JP4427725B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は撮像装置に関する。

従来からフィルム式カメラやデジタルスチルカメラなどの撮像装置において撮影レンズにあおり操作を行って撮影を行う場合がある。
通常、撮影レンズのレンズ光軸はフィルム面や撮像素子の撮像面の中心と一致し、かつ、撮影レンズのレンズ光軸が前記撮像面と直交するような位置関係で撮影を行っているが、あおりは、このような位置関係を意図的にずらす操作のことをいう。
例えば、あおりを使用しないでビル全体を地上から撮影した場合、上階に至るほど撮影レンズからの距離が遠くなることから、下階に比べて上階が小さく歪んで撮影されてしまう。ところが、撮影レンズにあおりを与えることにより、このような歪みを軽減したり、下階と上階とをほぼ同じ大きさで撮影することが可能となる。あるいは、歪をより強調して撮影することも可能となる。
このようなあおりを撮影レンズに与える構成としては、図１１に示すように撮像装置に設けられた撮像素子２と撮影レンズ４とを蛇腹６で結合したものがある(例えば特許文献１参照)。この構成では、撮影レンズ４のレンズ光軸４Ａを撮像素子２に対して傾けたり、あるいは、撮影レンズ４のレンズ光軸４Ａを平行に動かしたりすることによって撮影レンズ４にあおりを与えている。
特開２００３-３３２５９５号公報

しかしながら、このような従来構成の場合、撮影レンズ４にあおりを与えることにより撮影レンズ３を通過する光路も動くことになるため、撮影面に結像される結像状態が悪影響を受けてしまう。このため、従来は前記結像状態が良好なものとなるように撮影レンズ４の位置を微調整したり、撮影レンズ４と撮像面との間に設けられた他のレンズを動かしたりする必要があり、操作が繁雑となる不都合があった。
また、このような悪影響は、光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化（高画質化）に伴ってより顕著に発生してしまう不都合があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、あおりを用いた撮影時において繁雑な操作を行うことなく撮像面における結像状態を良好なものとすることができ、また、光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を図る上で有利な撮像装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の撮像装置は、被写体像を撮像素子に導く光学系を備え、前記光学系は、該光学系の光軸と直交する回転軸線を中心にそのレンズ光軸を傾ける方向に揺動可能に設けられた第１調整レンズと、前記第１調整レンズと前記撮像素子との間に配置され前記光学系の光軸と直交する方向に移動可能に設けられた第２調整レンズとを含んで構成され、前記第１調整レンズの前記回転軸線回りの傾き量を検出する検出手段と、前記検出手段によって検出された前記傾き量に対応して前記撮像素子における結像状態が最良となる前記第２調整レンズの前記直交する方向に沿った適正位置を生成する適正値生成手段と、前記第２調整レンズを前記光学系の光軸と直交する方向に動かす第２調整レンズ移動手段と、前記第２調整レンズ移動手段を制御して前記第２調整レンズを前記適正位置に移動させる制御手段とを備え、前記撮像素子は、前記被写体像が結像される撮像面を有し、前記撮像素子は前記撮像面が前記光軸となす角度が調整可能となるように設けられ、前記撮像素子を前記撮像面が前記光軸に対して傾く方向に動かす撮像素子移動手段と、前記撮像素子によって検出された画像情報に基づいて前記撮像素子における結像状態が最良となるように前記撮像素子移動手段を制御して前記撮像素子の前記角度を調整する撮像素子制御手段とをさらに有することを特徴とする。

そのため、本発明によれば、あおり操作によって第１調整レンズが光学系の光軸と直交する回転軸線を中心にそのレンズ光軸を傾ける方向に傾けられた際に、第１調整レンズの傾き量に対応して撮像素子における結像状態が最良となるように第２調整レンズが光学系の光軸と直交する方向に沿った適正位置に移動される。
そのため、第１調整レンズによって構成される光路が移動しても、繁雑な操作を行うことなく撮像素子における結像状態を良好なものとすることができ光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を実現する上で有利となる。

あおりを用いた撮影時において繁雑な操作を行うことなく撮像面における結像状態を良好なものとし光学系の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を図るという目的を、第１調整レンズの傾き量に対応して撮像素子における結像状態が最良となるように第２調整レンズが光学系の光軸と直交する方向に沿って動かされることによって実現した。

次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
図１は実施例１の撮像装置を前方から見た斜視図、図２は実施例１の撮像装置を後方から見た斜視図、図３は撮像装置の構成を示すブロック図、図４、図５は撮像装置の主要部分の構成を示す構成図、図６はズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、第２調整レンズ２０の光軸の適正位置Ｄ１との関係を示す線図、図７は撮像装置１００の動作フローチャート、図８、図９は光学系の動作を示す説明図である。

図１、図２に示すように、撮像装置１００はデジタルスチルカメラであって、外装を構成する矩形板状のケース１０２を有している。なお、本明細書において左右は、撮像装置１００を前方から見た状態でいうものとし、また、光学系の光軸方向で被写体側を前方といい、撮像素子側を後方という。
図１に示すように、ケース１０２の前面の右寄り箇所にレンズ窓１０４が設けられ、レンズ窓１０４に臨むようにレンズ鏡筒１０が設けられている。
レンズ窓１０４の上方箇所には、撮影補助光を出射するフラッシュ１０６が設けられている。
ケース１２の上面の左寄り箇所には、シャッターボタン１０８などが設けられている。
ケース１２の後面には静止画および動画などの画像や文字や記号などが表示されるディスプレイ１１０（液晶表示器）、ズーム操作を含む各種操作を行なうための十字スイッチ１１２および複数の操作ボタン１１４などが設けられている。本実施例では操作ボタン１１４の１つとして後述するあおり操作を行うための２つのあおり操作ボタン１１４Ａが設けられている。
ケース１２の左側面には、静止画あるいは動画などの画像などを記録するためのメモリカード１１６（記憶媒体）を装脱可能に収容するメモリ収容部１１８が設けられている。

図３に示すように、レンズ鏡筒１０は、被写体像を導く光学系１４と、光学系１４の光軸上に設けられ撮像面１８０２を有する撮像素子１８とを備え、光学系１４で捉えた被写体像が撮像面１８０２に結像されるように構成されている。
撮像面１８０２に結像された像は撮像信号として画像処理部１２０に出力され、画像処理部１２０ではこの撮像信号に基づいて静止画あるいは動画の画像データが生成され、メモリカード１１６に記録される。また、前記画像データは表示処理部１２２によりディスプレイ１１０に表示される。
さらに、撮像装置１００は、シャッターボタン１１６、十字スイッチ１１２、操作ボタン１１４の操作に応じて、画像処理部１２０、表示処理部１２２を制御するＣＰＵなどを含む制御部１２４を備えている。
この制御部１２４は、後述する制御回路１２６、メモリ１２８（図４）などを含んでいる。

次に、レンズ鏡筒１０の構成について説明する。
図４に示すように、レンズ鏡筒１０は、鏡筒本体１６（図３参照）を有し、この鏡筒本体１６に光学系１４が収容されている。
ここで、光学系１４の光軸Ａ方向で被写体側を前方とし、光学系１４の光軸Ａ方向で撮像素子１８側を後方とすると、撮像素子１８はその撮像面１８０２を前方に臨ませるとともに、光学系１４の光軸Ａが撮像面１８０２と直交しかつ該撮像面１８０２の中心を通るように鏡筒本体１６の後部に取着されている。
本実施例では、光学系１４は、光学系１４の光軸Ａ方向の位置が定められた第１、第２調整レンズ２０、２４と、光学系１４の光軸Ａ方向に移動可能に設けられた第１、第２移動レンズ２２、２６とを有している。
さらに詳しく説明すると、光学系１４は、光学的には４群からなるインナーフォーカスレンズとして構成されている。
実施例では、光学系１４を構成する４群は、前方から後方に向かって順に配設された第１調整レンズ２０、第１移動レンズ２２、第２調整レンズ２４、第２移動レンズ２６によって構成されている。
第１移動レンズ２２は該第１移動レンズ２２を光学系１４の光軸Ａ方向に移動させることにより光学系１４の焦点距離が変化されるズームレンズとして構成され、第２移動レンズ２６は光学系１４の光軸Ａ方向に移動させることにより光学系１４の焦点調節がなされるフォーカスレンズとして構成されている。すなわち、第１移動レンズ２２の変位によって焦点距離を可変し、この焦点距離の変化によって生じた合焦位置のずれを第２移動レンズ２４の変位によって修正し適切に合焦させるように構成されている。

次に本実施例に関わる撮像装置１００の主要な部分について説明する。
まず、第１調整レンズ２０、第１調整レンズ移動手段２８の構成について説明する。
第１調整レンズ２０は、環板状に形成された第１調整レンズ枠２００２に保持されている。
第１調整レンズ枠２００２の外周の直径方向の２箇所には径方向外方に突出する軸部２００４が突設され、これら軸部２００４は鏡筒本体１６に設けられた不図示の２つの軸受部に支持されている。前記２つの軸受部は光学系１４の光軸Ａと直交する回転軸線Ｂ、本実施例ではケース１０２の左右方向（以下Ｘ方向という）に延在する回転軸線Ｂ上に設けられている。これにより、第１調整レンズ２０は、回転軸線Ｂを中心にそのレンズ光軸Ｃを傾ける上下方向に揺動可能に設けられている。
第１調整レンズ移動手段２８は第１調整レンズ２０を回転軸線Ｂ回りに揺動させレンズ光軸Ｃの傾きを変化させるものである。第１調整レンズ移動手段２８は、２つの軸部２００４のうちの一方の軸部２００４に回転軸が連結されたモータ２８０２（例えばステッピングモータなど）と、モータ２８０２を駆動する駆動回路２８０４とを有している。
したがって、モータ２８０２により前記一方の軸部２００４が回転されることで第１調整レンズ２０が前記軸受部を支点として傾動され、第１調整レンズ２０はそのレンズ光軸Ｃが傾く方向に動かされる（揺動されるあるいは傾動される）。

次に、第１移動レンズ２２、第１移動レンズ移動手段の構成について説明する。
第１移動レンズ２２は、環板状に形成された第１移動レンズ枠２２０２に保持されている。
第１移動レンズ枠２２０２の外周部には周方向に間隔をおいて第１軸受部２２０４と第２軸受部２２０６が設けられている。
第１軸受部２２０４、第２軸受部２２０６には、光学系１４の光軸Ａと平行に延在する第１、第２ガイド軸２２０８、２２１０がそれぞれ挿通されており、第１、第２ガイド軸２２０８、２２１０は、例えば均一外径の円柱状に形成され、それらの延在方向の両端が鏡筒本体１６に取付けられている。
したがって、第１移動レンズ２２は、これら第１、第２ガイド軸２２０８、２２１０、第１、第２軸受部２２０４、２２０８によって光学系１４の光軸Ａ回りに回転不能で、かつ、光学系１４の光軸Ａ方向に沿って往復直線移動可能に支持されている。
第１移動レンズ２２は、図示されない第１移動レンズ移動手段によって光学系１４の光軸Ａ方向に移動される。前記第１移動レンズ移動手段としては従来公知の様々な構成が採用可能であり、例えば、前記第１移動レンズ移動手段は、第１移動レンズ枠２２０２に連結された雌ねじ部材と、光学系１４の光軸Ａ方向に延在され前記雌ねじ部材に螺合される雄ねじ部材と、鏡筒本体１６で支持され該雄ねじ部材を回転するモータ（例えばステッピングモータなど）と、該モータを駆動する駆動回路とで構成されている。
したがって、前記モータにより前記雄ねじ部材が回転されることで雌ねじ部材が光学系１４の光軸Ａ方向に動かされ、これにより第１移動レンズ枠２２０２が光学系１４の光軸Ａ方向に動かされ、第１移動レンズ２２が光学系１４の光軸Ａ方向に移動される。

次に第２調整レンズ２４、第２調整レンズ移動手段３０の構成について説明する。
第２調整レンズ２４は、矩形板状に形成された第２調整レンズ枠２４０２に保持されている。
第２調整レンズ枠２４０２はガイド機構２４０４によって第１調整レンズ２０の回転軸線Ｂと光学系１４の光軸Ａの双方に直交するケース１０２の上下方向（以下Ｙ方向という）に移動可能に支持されている。
ガイド機構２４０４は２つのガイド柱２４０６から構成され、各ガイド柱２４０６は第２調整レンズ枠２４０２をＸ方向の両側から挟み、その内側の案内溝２４０６Ａで第２調整レンズ枠２４０２をＹ方向に移動可能に支持している。
第２調整レンズ移動手段３０は、第２調整レンズ枠２４０２に設けられ２つのガイド柱２４０６のうちの一方のガイド柱２４０６の案内溝２４０６Ａを通ってガイド柱２４０６の外側に突出する突片３００２と、Ｙ方向に延在し突片３００２の雌ねじに螺合される雄ねじ部材３００４と、雄ねじ部材３００４の一端に配設され前記一方のガイド柱２４０６で支持されて雄ねじ部材３００４を回転するモータ３００６と、一方のガイド柱２４０６に一体に形成された雄ねじ部材３００４の他端を支持する軸受部３００８と、モータ３００６を駆動する駆動回路３０１０とで構成されている。
したがって、モータ３００６により雄ねじ部材３００４が回転されることで突片３００２がＹ方向に移動されこれにより第２調整レンズ枠２４０２および第２調整レンズ２４がＹ方向に移動される。
なお、図４では、第２調整レンズ２４、第２調整レンズ枠２４０２、ガイド機構２４０４の後方に位置している第２移動レンズ２６、第２移動レンズ枠２６０２を明瞭に図示するために、第２調整レンズ２４、第２調整レンズ枠２４０２、ガイド機構２４０４が光軸Ａに対して下方にずれた位置に配置された状態を図示したが、実際には、第１調整レンズ２０、第１移動レンズ２２、第２調整レンズ２４、第２移動レンズ２６はそれぞれ光軸Ａ上に位置した状態で配置されている。

次に、第２移動レンズ２６、第２移動レンズ移動手段の構成について説明する。
第２移動レンズ２６は、環板状に形成された第２移動レンズ枠２６０２に保持されている。
第２移動レンズ枠２６０２の外周部には周方向に間隔をおいて第２軸受部２６０４と第２軸受部２６０６が設けられている。
第１軸受部２６０４、第２軸受部２６０６には、光学系１４の光軸Ａと平行に延在する第１、第２ガイド軸２６０８、２６１０がそれぞれ挿通されており、第１、第２ガイド軸２６０８、２６１０は、例えば均一外径の円柱状に形成され、それらの延在方向の両端が鏡筒本体１６に取付けられている。
したがって、第２移動レンズ２６は、これら第１、第２ガイド軸２６０８、２６１０、第１、第２軸受部２６０４、２６０８によって光学系１４の光軸Ａ回りに回転不能で、かつ、光学系１４の光軸Ａ方向に沿って往復直線移動可能に支持されている。
第２移動レンズ２６は、第１移動レンズ２２と同様に、従来公知の第２移動レンズ移動手段（不図示）によって光学系１４の光軸Ａ方向に動かされる。

次に、撮像素子１８、撮像素子移動手段３２の構成について説明する。
撮像素子１８は長方形状の撮像面１８０２を有し、環板状に形成された撮像素子枠１８０４に保持されている。
撮像素子枠１８０４の２つの短辺には外方に突出する軸部１８０６が突設され、これら軸部１８０６は鏡筒本体１６に設けられた不図示の２つの軸受部に支持されている。前記２つの軸受部は光学系１４の光軸Ａと直交する回転軸線Ｂ１、本実施例ではＸ方向に延在する回転軸線Ｂ１上に設けられている。これにより、撮像素子１８は、回転軸線Ｂ１を中心にその撮像面１８０２を傾ける方向に揺動可能に設けられている。
撮像素子移動手段３２は撮像素子１８を回転軸線Ｂ１回りに揺動させ撮像面１８０２の傾きを変化させるものである。言い換えれば、撮像素子移動手段３２は撮像面１８０２が光学系１４の光軸Ａとなす角度を調整するものである。
撮像素子移動手段３２は、２つの軸部１８０６のうちの一方の軸部１８０６に回転軸が連結されたモータ３２０２（例えばステッピングモータなど）と、モータ３２０２を駆動する駆動回路３２０４とを有している。
したがって、モータ３２０２により前記一方の軸部３２０４が回転されることで撮像素子枠１８０４および撮像素子１８が前記軸受部を支点として傾動され、撮像素子１８はその撮像面１８０２が傾く方向に動かされる（揺動されるあるいは傾動される）。

次に、第１、第２調整レンズ移動手段２８、３０および撮像素子移動手段３２を制御する制御系の構成について説明する。
図４、図５に示すように、制御回路１２６は、第１調整レンズ移動手段２８の駆動回路２８０を制御することによって第１調整レンズ２０のレンズ光軸Ｃを傾けるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、２つのあおり操作ボタン１１４Ａの操作に応じてモータ２８０２の回転量を制御することで第１調整レンズ２０のレンズ光軸Ｃの傾きを調整するように構成されている。
本実施例では、２つのあおり操作ボタン１１４Ａのうち一方のあおり操作ボタン１１４Ａを押圧すると第１調整レンズ２０はレンズ光軸Ｃが上方向きに揺動され該押圧を解除すると第１調整レンズ２０の揺動が停止されその位置で停止するように構成されている。また、他方のあおり操作ボタン１１４Ａを押圧すると第１調整レンズ２０はレンズ光軸Ｃが下方向きに揺動され該押圧を解除すると第１調整レンズ２０の揺動が停止されその位置で停止するように構成されている。したがって、各あおり操作ボタン１１４Ａを操作することにより第１調整レンズ２０のレンズ光軸Ｃが光学系１４の光軸Ａとなす角度を任意に設定できるようになっている。
また、制御回路１２６は、モータ２８０２の回転量に基づいて第１調整レンズ２０のレンズ光軸Ｃが光学系１４の光軸Ａとなす角度を示す傾き量を検出するように構成されている。

また、制御回路１２６は、第２調整レンズ移動手段３０の駆動回路３０１０を制御することによって第２調整レンズ２４を光軸Ａと直交する方向に沿って移動させるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、第２調整レンズ２４の光軸をメモリ１２８から読み出した適正位置Ｄ１にさせるために必要な第２調整レンズ２４の移動量Ｋ１を生成し、この移動量Ｋ１に基づいてモータ３０１０の回転量を制御することで第２調整レンズ２４を光軸Ａと直交するＹ方向に沿って動かすように構成されている。なお、適正位置Ｄ１については後述する。
制御回路１２６はモータ３００６の回転量に基づいて第２調整レンズ２４のＹ方向に沿った位置を検出（監視）しており、移動量Ｋ１の生成は、現時点での第２調整レンズ２４の位置と適正位置Ｄ１との間の差分に基づいてなされる。

また、制御回路１２６は、撮像素子移動手段３２の駆動回路３２０４を制御することによって撮像素子１８の撮像面１８０２を光学系１４の光軸Ａに対して傾けるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、撮像素子１８の撮像面１８０２に結像された像に基づいて生成された画像データを評価し、その評価結果に基づいて撮像素子１８における結像状態が最良となるように、撮像素子移動手段３２の駆動回路３２０４を制御することによって撮像素子１８の撮像面１８０２を光学系１４の光軸Ａに対して傾けるように構成されている。前記画像データの評価は例えば画像データにおける画像の輪郭（エッジ）部分の明暗の変化度合いなどに基づいてなされるものであり、従来公知の様々な方法が採用可能である。

また、制御回路１２６は、前記第１移動レンズ移動手段の駆動回路を制御することによって第１移動レンズ２２を光軸Ａ方向に移動させるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、十字スイッチ１１２や操作スイッチ１１４によるズーム操作に伴って生成されるズーム用データに基づいて前記モータの回転量を制御することで第１移動レンズ２２の光軸方向の位置を調整するように構成されている。また、制御回路１２６は、前記モータの回転量に基づいて第１移動レンズ２２の光軸Ａ方向の位置データ、すなわちズーム位置を検出するように構成されている。
また、制御回路１２６は、前記第２移動レンズ移動手段の駆動回路を制御することによって第２移動レンズ２６を光軸Ａ方向に移動させるように構成されている。具体的には、制御回路１２６は、オートフォーカス動作に伴って生成されるフォーカス用データに基づいて前記モータの回転量を制御することで第２移動レンズ２６の光軸方向の位置を調整するように構成されている。また、制御回路１２６は、前記モータの回転量に基づいて第２移動レンズ２６の光軸Ａ方向の位置データ、すなわちフォーカス位置を検出するように構成されている。

次に、メモリ１２８について詳細に説明する。
メモリ１２８は、第１移動レンズ２２のズーム位置を示すズーム位置データＤｚと、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を示すフォーカス位置データＤｚと、第１調整レンズ２０の傾き量Ｄθとに対応して、第２調整レンズ２４の適正位置Ｄ１を格納している。適正位置Ｄ１とは、撮像素子１８における結像状態が最良となる第２調整レンズ２４のＹ方向に沿った位置である。
図６は、第１調整レンズ２０の傾き量Ｄθ＝Ｄθ１である場合におけるズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、傾き量Ｄ１との関係を示す線図である。すなわち、このような線図で示されるズーム位置データＤｆ、フォーカス位置データＤｚ、適正位置Ｄ１が傾き量Ｄθ毎にマップとしてメモリ１２８に格納されている。
例えば、傾き量ＤθがＤθ１、Ｄθ２、Ｄθ３、……、Ｄθｚという値で変化するとすれば、傾き量Ｄθ１、Ｄθ２、Ｄθ３、……、Ｄθｚのそれぞれに対応してズーム位置データＤｆ、フォーカス位置データＤｚ、適正位置Ｄ１は、傾き量Ｄθがマップとしてメモリ１２８に格納されている。
したがって、傾き量Ｄθ、ズーム位置データＤｆ、フォーカス位置データＤｚの３つのデータが特定されることにより、第２調整レンズ２４の適正位置Ｄ１が読み出されることになる。言い換えると、傾き量Ｄθ、ズーム位置データＤｆ、フォーカス位置データＤｚの３つのデータが特定されることにより、第１調整レンズ２０の適正傾きＤ１が生成される。
このような第２調整レンズ２４の適正位置Ｄ１は、後述するように、撮像装置１００にレンズ鏡筒１０が組み込まれた状態で生成され、メモリ１２８に格納されている。したがって、レンズ鏡筒１０を撮像装置１００内に組み付ける際に生じる応力によって発生する、第１、第２調整レンズ２０、２４と第１、第２移動レンズ２２、２６との間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きが考慮された状態で第２調整レンズ２４の適正位置Ｄ１が生成されることになる。

次に、適正位置Ｄ１を生成する手順について説明する。
まず、制御回路１２６は、第１調整レンズ移動手段２８を制御することによって、第１調整レンズ２０の傾き量Ｄθをある傾き量Ｄθ１に設定する。この状態で、制御回路１２６は、前記第１移動レンズ移動手段を制御することによって、第１移動レンズ２２のズーム位置をテレ端乃至ワイド端の間の複数の位置でそれぞれ位置決めするとともに、前記第２移動レンズ移動手段を制御することによって、第２移動レンズ２６のフォーカス位置を所定の物体距離に合焦するように位置決めする。
そして、各ズーム位置およびフォーカス位置において、第２調整レンズ移動手段３０を制御して第第２調整レンズ２４をＹ方向に移動することにより撮像素子１８における結像状態が最良となる適正位置Ｄ１を求め、適正位置Ｄ１をメモリ１２８に格納する。
このような一連の処理を傾き量Ｄθ＝Ｄθ１、Ｄθ２、Ｄθ３、……、Ｄθｚのそれぞれについて同様に行う。
撮像素子１８における結像状態が最良であることを評価する手段としては撮像装置１００に接続されたコンピュータを用いることができ、撮像素子１８から得られる画像データを前記コンピュータによって評価すればよい。
前記評価は、従来公知の様々な方法によって行うことができ、例えば、前記画像データに基づいて算出された収差、ＰＳＦ（point spread function）、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）によって行うことができる。
なお、本実施例においては、制御回路１２６およびメモリ１２８によって、特許請求の範囲の適正値生成手段が構成され、制御回路１２６および駆動回路３０１０によって特許請求の範囲の制御手段が構成されている。

次に撮像装置１００の撮影時の動作について図７のフローチャートを参照して説明する。
撮像装置１００のズーム操作用の十字スイッチ１１２、あるいは、操作スイッチ１１４が操作されると、制御回路１２６によって第１移動レンズ２２が光軸方向に移動されズーム動作が行われる（ステップＳ１０）。次いで第２移動レンズ２６が光軸方向に移動されオートフォーカス動作が行われる（ステップＳ１２）。
次いで、制御回路１２６は、あおり操作ボタン１１４Ａが操作されたか否かが判定される（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４によってあおり操作ボタン１１４Ａが操作されたと判定された場合には、制御回路１２６によって第１調整レンズ２０が上下方向に揺動されあおり動作がなされる（ステップＳ１６）。
ステップＳ１４によってあおり操作ボタン１１４Ａが操作されていないと判定された場合、および、ステップＳ１６によるあおり動作が終了した場合には、制御回路１２６は、傾き量Ｄθとズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚとに基づいてメモリ１２８から第２調整レンズ２４の適正位置Ｄ１を読み出す（ステップＳ１８）。
次いで、制御回路１２６は、適正位置Ｄ１に基づいて駆動回路３０１０を制御することにより第２調整レンズ２４が適正位置Ｄ１となるように移動させる（ステップＳ２０）。この結果、撮像素子１８の撮像面１８０２に結像される被写体像の結像状態が最良となる。
さらに、制御回路１２６は、撮像素子１８の撮像面１８０２に結像された像に基づいて生成された画像データを評価し、その評価結果に基づいて撮像素子１８における結像状態が最良となるように、撮像素子移動手段３２の駆動回路３２０４を制御することによって撮像素子１８の撮像面１８０２を光学系１４の光軸Ａに対して傾ける（ステップＳ２２）。
この状態でシャッターボタン１０８が操作されることにより撮像素子１８に結像された像は撮像されて撮像信号として画像処理部１２０に出力され画像データが生成され、メモリカード１１６に記録される（ステップＳ２４）。
例えば、第１調整レンズ２０があおり動作され、図８に示す位置から図９に示す位置に下向きに揺動されると、第２調整レンズ２４がＹ方向に沿って上方に移動され、これにより撮像素子１８における結像状態が最良となる。

以上説明したように本実施例によれば、第１調整レンズ２０の傾き量Ｄθに対応して撮像素子１８における結像状態が最良となるように第２調整レンズ２４がＹ方向に沿った適正位置Ｄ１に移動される。
すなわち、あおり操作によって第１調整レンズ２０のレンズ光軸Ｃが光学系１４の光軸Ａに対して傾けられ、これにより第１調整レンズ２０によって構成される光路が移動しても、繁雑な操作を行うことなく撮像素子１８における結像状態を良好なものとすることができる。
また、撮像素子１８における結像状態を良好に維持することができるので、光学系１４の高変倍率化および小型化、撮像素子の高画素化を実現する上で有利となる。
また、本実施例では、レンズ鏡筒１０を撮像装置１００内に組み付ける際に生じる応力によって発生する、第１、第２調整レンズ２０、２４と第１、第２移動レンズ２２、２６との間における相対的な光軸のずれや光軸の傾きが考慮された状態で第２調整レンズ２４がＹ方向に沿って移動される。
したがって、前記光軸のずれや光軸の傾きの変動の影響を最小限に抑え、片ボケなどを抑制して撮像素子１８における結像状態を最良なものとすることができるので、光学系１４の高変倍率化および小型化、撮像素子１８の高画素化を実現する上でより有利となる。
なお、本実施例では、適正位置Ｄ１をマップとしてメモリ１２８に格納したが、傾き量Ｄθとズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚに応じて適正位置Ｄ１を算出する関数を生成してメモリ１２８に格納し、該関数を用いて傾き量Ｄθとズーム位置データＤｆとフォーカス位置データＤｚに応じて適正位置Ｄ１を生成するようにしてもよい。
また、本実施例では、撮像素子１８の撮像面１８０２に結像された像に基づいて生成された画像データを評価し、その評価結果に基づいて撮像素子１８における結像状態が最良となるように撮像素子移動手段３２を制御して撮像素子１８の撮像面１８０２が光学系１４の光軸Ａとなす角度を調整するように構成したので、撮像素子１８における結像状態を最良なものとする上でより有利となる。

次に実施例２について説明する。
図１０は実施例２における第２調整レンズ３６周辺の構成を示す斜視図である。
実施例２が実施例１と異なるのは、実施例１の第２移動レンズ２６と第２調整レンズ２４を一体的に設けた点であり、具体的には、実施例２では、第２調整レンズ３６を光学系１４の光軸Ａと直交するＹ方向に移動させるとともに光軸Ａ方向にも移動することで、第２移動レンズ２６を省略している。
したがって、実施例２の光学系は、実施例１と同様に構成された第１調整レンズ２０および第１移動レンズ２２と、第２調整レンズ３６の３群からなるインナーフォーカスレンズとして構成されている。

第２調整レンズ３６、第２調整レンズ移動手段３８の構成について説明する。
第２調整レンズ３６は、矩形板状に形成された調整レンズ枠３６０２に保持されている。
調整レンズ枠３６０２は、ガイド機構３６０４によって光軸Ａと直交するＹ方向に移動可能に支持されるとともに、光軸Ａ方向に移動に支持されている。
ガイド機構３６０２は、１つの枠体３６０４と、第１、第２ガイド軸３６０６，３６０８とから構成されている。
枠体３６０４は、矩形枠状に形成されその内側に形成された２つの案内溝３６０４Ａで調整レンズ枠３６０２をＹ方向に移動可能に支持している。
枠体３６０４の対向する２つの角部には第１軸受部３６１０と第２軸受部３６１２が設けられている。
第１軸受部３６１０、第２軸受部３６１２には、光学系１４の光軸Ａと平行に延在する第１ガイド軸３６０６、第２ガイド軸３６０８がそれぞれ挿通されており、第１、第２ガイド軸３６０６，３６０８は、例えば均一外径の円柱状に形成され、それらの延在方向の両端が鏡筒本体１６に取付けられている。
したがって、第２調整レンズ３６は、これら第１、第２ガイド軸３６０６，３６０８、第１、第２軸受部３６１０，３６１２によって光学系１４の光軸Ａ回りに回転不能で、かつ、光学系１４の光軸Ａ方向に沿って往復直線移動可能に支持されている。
第２調整レンズ移動手段３８は、第２調整レンズ３６をＹ方向に移動させるＹ方向駆動手段３８Ａと、第２調整レンズ３６を光軸Ａ方向に移動させる光軸方向駆動手段（不図示）とで構成されている。

Ｙ方向駆動手段３８Ａは、枠体３６０４に設けられ枠体３６０４の２つの案内溝３６０４Ａのうちの一方の案内溝３６０４Ａを通って枠体３６０４の外側に突出する突片３８０２と、Ｙ方向に延在し突片３８０２の雌ねじに螺合される雄ねじ部材３８０４と、雄ねじ部材３８０４の一端に配設され枠体３６０４で支持されて雄ねじ部材３８０４を回転するモータ３８０６と、枠体３６０４に設けられ雄ねじ部材３８０４の他端を支持する軸受け部３８０８と、モータ３８０６を駆動する駆動回路（不図示）とで構成されている。
前記第２調整レンズ移動手段としては従来公知の様々な構成が採用可能であり、例えば、前記第２調整レンズ移動手段は、枠体３６０４に連結された雌ねじ部材と、光学系１４の光軸Ａ方向に延在され前記雌ねじ部材に螺合される雄ねじ部材と、鏡筒本体１６で支持され該雄ねじ部材を回転するモータ（例えばステッピングモータなど）と、該モータを駆動する駆動回路とで構成されている。
したがって、前記モータにより前記雄ねじ部材が回転されることで雌ねじ部材が光学系１４の光軸Ａ方向に動かされ、これにより枠体３６０４が光学系１４の光軸Ａ方向に動かされ、第２調整レンズ３６が光学系１４の光軸Ａ方向に移動される。

また、実施例１と同様に制御回路１２６は、Ｙ方向駆動手段３８Ａを制御することにより第２調整レンズ３６をＹ方向に動かし、前記光軸方向駆動手段を制御することにより第２調整レンズ３６を光学系１４の光軸方向に動かす。
実施例２における撮像装置１００の撮影時の動作は実施例１と同様になされ、第１調整レンズ２０の傾き量Ｄθに対応して撮像素子１８における結像状態が最良となるように第２調整レンズ３６がＹ方向に沿った適正位置Ｄ１に移動される。
したがって、実施例２においても実施例１と同様の作用効果が奏される。
また、実施例２では、第２調整レンズが第１移動レンズを兼用し、第１移動レンズを省くことができるので、実施例１に比較して光学系の構成を簡素化する上で有利である。

なお、実施例１では光学系１４が４群からなるインナーフォーカスレンズとして構成された場合について例示し、実施例２では光学系１４が３群からなるインナーフォーカスレンズとして構成された場合について例示したが、本発明はこのような光学系に限定されるものではなく、従来公知の様々な光学系に適用可能であることは無論である。
また、各実施例においては、光学系を構成する調整レンズを光学系の光軸と直交する方向に動かすことで、撮像素子における結像状態が最良となるようにしたが、例えば、鏡筒内に配設されたミラーやプリズムによって光学系の光軸が９０度折り曲げられるように構成された撮像装置において、前記ミラーやプリズムを動かすことによって、例えば回転、傾動あるいは直線的移動させることによって、撮像素子における結像状態が最良となるようしてもよいことは勿論である。
また、各実施例においては、撮像装置としてデジタルスチルカメラを例示したが、本発明はビデオカメラやテレビカメラなどの撮像装置あるいはカメラ付携帯電話機あるいはレンズ鏡筒を有する種々の電子機器に無論適用可能である。

実施例１の撮像装置を前方から見た斜視図である。 実施例１の撮像装置を後方から見た斜視図である。 撮像装置の構成を示すブロック図である。 撮像装置の主要部分の構成を示す構成図である。 撮像装置の主要部分の構成を示す構成図である。 ズーム位置データＤｆと、フォーカス位置データＤｚと、第２調整レンズ２０の光軸の適正位置Ｄ１との関係を示す線図である。 撮像装置１００の動作フローチャートである。 光学系の動作を示す説明図である。 光学系の動作を示す説明図である。 実施例２における第２調整レンズ３６周辺の構成を示す斜視図である。 従来の撮像装置における光学系の説明図である。

符号の説明

１００……撮像装置、１０……レンズ鏡筒、１４……光学系、１８……撮像素子、２０……第１調整レンズ、２２……第１移動レンズ、２４……第２調整レンズ、２６……第２移動レンズ、２８……第１調整レンズ移動手段、３０……第２調整レンズ移動手段、１２６……制御回路、１２８……メモリ、Ａ……光学系１４の光軸、Ｂ……回転軸線、Ｃ……レンズ光軸。

Claims (6)

1. 被写体像を撮像素子に導く光学系を備え、
   前記光学系は、該光学系の光軸と直交する回転軸線を中心にそのレンズ光軸を傾ける方向に揺動可能に設けられた第１調整レンズと、前記第１調整レンズと前記撮像素子との間に配置され前記光学系の光軸と直交する方向に移動可能に設けられた第２調整レンズとを含んで構成され、
   前記第１調整レンズの前記回転軸線回りの傾き量を検出する検出手段と、
   前記検出手段によって検出された前記傾き量に対応して前記撮像素子における結像状態が最良となる前記第２調整レンズの前記直交する方向に沿った適正位置を生成する適正値生成手段と、
   前記第２調整レンズを前記光学系の光軸と直交する方向に動かす第２調整レンズ移動手段と、
   前記第２調整レンズ移動手段を制御して前記第２調整レンズを前記適正位置に移動させる制御手段とを備え、
   前記撮像素子は、前記被写体像が結像される撮像面を有し、前記撮像素子は前記撮像面が前記光軸となす角度が調整可能となるように設けられ、前記撮像素子を前記撮像面が前記光軸に対して傾く方向に動かす撮像素子移動手段と、前記撮像素子によって検出された画像情報に基づいて前記撮像素子における結像状態が最良となるように前記撮像素子移動手段を制御して前記撮像素子の前記角度を調整する撮像素子制御手段とをさらに有する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記第２調整レンズを前記適正位置にするための前記第２調整レンズの移動量を生成し、前記制御手段による前記第２調整レンズの前記適正位置への移動は、前記移動量に基づいてなされる
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御手段による前記第２調整レンズの移動量の生成は、現時点での前記第２調整レンズの位置と前記適正位置との間の差分に基づいてなされる
   ことを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 前記第２調整レンズ移動手段による前記第２調整レンズの移動は、前記第１調整レンズと前記光軸の双方に直交する仮想線と平行をなす方向について行われる
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
5. 前記第１調整レンズを前記回転軸線回りに揺動させる第１調整レンズ移動手段が設けられ、前記第１移動手段による前記第１調整レンズの前記光軸を傾ける方向への動きは、前記第１調整レンズを支持する第１調整レンズ枠の外周部の直径方向に位置する２箇所を支点として前記第１調整レンズ枠が光軸方向に傾動されることで行われる
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
6. 前記光学系が収容された鏡筒本体が設けられ、前記第２調整レンズ移動手段は前記鏡筒本体で支持されている
   ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。

Images