JP2006145763A - Photographic optical system and lens position adjusting method - Google Patents
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Abstract
Description
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。 The present invention relates to a photographing optical system capable of adjusting a focal length and a lens position adjusting method.
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。 2. Description of the Related Art Conventionally, photographing optical systems that can correct processing errors and assembly errors of individual lenses and reduce the overall size are known. This photographing optical system is composed of a variable power lens group and a focus lens group that are independently driven. The position of the variable magnification lens group to be moved to obtain a predetermined zoom stage is obtained by calculation.
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。 Furthermore, in multiple zoom stages, the position of the focus lens group that focuses on an object at infinity (infinity focus position), and the relative position of the focus lens group that focuses on the distance to the subject based on the infinity focus position The target position is obtained by calculation, and the data is stored in advance in a ROM or the like.
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)。 However, in this photographing optical system, the zoom lens group or the focus lens group may be displaced from the design position due to a processing error, an assembly error, a temperature change, or the like. Therefore, the applicant of the present application has proposed to obtain the origin positions of the variable power lens group and the focus lens group for correcting the shift of the infinity focus position, and to improve the accuracy of the infinity focus position (Patent Document 1).
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。
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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a photographing optical system with high focal length accuracy for achieving a predetermined zoom stage and an adjustment method for increasing the focal length accuracy.
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。 The photographic optical system of the present invention is movable along the optical axis and has a lens group for adjusting the focal length, and a design movement amount from the initial position to a position where the position of the lens group is adjusted to a predetermined focal length. A memory for storing second position information corresponding to a shift amount, which is a difference between a movement amount actually required for matching with the corresponding first position information and a predetermined focal length, and a design movement amount; and a lens group. And a power transmission means for transmitting a driving force for movement along the optical axis from a lens driving means provided in the camera to the lens group. By mounting the photographic optical system having such a configuration on a camera having a corresponding function, it is possible to increase the accuracy of the focal length.
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。 In addition, it is preferable that the driving unit is controlled based on the first position information and the second position information stored in the memory when adjusting to a predetermined focal length.
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。 Further, it is preferable that the amount of deviation is calculated based on a focal length adjustment diagram captured by an imaging unit that captures a subject image on an imaging plane perpendicular to the optical axis. The accuracy of the focal length can be further increased by obtaining the amount of deviation from the actually captured image.
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。 In addition, two signs are provided in the focal length adjustment diagram, and the two signs taken by the imaging means when the amount of deviation is a distance between the two signs taken by the imaging means and a predetermined focal length. It is preferable to calculate based on the distance between them. Such a calculation method makes it possible to accurately calculate the amount of deviation.
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。 The camera of the present invention is movable along the optical axis and has a lens group for adjusting the focal length, and a design movement from the initial position to a position for adjusting the lens group to a predetermined focal length. A memory for storing first position information corresponding to the amount and second position information corresponding to a shift amount which is a difference between a movement amount actually required to match a predetermined focal length and a design movement amount; It is characterized by comprising drive means for driving the lens group along the optical axis, and control means for controlling the drive means based on the first position information and the second position information when the lens group is adjusted to a predetermined focal length.
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。 The lens position adjustment method of the present invention includes a first step of arranging a focal length adjustment diagram at a predetermined position on the optical axis of the camera of the present invention, a second step of photographing the focal length adjustment diagram by the camera, And a third step of calculating a shift amount based on a focal length adjustment image photographed by the camera, and a fourth step of storing in the memory second position information corresponding to the shift amount calculated in the third step. It is characterized by.
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。 It is preferable to arrange a collimator between the focal length adjustment diagram and the camera. In the focal length adjustment diagram, two signs that are imaged on the imaging surface of the imaging means provided in the camera through the collimator and the first lens group whose position is adjusted to have a predetermined focal length are determined in advance. Preferably, the distance is an ideal sign distance that is a distance, and the amount of deviation is preferably calculated based on the distance between two signs picked up by the image pickup means and the ideal sign distance.
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。 Further, the focal length adjustment diagram for calculating the shift amount of the photographing optical system of the present invention is the image of the imaging means provided in the camera through the collimator and the first lens group whose position is adjusted to be a predetermined focal length. It is characterized in that a marker having a predetermined length between two subject images formed on the imaging surface is provided.
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。 According to the present invention, it is possible to provide an imaging optical system with high focal length accuracy regardless of processing accuracy or assembly accuracy.
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view of a camera including a photographing optical system to which an embodiment of the present invention is applied. The
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。
The
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。
A subject (not shown) can be photographed in the photographing mode, an image photographed in the reproduction mode is displayed on the
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。
In the photographing mode, a subject image is received by an image sensor (not shown) through the photographing
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。
Next, the internal configuration of the camera will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the camera. The
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。
An image signal is generated in the
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。
CPU30 is, DSP 28, first stepping motor 31 a, the second stepping motor 31 b, the main switch Sw1, a release switch Sw2, is connected to the zoom switch Sw3, and the mode switch Sw4. The overall operation of the
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。
The main switch Sw1, the release switch Sw2, the zoom switch Sw3, and the mode switch Sw4 are switched by operations of the
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。
The photographing
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。
The subject image passes through the variable
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。
The focal length of the entire photographing optical system is adjusted by moving the variable
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。
An arbitrary position within the moving range of the variable
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。
Photosensors (not shown) are provided as reference position detection means at the reference positions of the
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。
Multiple stages, for example, 10 stages, are set for zooming from the wide end that maximizes the angle of view to the tele end that minimizes the angle of view. The focal length of the entire photographing
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。
The first position information is information about the position calculated by design. Therefore, there is a deviation (focal length deviation) between the position of the
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。 The first position information is information corresponding to the position calculated for each zoom stage, and the second position information is information for correcting the focus position shift actually measured at the wide end and the tele end.
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。
Further, the position of the
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。
In the shooting mode of the
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。
When the
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。
More specifically, the position of the
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。
The focal length deviation is different at each zoom stage. However, the focal length deviation at each zoom stage is substantially equal to the focal distance deviation at the wide end, and the position of the variable
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。
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。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to correct the focal length deviation exceeding the allowable value after the individual photographing optical systems are assembled so as to be equal to or less than the allowable value. Therefore, it is possible to provide a photographic optical system with a performance as a final product, which is conventionally inferior in a focal length shift performance in a performance confirmation test and cannot be a final product.
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。 In the present embodiment, the photographing optical system (lens barrel) is detachable from the camera body, but may be an integrated camera. In the case of an integrated camera, the lens information memory is configured so that its function is executed by a ROM provided in the camera, and the lens position information is stored in the ROM together with other information for controlling the camera. Good.
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。
Next, a lens position adjustment method by obtaining the initial variable
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。
FIG. 3 is a diagram for explaining the calculation of the origin position and focal length deviation of the lens group and the storing operation in the lens information memory. The calculation and storage work is executed by causing the
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。
The
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。 First, the origin position is adjusted. By adjusting the origin position, the accuracy of the focus position at infinity is increased, and as a result, the accuracy of focusing on the subject at each zoom stage is increased. Thus, by adjusting the origin position first, it is possible to accurately detect the marker on the focal length adjustment chart that is shot for correcting the focal length deviation described later.
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。
The
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。
Next, the variable
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。
In this state, the second shift amount with respect to the actual infinity in-focus position at the tele end is calculated by causing the
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。
Next, the final origin position is obtained by adjusting the temporary origin position of the variable
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。
Next, an operation for obtaining the focal length deviation is performed. In order to obtain the focal distance deviation, the focus
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。
The predetermined width of the straight line is the width of the center of the two
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。
The first and second stepping motors 31 a and 31 b are driven by the
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。
The center of the photographed crosses 53 and 53 is recognized by a known image recognition method such as detecting the luminance center of gravity. The distance between the centers of the
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。
Second position information corresponding to the calculated focal length shift at the wide end is stored in the
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。
The
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。 As described above, according to the lens position adjusting method of the present embodiment, a cross-shaped lens having a predetermined interval (β or γ mm) at the position of the variable power lens group having the designed focal length on the image sensor. It is possible to actually photograph the sign and easily determine the focal length deviation based on the actual sign interval and the predetermined interval of the photographed image. Therefore, by correcting the position of the variable magnification lens group by the calculated focal length deviation, it is possible to increase the accuracy of the focal length at a predetermined zoom stage of the photographing optical system.
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。 In the imaging optical system of the present embodiment and the lens position adjustment method of the present embodiment, the first position information and the second position information are separately stored in the lens information memory, but the second position information is the first position information. In other words, it may be stored in the lens information memory as position information obtained by correcting the first position information by the second position information.
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。 Note that the calculation of the focal length deviation described above is applied to a photographing optical system with a narrow magnification adjustment range. The focal length deviation calculation at both the wide end and the tele end of the photographing optical system with a wide magnification adjustment range is calculated using the focal length adjustment chart for confirmation at the wide end and the focal length adjustment chart for confirmation at the tele end. Used. The distance between the markers and the size of the pattern differ depending on the angle of view at the tele end and the wide end.
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。 Next, zooming and focusing at the time of shooting with the above-described camera, and initial adjustment processing for the position of the lens group will be described with reference to FIGS.
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。
FIG. 5 is a flowchart for explaining lens group position adjustment or initial adjustment processing performed in the
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。
When the
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。
If the
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。
In step S102, when the operation using the
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。
When the telephoto end stage is set, the position of the variable
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。
In step S105, it is confirmed whether or not the
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。
On the other hand, if the test mode is set in step S100, the process proceeds to step S107. In step S107, a predetermined set value set in the
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。
After performing the focus adjustment in step S200, the process proceeds to step S300 to adjust the focal length described later. In step S300, after the adjustment of the focal length is completed, the process proceeds to step S108, the adjustment values obtained in steps S200 and S300 are stored in the
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。
The focus adjustment in step S200 will be described in detail with reference to FIG. After step S107 ends, the process proceeds to step S201, and the variable
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。
Next, in step S202, the focus
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。
Thereafter, the process proceeds to step S204, and the variable
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。
In the next step S207, based on the reference position, the first shift amount, and the second shift amount stored in the
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。
If it is the first time, the process returns to step S201, and the processes of steps S201 to S208 are repeated again. However, in step S201, the
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。
The adjustment of the focal length in step S300 will be described in detail with reference to FIG. After the process of step S208 ends, in step S301, the variable
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。
In the next step S302, the focal
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。
The
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。
In the next step S305, the interval between the
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。 After the processing in step S306, the process proceeds to step S307, and it is confirmed whether or not the processing in steps S301 to S306 is the first time. If it is the first time, the process returns to step S301, and the processes of steps S301 to S307 are repeated. If it is not the first time, the focal length adjustment process is terminated, and the process returns to step S108.
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。 By sequentially performing the above steps, the lens position adjusting method of the present embodiment is executed.
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)
DESCRIPTION OF
31 a, 31 b first, second stepping
Claims (9)
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。 A lens group that can move along the optical axis and adjust the focal length;
First position information corresponding to a design movement amount from an initial position to a position to be adjusted to a predetermined focal length, and a movement amount actually required to match the predetermined focal length A memory for storing second position information corresponding to a shift amount that is a difference from the designed movement amount;
An imaging optical system comprising: a power transmission unit configured to transmit a driving force for moving the lens group along the optical axis from a lens driving unit provided in a camera to the lens group.
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。 Two markers are provided on the focal length adjustment diagram,
The amount of deviation is calculated based on the distance between the two signs picked up by the image pickup means and the distance between the two signs picked up by the image pickup means when it is the predetermined focal length. The photographing optical system according to claim 3, wherein:
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。 A lens group that can move along the optical axis and adjust the focal length;
The first position information corresponding to the design movement amount from the initial position to the position for adjusting to the predetermined focal length, and the actual movement necessary for adjusting to the predetermined focal length. A memory for storing second position information corresponding to a deviation amount, which is a difference between the amount and the designed movement amount;
Driving means for driving the lens group along the optical axis;
A camera comprising: control means for controlling the drive means based on the first position information and the second position information when adjusting to the predetermined focal length.
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。 A first step of arranging a focal length adjustment diagram at a predetermined position on the optical axis of the camera according to claim 5;
A second step of photographing the focal length adjustment diagram by the camera;
A third step of calculating the shift amount based on the focal length adjustment image captured by the camera;
And a fourth step of storing, in the memory, second position information corresponding to the amount of deviation calculated in the third step.
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。 In the focal length adjustment diagram, there are two signs that pass through the collimator and the first lens group whose position is adjusted to be the predetermined focal length, and form an image on an imaging surface of an imaging means provided in the camera. , Provided to be an ideal signage distance that is a predetermined distance,
The lens position adjustment method according to claim 7, wherein the shift amount is calculated based on a distance between two of the signs imaged by the imaging unit and the ideal signage distance.
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。
In the focal length adjustment diagram for calculating the shift amount of the photographing optical system according to claim 1,
A distance between two subject images that pass through a collimator and the first lens group whose position has been adjusted so as to be the predetermined focal length and is imaged on an imaging surface of an imaging means provided in the camera is a predetermined length. The focal distance adjustment figure characterized by providing a certain label | marker.
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