JP2017207782A - 交換レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】好適な光学特性を有する交換レンズを提供する。
【解決手段】撮像部を有するカメラに着脱可能な交換レンズは、フォーカスレンズと絞りとを有する光学系による像が撮像部に合焦する合焦位置とフォーカスレンズの位置とのずれ量の検出、及び光学系による像のコントラストに基づく合焦位置の検出のいずれにも利用可能な像面位置の補正量を記憶する記憶部を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、交換レンズに関する。

従来、球面収差によるレンズの像面最良位置の変動を考慮した自動焦点検出装置が知られている。例えば特許文献１には、使用絞り値データおよび被写体距離データから、レンズ設計に基づく球面収差の補正値を取得する自動焦点検出装置が記載されている。

特開昭５９−２０８５１４号公報

特許文献１に記載の自動焦点検出装置には、製造誤差によるバラツキの補正が行えないという問題があった。
本発明の課題は、好適な光学特性を有する交換レンズを提供することである。

本発明の第1の態様によれば、撮像部を有するカメラに着脱可能な交換レンズは、フォーカスレンズと絞りとを有する光学系による像が前記撮像部に合焦する合焦位置と前記フォーカスレンズの位置とのずれ量の検出、及び前記光学系による像のコントラストに基づく前記合焦位置の検出のいずれにも利用可能な像面位置の補正量を記憶する記憶部を備える。

本発明によれば、好適な光学特性を有する交換レンズを提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。 カメラボディ１００と交換レンズ２００の構成を模式的に示す断面図である。 検査装置３００の構成を模式的に示す断面図である。 最適なピント位置の変動を模式的に示した図である。 補正テーブルの一例を示す図である。 ボディ制御部１０１が実行するＡＦ処理のフローチャートである。 検査制御部３０１が実行する補正テーブル作成処理のフローチャートである。 図７に示した補正テーブル作成処理から呼び出される処理のフローチャートである。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。カメラシステム１は、カメラボディ１００と交換レンズ２００を含む。カメラボディ１００には、周知のレンズマウント機構により、交換レンズ２００を装着することができる。なお、図１ではカメラボディ１００と交換レンズ２００をそれぞれ１つだけ図示しているが、実際には複数の種類のカメラボディと複数の種類の交換レンズが存在し、任意のカメラボディと交換レンズとを組み合わせて利用することが可能である。

交換レンズ２００は、カメラボディ１００のみならず、検査装置３００に装着することも可能である。交換レンズ２００の製造時、交換レンズ２００の製造者は、検査装置３００に交換レンズ２００を取り付け、検査装置３００に後述する補正テーブル作成処理を実行させる。

図２は、カメラボディ１００と交換レンズ２００の構成を模式的に示す断面図である。図２に示すカメラは、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。交換レンズ２００には、複数のレンズ２０２、２０３、２０４から構成される撮影光学系と、開口部を有する絞り２０５が設けられている。なお、図１では撮影光学系を３つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、いくつのレンズで構成されるようにしてもよい。また、図１では絞り２０５がレンズ２０３とレンズ２０４の間に設けられているが、周知のように、絞り２０５は撮影光学系の前方や後方にあってもよいし、他のレンズの間にあってもよい。

撮影光学系に含まれるレンズ２０３は、撮影光学系のピント位置を調節するフォーカスレンズであり、不図示のアクチュエータにより撮影光学系の光軸Ｌに沿った方向Ｘに駆動させることができる。絞り２０５は、不図示のアクチュエータにより開口径（絞り径）Ｒを変化させることができる。

なお、以下の説明では、便宜上、交換レンズ２００が有する撮影光学系の開放Ｆ値をＦ２．０、最短撮影距離を１メートル、焦点距離を５０ミリメートルと仮定する。以下の説明は、上記のパラメータとは異なるパラメータの交換レンズ２００にも適用可能であり、その場合には、上記の各パラメータを適宜読み替えればよい。

交換レンズ２００は、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るレンズ制御部２０１と、所定の制御プログラムや後述する補正テーブルを記憶するＲＯＭ２０６とを有する。レンズ制御部２０１は、ＲＯＭ２０６に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、交換レンズ２００の各部を制御する。

カメラボディ１００は、撮影光学系により結像された被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１０２を有している。撮像素子１０２は、撮像面が撮影光学系の予定焦点面と一致するように配置されている。カメラボディ１００内の、撮影光学系と撮像素子１０２の撮像面との間には、クイックリターンミラー１０３が設置されている。非撮影時、クイックリターンミラー１０３は撮影光学系の光路上に存在し、被写体光をフォーカシングスクリーン１０４およびペンタプリズム１０５の方向に反射する。撮影者は、ファインダー部１０７から接眼レンズ１０６を介して被写体像を視認することができる。

クイックリターンミラー１０３の裏面には、サブミラー１０８が設置されている。クイックリターンミラー１０３の表面（反射面）はハーフミラー加工されており、そこに入射した被写体光はクイックリターンミラー１０３を透過してサブミラー１０８に入射する。サブミラー１０８はこの光束をカメラボディ１００の下方に反射させる。カメラボディ１００の下方には、いわゆる瞳分割位相差検出方式の焦点検出を行う焦点検出装置１０９が設けられている。焦点検出装置１０９は、サブミラー１０８からの反射光を一対の再結像レンズにより一対の光束に瞳分割し、その一対の光束の位相差を検出する周知の方法により焦点検出を行い、デフォーカス量を検出する。

カメラボディ１００は、マイクロプロセッサやその周辺回路から成るボディ制御部１０１を備える。ボディ制御部１０１は、不図示のメモリに予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、カメラボディ１００の各部を制御する。なお、ボディ制御部１０１やレンズ制御部２０１を、上記の制御プログラム相当の動作を行う電子回路により構成してもよい。

ボディ制御部１０１とレンズ制御部２０１は、レンズマウント周辺に設けられた不図示の電気接点を介して、相互に通信可能に構成されている。ボディ制御部１０１はこの電気接点を介したデータ通信により、例えばフォーカスレンズ２０３の駆動指令や絞り２０５の駆動指令をレンズ制御部２０１に送信する。またレンズ制御部２０１は、このデータ通信により、ＲＯＭ２０６に記憶されている補正テーブルの一部または全部をボディ制御部１０１に送信する。なお、このデータ通信を、電気接点を介した電気信号の授受以外の方法（例えば無線通信や光通信等）により行ってもよい。

所定の自動焦点調節操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの半押し操作）がなされると、ボディ制御部１０１は後述する自動焦点調節（ＡＦ）処理を実行する。このＡＦ処理により、フォーカスレンズ２０３が駆動され。被写体にピントが合わせられる。

所定の静止画撮影操作（例えば、不図示のレリーズスイッチの全押し操作）がなされると、ボディ制御部１０１は撮影制御を行う。このときボディ制御部１０１は、クイックリターンミラー１０３およびサブミラー１０８を、被写体光を遮らない退避位置に移動させた後、絞り２０５を撮影Ｆ値に対応する開口径まで駆動させるための駆動指令をレンズ制御部２０１に送信する。レンズ制御部２０１はこの駆動指令に応じて絞り２０５を駆動する。その後、ボディ制御部１０１は不図示のシャッター等を制御し、撮像素子１０２に被写体像を撮像させる。そして、撮像素子１０２から出力される撮像信号に種々の画像処理を加え、静止画像データを生成して不図示の記憶媒体（例えばメモリカード等）に記憶する。

カメラボディ１００の背面には、例えば液晶等の表示素子により構成されるモニター１１０が設けられている。ボディ制御部１０１はこのモニター１１０を用いて、例えば撮影した静止画像データや動画像データの再生、撮影パラメータ（Ｆ値やシャッタースピード等）の設定メニューの表示、動画撮影中のスルー画の表示などを行う。

図３は、検査装置３００の構成を模式的に示す断面図である。検査装置３００は、カメラボディ１００と同様のマウント機構を備え、交換レンズ２００をカメラボディ１００と同様に装着可能である。検査装置３００には、撮像素子３０２と、クイックリターンミラー３０３と、サブミラー３０８と、焦点検出装置３０９とが、カメラボディ１００が有する同名称の各部と同様の配置で据え付けられている。検査制御部３０１は、前述のボディ制御部１０１と同様に、不図示の電気接点を介してレンズ制御部２０１と相互に通信可能である。

（自動焦点調節の説明）
次に、ボディ制御部１０１が実行する自動焦点調節（ＡＦ）処理について説明する。ボディ制御部１０１は、いわゆるコントラスト検出方式の焦点検出を行うＡＦ処理（以下、コントラストＡＦ処理と称する）と、いわゆる瞳分割位相差検出方式の焦点検出を行うＡＦ処理（以下、位相差ＡＦ処理と称する）と、の２種類のＡＦ処理を実行可能に構成されている。ボディ制御部１０１が、撮影状況や被写体の特性等に応じてこれら２種類のＡＦ処理を使い分けるようにしてもよいし、ユーザの明示的な指示に基づいてどちらかのＡＦ処理を実行するようにしてもよい。

ボディ制御部１０１によるコントラスト検出方式のＡＦ処理について説明する。ボディ制御部１０１は、撮像素子１０２から出力される撮像信号を用いて周知のコントラスト検出演算を行う。ボディ制御部１０１はこのコントラスト検出演算を、フォーカスレンズ２０３を所定範囲（例えば至近側の駆動限界位置と無限遠側の駆動限界位置との間）で駆動させながら行い、焦点評価値（コントラスト値）がピークとなるフォーカスレンズ２０３の位置を検出することにより、自動焦点調節を行う。なおボディ制御部１０１は、少なくともコントラスト検出方式のＡＦ処理を実行している間、クイックリターンミラー１０３を光路から退避させる。

コントラストＡＦを行う際、絞り径Ｒはできるだけ大きくして、より多くの光が撮像素子１０２に取り込まれるようにすることが望ましい。例えば、ボディ制御部１０１はコントラストＡＦを開放絞り（Ｆ２．０）で行い、撮影時には絞り径Ｒを撮影絞りに駆動して撮影を行う。つまりボディ制御部１０１は、絞り径Ｒを、コントラストＡＦ処理の実行時と撮影時とで異ならせる。換言すると、ボディ制御部１０１は、コントラストＡＦ処理を実行する時の瞳領域の形状と、撮影時の瞳領域の形状とを異ならせる。このように、絞り径Ｒ（瞳領域の形状）を変化させると、被写体像の最適な結像位置である最良像面位置（最良のピント位置）が変動する。

図４は、最良像面位置の変動を模式的に示した図であり、図４（ａ）では絞り２０５の絞り径ＲがＲ１であるときの様子を、図４（ｂ）では絞り２０５の絞り径ＲがＲ２（＜Ｒ１）であるときの様子を図示している。なお、図４では便宜上、複数のレンズ２０２、２０３、２０４から成る撮影光学系３１を、１枚の薄肉レンズとして図示している。

いま、撮影距離Ｄに位置する被写体４０のある一点３０から出射した被写体光を考える。図４（ａ）に示すように、一点３０からの被写体光のうち、撮影光学系３１の光軸Ｌ近傍の瞳３３，３４を通過した光束（像高の低い領域からの光束）の焦点位置３７と、撮影光学系３１の端部近傍の瞳３２，３５を通過した光束（像高の高い領域からの光束）の焦点位置３６には、球面収差等に起因した位置ずれ３８が生じる。光学設計時には、このずれを考慮して最良像面位置（撮像に最適な結像位置）３９を決定し、撮像面がこの最良像面位置３９とした状態を合焦状態として扱う。

図４（ｂ）のように絞り２０５を絞り込むと、撮影光学系３１の端部近傍の瞳３２，３５に向かった被写体光は絞り２０５により遮られ、撮像に使われなくなる。このとき、位置ずれ４４の範囲が変化し、最良像面位置４５も変化する。従って、例えば図４（ａ）の状態でＡＦを行い最良像面位置３９を決定しても、その最良像面位置３９は図４（ｂ）の状態における最良像面位置４５と異なる。この絞り径Ｒによる最良像面位置４５の変動量４６は、被写体の位置、すなわち撮影距離Ｄの変化に応じて変化する。また、この変動量４６は、製造時のばらつき、すなわち各レンズ個体の個体差の影響を受ける。

次に、ボディ制御部１０１による瞳分割位相差検出方式のＡＦ処理について説明する。焦点検出装置１０９は、撮影光学系３１の一対の異なる瞳からの被写体光を別々に受光し、その受光出力同士の位相差を検出する。以下の説明では、図４（ａ）に示す瞳３２，３５が位相差の検出に利用されるものとする。焦点検出装置１０９は、検出した位相差に基づいてデフォーカス量を算出し、ボディ制御部１０１に出力する。ボディ制御部１０１は、このデフォーカス量に応じた距離だけフォーカスレンズ２０３を駆動させることにより、自動焦点調節を行う。

焦点検出装置１０９が焦点検出に用いる瞳３２，３５は予め定められている。焦点検出時、絞り径Ｒは少なくとも瞳３２，３５からの光束が蹴られない程度の大きさとする。例えば開放絞りであれば、瞳３２，３５からの光束は蹴られない。ボディ制御部１０１は、絞り２０５を開放絞り（Ｆ２．０）に駆動してから焦点検出装置１０９に焦点検出を行わせ、その結果に基づいて目的とする被写体にピントを合わせる。ボディ制御部１０１は、その後、撮影絞りまで絞り２０５を絞り込み、撮影を行う。

焦点検出装置１０９は図４（ａ）に示した瞳３２，３５からの光束を用いて焦点検出を行う。一方、撮像に用いられる光束は、瞳３２，３５からの光束ではない。例えば、瞳３２，３５を含むより広い範囲の光束が利用されることもあれば、瞳３２，３５よりも狭い範囲の光束が利用されることもある。いずれの場合についても、位相差検出ＡＦに用いる瞳領域の形状は、撮影時の瞳領域の形状（光軸を中心とする略円形状）とは異なっている。従って、コントラストＡＦの説明において述べた通り、ＡＦ時の最良像面位置が撮影時の最良像面位置とは異なることがある。

検査装置３００は、以上に説明した、瞳領域の形状（絞り径Ｒ）および撮影距離Ｄの変化に応じた最良像面位置の変動を計測し、後述する補正テーブルを作成する。検査装置３００による計測は交換レンズ２００の個体ごとに行われるので、補正テーブルは同一機種であってもそれぞれ異なる内容になる。検査装置３００は、実測した結果に基づいて補正テーブルを作成し、当該交換レンズ２００のＲＯＭ２０６に記憶する。カメラボディ１００は、交換レンズ２００のＲＯＭ２０６に記憶されている補正テーブルを参照することにより、最良像面位置の変動を考慮したＡＦ処理を行う。

（補正テーブルの説明）
図５は、補正テーブルの一例を示す図である。補正テーブルは、図５（ａ）に示す位相差ＡＦ用の第１補正テーブル６０と、図５（ｂ）に示すコントラストＡＦ用の第２補正テーブル７０とから成る。

図５（ａ）に示す位相差ＡＦ用の第１補正テーブル６０には、像倍率（概ね撮影距離Ｄの逆数と等しい）とＦ値の組み合わせごとに、フォーカスレンズ２０３のずらし量が記憶されている。以下、具体例を挙げて、この「フォーカスレンズ２０３のずらし量」の意味を説明する。

例えば図５（ａ）では、像倍率が「０」、Ｆ値が「Ｆ４．０」の欄に、「Ｄ１１」という値が格納されている。これは、「像倍率が０（すなわち撮影距離Ｄが無限遠）で、絞り２０５のＦ値がＦ４．０である場合、焦点検出装置１０９により検出されたデフォーカス量が０になるレンズ位置から、フォーカスレンズ２０３をＤ１１だけ動かした位置が真の合焦位置である」ということを意味する。換言すると、「撮影距離Ｄが無限遠で、撮影Ｆ値がＦ４．０である場合、焦点検出装置１０９により検出されるデフォーカス量が「０」になるようにフォーカスレンズ２０３を駆動した位置よりも、そこから「Ｄ１１」だけずれた位置にフォーカスレンズ２０３を動かした方が、よりよい撮影結果を得ることができる」ということを意味する。なお、正のずらし量は至近方向、負のずらし量は無限遠方向を表す。

カメラボディ１００は、撮影距離が無限遠で撮影Ｆ値がＦ４．０のとき、焦点検出装置１０９から出力されるデフォーカス量が０となる位置までフォーカスレンズ２０３を動かした後、Ｄ１１だけフォーカスレンズ２０３を駆動させる。こうすることで、焦点検出装置１０９から出力されるデフォーカス量は０でなくなるが、実際にはそこが撮影に最適なピント位置である。

図５（ｂ）に示すコントラストＡＦ用の第２補正テーブル７０には、像倍率とＦ値の組み合わせごとに、フォーカスレンズ２０３のずらし量が記憶されている。

コントラストＡＦの場合、位相差ＡＦとは異なり、ＡＦ時のＦ値が毎回同一とは限らない。例えば、Ｆ２．０でコントラストＡＦを実行した後、Ｆ５．６で撮影を行うこともあれば、Ｆ２．８でコントラストＡＦを行った後、Ｆ２．０で撮影を行うこともある。第２補正テーブル７０には、Ｆ２．０（開放Ｆ値）を基準とした「フォーカスレンズ２０３のずらし量」が格納されているが、第２補正テーブル７０からずらし量を適宜選択して演算を行うことにより、任意のＦ値によりコントラストＡＦおよび撮影を行う場合の最適なずらし量を取得することができる。

例えば図５（ｂ）では、像倍率が「０」、Ｆ値が「Ｆ４．０」の欄に、「Ｄ５１」という値が格納されている。これは、「像倍率が０（すなわち撮影距離Ｄが無限遠）で、Ｆ値がＦ４．０である場合、像倍率が０でＦ値がＦ２．０のときにコントラスト値（焦点評価値）がピークになるレンズ位置から、フォーカスレンズ２０３をＤ５１だけ動かした位置が真の合焦位置である」ということを意味する。換言すると、「像倍率が０のまま、Ｆ２．０でコントラストＡＦを行い、その後絞り２０５をＦ４．０に絞り込むと、最適なピント位置がＦ２．０のときから（フォーカスレンズ２０３の位置換算で）Ｄ５１だけずれる」ということを意味する。

他方、像倍率が「０」、Ｆ値が「Ｆ８．０」の欄には、「Ｄ５２」という値が格納されている。カメラボディ１００は、撮影距離Ｄが無限遠でＡＦ時のＦ値がＦ４．０、撮影Ｆ値がＦ８．０のとき、ＡＦ実行後に（Ｄ５２−Ｄ５１）だけフォーカスレンズ２０３を駆動させる。これにより、撮影時のＦ値に対する最適なピント位置を得ることができる。

図６（ａ）は、ボディ制御部１０１が実行する位相差ＡＦ処理のフローチャートである。ステップＳ４００でボディ制御部１０１は、絞り２０５に開放Ｆ値（Ｆ２．０）を設定する。ステップＳ４１０でボディ制御部１０１は、焦点検出装置１０９に位相差検出方式の焦点検出を実行させ、焦点検出装置１０９からデフォーカス量Ｄｆを取得する。

ステップＳ４２０でボディ制御部１０１は、デフォーカス量Ｄｆが０であるか否かを判定する。デフォーカス量Ｄｆが０でなければボディ制御部１０１は処理をステップＳ４３０に進める。ステップＳ４３０でボディ制御部１０１は、デフォーカス量Ｄｆをレンズ駆動量に変換し、そのレンズ駆動量だけフォーカスレンズ２０３を駆動する。その後、ボディ制御部１０１は処理をステップＳ４１０に進め、デフォーカス量Ｄｆが０になるまでステップＳ４１０〜Ｓ４３０の処理を繰り返す。

ステップＳ４２０においてデフォーカス量Ｄｆが０であった場合、ボディ制御部１０１は処理をステップＳ４４０に進める。ステップＳ４４０においてボディ制御部１０１は、レンズ制御部２０１から取得した撮影光学系３１の現在の撮影距離と、ユーザにより予め設定された撮影Ｆ値とに基づいて、対応するずらし量を図５（ａ）に示した第１補正テーブル６０から取得する。なお、撮影Ｆ値はボディ制御部１０１が撮影環境に応じて適宜決定してもよい。ステップＳ４５０でボディ制御部１０１は、ステップＳ４４０で取得したずらし量だけフォーカスレンズ２０３を駆動する。

図６（ｂ）は、ボディ制御部１０１が実行するコントラストＡＦ処理のフローチャートである。ステップＳ５００でボディ制御部１０１は、絞り２０５に所定のＡＦ用Ｆ値を設定する。ＡＦ用Ｆ値は、例えば周知の露出演算等により、できるだけ開放寄りで且つ光量が飽和しない程度のＦ値とする。

ステップＳ５１０でボディ制御部１０１は、撮像素子１０２により撮像を行う。ステップＳ５２０でボディ制御部１０１は、撮像結果からコントラスト量を検出する。ステップＳ５３０でボディ制御部１０１は、ステップＳ５２０でコントラスト量のピークを検出したか否かを判定する。

ピークを検出しなかった場合、ボディ制御部１０１は処理をステップＳ５４０に進め、コントラスト量のピークを検出するためにフォーカスレンズ２０３を駆動する。その後、ボディ制御部１０１は処理をステップＳ５１０に進め、コントラスト量のピークが検出されるまでステップＳ５１０〜Ｓ５４０の処理を繰り返す。

ステップＳ５３０においてコントラスト量のピークが検出された場合、ボディ制御部１０１は処理をステップＳ５５０に進める。ステップＳ５５０においてボディ制御部１０１は、レンズ制御部２０１から取得した撮影光学系３１の現在の撮影距離Ｄと、ステップＳ５００で設定したＡＦ用Ｆ値とに基づいて、対応するずらし量を図５（ｂ）に示した第２補正テーブル７０から取得する。以下、ここで取得したずらし量をずらし量１と称する。

ステップＳ５６０でボディ制御部１０１は、レンズ制御部２０１から取得した撮影光学系３１の現在の撮影距離Ｄと、ユーザにより予め設定された撮影Ｆ値とに基づいて、対応するずらし量を図５（ｂ）に示した第２補正テーブル７０から取得する。以下、ここで取得したずらし量をずらし量２と称する。

ステップＳ５７０でボディ制御部１０１は、（ずらし量２−ずらし量１）だけフォーカスレンズ２０３を駆動する。これにより、撮影Ｆ値において最適なピント位置（最良像面位置）が得られる。

（検査装置３００による測定手順の説明）
図７は、検査制御部３０１が実行する補正テーブル作成処理のフローチャートである。検査制御部３０１は交換レンズ２００の製造時にこの補正テーブル作成処理を実行し、当該交換レンズ２００の補正テーブルを作成する。

まずステップＳ１００において、検査制御部３０１が、撮影距離１メートルの地点への測定チャートの設置を待機する。測定チャートは、例えば白紙に所定間隔の縦縞や横縞を印刷したものである。検査スタッフが測定チャートを設置すると、検査制御部３０１は処理をステップＳ１１０に進める。ステップＳ１１０で検査制御部３０１は、後述する第１測定処理を実行する。この第１測定処理によって、１メートルの撮影距離に関する測定結果が得られる。

次に検査制御部３０１は、ステップＳ１２０で、焦点距離の３０倍の撮影距離（１．５メートル）の地点への測定チャートの設置を待機する。検査スタッフが測定チャートを設置すると、検査制御部３０１は処理をステップＳ１３０に進める。ステップＳ１３０で検査制御部３０１は、後述する第１測定処理を実行する。この第１測定処理によって、１．５メートルの撮影距離に関する測定結果が得られる。

次に検査制御部３０１は、ステップＳ１４０で、焦点距離の６０倍の撮影距離（３メートル）の地点への測定チャートの設置を待機する。検査スタッフが測定チャートを設置すると、検査制御部３０１は処理をステップＳ１５０に進める。ステップＳ１５０で検査制御部３０１は、後述する第１測定処理を実行する。この第１測定処理によって、３メートルの撮影距離に関する測定結果が得られる。

最後に検査制御部３０１は、ステップＳ１６０において、ステップＳ１１０、Ｓ１３０、Ｓ１５０でそれぞれ実行した第１測定処理の結果から、図５に示した補正テーブルを作成して出力する。この出力は、測定対象の交換レンズ２００内のＲＯＭ２０６に書き込まれる。なお、測定結果から補正テーブルを作成する方法については後に詳述する。

図８（ａ）は、図７に示した補正テーブル作成処理から呼び出される第１測定処理のフローチャートである。まずステップＳ２００において、検査制御部３０１は、絞り２０５をＦ２．０（開放絞り）に設定する。ステップＳ２１０において検査制御部３０１は、後述する第２測定処理を呼び出す。

ステップＳ２２０において検査制御部３０１は、絞り２０５をＦ４．０に設定し、ステップＳ２３０において後述する第２測定処理を呼び出す。ステップＳ２４０において検査制御部３０１は、絞り２０５をＦ８．０に設定し、ステップＳ２５０において後述する第２測定処理を呼び出す。

図８（ｂ）は、図８（ａ）に示した第１測定処理から呼び出される第２測定処理のフローチャートである。まずステップＳ３００において、検査制御部３０１は、撮像素子３０２により被写体像を撮像する。ステップＳ３１０で検査制御部３０１は、撮像信号のコントラスト量（焦点評価値）を検出する。ステップＳ３２０において検査制御部３０１は、現在のコントラスト量（焦点評価値）がピーク（極大）であるか否かを判定する。コントラスト量（焦点評価値）がピーク（極大）でなかった場合にはステップＳ３３０に進む。ステップＳ３３０で検査制御部３０１は、一定方向にフォーカスレンズ２０３を駆動させ、処理をステップＳ３１０に進める。検査制御部３０１は、ステップＳ３１０〜Ｓ３３０を繰り返し実行してフォーカスレンズ２０３の駆動とコントラスト量（焦点評価値）の検出とを繰り返し、いわゆる山登り法によりコントラスト量（焦点評価値）がピーク（極大）となるフォーカスレンズ２０３のレンズ位置を特定する。

ステップＳ３２０において、コントラスト量（焦点評価値）がピーク（極大）であった場合、検査制御部３０１は処理をステップＳ３４０に進める。ステップＳ３４０で検査制御部３０１は、フォーカスレンズ２０３の現在位置を記憶する。ステップＳ３５０で検査制御部３０１は、焦点検出装置３０９に位相差検出方式の焦点検出を行わせ、デフォーカス量を取得する。つまり検査制御部３０１は、図８（ｂ）に示す第２測定処理において、コントラスト方式のＡＦにより合焦状態を得た後、その合焦状態における焦点検出装置３０９のデフォーカス量出力を取得する。

次に、図７のステップＳ１６０における検査制御部３０１の補正テーブル作成方法について詳述する。図７〜８で説明した処理を実行することにより、検査制御部３０１は下記のレンズ位置ＬＰ１〜ＬＰ９と、デフォーカス量Ｄｆ１〜Ｄｆ９を得る。
ＬＰ１：撮影距離＝３メートル（焦点距離×６０）、Ｆ値＝Ｆ２．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ１：上記ＬＰ１記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ２：撮影距離＝３メートル、Ｆ値＝Ｆ４．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ２：上記ＬＰ２記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ３：撮影距離＝３メートル、Ｆ値＝Ｆ８．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ３：上記ＬＰ３記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ４：撮影距離＝１．５メートル（焦点距離×３０）、Ｆ値＝Ｆ２．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ４：上記ＬＰ４記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ５：撮影距離＝１．５メートル、Ｆ値＝Ｆ４．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ５：上記ＬＰ５記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ６：撮影距離＝１．５メートル、Ｆ値＝Ｆ８．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ６：上記ＬＰ６記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ７：撮影距離＝１メートル（至近位置）、Ｆ値＝Ｆ２．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ７：上記ＬＰ７記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ８：撮影距離＝１メートル、Ｆ値＝Ｆ４．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ８：上記ＬＰ８記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量
ＬＰ９：撮影距離＝１メートル、Ｆ値＝Ｆ８．０のとき、コントラストが極大となるフォーカスレンズ２０３の位置
Ｄｆ９：上記ＬＰ９記憶時に焦点検出装置３０９が出力するデフォーカス量

検査制御部３０１は、次式により、図５（ａ）、（ｂ）に示す補正テーブルの値Ｄ２０，Ｄ３０，Ｄ４０，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ４１，Ｄ２２，Ｄ３２，Ｄ４２，Ｄ６０，Ｄ７０，Ｄ８０，Ｄ６１，Ｄ７１，Ｄ８１，Ｄ６２，Ｄ７２，Ｄ８２を算出する。なお、次式において、デフォーカス量をフォーカスレンズ２０３の移動量に換算するための所定係数をＫとする。
Ｄ２０＝Ｄｆ１×Ｋ
Ｄ３０＝Ｄｆ４×Ｋ
Ｄ４０＝Ｄｆ７×Ｋ
Ｄ２１＝（Ｄｆ２−Ｄｆ１）×Ｋ
Ｄ３１＝（Ｄｆ５−Ｄｆ４）×Ｋ
Ｄ４１＝（Ｄｆ８−Ｄｆ７）×Ｋ
Ｄ２２＝（Ｄｆ３−Ｄｆ１）×Ｋ
Ｄ３２＝（Ｄｆ６−Ｄｆ４）×Ｋ
Ｄ４２＝（Ｄｆ９−Ｄｆ７）×Ｋ
Ｄ６０＝０
Ｄ７０＝０
Ｄ８０＝０
Ｄ６１＝ＬＰ２−ＬＰ１
Ｄ７１＝ＬＰ５−ＬＰ４
Ｄ８１＝ＬＰ８−ＬＰ７
Ｄ６２＝ＬＰ３−ＬＰ１
Ｄ７２＝ＬＰ６−ＬＰ４
Ｄ８２＝ＬＰ８−ＬＰ７

なお、撮影距離＝無限遠、Ｆ値＝Ｆ２．０に対応するＤ１０の値は、Ｄ２０，Ｄ３０，Ｄ４０に基づく外挿演算により決定する。これは、無限遠の位置に測定チャートを置くことはできないためである。Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ５０，Ｄ５１，Ｄ５２についても同様に、外挿演算により算出された値とする。また検査制御部３０１は、図５に示した補正テーブルにおいて「＊」と記載された欄に、上述の各式により得られた値に基づく外挿演算による補間値を演算して格納する。

上述した第１の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
（１）交換レンズ２００は、撮影光学系３１の一対の瞳領域３２，３５の各々を通過した一対の光束に基づく瞳分割位相差検出方式の自動焦点調節（ＡＦ）制御と、被写体像のコントラスト量に基づくコントラスト検出方式の自動焦点調節（ＡＦ）制御と、の各々において利用可能な、撮影Ｆ値と撮影距離Ｄとの複数通りの組み合わせの各々に対応する最良像面位置の補正量を記憶するＲＯＭ２０６を備える。このようにしたので、レンズの製造誤差によるバラツキを補正することができる。また、瞳分割位相差検出方式の自動焦点調節制御とコントラスト検出方式の自動焦点調節制御との両方に対応することができる。

（２）ＲＯＭ２０６は、撮影Ｆ値と撮影距離との複数通りの組み合わせの各々に対応する補正量を、組み合わせ毎に２つ記憶し、その２つの補正量は、一方が瞳分割位相差検出方式の自動焦点調節制御で利用可能な補正量であり第１補正テーブル６０に格納され、他方がコントラスト検出方式の自動焦点調節制御で利用可能な補正量であり第２補正テーブル７０に格納される。このようにしたので、瞳分割位相差検出方式の自動焦点調節制御とコントラスト検出方式の自動焦点調節制御との両方に対応することができる。

（第２の実施の形態）
上述した第１の実施の形態では、補正テーブルは、位相差ＡＦ用の第１補正テーブル６０と、コントラストＡＦ用の第２補正テーブル７０とを含んでいた。補正テーブルは、位相差ＡＦにもコントラストＡＦにも用いることができる、単一の補正テーブルとすることもできる。本実施形態では、第１の実施の形態と同様の構成を備えるカメラシステムにおいて、この単一の補正テーブルを利用する方法について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同一の箇所については第１の実施の形態と同一の符号を付し説明を省略する。

本実施形態の交換レンズ２００内のＲＯＭ２０６には、補正テーブルとして、図５（ａ）に示した第１補正テーブル６０のみを有している。位相差ＡＦ処理は第１の実施の形態と同様に行えばよい。一方、コントラストＡＦ処理は、第１補正テーブル６０の値を用いて行う。第１実施形態のコントラストＡＦ処理では、撮影距離ＤおよびＡＦ時のＦ値の組み合わせに対応するずらし量１と、撮影距離Ｄおよび撮影Ｆ値の組み合わせに対応するずらし量２とを第２補正テーブル７０から取得し、（ずらし量２−ずらし量１）だけフォーカスレンズ２０３を動かしていた。本実施形態では、同様の処理を、第２補正テーブル７０の代わりに第１補正テーブル６０を用いて行う。第１補正テーブル６０には、位相差ＡＦに利用される瞳と解放瞳との収差補正量が、図７および図８に示した処理により既に含まれている。そのため、第１補正テーブル６０のみであっても、位相差ＡＦおよびコントラストＡＦに対応することが可能である。

上述した第２の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。
（１）ＲＯＭ２０６は、撮影Ｆ値と撮影距離Ｄとの複数通りの組み合わせの各々に対応する補正量を、組み合わせ毎に１つ記憶し、その１つの補正量は、瞳分割位相差検出方式の自動焦点調節制御とコントラスト検出方式の自動焦点調節制御とのいずれにも利用可能である。このようにしたので、第１の実施の形態に比べて、ＲＯＭ２０６のデータ量を削減することができる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
図５に示した補正テーブルの内容は一例であり、補正テーブルの構成を図５と異なるものとすることができる。例えば、像倍率やＦ値をより細かく分割して、より多数の「ずらし量」を格納してもよい。また、図５において、どの欄に補間値を格納し、どの欄に実際に測定された値を格納するかは、任意に定めることができる。例えば、より多数の欄に実測したずらし量を格納するようにしてもよい。更に、補間値は、予め格納しておいてもよいし、カメラボディ１００からの要求に応じてレンズ制御部２０１が適宜生成してカメラボディ１００に送信するようにしてもよい。あるいは、ボディ制御部１０１が適宜生成するようにしてもよい。

（変形例２）
検査装置３００による「ずらし量」の計測方法は、上述した各実施形態において説明したものと異なっていてよい。例えば、フォーカスレンズ２０３を駆動する代わりに、撮像素子３０２をピエゾ素子等により光軸Ｌに対して前後方向に駆動させ、最良像面位置の変化を計測してもよい。また、測定チャートを光軸Ｌに対して前後方向に移動させることにより、最良像面位置の変化を計測してもよい。これらの変形例を適用する場合、フォーカスレンズ２０３は撮影距離Ｄに併せて固定し計測を行えばよい。なお、測定チャートを移動させる場合は、最良像面位置を得られた測定チャートの移動距離を、撮影光学系３１による結像面の移動距離に変換する必要がある。

（変形例３）
本発明を、焦点距離が可変ないわゆるズームレンズに適用することもできる。この場合、交換レンズ２００に、図５に示した補正テーブルを焦点距離毎に複数記憶させればよい。つまり、三次元の補正テーブルを用意すればよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１００…カメラボディ、２００…交換レンズ、３００…検査装置

Claims (6)

1. 撮像部を有するカメラに着脱可能な交換レンズであって、
   フォーカスレンズと絞りとを有する光学系による像が前記撮像部に合焦する合焦位置と前記フォーカスレンズの位置とのずれ量の検出、及び前記光学系による像のコントラストに基づく前記合焦位置の検出のいずれにも利用可能な像面位置の補正量を記憶する記憶部を備える交換レンズ。
2. 請求項１に記載の交換レンズにおいて、
   前記記憶部は、前記絞りの絞り値と、撮影距離または像倍率との組み合わせ毎に前記補正量を記憶する交換レンズ。
3. 請求項２に記載の交換レンズにおいて、
   前記記憶部は、前記撮像部で撮像を行うための前記絞りの絞り値または前記ずれ量の検出のための前記絞りの絞り値またはコントラストに基づく前記合焦位置の検出のための前記絞りの絞り値と、前記撮影距離または前記像倍率との組み合わせ毎に前記補正量を記憶する交換レンズ。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の交換レンズにおいて、
   前記補正量に基づいて前記フォーカスレンズを移動させる移動部を備える交換レンズ。
5. 請求項３に記載の交換レンズにおいて、
   前記ずれ量の検出のための前記絞りの絞り値と前記撮影距離または前記像倍率との組み合わせ毎に記億された補正量と、コントラストに基づく前記合焦位置の検出のための前記絞りの絞り値と前記撮影距離または前記像倍率との組み合わせ毎に記億された前記補正量とに基づいて前記フォーカスレンズを移動させる移動部を備える交換レンズ。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の交換レンズにおいて、
   前記記憶部は、前記光学系による像が結像する像面位置の補正量を記憶する交換レンズ。
   

Images