JP3719586B2 - 電子カメラの調整方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、位相差方式のオートフォーカス部とコントラスト方式のオートフォーカス部とを備える電子カメラにおいて、位相差方式のオートフォーカスの調整動作を容易に行うことが可能な電子カメラの調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位相差方式の測距センサを用いた位相差方式のオートフォーカス部（自動焦点調節機構）を有するデジタルカメラ（電子カメラ）が存在する。このようなデジタルカメラを生産するにあたっては、その生産工程中にその測距センサの調整を行う工程（調整工程）が必要になる。
【０００３】
従来、このような調整工程においては、図１４に示すように、光源（被写体）と結像レンズ３０６ａとの間の距離ｄが所定の距離ｄ０（たとえば１ｍ）となるように正確な測定を行った上で、（位相差方式の）測距センサ３０６内の撮像素子上における２つの結像位置相互間の間隔ａ（以下、像間隔ａとも称する）に関する出力データをモニタリングしながら、当該像間隔ａが、上記の距離ｄ０に応じてあらかじめ定められた規定値ａ０となるように測距センサ３０６の光軸方向（矢印ＡＸ１）の位置を微調整してその固定位置を決定することが行われていた。ここで、光源および結像レンズ３０６ａ相互間の距離ｄと測距センサ３０６内の撮像素子上の像間隔ａとの相互間の関係については、上記の調整工程に先立って予め求められており、この規定値ａ０は、距離ｄと像間隔ａとの関係に基づき、上記の所定の距離ｄ０に対応して求められる値である。このような調整を行った後においては、測距センサ３０６内の撮像素子上の像間隔ａが値ａ０となる状態において、距離ｄ＝ｄ０であると判断されて、当該距離ｄ０の被写体に焦点を合わせるようにレンズ（フォーカスレンズ）３０１を移動させることにより合焦状態の被写体が撮像される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような調整工程を各個別のデジタルカメラについて行うにあたっては、上記の距離ｄが所定の距離ｄ０となるよう、その距離ｄを正確に測定して調整しなければならないため、多大な手間と時間とが必要になるという問題がある。
【０００５】
また、デジタルカメラにおいては、このような位相差方式のオートフォーカス部の他に、コントラスト方式のオートフォーカス部をも備えるものが存在する。これは、高速応答性に優れる位相差方式オートフォーカスと、精度に優れるコントラスト方式オートフォーカスとの両利点を生かすために、両方式のオートフォーカスを用途に応じて使い分けるなどの目的で両方式のオートフォーカスを備えるものである。
【０００６】
そして、特にこのような両方式（位相差方式およびコントラスト方式）のオートフォーカス部を備えるデジタルカメラにおいては、両方式のオートフォーカス部の調整を行う必要があるが、両方式におけるオートフォーカス相互間の整合性を確保しつつ各方式のオートフォーカス部の調整を別個独立に行うことは非常に労力を要するという問題を有している。
【０００７】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、位相差方式およびコントラスト方式の両方式のオートフォーカス部を備える電子カメラにおいて、その位相差方式のオートフォーカス部の調整動作を容易に行うことが可能な電子カメラの調整方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、コントラスト方式オートフォーカス部と位相差方式オートフォーカス部とを備える電子カメラの調整方法であって、任意の距離に配置された調整用被写体を合焦状態にする第１のレンズ位置を、前記コントラスト方式オートフォーカス部によって求める工程と、被写体が合焦状態となるときのレンズ位置と前記位相差方式オートフォーカス部の測距センサの像間隔との間の関係に基づいて、前記第１のレンズ位置に対応する像間隔である第１の像間隔を求める工程と、前記調整用被写体についての像間隔が前記第１の像間隔に一致するように、前記測距センサの光軸方向の固定位置を決定する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
＜Ａ１．デジタルカメラの基本構成＞
図１ないし図４はそれぞれ本発明の調整対象となるデジタルカメラ１の正面図、背面図、側面図および底面図であり、図５はデジタルカメラ１の内部構成を示すブロック図である。
【００１２】
デジタルカメラ１は、図１に示すように、箱型のカメラ本体部２と直方体状の撮像部３（図１、図２および図４に太線で図示）とから構成されている。撮像部３は、撮影レンズ（撮影用レンズ）であるマクロ機能付きレンズ３０１を有するとともに、銀塩レンズシャッターカメラと同様に、被写体からのフラッシュ光の反射光を受光する調光センサ３０５、被写体までの距離を測定するための測距センサ３０６、および、光学ファインダ３１が設けられる。
【００１３】
なお、撮像部３内部にはレンズ３０１の後方位置にＣＣＤカラーエリアセンサであるＣＣＤ３０３（図５参照）を有し、ＣＣＤ３０３は撮像回路３０２の一部となっている。
【００１４】
カメラ本体部２の前面には、図１に示すように、左端部にグリップ部４および中央上部に内蔵フラッシュ５が設けられ、上面にはシャッタボタン８が設けられている。
【００１５】
一方、図２に示すように、カメラ本体部２の背面には、略中央に撮影画像のモニタ表示（ビューファインダに相当）、記録画像の再生表示等を行うためのＬＣＤ１０が設けられている。また、ＬＣＤ１０の下方に、デジタルカメラ１の操作を行うキースイッチ群２２１〜２２６および電源スイッチ２２７が設けられる。電源スイッチ２２７の左側には、電源がオン状態で点灯するＬＥＤ２２８およびメモリカードへのアクセス中である旨を表示するＬＥＤ２２９が配置される。
【００１６】
さらに、カメラ本体部２の背面には、「撮影モード」、「再生モード」および「プリファレンスモード」の間でモードを切り替えるモード設定スイッチ１４が設けられる（図３参照）。撮影モードは、写真撮影を行ったり、仮撮影の画像を一時的にＬＣＤ１０に表示したりするモードであり、再生モードは、メモリカードに記録された撮影済み画像をＬＣＤ１０に再生表示するモードであり、さらに、プリファレンスモードは、表示される選択項目の中から選択することにより各種の設定を行うモードである。
【００１７】
モード設定スイッチ１４は３接点のスライドスイッチであり、図２において下にセットすると撮影モードに設定され、中央にセットすると再生モードに設定され、上にセットするとプリファレンスモードに設定される。
【００１８】
また、カメラ背面右側には、４連スイッチ２３０が設けられ、ボタン２３１，２３２を押すことによりズーミングを行い、ボタン２３３，２３４を押すことによって露出補正を行う。
【００１９】
撮像部３の背面には、図２に示すように、ＬＣＤ１０をオン／オフさせるためのＬＣＤボタン３２１およびマクロボタン３２２が設けられる。ＬＣＤボタンが押されるとＬＣＤ表示のオン／オフが切り替わる。例えば、専ら光学ファインダ３１のみを用いて撮影するときには、節電の目的でＬＣＤ表示をオフにする。マクロ撮影時には、マクロボタン３２２が押されることにより、ＡＦモータ３０８（図５参照）が駆動されレンズ３０１がマクロ撮影可能な状態になる。
【００２０】
カメラ本体部２の側面には、図３に示すようにＤＣ入力端子２３５が設けられる。
【００２１】
カメラ本体部２の底面には、図４に示すように、電池装填室１８とカード装填室１７とが設けられる。カード装填室１７は、メモリカード９１や機能カード９２を装填するための２つのカードスロット１７ａ，１７ｂを有する。両装填室は、クラムシェルタイプの蓋１５により開閉自在になっている。
【００２２】
ここで、機能カードとは、カードスロットに装着することにより、その電子機器（この実施の形態ではデジタルカメラ１）にデータ記憶以外の所定の機能をハードウェア的に付加する機能付加手段となっているカードをいい、具体的には、メモリカード以外の、音声カード、ビデオカード、モデムカード、ＩＳＤＮカード、ＵＳＢカード、ＩＥＥＥ１３９４カード等を指す。なお、図４ではカードスロット１７ａ，１７ｂに１つのメモリカード９１および１つの機能カード９２が装着された状態を例示している。以下の説明において、メモリカードおよび機能カードを総称する場合に電子カードと呼ぶ。
【００２３】
蓋１５には、開口部１５ａが形成されており、いずれのカードスロットに機能カード９２を装着しても蓋１５を閉じると機能カードのコネクタ部分が外部に露出するようになっている。これにより、蓋１５を閉じた状態で外部機器と結線することが可能とされている。
【００２４】
デジタルカメラ１では、４本の単三形乾電池を電池装填室１８に装填することにより、これらを直列接続してなる電源電池２３６（図５参照）を駆動源としている。もちろん、図４に示すＤＣ入力端子２３５からアダプタからの電力を供給して使用することも可能である。
【００２５】
次に図５を参照しながら撮像部３の内部構成について順に説明する。
【００２６】
この撮像部３の内部には、レンズ３０１のズーム比の変更と、収容位置と撮影位置との間のレンズ移動を行うためのズームモータ３０７、合焦を行うためのＡＦ（オートフォーカス）モータ３０８、および絞り３０１ｅの調節を行う絞りアクチュエータ３０９とが設けられている。
【００２７】
レンズ３０１は、より厳密には、複数のレンズを有するレンズ系として構成されており、これらの複数のレンズの光軸方向における位置を、上記のズームモータ３０７やＡＦモータ３０８の駆動を用いて調整することにより、レンズ３０１は、ズーム比の変更を行うズームレンズとしての機能と、合焦位置の調整を行うフォーカスレンズとしての機能とを果たすことができる。
【００２８】
撮像回路３０２は、レンズ３０１によりＣＣＤ３０３上に結像された被写体の光像をＣＣＤ３０３を用いて光電変換し、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）として出力する。
【００２９】
なお、デジタルカメラ１では撮像部３における露出制御は、絞り３０１ｅの調節のみならず、ＣＣＤ３０３の露光量（シャッタスピードに相当するＣＣＤ３０３の電荷蓄積時間）も調節して行われる。被写体輝度が低輝度時に適切なシャッタスピードが設定できない場合は、ＣＣＤ３０３から出力される画像信号のレベル調整を行うことにより露光不足による不適正露出が補正される。すなわち、低輝度時は、シャッタスピードとゲイン調整とを組み合わせて露出制御が行われる。なお、画像信号のレベル調整は、後述の信号処理回路３１３内のＡＧＣ（オートゲインコントロール）回路により行われる。
【００３０】
タイミングジェネレータ３１４は、カメラ本体部２内のタイミング制御回路２０２から送信されるクロックに基づきＣＣＤ３０３の駆動制御信号を生成するものである。タイミングジェネレータ３１４は、例えば、積分開始／終了（すなわち、露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号，垂直同期信号，転送信号）等のクロック信号を生成し、ＣＣＤ３０３に出力する。
【００３１】
信号処理回路３１３は、撮像回路３０２から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路３１３は図示しないが、その内部にＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ回路とを有し、ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、ＡＧＣ回路でゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００３２】
調光回路３０４は、フラッシュ撮影における内蔵フラッシュ５の発光量をカメラ本体部２の全体制御部２１１により設定された所定の発光量に制御するものである。フラッシュ撮影においては、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ３０５により受光され、この受光量が所定の発光量に達すると、調光回路３０４から全体制御部２１１を介してカメラ本体部２のフラッシュ制御回路２１４へ発光停止信号が出力される。フラッシュ制御回路２１４は、この発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５の発光を強制的に停止し、これにより、内蔵フラッシュ５の発光量が所定の発光量に制御される。
【００３３】
次に、カメラ本体部２の内部構成について説明する。
【００３４】
全体制御部２１１は主にＣＰＵからなり、上述した撮像部３内およびカメラ本体部２内の各周辺構成の駆動を有機的に制御してデジタルカメラ１の撮影動作を統括制御するものである。周辺構成とはアドレスバス、データバス、コントロールバス等によって接続されている。
【００３５】
なお、図５（および後述の図６）中の画像データの流れについても便宜上、周辺構成間の矢印によって示しているが、実際には、画像データは全体制御部２１１を介して各周辺構成ごとに送られる。そのため全体制御部２１１内には、ＤＲＡＭからなるワークＲＡＭ２１１ａ、および、プログラムを格納するためのフラッシュＲＯＭ２１１ｂが内蔵される。
【００３６】
次に、カメラ本体部２の内部における画像信号の処理および画像表示に関する構成について説明する。
【００３７】
撮像部３の信号処理回路３１３から送られたアナログ画像信号はカメラ本体部２内の画像処理部２００において各種画像処理が施される。図６は画像処理部２００の構成を示すブロック図である。まず、画像処理部２００へ送られてきたアナログ画像信号はＡ／Ｄ変換器２０５において各画素ごとに１０ビットのデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器２０５は、タイミング制御回路２０２から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１０ビットのデジタル信号に変換する。
【００３８】
なお、タイミング制御回路２０２は、全体制御部２１１の制御により、基準クロック、タイミングジェネレータ３１４およびＡ／Ｄ変換器２０５に対するクロックを生成する。
【００３９】
黒レベル補正回路２０６は、Ａ／Ｄ変換された画素信号（以下、「画素データ」という。）の黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。また、ＷＢ回路２０７は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベル変換を行うものであり、後工程のγ補正を考慮したホワイトバランスの調整を行う。ホワイトバランスの調整は、全体制御部２１１からＷＢ回路に入力されるレベル変換テーブル（正確にはそのデータ）を用いて行われ、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の傾き）は全体制御部２１１により撮影画像毎に設定される。
【００４０】
γ補正回路２０８は、画素データのγ特性を補正するものである。γ補正回路２０８からの出力は図５および図６に示すように画像メモリ２０９に送られる。
【００４１】
画像メモリ２０９は、画像処理部２００から出力される画素データを記憶するメモリであり、１フレーム分の記憶容量を有している。すなわち、画像メモリ２０９は、ＣＣＤ３０３がｎ行ｍ列（ｎ，ｍは自然数）のマトリクス状に配列した画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分の画素データの記憶容量を有し、各画素データが対応する記憶領域（アドレス）に記憶されるようになっている。
【００４２】
ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０に再生表示される画像データのバッファメモリである。ＶＲＡＭ２１０は、ＬＣＤ１０の画素数に対応した画像データの記憶容量を有している。
【００４３】
このような構成により、撮影モードにおける撮影待機状態においては、撮像部３により所定間隔毎に撮像された画像の各画素データが画像処理部２００により処理され、画像メモリ２０９に記憶されるとともに全体制御部２１１を介してＶＲＡＭ２１０に転送され、ＬＣＤ１０に表示される（ライブビュー表示）。これにより撮影者はＬＣＤ１０に表示された画像により被写体像を視認することができる。
【００４４】
また、再生モードにおいては、メモリカードから読み出された画像に全体制御部２１１による所定の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ２１０に転送されてＬＣＤ１０に再生表示される。なお、ＬＣＤ１０において画像を表示する際には、全体制御部２１１の制御によりバックライト１６が点灯する。
【００４５】
次に、カメラ本体部２内のその他の構成について順に説明する。
【００４６】
カードＩ／Ｆ２１２は、カードスロット１７ａ，１７ｂに装填された各種カードとの間で信号の受け渡しを行うインタフェースである。具体的にはメモリカードの画像データの書込みおよび画像データの読出しを行ったり、各種機能カードとの画像データまたは各種信号の入出力を行う。先述の通り、このデジタルカメラ１はカードスロットを２つ有し、２枚のカードが装着可能である。
【００４７】
フラッシュ制御回路２１４は、前述のように、内蔵フラッシュ５の発光を制御する回路である。フラッシュ制御回路２１４は、全体制御部２１１の制御信号に基づき内蔵フラッシュ５の発光の有無、発光量および発光タイミング等を制御し、調光回路３０４から入力される発光停止信号に基づき内蔵フラッシュ５の発光量を制御する。
【００４８】
時計回路２１９は、撮影日時を管理するするための時計回路である。図示しない別の電源で駆動される。
【００４９】
また、カメラ本体部２内にはズームモータ３０７およびＡＦモータ３０８を駆動するためのズームモータ駆動回路２１５およびＡＦモータ駆動回路２１６が設けられる。これらの回路は、シャッタボタン８やその他の上述した各種スイッチ、ボタンである操作部２５０の操作に応じて機能する。
【００５０】
例えば、シャッタボタン８は銀塩カメラで採用されているような半押し状態と押し込んだ状態とが検出可能な２段階スイッチになっており、待機状態でシャッタボタン８を半押し状態にすると、測距センサ３０６からの測距情報によって距離情報が全体制御部２１１へと入力される。そして、全体制御部２１１の指示によって、ＡＦモータ駆動回路２１６がＡＦモータ３０８を駆動し、合焦位置へレンズ３０１を移動させる。なお、後述するように、このようなオートフォーカス（ＡＦ）動作には、コントラスト方式（ビデオ方式）によるものや、位相差方式によるものなどが存在するが、このデジタルカメラ１は、この両方式（すなわちコントラスト方式および位相差方式）のオートフォーカス動作（自動焦点調節動作）を行うことが可能である。
【００５１】
また、ボタン２３１，２３２が押されると、これらのボタンからの信号が全体制御部２１１に送られ、全体制御部２１１の指示によってズームモータ駆動回路２１５がズームモータ３０７を駆動してズームレンズを移動させ、ズーミングを行う。
【００５２】
その他、絞りアクチュエータ３０９を駆動する絞り駆動回路２１７もカメラ本体部２内に設けられる。
【００５３】
全体制御部２１１および各周辺構成への電力供給は給電回路２３７により行われ、給電回路２３７にはＤＣ入力端子２３５を介してＡＣアダプタから、あるいは、電源電池２３６から電力が供給される。
【００５４】
以上、カメラ本体部２内の各構成について説明したが、全体制御部２１１は周辺構成とのデータの受け渡しやタイミング制御の他に様々な機能をソフトウェア的に行うものとなっている。
【００５５】
例えば、全体制御部２１１は露出制御値（シャッタスピードおよび絞り値）を設定するための輝度判定機能と露出設定機能とを備えている。輝度判定機能とは、撮影待機状態において、ＣＣＤ３０３により１／３０（秒）毎に取り込まれ、画像メモリ２０９に記憶される画像を利用して被写体の明るさを判定するものである。露出設定機能とは、輝度判定による被写体の明るさの判定結果に基づいてシャッタスピード（ＣＣＤ３０３の積分時間）や絞り値を設定するものである。
【００５６】
また、全体制御部２１１は撮影画像の記録処理を行うために、フィルタリング処理機能、記録画像生成機能、さらには、再生画像生成機能を備えている。
【００５７】
フィルタリング処理機能とは、デジタルフィルタにより記録すべき画像の高周波成分を補正して輪郭に関する画質の補正を行うものである。
【００５８】
記録画像生成機能は、画像メモリ２０９から画素データを読み出してメモリカードに記録すべきサムネイル画像と圧縮画像とを生成する。具体的には、画像メモリ２０９からラスタ走査方向に走査しつつ、横方向と縦方向の両方向でそれぞれ８画素毎に画素データを読み出し、順次、メモリカードに転送することで、サムネイル画像を生成しつつメモリカードに記録する。また、メモリカードへの圧縮画像データの記録に際して画像メモリ２０９から全画素データを読み出し、これらの画素データに２次元ＤＣＴ変換、ハフマン符号化等のＪＰＥＧ方式による所定の圧縮処理を施してメモリカードに記録する。
【００５９】
具体的操作としては、撮影モードにおいて、シャッタボタン８により撮影が指示されると、撮影指示後に画像メモリ２０９に取り込まれた画像のサムネイル画像と圧縮率設定スイッチで設定された圧縮率によりＪＰＥＧ方式により圧縮された圧縮画像とを生成し、撮影画像に関するタグ情報（コマ番号、露出値、シャッタスピード、圧縮率、撮影日、撮影時のフラッシュのオン／オフのデータ、シーン情報、画像の判定結果等の情報）とともに両画像をメモリカードに記憶する。
【００６０】
例えば、メモリカードには１６００×１２００画素の圧縮画像データと８０×６０画素のサムネイル表示用の画像データが記録され、この場合、１コマ分の画像データの容量は約１ＭＢとなる。また、機能カードとして音声カードが装着される場合には、音声データも記録可能となり、メモリカード内では画像ファイルのタグに音声ファイルへのリンク情報が記入される。
【００６１】
また、再生画像生成機能はメモリカードに記録された圧縮画像をデータ伸張して再生画像を生成する機能である。具体的操作としては、モード設定スイッチ１４を再生モードに設定すると、メモリカード内のコマ番号の最も大きな画像データが読み出されてデータ伸張され、ＶＲＡＭ２１０に転送される。これにより、ＬＣＤ１０にはコマ番号の最も大きな画像、すなわち直近に撮影された画像が表示される。
【００６２】
＜Ａ２．オートフォーカス動作＞
つぎに、このデジタルカメラ１におけるオートフォーカス（ＡＦ）動作について説明する。
【００６３】
このデジタルカメラ１は、コントラスト方式のオートフォーカス動作を行うコントラスト方式オートフォーカス部と、位相差方式のオートフォーカス動作を行う位相差方式ＡＦオートフォーカス部とを備える。
【００６４】
そのため、全体制御部２１１は、図７の機能ブロック図に示すように、コントラスト方式のオートフォーカス動作を行うコントラスト方式ＡＦ（オートフォーカス）制御部２１１ｃと、位相差方式のオートフォーカス動作を行う位相差方式ＡＦ（オートフォーカス）制御部２１１ｄとを有している。これらにより、両方式のオートフォーカス動作のそれぞれを実現することができる。
【００６５】
＜コントラスト方式ＡＦ＞
コントラスト方式のオートフォーカス動作は、全体制御部２１１のコントラスト方式ＡＦ制御部２１１ｃの制御下において、ＡＦモータ３０８（図５参照）がレンズ３０１を駆動することにより実現される。具体的には、ＣＣＤ３０３における撮像画像のコントラスト情報を用いて行われる。
【００６６】
ここにおいて、撮像画像のコントラスト情報は、図８に示すように、ＣＣＤ３０３内の各位置（ｉ，ｊ）における各画素の画素値Ｐ（ｉ，ｊ）を隣接画素の画素値Ｐ（ｉ＋１，ｊ）と比較した値ΔＰ（＝｜Ｐ（ｉ＋１，ｊ）−Ｐ（ｉ，ｊ）｜（ただし、記号｜｜は絶対値を表す））を算出し、この値ΔＰを所定のエリア（ＡＦエリア）Ｒ１内の複数の画素について合算することにより求められる。すなわち、コントラスト情報は、ＡＦエリアＲ１内の各画素に関する値ΔＰの総和（コントラスト値Ｃ＝ΣΔＰ）として求められる。なお、ここでは、処理速度を向上させるため、ＣＣＤ３０３内の一部の領域であるＡＦエリアＲ１を当該撮像画像のコントラスト情報を代表する領域として設定し、当該ＡＦエリアＲ１内に含まれる各画素についての値ΔＰの総和を算出する場合を例示しているが、ＣＣＤ３０３内の全ての画素についての値ΔＰの総和をコントラスト情報として求めてもよい。
【００６７】
図９においては、コントラスト情報（コントラスト値Ｃ＝ΣΔＰ）とレンズ３０１の光軸方向の位置ｘ（図１３参照）との関係を表す曲線ＣＬが示されている。図９に示すように、レンズ３０１が合焦状態の位置に存在する場合（ｘ＝ｘｖ）に、上記のコントラスト値Ｃが最も大きくなっている。
【００６８】
コントラスト方式のオートフォーカス動作は、このような性質、すなわち、合焦状態において最もコントラスト値Ｃが高くなること（Ｃ＝Ｃｍａｘとなること）を利用するものである。
【００６９】
そのため、コントラスト方式のオートフォーカス動作は、レンズ３０１の光軸方向の位置ｘを相違させて撮像した少なくとも２枚の撮像画像のコントラストを比較することにより行われる。
【００７０】
具体的には、全体制御部２１１に入力された２枚の撮像画像のそれぞれについてのコントラスト値を比較し、コントラスト値がより大きくなる方向にレンズ３０１を移動する。このレンズ３０１の移動は、コントラスト方式ＡＦ制御部２１１ｃの制御下においてＡＦモータ駆動回路２１６を介してＡＦモータ３０８を駆動することにより行われる。
【００７１】
そして、このような動作を繰り返してレンズ３０１を移動させることにより、レンズ３０１を合焦状態の位置へと移動することができる。このような動作が、コントラスト方式のオートフォーカス動作である。
【００７２】
以上のように、コントラスト方式ＡＦ制御部２１１ｃやＡＦモータ３０８などが協働することにより、コントラスト方式オートフォーカス部としての機能が実現される。
【００７３】
＜位相差方式ＡＦ＞
位相差方式のオートフォーカス動作は、全体制御部２１１の位相差方式ＡＦ制御部２１１ｄの制御下において、ＡＦモータ３０８がレンズ３０１を駆動することにより実現される。具体的には、測距センサ３０６からの情報を用いて行われる。
【００７４】
図１０は、デジタルカメラ１の内部構成を示す上面図である。図１０（ａ）の一部破断図に示されるように、測距センサ３０６は撮像部３の内部の所定の位置に固定されており、その前側（被写体側）には結像レンズ３０６ａ（図１参照）が配置されている。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の一部拡大図であり、併せて測距センサ３０６の内部構成をも示す図である。図１０（ｂ）に示すように、測距センサ３０６は、２枚のセパレータレンズ３０６ｄなどの光学系とＣＣＤ３０６ｃなどを有している。結像レンズ３０６ａにおける光軸の左右両側を通る光束は、それぞれ、この測距センサ３０６へと入射した後、測距センサ３０６内のセパレータレンズ３０６ｄにより、ＣＣＤ３０６ｃ内の左右両側に分かれた２つの位置のそれぞれに一定の間隔ａをおいて結像する。
【００７５】
このＣＣＤ３０６ｃにおける２つの結像位置に関する像間隔ａは、被写体と結像レンズ３０６ａとの距離ｄが所定の距離ｄ０を有する際に所定の間隔ａ０を有している。また、上記距離ｄが距離ｄ０よりも小さな値になると像間隔ａは小さくなり、上記距離ｄが距離ｄ０よりも大きな値になると像間隔ａは大きくなる。このように、上記距離ｄと像間隔ａとの間には所定の関係が存在する。したがって、あらかじめこの関係を求めておくことにより、像間隔ａの値に基づいて距離ｄを求めることができる。
【００７６】
さらに、各距離ｄに対応する合焦状態のレンズ３０１の各位置ｘ（図１３参照）をもあらかじめ求めておく。これは、各距離ｄを正確に測定した状態でその距離ｄに対応する合焦状態を確認し、その合焦状態におけるレンズ３０１の位置ｘを取得する動作を、複数の距離ｄに対して繰り返し行うことなどにより実現できる。合焦状態を確認する手法としては、上述のコントラスト方式ＡＦ動作を採用することが可能である。これによれば、複数の距離ｄ（図１３など参照）のそれぞれに対して、コントラスト方式ＡＦ動作を行ってその各距離ｄに対応する合焦状態のレンズ３０１の位置ｘの値を求める動作を繰り返すことにより、上記の関係（距離ｄとその距離ｄに対応する合焦状態のレンズ３０１の位置ｘとの関係）を取得することができる。
【００７７】
以上のようにして、予め、（１）像間隔ａと距離ｄとの間の関係、（２）距離ｄとその距離ｄに対応する合焦状態のレンズ３０１の位置ｘとの関係、を求めておく。なお、上記の各動作は、当該デジタルカメラ１の一般的な仕様を定めるための動作であり、後述する各個別の電子カメラの調整動作に先立って行われる動作である。
【００７８】
そして、これらの２つの関係に基づき、撮像時におけるオートフォーカス動作を次のようにして行うことができる。
【００７９】
具体的には、まず、撮像時における測距センサ３０６内の像間隔ａを求め、上記（１）の関係に基づいて、当該像間隔ａに対応する距離ｄを求める。そして、その距離ｄに対応する位置ｘを上記（２）の関係に基づいて求めた上で、レンズ３０１をその位置ｘへと移動させることにより、レンズ３０１による撮像状態を合焦状態とすることができる。このレンズ３０１の移動は、位相差方式ＡＦ制御部２１１ｄの制御下においてＡＦモータ駆動回路２１６を介してＡＦモータ３０８を駆動することにより行われる。このような動作が、位相差方式のオートフォーカス動作である。
【００８０】
なお、この位相差方式のオートフォーカス動作においては、一の瞬間における測距センサ３０６内の像間隔ａに基づいて、レンズ３０１の合焦位置を一度に算出することができ、上記のコントラスト方式のオートフォーカス動作のような２枚以上の撮像画像の取得動作を必要としないので、高速動作が可能になる。
【００８１】
以上のように、位相差方式ＡＦ制御部２１１ｄやＡＦモータ３０８などが協働することにより、位相差方式オートフォーカス部としての機能が実現される。
【００８２】
＜Ａ３．位相差オートフォーカスの調整動作＞
次に、上記構成を有するデジタルカメラ１を生産するにあたって、本発明に係るデジタルカメラ１の位相差方式ＡＦ（オートフォーカス）の調整動作を適用する場合について説明する。
【００８３】
図１１は、当該調整動作を含む生産工程を示す図である。図１１のステップＳＰ１０においては、ステップＳＰ２０以降の位相差方式オートフォーカス部の調整動作等に先立って、デジタルカメラ１における測距センサ３０６以外の加工済み部品等を組み立てる組立動作が行われる。
【００８４】
次のステップＳＰ２０においては、測距センサ３０６の調整動作を行うにあたって、適宜の調整用設備が取り付けられる。具体的には、図１３に示すように、測距センサ３０６内の像間隔ａ（図１０参照）、およびレンズ３０１の光軸方向（矢印ＡＸ１の方向）の位置ｘに関する出力データをモニタリングする（測定する）モニタリング装置（測定装置）ＳＴなどが取り付けられる。ここにおいて、このモニタリング装置ＳＴは、調整対象となる個別のデジタルカメラ１に対して、各値ａ，ｘに関する電気的信号を出力する各センサ部からその出力値を直接的に取り出すことができるように接続されてもよいし、あるいは、一旦、全体制御部２１１に取り込まれた各値ａ，ｘを読み出すように接続されてもよい。なお、図１３においては、レンズ３０１は、簡略化のため１枚のレンズとして示されているが、上述したように厳密には複数のレンズで構成されている。
【００８５】
また、図１３に示すように、デジタルカメラ１から任意の距離ｄだけ離れた位置においては、所定の模様（パターン）などを有する試験用（調整用）チャートＴＣが設けられる。ここにおいて、この試験用チャートＴＣと結像レンズ３０６ａとの距離ｄは、所定の距離ｄ０に設定する必要はなく、任意の距離でよい。言い換えれば、所定の距離ｄ０を正確に測定する必要がない。
【００８６】
そして、ステップＳＰ３０（図１１）において、コントラスト方式オートフォーカス部からの情報に基づいて、位相差方式オートフォーカス部の測距センサの調整が行われる。
【００８７】
ここにおいて、このステップＳＰ３０における個別のデジタルカメラ１の調整動作に先立って、当該デジタルカメラ１の一般的な仕様として、（１）デジタルカメラ１内の所定の基準位置から被写体までの距離ｄ（ここでは結像レンズ３０６ａと試験用チャートＴＣとの間の距離）と測距センサ３０６内の像間隔ａとの関係、および（２）上記の距離ｄと当該距離ｄに対応する合焦状態のレンズ３０１の位置ｘとの関係、は上述したようにあらかじめ求められているものとする。具体的には、このうち（１）の関係については、たとえば、複数の距離ｄと、それらの各距離ｄに対応する測距センサ３０６内の像間隔ａを測定しておくことにより、両者の関係を求めることができ、（２）の関係については、コントラスト方式のオートフォーカス動作により得られる各合焦状態のレンズ３０１の位置ｘを、複数の距離ｄに対応させてあらかじめ測定しておくことにより求めておくことができる。なお、上記の（１）および（２）の関係を求めるにあたって、測定ポイント以外における関係、すなわち、距離ｄに対する測定値が存在しない場合においても各種の補間により、その値を得ることができる。
【００８８】
そして、このステップＳＰ３０においては、図１２に示すような調整動作が行われる。この調整動作は、コントラスト方式オートフォーカス部を用いることにより合焦状態のレンズの位置を決定し、その決定された合焦状態のレンズの位置を基準にして行う動作である。
【００８９】
そのため、まず、ステップＳＰ３１において、調整対象となるデジタルカメラ１により試験用チャートＴＣを撮像する。この際、コントラスト方式オートフォーカス部の動作によって、レンズ３０１は、その試験用チャートＴＣの撮像画像が合焦状態となる位置ｘに移動される。つぎに、この合焦状態のレンズ３０１の光軸方向の位置ｘ＝ｘｖを、モニタリング装置ＳＴ（図１３）を用いて、取得する（ステップＳＰ３２）。以降の調整動作においては、このレンズ位置ｘ（＝ｘｖ）が基準になる。
【００９０】
そして、この合焦状態のレンズ３０１の光軸方向の位置ｘｖに対応する距離ｄｖを上記の（２）の関係に基づいて定める（ステップＳＰ３３）。これにより、試験用チャートＴＣおよび結像レンズ３０６ａの間の距離ｄ（＝ｄｖ）を、実際に距離を測定する動作を行うことなく簡易に得ることができる。
【００９１】
つぎに、この距離ｄｖに対応する測距センサ３０６内の像間隔ａの値ａｖを上記の（１）の関係に基づいて求める（ステップＳＰ３４）。言い換えれば、この像間隔の値ａｖは、コントラスト方式オートフォーカス部で決定された合焦状態のレンズの位置ｘ（＝ｘｖ）に応じて予め定められた規定値である。
【００９２】
さらに、測距センサ３０６からの像間隔ａに関する出力値をモニタリングしながら、この像間隔ａが上記の規定値ａｖに一致するように、測距センサ３０６の光軸方向（図１３の矢印ＡＸ１の方向）の位置ｘを微調整した上で、測距センサ３０６を所定の固定部材に対してネジで締結することなどにより固定する。図１０（ａ）においては、微調整前の測距センサ３０６の位置を２点鎖線で表し、微調整後の測距センサ３０６の固定位置を実線で表している。
【００９３】
なお、上記調整工程においては、撮像条件を一定にするため、絞り３０１ｅを開放した状態で調整動作を行うことが好ましい。
【００９４】
以上のようにして、ステップＳＰ３０の調整動作が完了する。この調整動作が完了した後においては、測距センサ３０６が正確な位置に固定配置されているので、被写体（ここでは試験用チャートＴＣ）および結像レンズ３０６ａの間の距離ｄと測距センサ３０６内の像間隔ａとが正確に対応する。したがって、位相差方式ＡＦによる正確なオートフォーカス動作が可能になる。
【００９５】
その後、ステップＳＰ４０において、調整用設備の取り外しを行い、ステップＳＰ５０において、残余の組み立て作業および検査作業を行うことにより、各デジタルカメラ１を生産することができる。
【００９６】
以上のように、この実施形態に係る調整方法によれば、位相差方式オートフォーカス部の調整を行うにあたって、コントラスト方式オートフォーカス部からの情報に基づいて、位相差方式オートフォーカス部の測距センサ３０６の調整を行う。言い換えれば、コントラスト方式ＡＦを用いて合焦状態を確認し、その合焦状態のレンズ３０１の位置ｘと距離ｄとの関係に基づいて、距離ｄを算出することにより、調整動作が行われる。具体的には、上記ステップＳＰ３０において、コントラスト方式オートフォーカス動作を用いて合焦状態のレンズ３０１の位置ｘｖを求め（ステップＳＰ３１，ＳＰ３２）、さらにこの合焦状態のレンズ３０１の位置ｘｖに対応する距離ｄｖを求めることができる（ステップＳＰ３３）。そして、測距センサ３０６における像間隔ａが、当該距離ｄｖ（位置ｘｖ）に対応して予め定められた規定値ａｖとなるように測距センサの光軸方向の固定位置が決定される（ステップＳＰ３５）。
【００９７】
したがって、従来必要であった作業、つまり、調整対象となる各個別のデジタルカメラ１を被写体（あるいは光源）等に対して正確な位置に配置するための正確な距離測定作業（上記の従来技術の欄で説明したような結像レンズ３０６ａと被写体との間の距離ｄを正確な値ｄ０に設定する作業）が不要になる。すなわち、各個別の電子カメラの調整動作における正確な距離測定が不要になる。したがって、位相差方式オートフォーカス部の調整動作を容易に行うことができる。また、上記のような位相差方式オートフォーカス部の調整動作によれば、同時に、両方式（コントラスト方式および位相差方式）のオートフォーカス相互間の整合性を確保することもできるので、より簡易に両方式の調整動作を行うことが可能になる。
【００９８】
＜Ｂ．その他＞
上記実施形態においては、結像レンズ３０６ａを固定した上で、測距センサ３０６のみを移動することにより調整動作を行ったが、結像レンズ３０６ａと測距センサ３０６とを一体的に移動させることにより位相差方式オートフォーカス部の調整動作を行ってもよい。
【００９９】
また、上記実施形態においては、電子カメラの一例として、静止画を撮像するデジタルカメラ（デジタルスチルカメラ）について説明したが、本発明は、デジタルビデオカメラなど動画を撮像する電子カメラにも適用することができる。
【０１００】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、任意の距離に配置された調整用被写体を合焦状態にする第１のレンズ位置がコントラスト方式オートフォーカス部によって求められ、第１のレンズ位置に対応する第１の像間隔が求められ、調整用被写体についての像間隔が第１の像間隔に一致するように測距センサの光軸方向の固定位置が決定されるので、各個別の電子カメラの調整動作における正確な距離測定が不要になる。したがって、位相差方式オートフォーカス部の調整動作を容易に行うことができる。また、この位相差方式オートフォーカス部の調整動作によれば、同時に、両方式（コントラスト方式および位相差方式）のオートフォーカス相互間の整合性を確保することもできるので、より簡易に両方式の調整動作を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルカメラの正面図である。
【図２】デジタルカメラの背面図である。
【図３】デジタルカメラの側面図である。
【図４】デジタルカメラの底面図である。
【図５】デジタルカメラの内部構成を示すブロック図である。
【図６】画像処理部の内部構成を示すブロック図である。
【図７】全体制御部２１１の機能ブロック図である。
【図８】オートフォーカスエリアを説明する概念図である。
【図９】レンズ３０１の位置とコントラスト値との関係を表す図である。
【図１０】デジタルカメラ１の内部構成および測距センサ３０６の内部構成を示す図である。
【図１１】デジタルカメラの生産工程を説明するフローチャートである。
【図１２】ステップＳＰ３０の詳細動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る調整動作を示す概念図である。
【図１４】従来例に係る調整動作を示す概念図である。
【符号の説明】
１ デジタルカメラ
３０１ レンズ
３０３ ＣＣＤ
３０６ 測距センサ
３０６ａ 結像レンズ
３０６ｃ ＣＣＤ
３０６ｄ セパレータレンズ
ＳＴ モニタリング装置
ＴＣ 試験用チャート
ａ，ａ０，ａｖ （測距センサ３０６内の）像間隔
ｄ，ｄ０，ｄｖ （被写体までの）距離
ｘ，ｘｖ （合焦状態のレンズ３０１の）位置

Claims (1)

1. コントラスト方式オートフォーカス部と位相差方式オートフォーカス部とを備える電子カメラの調整方法であって、
   任意の距離に配置された調整用被写体を合焦状態にする第１のレンズ位置を、前記コントラスト方式オートフォーカス部によって求める工程と、
   被写体が合焦状態となるときのレンズ位置と前記位相差方式オートフォーカス部の測距センサの像間隔との間の関係に基づいて、前記第１のレンズ位置に対応する像間隔である第１の像間隔を求める工程と、
   前記調整用被写体についての像間隔が前記第１の像間隔に一致するように、前記測距センサの光軸方向の固定位置を決定する工程と、
   を含むことを特徴とする電子カメラの調整方法。

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