(57)【要約】【課題】小型かつ低コストで補正レンズを移動可能として、像面湾曲補正を行うことを目的とする。【解決手段】第１鏡筒１２に、第２鏡筒１４に設けられた第２レンズ２４の像面湾曲を補正するための補正レンズ１８を設ける。補正レンズ１８は、第２鏡筒１４のハウジング１４Ａに設けられた３本のスタッドピン１４Ｂと補正レンズ１８の貫通穴１８Ａとを、貫通穴１８Ａがスタッドピン１４Ｂの直径に対して十分な大きさを持って係合し、補正レンズ１８を光軸と直交する方向に移動可能とする。そして、第１鏡筒１２と補正レンズ２０を圧電素子シート２０によって連結する。すなわち、圧電素子シート２０に電流を印加することで、圧電素子シート２０に歪みが発生し、これによって補正レンズ１８を第１鏡筒１２内で移動する。【選択図】図１
2007121770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像するレンズの像面湾曲を補正するための補正レンズと、
前記補正レンズの光軸を移動可能に、前記補正レンズを収納する鏡筒と、
前記鏡筒と前記補正レンズを連結し、電流を印加することで発生する歪みによって前記補正レンズの光軸を移動する圧電素子シートと、
を備えたレンズ装置。
【請求項２】
前記レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影信号を取得する撮像素子と、前記撮影信号に基づいて、前記圧電素子シートへ印加する電流を制御する制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記圧電素子シートは、前記補正レンズの光軸と直交する方向に前記補正レンズを移動、または前記補正レンズの光軸と直交する方向を回転軸として前記補正レンズを回転することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記圧電素子シートを複数有し、前記制御手段が、複数の前記圧電素子シートに電流を選択的に印加することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記撮像素子によって予め定めたチャート像を光電変換して取得した撮影信号に基づいて、前記圧電素子シートへ印加する電流を制御することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載のレンズ装置。
【請求項６】
請求項１に記載のレンズ装置の前記補正レンズの位置を調整するレンズ調整装置であって、
前記レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影信号を取得する撮像素子から得られる前記撮影信号に基づいて、前記圧電素子シートへ印加する電流を制御する制御手段を備えることを特徴とするレンズ調整装置。
【請求項７】
前記圧電素子シートは、前記補正レンズの光軸と直交する方向に前記補正レンズを移動、または前記補正レンズの光軸と直交する方向を回転軸として前記補正レンズを回転することを特徴とする請求項６に記載のレンズ調整装置。
【請求項８】
前記レンズ装置が前記圧電素子シートを複数有し、前記制御手段が、複数の前記圧電素子シートに電流を選択的に印加することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のレンズ調整装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記撮像素子によって予め定めたチャート像を光電変換して取得した撮影信号に基づいて、前記圧電素子シートへ印加する電流を制御することを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか１項に記載のレンズ調整装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のレンズ装置を備えたカメラ。
【請求項１１】
請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のレンズ装置と、
前記撮影信号が表す撮影画像の中央の合焦状態と前記撮像画像の４隅の合焦状態とに基づいて、前記補正レンズの合焦状態の最適位置を予め算出して記憶する記憶手段と、
を備え、
前記制御手段が前記記憶手段に記憶された前記最適位置に前記補正レンズを移動するように前記圧電素子シートへ印加する電流を制御することを特徴とするカメラ。
【請求項１２】
請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のレンズ装置を備えたカメラであって、
前記レンズが、撮影倍率を可変可能な倍率可変レンズを含み、前記撮影信号が表す撮影画像の中央の合焦状態と前記撮影画像の４隅の合焦状態とに基づいて、前記撮影倍率毎の前記補正レンズの合焦状態の最適位置を予め算出して記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段が、前記倍率可変レンズの倍率に対応する前記記憶手段に記憶された前記最適位置へ、前記補正レンズを移動するように、前記圧電素子シートへ印加する電流を制御することを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置、レンズ調整装置、及びカメラにかかり、特に、撮影レンズの像面湾曲を補正することが可能なレンズ装置、レンズ調整装置、及びカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズ交換式カメラ等に用いられるレンズ装置には、像面湾曲特性を有するため、光軸以外の部分の像は必ずしも鮮鋭な像となるとは言えない。すなわち、光軸からの距離に応じて像面が湾曲する特性を有するので、光軸付近では鮮鋭な像となるものの、光軸から離れた位置ではピントがぼけた像となる。
【０００３】
そこで、特許文献１に記載の技術では、像面湾曲情報をレンズ鏡筒から受信して、合焦位置を補正して撮像レンズによって結像する被写体像の合焦位置を調整することが提案されている。
【０００４】
合焦位置の調整などを行うためには、補正レンズなどのレンズを移動する必要があるが、レンズの移動方法としては、特許文献２に記載の技術などが提案されている。
【０００５】
特許文献２に記載の技術では、ズームレンズ装置を構成するレンズ群のうち、ズーミングとフォーカシングに寄与するレンズ群を保持する保持枠のピンを、フォーカスカム環のカム溝を貫通し、ズームカム環のカム溝に係合し、フォーカスカム環に圧電素子型アクチュエータを取り付けて、圧電素子に駆動パルスを印加することで、フォーカスカム環を光軸方法に移動して焦点合わせを行うことが提案されている。
【０００６】
一方、複数のレンズを備える場合には、レンズの光軸のずれが像面湾曲等の原因となる。そこで、特許文献３に記載の技術では、レンズの光軸のずれを検出する装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１２１９１３号公報
【特許文献２】特開平８−９４９０６号公報
【特許文献３】特開２００３−１１４１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献３に記載の技術では、レンズの光軸ずれを検出するのみであり、その補正方法やレンズの光軸ずれを補正するための補正レンズの移動方法等までは提案されていない。
【０００８】
また、特許文献１に記載の技術も同様に、レンズ装置から像面湾曲情報を取得して補正することが提案されているものの、像面湾曲を補正するためのレンズの移動方法などについては提案されていない。
【０００９】
さらに、特許文献２に記載の技術では、圧電素子によってレンズを光軸方向に移動することが提案されているものの、光軸ずれによって発生する像面湾曲を補正することができない、という問題があると共に、レンズを光軸方向に移動するために複雑な機構が必要である、という問題がある。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、小型かつ低コストで補正レンズを移動可能として、像面湾曲補正を行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために請求項１に記載のレンズ装置は、被写体像を結像するレンズの像面湾曲を補正するための補正レンズと、前記補正レンズの光軸を移動可能に、前記補正レンズを収納する鏡筒と、前記鏡筒と前記補正レンズを連結し、電流を印加することで発生する歪みによって前記補正レンズの光軸を移動する圧電素子シートとを備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、被写体像を結像するレンズの像面湾曲を補正するための補正レンズが圧電素子シートによって連結されて鏡筒に収納される。鏡筒に収納された補正レンズは、補正レンズの光軸が移動可能に収納されているので、圧電素子シートに電流を印加することによって、圧電素子シートに歪みが発生してレンズの光軸を移動することができる。例えば、請求項３に記載の発明のように、圧電素子シートは、補正レンズの光軸と直交する方向に補正レンズを移動、または補正レンズの光軸と直交する方向を回転軸として補正レンズを回転するようにしてもよい。
【００１３】
すなわち、圧電素子シートによって補正レンズの光軸を移動することで、補正レンズによる結像位置が変わるので、レンズの像面湾曲を補正することができる。
【００１４】
従って、比較的安価で、かつ小型な圧電素子シートを用いて補正レンズを移動することができるので、小型かつ低コストな構成で補正レンズを移動して、像面湾曲補正を行うことができる。
【００１５】
例えば、請求項２に記載の発明のように、レンズによって結像された被写体像を光源変換して撮影信号を取得する撮像素子と、撮像素子から得られる撮影信号に基づいて、圧電素子シートへ印加する電流を制御する制御手段と、を更に備えることによって、像面湾曲を補正することが可能となる。
【００１６】
この時、制御手段は、請求項４に記載の発明のように、圧電素子シートを複数有する場合には、複数の圧電素子シートに電流を選択的に印加することによって、補正レンズを移動することができる。すなわち、制御手段は、電流を印加する圧電素子シートを選択制御すると共に、印加する電流値を制御するようにしてもよい。
【００１７】
なお、制御手段は、請求項５に記載の発明のように、撮像素子によって予め定めたチャート像を光電変換して取得した撮影信号に基づいて、圧電素子シートへ印加する電流を制御するようにしてもよい。
【００１８】
請求項６に記載のレンズ調整装置は、請求項１に記載のレンズ装置の前記補正レンズの位置を調整するレンズ調整装置であって、前記レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影信号を取得する撮像素子から得られる前記撮影信号に基づいて、前記圧電素子シートへ印加する電流を制御する制御手段を備えることを特徴としている。
【００１９】
請求項６に記載のレンズ調整装置によれば、レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮影信号を取得する撮像素子から得られる撮影信号に基づいて、圧電素子シートへ印加する電流を制御する制御手段を備えているので、請求項２に記載のレンズ装置と同様に、像面湾曲を補正することができる。また、請求項１に記載のレンズ装置を調整するので、小型かつ低コストな構成で補正レンズを移動して、像面湾曲を補正することができる。
【００２０】
例えば、圧電素子シートは、請求項７に記載の発明のように、圧電素子シートは、補正レンズの光軸と直交する方向に補正レンズを移動、または補正レンズの光軸と直交する方向を回転軸として補正レンズを回転するようにしてもよい。
【００２１】
また、制御手段は、請求項８に記載の発明のように、圧電素子シートを複数有する場合には、複数の圧電素子シートに電流を選択的に印加することによって、補正レンズを移動することができる。すなわち、制御手段は、電流を印加する圧電素子シートを選択制御すると共に、印加する電流値を制御するようにしてもよい。
【００２２】
また、制御手段は、請求項９に記載の発明のように、撮像素子によって予め定めたチャート像を光電変換して取得した撮影信号に基づいて、圧電素子シートへ印加する電流を制御するようにしてもよい。
【００２３】
なお、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のレンズ装置は、請求項１０に記載の発明のように、カメラに備えるようにしてもよい。
【００２４】
また、請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のレンズ装置を備えたカメラの場合には、請求項１１に記載の発明のように、撮影信号が表す撮影画像の中央の合焦状態と撮像画像の４隅の合焦状態とに基づいて、補正レンズの合焦状態の最適位置を予め算出して記憶する記憶手段を備えて、制御手段が、記憶手段に記憶された最適位置に補正レンズを移動するように圧電素子シートへ印加する電流を制御するようにしてもよい。すなわち、記憶手段に記憶された最適位置に補正レンズを移動するので、補正レンズの最適位置の算出などの処理を短縮することができ、高速に像面湾曲を補正することが可能となる。
【００２５】
また、請求項２乃至請求項５の何れか１項に記載のレンズ装置のレンズが撮影倍率を可変可能な倍率可変レンズを含む場合には、請求項１２に記載の発明のように、撮影信号が表す撮影画像の中央の合焦状態と撮影画像の４隅の合焦状態とに基づいて、撮影倍率毎の補正レンズの合焦状態の最適位置を予め算出して記憶する記憶手段を備えて、制御手段が、倍率可変レンズの倍率に対応する記憶手段に記憶された補正レンズの最適位置へ、レンズを移動するように、圧電素子シートへ印加する電流を制御するようにしてもよい。すなわち、レンズ倍率毎に補正レンズの最適位置を記憶しているので、各倍率毎の補正レンズの最適位置の算出などの処理を短縮することができ、高速に像面湾曲を補正することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように本発明によれば、圧電素子シートを用いて補正レンズの光軸を移動するので、小型かつ低コストで補正レンズを移動可能として、像面湾曲補正を行うことができる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態に係わるレンズ装置の構成を示す分解斜視図である。
【００２９】
本発明の実施の形態に係わるレンズ装置は、カメラユニットとしてカメラに内蔵または取り付けて使用するものである。
【００３０】
本発明の実施の形態に係わるレンズ装置１０は、図１に示すように、第１鏡筒１２と第２鏡筒１４とで構成されている。
【００３１】
第１鏡筒１２には、保護ガラス１６が設けられており、保護ガラス１６の後方側（第１鏡筒１２内側）に、第２鏡筒１４に設けられた第２レンズ２４の像面湾曲を補正するための補正レンズ１８が設けられている。補正レンズ１８は、第２鏡筒１４のハウジング１４Ａに設けられた３本のスタッドピン１４Ｂが貫通する貫通穴１８Ａを有しており、貫通穴１８Ａとスタッドピン１４Ｂとが係合するようになっている。貫通穴１８Ａはスタッドピン１４Ｂの直径に対して十分な大きさを持っており、補正レンズ１８が補正レンズ１８の光軸と直交する方向に移動可能とされている。なお、補正レンズ１８の光軸と直交する方向を回転軸として回転可能としてもよい。
【００３２】
また、第１鏡筒１２と補正レンズ１８間に圧電素子シート２０が設けられており、第１鏡筒１２と補正レンズ２０が圧電素子シート２０によって連結されている。圧電素子シート２０に電流を印加することによって、圧電素子シート２０に歪みが発生し、これによって補正レンズ１８が第１鏡筒１２内で補正レンズ１８が移動して、補正レンズ１８の光軸が移動する。本実施の形態では、補正レンズ１８は光軸と直交する方向に移動される。なお、圧電素子シート２０は、フレキシブルケーブル２２に接続されて、図２に示すシステムコントローラ３６に接続可能されている。また、本実施の形態では、３つの圧電素子シート２０によって補正レンズ１８を支持するようにしたが、これに限るものではなく、例えば、４つ以上の圧電素子シート２０で補正レンズ１８を支持するようにしてもよい。
【００３３】
第２鏡筒１４内には、上述の第２レンズ２４及び撮像素子２６が設けられており、第１鏡筒１２の保護ガラス１６及び補正レンズ１８、並びに第２鏡筒１４の第２レンズ２４を介して被写体像が撮像素子２６に結像されるようになっている。
【００３４】
続いて、上述のように構成された本発明のレンズ装置１０を調整するレンズ調整装置３０について説明する。
【００３５】
図２は、本発明の実施の形態に係わるレンズ調整装置３０の構成を示すブロック図である。
【００３６】
本発明の実施の形態に係わるレンズ調整装置３０は、図２に示すように、ドライバ３２、信号処理部３４、システムコントローラ３６、表示装置３８、及び操作部４０を含んで構成されている。
【００３７】
ドライバ３２は、上述のレンズ装置１０に設けられた撮像素子２６を駆動して、撮影信号を取得する。撮像素子２６によって取得された撮影信号は信号処理部３４によって処理されてシステムコントローラ３６に入力されるようになっている。
【００３８】
信号処理部３４は、例えば、ＣＤＳ回路、アナログ／デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ」と称す）等を含んで構成され、撮像素子２６から読み出された被写体像を示す撮影信号を相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）処理すると共にＲ、Ｇ、Ｂの各色信号に色分解処理して各色信号の信号レベルの調整を行い、ＣＤＳ回路により処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換して、Ａ／Ｄによってデジタルデータに変換されたデータに対して、図示しないホワイトバランス調整、ガンマ補正、ＹＣ信号作成などの処理を行う。なお、信号処理部３４は、所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ等）でデジタル画像データに対して圧縮処理を施すと共に、圧縮処理されたデジタル画像データに対して伸張処理を施す圧縮・伸張部などを更に行うようにしてもよい。
【００３９】
システムコントローラ３６は、撮像素子２６によって撮影し、信号処理部３４によって処理された撮影信号を解析し、解析結果に基づいて、圧電素子シート２０に電流を印加して補正レンズ１８を移動し、第２レンズ２４の湾曲収差を補正する。システムコントローラ３６は、例えば、撮影信号を複数の領域に分割して、分割した各領域についてピント状態を算出して、撮影信号が表す画像中央のピント状態や、４隅のピント状態等を算出し、算出結果に基づいて補正レンズ１８の移動方向及び移動量を決定するようになっており、決定した補正レンズ１８の移動方向及び移動量で補正レンズ１８が移動するように、圧電素子シート２０に電流を印加する。これによって、圧電素子シート２０に歪みが発生して、補正レンズ１８が光軸と直交する方向に移動し、第２レンズ２４の湾曲収差を補正することができる。なお、システムコントローラ３６は、電流を印加する圧電素子シート２０を選択したり、印加する電流値を制御したりすることによって補正レンズ１８の移動を制御する。
【００４０】
表示装置３８は、システムコントローラ３６によるピント状態の解析結果等を表示し、操作部４０は、レンズ装置１０の調整に関する指示等の入力を行う。なお、本実施の形態では、表示装置３８及び操作部４０を設けるようにしたが、省略するようにしてもよい。
【００４１】
また、レンズ調整装置３０は、図２に示すように、上述のレンズ装置１０を収納するようになっており、レンズ装置１０の撮像素子２６は、ドライバ３２及び信号処理部３４に接点電極やコネクタ等によって電気的に接続され、レンズ装置１０の圧電素子シート２０が接続されたフレキシブルケーブル２２は、システムコントローラ３６と接点電極やコネクタ等によって電気的に接続されるようになっている。
【００４２】
なお、本実施形態では、レンズ装置１０をレンズ調整装置３０に収納してレンズ装置１０の調整をレンズ調整装置３０で行う例を説明するが、図３に示すように、レンズ装置１０及びレンズ調整装置３０の構成（ドライバ３２、信号処理部３４、システムコントローラ３６、表示装置３８、及び操作部４０）を備えたカメラニット４２を構成するようにしてもよい。
【００４３】
続いて、本発明の実施の形態に係わるレンズ調整装置３０でレンズ装置１０の調整を行う際の処理について説明する。
【００４４】
図４は、本発明の実施の形態に係わるレンズ調整装置３０でレンズ装置１０の調整を行う際の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００４５】
まず、図２に示すように、レンズ装置１０をレンズ調整装置３０内にセットして、操作部４０等によって測定開始を指示すると、ステップ１００では、予め定めたチャートの撮像素子２６によって撮影してステップ１０２へ移行する。
【００４６】
ステップ１０２では、撮像素子２６によって撮影し、信号処理部３４によって信号処理されて生成された撮影信号がシステムコントローラ３６に入力されて、システムコントローラ３６によって撮影信号の解析を行う。システムコントローラ３６は、撮影信号から画像のピント状態を解析する。ピント状態の解析としては、例えば、画像の周波数を解析したり、コントラストを解析したりすることによって行う。
【００４７】
次にステップ１０４では、ステップ１０２の解析結果から４隅のぼけ量が略同一か否かをシステムコントローラ３６によって判定する。該判定は、例えば、撮影信号を複数の領域に分割して周波数解析して、４隅に対応する領域の周波数が略同一か否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ１０６へ移行し、肯定された場合にはステップ１１０へ移行する。なお、ぼけ量は、オートフォーカス等で用いるＴＴＬ（Through The Lens）方式でコントラストの最大値等を測定することでぼけ量を測定して、４隅のぼけ量が略同一か否かを判定するようにしてもよい。
【００４８】
ステップ１０６では、ステップ１０２の解析結果に基づいて補正レンズ１８の移動方向及び移動量をシステムコントローラ３６によって算出して、ステップ１０８へ移行する。例えば、システムコントローラ３６は、撮影画像の中央以外のピントが合っていない領域では、ピントが合っている領域よりも高い周波数で収束するので、４隅の領域の画像の周波数が略同一となる、補正レンズ１８の移動方向及び移動量を算出する。
【００４９】
ステップ１０８では、ステップ１０６の算出結果に基づいて圧電素子シート２０への電流制御をシステムコントローラ３６が行ってステップ１０２に戻って上述の処理を繰り返す。すなわち、ステップ１０６で算出した補正レンズ１８の移動方向となるように電流を印加する圧電素子シート２０を決定して、算出した移動量となるように圧電素子シート２０へ電流を印加する。これによって圧電素子シート２０に歪みが発生し、補正レンズ１８が光軸と直交する方向に移動される。
【００５０】
一方、補正レンズ１８の移動が行われて撮影信号が表す画像の４隅のぼけ量が略同一となり、ステップ１０４の判定が肯定されてステップ１１０へ移行すると、補正レンズ１８の位置の記憶処理を行って一連の処理を終了する。なお、ステップ１１０の補正レンズ位置記憶処理としては、例えば、４隅のぼけが略同一となる補正レンズ１８位置となる、電流を印加すべき圧電素子シート２０及び当該圧電素子シート２０に印加する電流値等（圧電素子シート２０への通電制御値）をレンズ装置１０に記憶したり、レンズ装置１０を搭載するカメラ等に記憶したりする。
【００５１】
このように、本実施の形態では、圧電素子シート２０を用いて補正レンズ１８を移動することができるので、補正レンズ１８の移動機構を小型化することができる。また、圧電素子シート２０は、比較的安価であるため低コストで補正レンズ１８の移動機構を構成することができる。従って、小型かつ低コストでレンズを移動可能として、像面湾曲を補正することができる。
【００５２】
続いて、上述した本発明の実施の形態に係われるレンズ装置１０及びレンズ調整装置３０の機能を含むデジタルカメラについて説明する。
【００５３】
図５は、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【００５４】
デジタルカメラ５０は、図５に示すように、被写体像を結像させるためのズームレンズ５４及びフォーカス（ＡＦ）レンズ５６、及び上述のレンズ装置１０の補正レンズ１８を含んで構成されたレンズユニット５２、レンズユニット５２の光軸後方に配設されて被写体像を撮像する撮像素子２６、ＣＤＳ回路６０、アナログ／デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ」と称す）６２、データ処理部６４、レンズ駆動制御部６６、補正レンズ駆動制御部６８、及びデジタルカメラ５０の全体的な動作を司るマイクロコンピュータ７０を備えている。
【００５５】
ＣＤＳ６０は、ＣＣＤ５８から読み出された被写体像を示す撮影信号を相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）処理すると共にＲ、Ｇ、Ｂの各色信号に色分解処理して各色信号の信号レベルの調整を行い、Ａ／Ｄ６２は、ＣＤＳ回路６０により処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、データ処理部６４は、Ａ／Ｄ６２によってデジタルデータに変換されたデータに対して、図示しないホワイトバランス調整、ガンマ補正、ＹＣ信号作成などを行うと共に、所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ等）でデジタル画像データに対して圧縮処理を施すと共に、圧縮処理されたデジタル画像データに対して伸張処理を施す圧縮・伸張部などを行う。なお、ＣＣＤ５８は、図示しないタイミングジェネレータから発生されるタイミング信号に同期して駆動される。
【００５６】
また、レンズ駆動制御部６６は、レンズユニット５２に含まれるズームレンズ５４を移動（鏡筒の伸縮）させるためのズームモータ、フォーカス（ＡＦ）レンズ５６を移動させるためのＡＦ（Auto Focus）モータ、及び図示しない絞り・シャッタ機構等を駆動するアイリスシャッタモータ等の各モータを駆動する。レンズ駆動制御部６６は、マイクロコンピュータ７０からの指示によって、ＣＣＤ５８による撮像によって得られた画像のコントラストが最大となるように、ＡＦレンズ５６を駆動することで合焦制御（自動焦点調整）を行う。自動焦点調整としては、読み取られた画像のコントラストが最大となるようにＡＦレンズ５６の位置を設定する、所謂ＴＴＬ測光方式を採用している。なお、自動焦点調整は、シャッターボタンが半押しされることにより開始され、例えば、予め定めたオートフォーカス・フレームによって示される撮影位置の被写体に対して焦点を調整するようになっている。
【００５７】
補正レンズ駆動制御部６８は、上述のレンズ装置１０の第１鏡筒１２と補正レンズ１８間に設けられた圧電素子シート２０の通電制御を行うことで、補正レンズ１８の移動を制御する。すなわち、補正レンズ１８を移動することによって像面湾曲を補正することができる。
【００５８】
また、マイクロコンピュータ７０には、ＣＣＤ５８による撮像によって得られた被写体像や各種情報を表示する画像表示部７２、電源スイッチ、操作ボタン、シャッターボタン等を含む操作部７４、補正レンズ１８の移動を制御するシステムコントローラ３６、デジタルカメラ５０の各種制御を行うためのプログラム等を記憶したＲＯＭ７６、各種プログラムの展開やデータの一次保存等を行うＲＡＭ７８、撮影時に参照される各種の調整データ（例えば、、オートフォーカス用データ、ＣＣＤ３２のシェーディング補正用データなど）等を記憶したＥＥＰＲＯＭ８０、撮影することによって得られる撮影信号を画像データとして記憶するメモリカード８２との接続を行うインターフェース（Ｉ／Ｆ）８４等が接続されている。
【００５９】
なお、画像表示部７２は、撮影によって得られる画像の表示や各種情報の表示の他に、ＣＣＤ５８による連続的な撮像によって得られる動画像（スルー画像）を表示するファインダとしても機能する。
【００６０】
そして、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラ５０は、レンズユニット５２の像面湾曲を補正するための測定モードを有しており、測定モードを起動することによって補正レンズ１８の移動位置を決定するようになっている。なお、測定モードへは、例えば、操作部７４を操作することによって移行する。
【００６１】
続いて、上述のように構成されたデジタルカメラ５０で行われる測定モード時の処理について説明する。
【００６２】
図６は、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラ５０の測定モード時に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【００６３】
デジタルカメラ５０の操作部７４が操作されて測定モードへ移行すると、ステップ２００では、ズームレンズ５４を広角端に移動してステップ２０２へ移行する。すなわち、マイクロコンピュータ７０がレンズ駆動制御部６６にズームレンズ５４の移動指示を行うことによって、レンズ駆動制御部６６がズームレンズ５４を広角端へ移動する。
【００６４】
ステップ２０２では、ＡＦ処理を開始してステップ２０４へ移行する。ＡＦ処理は、例えば、適当な被写体に対してデジタルカメラ５０を向けてシャッターボタン等を半押しすることによってＡＦ動作を開始し、レンズ駆動制御部６６がＡＦレンズ５６を駆動しながら、読み取られた画像のコントラストが最大となるようにＡＦレンズ５６の位置を設定する。
【００６５】
次にステップ２０４では、撮影画像の４隅のぼけ量の測定をマイクロコンピュータ７０が行う。詳細には、撮影信号の周波数を用いてピント状態を解析して、撮影信号が表す撮影画像を複数の領域に分割して、各分割した領域に対応する画像の周波数を測定することによって４隅のぼけ量を測定する。なお、ぼけ量の測定は、オートフォーカス等で用いるＴＴＬ方式でコントラストの最大値等を測定することでぼけ量を測定するようにしてもよい。
【００６６】
続くステップ２０６では、ステップ２０４のぼけ量測定結果から４隅のぼけ量が略同一か否かをマイクロコンピュータ７０によって判定する。該判定は、例えば、撮影信号を複数の領域に分割して周波数解析して、４隅に対応する領域の周波数が略同一か否かを判定し、該判定が否定された場合にはステップ２０８へ移行し、肯定された場合にはステップ２１２へ移行する。
【００６７】
ステップ２０８では、マイクロコンピュータ７０によってピント状態を解析して、補正レンズ１８の移動方向及び移動量を算出してステップ２１０へ移行する。例えば、マイクロコンピュータ７０は、撮影画像の中央以外のピントが合っていない領域では、ピントが合っている領域よりも高い周波数で収束するので、４隅の領域の画像の周波数が略同一となる、補正レンズ１８の移動方向及び移動量を算出する。
【００６８】
ステップ２１０では、ステップ２０８の算出結果に基づいて圧電素子シート２０への電流制御をマイクロコンピュータ７０が行ってステップ２０４に戻って上述の処理を繰り返す。すなわち、ステップ２０６で算出した補正レンズ１８の移動方向となるように電流を印加する圧電素子シート２０を決定して、算出した移動量となるように圧電素子シート２０へ電流を印加する。これによって圧電素子シート２０に歪みが発生し、補正レンズ１８が光軸と直交する方向に移動される。
【００６９】
一方、補正レンズ１８の移動が行われて撮影信号が表す画像の４隅のぼけ量が略同一となり、ステップ２０６の判定が肯定されてステップ２１２へ移行すると、補正レンズ１８の位置（圧電素子シート２０への通電制御値）を補正レンズ情報としてＲＡＭ７８等に記録してステップ２１４７へ移行する。
【００７０】
ステップ２１４では、ズームレンズ５４の位置が望遠端か否かをマイクロコンピュータ７０が判定する。該判定は、レンズ駆動制御部６６からズームレンズ５４の位置情報を取得し、当該位置情報から望遠端か否かを判定し、該判定が否定された場合には、ステップ２１６へ移行して、マイクロコンピュータ７０がズームレンズ５４を１ステップ望遠端側に移動する指示をレンズ駆動制御部６６に出力することによってズームレンズ５４を１ステップ望遠端側に移動してステップ２０４に戻って上述の処理を繰り返し、ステップ２１４の判定が肯定されたところで一連の測定モード時の処理を終了する。
【００７１】
このように、本実施の形態では、上述のレンズ装置１０及びレンズ調整装置３０と同様に、圧電素子シート２０を用いて補正レンズ１８を移動することができるので、補正レンズ１８の移動機構を小型することができ、デジタルカメラ５０を小型化することができる。また、圧電素子シート２０は、比較的安価であるため低コストで補正レンズ１８の移動機構を構成することができる。従って、小型かつ低コストでレンズを移動可能として、像面湾曲を補正することができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、ズームレンズ５４の倍率毎に補正レンズ１８の位置を求めて、ＲＡＭ７８等に記録するようにしたので、各倍率毎の補正レンズ１８位置の算出などの処理を短縮することができ、各レンズ倍率毎に湾曲収差を容易かつ高速に補正することができる。
【００７３】
続いて、上述のデジタルカメラ５０の測定モード時の処理の変形例について説明する。変形例では、上述のデジタルカメラ５０において、ズームレンズ５４の代わりに撮影倍率を固定とした撮影レンズを設けた場合の例を説明する。
【００７４】
図７は、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラ５０の測定モード時の処理の変形例を示すフローチャートである。
【００７５】
デジタルカメラ５０の操作部７４が操作されて測定モードへ移行すると、ステップ３００では、補正レンズ１８を予め定めた原点位置にセットする。すなわち、マイクロコンピュータ７０から補正レンズ駆動制御部６８に補正レンズ１８を原点位置にセットする指示を出力することによって補正レンズ１８を予め定めた原点位置にセットする。
【００７６】
ステップ３０２では、フォーカスレンズ５６を所定位置にセットする。すなわち、マイクロコンピュータ７０からレンズ駆動制御部６６にフォーカスレンズ５６を所定位置にセットする指示を出力することによってフォーカスレンズ５６を所定位置にセットする。なお、所定位置としては、例えば、焦点距離が最も遠い側や最も近い側にセットする。
【００７７】
次に、ステップ３０４では、チャート板を撮影する。すなわち、シャッターボタン等を半押しすることによって、チャート板を撮像素子２６によって撮影してステップ３０６へ移行する。
【００７８】
ステップ３０６では、撮影画像を複数領域に分割して、各領域のピント状態の評価をマイクロコンピュータ７０が行う。なお、各領域のピント状態の評価は、各分割した領域に対応する画像の周波数を測定するようにしてもよいし、ＴＴＬ方式でピント状態を評価するようにしてもよい。
【００７９】
続いてステップ３０８では、各レンズ位置の評価が終了したか否か判定する。該判定は、フォーカスレンズ５６を全ての移動範囲に移動してピント状態の評価を行ったか否かをマイクロコンピュータ７０が判定し、該判定が否定された場合には、ステップ３１０へ移行して、マイクロコンピュータ７０がフォーカスレンズ５６を１ステップ移動する指示をレンズ駆動制御部６６に出力することによって、フォーカスレンズ５６を１ステップ移動して、ステップ３０６に戻って上述の処理を繰り返し、ステップ３０８の判定が肯定されたところで、ステップ３１２へ移行する。
【００８０】
ステップ３１２では、各領域のピントが合っているフォーカスレンズ５６の位置をマイクロコンピュータ７０が特定してステップ３１４へ移行する。
【００８１】
ステップ３１４では、各領域のピントが合っているフォーカスレンズ５６の位置と撮影画像中央のピントが合っているフォーカスレンズ５６の位置との差をマイクロコンピュータ７０が算出してステップ３１６へ移行する。
【００８２】
ステップ３１６では、ステップ３１４で算出した各差を光軸方向に対するピント位置のずれ量としてマイクロコンピュータ７０がＲＡＭ７８等に一次記録してステップ３１８へ移行する。
【００８３】
ステップ３１８では、マイクロコンピュータ７０がＲＡＭ７８等に一次記憶したずれ量から補正レンズ１８の位置を決定して一連の処理を終了する。例えば、算出した各差の平均値を求め、当該平均値に基づいて、各領域のピント位置のずれ量が等しくなるように、補正レンズ１８の位置を決定するようにしてもよい。
【００８４】
このようにしても、上記の実施の形態と同様に、圧電素子シート２０を用いて補正レンズ１８を移動することができるので、補正レンズ１８の移動機構を小型化することができる。また、圧電素子シート２０は、比較的安価であるため低コストで補正レンズ１８の移動機構を構成することができる。従って、小型かつ低コストでレンズを移動可能として、像面湾曲を補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態に係わるレンズ装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わるレンズ調整装置の構成を示すブロック図である。
【図３】レンズ装置内にレンズ調整装置の構成を備えた場合を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わるレンズ調整装置レンズ装置の調整を行い際の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラの測定モード時に行われる処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラの測定モード時の処理の変形例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１０    レンズ装置
１２    第１鏡筒
１４    第２鏡筒
１８    補正レンズ
２０    圧電素子シート
２６    撮像素子
３０    レンズ調整装置
３２    ドライバ
３４    信号処理部
３６    システムコントローラ
４２    カメラユニット
５０    デジタルカメラ
５２    レンズユニット
５４    ズームレンズ
７８    ＲＡＭ
【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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