JP2008242050A - 撮影装置及び焦点調節方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成によってフォーカスレンズの焦点位置のズレを補正する。
【解決手段】対物レンズ１０１がレンズバリア１８によって覆われている時に、ＡＦ制御部３３は、フォーカスレンズ１０５を移動させながら、レンズバリア１８の背面に表示されたチャート２７を撮像して得られる画像のコントラスト（ＡＦ評価値）が最大となる合焦位置を検出する。シフト量算出部３４は、ＡＦ制御部３３から取得した合焦位置と合焦基準位置との差であるシフト量Ｓを算出する。サーチ範囲補正部３５は、このシフト量Ｓに基づいて基準サーチ範囲を補正する。レンズバリア１８が露呈位置に移動した後、ＡＦ制御部３３は、補正後のサーチ範囲内でフォーカスレンズ１０５を移動させて焦点調節を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、オートフォーカス機能を備えた撮影装置、及びこれに用いられる焦点調節方法に関する。

従来、デジタルカメラ等の撮影装置は、オートフォーカス（ＡＦ：自動焦点調節）機能を備えている。このＡＦとしては、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させながら被写体の撮像を行い、画像のコントラストが最大となる位置を合焦位置に決定する方式（いわゆるコントラストＡＦ方式）が一般的である。

このような撮影装置は、例えば、図１９に示すように、撮影レンズ１００と、ＣＣＤイメージセンサ等で構成される撮像部１１０とを備えて構成されており、撮影レンズ１００は、例えば、４群のレンズで構成され、第１レンズ（対物レンズ）１０１と、第２レンズ（ズームレンズ）１０２と、絞り１０３と、第３レンズ１０４と、第４レンズ（フォーカスレンズ）１０５とを備えている。

コントラストＡＦ方式でＡＦ動作を行う場合、フォーカスレンズ１０５を予め設定されたサーチ範囲内で光軸に沿って移動させ、画像のコントラストが最大となる位置を検出して、この位置にフォーカスレンズ１０５を停止させてＡＦ動作を終了する。このＡＦ動作は、シャッタボタンが操作されてから撮影動作を実行するまでの間に行われるので、シャッタラグを短縮するには、ＡＦ動作時のサーチ範囲をできるだけ短く設定することが好ましい。

しかしながら、フォーカスレンズを含む撮影レンズやそれを保持する保持枠等の物理的性質は、温度や湿度等の環境変化や経時変化によって変化し、合焦距離とフォーカスレンズの基準位置との関係は一定ではない。このため、サーチ範囲を広めに設定する必要がある。

例えば、図２０に示すように、サーチ範囲は、製造環境下でのフォーカスレンズのピント移動量を求め、この時のＦＡＲ（ＩＮＦ）〜ＮＥＡＲ（ＭＯＤ：最短撮影距離）のフォーカス位置を基準に使用温度範囲におけるピント移動量（設計値）を足し合わせた範囲にされる。特に、撮影レンズにプラスチックレンズが含まれる場合には、環境変化に対する物理的性質の変化が大きいため、サーチ範囲をさらに広く設定せざるを得ない。このため、ＡＦ動作の時間が長くなるという問題があった。

前述の問題を解決するために、温度センサによって検出された温度に基づいてレンズの焦点位置の補正を行う補正方法が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。しかし、温度センサを用いて補正を行う場合、レンズ自体の温度を測定することは難しく、また、湿度等のほかの環境条件や経時変化を検出することができないため、ズレ量の推測値と実際のズレ量との間に差が生じて十分な補正精度が得られない。

また、上記問題に関連し、撮像素子（例えば、ＣＣＤイメージセンサ）の撮像光学系に対する相対的位置（角度）を補正するために、テストパターンを付したパネルを撮影光学系の前面に挿脱自在に設け、撮像素子によってテストパターンを撮像しながらコントラストが最大となるように撮像光学系と撮像素子との相対位置関係を補正する補正方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。この補正方法によれば、所定位置に配置されたテストパターンを実際に撮像した結果に基づき、直接的に補正を行うものであるから、前述の問題点を解決することができる。
特開平９−３０４６７８号公報 特開２００５−１９６１７３号公報 特開２００２−２７３０９号公報

しかしながら、上記特許文献３の補正方法では、撮像素子の位置を調節するための駆動手段が必要であり、撮影装置が大型化するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によってレンズの焦点位置の補正を行うことが可能な撮影装置、及びこれに用いられる焦点位置補正方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の撮影装置は、フォーカスレンズを有する撮影レンズと、前記撮影レンズを構成する対物レンズを覆い隠す遮蔽位置と露呈させる露呈位置との間で移動自在なレンズバリアと、前記撮影レンズを透過した被写体光を光電変換によって撮像する撮像素子とを備え、前記フォーカスレンズを光軸方向に所定サーチ範囲内で移動させ、前記撮像素子によって得られる画像のコントラストに基づいて焦点調節を行う撮影装置であり、前記レンズバリアが前記遮蔽位置に移動された時に前記レンズバリアと前記対物レンズとの間に配置され、テストパターンが表示されたテストパターン表示部材と、前記撮像素子によって前記テストパターンを撮像した結果得られる画像のコントラストから前記フォーカスレンズの合焦位置を検出し、この合焦位置の基準位置からの変位量を算出する変位量算出手段と、前記変位量に基づいて前記所定サーチ範囲を補正するサーチ範囲補正手段とを備えていることを特徴とするものである。

また、前記テストパターン表示部材は、前記レンズバリアの背面に設けられ、前記レンズバリアが前記遮蔽位置に移動された時に前記対物レンズの前方に配置され、前記露呈位置に移動された時に前記対物レンズから退避する退避位置に移動することが好ましい。

さらに、前記撮像素子によって前記テストパターンを撮像する時に、前記テストパターンを照明する照明手段を備えていることが好ましい。また、前記照明手段は、焦点調節時に被写体に向けて補助光を発光する補助光発光手段、またはセルフタイマのインジケータ光を発光するインジケータ光発光手段であることが好ましい。さらに、前記テストパターン表示部材は、前記照明手段からの照明光を前記テストパターンに導光することが好ましい。

また、前記レンズバリアが前記遮蔽位置に移動された時に、前記テストパターン表示部材が前記対物レンズの前面に当接することが好ましい。さらに、前記テストパターン表示部材は、弾性部材で形成されていることが好ましい。

本発明の焦点調節方法は、フォーカスレンズを光軸方向に所定サーチ範囲内で移動させ、撮像素子によって前記フォーカスレンズを介して撮像した画像のコントラトに基づいて焦点調節を行う焦点調節方法であり、対物レンズがレンズバリアによって覆われている時に、前記対物レンズと前記レンズバリアとの間に配置されたテストパターンを撮像した結果得られる画像のコントラストに基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を検出し、前記合焦位置の基準位置からの変位量を算出し、前記変位量に基づいて前記所定サーチ範囲を補正し、前記レンズバリアが前記対物レンズから退避する位置に移動された後、補正後のサーチ範囲内で前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行うことを特徴とするものである。

本発明によれば、撮像素子によって、レンズバリアが遮蔽位置に移動された時にレンズバリアと対物レンズとの間に位置するテストパターンを撮像した結果得られる画像のコントラストからフォーカスレンズの合焦位置を検出し、この合焦位置の基準位置からの変位量に基づいて所定サーチ範囲を補正するので、特殊な機構を設けずに、簡単な構成で温度や湿度等の環境変化や経時変化によって変化するフォーカスレンズのピントのズレを補正することができる。このため、撮影装置の小型化や製造コストの低減を実現できる。

また、テストパターンを照明することによって、フォーカスレンズの合焦位置を確実に検出することが可能である。さらに、補助光発光手段やインジケータ発光手段によってテストパターンを照明することにより、特別な照明手段を新たに設ける必要がないため、製造コストを低減できる。

また、照明手段からの照明光をテストパターンに導光することによって、テストパターンを十分な明るさで照明して、フォーカスレンズの合焦位置をより確実に検出することが可能である。

さらに、レンズバリアが遮蔽位置にある時に、テストパターン表示部材が対物レンズに当接されるため、テストパターン表示部材の取り付け誤差によるテストパターンの距離誤差を無くすことが可能であり、変位量を精度良く検出することができる。また、テストパターン表示部材を弾性部材で構成することによって、対物レンズに傷が付くことを防止できる。

最初に、図１を参照して、第１の実施形態であるデジタルカメラ（撮影装置）１０について説明する。デジタルカメラ１０は、カメラ本体１１の前面に、レンズ鏡筒１２と、ストロボ発光部１３と、ファインダ対物窓１４と、補助光発光部（補助光発光手段）１５と、インジケータ発光部（インジケータ光発光手段）１６と、電源操作部１７とが設けられている。電源操作部１７は、撮影者によって把持される位置に配置されており、グリップ部としても機能する。

電源操作部１７は、図１（Ａ）に示す位置と図１（Ｂ）に示す位置との間でスライド自在にされており、図１（Ａ）に示す位置ではデジタルカメラ１０の電源がＯＦＦ、図１（Ｂ）に示す位置では電源がＯＮになる。また、レンズ鏡筒１２は、電源がＯＦＦの場合、図１（Ａ）に示すように、カメラ本体１１内に沈胴され、電源がＯＮの場合、図１（Ｂ）に示すように、カメラ本体１１の前面から繰り出される。

また、レンズ鏡筒１２は、図１９に示す撮影レンズ１００と同様の撮影レンズを有しており、同一の符号を用いて詳しい説明を省略する。また、レンズ鏡筒１２の前面には、レンズバリア１８が設けられている。このレンズバリア１８は、対物レンズ１０１を露呈させる露呈位置（図２に示す位置）と、対物レンズ１０１を覆う遮蔽位置（図１（Ｂ）に示す位置）との間で移動自在にされている。レンズ鏡筒１２が繰り出されて、後述するサーチ範囲補正処理が終了した後、レンズバリア１８が遮蔽位置から露呈位置に移動される。

また、カメラ本体１１の上面には、シャッタボタン２１が設けられており、側面には、記録メディアスロット２２が設けられている。記録メディアスロット２２には、画像データが記憶される記録メディア（例えば、メモリカード）２３が着脱自在に装填される。

また、図３に示すように、カメラ本体１１の背面には、ファインダ接眼窓２４と、複数の操作ボタンで構成される操作部２５と、画像を表示する表示手段であるＬＣＤ２６とが設けられている。操作部２５は、例えば、撮影モードと再生モードとを切り替えるモード切替ボタンや、ズーム倍率を変更するズーム操作ボタンや、カーソル操作ボタンや、各種設定ボタン等で構成されている。

また、図４に示すように、前述のレンズバリア１８は、透明または半透明の部材で形成され、円盤を２分割した２つの透明部材１８ａ，１８ｂで構成されている。これらの透明部材１８ａ，１８ｂは、互いに当接する当接位置（遮蔽位置）と互いに離間する離間位置（露呈位置）との間で移動自在にされている。

また、このレンズバリア１８は、テストパターン表示部材が一体に形成された構造であり、背面にチャート２７が表示されている。チャート２７は、フォーカスレンズ１０５の合焦基準位置からの変位量（ピントシフト量）を検出するためのテストパターンである。レンズバリア１８が遮蔽位置にある時に、フォーカスレンズ１０５を移動させながら、このチャート２７を撮像して後述するシフト量設定処理及びサーチ範囲補正処理を実行する。

なお、このチャート２７は、ストライプや、格子や、その他のパターンで構成され、画像のコントラストによって焦点調節が可能なものであれば良い。また、本実施形態において、このチャートを一定の間隔で配置された複数の平行線で構成する場合を例に説明を行うが、この本数は特に限定されるものではなく、例えば１本でも良い。

次に、図５を参照して、上記構成のデジタルカメラ１０の電気的構成について説明する。デジタルカメラ１０は、カメラ本体２１内の各部を制御する制御手段であるシステムコントローラ３０を備えている。

システムコントローラ３０内には、ＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２、ＡＦ制御部３３、シフト量算出部３４、及びサーチ範囲補正部３５が設けられている。ＲＯＭ３１には、カメラ本体１１内の各部を制御するための制御プログラムや、各種制御データが記憶されている。また、ＲＡＭ３２には、作業用データや各種設定値（例えば、現在のズーム位置、フォーカス位置等）等が一時的に記憶される。システムコントローラ３０は、これらの制御プログラムや各種制御データに基づいて各部を制御することによって各種処理を実行する。また、ＡＦ制御部３３、シフト量算出部３４、及びサーチ範囲補正部３５については後述する。

また、システムコントローラ３０には、電源操作部１７、シャッタボタン２１、及び操作部２５が接続されている。システムコントローラ３０は、これらから各種操作信号を取得して、各操作信号に対応する処理を実行する。

シャッタボタン２１は、２段階押圧式のボタンであり、このシャッタボタン２１が半押しされて１段目の第１スイッチからＯＮ信号を取得すると、システムコントローラ３０が、後述するＡＦ処理及びＡＥ処理等の撮影準備処理を実行する。また、シャッタボタン２１が全押しされて２段目の第２スイッチからＯＮ信号を取得すると、システムコントローラ３０が、各部を制御して撮影処理を実行する。

さらに、システムコントローラ３０には、補助光発光部１５、インジケータ発光部１６、各部に電源電圧を供給する電源部３６、及びストロボ発光部１３を駆動するストロボ駆動部３７が接続されており、これらは、システムコントローラ３０によって制御される。

補助光発光部１５は、被写体輝度がＡＦ動作に必要な輝度未満の場合に、ＡＦ補助光を被写体に照射する。また、インジケータ発光部１６は、セルフタイマ撮影時に点滅して、撮影タイミングを撮影者に通知する。また、システムコントローラ３０は、電源操作部１７からＯＮ信号を取得した時に、電源部３６を制御して各部に電源電圧を供給する。

レンズ鏡筒１２の各部は、レンズ駆動部４０によって駆動される。このレンズ駆動部４０は、例えば、レンズ鏡筒１２の繰り出し及び繰り込み用のモータや、ズームレンズ１０２を光軸方向に駆動するズームモータや、絞り１０３を駆動するアイリスモータや、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に駆動するフォーカスモータや、各モータのモータドライバ等を備えて構成されている。これらのモータは、例えば、ステッピングモータであり、モータドライバから入力されるパルス信号によって駆動する。このレンズ駆動部４０は、システムコントローラ３０に接続されており、システムコントローラ３０からの指示に基づいて、これらのモータを駆動する。

また、システムコントローラ３０には、対物レンズ１０１の前方に配置されたレンズバリア１８を駆動するバリア駆動部４１が接続されている。このバリア駆動部４１は、レンズバリア１８の駆動用モータと、このモータドライバとを備えて構成されており、システムコントローラ３０によって同様に制御される。

撮影レンズ１００の背後には、撮像素子であるＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤと称する）４２が設けられており、撮影レンズ１００を透過した被写体光が、ＣＣＤ４２の受光面に入射する。このＣＣＤ４２は、ＣＣＤドライバ４３を介してシステムコントローラ３０に接続されている。システムコントローラ３０は、ＣＣＤドライバ４３を制御してＣＣＤ４２を駆動するための駆動信号を生成させる。ＣＣＤ４２は、この駆動信号によって駆動されて、被写体像を撮像してアナログ信号である撮像信号を出力する。

ＣＣＤ４２には、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４４が接続されており、撮像信号が入力される。ＣＤＳ４４は、撮像信号のノイズを除去して、この撮像信号をＡＭＰ４５に出力する。ＡＭＰ４５は、撮影感度に応じたゲインで撮像信号を増幅した後、撮像信号をＡ／Ｄ変換器４６に出力する。

Ａ／Ｄ変換器４６は、撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、画像データとして出力する。このＡ／Ｄ変換器４６には、画像入力コントローラ４７が接続されており、画像データが画像入力コントローラ４７に出力される。画像入力コントローラ４７は、データバス４８を介してＳＤＲＡＭ４９が接続されており、ＳＤＲＡＭ４９に画像データを記憶させる。なお、ＳＤＲＡＭ４９には、撮影処理が実行される前に、スルー画用の低解像度の画像データが記憶され、撮影処理時に、スルー画の画像データよりも高解像度の画像データが記憶される。

データバス４８には、画像入力コントローラ４７及びＳＤＲＡＭ４９の他に、システムコントローラ３０、画像信号処理部５０、圧縮伸長処理部５１、ＬＣＤドライバ５２、メディアコントローラ５３、ＡＥ検出部５４、及びＡＦ検出部５５が接続されている。システムコントローラ３０は、データバス４８を介してこれらを制御するとともに、相互間でデータの授受が可能である。

画像信号処理部５０は、画像データがＳＤＲＡＭ４９に一時的に記憶されている時に、画像データに対して、ホワイトバランス補正処理や、階調変換処理や、ＹＣ変換処理等の各種画像処理を施す。

シャッタボタン２１が操作される前に、システムコントローラ３０は、ＬＣＤドライバ５２を制御して、各種画像処理が施された画像データをスルー画としてＬＣＤ２６に表示させる。また、シャッタボタン２１が全押しされて撮影指示を取得すると、システムコントローラ３０は、圧縮伸長処理部５１を制御して、各種画像処理が施された画像データに対して、ＪＰＥＧ等の圧縮形式にて圧縮処理を施し、さらに、メディアコントローラ５３を制御して、圧縮後の画像データを記録メディア２３に記録する。

また、記録メディア２３に記録された画像データを再生する場合、システムコントローラ３０は、メディアコントローラ５３を制御して、記録メディア２３から画像データを読み出し、さらに、圧縮伸長処理部５１を制御して、画像データに対して伸長処理を実行させる。その後、システムコントローラ３０は、ＬＣＤドライバ５２を制御して、伸長処理後の画像データを再生画像としてＬＣＤ２６に表示させる。

ＡＥ検出部５４は、シャッタボタン２１が半押しされた時に、ＳＤＲＡＭ４９に記憶された画像データに基づいて、被写体輝度を測光して露出値が最適となるＡＥ評価値を検出して、このＡＥ評価値をシステムコントローラ３０に出力する。システムコントローラ３０は、このＡＥ評価値に基づいて、絞り１０３の開口径、及びＣＣＤ４２の電子シャッタ速度を設定する。

ＡＦ検出部５５は、撮影モードでのシャッタボタン２１の半押し時や、後述するサーチ範囲補正動作時に、ＳＤＲＡＭ４９に記憶される画像データを取得し、画像データの高周波成分を抽出し、これを絶対値化して積算することにより積算値を算出する。この積算値は、画像のコントラストの度合を表すＡＦ評価値であり、ＡＦ検出部５５は、このＡＦ評価値をシステムコントローラ３０に出力する。

ＡＦ制御部３３は、撮影モードでのシャッタボタン２１の半押し時に、レンズ駆動部４０を制御して、フォーカスレンズ１０５を移動させ（いわゆるＡＦサーチ）、ＡＦ評価値が最大（つまり、画像のコントラストが最大）となる合焦位置にフォーカスレンズ１０５を停止させる。

また、サーチ範囲補正動作時には、ＡＦ制御部３３は、同様に、レンズ駆動部４０を制御してフォーカスレンズ１０５を移動させ、チャート２７を撮像した画像のＡＦ評価値が最大となる合焦位置にフォーカスレンズ１０５を停止させ、この合焦位置をシフト量算出部３４に出力する。

シフト量算出部３４は、ＡＦ制御部３３から取得した合焦位置と、予め設定された合焦基準位置とを比較して変位量であるシフト量（フォーカスレンズ１０５のピントシフト量）Ｓを算出する。このシフト量Ｓは、例えば、フォーカスモータに入力されるパルス数で示される。シフト量算出部３４は、このシフト量ＳをＲＡＭ３２に記憶させる。サーチ範囲補正部３５には、ズーム位置毎のフォーカスレンズ１０５の基準サーチ範囲を示す参照用テーブル（図９参照）が記憶されている。このサーチ範囲補正部３５は、ＲＡＭ３２からズーム位置を取得した後、この参照用テーブルを参照してズーム位置に対応する基準サーチ範囲を取得する。さらに、サーチ範囲補正部３５は、ＡＦ動作前にシフト量ＳをＲＡＭ３２から取得して、このシフト量Ｓに基づいて、基準サーチ範囲を補正する。

次に、図６のフローチャートを参照して、上記構成のデジタルカメラ１０の撮影処理を説明する。デジタルカメラ１０の電源がＯＮにされると、システムコントローラ３０は、シフト量設定処理を実行する。

図７のフローチャートを参照して、このシフト量設定処理について説明する。最初に、システムコントローラ３０は、レンズ駆動部４０を制御して、レンズ鏡筒１２をカメラ本体１１の前面から繰り出す（図１（Ｂ）に示す状態）。その後、ＡＦ制御部３３は、フォーカスレンズ１０５を移動させながらチャート２７を撮像した画像のＡＦ評価値が最大となる合焦位置にフォーカスレンズ１０５を停止させ、この合焦位置をシフト量算出部３４に出力する。

シフト量算出部３４は、ＡＦ制御部３３から取得した合焦位置、及び合焦基準位置に基づいてシフト量Ｓを算出して、このシフト量ＳをＲＡＭ３２に記憶させる。その後、システムコントローラ３０は、バリア駆動部４１を制御して、レンズバリア１８を露呈位置に移動させて、シフト量設定処理を終了する。シフト量設定処理の終了後、撮影モードに設定されると、システムコントローラ３０は、サーチ範囲補正処理を実行する。

次に、図８のフローチャートを参照して、このサーチ範囲補正処理について説明する。サーチ範囲補正部３５は、ＲＡＭ３２からズーム位置Ｚｎを取得した後、例えば、図９に示す参照用テーブルを参照して、基準サーチ範囲（つまり、サーチ範囲のＦＡＲ端位置Ｆｎ、及びＮＥＡＲ端位置Ｎｎ）を取得する。これらのＦＡＲ端位置Ｆｎ、及びＮＥＡＲ端位置Ｎｎは、例えば、フォーカスレンズ１０５のホームポジション（ＨＰ）から距離、すなわち、フォーカスモータに入力されるパルス数で示されている。

さらに、サーチ範囲補正部３５は、シフト量ＳをＲＡＭ３２から取得して、基準サーチ範囲をシフト量Ｓ分補正（すなわち、Ｆｎ＝Ｆｎ＋Ｓ，Ｎｎ＝Ｎｎ＋Ｓを算出）して、サーチ範囲補正処理を終了する。

サーチ範囲補正処理終了後、システムコントローラ３０は、シャッタボタン２１が半押しされたか否かを判定する。なお、この判定は、シャッタボタン２１の第１スイッチからＯＮ信号が取得されたか否かに基づいて行われる。シャッタボタン２１が半押しされていないと判定された場合、この判定処理を繰り返し実行する。

また、シャッタボタン２１が半押しされたと判定された場合、システムコントローラ３０は、ＡＥ検出部５４を制御してＡＥ処理を実行する。さらに、ＡＦ制御部３３は、レンズ駆動部４０及びＡＦ検出部５５を制御して、サーチ範囲補正処理にて補正されたサーチ範囲内でフォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて、ＡＦ評価値が最大となる合焦位置にフォーカスレンズ１０５を停止させる。

フォーカスサーチ終了後、システムコントローラ３０は、フォーカスレンズ１０５の合焦位置に基づいて被写体距離を算出し、ＡＥ評価値及び被写体距離に基づいてストロボ発光量を設定する。

その後、システムコントローラ３０は、シャッタボタン２１が全押しされたか否かを判定する。なお、この判定は、シャッタボタン２１の第２スイッチからＯＮ信号を取得したか否かに基づいて行われる。シャッタボタン２１が全押しされていないと判定された場合、この判定処理を繰り返し実行する。

また、シャッタボタン２１が全押しされたと判定された場合、システムコントローラ３０は、各部を制御して撮像処理及び記録処理を実行して撮影処理を終了する。このように、シフト量Ｓを算出してサーチ範囲を補正することによって、図１０に示すように、温度変化に伴うフォーカスレンズ１０５のピント移動量を考慮してサーチ範囲を広めに設定した場合と比べて、フォーカスレンズ１０５のサーチ範囲を狭くすることができる。このため、ＡＦ動作に要する時間を短縮できる。

なお、上記撮影処理の説明において、デジタルカメラ１０の電源がＯＮになった後に、シフト量設定処理を実行する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、電源ＯＮ後に、レンズバリア１８が露呈位置に移動される前であればいつでも良く、例えば、再生モードから撮影モードに切り替えられた時に実行しても良い。

また、上記撮影処理の説明において、撮影モードに設定された後、サーチ範囲補正処理を実行する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、ズーム位置が変更された場合、サーチ範囲補正処理を必ず実行する。

さらに、レンズバリア１８を透明または半透明の部材で形成して、外光によってチャートが照明される場合を例に説明したが、これに限るものではなく、レンズバリア１８の背面を照明する照明装置をレンズ鏡筒１２内に設けても良い。

次に、図１１を参照して、第２の実施形態であるデジタルカメラ６０について説明する。デジタルカメラ６０は、カメラ本体６１の前面に、対物レンズ６２と、補助光発光部（補助光発光手段）６３と、インジケータ発光部（インジケータ光発光手段）６４と、レンズバリア６５とが設けられている。対物レンズ６２は、カメラ本体６１内に組み込まれたレンズ装置６６を構成し、カメラ本体６１の前面から露呈されている。

レンズバリア６５は、対物レンズ６２を露呈させる露呈位置（図１１（Ａ）に示す位置）と、対物レンズ６２を覆う遮蔽位置（図１１（Ｂ）に示す位置）との間でスライド自在に設けられている。また、このレンズバリア６５には、ストロボ発光部６７が設けられている。また、カメラ本体６１の上面には、電源操作部６８と、シャッタボタン６９とが設けられている。また、図１２に示すように、カメラ本体６１の背面には、複数の操作ボタンで構成される操作部７０と、ＬＣＤ７１とが設けられている。

次に、図１３を参照して、レンズ装置６６について説明する。レンズ装置６６は、第１レンズ群７２と、第２レンズ群（ズームレンズ）７３と、第３レンズ群７４と、絞り機能を有するシャッタ装置７５と、第４レンズ群（フォーカスレンズ）７６と、ＣＣＤ７７とを備えて構成されている。

第１レンズ群７２は、前述の対物レンズ６２、直角プリズム７２ａ、及び後レンズ群７２ｂを備えて構成されている。対物レンズ６２の光軸Ｌ１は、直角プリズム７２ａによって略直角の光軸Ｌ２に屈曲される。この光軸Ｌ２上に、後レンズ群７２ｂ、第２レンズ群７３、第３レンズ群７４、シャッタ装置７５、第４レンズ群７６、及びＣＣＤ７７が順に配置されている。また、ズームレンズ７３及びフォーカスレンズ７６は、光軸Ｌ２に沿って移動自在にされている。

次に、図１４を参照して、レンズバリア６５の構成を説明する。レンズバリア６５には、前述したように、ストロボ発光部６７が設けられており、前面から露呈されている。さらに、このレンズバリア６５の背面には、導光部材（テストパターン表示部材）７８が一体に設けられており、この導光部材７８は、透明な平板で形成されている。

この導光部材７８は、レンズバリア６５が遮蔽位置にある時に、対物レンズ６２及び補助光発光部６３と対面する対面位置（図１４（Ａ）に示す位置）にあり、また、レンズバリア６５の露呈位置への移動に伴って、導光部材７８が、対物レンズ６２から退避する退避位置（図１４（Ｂ）に示す位置）に移動する。

また、図１５に示すように、この導光部材７８は、対物レンズ６２と対面する位置にチャート（テストパターン）７９が表示されている。さらに、導光部材７８は、補助光発光部６３と隣接する側の端面が斜面７８ａで形成されており、補助光発光部６３からの光が、斜面７８ａによって略直角に反射されてチャート７９に導光される。このため、レンズバリア６５が遮蔽位置にある時に、補助光発光部６３を発光させることによって、チャート７９が照明される。なお、斜面７８ａをミラーで構成しても良い。

また、カメラ６１内には、補助光発光部６３やシステムコントローラ３０が実装された基板８０や、電池８１等が収納されている。なお、デジタルカメラ６０の電気的構成は、前述のデジタルカメラ１０と同様の構成であり、詳しい説明を省略する。

次に、図１６のフローチャートを参照して、デジタルカメラ６０のシフト量設定処理について説明する。最初に、システムコントローラ３０は、補助光発光部６３を制御して発光させることによって、チャート７９を照明する。さらに、チャート７９が照明された状態で、ＡＦ制御部３３が、フォーカスレンズ１０５を移動させながらチャート２７を撮像した画像のＡＦ評価値が最大となる合焦位置にフォーカスレンズ１０５を停止させ、この合焦位置をシフト量算出部３４に出力する。

シフト量算出部３４は、ＡＦ制御部３３から取得した合焦位置、及び合焦基準位置に基づいて、シフト量Ｓを算出して、このシフト量ＳをＲＡＭ３２に記憶させる。その後、システムコントローラ３０は、バリア駆動４１を制御して、レンズバリア６５を露呈位置に移動させて、シフト量設定処理を終了する。

以上、デジタルカメラ６０のシフト量設定処理について説明したが、その他の処理は、上記デジタルカメラ１０と同様であるので、詳しい説明を省略する。また、補助光発光部６３によってチャート７９を照明する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、インジケータ発光部６４によってチャート７９を照明しても良い。

次に、図１７を参照して、第３の実施形態であるデジタルカメラ８５の構成を説明する。デジタルカメラ８５は、カメラ本体８６の前面に、レンズバリア８７を備えている。このレンズバリア８７は、ストロボ発光部６７を備えており、前面から露呈されている。このレンズバリア８７には、表示部材（テストパターン表示部材）８８が取り付けられている。この表示部材８８は、平板状の弾性部材で形成されている。

また、レンズバリア８７の背面には、２つのガイド孔８７ａ，８７ｂが設けられており、これらのガイド孔８７ａ，８７ｂは、背面と略垂直に形成されている。これらのガイド孔８７ａ，８７ｂの各々には、表示部材８８の前面に設けられた２つのガイドピン８８ａ，８８ｂの各々が挿入される。この表示部材８８の背面（対物レンズ６２と対面する面）には、チャート（テストパターン）８８ｃが表示されている。

さらに、レンズバリア８７と表示部材８８との間には、バネ８９が設けられている。このバネ８９の一端は、表示部材８８の前面に固定され、他端は、レンズバリア８７の背面に固定されている。このため、表示部材８８は、レンズバリア８７の背面に対して略垂直な方向に移動自在、且つ対物レンズ６２に向かって付勢された状態でレンズバリア８７に固定されている。

また、カメラ本体８６の前面には、表示部材８８の移動をガイドするガイド板９０が固定されている。このガイド板９０は、対物レンズ６２側の端部がカメラ本体８６の前面に向かって傾斜され、斜面９０ａが形成されている。また、表示部材８８の一端部は、斜面９０ａに対応して、レンズバリア８７に向かって屈曲されている。

このため、レンズバリア８７が、対物レンズ６２を覆う遮蔽位置（図１７（Ａ）に示す位置）にある場合、表示部材８８は、バネ８９によって付勢されているため、チャート８８ｃが表示された背面が対物レンズ６２の前面に当接されている。また、この遮蔽位置から対物レンズ６２を露呈させる露呈位置（図１７（Ｂ）に示す位置）にレンズバリア８７が移動された場合、表示部材８８は、ガイド板９０にガイドされ、バネ８９の付勢力に抗して、図１７（Ｂ）に示すように、ガイド板９０上に移動する。

このように、レンズバリア８７が遮蔽位置にある時に、表示部材８８が対物レンズ６２に当接することによって、表示部材８８の取り付け誤差によるチャート８８ｃの距離誤差を無くすことが可能であり、シフト量Ｓを精度良く検出することができる。また、表示部材８８を弾性部材で形成することによって対物レンズ６２の表面に傷が付くことを防止できる。

また、表示部材８８及びガイド板９０を導光部材で形成して、デジタルカメラ６０と同様に、補助光発光部６３からの光をチャート８８ａに導光して、チャート８８ａを照明しても良い。

上記第２及び第３の実施形態において、レンズバリアが左右方向に移動する場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、上下方向に移動しても良い。この場合について、図１８を参照して以下に説明する。

第４の実施形態であるデジタルカメラ９５は、カメラ本体９６の前面に、レンズバリア９７を備えている。このレンズバリア９７は、対物レンズ６２を露呈させる露呈位置（図１８（Ａ）に示す位置）と、対物レンズ６２を覆う遮蔽位置（図１８（Ｂ）に示す位置）との間で移動自在にされている。なお、その他の構成は、前述のデジタルカメラ６０，８５と同様であり、レンズバリア９７の背面に、導光部材７８、または表示部材８８が設けられている。また、デジタルカメラ９５の作用も、前述のデジタルカメラ６０，８５と同様であるので、詳しい説明を省略する。

なお、上記第２〜４実施形態において、チャートを照明する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、レンズバリアを透明または半透明にすれば、チャートを照明しなくても良い。しかし、周囲が暗い場合には外光によってチャートが照明されないので、チャートを照明することが好ましい。

また、上記実施形態において、レンズバリアが、自動で露呈位置と遮蔽位置との間で移動する場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、レンズバリアは手動で移動しても良い。この場合、変位量の算出が終了して準備が完了した後、レンズバリアが開放可能であることを撮影者に通知すれば良い。

さらに、上記実施形態において、システムコントローラ内に、ＡＦ制御部、シフト量算出部、及びサーチ範囲補正部を設けた場合を例に説明を行ったが、ＲＯＭ内に記憶されたプログラムでこれらの処理を実行する場合は、これらを設けなくても良い。

また、上記実施形態において、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、カメラ付き携帯電話やデジタルビデオカメラに本発明を適用しても良い。

デジタルカメラの前面側の構成を示す斜視図であり、レンズ鏡筒の沈胴状態と繰り出し状態とを示している。 デジタルカメラの前面側の構成を示す斜視図であり、レンズバリアが露呈位置に移動した状態を示している。 デジタルカメラの背面側の構成を示す背面図である。 レンズバリアの構成を示す正面図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 デジタルカメラの撮影処理を説明するフローチャートである。 デジタルカメラのシフト量設定処理を説明するフローチャートである。 デジタルカメラのサーチ範囲補正処理を説明するフローチャートである。 ズーム位置に対する基準サーチ範囲を示す参照用テーブルである。 補正後のサーチ範囲を説明する説明図である。 デジタルカメラの前面側の構成を示す斜視図であり、屈曲光学系を有するデジタルカメラのレンズバリアが、左右にスライドする場合を示している。 デジタルカメラの背面側の構成を示す斜視図であり、屈曲光学系を有するデジタルカメラを示している。 レンズ装置の構成を示す側断面図である。 デジタルカメラの構成を示す断面図であり、導光部材を設けた場合を示している。 導光部材の構成を示す斜視図である。 屈曲光学系を有するデジタルカメラのシフト量設定処理を説明するフローチャートである。 デジタルカメラの構成を示す断面図であり、表示部材が対物レンズと当接場合を示している。 デジタルカメラの前面側の構成を示す斜視図であり、屈曲光学系を有するデジタルカメラのレンズバリアが、上下にスライドする場合を示している。 従来の撮影レンズの構成を示す側面図である。 従来のフォーカスレンズのサーチ範囲を説明する説明図である。

符号の説明

１０，６０，８５，９５ デジタルカメラ
１５，６３ 補助光発光部
１６，６４ インジケータ発光部
１８，６５，８７，９７ レンズバリア
２７，７９，８８ｃ チャート
３０ システムコントローラ
３４ シフト量算出部
３５ サーチ範囲補正部
６２ 対物レンズ
７８ 導光部材
８８ 表示部材
１００ 撮影レンズ
１０１ 第１レンズ（対物レンズ）
１０２ 第２レンズ（ズームレンズ）
１０５ 第４レンズ（フォーカスレンズ）

Claims (8)

1. フォーカスレンズを有する撮影レンズと、前記撮影レンズを構成する対物レンズを覆い隠す遮蔽位置と露呈させる露呈位置との間で移動自在なレンズバリアと、前記撮影レンズを透過した被写体光を光電変換によって撮像する撮像素子とを備え、前記フォーカスレンズを光軸方向に所定サーチ範囲内で移動させ、前記撮像素子によって得られる画像のコントラストに基づいて焦点調節を行う撮影装置において、
   前記レンズバリアが前記遮蔽位置に移動された時に前記レンズバリアと前記対物レンズとの間に配置され、テストパターンが表示されたテストパターン表示部材と、
   前記撮像素子によって前記テストパターンを撮像した結果得られる画像のコントラストから前記フォーカスレンズの合焦位置を検出し、この合焦位置の基準位置からの変位量を算出する変位量算出手段と、
   前記変位量に基づいて前記所定サーチ範囲を補正するサーチ範囲補正手段とを備えていることを特徴とする撮影装置。
2. 前記テストパターン表示部材は、前記レンズバリアの背面に設けられ、前記レンズバリアが前記遮蔽位置に移動された時に前記対物レンズの前方に配置され、前記露呈位置に移動された時に前記対物レンズから退避する退避位置に移動することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記撮像素子によって前記テストパターンを撮像する時に、前記テストパターンを照明する照明手段を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
4. 前記照明手段は、焦点調節時に被写体に向けて補助光を発光する補助光発光手段、またはセルフタイマのインジケータ光を発光するインジケータ光発光手段であることを特徴とする請求項３に記載の撮影装置。
5. 前記テストパターン表示部材は、前記照明手段からの照明光を前記テストパターンに導光することを特徴とする請求項３または４に記載の撮影装置。
6. 前記レンズバリアが前記遮蔽位置に移動された時に、前記テストパターン表示部材が前記対物レンズの前面に当接することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮影装置。
7. 前記テストパターン表示部材は、弾性部材で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
8. フォーカスレンズを光軸方向に所定サーチ範囲内で移動させ、撮像素子によって前記フォーカスレンズを介して撮像した画像のコントラトに基づいて焦点調節を行う焦点調節方法において、
   対物レンズがレンズバリアによって覆われている時に、前記対物レンズと前記レンズバリアとの間に配置されたテストパターンを撮像した結果得られる画像のコントラストに基づいて前記フォーカスレンズの合焦位置を検出し、
   前記合焦位置の基準位置からの変位量を算出し、
   前記変位量に基づいて前記所定サーチ範囲を補正し、
   前記レンズバリアが前記対物レンズから退避する位置に移動された後、補正後のサーチ範囲内で前記フォーカスレンズを移動させて焦点調節を行うことを特徴とする焦点調節方法。

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