JP4478173B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

この発明は、撮像装置に係わり、特に、光軸方向に、焦点調整部材の位置を移動することにより、撮像面に結像される被写体像のピント状態が変化する撮像装置に関する。

デジタルカメラなどの撮像装置では、結像面に最適な被写体像が結像されるように、例えば、自動的にピントを調整するオートフォーカス（ＡＦ）を行っている。一般的に、デジタルカメラではＣＣＤＡＦといわれるオートフォーカス方法が用いられている。これは、フォーカスレンズを移動しながら、ＣＣＤから得られる画像信号のうち高周波成分をサンプリングし、高周波成分が最大となる点を合焦位置とする方法である。

ところで、ＣＣＤＡＦを行う際に、上記フォーカスレンズは無制限に移動されるわけではない。フォーカスレンズは、その前後の各部品に当たることがないように、無限合焦位置（所定距離より遠距離側の全ての被写体に合焦する、即ち無限遠にある被写体に合焦するようなフォーカスレンズの位置のうち、最も近距離側の位置）から最近距離合焦位置の範囲内で移動させる必要がある。そこで、この範囲内で、フォーカスレンズを移動させるために、一般的な、撮像装置内には、無限合焦位置に位置センサが設けられている。

撮像装置は、スイッチが入れられると同時に、まずフォーカスレンズを位置センサの位置と一致させる。この動作によってフォーカスレンズは無限合焦位置に位置決めされる。その後、撮像装置は、無限合焦位置を基準としたフォーカスレンズの位置を検出することにより、無限合焦位置と、設計により定まる最近距離合焦位置との間に存在するようにその位置が制御される。

上述したように位置センサは無限合焦位置に設けられている。従来では、上記位置センサを以下のようにして無限合焦位置に固定していた。まず、ＣＣＤＡＦを働かせて、上記所定距離より遠距離側においた被写体に対して合焦させる。フォーカスレンズをその位置に保ち、位置センサの出力をモニタしながら人が位置センサの位置を微調整し、位置センサから所定の出力が得られる位置に位置センサの位置を固定する。

この位置センサの固定は、無限合焦位置に正確に設けなければならない。さもなければ、撮像装置において無限遠にある被写体に焦点を合わせることが不可能になってしまう。そこで、位置センサの固定は、μｍ単位で精密に無限合焦位置に固定しなければならず、自動化することが難しく、その製造に人手がかかるという問題があった。

そこで、この問題を解決するために特許文献１の撮像カメラが提案されている。この撮像カメラは、ＣＣＤＡＦを働かせて、上記所定距離より遠距離側においた被写体に対して合焦させて、フォーカスレンズを無限合焦位置に移動させた後、無限合焦位置と別の場所に設けた位置センサと無限合焦位置の差をデータ書込可能なＲＯＭに記憶する。

そして、撮像カメラは、スイッチが入れられると同時に、フォーカスレンズを位置センサの位置に一致させた後、ＲＯＭに記憶された差分、フォーカスレンズを移動して無限合焦位置に移動させることにより、位置センサの設置位置が多少の誤差を含んでも、無限合焦位置を基準位置としたフォーカスレンズの位置を正確に検出できる。
特許公報第２６３４９０７号

ところが、何れの場合も従来の撮像装置では、位置センサの出力から無限合焦位置を算出できるようにするため、製造工場や、修理を行うサービス拠点内において、所定距離より遠距離側においた被写体に対して合焦して、フォーカスレンズを無限合焦位置に移動した後、位置センサを固定したり、位置センサとの差を検出したりしている。

このため、所定距離（無限遠と見なせる距離であり、焦点距離に対して十分に長い距離である）に被写体を設置する設備が必要であり、工場や修理を行うサービス拠点で、広い設置面積が必要となる。特に、焦点距離の長い撮像レンズの場合は、無限遠と見なせる所定距離が遠くなるので、より広い設置面積が必要となる。

そこで、本発明は、上記のような問題点に着目し、位置センサの出力から無限合焦位置を算出できるようにするための調整工程に必要とする設備が大がかりにならず、狭い設定面積で上記調整工程を行うことができる撮像装置を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、光軸方向に移動することにより結像面に結像する被写体のピント状態を変化させる焦点調整部材と、前記焦点調整部材の位置を検出する位置センサと、を備えた撮像装置において、前記位置センサが、前記焦点調整部材の移動範囲内に設けられていて、そして、前記合焦調整部材が有限距離にある被写体に合焦したときの有限合焦位置と前記位置センサが設けられているセンサ設置位置との差に基づき、前記合焦調整部材が無限遠とみなせる被写体に合焦する位置である無限合焦位置を決定する無限合焦位置算出手段を有することを特徴とする撮像装置に存する。

請求項２記載の発明は、前記センサ設置位置が、前記焦点調整部材の移動範囲内における無限合焦位置よりも遠距離側であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置に存する。

請求項１、２に記載の発明によれば、有限合焦距離と無限合焦位置との相対関係が分かっていれば、センサ位置に対する無限合焦位置を算出することができる。このため、無限遠と見なせる所定距離より遠距離側においた被写体に対して合焦させることなく、センサ位置に対する無限合焦位置を算出することができるようになる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の撮像装置であって、予め定められた複数の被写体距離のうち、選択手段により選択された被写体距離に合焦する位置に、前記焦点調整部材を移動させる選択時焦点固定手段をさらに備え、前記有限距離は、前記予め定めた複数の被写体距離の何れか１つと一致することを特徴とする撮像装置に存する。

請求項３記載の発明によれば、選択時焦点固定手段が、予め定められた複数の被写体距離のうち、選択手段により選択された被写体距離に合焦する位置に、焦点調整部材を移動させる。有限距離を、予め定めた複数の被写体距離の何れか１つと一致させる。従って、予め定めた複数の被写体距離の何れか１つを有限距離とすれば、ユーザが有限距離と一致する被写体距離を選択したとき、正確に選択した被写体距離に合焦する位置に焦点調整部材を移動させることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の撮像装置であって、前記焦点調整部材の位置を調整して、被写体を自動的に合焦させる自動合焦手段と、前記自動合焦手段による自動合焦が失敗したとき、予め定めた被写体距離に合焦する位置に、前記焦点調整部材を移動させるＮＧ時焦点固定手段をさらに備え、前記有限距離は、前記予め定めた被写体距離と一致することを特徴とする撮像装置に存する。

請求項４記載の発明によれば、自動合焦手段が、焦点調整部材の位置を調整して、被写体を自動的に合焦させる。ＮＧ時焦点固定手段が、自動合焦手段による自動合焦が失敗したとき、予め定めた被写体距離に合焦する位置に、焦点調整部材を移動させる。有限距離を、予め定めた被写体距離と一致させる。従って、予め定めた被写体距離を有限距離とすれば、自動合焦が失敗したとき、正確にその予め定めた被写体距離に合焦する位置に焦点調整部材を移動させることができる。

請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の撮像装置であって、撮影可能な被写体距離範囲を複数の領域に分割し、各領域ごとに設けた、前記被写体距離と、当該被写体距離に合焦する前記焦点調整部材の位置との関係を示す近似曲線又は近似直線を用いて、任意の被写体距離から、当該被写体距離に合焦する前記焦点調整部材の位置を検出する合焦位置検出手段をさらに備え、前記有限距離は、前記各領域の境界に対応する被写体距離の何れか１つと一致することを特徴とする撮像装置に存する。

請求項５記載の発明によれば、合焦位置検出手段が、撮影可能な被写体距離範囲を複数の領域に分割し、各領域ごとに設けた、被写体距離と、その被写体距離に合焦する焦点調整部材の位置との関係を示す近似曲線又は近似直線を用いて、被写体距離から、その被写体距離に合焦する前記焦点調整部材の位置を検出する。有限距離は、各領域の境界に対応する被写体距離の何れか１つと一致する。

従って、有限距離と一致する境界線より近距離側の領域の近似曲線又は近似直線を、有限合焦位置に基づき補間または補正すれば、その有限距離より近距離側の領域において、組み付け誤差などにより製品毎に近似曲線又は近似直線が異なっても、その製品に応じた正確な近似曲線又は近似直線を得ることができる。

請求項６記載の発明は、請求項１又は２記載の撮像装置であって、光軸方向の移動に応じて、ピント状態が変化する変倍部材をさらに備え、前記有限距離は、前記変倍部材の各位置における被写体距離−当該被写体距離に合焦する前記焦点調整部材の位置曲線の内、少なくとも２つが交差する点に対応する被写体距離と一致することを特徴とする撮像装置に存する。

請求項６記載の発明によれば、変倍部材の光軸方向の移動に応じて、ピント状態が変化する。有限距離を、変倍部材の各位置における被写体距離−その被写体距離に合焦する焦点調整部材の位置曲線の内、少なくとも２つが交差する点に対応する被写体距離に一致させる。

請求項１又は２記載の発明によれば、無限遠と見なせる所定距離より遠距離側においた被写体に対して合焦させることなく、センサ位置に対する無限合焦位置を算出することができるようになるので、センサ位置に対する無限合焦位置を算出できるようにするための調整工程に必要とする設備が大がかりにならず、狭い設定面積で上記調整工程を行うことができる。しかも、センサ位置が製品毎に多少異なっても、正確にセンサ位置に対する無限合焦位置を算出することができる撮像装置を得ることができる。

請求項３記載の発明によれば、予め定めた複数の被写体距離の何れか１つを有限距離とすれば、ユーザが有限距離と一致する被写体距離を選択したとき、正確に選択した被写体距離に合焦する位置に焦点調整部材を移動させることができるので、有限距離と一致する被写体距離が選択されたとき、精度の良い撮影を行うことができる撮像装置を得ることができる。

請求項４記載の発明によれば、予め定めた被写体距離を有限距離とすれば、自動合焦が失敗したとき、正確にその予め定めた被写体距離に合焦する位置に焦点調整部材を移動させることができるので、自動合焦失敗時に、精度の良い撮影を行うことができる撮像装置を得ることができる。

請求項５記載の発明によれば、有限距離と一致する境界線より近距離側の領域の近似曲線又は近似直線を、有限合焦位置に基づき補間または補正すれば、その有限距離より近距離側の領域において、組み付け誤差などにより製品毎に近似曲線又は近似直線が異なっても、その製品に応じた正確な近似曲線又は近似直線を得ることができるので、精度の良い撮影を行うことができる撮像装置を得ることができる。

請求項６記載の発明によれば、変倍部材の各位置における被写体距離−その被写体距離に合焦する焦点調整部材の位置曲線の内、少なくとも２つが交差する点に対応する被写体距離に一致させれば、例えば、交差する本数が２本の場合は、どちらか１本に対応する位置に、変倍部材を移動した状態で、無限合焦位置を算出すればよいので、調整工程の削減や記憶エリアの縮小が可能となる撮像装置を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の撮像装置としてのデジタルカメラの一実施の形態を示す図である。同図に示すように、被写体光は、まず撮影光学系１１を通してＣＣＤ１２に入射される。撮影光学系１１は、光軸方向の進退により被写体像の焦点調節を行う焦点調整部材としてのフォーカスレンズ１１ａと、光軸方向の進退により被写体像の拡大・縮小を行う変倍部材としてのズームレンズ１１ｂと、このフォーカスレンズ１１ａ及びズームレンズ１１ｂと共に、ＣＣＤ１２の撮像面に被写体像を結像させる結像レンズ１１ｃとを備えている。

また、撮影光学系１１とＣＣＤ１２との間は、絞り１３が配置されており、この絞り１３により、ＣＣＤ１２に入射される光量が制限される。なお、上述した撮影光学系１１及び絞り１３は、モータドライバ１４により各々駆動される。

上述したＣＣＤ１２は、光電変換を行う複数の画素を二次マトリクス状に配列した撮像面を有し、被写体光が入射されることにより、撮像面に結像された光学像を電気信号に変換して、アナログの画像データとして出力する。ＣＣＤ１２から出力された画像データは、ＣＤＳ回路１５によりノイズ成分を除去され、Ａ／Ｄ変換器１６によりディジタル値に変換された後、信号処理回路１７に対して出力される。

信号処理回路１７は、画像データを一時格納するＳＤＲＡＭ１８を用いて、ＹＵＶ変換処理などの各種信号処理を行うとともに、信号処理が施された画像データを液晶ディスプレイ１９（以下、「ＬＣＤ１９」と略記する）に表示させる。

また、上記信号処理、画像処理が施された画像データは、画像圧縮伸張回路２０を介して、メモリカード２１に記録される。上記画像圧縮伸張回路２０は、信号処理回路１７から出力される画像データを、圧縮してメモリカード２１に出力すると共に、メモリカード２１から読み出した画像データを、伸張して信号処理回路１７に出力する回路である。

また、上述したＣＣＤ１２、ＣＤＳ回路１５及びＡ／Ｄ変換器１６は、タイミング信号を発生するタイミング信号発生器２２を介してシステムコントローラ２３によって、その変換タイミングや除去タイミングが制御されている。さらに、信号処理回路１７、画像圧縮伸張回路２０、メモリカード２１も、上記システムコントローラ２３によって、制御されている。

上記システムコントローラ２３は、カメラ全体の制御を行うためのものであり、プログラムに従って各種演算処理を行うＣＰＵ２３ａ、ＣＰＵ２３ａが行うプログラムなどを格納したメモリであるＰＲＯＭ２３ｂ及びＣＰＵ２３ａでの各種の処理過程で利用するワークエリア、各種データを格納するデータ格納エリアなどを有する読出書込自在のメモリであるＳＲＡＭ２３ｃなどを内蔵し、これらが図示しないバスラインによって相互接続されている。

上述したシステムコントローラ２３には、レリーズなどを有する操作部２４と、各種設定値を記憶するＥＥＰＲＯＭ２５と、ＬＣＤ１９に言語データを表示するためのＯＳＤ２６とが接続されている。また、システムコントローラ２３は、モータドライバ１４と接続されている。例えば、フォーカスレンズ１１ａに対応するモータドライバ１４は、システムコントローラ２３からパルスが出力される毎に、フォーカスレンズ１１ａを所定量、駆動する。

上述した構成のデジタルカメラの動作について以下説明する。
電源スイッチや、モード切替スイッチの操作によって、ＣＣＤ１２による光学像が可能な撮影モードに設定されると、上記ＣＣＤ１２によりその撮像面に結像された光学像を光電変換して得た画像データが、１／３０秒毎に、ＣＤＳ回路１５、Ａ／Ｄ変換器１６を介して信号処理回路１７に送られる。信号処理回路１７は、送られてきた画像データを３色（Ｒ．Ｇ．Ｂ）分離し、ＳＤＲＡＭ１８に格納する。

また、ＳＤＲＡＭ１８に格納された画像データは、再度、信号処理回路１７に読み込まれ、信号処理回路１７内に備えられたＹＵＶ変換部（図示せず）で、ＹＵＶ変換されてＳＤＲＡＭ１８に書き戻される。ＹＵＶ変換された画像データは、信号処理回路１７を介してＬＣＤ１９に送られ表示される。この処理が１／３０秒毎に繰り返される。

次に、操作部２４内のレリーズ操作が行われると、ＣＰＵ２３ａは、自動合焦手段として働き、ＣＣＤ１２による画像データの送信周期に同期して、モータドライバ１４に対して駆動パルスを出力し、フォーカスレンズ１１ａを駆動することにより、ＣＣＤＡＦ動作を開始する。ＣＣＤＡＦ動作において、ＣＰＵ２３ａは、無限合焦位置から至近合焦位置までフォーカスレンズ１１ａを移動させ、その移動中に、信号処理回路１７に送られた画像データの高周波成分を検出する。そして、ＣＰＵ２３ａは、検出した高周波成分が最大となるフォーカスレンズ１１ａの位置に、フォーカスレンズ１１ａを移動して、ＣＣＤＡＦ動作を終了する。

なお、無限合焦位置は、所定距離より遠距離側にある全ての被写体に合焦するとき、即ち、無限遠の被写体に合焦するフォーカスレンズ１１ａの位置のうち、最も近距離側の位置である。また、至近合焦位置とは、例えば、合焦可能な被写体距離が∞〜０．３ｍであるとき、そのうち、最も近距離側の被写体距離である０．３ｍにある被写体に合焦するフォーカスレンズ１１ａの位置である。

上述したＣＣＤＡＦ動作終了後、ＣＰＵ２３ａは、信号処理回路１７から出力される信号処理済の画像データを、画像圧縮伸張回路２０を介してメモリカード２１に記録して、撮像動作を終了する。

上述したフォーカスレンズ１１ａの無限合焦位置の算出は、フォーカスレンズ１１ａの移動範囲上に設けられた位置センサの出力に基づいて行われている。このように、位置センサの出力から無限合焦位置を算出するためには、位置センサが設けられているセンサ位置と、無限合焦位置との関係が予め分かっている必要がある。なお、このセンサ位置と、無限合焦位置との関係は、位置センサの組み付け誤差や鏡銅の組み付けに応じて、製品毎にバラツキがある。

そこで、本発明では、製造段階において、有限距離におかれた被写体に合焦したときの有限合焦位置と、センサ位置との差を記憶させ、この差に基づきセンサ位置と、無限合焦位置との相対関係を求めている。この差を記憶させる際の詳細な動作について図２〜図３を参照して以下説明する。

図２（ａ）は、フォーカスレンズ１１ａの位置を示し、フォーカスレンズ１１ａが図中左側に移動するほど、遠距離側に合焦し、図中右側に移動するほど、近距離側に合焦するようになっている。同図に示すように、位置センサは、無限合焦位置よりも遠距離側の位置に予め設けられているものとする。

位置センサとしては、フォーカスレンズ１１ａがセンサ位置を通過すると、オンまたはオフするスイッチなどが用いられる。ここでは、位置センサは、センサ位置に又はセンサ位置より遠距離側にフォーカスレンズ１１ａが位置するとき、Ｌレベルとなり、センサ位置より近距離側にフォーカスレンズ１１ａが位置するとき、Ｈレベルとなる検出信号を出力するものとする（図２（ｂ）参照）。

まず、予め定めた有限距離におかれた調整用の被写体を、撮像するようにデジタルカメラをセットする。その後、調整用に設けられたスイッチなどを押して、上記差を記憶させるための差記憶処理を実行させる。この差記憶処理におけるＣＰＵ２３ａの処理手順について図３のフローチャートを参照して以下説明する。

ＣＰＵ２３ａは、位置センサから出力される検出信号を読み込み（ステップＳ１）、読み込んだ検出信号がＬレベルのとき（ステップＳ２でＮ）、フォーカスレンズ１１ａを、例えば５パルス分、近距離側に駆動する（ステップＳ３）。これに対して、読み込んだ検出信号がＨレベルとなると（ステップＳ２でＹ）、今度は、フォーカスレンズ１１ａを、例えば、１パルス分、遠距離側に駆動する（ステップＳ４）。

その後、ＣＰＵ２３ａは、再び、検出信号を読み込み（ステップＳ５）、読み込んだ検出信号がＨレベルであれば（ステップＳ６でＮ）、ステップＳ４に戻る。一方、読み込んだ検出信号がＬレベルであれば（ステップＳ６でＹ）、フォーカスレンズ１１ａとセンサ位置とが一致したと判断して、ＳＲＡＭ２３ｃ内に格納されたモータドライバ１４に対して出力されたパルスのカウンタ値を０リセットする（ステップＳ７）。

その後、ＣＰＵ２３ａは、ＣＣＤＡＦ動作を開始させる（ステップＳ８）。このＣＣＤＡＦ動作では、センサ位置から限界位置（図２（ａ）参照）までフォーカスレンズ１１ａを移動して、その移動中に、信号処理回路１７に送られた画像データの高周波成分に基づいて合焦位置を検出する。

デジタルカメラは、有限距離におかれた被写体を撮像するようにセットされているため、このＡＦ動作を行った結果、図２（ａ）に示すように、有限距離におかれた被写体に合焦する有限合焦位置に、フォーカスレンズ１１ａが移動される。次に、このときＳＲＡＭ２３ｃ内に格納されたパルスのカウント値を、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ内２５に書き込んで（ステップＳ９）、処理を終了する。このＥＥＰＲＯＭ２５に書き込まれたパルスのカウント値は、図２（ａ）に示すように、センサ位置から有限合焦位置に至る間に出力されるパルス数α、つまり、有限合焦位置とセンサ位置との差に応じた値である。

なお、有限距離とは、有限距離にある被写体に合焦したときのフォーカスレンズ１１ａの合焦位置が、無限合焦位置よりも近距離側となる距離である。このため、有限合焦位置は、必ず無限合焦位置より近距離側になる。

以上から明らかなようにＣＰＵ２３ａは、上記差記憶処理において、差検出手段として働くことが明らかである。ここでは、位置センサとして、フォーカスレンズ１１ａがセンサ位置を通過すると、オン又はオフするスイッチを用いた場合について説明したが、他のセンサでもよい。また、合焦方式も、山登り方式のＣＣＤ−ＡＦ以外の、別の合焦方法を使用しても良い。また、上記有限合焦位置とセンサ位置との差に応じたパルス数αを記憶する媒体も、ＦＬＡＳＨ−ＲＯＭなど、ＥＥＰＲＯＭ以外の書換可能なＲＯＭでも良い。

上述したようにＥＥＰＲＯＭ２５内に書き込まれた有限合焦位置とセンサ位置との差に応じたパルス数αから、センサ位置と無限合焦位置との差（相対関係）を求める方法について説明する。
図４（ａ）に示すように、１／被写体距離−フォーカスレンズ１１ａの位置（ここでは、無限合焦位置から、その被写体距離に合焦する位置に至るまでに出力されるパルス数で表されている）との関係は、トラッキングカーブと呼ばれる曲線で表される。また、ＰＲＯＭ２３ｂには、図４（ａ）に示すトラッキングカーブ中の撮影可能な被写体距離範囲を複数の領域（１）〜（４）に分割し、各領域（１）〜（４）毎の被写体距離−無限合焦位置から、その被写体距離に合焦する位置に至るまでに出力されるパルス数との近似関係式が予め格納されている。

従って、上記有限距離から、ＰＲＯＭ２３ｂ内に格納された領域（１）〜（４）に対応した近似関係式を用いて、無限合焦位置から有限合焦位置に至る間に出力されるパルス数βを求めることができる。次に、ＥＥＰＲＯＭ２５内に書き込まれたセンサ位置から有限合焦位置に至る間に出力されたパルス数αから、上記パルス数βを差し引けば、センサ位置から無限合焦位置に至る間に出力されるパルス数γ（＝センサ位置と無限合焦位置との差）を求めることができる。

従って、ＣＰＵ２３ａは、ＣＣＤＡＦ動作時に、無限合焦位置算出手段として働き、センサ位置からパルス数γを出力した時点を無限合焦位置として算出し、この無限合焦位置（実際には無限合焦位置より遠距離側から始めるようにしてある）から至近合焦位置までフォーカスレンズ１１ａを移動させる。なお、無限合焦位置から至近合焦位置に至る間に出力すべきパルス数は、ＰＲＯＭ２３ｂ内に格納された領域（１）〜（４）に対応した関係式を用いて求めることができる。

以上のデジタルカメラによれば、センサ位置から、有限距離、即ち、無限遠と見なせる所定距離より近距離側においた被写体に対する有限合焦位置に至る間に出力すべきパルス数を、センサ位置と有限合焦位置との差として検出し、その差に基づいて、センサ位置に対する無限合焦位置を算出している。

このため、無限遠と見なせる所定距離より遠距離側においた被写体に対して合焦させることなく、センサ位置に対する無限合焦位置を算出することができるようになり、センサ位置に対する無限合焦位置を算出できるようにするための調整工程に必要とする設備が大がかりにならず、狭い設定面積で上記調整工程を行うことができる。しかも、センサ位置が製品毎に多少異なっても、正確にセンサ位置に対する無限合焦位置を算出することができる。

なお、上述した実施形態では、有限合焦位置とは別の場所に位置センサを設けていたが、有限合焦位置上に位置センサを設けても、無限遠と見なせる所定距離より遠距離側においた被写体に対して合焦させることなく、センサ位置に対する無限合焦位置を算出することができるようになる。この場合、デジタルカメラは、有限距離にある被写体に合焦させて、フォーカスレンズ１１ａを有限合焦位置に移動した後、位置センサが設けられる。上述したように、トラッキングカーブから、有限合焦位置から無限合焦位置に至るまでに出力すべきパルス数を求めれば、位置センサに対する無限合焦位置を算出することができる。

また、上述した実施形態では、有限距離について特に述べなかったが、以下のような距離にすることが考えられる。
デジタルカメラのＣＰＵ２３ａは、選択時焦点固定手段として働き、上記ＡＦ動作を行わず、予め定めた被写体距離のうち、操作部２４に備えられた選択ボタンの操作により選択された被写体距離に合焦する位置に、フォーカスレンズ１１ａを移動する選択時焦点固定動作を行うことがある。このことに着目し、上記有限距離として、上述した予め定めた被写体距離の１つと一致させれば、その有限距離と一致する被写体距離を選択したとき、正確に選択した被写体距離に合焦する位置にフォーカスレンズ１１ａを移動させることができる。上述した予め定めた被写体距離に合焦する位置は、合焦位置検出手段として働くＣＰＵ２３ａが、図４（ａ）に示したようなトラッキングカーブを表す近似関係式から求めている。

また、上述した実施形態では、有限距離を、以下のような距離にすることも考えられる。
ＣＣＤＡＦにおいて、合焦位置が検出できず、ＡＦ動作が失敗したとき、デジタルカメラのＣＰＵ２３ａは、ＮＧ時焦点固定手段として働き、予め定めた被写体距離（例えば２．５ｍ）に合焦する位置に、フォーカスレンズ１１ａを移動するＮＧ時焦点固定動作を行うことがある。このことに着目し、上記有限距離として、上述した予め定めた被写体距離と一致させれば、ＡＦ動作が失敗したとき、正確にその被写体距離に合焦する位置に焦点調整部材を移動させることができる。なお、上述した予め定めた被写体距離に合焦する位置は、図４（ａ）に示すトラッキングカーブから求めている。

また、ズームレンズ１１ｂによって焦点距離が変化すると、そのズームレンズ１１ｂの位置に依存して無限合焦位置も変化する。このため、例えば、ズームレンズ１１ｂがＷｉｄｅ端、Ｗｉｄｅ端とＴｅｌｅ端の中間、Ｔｅｌｅ端にあるときの差を検出して、検出した各３カ所での差に基づいて求めた無限合焦位置から、ズームレンズ１１ｂの任意位置に対する無限合焦位置を求めるのが一般的である。

ところで、図５のズームレンズ１１ｂがＷｉｄｅ端、Ｗｉｄｅ端とＴｅｌｅ端の中間、Ｔｅｌｅ端にあるときの被写体距離−その被写体距離に合焦するフォーカスレンズのＷｉｄｅ端での無限合焦位置を基準とした位置を示すＷｉｄｅ曲線Ｋ１、Ｍｅａｎ曲線Ｋ２、Ｔｅｌｅ曲線Ｋ３に示すように、そのＷｉｄｅ曲線Ｋ１、Ｍｅａｎ曲線Ｋ２、Ｔｅｌｅ曲線Ｋ３が交差する点がある。

このことに着目し、有限距離として、例えば、Ｗｉｄｅ曲線Ｋ１とＴｅｌｅ曲線Ｋ３との交差点に対応する被写体距離と一致させれば、ズームレンズ１１ｂがＷｉｄｅ端にあるとき検出した差も、Ｔｅｌｅ端にあるときに検出した差も同じ値となるため、どちらか一方の位置に、ズームレンズ１１ｂを移動したときの差を検出すればよい。このため、調整工程の削減や記憶エリアの縮小が可能となる。

また、有限距離を、各領域（１）〜（４）の境界に対応する被写体距離に設定することも考えられる。例えば、有限距離を、領域（４）と領域（３）との境界に応じた被写体距離に設定する。ところで、フォーカスレンズ１１ａの限界位置（図４（ｂ）参照）は、鏡筒の設計により予め決まった場所となっている。また、この限界位置にフォーカスレンズ１１ａが位置するときの被写体距離も予め分かっている事項とする。

このことに着目し、有限合焦位置から上記限界位置まで至る間に出力されるパルス数ｘを検出する。このパルス数ｘが分かれば、トラッキングカーブ上の領域（４）の両端である、限界位置に対応する点ａと有限合焦位置に対応する点ｂとの関係がわかり、この関係に基づき、領域（４）の近似関係式について、補間して求めることができる。これにより、鏡筒の組み付け誤差などにより、製品ごとに領域（４）の近似関係式が異なっても、正確に製品に応じた近似関係式を求めることができる。

また、有限距離を、領域（３）と領域（２）との境界に応じた被写体距離に設定した場合も同様に、有限合焦位置から上記限界位置まで至る間に出力されるパルス数ｘを検出する。そして、有限合焦位置から限界位置まで至る間に出力されるパルス数が、実際に求めたパルス数ｘとなるように、領域（４）と領域（３）との関係式を補正することにより、正確に製品に応じた近似関係式を求めることができる。

ピント状態を合わせる条件は近距離側になるに従って厳しくなることに着目し、上記有限距離は、近距離側にある境界に対応する被写体距離に設定するほど、撮影の精度が向上する。

本発明の撮像装置としてのデジタルカメラの一実施の形態を示す図である。 （ａ）は、フォーカスレンズ１１ａの位置を示す図である。（ｂ）は、検出信号を説明するための図である。 図１のデジタルカメラを構成するＣＰＵ２３ａの差記憶処理における処理手順を示すフローチャートである。 （ａ）１／被写体距離−フォーカスレンズ１１ａの位置の関係を示すトラッキングカーブである。（ｂ）被写体距離−フォーカスレンズ１１ａの位置の関係を示すトラッキングカーブである。 ズームレンズ１１ｂがＷｉｄｅ端、Ｗｉｄｅ端とＴｅｌｅ端の中間、Ｔｅｌｅ端にあるときの被写体距離−その被写体距離に合焦するフォーカスレンズのＷｉｄｅ端での無限合焦位置を基準とした位置を示す図である。

符号の説明

１１ａ フォーカスレンズ（焦点調整部材）
１１ｂ ズームレンズ（変倍部材）
２３ａ ＣＰＵ（差検出手段、無限合焦位置算出手段、選択時焦点固定手段、自動合焦手段、ＮＧ時焦点固定手段、合焦位置検出手段）
２５ ＥＥＰＲＯＭ（記憶手段）

Claims (6)

1. 光軸方向に移動することにより結像面に結像する被写体のピント状態を変化させる焦点調整部材と、前記焦点調整部材の位置を検出する位置センサと、を備えた撮像装置において、
   前記位置センサが、前記焦点調整部材の移動範囲内に設けられていて、そして、
   前記合焦調整部材が有限距離にある被写体に合焦したときの有限合焦位置と前記位置センサが設けられているセンサ設置位置との差に基づき、前記合焦調整部材が無限遠とみなせる被写体に合焦する位置である無限合焦位置を決定する無限合焦位置算出手段を有する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記センサ設置位置が、前記焦点調整部材の移動範囲内における無限合焦位置よりも遠距離側であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 予め定められた複数の被写体距離のうち、選択手段により選択された被写体距離に合焦する位置に、前記焦点調整部材を移動させる選択時焦点固定手段をさらに備え、
   前記有限距離は、前記予め定めた複数の被写体距離の何れか１つと一致することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記焦点調整部材の位置を調整して、被写体を自動的に合焦させる自動合焦手段と、
   前記自動合焦手段による自動合焦が失敗したとき、予め定めた被写体距離に合焦する位置に、前記焦点調整部材を移動させるＮＧ時焦点固定手段をさらに備え、
   前記有限距離は、前記予め定めた被写体距離と一致する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
5. 撮影可能な被写体距離範囲を複数の領域に分割し、各領域ごとに設けた、前記被写体距離と、当該被写体距離に合焦する前記焦点調整部材の位置との関係を示す近似曲線又は近似直線を用いて、任意の被写体距離から、当該被写体距離に合焦する前記焦点調整部材の位置を検出する合焦位置検出手段をさらに備え、
   前記有限距離は、前記各領域の境界に対応する被写体距離の何れか１つと一致する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
6. 光軸方向の移動に応じて、ピント状態が変化する変倍部材をさらに備え、
   前記有限距離は、前記変倍部材の各位置における被写体距離−当該被写体距離に合焦する前記焦点調整部材の位置曲線の内、少なくとも２つが交差する点に対応する被写体距離と一致する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。

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