レンズの調心を高精度に行う技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−４３３２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、撮像装置の組み立て調整時に固定レンズおよび移動レンズの調心を高精度に行ったとしても、次に示すような原因により固定レンズおよび移動レンズにおける非共軸な位置ずれを抑制することには限界があった。
（１）固定レンズおよび移動レンズが組み込まれたレンズ鏡筒を撮像装置内に組み付ける際に生じる応力によって固定レンズと移動レンズとの間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きが変動してしまうこと。
（２）撮像装置を実際に使用する際には、移動レンズが光軸方向に移動するため、固定レンズと移動レンズとの間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きが変動すること。
このような固定レンズおよび移動レンズにおける相対的な光軸のずれや光軸の傾きのずれは、光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化（高画質化）に伴ってより顕著に発生してしまう不都合があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、光学系における非共軸な位置ずれを効果的に抑制することにより光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を実現する上で有利な撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明の撮像装置は、被被写体像を撮像素子に導く光学系を備え、前記光学系は、該光学系の光軸方向の位置が定められた固定レンズと、光軸方向に移動させることにより光学系の焦点距離が変化されるズームレンズと、光軸方向に移動させることにより光学系の焦点調節がなされるフォーカスレンズとを備える撮像装置であって、前記固定レンズを前記光軸と直交する方向に動かし、あるいは、前記固定レンズの光軸を傾ける方向に該固定レンズを動かす固定レンズ移動手段と、前記ズームレンズの前記光軸方向の位置および前記フォーカスレンズの前記光軸方向の位置に対応して前記撮像素子における結像状態が最良となる前記固定レンズの前記直交する方向に沿った適正位置あるいは前記結像状態が最良となる前記固定レンズの光軸の適正傾きを生成する適正値生成手段と、前記固定レンズ移動手段を制御して前記固定レンズを前記適正位置に移動させあるいは前記適正傾きに傾動させる制御手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
そのため、本発明によれば、移動レンズの光軸方向の位置に対応して撮像素子における結像状態が最良となるように固定レンズが光学系の光軸と直交する方向に沿って動かされ、あるいは、固定レンズの光軸が傾けられる。
そのため、前記光軸のずれや光軸の傾きの変動の影響を最小限に抑え、片ボケなどを抑制して撮像素子における結像状態を最良なものとすることができ、光学系における非共軸な位置ずれを効果的に抑制し、光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を実現する上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を実現するという目的を、移動レンズの光軸方向の位置に対応して撮像素子における結像状態が最良となるように固定レンズが光学系の光軸と直交する方向に沿って動かされ、あるいは、固定レンズの光軸が傾けられることによって実現した。
【実施例１】
【０００７】
次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
図１は実施例１の撮像装置を前方から見た斜視図、図２は実施例１の撮像装置を後方から見た斜視図、図３は撮像装置の構成を示すブロック図、図４は撮像装置の主要部分の構成を示す構成図、図５はズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、第１、第２固定レンズ２０、２４の光軸の傾き量Ｄ１、Ｄ２との関係を示す線図、図６は撮像装置１００の動作フローチャートである。
【０００８】
図１、図２に示すように、撮像装置１００はデジタルスチルカメラであって、外装を構成する矩形板状のケース１０２を有している。なお、本明細書において左右は、撮像装置１００を前方から見た状態でいうものとし、また、光学系の光軸方向で被写体側を前方といい、撮像素子側を後方という。
図１に示すように、ケース１０２の前面の右寄り箇所にレンズ窓１０４が設けられ、レンズ窓１０４に臨むようにレンズ鏡筒１０が設けられている。
レンズ窓１０４の上方箇所には、撮影補助光を出射するフラッシュ１０６が設けられている。
ケース１２の上面の左寄り箇所には、シャッターボタン１０８などが設けられている。
ケース１２の後面には静止画および動画などの画像や文字や記号などが表示されるディスプレイ１１０（液晶表示器）、ズーム操作を含む各種操作を行なうための十字スイッチ１１２および複数の操作ボタン１１４などが設けられている。
ケース１２の左側面には、静止画あるいは動画などの画像などを記録するためのメモリカード１１６（記憶媒体）を装脱可能に収容するメモリ収容部１１８が設けられている。
【０００９】
図３に示すように、レンズ鏡筒１０は、被写体像を導く光学系１４と、光学系１４の光軸上に設けられ撮像面を有する撮像素子１８とを備え、光学系１４で捉えた被写体像が撮像素子１８の撮像面１８０２に結像されるように構成されている。
撮像面１８０２に結像された像は撮像信号として画像処理部１２０に出力され、画像処理部１２０ではこの撮像信号に基づいて静止画あるいは動画の画像データが生成され、メモリカード１１６に記録される。また、前記画像データは表示処理部１２２によりディスプレイ１１０に表示される。
さらに、撮像装置１００は、シャッタボタン１１６、十字スイッチ１１２、操作ボタン１１４の操作に応じて、画像処理部１２０、表示処理部１２２を制御するＣＰＵなどを含む制御部１２４を備えている。
この制御部１２４は、後述する制御回路１２６、メモリ１２８（図４）などを含んでいる。
【００１０】
次に、レンズ鏡筒１０の構成について説明する。
図４に示すように、レンズ鏡筒１０は、鏡筒本体１６（図３参照）を有し、この鏡筒本体１６に光学系１４が収容されている。
ここで、光学系１４の光軸Ａ方向で被写体側を前方とし、光軸Ａ方向で撮像素子１８側を後方とすると、撮像素子１８はその撮像面１８０２を前方に臨ませるとともに、光学系１４の光軸Ａが撮像面１８０２と直交しかつ該撮像面１８０２の中心を通るように鏡筒本体１６の後部に取着されている。
光学系１４は、光軸Ａ方向の位置が定められた第１、第２固定レンズ２０、２４と、光軸Ａ方向に移動可能に設けられた第１、第２移動レンズ２２、２６とを有している。さらに詳しく説明すると、光学系１４は、光学的には４群からなるインナーフォーカスレンズとして構成され、光学系１４を構成する４群は、前方から後方に向かってこの順番で配設された第１固定レンズ２０、第１移動レンズ２２、第２固定レンズ２４、第２移動レンズ２６によって構成されている。
第１移動レンズ２２は該第１移動レンズ２２を光軸Ａ方向に移動させることにより光学系１４の焦点距離が変化されるズームレンズとして構成され、第２移動レンズ２６は光軸Ａ方向に移動させることにより光学系１４の焦点調節がなされるフォーカスレンズとして構成されている。すなわち、第１移動レンズ２２の変位によって焦点距離を可変し、この焦点距離の変化によって生じた合焦位置のずれを第２移動レンズ２４の変位によって修正し適切に合焦させるように構成されている。
【００１１】
次に本実施例に関わる撮像装置１００の主要な部分について説明する。
まず、第１固定レンズ２０、第１固定レンズ移動手段２８の構成について説明する。
第１固定レンズ２０は、環板状に形成された第１固定レンズ枠２００２に保持されている。
第１固定レンズ枠２００２は径方向外方に延出された可撓性を有するヒンジ部２００４を介して鏡筒本体１６に連結され、第１固定レンズ２０は、ヒンジ部２００４によってその光軸が傾く方向に傾動可能に支持されている。
第１固定レンズ移動手段２８は第１固定レンズ２０の光軸の傾きを変化させるものである。第１固定レンズ移動手段２８は、第１固定レンズ枠２００２の周方向に間隔をおいた２箇所からそれぞれ径方向外方に延出された突片２００６と、各突片２００６に設けられた雌ねじ２００８と、光学系１４の光軸Ａ方向に延在し雌ねじ２００８に螺合される雄ねじ部材２０１０と、鏡筒本体１６で支持され雄ねじ部材２０１０を回転するモータ２０１２（例えばステッピングモータなど）と、各モータ２０１２を駆動する駆動回路２０１４とを有している。
したがって、各モータ２０１２により雄ねじ部材２０１０がそれぞれ回転されることで各突片２００６が光学系１４の光軸Ａ方向に動かされ、これにより第１固定レンズ枠２００２および第１固定レンズ２０がヒンジ部２００４を支点として光軸Ａ方向に傾動され、第１固定レンズ２０はその光軸が傾く方向に動かされる（揺動されるあるいは傾動される）。
【００１２】
次に、第１移動レンズ２２について説明する。
第１移動レンズ２２は、環板状に形成された第１移動レンズ枠２２０２に保持されている。
第１移動レンズ枠２２０２の外周部には周方向に間隔をおいて第１軸受部２２０４と第２軸受部２２０６が設けられている。
第１軸受部２２０４、第２軸受部２２０６には、光軸Ａと平行に延在する第１、第２ガイド軸２２０８、２２１０がそれぞれ挿通されており、第１、第２ガイド軸２２０８、２２１０は、例えば均一外径の円柱状に形成され、それらの延在方向の両端が鏡筒本体１６に取付けられている。
したがって、第１移動レンズ２２は、これら第１、第２ガイド軸２２０８、２２１０、第１、第２軸受部２２０４、２２０８によって光学系１４の光軸Ａ回りに回転不能で、かつ、光学系１４の光軸Ａ方向に沿って往復直線移動可能に案内されている。
第１移動レンズ２２は、図示されない第１移動レンズ移動手段によって光学系１４の光軸Ａ方向に移動される。前記第１移動レンズ移動手段としては従来公知の様々な構成が採用可能であり、例えば、前記第１移動レンズ移動手段は、第１移動レンズ枠２２０２に連結された雌ねじ部材と、光学系１４の光軸Ａ方向に延在され前記雌ねじ部材に螺合される雄ねじ部材と、鏡筒本体１６で支持され該雄ねじ部材を回転するモータ（例えばステッピングモータなど）と、該モータを駆動する駆動回路とで構成されている。
したがって、前記モータにより前記雄ねじ部材が回転されることで雌ねじ部材が光軸Ａ方向に動かされ、これにより第１移動レンズ枠２２０２が光軸Ａ方向に動かされ、第１移動レンズ２２が光軸Ａ方向に移動される。
【００１３】
次に第２固定レンズ２４、第２固定レンズ移動手段３０の構成について説明する。
第２固定レンズ２４は、環板状に形成された第２固定レンズ枠２４０２に保持されている。
第２固定レンズ枠２４０２は径方向外方に延出された可撓性を有するヒンジ部２４０４を介して鏡筒本体１６に連結され、第２固定レンズ２４は、ヒンジ部２４０４によってその光軸が傾く方向に傾動可能に支持されている。
第２固定レンズ移動手段３０は第２固定レンズ２４の光軸の傾きを変化させるものである。第２固定レンズ移動手段３０は、第２固定レンズ枠２４０２の周方向に間隔をおいた２箇所からそれぞれ径方向外方に延出された突片２４０６と、各突片２４０６に設けられた雌ねじ２４０８と、光学系１４の光軸Ａ方向に延在し雌ねじ２４０８に螺合される雄ねじ部材２４１０と、鏡筒本体１６で支持され雄ねじ部材２４１０を回転するモータ２４１２（例えばステッピングモータなど）と、各モータ２４１２を駆動する駆動回路２４１４とを有している。
したがって、各モータ２４１２により雄ねじ部材２４１０がそれぞれ回転されることで各突片２４０６が光学系１４の光軸Ａ方向に動かされ、これにより第２固定レンズ枠２４０２および第２固定レンズ２４がヒンジ部２４０４を支点として光軸Ａ方向に傾動され、第２固定レンズ２４はその光軸が傾く方向に動かされる（揺動されるあるいは傾動される）。
【００１４】
次に、第２移動レンズ２６について説明する。
第２移動レンズ２６は、環板状に形成された第２移動レンズ枠２６０２に保持されている。
第２移動レンズ枠２６０２の外周部には周方向に間隔をおいて第２軸受部２６０４と第２軸受部２６０６が設けられている。
第１軸受部２６０４、第２軸受部２６０６には、光軸Ａと平行に延在する第１、第２ガイド軸２６０８、２６１０がそれぞれ挿通されており、第１、第２ガイド軸２６０８、２６１０は、例えば均一外径の円柱状に形成され、それらの延在方向の両端が鏡筒本体１６に取付けられている。
したがって、第２移動レンズ２６は、これら第１、第２ガイド軸２６０８、２６１０、第１、第２軸受部２６０４、２６０８によって光学系１４の光軸Ａ回りに回転不能で、かつ、光学系１４の光軸Ａ方向に沿って往復直線移動可能に案内されている。
第２移動レンズ２６は、図示されない第２移動レンズ移動手段によって光学系１４の光軸Ａ方向に移動される。前記第２移動レンズ移動手段としては従来公知の様々な構成が採用可能であり、例えば、前記第２移動レンズ移動手段は、第２移動レンズ枠２６０２に連結された雌ねじ部材と、光学系１４の光軸Ａ方向に延在され前記雌ねじ部材に螺合される雄ねじ部材と、鏡筒本体１６で支持され該雄ねじ部材を回転するモータ（例えばステッピングモータなど）と、該モータを駆動する駆動回路とで構成されている。
したがって、前記モータにより前記雄ねじ部材が回転されることで雌ねじ部材が光軸Ａ方向に動かされ、これにより第２移動レンズ枠２６０２が光軸Ａ方向に動かされ、第２移動レンズ２６が光軸Ａ方向に移動される。
【００１５】
次に、第１、第２固定レンズ移動手段２８、３０、第１、第２移動レンズ移動手段を制御する制御系の構成について説明する。
図４に示すように、制御回路１２６は、第１固定レンズ移動手段２８の駆動回路２０１４を制御することによって第１固定レンズ２０の光軸を傾けるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、第１固定レンズ２０の光軸をメモリ１２８から読み出した適正傾きＤ１にさせるために必要な第１固定レンズ２０の光軸の傾き量Ｋ１を生成し、この傾き量Ｋ１に基づいて各モータ２０１２の回転量を制御することで第１固定レンズ２０の光軸を傾けるように構成されている。なお、適正傾きＤ１については後述する。
制御回路１２６は、各モータ２０１２の回転量に基づいて第１固定レンズ２０の傾きを検出（監視）しており、傾き量Ｋ１の生成は、現時点での第１固定レンズ２０の傾きと適正傾きＤ１との間の差分に基づいてなされる。
【００１６】
また、制御回路１２６は、第２固定レンズ移動手段３０の駆動回路２０１４を制御することによって第２固定レンズ２４の光軸を傾けるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、第２固定レンズ２４の光軸をメモリ１２８から読み出した適正傾きＤ２にさせるために必要な第２固定レンズ２４の光軸の傾き量Ｋ２を生成し、この傾き量Ｋ２に基づいて各モータ２４１２の回転量を制御することで第２固定レンズ２４の光軸を傾けるように構成されている。なお、適正傾きＤ２については後述する。
制御回路１２６は、各モータ２４１２の回転量に基づいて第２固定レンズ２４の傾きを検出（監視）しており、傾き量Ｋ２の生成は、現時点での第２固定レンズ２４の傾きと適正傾きＤ２との間の差分に基づいてなされる。
【００１７】
また、制御回路１２６は、前記第１移動レンズ移動手段の駆動回路を制御することによって第１移動レンズ２２を光軸Ａ方向に移動させるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、十字スイッチ１１２や操作スイッチ１１４によるズーム操作に伴って生成されるズーム用データに基づいて前記モータの回転量を制御することで第１移動レンズ２２の光軸方向の位置を調整するように構成されている。また、制御回路１２６は、前記モータの回転量に基づいて第１移動レンズ２２の光軸Ａ方向の位置データ、すなわちズーム位置を検出するように構成されている。
また、制御回路１２６は、前記第２移動レンズ移動手段の駆動回路を制御することによって第２移動レンズ２６を光軸Ａ方向に移動させるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、オートフォーカス動作に伴って生成されるフォーカス用データに基づいて前記モータの回転量を制御することで第２移動レンズ２６の光軸方向の位置を調整するように構成されている。また、制御回路１２６は、前記モータの回転量に基づいて第２移動レンズ２６の光軸Ａ方向の位置データ、すなわちフォーカス位置を検出するように構成されている。
【００１８】
次に、メモリ１２８について詳細に説明する。
メモリ１２８は、第１移動レンズ２２のズーム位置を示すズーム位置データＤｚと、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を示すフォーカス位置データＤｚとに対応して、第１固定レンズ２０の光軸の適正傾きＤ１を格納している。適正傾きＤ１とは、撮像素子１８における結像状態が最良となる第１固定レンズ２０の傾きである。
図５は、これらズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、傾き量Ｄ１との関係を示す線図である。すなわち、このような線図で示される各データがマップとしてメモリ１２８に格納されており、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとが特定されることにより第１固定レンズ２０の適正傾きＤ１が特定され読み出されることになる。言い換えると、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとが特定されることにより、第１固定レンズ２０の適正傾きＤ１が生成される。
【００１９】
また、メモリ１２８は、第１移動レンズ２２のズーム位置を示すズーム位置データＤｚと、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を示すフォーカス位置データＤｚとに対応して、第２固定レンズ２４の光軸の適正傾きＤ２を格納している。適正傾きＤ２とは、撮像素子１８における結像状態が最良となる第２固定レンズ２４の傾きである。
したがって、この場合にも、図５に示す線図で示されるように各データがメモリ１２８に格納されており、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとが特定されることにより、第２固定レンズ２４の適正傾きＤ２が生成される。
このような第１、第２固定レンズ２０、２４の適正傾きＤ１、Ｄ２は、後述するように、撮像装置１００にレンズ鏡筒１０が組み込まれた状態で生成され、メモリ１２８に格納されている。
【００２０】
次に、適正傾きＤ１、Ｄ２を生成する手順について説明する。
まず、制御回路１２６は、前記第１移動レンズ移動手段を制御することによって、第１移動レンズ２２のズーム位置をテレ端乃至ワイド端の間の複数の位置でそれぞれ位置決めするとともに、前記第２移動レンズ移動手段を制御することによって、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を所定の物体距離に合焦するように位置決めする。
そして、各ズーム位置およびフォーカス位置において、第１、第２固定レンズ移動手段２８、３０を制御して第１、第２固定レンズ２２、２６を傾けることにより撮像素子１８における結像状態が最良となる適正傾きＤ１、Ｄ２を求め、これら適正傾きＤ１、Ｄ２をメモリ１２８に格納する。
撮像素子１８における結像状態が最良であることを評価する手段としては撮像装置１００に接続されたコンピュータを用いることができ、撮像素子１８から得られる画像データを前記コンピュータによって評価すればよい。
前記評価は、従来公知の様々な方法によって行うことができ、例えば、前記画像データに基づいて算出された収差、ＰＳＦ（point spread function）、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）によって行うことができる。
なお、本実施例においては、制御回路１２６およびメモリ１２８によって、特許請求の範囲の適正値生成手段が構成され、制御回路１２６および駆動回路２０１４、２４１４によって特許請求の範囲の制御手段が構成されている。
【００２１】
次に撮像装置１００の撮影時の動作について図６のフローチャートを参照して説明する。
撮像装置１００のズーム操作用の十字スイッチ１１２、あるいは、操作スイッチ１１４が操作されると、制御回路１２６によって第１移動レンズ２２が光軸方向に移動されズーム動作が行われる（ステップＳ１０）。次いで第２移動レンズ２６が光軸方向に移動されオートフォーカス動作が行われる（ステップＳ１２）。
制御回路１２６は、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとに基づいてメモリ１２８から第１、第２固定レンズ２０、２４の適正傾きＤ１、Ｄ２を読み出す（ステップＳ１４）。
次いで、制御回路１２６は、適正傾きＤ１、Ｄ２に基づいて駆動回路２０１４、２４１４を制御することにより第１、第２固定レンズ２０、２４の光軸が適正傾きＤ１、Ｄ２となるように傾ける（ステップＳ１６）。この結果、撮像素子１８の撮像面１８０２に結像される被写体像の結像状態が最良となる。
この状態でシャッターボタン１０８が操作されることにより撮像素子１８に結像された像は撮像されて撮像信号として画像処理部１２０に出力され画像データが生成され、メモリカード１１６に記録される（ステップＳ１８）。
【００２２】
以上説明したように本実施例によれば、第１、第２移動レンズ２２、２６の光軸方向の位置に対応して撮像素子１８における結像状態が最良となるように第１、第２固定レンズ２０、２４の光軸がそれぞれ傾けられる。
すなわち、第１、第２移動レンズ２０、２４が光軸Ａ方向に移動することで発生する、第１、第２固定レンズ２０、２４と第１、第２移動レンズ２２、２６との間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きの変動が考慮された状態で第１、第２固定レンズ２０、２４の光軸がそれぞれ傾けられる。
また、レンズ鏡筒１０を撮像装置１００内に組み付ける際に生じる応力によって発生する、第１、第２固定レンズ２０、２４と第１、第２移動レンズ２２、２６との間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きが考慮された状態で第１、第２固定レンズ２０、２４の光軸がそれぞれ傾けられる。
したがって、前記光軸のずれや光軸の傾きの変動の影響を最小限に抑え、片ボケなどを抑制して撮像素子１８における結像状態を最良なものとすることができる。
そのため、光学系１４における非共軸な位置ずれを効果的に抑制し、光学系１４の高変倍率化および小型化、撮像素子１８の高画素化を実現する上で有利となる。
なお、本実施例では、適正傾きＤ１、Ｄ２をマップとしてメモリ１２８に格納したが、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚに応じて適正傾きＤ１、Ｄ２を算出する関数を生成してメモリ１２８に格納し、該関数を用いてズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚに応じて適正傾きＤ１、Ｄ２を生成するようにしてもよい。
【実施例２】
【００２３】
次に実施例２について説明する。
実施例２が実施例１と異なるのは、第１、第２固定レンズ移動手段２８、３０が第１、第２固定レンズ２０、２４を光軸Ａと直交する方向に沿って動かすように構成されている点である。以下では実施例１と同様の構成については説明を省略し、実施例１と異なる構成について説明する。
図７は実施例２における第１固定レンズ２０周辺の構成を示す斜視図である。
図７に示すように、第１固定レンズ２０は、矩形板状に形成された固定レンズ枠２０１４に保持されている。
固定レンズ枠２０１４はガイド機構２０１６によって光軸Ａと直交する面において互いに直交するＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持されている。
ガイド機構２０１６は、１つの枠体２０１８と２つのガイド柱２０２０とから構成されている。枠体２０１８は、矩形枠状に形成されその内側の案内溝２０１８Ａで固定レンズ枠２０１４をＸ方向に移動可能に支持している。２つのガイド柱２０２０は鏡筒本体１６で支持され、２つのガイド柱２０２０は枠体２０１８をＸ方向の両側から挟み、その内側の案内溝２０２０Ａで枠体２０１８をＹ方向に移動可能に支持している。
第１固定レンズ移動手段２８は、第１固定レンズ２０をＸ方向に移動させるＸ方向駆動手段２８Ａと、第１固定レンズ２０をＹ方向に移動させるＹ方向駆動手段２８Ｂとで構成されている。
【００２４】
Ｘ方向駆動手段２８Ａは、固定レンズ枠２０１４に設けられ枠体２０１８の案内溝２０１８Ａを通って枠体２０１８の外側に突出する突片２０２２と、Ｘ方向に延在し突片２０２２の雌ねじに螺合される雄ねじ部材２０２６と、雄ねじ部材２０２６の一端に配設され枠体２０１８で支持されて雄ねじ部材２０２６を回転する第１モータ２０２８と、雄ねじ部材２０２６の他端を支持する軸受け部２０２９と、第１モータ２０２８を駆動する駆動回路とで構成されている。
Ｙ方向駆動手段２８Ｂは、枠体２０１８に設けられ２つのガイド柱２０２０のうちの一方のガイド柱２０２０の案内溝２０２０Ａを通ってガイド柱２０２０の外側に突出する突片２０３０と、Ｙ方向に延在し突片２０３０の雌ねじに螺合される雄ねじ部材２０３４と、雄ねじ部材２０３４の一端に配設され前記一方のガイド柱２０２０で支持されて雄ねじ部材２０３４を回転する第２モータ２０３６と、雄ねじ部材２０３４の他端を支持する軸受け部２０３７と、第２モータ２０３６を駆動する駆動回路とで構成されている。
したがって、第１モータ２０２８により雄ねじ部材２０２６が回転されることで突片２０２２がＸ方向に移動されこれにより固定レンズ枠２０１４および第１固定レンズ２０がＸ方向に移動され、第２モータ２０３６により雄ねじ部材２０３４が回転されることで突片２０３０がＹ方向に移動されこれにより固定レンズ枠２０１４および第１固定レンズ２０がＹ方向に移動される。
また、第２固定レンズ移動手段３０は上述した第１固定レンズ移動手段２８と同様に構成されているため説明を省略する。
【００２５】
第１、第２固定レンズ移動手段２８、３０を制御する制御系の構成について図４、図７を参照して説明する。
制御回路１２６は、第１固定レンズ移動手段２８の駆動回路２０１４を制御することによって第１固定レンズ２０を光軸Ａと直交する方向に沿って移動させるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、第１固定レンズ２０の光軸をメモリ１２８から読み出した適正位置Ｄ３にさせるために必要な第１固定レンズ２０の移動量Ｋ３を生成し、この移動量Ｋ３に基づいて第１、第２モータ２０２８、２０３６の回転量を制御することで第１固定レンズ２０を光軸Ａと直交する方向に沿って動かすように構成されている。なお、適正位置Ｄ３については後述する。
制御回路１２６は、第１、第２モータ２０２８、２０３６の回転量に基づいて第１固定レンズ２０の光軸Ａと直交する方向に沿った位置を検出（監視）しており、移動量Ｋ３の生成は、現時点での第１固定レンズ２０の位置と適正位置Ｄ３との間の差分に基づいてなされる。
【００２６】
また、第２固定レンズ２４を移動させる第２固定レンズ移動手段３０も制御回路１２６により第１固定レンズ２０の場合と同様に制御される。すなわち、図面では省略されているが、制御回路１２６は、第２固定レンズ移動手段３０の駆動回路２４１４を制御することによって第２固定レンズ２４を光軸Ａと直交する方向に沿って移動させるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、第２固定レンズ２４の光軸をメモリ１２８から読み出した適正位置Ｄ４にさせるために必要な第２固定レンズ２４の移動量Ｋ４を生成し、この移動量Ｋ４に基づいて第１、第２モータ２０２８、２０３６の回転量を制御することで第２固定レンズ２４を光軸Ａと直交する方向に沿って動かすように構成されている。なお、適正位置Ｄ４については後述する。制御回路１２６は、第１、第２モータ２０２８、２０３６の回転量に基づいて第２固定レンズ２４の光軸Ａと直交する方向に沿った位置を検出（監視）しており、移動量Ｋ４の生成は、現時点での第２固定レンズ２４の位置と適正位置Ｄ４との間の差分に基づいてなされる。
【００２７】
次に、メモリ１２８について詳細に説明する。
メモリ１２８は、第１移動レンズ２２のズーム位置を示すズーム位置データＤｚと、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を示すフォーカス位置データＤｚとに対応して、第１固定レンズ２０の光軸Ａと直交する方向に沿った適正位置Ｄ３を格納している。適正位置Ｄ３とは、撮像素子１８における結像状態が最良となる第１固定レンズ２０の光軸Ａと直交する方向に沿った位置である。
これらズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、第１固定レンズ２０の適正位置Ｄ３との関係は図５と同様な線図で示され、このような線図で示される各データがマップとしてメモリ１２８に格納されており、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとが特定されることにより第１固定レンズ２０の適正位置Ｄ３が特定され読み出されることになる。言い換えると、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとが特定されることにより、第１固定レンズ２０の適正位置Ｄ３が生成される。
【００２８】
また、メモリ１２８は、第１移動レンズ２２のズーム位置を示すズーム位置データＤｚと、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を示すフォーカス位置データＤｚとに対応して、第２固定レンズ２４の光軸Ａと直交する方向に沿った適正位置Ｄ４を格納している。適正位置Ｄ４とは、撮像素子１８における結像状態が最良となる第２固定レンズ２４の光軸Ａと直交する方向に沿った位置である。
これらズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、第２固定レンズ２４の適正位置Ｄ４との関係は図５と同様な線図で示され、このような線図で示される各データがマップとしてメモリ１２８に格納されており、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとが特定されることにより第２固定レンズ２４の適正位置Ｄ４が特定され読み出されることになる。言い換えると、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとが特定されることにより、第２固定レンズ２４の適正位置Ｄ４が生成される。
このような第１、第２固定レンズ２０、２４の適正位置Ｄ３、Ｄ４は、後述するように、撮像装置１００にレンズ鏡筒１０が組み込まれた状態で生成され、メモリ１２８に格納されている。
【００２９】
次に、適正位置Ｄ３、Ｄ４を生成する手順について説明する。
まず、制御回路１２６は、前記第１移動レンズ移動手段を制御することによって、第１移動レンズ２２のズーム位置をテレ端乃至ワイド端の間の複数の位置でそれぞれ位置決めするとともに、前記第２移動レンズ移動手段を制御することによって、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を所定の物体距離に合焦するように位置決めする。
そして、各ズーム位置およびフォーカス位置において、第１、第２固定レンズ移動手段２８、３０を制御して第１、第２固定レンズ２２、２６を光軸Ａと直交する方向に沿って移動させることにより撮像素子１８における結像状態が最良となる光軸Ａと直交する方向に沿った適正位置Ｄ３、Ｄ４を求め、この適正位置にするための第１、第２固定レンズ２８、３０の移動量Ｄ３、Ｄ４を求め、これら移動量Ｄ３、Ｄ４をメモリ１２８に格納する。
撮像素子１８における結像状態が最良であることの評価は実施例１と同様の手段および方法で行えばよい。
なお、本実施例においても、制御回路１２６およびメモリ１２８によって、特許請求の範囲の適正値生成手段が構成され、制御回路１２６および駆動回路２０１４、２４１４によって特許請求の範囲の制御手段が構成されている。
【００３０】
このような構成における撮像装置１００の撮影時の動作は、実施例１における図６のフローチャートと同様に行われるが、制御回路１２６がズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとに基づいてメモリ１２８から第１、第２固定レンズ２０、２４の適正位置Ｄ３、Ｄ４を読み出し、制御回路１２６がこれら適正位置Ｄ３、Ｄ４に基づいて駆動回路２０１４、２４１４を制御することにより第１、第２固定レンズ２０、２４の光軸Ａと直交する方向に沿った位置が適正位置Ｄ３、Ｄ４となるように移動される点が実施例１と異なる。
【００３１】
したがって、実施例２によれば、第１、第２移動レンズ２２、２６の光軸方向の位置に対応して撮像素子１８における結像状態が最良となるように第１、第２固定レンズ２０、２４が光軸Ａと直交する方向に沿ってそれぞれ動かされる。
すなわち、第１、第２移動レンズ２０、２４が光軸Ａ方向に移動することで発生する、第１、第２固定レンズ２０、２４と第１、第２移動レンズ２２、２６との間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きの変動が考慮された状態で第１、第２固定レンズ２０、２４が光軸Ａと直交する方向に沿ってそれぞれ動かされる。
また、レンズ鏡筒１０を撮像装置１００内に組み付ける際に生じる応力によって発生する、第１、第２固定レンズ２０、２４と第１、第２移動レンズ２２、２６との間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きが考慮された状態で第１、第２固定レンズ２０、２４が光軸Ａと直交する方向に沿ってそれぞれ動かされる。
したがって、前記光軸のずれや光軸の傾きの変動の影響を最小限に抑え、片ボケなどを抑制して撮像素子１８における結像状態を最良なものとすることができる。
そのため、光学系１４における非共軸な位置ずれを効果的に抑制し、光学系１４の高変倍率化および小型化、撮像素子１８の高画素化を実現する上で有利となる。
なお、本実施例では、適正位置Ｄ３、Ｄ４をマップとしてメモリ１２８に格納したが、ズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚに応じて移動量Ｄ３、Ｄ４を算出する関数を生成してメモリ１２８に格納し、該関数を用いてズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚに応じて適正位置Ｄ３、Ｄ４を生成するようにしてもよい。
【００３２】
なお、各実施例においては、光学系を構成する固定レンズを光学系の光軸と直交する方向に動かし、あるいは、前記固定レンズの光軸を傾ける方向に該固定レンズを動かすことで、撮像素子における結像状態が最良となるようにしたが、例えば、鏡筒内に配設されたミラーやプリズムによって光学系の光軸が９０度折り曲げられるように構成された撮像装置において、前記ミラーやプリズムを動かすことによって、例えば回転、傾動あるいは直線的移動させることによって、撮像素子における結像状態が最良となるようしてもよいことは勿論である。
また、各実施例においては、撮像装置としてデジタルスチルカメラを例示したが、本発明はビデオカメラやテレビカメラなどの撮像装置あるいはカメラ付携帯電話機あるいはレンズ鏡筒を有する種々の電子機器に無論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施例１の撮像装置を前方から見た斜視図である。
【図２】実施例１の撮像装置を後方から見た斜視図である。
【図３】撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図４】撮像装置の主要部分の構成を示す構成図である。
【図５】ズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、第１、第２固定レンズ２０、２４の光軸の傾き量Ｄ１、Ｄ２との関係を示す線図である。
【図６】撮像装置１００の動作フローチャートである。
【図７】実施例２における第１固定レンズ２０周辺の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３４】
１００……撮像装置、１０……レンズ鏡筒、１４……光学系、１８……撮像素子、２０……第１固定レンズ、２２……第１移動レンズ、２４……第２固定レンズ、２６……第２移動レンズ、２８……第１固定レンズ移動手段、３０……第２固定レンズ移動手段、１２６……制御回路、１２８……メモリ。
【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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