(第1の実施形態)
以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図1は、一眼レフデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)を示す斜視図である。また、図2は、カメラ1を示す要部構成図である。カメラ1は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3とから構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3とが着脱可能に結合されている。
レンズ鏡筒3はカメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図2に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33,34および絞り35を含む撮影光学系が内蔵されている。
レンズ33はフォーカスレンズ(焦点光学系の例)であり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点状態距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ33は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズ用エンコーダ332によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ331によってその位置が調節される。
フォーカスレンズ駆動モータ331は、例えば超音波モータであり、レンズ制御部36から出力される電気信号(パルス)に応じて、フォーカスレンズ33を駆動する。具体的には、フォーカスレンズ駆動モータ331によるフォーカスレンズ33の駆動速度は、パルス/秒で表され、単位時間当たりのパルス数が多いほど、フォーカスレンズ33の駆動速度は速くなる。
なお、本実施形態では、カメラ本体2のカメラ制御部21により、フォーカスレンズ33の駆動指示速度(単位:パルス/秒)がレンズ鏡筒3に送信される。そして、レンズ制御部36は、カメラ本体2から送信された駆動指示速度(単位:パルス/秒)に応じたパルス信号を、フォーカスレンズ駆動モータ331に出力する。これにより、フォーカスレンズ駆動モータ331はカメラ制御部21から送信された駆動指示速度(単位:パルス/秒)でフォーカスレンズ33を駆動する。以上のことを、単に「カメラ制御部21がフォーカスレンズ33を駆動する」ともいう。
レンズ32はズームレンズ(変倍光学系の例)であり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。ズームレンズ32も、上述したフォーカスレンズ33と同様に、ズームレンズ用エンコーダ322によってその位置が検出されつつズームレンズ駆動モータ321によってその位置が調節される。ズームレンズ32の位置は、カメラ本体2の操作部28に設けられたズームボタンを操作することにより、あるいは、レンズ鏡筒3に設けられたズーム環(不図示)を操作することにより調節される。
絞り35は、上記撮影光学系を通過してカメラ本体2の撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り35による開口径の調節は、例えば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部36を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部28によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部36に入力される。絞り35の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部36で現在の開口径が認識される。
レンズメモリ37は像面移動係数Kなどを記憶している。像面移動係数Kとは、フォーカスレンズ33の駆動量と像面の移動量との対応関係を示す値であり、例えば、像面の移動量に対するフォーカスレンズ33の駆動量である。像面移動係数は、例えば下記式(1)により定義され、像面移動係数Kが小さいほど、フォーカスレンズ33の駆動に伴う像面の移動量は大きくなる。
像面移動係数K=(フォーカスレンズ33の駆動量/像面の移動量) ・・・(1)
カメラ1においては、フォーカスレンズ33の駆動量が同じ場合であっても、フォーカスレンズ33のレンズ位置によっては、像面の移動量が異なるものとなる。同様に、フォーカスレンズ33の駆動量が同じ場合であっても、ズームレンズ32のレンズ位置によっては、像面の移動量が異なるものとなる。
すなわち、像面移動係数Kは、フォーカスレンズ33やズームレンズ32の光軸方向におけるレンズ位置に応じて変化するものであり、本実施形態において、レンズメモリ37は、フォーカスレンズ33のレンズ位置およびズームレンズ32のレンズ位置ごとに、像面移動係数Kを記憶している。
なお、像面移動係数Kを像面移動係数K=(像面の移動量/フォーカスレンズ33の駆動量)のように定義してもよい。この場合、像面移動係数Kが大きいほど、フォーカスレンズ33の駆動に伴う像面の移動量は大きくなる。ただし、以下では、像面移動係数Kは上記式(1)によって定義されるものとする。
ここで、図3に、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)およびフォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)と、像面移動係数Kとの関係を示すテーブルを示す。図3に示すテーブルにおいては、ズームレンズ32の駆動領域を、ワイド端からテレ端に向かって順に、「f1」~「f9」の9つの領域に分けるとともに、フォーカスレンズ33の駆動領域を至近端から無限遠端に向かって順に、「D1」~「D9」の9つの領域に分けて、各レンズ位置に対応する像面移動係数Kが記憶されている。例えば、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)が「f1」にあり、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」にある場合に、像面移動係数Kは「K11」となる。なお、図3に示すテーブルは、各レンズの駆動領域をそれぞれ9つの領域に分けるような態様を例示したが、その数は特に限定されず、任意に設定することができる。本実施形態では、最小像面移動係数Kminに対応するフォーカスレンズ33の位置が最大像面移動係数Kmaxに対応す
るフォーカスレンズ33の位置よりも至近側にある例を用いて説明したがこれに限定されるものではない。例えば、最小像面移動係数Kminに対応するフォーカスレンズ33の位
置が最大像面移動係数Kmaxに対応するフォーカスレンズ33の位置よりも無限遠側にあ
ってもよい。また、例えば、フォーカスレンズ33の位置が至近側になるほど像面移動係数が小さくなるものでもよいし、フォーカスレンズ33の位置が至近側になるほど像面移動係数が大きくなるものでもよいし、最も至近側のフォーカスレンズ33の位置及び最も無限遠側のフォーカスレンズ33の位置以外の位置に像面移動係数の最小値又は像面移動係数の最大値があるものでもよい。
次に、図3を用いて、最小像面移動係数Kminおよび最大像面移動係数Kmaxについて説明する。
最小像面移動係数Kminとは、像面移動係数Kの最小値に対応する値である。
例えば、図3において、「K11」=「100」、「K12」=「200」、「K13」=「300」、「K14」=「400」、「K15」=「500」、「K16」=「600」、「K17」=「700」、「K18」=「800」、「K19」=「900」であったとき、最小の値である「K11」=「100」が最小像面移動係数Kminであり、
最大の値である「K19」=「900」が最大像面移動係数Kmaxである。
ズームレンズ32が移動可能である場合、最小像面移動係数Kminは、通常、ズームレ
ンズ32の現在のレンズ位置に応じて変化する。また、最小像面移動係数Kminは、ズー
ムレンズ32の現在のレンズ位置が変化しなければ、通常、フォーカスレンズ33の現在のレンズ位置が変化しても一定値(固定値)である。つまり、最小像面移動係数Kminは
、通常、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)に応じて定まる固定値(一定値)であって、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)には依存しない値である。
例えば、図3において、灰色で示した「K11」、「K21」、「K31」、「K41」、「K52」、「K62」、「K72」、「K82」、「K91」は、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)における像面移動係数Kのうち、最小となる値を示す最小像面移動係数Kminである。すなわち、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)が「
f1」にある場合には、「D1」~「D9」のうち、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」にある場合の像面移動係数Kである「K11」が、最小の値を示す最小像面移動係数Kminとなる。したがって、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮
影距離)が「D1」にある場合の像面移動係数Kである「K11」は、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」~「D9」にある場合の像面移動係数Kである「K11」~「K19」の中で、最も小さな値を示すものとなる。
また、同様に、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)が「f2」である場合も、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」にある場合の像面移動係数Kである「K21」が、「D1」~「D9」にある場合の像面移動係数Kである「K21」~「K29」の中で、最も小さな値を示すものとなる。すなわち、「K21」が最小像面移動係数Kminとなる。以下、同様に、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)が
「f3」~「f9」である場合でも、灰色で示した「K31」、「K41」、「K52」、「K62」、「K72」、「K82」、「K91」が、それぞれ最小像面移動係数Kminとなる。
同様に、最大像面移動係数Kmaxとは、像面移動係数Kの最大値に対応する値である。
最大像面移動係数Kmaxは、通常、ズームレンズ32の現在のレンズ位置に応じて変化す
る。また、最大像面移動係数Kmaxは、通常、ズームレンズ32の現在のレンズ位置が変
化しなければフォーカスレンズ33の現在のレンズ位置が変化しても一定値(固定値)である。例えば、図3において、ハッチングを施して示した「K19」、「K29」、「K39」、「K49」、「K59」、「K69」、「K79」、「K89」、「K99」は
、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)における、像面移動係数Kのうち、最大となる値を示す最大像面移動係数Kmaxである。
このように、レンズメモリ37は、図3に示すように、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)およびフォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)に対応する像面移動係数Kと、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)ごとに、像面移動係数Kのうち最小となる値を示す最小像面移動係数Kminと、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離
)ごとに、像面移動係数Kのうち最大となる値を示す最大像面移動係数Kmaxとを記憶し
ている。
なお、上述の説明では、フォーカスレンズ33の駆動領域を至近端から無限遠端に向かって順に領域(「D1」~「D9」)が設定され、領域(「D1」~「D9」)の像面移動係数Kの最小値を最小像面移動係数Kminとし、最大値を最大像面移動係数Kmaxとしたがこれに限定されるものではない。例えば、後述する図24等に記載された至近合焦位置、至近ソフトリミット位置、至近方向のメカ的な端点の位置、至近合焦位置から至近方向のメカ的な端点の位置の間の位置、及び、至近方向のメカ的な端点の位置よりも至近側の位置の少なくとも1つに対応する位置の像面移動係数を最小像面移動係数Kminとしても
よい。同様に、例えば、後述する図24等に記載された無限合焦位置、無限ソフトリミット位置、無限方向のメカ的な端点の位置、無限合焦位置から無限方向のメカ的な端点の位置の間の位置、及び、無限方向のメカ的な端点の位置よりも無限側の位置の少なくとも1つに対応する位置の像面移動係数を最大像面移動係数Kmaxとしてもよい。
また、光学的な最小像面移動係数Kminの値が、例えば、102.345という桁数の
大きい数字であった場合、102.345の近傍の値である100又は105を最小像面移動係数Kminとして記憶してもよい。レンズメモリ37に100又は105を記憶する
場合、レンズメモリ37に102.345を記憶する場合と比較して桁数が小さいため、メモリの記憶容量を節約できるとともに、カメラ制御部21に後述する第2係数K2(Kmin)を送信する際に送信データの容量を抑えることができるからである。
同様に、光学的な最大像面移動係数Kmaxの値が、例えば、1534.567という桁
数の大きい数字であった場合、1534.567の近傍の値であって桁数がより小さい1500又は1535を最小像面移動係数Kminとして記憶してもよい。
同様に、光学的な現在位置像面移動係数Kcurの値が、例えば、533.246という
桁数の大きい数字であった場合、533.246の近傍の値であって桁数が小さい530又は533を現在位置像面移動係数Kcurとして記憶してもよい。
また、現在位置像面移動係数Kcur、最小像面移動係数Kmin、及び、最大像面移動係数Kmaxの値は光学的な像面移動係数の値としてもよいし、レンズ鏡筒の種類、フォーカス
レンズ33の駆動機構、フォーカスレンズ33の検出機構等を考慮して光学的な像面移動係数の値よりも大きめの値や小さめの値に設定してもよい。
一方、カメラ本体2は、被写体からの光束を撮像素子22、ファインダ235、測光センサ237および焦点検出モジュール261へ導くためのミラー系220を備える。このミラー系220は、回転軸223を中心にして被写体の観察位置と撮像位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー221と、このクイックリターンミラー221に軸支されてクイックリターンミラー221の回動に合わせて回転するサブミラー222とを備える。図1においては、ミラー系220が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮像位置にある状態を二点鎖線で示す。
ミラー系220は、被写体の観察位置にある状態では光軸L1の光路上に挿入される一方で、被写体の撮像位置にある状態では光軸L1の光路から退避するように回転する。
クイックリターンミラー221はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束(光軸L1)の一部の光束(光軸L2,L3)を当該クイックリターンミラー221で反射してファインダ235および測光センサ237に導き、一部の光束(光軸L4)を透過させてサブミラー222へ導く。これに対して、サブミラー222は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー221を透過した光束(光軸L4)を焦点検出モジュール261へ導く。
したがって、ミラー系220が観察位置にある場合は、被写体からの光束(光軸L1)はファインダ235、測光センサ237および焦点検出モジュール261へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ33の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系220が撮影位置に回動し、被写体からの光束(光軸L1)は全て撮像素子22へ導かれ、撮影した画像データをカメラメモリ24に保存する。
クイックリターンミラー221で反射された被写体からの光束(光軸L2)は、撮像素子22と光学的に等価な面に配置された焦点板231に結像し、ペンタプリズム233と接眼レンズ234とを介して観察可能になっている。このとき、透過型液晶表示器232は、焦点板231上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影者は、撮影準備状態において、ファインダ235を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
測光センサ237は、二次元カラーCCDイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。測光センサ237で検出された信号はカメラ制御部21へ出力され、自動露出制御に用いられる。
撮像素子22は、カメラ本体2の、被写体からの光束の光軸L1上であって、レンズ31,32,33,34を含む撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。この撮像素子22は、複数の光電変換素子が二次元に配置されたものであって、二次元CCDイメージセンサ、MOSセンサまたはCIDなどのデバイスから構成することができる。撮像素子22で光電変換された画像信号は、カメラ制御部21で画像処理されたのち、記録媒体であるカメラメモリ24に記録される。なお、カメラメモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。
カメラ制御部21は、レンズ鏡筒3におけるフォーカスレンズ33を駆動したり、焦点検出を行ったりする。焦点検出として、カメラ制御部21は、コントラスト検出方式による撮影光学系の焦点調節状態の検出(以下、適宜「コントラストAF」と呼ぶ)や、位相差検出方式による焦点検出を行うことができる。
コントラストAFでは、カメラ制御部21はフォーカスレンズ33を駆動させながら各位置での焦点評価値を算出し、焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ33の位置を合焦位置とする。
また、位相差検出方式では、カメラ本体2が備える焦点検出モジュール261が利用される。焦点検出モジュール261は、撮像光学系の予定焦点面近傍に配置されたマイクロレンズと、このマイクロレンズに対して配置された光電変換素子とを有する画素が複数配
列された、一対のラインセンサ(不図示)を有している。そして、フォーカスレンズ33の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を、一対のラインセンサに配列された各画素で受光することで、一対の像信号を取得することができる。そして、一対のラインセンサで取得した一対の像信号の位相ずれを、周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する。
操作部28は、シャッターレリーズボタン、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、静止画撮影モード/動画撮影モードの切換、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換、さらには、オートフォーカスモードの中でも、AF-Sモード/AF-Fモードの切換が行えるようになっている。この操作部28により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。
ここで、AF-Sモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた場合に、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ33を駆動させた後は、一度調節したフォーカスレンズ33の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードである。なお、AF-Sモードは、静止画撮影に適したモードであり、通常、静止画撮影を行う際に選択される。また、AF-Fモードとは、シャッターレリーズボタンの操作の有無に関係なく、焦点検出結果に基づきフォーカスレンズ33を駆動し、その後、焦点状態の検出を繰り返し行い、焦点状態が変化した場合には、フォーカスレンズ33のサーチ駆動(スキャン駆動、探索駆動)を行なうモードである。なお、AF-Fモードは、動画撮影に適したモードであり、通常、動画撮影を行なう際に選択される。
また、本実施形態においては、オートフォーカスモードを切換えるためのスイッチとして、ワンショットモード/コンティニュアスモードを切換えるためのスイッチを備えているような構成としてもよい。そして、この場合においては、撮影者によりワンショットモードが選択された場合には、AF-Sモードに設定され、また、撮影者によりコンティニュアスモードが選択された場合には、AF-Fモードに設定されるような構成とすることができる。
次いで、カメラ本体2とレンズ鏡筒3との間のデータの通信方法について説明する。
カメラ本体2には、レンズ鏡筒3が着脱可能に取り付けられるボディ側マウント部201が設けられている。また、図1に示すように、ボディ側マウント部201の近傍(ボディ側マウント部201の内面側)の位置には、ボディ側マウント部201の内面側に突出する接続部202が設けられている。この接続部202には複数の電気接点が設けられている。
一方、レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズであり、レンズ鏡筒3には、カメラ本体2に着脱可能に取り付けられるレンズ側マウント部301が設けられている。また、図1に示すように、レンズ側マウント部301の近傍(レンズ側マウント部301の内面側)の位置には、レンズ側マウント部301の内面側に突出する接続部302が設けられている。この接続部302には複数の電気接点が設けられている。
そして、カメラ本体2にレンズ鏡筒3が装着されると、ボディ側マウント部201に設けられた接続部202の電気接点と、レンズ側マウント部301に設けられた接続部302の電気接点とが、電気的かつ物理的に接続される。これにより、接続部202,302を介して、カメラ本体2からレンズ鏡筒3への電力供給や、カメラ本体2とレンズ鏡筒3とのデータ通信が可能となる。
図4は、接続部202,302の詳細を示す模式図である。なお、図4において接続部202がボディ側マウント部201の右側に配置されているのは、実際のマウント構造に倣ったものである。すなわち、本実施形態の接続部202は、ボディ側マウント部201のマウント面よりも奥まった場所(図4においてボディ側マウント部201よりも右側の場所)に配置されている。
同様に、接続部302がレンズ側マウント部301の右側に配置されているのは、本実施形態の接続部302がレンズ側マウント部301のマウント面よりも突出した場所に配置されていることを表している。接続部202と接続部302とがこのように配置されることで、ボディ側マウント部201のマウント面とレンズ側マウント部301のマウント面とを接触させて、カメラ本体2とレンズ鏡筒3とをマウント結合させた場合に、接続部202と接続部302とが接続され、これにより、両方の接続部202,302に設けられている電気接点同士が接続する。
図4に示すように、接続部202にはBP1~BP12の12個の電気接点が存在する。またレンズ鏡筒3側の接続部302には、カメラ本体2側の12個の電気接点にそれぞれ対応するLP1~LP12の12個の電気接点が存在する。
電気接点BP1および電気接点BP2は、カメラ本体2内の第1電源回路230に接続されている。第1電源回路230は、電気接点BP1および電気接点LP1を介して、レンズ鏡筒3内の各部(ただし、レンズ駆動モータ321,331などの消費電力が比較的大きい回路を除く)に動作電圧を供給する。電気接点BP1および電気接点LP1を介して、第1電源回路230により供給される電圧値は、特に限定されず、例えば3~4Vの電圧値(標準的には、この電圧幅の中間にある3.5V近傍の電圧値)とすることができる。この場合、カメラ本体2側からレンズ鏡筒3側に供給される電流値は、電源オン状態において、約数10mA~数100mAの範囲内の電流値となる。また、電気接点BP2および電気接点LP2は、電気接点BP1および電気接点LP1を介して供給される上記動作電圧に対応する接地端子である。
電気接点BP3~BP6は、カメラ側第1通信部291に接続されており、これら電気接点BP3~BP6に対応して、電気接点LP3~LP6が、レンズ側第1通信部381に接続されている。そして、カメラ側第1通信部291とレンズ側第1通信部381とは、これらの電気接点を用いて互いに信号の送受信を行う。なお、カメラ側第1通信部291とレンズ側第1通信部381とが行う通信の内容については、後に詳述する。
電気接点BP7~BP10は、カメラ側第2通信部292に接続されており、これら電気接点BP7~BP10に対応して、電気接点LP7~LP10が、レンズ側第2通信部382に接続されている。そして、カメラ側第2通信部292とレンズ側第2通信部382とは、これらの電気接点を用いて互いに信号の送受信を行う。なお、カメラ側第2通信部292とレンズ側第2通信部382とが行う通信の内容については、後に詳述する。
電気接点BP11および電気接点BP12は、カメラ本体2内の第2電源回路240に接続されている。第2電源回路240は、電気接点BP11および電気接点LP11を介して、レンズ駆動モータ321,331などの消費電力が比較的大きい回路に動作電圧を供給する。第2電源回路240により供給される電圧値は、特に限定されないが、第2電源回路240により供給される電圧値の最大値は、第1電源回路230により供給される電圧値の最大値の数倍程度とすることができる。また、この場合、第2電源回路240からレンズ鏡筒3側に供給される電流値は、電源オン状態において、約数10mA~数Aの範囲内の電流値となる。また、電気接点BP12および電気接点LP12は、電気接点B
P11および電気接点LP11を介して供給される上記動作電圧に対応する接地端子である。
なお、図4に示すカメラ本体2側の第1通信部291および第2通信部292は、図1に示すカメラ通信部29を構成する。カメラ通信部29を、カメラ送信部とカメラ受信部とに分けて構成してもよい。また、図4に示すレンズ鏡筒3側の第1通信部381および第2通信部382は、図1に示すレンズ通信部38を構成する。レンズ通信部38を、レンズ送信部とレンズ受信部とに分けて構成してもよい。
次に、カメラ側第1通信部291とレンズ側第1通信部381との通信(以下、コマンドデータ通信という)について説明する。レンズ制御部36は、電気接点BP3およびLP3から構成される信号線CLKと、電気接点BP4およびLP4から構成される信号線BDATと、電気接点BP5およびLP5から構成される信号線LDATと、電気接点BP6およびLP6から構成される信号線RDYとを介して、カメラ側第1通信部291からレンズ側第1通信部381への制御データの送信と、レンズ側第1通信部381からカメラ側第1通信部291への応答データの送信とを、並行して、所定の周期(例えば、16ミリ秒間隔)で行う、コマンドデータ通信を行う。
図5は、コマンドデータ通信の一例を示すタイミングチャートである。カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291は、コマンドデータ通信の開始時(T1)に、まず、信号線RDYの信号レベルを確認する。ここで、信号線RDYの信号レベルはレンズ側第1通信部381の通信可否を表しており、通信不可の場合には、レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部381により、H(High)レベルの信号が出力される。カメラ側第1通信部291は、信号線RDYがHレベルである場合には、レンズ鏡筒3との通信を行わず、または、通信中である場合にも、次の処理を実行しない。
一方、信号線RDYがL(LOW)レベルである場合、カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291は、信号線CLKを用いて、クロック信号401をレンズ側第1通信部381に送信する。また、カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291は、このクロック信号401に同期して、信号線BDATを用いて、制御データであるカメラ側コマンドパケット信号402をレンズ側第1通信部381に送信する。また、クロック信号401が出力されると、レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部381は、このクロック信号401に同期して、信号線LDATを用いて、応答データであるレンズ側コマンドパケット信号403を送信する。
レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部381は、レンズ側コマンドパケット信号403の送信完了に応じて、信号線RDYの信号レベルをLレベルからHレベルに変更する(T2)。そして、レンズ制御部36は、時刻T2までに受信したボディ側コマンドパケット信号402の内容に応じて、第1制御処理404を開始する。
例えば、受信したボディ側コマンドパケット信号402が、レンズ鏡筒3側の特定のデータを要求する内容であった場合、レンズ制御部36は、第1制御処理404として、コマンドパケット信号402の内容を解析するとともに、要求された特定データを生成する処理を実行する。さらに、レンズ制御部36は、第1制御処理404として、コマンドパケット信号402に含まれているチェックサムデータを用いて、コマンドパケット信号402の通信にエラーがないか否かをデータバイト数から簡易的にチェックする通信エラーチェック処理をも実行する。この第1制御処理404で生成された特定データの信号は、レンズ側データパケット信号407としてカメラ本体2側に出力される(T3)。なお、この場合においてコマンドパケット信号402の後でカメラ本体2側から出力されるカメラ側データパケット信号406は、レンズ側にとっては特に意味をなさないダミーデータ
(チェックサムデータは含む)となっている。この場合には、レンズ制御部36は、第2
制御処理408として、カメラ側データパケット信号406に含まれるチェックサムデータを用いた、上述の如き通信エラーチェック処理を実行する(T4)。
また、例えば、カメラ側コマンドパケット信号402が、フォーカスレンズ33の駆動指示であり、カメラ側データパケット信号406がフォーカスレンズ33の駆動速度および駆動量であった場合、レンズ制御部36は、第1制御処理404として、コマンドパケット信号402の内容を解析するとともに、その内容を理解したことを表す確認信号を生成する(T2)。この第1制御処理404で生成された確認信号は、レンズ側データパケット信号407としてカメラ本体2に出力される(T3)。またレンズ制御部36は、第2制御処理408として、カメラ側データパケット信号406の内容の解析を実行するとともに、カメラ側データパケット信号406に含まれるチェックサムデータを用いて通信エラーチェック処理を実行する(T4)。そして、第2制御処理408の完了後、レンズ制御部36は、受信したカメラ側コマンドパケット信号406、すなわち、フォーカスレンズ33の駆動速度および駆動量に基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ331を駆動させることで、フォーカスレンズ33を、受信した駆動速度で、受信した駆動量だけ駆動させる(T5)。
また、レンズ制御部36は、第2制御処理408が完了すると、レンズ側第1通信部381に第2制御処理408の完了を通知する。これにより、レンズ制御部36は、信号線RDYにLレベルの信号を出力する(T5)。
上述した時刻T1~T5の間に行われた通信が、 1回のコマンドデータ通信である。
上述のように、1回のコマンドデータ通信では、カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291により、カメラ側コマンドパケット信号402およびカメラ側データパケット信号406がそれぞれ1つずつ送信される。このように、本実施形態では、カメラ本体2からレンズ鏡筒3に送信される制御データは、処理の都合上2つに分割されて送信されているが、カメラ側コマンドパケット信号402およびカメラ側データパケット信号406は2つ合わせて1つの制御データを構成するものである。
同様に、1回のコマンドデータ通信では、レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部381によりレンズ側コマンドパケット信号403およびレンズ側データパケット信号407がそれぞれ1つずつ送信される。このように、レンズ鏡筒3からカメラ本体2に送信される応答データも2つに分割されているが、レンズ側コマンドパケット信号403とレンズ側データパケット信号407とも2つ合わせて1つの応答データを構成する。
次に、カメラ側第2通信部292とレンズ側第2通信部382との通信(以下、ホットライン通信という)について説明する。図4に戻り、レンズ制御部36は、電気接点BP7およびLP7から構成される信号線HREQ、電気接点BP8およびLP8から構成される信号線HANS、電気接点BP9およびLP9から構成される信号線HCLK、電気接点BP10およびLP10から構成される信号線HDATを介して、コマンドデータ通信よりも短い周期(例えば1ミリ秒間隔)で通信を行うホットライン通信を行う。
例えば、本実施形態では、ホットライン通信により、レンズ鏡筒3のレンズ情報が、レンズ鏡筒3からカメラ本体2に送信される。なお、ホットライン通信により送信されるレンズ情報には、フォーカスレンズ33のレンズ位置、ズームレンズ32のレンズ位置、像面移動係数に関する値などが含まれる。ここで、像面移動係数に関する値とは、現在位置像面移動係数Kcur(すなわち、現在のズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)およ
び現在のフォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)に対応した像面移動係数)、現在位置像面移動係数Kcur以下の任意の係数Klow、最小像面移動係数Kmin、最大
像面移動係数Kmaxなどであり、カメラ本体2での処理に必要な値である。カメラ本体2での処理の具体例については後述する。
レンズ制御部36は、レンズメモリ37に記憶された、レンズ位置(ズームレンズ位置およびフォーカスレンズ位置)と像面移動係数Kとの関係を示すテーブルを参照することで、ズームレンズ32の現在のレンズ位置およびフォーカスレンズ33の現在のレンズ位置に対応する現在位置像面移動係数Kcurを求めることができる。例えば、図3に示す例
において、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)が「f1」にあり、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D4」にある場合には、レンズ制御部36は、ホットライン通信により、現在位置像面移動係数Kcurとして「K14」をカメラ制御部2
1に送信する。
ここで、図6は、ホットライン通信の一例を示すタイミングチャートである。図6(a)は、ホットライン通信が所定周期Tn毎に繰り返し実行されている様子を示す図である。また、繰り返し実行されるホットライン通信のうち、ある1回の通信の期間Txを拡大した様子を図6(b)に示す。以下、図6(b)のタイミングチャートに基づいて、フォーカスレンズ33のレンズ位置をホットライン通信で通信する場面を説明する。
カメラ制御部21およびカメラ側第2通信部292は、まず、ホットライン通信による通信を開始するために、信号線HREQにLレベルの信号を出力する(T6)。そして、レンズ側第2通信部382は、この信号が電気接点LP7に入力されたことを、レンズ制御部36に通知する。レンズ制御部36は、この通知に応じて、レンズ位置データを生成する生成処理501の実行を開始する。生成処理501とは、レンズ制御部36がフォーカスレンズ用エンコーダ332にフォーカスレンズ33の位置を検出させ、検出結果を表すレンズ位置データを生成する処理である。
レンズ制御部36が生成処理501を実行完了すると、レンズ制御部36およびレンズ側第2通信部382は信号線HANSにLレベルの信号を出力する(T7)。そして、カメラ制御部21およびカメラ側第2通信部292は、この信号が電気接点BP8に入力されると、電気接点BP9から信号線HCLKに、クロック信号502を出力する。
レンズ制御部36およびレンズ側第2通信部382は、このクロック信号502に同期して、電気接点LP10から信号線HDATに、レンズ位置データを表すレンズ位置データ信号503を出力する。そして、レンズ位置データ信号503の送信が完了すると、レンズ制御部36およびレンズ側第2通信部382は電気接点LP8から信号線HANSにHレベルの信号を出力する(T8)。そして、カメラ側第2通信部292は、この信号が電気接点BP8に入力されると、電気接点LP7から信号線HREQに、Hレベルの信号を出力する(T9)。
なお、コマンドデータ通信とホットライン通信は、同時に、あるいは、並行して実行することが可能である。
以上のようにしてカメラ本体2とレンズ鏡筒3との間で種々の情報を送受信できる。例えば、レンズ鏡筒3からカメラ本体2に現在位置像面移動係数Kcurを送信できる。そし
て、カメラ本体2はこの現在位置像面移動係数Kcurを用いることで、以下のようなコン
トラストAFを実現できる。
カメラ制御部21はフォーカスレンズ33を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させる。そして、カメラ制御部21はそれぞれの位置における焦点評価値を算出する。焦点評価値は、例えば撮像素子22からの出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィル
タを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。
そして、カメラ制御部21は焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ33の位置を合焦位置とする。この合焦位置は、例えば、フォーカスレンズ33を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が2回上昇した後、さらに2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
上記所定のサンプリング間隔(距離)は、例えばフォーカスレンズ33の駆動速度(単位時間当たりの駆動量)を一定とすることが考えられる。しかし、フォーカスレンズ33の駆動速度を一定としても像面の移動速度が一定になるとは限らない。その理由は、フォーカスレンズ33の位置によって像面移動係数Kが異なるためであり、上記式(1)に示すように、フォーカスレンズ33の駆動速度を一定としても、像面移動係数Kが小さいほど像面の移動速度は大きくなる。
そのため、フォーカスレンズ33の駆動速度を一定としていると、像面の移動速度が大きくなりすぎる可能性がある。そうすると、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなり過ぎてしまい、合焦位置を適切に検出することができなくなってしまう。これは、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなるほど、合焦位置のばらつきが大きくなり合焦精度が低下する場合があるためである。
そこで、カメラ本体2は、レンズ鏡筒3から受信する現在位置像面移動係数Kcurに基
づいて、像面の移動速度が速くなりすぎていないかを監視する。より具体的には、カメラ制御部21は、上記の駆動信号(フォーカスレンズ33の駆動速度に対応)、現在位置像面移動係数Kcurおよび上記式(1)に基づいて、像面の移動速度を算出する。そして、
像面の移動速度が所定の閾値を超えないよう、カメラ制御部21は駆動信号を調整する。この閾値は、フォーカスレンズ33を駆動した際の像面の移動速度が、合焦位置を適切に検出することができる速度となるよう設定される。
なお、カメラ制御部21は、レリーズスイッチの半押しをトリガとして探索制御を開始する場合にはフォーカスレンズ33を高速で駆動させ、レリーズスイッチの半押し以外の条件をトリガとして探索制御を開始する場合にはフォーカスレンズ33を低速で駆動させてもよい。このように制御することにより、レリーズスイッチの半押しがされたときに高速にコントラストAFを行い、レリーズスイッチの半押しがされていないときにはスルー画の見栄えが好適なコントラストAFを行うことができるからである。スルー画とは、例えば、撮影指示(シャッターボタンの全押し)前に所定のフレームレートで撮像素子により撮像されるモニタ用の画像である。
また、カメラ制御部21は、静止画撮影モードにおける探索制御において、フォーカスレンズ33を高速で駆動させ、動画撮影モードにおける探索制御において、フォーカスレンズ33を低速で駆動させるように制御してもよい。このように制御することにより、静止画撮影モードでは高速にコントラストAFを行い、動画撮影モードでは動画の見栄えが好適なコントラストAFを行うことができるからである。
さらに、静止画撮影モードおよび動画撮影モードの少なくとも一方において、スポーツ撮影モードにおいては高速にコントラストAFを行い、風景撮影モードにおいては低速にコントラストAFを行ってもよい。さらに、焦点距離、撮影距離、絞り値等に応じて、探索制御におけるフォーカスレンズ33の駆動速度を変化させてもよい。
このように、カメラ本体2は、現在位置像面移動係数Kcurを受信することで、高精度
にコントラストAF処理を行うことができる。
次に、図7を参照して、本実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図7は、本実施形態に係るカメラ1の動作を示すフローチャートである。なお、以下の動作は、カメラ1の電源がオンされることにより開始される。
まず、ステップS101においては、カメラ本体2がレンズ鏡筒3を識別するための通信を行う。レンズ鏡筒の種類に応じて通信可能な通信形式が異なるからである。そして、ステップS102に進み、ステップS102では、カメラ制御部21は、レンズ鏡筒3が所定の第1種別の通信形式に対応したレンズであるか否かの判断を行う。その結果、第1種別の通信形式に対応したレンズであると判断した場合に、ステップS103に進む。一方、カメラ制御部21は、レンズ鏡筒3が、所定の第1種別の通信形式に対応していないレンズであると判断した場合には、ステップS112に進む。また、カメラ制御部21は、レンズ鏡筒3が、第1種別の通信形式とは異なる第2種別の通信形式に対応しているレンズであると判断した場合、ステップS112に進むようにしてもよい。さらに、カメラ制御部21は、レンズ鏡筒3が第1種別および第2種別の通信形式に対応しているレンズであると判断した場合、ステップS103に進むようにしてもよい。
次に、ステップS103において、撮影者により操作部28に備えられたライブビュー撮影オン/オフスイッチをオンに操作がされたか否かの判定を行い、ライブビュー撮影オンとされると、ミラー系220が被写体の撮影位置になり、被写体からの光束が、撮像素子22に導かれる。
ステップS104では、カメラ本体2とレンズ鏡筒3との間でホットライン通信が開始される。ホットライン通信においては、上述したように、カメラ制御部21およびカメラ側第2通信部292により、信号線HREQに出力されたLレベルの信号(要求信号)を、レンズ制御部36が受信すると、レンズ情報をカメラ制御部21に送信し、このようなレンズ情報の送信が繰り返し行われる。なお、レンズ情報とは、たとえば、フォーカスレンズ33のレンズ位置、ズームレンズ32のレンズ位置、現在位置像面移動係数Kcur、
最小像面移動係数Kmin、最大像面移動係数Kmax、後述する第1係数K1、第2係数K2、及び第3係数K3の少なくとも1つの情報が含まれる。ホットライン通信は、ステップS104以降、繰返し行われる。ホットライン通信は、たとえば、電源スイッチがオフされるまで繰り返し行われる。
例えば、レンズ制御部36は、レンズ情報をカメラ制御部21に送信する際にはレンズメモリ37に記憶された各レンズ位置と像面移動係数Kとの関係を示すテーブル(図3参照)を参照して、ズームレンズ32の現在のレンズ位置およびフォーカスレンズ33の現在のレンズ位置に対応する現在位置像面移動係数Kcur、ズームレンズ32の現在のレン
ズ位置に対応する最小像面移動係数Kmin、および最大像面移動係数Kmaxを取得することができる。そして、現在位置像面移動係数Kcur、最小像面移動係数Kmin、および最大像面移動係数Kmaxの少なくとも1つを用いて第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3
を設定し、第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3を含むレンズ情報をカメラ制御部21に送信することができる。
ここで、本実施形態において、レンズ制御部36はカメラ制御部21に対して第1係数K1、第2係数K2及び第3係数K3を送信する際に、レンズ鏡筒の特性や使用状態等に応じて、第1係数K1、第2係数K2及び第3係数K3を任意に設定できる。レンズ制御部36がレンズ鏡筒の特性や使用状態等(フォーカスレンズやズームレンズの光学特性、フォーカスレンズやズームレンズを駆動するモータの速度や加減速特性、フォーカスレンズやズームレンズを駆動するモータ、駆動機構の駆動時に発生する駆動音、フォーカスレンズやズームレンズの位置を検出するセンサの配置や感度、フォーカスレンズやズームレンズを駆動するモータ、駆動機構のガタ量、レンズ鏡筒の使用期間、レンズ鏡筒の温度等)に応じて第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3を任意に設定し、カメラ制御部2
1が第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3の少なくとも1つを用いて制御することにより、レンズ鏡筒の特性や使用状態等に応じた種々の制御が可能になるからである。
例えば、レンズ制御部36は、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcurを設定
し、第2係数K2として最小像面移動係数Kminを設定し、第3係数K3として最大像面
移動係数Kmaxを設定することができる。また、レンズ制御部36は、第1係数K1、第
2係数K2、第3係数K3として、現在位置像面移動係数Kcur、最小像面移動係数Kmin×0.9、最大像面移動係数Kmax×1.2等と設定してもよい。また、レンズ制御部3
6は、第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3として、現在位置像面移動係数Kcur
、Kmin-0.2×(Kcur-Kmin)、Kmax-0.2×(Kcur-Kmax)等と設定してもよい。例えば、現在位置像面移動係数Kcur、最大像面移動係数Kmaxおよび最小像面移動係数Kminに対して所定の四則演算を行って、第1係数K1、第2係数K2および第3係数K3を設定してもよい。
また、本実施形態では、ホットライン通信により、第1係数K1(現在位置像面移動係数Kcur)、第2係数K2(最小像面移動係数Kmin)、第3係数K3(最大像面移動係数Kmax)をカメラ制御部21に繰返し送信する。すなわち、本実施形態においては、第1
の処理期間において、第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3をセットにして送信し、次いで、この第1の処理期間に続く第2の処理期間において、第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3をセットにして送信する。そして、この第2の処理期間に続く第3の処理期間において、第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3をセットにして送信する。
ステップS105では、撮影者により操作部28に備えられたレリーズボタンの半押し操作(第1スイッチSW1のオン)、あるいは、AF起動操作等が行われた否かの判定を行い、これらの動作が行われた場合に、ステップS106に進む(以下においては、半押し操作がされた場合について詳細に説明する)。
次いで、ステップS106では、カメラ制御部21はコントラスト検出方式による焦点検出を行うためにレンズ制御部36にサーチ駆動指令(サーチ駆動の開始指示)を送信する。レンズ制御部36に対するサーチ駆動指令(サーチ駆動時の駆動速度の指示、または、駆動位置の指示)は、フォーカスレンズ33の駆動速度で与えてもよいし、像面移動速度で与えてもよいし、目標駆動位置等で与えてもよい。
そして、ステップS107では、カメラ制御部21により、ステップS104で取得した第2係数K2(最小像面移動係数Kmin)に基づいて、サーチ動作におけるフォーカス
レンズ33の駆動速度である、サーチ駆動速度Vを決定する処理が行われる。
本実施形態において、サーチ動作とは、フォーカスレンズ駆動モータ331により、フォーカスレンズ33を、このステップS107で決定するサーチ駆動速度Vで駆動させながら、カメラ制御部21により、コントラスト検出方式による焦点評価値の算出を、所定の間隔で同時に行い、これにより、コントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で実行する動作である。
また、このサーチ動作においては、コントラスト検出方式により合焦位置を検出する際には、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ33をサーチ駆動させながら、所定のサンプリング間隔で、焦点評価値を算出し、算出した焦点評価値がピークとなるレンズ位置を、合焦位置として検出する。具体的には、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ33をサーチ駆動させることで、光学系による像面を光軸方向に移動させ、これにより、異なる像面において焦点評価値を算出し、これら焦点評価値がピークとなるレンズ位置を、合
焦位置として検出する。しかしその一方で、像面の移動速度を速くし過ぎると、焦点評価値を算出する像面の間隔が大きくなり過ぎてしまい、合焦位置を適切に検出することができなくなってしまう場合がある。特に、フォーカスレンズ33の駆動量に対する像面の移動量を示す像面移動係数Kは、フォーカスレンズ33の光軸方向におけるレンズ位置に応じて変化するものであるため、フォーカスレンズ33を一定の速度で駆動させた場合でも、フォーカスレンズ33のレンズ位置によっては、像面の移動速度が速くなり過ぎてしまい、そのため、焦点評価値を算出する像面の間隔が大きくなり過ぎて、合焦位置を適切に検出することができなくなってしまう場合がある。
そこで、本実施形態において、カメラ制御部21は、ステップS104で取得した第2係数K2(最小像面移動係数Kmin)に基づいて、フォーカスレンズ33のサーチ駆動を
行う際におけるサーチ駆動速度Vを算出する。カメラ制御部21は、第2係数K2(最小像面移動係数Kmin)を用いて、コントラスト検出方式により合焦位置を適切に検出する
ことができるような駆動速度であり、かつ、最大の駆動速度となるようにサーチ駆動速度Vを算出する。ここで、第2係数K2は、レンズ鏡筒の特性や使用状態等に応じて設定された値であるため、カメラ制御部21は第2係数K2を用いて制御をすることによりレンズ鏡筒の特性や使用状態等に応じた制御をすることができる。
そして、ステップS108では、ステップS107で決定したサーチ駆動速度Vで、サーチ動作が開始される。具体的には、カメラ制御部21は、レンズ制御部36にサーチ駆動開始指令を送出し、レンズ制御部36は、カメラ制御部21からの指令に基づき、フォーカスレンズ駆動モータ331を駆動させ、フォーカスレンズ33を、ステップS107で決定したサーチ駆動速度Vでサーチ駆動させる。そして、カメラ制御部21は、サーチ駆動速度Vでフォーカスレンズ33を駆動させながら、所定間隔で、撮像素子22の撮像画素から画素出力の読み出しを行い、これに基づき、焦点評価値を算出し、これにより、異なるフォーカスレンズ位置における焦点評価値を取得することで、コントラスト検出方式により合焦位置の検出を行う。
次に、ステップS109において、カメラ制御部21は焦点評価値のピーク値が検出できたか否か(合焦位置が検出できたか否か)を判断する。焦点評価値のピーク値が検出できなかったときはステップS108に戻り、焦点評価値のピーク値が検出できるか、あるいは、フォーカスレンズ33が所定の駆動端まで駆動するまで、ステップS108、S109の動作を繰り返し行う。一方、焦点評価値のピーク値が検出できたときはステップS110に進む。
焦点評価値のピーク値が検出できたときはステップS110に進み、ステップS110では、カメラ制御部21は焦点評価値のピーク値に対応する位置に合焦駆動させるための指令をレンズ制御部36に送信する。レンズ制御部36は受信した指令に従ってフォーカスレンズ33の駆動制御を行う。
次いで、ステップS111に進み、ステップS111では、カメラ制御部21はフォーカスレンズ33が焦点評価値のピーク値に対応する位置に到達した旨の判断を行い、撮影者によりシャッターレリーズボタンの全押し操作(第2スイッチSW2のオン)がされたとき静止画の撮影制御を行う。撮影制御が終了した後は、再びステップS104に戻る。
一方、ステップS102において、レンズ鏡筒3が、所定の第1種別の通信形式に対応していないレンズであると判断した場合には、ステップS112に進み、ステップS112~S120の処理を実行する。なお、ステップS112~S120においては、カメラ本体2とレンズ鏡筒3との間におけるホットライン通信により、レンズ情報の送信を繰り返し実行する際に、レンズ情報として現在位置像面移動係数Kcurを含み、第1係数K1
、第2係数K2、第3係数K3の情報を含まない情報の送信を行うようにする点(ステップS113)、および、サーチ動作におけるフォーカスレンズ33の駆動速度である、サーチ駆動速度Vを決定する際に第2係数K2(最小像面移動係数Kmin)に代えて、レン
ズ情報に含まれる現在位置像面移動係数Kcurを用いる点(ステップS116)以外は、
上述したステップS103~S111と同様の処理が実行される。
本実施形態においては、レンズ鏡筒の特性や使用状態等に応じてレンズ制御部36が第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3を任意に設定し、カメラ制御部21が第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3の少なくとも1つを用いて制御することにより、レンズ鏡筒の特性や使用状態等に応じた種々の制御が可能になる。なお、本実施形態では、第1係数K1(現在位置像面移動係数Kcur)、第2係数K2(最小像面移動係数Kmin)、第3係数K3(最大像面移動係数Kmax)を送信する例について詳細に説明したがこれに
限定されるものではない。例えば、レンズ制御部36は、第1係数K1=現在位置像面移動係数Kcur、第2係数K2=現在位置像面移動係数Kcur以下の値、第3係数K3=現在位置像面移動係数Kcur以上の値等として設定してもよい。
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、コントラストAF処理時に高速サーチを許可するか禁止するかを、カメラ本体2が第2係数K2を用いて判定するものである。本実施形態における第2係数K2の具体的な設定手法は後述する。
高速サーチが禁止された場合、カメラ制御部21は、第1サーチ範囲において第1サーチ速度(低速)でフォーカスレンズ33を駆動しながら複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ33の位置を探索する(以下、この低速での探索動作を「第1サーチ動作」という)。ピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は合焦駆動を行う。第1サーチ範囲について第1サーチ動作をしてもピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つからない場合は、第1サーチ範囲以外の範囲について第1サーチ動作を行い、ピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は合焦駆動を行う。
高速サーチが許可された場合、カメラ制御部21はまず第1サーチ範囲において第1サーチ動作を行い、ピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は合焦駆動を行う。第1サーチ範囲について第1サーチ動作をしても焦点評価値のピークが得られない場合、カメラ制御部21は第1サーチ範囲以外の範囲について第2サーチ速度(高速)でフォーカスレンズ33を駆動しながら複数の像面において焦点評価値を取得し、焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ33の位置を粗く(大ざっぱに)検出する(以下、第1サーチ動作に引き続く高速での探索動作を「第2サーチ動作」という)。第2サーチ動作をしてピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は、第2サーチ動作で見つけたピーク位置を含む範囲について第3サーチ速度(低速)でフォーカスレンズ33を駆動しながら複数の像面において焦点評価値を取得し、焦点評価値がピークとなるフォーカスレンズ33の位置を細かく探索する(以下、第2サーチ動作に引き続く低速での探索動作を「第3サーチ動作」という)。第3サーチ動作をしてピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかったときは合焦駆動を行う。なお、第3サーチ速度は第2サーチ速度よりも低速であればよく、第3サーチ速度と第1サーチ速度とを等しい速度としてもよい。
本実施形態においては、コントラストAF処理を行う際、カメラ制御部21は、まず高速サーチを許可するか禁止するかを判定する。
図8は、高速サーチ判定処理の一例を示すシーケンス図である。同図は、コントラストAF処理の開始から高速サーチを許可するか禁止するかの判定までの処理を示している。
ステップS11において、撮像素子22は撮影光学系からの光束を受光し、スルー画像表示用の撮影が行われている。そして、カメラ制御部21は、撮像素子22から出力された画像信号を受信し、スルー画像を生成する。スルー画像はカメラ本体2の液晶モニタ(不図示)に表示される。
ステップS12において、カメラ制御部21は、シャッターレリーズボタンの半押し(第1スイッチSW1のオン)がされたか否かを判断する。
第1スイッチSW1がオンではない場合(ステップS12のNO)、カメラ制御部21は、第1スイッチSW1がオンされるまで半押しがされたか否かを繰返し判断する。
第1スイッチSW1がオンである場合(ステップS12のYES)、ステップS13において、カメラ制御部21はフォーカスレンズ33を所定の初期レンズ位置まで駆動させる(初期駆動)。初期駆動における初期レンズ位置は特に制限はなく、例えば現在の位置よりもカメラ本体2側の位置または被写体側の位置であってもよいし、撮影シーンによって決定される位置であってもよい。また、ステップS13を省略し、初期駆動を行うことなくフォーカスレンズ33を現在の位置のままとしてもよい。
ステップS14において、レンズ鏡筒3のレンズ通信部38は、フォーカスレンズ33が駆動可能な最大の速度である最大駆動速度Vmax_lns(パルス/秒)と、第2係数K2とをカメラ本体2に送信する。最大駆動速度Vmax_lnsは、例えばレンズメモリ37に記憶されている。レンズ通信部38は、ホットライン通信により最大駆動速度Vmax_lnsおよび第2係数K2を送信してもよいし、カメラ本体2からの送信要求に応じて送信してもよい。
ステップS15において、カメラ本体2のカメラ通信部29は最大駆動速度Vmax_lnsおよび第2係数K2を受信する。
ここで、最大駆動速度Vmax_lnsは、フォーカスレンズ33の駆動速度であって、像面の移動速度ではない。そこで、ステップS16において、カメラ制御部21は第2係数K2を用いて最大駆動速度Vmax_lnsを最大像面移動速度Vmax_img(mm/秒)に変換する。具体的には、カメラ制御部21は下記式(2)に基づいて最大像面移動速度Vmax_imgを算出する。
Vmax_img=Vmax_lns/K2 ・・・(2)
例えば第2係数K2が現在位置像面移動係数Kcurである場合、最大像面移動速度Vm
ax_imgは、フォーカスレンズ33の現在位置においてフォーカスレンズ33を最大駆動速度Vmax_lnsで駆動した場合の像面移動速度に相当する。また、例えば第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合、最大像面移動速度Vmax_imgは、
像面移動係数が最小値となる位置においてフォーカスレンズ33を最大駆動速度Vmax_lnsで駆動した場合の像面移動速度に相当する。第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合の最大像面移動速度Vmax_imgは、第2係数K2が現在位置像面移
動係数Kcurである場合の最大像面移動速度Vmax_imgより大きな値となる。
ステップS17において、カメラ制御部21は第1サーチ動作の際の第1サーチ速度V1を取得する。第1サーチ速度V1とは、第1サーチ動作においてフォーカスレンズ33を駆動させるときの像面移動速度であり、例えば所定以上の精度で合焦位置を検出できる像面移動速度(焦点検出像面移動速度)とすることができる。具体例として、合焦位置を検出できる焦点評価値の取得間隔が像面移動量で300μm程度であり、焦点評価値を算出するための時間間隔が1/60秒である場合には、カメラ制御部21は第1サーチ速度V1を300×60=18000(μm/秒)=18(mm/秒)とすることができる。
絞り35を絞ると焦点深度は深くなるため、合焦位置を検出できる焦点評価値の取得間隔が大きくなる場合があり、この場合、第1サーチ速度V1をさらに速い速度することができる。また、カメラ制御部21は必ずしも第1サーチ速度V1を算出しなくてもよく、予めカメラ本体2内のカメラメモリ24に記憶しておいてこれを読み出してもよいし、レンズ鏡筒3内のレンズメモリ37に記憶しておいてこれをレンズ鏡筒3から受信してもよい。
ステップS18において、カメラ制御部21は下記式(3)の関係を満たすか否かを判断する。
Vmax_img*A=Vmax_lns/K2*A≧V1(但し、0<A≦1) ・・・(3)
ここで、Aは予め定めた定数であり、例えば0.8~0.9とすることができる。
上記式(3)を満たさない場合(ステップS18のNO)、最大像面移動速度Vmax_imgと第1サーチ速度V1とが同程度の速度であると判断される。この場合、ステップS19において、カメラ制御部21は高速サーチを禁止する。第1サーチ速度V1が十分に高速であり第2サーチ速度V2に切替える必要がないからである。高速サーチを禁止した場合、上述したように、カメラ制御部21は、第1サーチ範囲において第1サーチ動作を行い、ピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は合焦駆動を行う。第1サーチ範囲について第1サーチ動作をしてもピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つからない場合は、第1サーチ範囲以外の範囲(例えば、全範囲)についても第1サーチ動作を行い、ピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は合焦駆動を行う。
一方、上記式(3)を満たす場合(ステップS18のYES)、最大像面移動速度Vmax_imgは第1サーチ速度V1よりも十分に速いと判断される。この場合、ステップS20において、カメラ制御部21は高速サーチを許可する。第1サーチ速度V1と比較して第2サーチ速度V2が非常に高速であるため、第2サーチ速度V2に切替えることにより第1サーチ範囲以外の範囲(例えば、全範囲)を素早くサーチできると期待できるためである。高速サーチを許可した場合、上述したように、カメラ制御部21は第1サーチ範囲において第1サーチ動作を行い、ピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は合焦駆動を行う。第1サーチ範囲について第1サーチ動作をしても焦点評価値のピークが得られない場合、カメラ制御部21は第1サーチ範囲以外の範囲について第2サーチ動作を行う。第2サーチ動作をしてピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかった場合は、第2サーチ動作で見つけたピーク位置を含む範囲について第3サーチ動作を行い、ピークとなるフォーカスレンズ33の位置が見つかったとき合焦駆動を行う。
以上のようにして、高速サーチを禁止するか許可するかが決定される。続いて、高速サーチが禁止された場合および許可された場合の各動作を説明する。
図9は、高速サーチが禁止された場合のカメラ1の動作を示すフローチャートであり、同図のステップS31~S33が第1サーチ動作に対応している。また、図10は、高速サーチが禁止された場合のカメラ1の動作を説明する図である。図10における時刻t1~t2で初期駆動(図8のステップS13)されているものとする。
図9のステップS31において、カメラ制御部21は、現在位置像面移動係数Kcurに
基づいて、像面移動速度が第1サーチ速度V1となるよう、フォーカスレンズ33を駆動し、焦点評価値を取得する(図10の時刻t2以降)。焦点評価値を算出する方法は特に限定されず、例えば、カメラ制御部21は、撮像素子22から受信した画像信号を高周波フィルタで処理し、フィルタ処理した画像信号を積算処理することで、焦点評価値を算出することができる。
図9のステップS32において、カメラ制御部21は焦点評価値のピークが検出されたか否かを判断する。例えば、焦点評価値が2回上昇した後、さらに、2回下降した場合に、カメラ制御部21はピークが検出されたと判断する。
ピークが検出されない場合には(ステップS32のNO)、ステップS33において、カメラ制御部21は第1サーチ範囲を探索したか否かを判断する。第1サーチ範囲とは、例えば、全サーチ範囲(焦点調節可能範囲の全域)の一部である。第1サーチ範囲の探索が完了していない場合(ステップS33のNO)、ステップS31に戻って第1サーチ動作が継続される。
第1サーチ範囲を探索済である場合(ステップS33のYES)、ステップS34において、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ33を第1サーチ速度V1で駆動し、焦点評価値を取得する(第1サーチ動作)。続いて、ステップS36において、カメラ制御部21は焦点評価値のピークが検出されたか否かを判断する。ピークが検出されない場合(ステップS36のNO)、ステップS37において、カメラ制御部21は第2サーチ範囲全域を探索したか否かを判断する。第2サーチ範囲とは全サーチ範囲でもよいし、全サーチ範囲(焦点調節可能範囲)の全域からステップS31~S33で既にサーチした範囲を除いた範囲でもよい。第2サーチ範囲全域の探索が完了していない場合(ステップS37のNO)、ステップS34に戻って第1サーチ動作が継続される。第2サーチ範囲全域を探索済である場合(ステップS37のYES)、全サーチ範囲を探索しても合焦位置が検出できなかったため、ステップS45において、カメラ制御部21はフォーカスレンズ33を所定位置に駆動する。この所定位置に特に制限はなく、例えば予め決められた位置でもよいし、焦点評価値が最大となる位置でもよいし、あるいは、現在の位置のままとしてもよい。また、合焦位置を検出できなかった旨をカメラ本体2の液晶モニタ(不図示)に表示してもよい。
一方、ステップS32でピークが検出された場合には(ステップS32のYES、図10の時刻t3)、図9のステップS35において、カメラ制御部21は合焦位置にフォーカスレンズ33を駆動する(合焦駆動、図10の時刻t3~t4)。すなわち、カメラ制御部21はピークとなった焦点評価値の前後数点の焦点評価値を用いて内挿法などの演算を行い、合焦位置を算出する。そして、カメラ制御部21はフォーカスレンズ33を当該合焦位置に駆動する。このとき、カメラ制御部21は現在位置像面移動係数Kcurを考慮
して像面の移動量を算出し、より正確にフォーカスレンズ33を駆動してもよい。ステップS36においてピークが検出された場合もカメラ制御部21はフォーカスレンズ33を合焦位置に駆動する(合焦駆動)。
図11は、高速サーチが許可された場合のカメラ1の動作を示すフローチャートである。同図のステップS31,S32およびS41が第1サーチ動作に対応しており、ステップS42~S44が第2サーチ動作に対応しており、ステップS46~S48が第3サーチ動作に対応している。また、図12は、高速サーチが許可された場合のカメラ1の動作を説明する図である。図12における時刻t11~t12で初期駆動(図8のステップS4)されているものとする。
カメラ1はまず第1サーチ動作を行う(図11のステップS31,S32,S41、図12の時刻t12~t13)。第1サーチ動作によって焦点評価値のピークが検出された場合(ステップS32のYES)、ステップS35において、カメラ1は合焦駆動を行う。なお、図11のステップS31,S32およびS35は、図9のものとそれぞれほぼ同じであるため、詳細な説明を省略する。
図9との相違点として、図11のステップS41において、カメラ制御部21は第1サ
ーチ範囲全域を探索したか否かを判断する。第1サーチ範囲とは、全サーチ範囲より狭い領域であって、例えば初期駆動後のフォーカスレンズ33の位置を始点として予め定められた範囲である。第1サーチ範囲の探索が完了していない場合(ステップS41のNO)、ステップS31に戻って第1サーチ動作が継続される。
第1サーチ範囲全域を探索しても焦点評価値のピーク値を検出できなかった場合(ステップS41のYES)、第1サーチ範囲内では合焦位置が得られなかったとして、カメラ1は第2サーチ動作に移行する。
すなわち、ステップS42において、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ33を第2サーチ速度V2で駆動し、焦点評価値を取得する(図12の時刻t13以降)。第2サーチ動作におけるフォーカスレンズ33の駆動方向は、第1サーチ動作時と同方向である。
ここで、第2サーチ速度V2は第1サーチ速度V1より大きい値である。第2サーチ速度V2は焦点評価値のピークを検出できる速度であればよく、必ずしも合焦位置を検出できる速度でなくてもよい。例えば、第2サーチ速度V2を50~100(mm/秒)とすることができる。
続いて、ステップS43において、カメラ制御部21は焦点評価値のピークが検出されたか否かを判断する。例えば、焦点評価値が2回上昇した後、さらに、2回下降した場合に、カメラ制御部21はピークが検出されたと判断する。
ピークが検出されない場合(ステップS43のNO)、ステップS44において、カメラ制御部21は第2サーチ範囲全域を探索したか否かを判断する。第2サーチ範囲とは全サーチ範囲でもよいし、全サーチ範囲(焦点調節可能範囲)の全域から既にサーチした第1サーチ範囲を除いた範囲ででもよい。第2サーチ範囲全域の探索が完了していない場合(ステップS44のNO)、ステップS42に戻って第2サーチ動作が継続される。
第2サーチ範囲全域を探索済である場合(ステップS44のYES)、全サーチ範囲を探索しても合焦位置が検出できなかったため、ステップS45において、カメラ制御部21はフォーカスレンズ33を所定位置に駆動する。この所定位置に特に制限はなく、例えば、予め決められた位置でもよいし、焦点評価値が最大となる位置でもよいし、或いは、現在の位置のままとしてもよい。また、合焦位置を検出できなかった旨をカメラ本体2の液晶モニタ(不図示)に表示してもよい。
ステップS43でピークが検出されたとしても(ステップS43のYES、図10の時刻t14)、すぐには合焦駆動しないのが望ましい。第2サーチ動作では高速でフォーカスレンズ33を駆動しているため、サンプリング間隔が粗く、必ずしも正確に合焦位置を特定できるとは限らないためである。そこで、カメラ1は以下のように第3サーチ動作を行う。
ステップS46において、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ33を第3サーチ速度V3で駆動し、焦点評価値を取得する(図12の時刻t14以降)。第3サーチ動作におけるフォーカスレンズ33の駆動方向は、第2サーチ動作時と逆方向である。
第3サーチ速度V3とは、第3サーチ動作においてフォーカスレンズ33を駆動させる像面移動速度に基づく速度であり、例えば、合焦位置を検出できる像面移動速度とすることができる。第3サーチ速度V3は第1サーチ速度V1と等しくてもよい。
続いて、ステップS47において、カメラ制御部21は焦点評価値のピークが検出されたか否かを判断する。例えば、焦点評価値が2回上昇した後、さらに、2回下降した場合に、カメラ制御部21はピークが検出されたと判断する。
ピークが検出されない場合(ステップS47のNO)、ステップS48において、カメラ制御部21は第3サーチ範囲全域を探索したか否かを判断する。第3サーチ範囲とは、第2サーチ動作においてピークが検出されたときのフォーカスレンズ33の位置を始点とする予め定めた範囲である。第3サーチ範囲の探索が完了していない場合(ステップS48のNO)、ステップS46に戻って第3サーチ動作が継続される。
第3サーチ範囲全域を探索済である場合(ステップS48のYES)、合焦位置が検出できないとして、ステップS45において、カメラ制御部21はフォーカスレンズ33を所定位置に駆動する。
ステップS47でピークが検出された場合には(ステップS47のYES、図12の時刻t15)、図11のステップS35において、カメラ制御部21は合焦位置にフォーカスレンズ33を駆動する(図12の時刻t15~t16)。
以上のようにして、カメラ1は第2係数K2を用いて高速サーチ判定を行った上で、コントラストAF処理を行うことができる。高速サーチを行うことにより、合焦位置が初期レンズ位置(初期駆動を完了したときのフォーカスレンズ33の位置)から離れている場合であっても、短時間で合焦位置にフォーカスレンズ33を移動させることができる。
ところで、高速サーチを許可するか禁止するかは、上記式(3)式に基づいて判定される。そのため、第2係数K2を小さく設定するほど高速サーチが許可されやすくなり、短時間での合焦が期待される。
一方で、高速サーチでは、第1サーチ速度V1より速い第2サーチ速度V2でフォーカスレンズ33を駆動する必要がある。また、第3サーチ動作開始時には、そのような第2サーチ速度V2で駆動させているフォーカスレンズ33を停止させる必要がある。その結果、高速サーチをあまり頻繁に行いすぎると、フォーカスレンズ33を駆動する駆動モータ331が短寿命化してしまうおそれがある。
よって、合焦までの時間と、駆動モータ331の寿命とのバランスを考慮して第2係数K2を設定するのがよい。すなわち、短時間での合焦を重視する場合には第2係数K2を小さな値とし、駆動モータ331の寿命を重視する場合には第2係数K2を大きな値とすればよい。
また、現在位置像面移動係数Kcurと第2係数K2との関係を考慮すると以下のように
なる。高速サーチを行わない場合、全サーチ範囲を第1サーチ速度V1(すなわち合焦位置を検出できる像面移動速度)でサーチすることになる。そして、上記式(1)によれば、像面移動速度を第1サーチ速度V1とするためのフォーカスレンズ33の駆動速度は、現在位置像面移動係数Kcurが小さいほど遅くなる。
よって、現在位置像面移動係数Kcurが小さいほどフォーカスレンズ33の駆動速度が
遅くなり、結果として高速サーチを行わない場合の合焦時間は長くなる。逆に、現在位置像面移動係数Kcurが大きいほど、高速サーチを行わない場合の合焦時間は短くなる。
したがって、現在位置像面移動係数Kcurが小さいほど高速サーチを行う必要性が高く
、そのためには第2係数K2を小さくするのがよい。一方、現在位置像面移動係数Kcur
が大きいほど高速サーチを行う必要性は低く、第2係数K2を大きくしてもよい。
そうすると、1つの基準として、第2係数K2を現在位置像面移動係数Kcur以下とす
るのが望ましい。仮に第2係数K2を現在位置像面移動係数Kcurより大きくすると、現
在位置像面移動係数Kcurが小さい場合に第2係数が大きくなり、高速サーチが許可され
にくくなってしまうためである。上記の基準に従えば、現在位置像面移動係数Kcurが小
さい場合には第2係数K2が小さくなり、現在位置像面移動係数Kcurが大きい場合には
第2係数が大きくなる。
以上を考慮すると、第2係数K2の具体的な設定例として、短時間での合焦を重視する場合には、第2係数K2を最小像面移動係数Kminとすることが考えられる。一方、駆動
モータ331の寿命を重視する場合には、第2係数K2を現在位置像面移動係数Kcurと
することが考えられる。もちろん、第2係数K2を現在位置像面移動係数Kcurと最小像
面移動係数Kminとの間の値にしてもよいし、最小像面移動係数Kmin未満の値としてもよい。
このように、第2の実施形態では、第2係数K2を用いて高速サーチを許可するか禁止するかを判定する。高速サーチをすることで、合焦に要する時間を短くすることができる。また、第2係数K2の値によって、合焦までの時間と駆動モータ331とのバランスをレンズ鏡筒3側で調整できる。
例えば、合焦位置が初期レンズ位置から十分に離れているときは、第1サーチ速度V1で第2サーチ範囲全域をサーチをする場合と比較して、第2サーチ速度V2で第2サーチ範囲全域を高速サーチをする場合は短時間での合焦が期待される。しかし、第2サーチ速度V2で高速サーチをした場合には、高速サーチの後に第3サーチ速度V3でサーチをする分だけ短時間での合焦の妨げになる。
このため、レンズ制御部36は、合焦位置が初期レンズ位置から所定距離以上離れているときは第2係数K2を小さく設定して高速サーチが許可され易くし、合焦位置が初期レンズ位置から所定距離よりも近いときは第2係数K2を大きく設定して高速サーチが許可され難くしてもよい。
例えば、カメラ制御部21が焦点評価値の大きさ、焦点評価値のばらつき、焦点評価値の変化量等を考慮して、合焦位置が初期レンズ位置から所定距離よりも近いか否かの判断結果をレンズ制御部36に送信し、レンズ制御部36はカメラ制御部21が送信した判断結果に基づいて第2係数K2の大きさを設定できる。例えば、第2係数K2を現在位置像面移動係数Kcurとした場合は、第2係数K2を最小像面移動係数Kminとした場合よりも第2係数K2が大きく設定される。上述したように、高速サーチを許可するか禁止するかは、上記式(3)式に基づいてカメラ制御部21が判定する。
また、レンズ制御部36は、前回の合焦位置と初期レンズ位置とが所定距離以上離れているときは第2係数K2を小さく設定し、前回の合焦位置と初期レンズ位置とが所定距離よりも近いときは第2係数K2を大きく設定してもよい。
また、レンズ制御部36又はカメラ制御部21が撮影シーン、撮影状態等を判断する判断部(図示せず)を有し、レンズ制御部36は、激しい動きの被写体を撮影するスポーツ撮影のように比較的大きなピント外れが生じやすい場合は第2係数K2を小さく設定し、被写体が静止した風景写真のように比較的大きなピント外れが生じ難い場合は第2係数K2を大きく設定してもよい。
例えば、判断部は、手ブレを検出するための角速度センサ(ジャイロ)等の出力が所定値以上ばらついている場合、焦点評価値のばらつきが所定値以上である場合、測光センサによる測光値が所定値以上ばらついている場合等は、比較的大きなピント外れが生じやすい場合であると判断することができる。判断部がカメラ制御部21に設けられている場合、レンズ制御部36はカメラ制御部21が送信した判断結果に基づいて第2係数K2の大きさを設定できる。
また、レンズ制御部36は、所定期間前に撮影者がフォーカス操作環を操作していない場合は比較的大きなピント外れが生じている可能性が高いので第2係数K2を小さく設定し、所定期間前に撮影者がフォーカス操作環を操作している場合は比較的大きなピント外れが生じている可能性が低いので第2係数K2を大きく設定してもよい。
また、レンズ制御部36は、全サーチ範囲が所定距離以上のレンズ鏡筒(全サーチ範囲をサーチするのに所定時間かかるレンズ鏡筒)であるとき第2係数K2を小さく設定し、全サーチ範囲が所定距離未満のレンズ鏡筒(全サーチ範囲をサーチするのに所定時間かからないレンズ鏡筒)であるとき第2係数K2を大きく設定してもよい。
また、上述した実施例では、レンズ制御部36が第2係数K2として最小像面移動係数Kmin、又は、現在位置像面移動係数Kcurを送信する例について詳細に説明したがこれに限定されるものではない。例えば、図13、図14に示すように所定の条件に応じてレンズ制御部が第2係数K2として最小像面移動係数Kminから現在位置像面移動係数Kcurまでの値を送信するもの、第2係数K2として最小像面移動係数Kminよりも小さい値から
現在位置像面移動係数Kcurまでの値を送信するもの等であってもよい。
図13を用いて詳細に説明する。レンズ制御部36は前回の合焦位置と初期レンズ位置との距離を検出し、検出した距離に応じて第2係数K2を設定する。例えば、前回の合焦位置と初期レンズ位置との距離が全サーチ範囲×0.5以上離れている場合、第2係数K2=Kminと設定し、前回の合焦位置と初期レンズ位置との距離が全サーチ範囲×0.5
未満、かつ、全サーチ範囲×0.3以上離れている場合、全サーチ範囲×0.3未満、かつ、全サーチ範囲×0.1以上離れている場合、全サーチ範囲×0.1未満離れている場合、第2係数K2としてそれぞれKmin+0.3×(Kcur-Kmin)、Kmin+0.6×(Kcur-Kmin)、Kcurが設定されている。レンズ制御部は上述した図8のステップS1
4において、カメラ本体2からの送信要求に応じて設定された第2係数K2を送信する。
図14を用いて詳細に説明する。本実施例のレンズ鏡筒3は工場出荷時に予め第2係数K2がレンズメモリ37に記憶される。例えば、全サーチ範囲をサーチするのに3s以上かかるレンズ鏡筒3は第2係数K2として最小像面移動係数Kmin×0.5が記憶されて
いる。全サーチ範囲をサーチするのに3s未満、2s以上かかるレンズ鏡筒3、全サーチ範囲をサーチするのに2s未満、1s以上かかるレンズ鏡筒3、1s未満かかるレンズ鏡筒3は第2係数K2としてそれぞれKmin×0.5+0.3×(Kcur-Kmin)、Kmin×0.5+0.6×(Kcur-Kmin)、Kcurが記憶されている。レンズ制御部は上述した
図8のステップS14において、カメラ本体2からの送信要求に応じてレンズメモリ37に記憶されている第2係数K2を送信する。
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、カメラ本体2が第1係数K1および第2係数K2を用いて異常判定を行うものである。本実施形態において、第2係数K2は第1係数K1以下の値であればよく、特に制限はない。
図15は、異常判定処理の一例を示すシーケンス図である。
ステップS1において、レンズ鏡筒3のレンズ通信部38は第1係数K1(すなわち現在位置像面移動係数Kcur)および第2係数K2をカメラ本体2に送信する。
ステップS2において、カメラ本体2のカメラ通信部29は第1係数K1および第2係数K2を受信する。
ステップS3において、カメラ制御部21は第1係数K1≧第2係数K2の関係を満たすか否かを判定する。第2係数K2は第1係数K1以下の値であるから、レンズ鏡筒3や、カメラ本体2とレンズ鏡筒3との間の通信に異常がない場合、この関係が満たされるはずである。
この関係が満たされている場合(ステップS3のYES)、異常は発生していないと判定され、ステップS4において、カメラ制御部21は異常フラグを0に設定する。
一方、この関係が満たされていない場合(ステップS3のNO)、何らかの異常が発生していると判定され、ステップS5において、カメラ制御部21は異常フラグを1に設定する。異常が発生した場合、現在位置像面移動係数Kcurが正しくカメラ本体2に送信さ
れていない可能性が高く、コントラストAF処理の精度が低下するおそれがある。そのため、異常であることをカメラ本体2に表示したり、動画記録をできないようにしたりしてもよい。
また、カメラ制御部21は、上述した第1係数K1≧第2係数K2の関係を満たすか否かの判定と同様に、第1係数K1≦第3係数K3の関係を満たすか否かの判定を行うことが好ましい。本実施形態において、第3係数K3は第1係数K1以上の値であればよく、特に制限はない。このような処理を図16を用いて詳しく説明する。
すなわち、図16に示すステップS21において、レンズ通信部38は第1係数K1(現在位置像面移動係数Kcur)および第3係数K3をカメラ本体2に送信する。
ステップS22において、カメラ本体2のカメラ通信部29は第1係数K1および第3係数K3を受信する。
ステップS23において、カメラ制御部21は第1係数K1≦第3係数K3の関係を満たすか否かを判定する。第3係数K3は第1係数K1以上の値であるから、レンズ鏡筒3や、カメラ本体2とレンズ鏡筒3との間の通信に異常がない場合、この関係が満たされるはずである。
この関係が満たされている場合(ステップS23のYES)、異常は発生していないと判定され、ステップS24において、カメラ制御部21は異常フラグを0に設定する。
一方、この関係が満たされていない場合(ステップS23のNO)、何らかの異常が発生していると判定され、ステップS25において、カメラ制御部21は異常フラグを1に設定する。異常が発生した場合、現在位置像面移動係数Kcurが正しくカメラ本体2に送
信されていない可能性が高く、コントラストAF処理の精度が低下するおそれがある。そのため、異常であることをカメラ本体2に表示したり、動画記録をできないようにしたりしてもよい。
このように、第3の実施形態では、現在位置像面移動係数Kcurを第1係数K1として
、現在位置像面移動係数Kcur以下の値を第2係数K2として、レンズ鏡筒3からカメラ
本体2に送信する。そのため、カメラ本体2で異常判定を行うことができる。
なお、上述したように本実施形態においては、第2係数K2は第1係数K1以下であれ
ば特に制限はない。第2係数K2は、例えば現在位置像面移動係数Kcurでもよいし、最
小像面移動係数Kminでもよいし、現在位置像面移動係数Kcurと最小像面移動係数Kmin
との間の値でもよいし、最小像面移動係数Kminより小さい値でもよい。また、第2係数
K2は、第1係数K1以下という条件さえ満たしていれば、一定の値でもよいし、(例えば、周期的あるいは規則的に)変動する値でもよいし、任意のランダムな値でもよい。
また、第2係数K2が第1係数K1以下であることは、第2の実施形態で説明した高速サーチの望ましい第2係数K2の設定例と両立する。
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、カメラ本体2が第2係数K2を用いてガタ詰めを行うか否かの判定を行うものである。まずはガタ詰めについて説明する。
図1に示すフォーカスレンズ33を駆動するためのフォーカスレンズ駆動モータ331は、通常、機械的な駆動伝達機構から構成される。このような駆動伝達機構は、例えば、図17に示すように、第1の駆動機構500および第2の駆動機構600からなる。第1の駆動機構500が駆動することによってフォーカスレンズ33側の第2の駆動機構600を駆動させる。これにより、フォーカスレンズ33を至近側あるいは無限遠側に移動させるような構成を備えている。そして、このような駆動機構においては、通常、歯車の噛み合わせ部の円滑な動作の観点より、ガタ量Gが設けられている。
しかしその一方で、コントラスト検出方式においては、その機構上、図18(A)、図18(B)に示すように、フォーカスレンズ33は、サーチ動作(スキャン動作、探索動作)により一度合焦位置を通り過ぎた後に、駆動方向を反転させ合焦位置へと駆動させる必要がある。そして、この場合において、図18(B)のようにガタ詰め駆動をしない場合には、フォーカスレンズ33のレンズ位置が、ガタ量Gだけ合焦位置からずれてしまうという特性がある。そのため、このようなガタ量Gの影響を除去するためには、図18(A)に示すように、フォーカスレンズ33の合焦駆動を行う際、一度合焦位置を通り過ぎた後に、再度駆動方向を反転させて合焦位置へと駆動させるガタ詰め駆動を行う必要が生じてくる。
なお、図18は、本実施形態に係るサーチ動作およびコントラスト検出方式に基づく合焦駆動を行った際における、フォーカスレンズ33の位置と、焦点評価値および時間との関係を示す図である。
そして、図18(A)は、時間t0において、カメラ制御部21は、レンズ位置P0か
ら、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ33のサーチ動作を開始している。その後、時間t1において、フォーカスレンズ33がレンズ位置P1に移動させた時点にお
いて、焦点評価値のピーク位置P2が検出されている。この時点でカメラ制御部21はサーチ動作を停止し、ガタ詰め駆動を伴った合焦駆動を行う。これにより、時間t2におい
て、合焦位置までフォーカスレンズ33が駆動されている。
一方、図18(B)は、同様に、時間t0において、カメラ制御部21はサーチ動作を
開始している。その後、時間t1において、カメラ制御部21はサーチ動作を停止し、ガ
タ詰め駆動を伴わずに合焦駆動を行う。これにより、時間t3において、合焦位置までフ
ォーカスレンズ33が駆動されている。
本実施形態では、カメラ本体2は第2係数K2を用いてガタ詰めを行うか否かのガタ詰め判定処理を行う。
図19は、ガタ詰め判定処理の一例を示すシーケンス図である。なお、以下の動作は、コントラスト検出方式により合焦位置が検出された際に実行される。すなわち、図A14(A)、図18(B)に示すように、焦点評価値のピーク位置P2が検出された時間t1
の時点において実行される。また、フォーカスレンズ33の駆動伝達機構のガタ量G(図17参照、以下単にガタ量Gという)はレンズメモリ37に予め記憶されているものとする。
まず、ステップS51において、レンズ鏡筒3のレンズ通信部38は第2係数K2およびガタ量Gをカメラ本体2に送信する。レンズ通信部38は、ホットライン通信により第2係数K2およびガタ量Gを送信してもよいし、カメラ本体2からの送信要求に応じて送信してもよい。
ステップS52において、カメラ本体2のカメラ通信部29は第2係数K2およびガタ量Gを受信する。
ステップS53では、カメラ制御部21は、第2係数K2およびガタ量Gに基づいて、ガタ量Gに対応する像面移動量IGを算出する。ガタ量Gに対応する像面移動量IGは、ガタ量Gだけフォーカスレンズ33を駆動した場合における像面の移動量であり、本実施形態では、以下の式にしたがって算出する。
IG=G/K2
ステップS54では、カメラ制御部21により、ガタ量Gに対応する像面移動量IGと
、所定像面移動量IPとを比較する処理、すなわち、「ガタ量Gに対応する像面移動量IG」≦「所定像面移動量IP」が成立するか否かの判定が行われる。
なお、所定像面移動量IPは、光学系の焦点深度に対応して設定され、通常、焦点深度
に対応する像面移動量とされる。また、所定像面移動量IPは、光学系の焦点深度に設定
されるものであるため、F値や撮像素子22のセルサイズや、撮影する画像のフォーマットに応じて適宜設定するような態様とすることができる。すなわち、F値が大きいほど、所定像面移動量IPを大きく設定することができる。あるいは、撮像素子22のセルサイ
ズが大きいほど、または、画像フォーマットが小さいほど、所定像面移動量IPを大きく
設定することができる。
そして、ガタ量Gに対応する像面移動量IGが所定像面移動量IP以下である場合(ステップS54のYES)、ガタ詰め駆動をしなくても、駆動後のフォーカスレンズ33の位置を光学系の焦点深度内とすることができる。そこで、ステップS55において、カメラ制御部21は合焦駆動時にガタ詰め駆動を行わないと判定する。
一方、ガタ量Gに対応する像面移動量IGが所定像面移動量IPよりも大きい場合(ステップS54のNO)、ガタ詰め駆動をしないと、駆動後のフォーカスレンズ33のレンズ位置を光学系の焦点深度内とすることができない。そこで、ステップS56において、カメラ制御部21は合焦駆動時にガタ詰め駆動を行うと判定する。
以上の判定結果をカメラ本体2はレンズ鏡筒3に送信する。そして、判定結果にしたがって合焦駆動される。
上述の実施例において、第2係数K2が現在位置像面移動係数Kcurである場合の像面
移動量IGは、第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合の像面移動量IGより小
さな値となる。このため、レンズ通信部38が第2係数K2として現在位置像面移動係数Kcurを送信した場合(像面移動量IGが小さい場合)、カメラ制御部21は、第2係数K2として最小像面移動係数Kminを送信した場合(像面移動量IGが大きい場合)と比較してガタ詰め駆動がされ難くなりガタ詰め駆動をしない分だけ合焦駆動に要する時間を短縮できる。一方、第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合の像面移動量IGは、第2係数K2が現在位置像面移動係数Kcurである場合の像面移動量IGより大きな値となる。このため、レンズ通信部38が第2係数K2として最小像面移動係数Kminを送信した
場合(像面移動量IGが大きい場合)、カメラ制御部21は、第2係数K2として現在位
置像面移動係数Kcurを送信した場合(像面移動量IGが小さい場合)と比較してガタ詰め駆動がされ易くなりガタ詰め駆動をする分だけ確実に合焦精度を保証できる。例えば、経時変化によりガタ量が変化した場合でもレンズ通信部38が第2係数K2として最小像面移動係数Kminを送信する(像面移動量IGを大きくする)ことにより、確実に合焦精度を確保できる。
図20は、第2係数K2の大小と、合焦精度および合焦速度との関係を模式的に示す図である。第2係数K2を小さくするほどガタ量Gに対応する像面移動量IGが大きくなり、「ガタ詰めする」と判定されやすくなる。結果として、第2係数K2を小さくするほど確実に合焦精度を保証できる。一方、第2係数K2を大きくするほどガタ量Gに対応する像面移動量IGが小さくなり、「ガタ詰めしない」と判定されやすくなる。結果として、第2係数K2を大きくするほどガタ詰め駆動をしない分だけ合焦速度が速くなり、見栄えがよいスルー画が得られる。
よって、合焦精度と合焦速度とのバランスを考慮して、第2係数K2を適宜設定すればよい。一例として、合焦精度を重視する場合には第2係数K2を小さな値(例えば最小像面移動係数Kmin)に設定し、合焦速度を重視する場合には第2係数K2を大きな値(例
えば現在位置像面移動係数Kcur)に設定することができる。もちろん、第2係数K2を
最小像面移動係数Kminと現在位置像面移動係数Kcurとの間の値にしてもよいし、最小像面移動係数Kminより小さな値にしてもよい。
このように、第4の実施形態では、レンズ鏡筒3からカメラ本体2に第2係数K2を送信してガタ詰め要否を判断する。ガタ詰めをすることで、合焦の精度を向上できる。また、また、第2係数K2の値によって、合焦精度と合焦速度とのバランスをレンズ鏡筒3側で調整できる。
例えば、レンズ鏡筒3は工場出荷時に予め第2係数K2がレンズメモリ37に記憶される。例えば、動画撮影に適したレンズ鏡筒3には第2係数K2=Kcurが設定され、静止
画撮影に適したレンズ鏡筒3には第2係数K2=Kminが設定されていてもよい。動画撮
影に適したレンズ鏡筒3はスルー画の見栄えを考慮してガタ詰めされ難くし、静止画撮影に適したレンズ鏡筒3は確実に合焦精度を保証するためである。このように、現在像面移動係数Kcur及び/又は最小像面移動係数Kminのみならず、動画撮影に適したレンズ鏡筒であるか静止画撮影に適したレンズ鏡筒であるかを考慮して第2係数K2を設定してもよく、具体例として後者の第2係数K2をより小さな値としてもよい。
例えば、摩耗の少ない高級な部材(歯車等)が使用されているレンズ鏡筒3には第2係数K2=Kcurが設定され、摩耗しやすい部材が使用されているレンズ鏡筒3には第2係
数K2=Kmin×0.5が設定されていてもよい。歯車等の摩耗が生じやすいレンズ鏡筒
3については、長期間の使用による歯車の摩耗が生じた場合でも確実に合焦精度を保証するためである。このように、現在像面移動係数Kcur及び/又は最小像面移動係数Kminのみならず、レンズ鏡筒3に使用されている部材の耐久性を考慮して第2係数K2を設定してもよく、具体例として消耗しやすい部材が使用されているほど第2係数K2を小さな値としてもよい。
例えば、レンズ鏡筒3は、レンズ鏡筒3の製造日から経過した期間、レンズ鏡筒3の使用期間等を算出する算出部(図示せず)を有し、レンズ制御部36は算出部が算出した期間が長いほど第2係数K2を小さく設定してもよい。例えば、レンズ制御部36は算出部が算出した期間が5年以上であるとき第2係数K2=Kminとし、期間が5年未満3年以
上であるとき第2係数K2=Kmin+0.3×(Kcur-Kmin)とし、期間が3年未満1
年以上であるとき第2係数K2=Kmin+0.6×(Kcur-Kmin)とし、期間が1年未
満であるとき第2係数K2=Kcurとしてもよい。長期間の使用による歯車の摩耗が生じ
た場合でも確実に合焦精度を保証するためである。このように、現在像面移動係数Kcur
及び/又は最小像面移動係数Kminのみならず、レンズ鏡筒3の製造日からの経過期間を
考慮して第2係数を定めてもよく、具体例として製造日からの経過期間が長くなるほど第2係数を小さな値としてもよい。
なお、上述した第4の実施形態に係るガタ詰め制御において、カメラ制御部21は、焦点距離、絞り、被写体距離に応じて、ガタ詰めの要否を判断してもよい。また、カメラ制御部21は、焦点距離、絞り、被写体距離に応じて、ガタ詰めの駆動量を変化させてもよい。例えば、絞りを所定値よりも絞っている場合(F値が大きい場合)には、絞りを所定値よりも絞っていない場合(F値が小さい場合)よりも、ガタ詰めが不要である旨の判断、または、ガタ詰めの駆動量を小さくするように制御してもよい。さらに、例えば、ワイド側では、テレ側よりも、ガタ詰めが不要である旨の判断、または、ガタ詰めの駆動量を小さくするように制御してもよい。
(第5の実施形態)
第5の実施形態では、レンズ制御部36がカメラ制御部に第2係数K2を送信し、カメラ制御部21が第2係数K2を用いて静音制御の可否を判断する。レンズ制御部36は、カメラ制御部21により静音制御の許可がされたとき所定の条件を満たせば静音制御(例えば、駆動速度のクリップ)を実行し、カメラ制御部21により静音制御の許可がされないとき静音制御を実行しない実施形態を説明するものである。
静音制御とは、例えば、フォーカスレンズ33の駆動速度が静音下限レンズ速度より遅くならないように速度制御をする(例えば、静音下限レンズ速度より遅くならないように速度をクリップする)ことである。ある種のレンズ鏡筒では、フォーカスレンズ33の駆動速度が静音下限レンズ速度より遅くなった場合、フォーカスレンズ33を駆動する際の駆動音が所定レベル以上大きくなり動画撮影時の音声記録の妨げになることがあるからである。
以下、図21乃至図23を用いて詳細に説明する。
図21は、カメラ制御部21による静音制御の可否の判断の一例を示すシーケンス図である。
ステップS60において、カメラ制御部21は焦点検出像面移動速度V1a_img(mm/秒)を設定する。
焦点検出像面移動速度V1a_imgは所定の精度で焦点を検出できる像面移動速度である。焦点検出像面移動速度V1a_img以下のサーチ速度で探索動作(サーチ動作)をして焦点評価値のピーク位置を検出すれば所定の精度で焦点を検出することができる。一方、焦点検出像面移動速度V1a_imgよりも早いサーチ速度で探索動作をして焦点評価値のピーク位置を検出した場合は、焦点検出の精度が所定の精度に満たない場合が生じ得る。
このため、カメラ制御部21は、探索動作をするときは像面移動速度が焦点検出像面移動速度V1a_img以下になるようにレンズ制御部36に駆動指示速度を送信することが好ましい。
カメラ制御部21は、例えば、上述した第2の実施形態の第2サーチ速度については、像面移動速度が焦点検出像面移動速度V1a_imgよりも早い速度とし、上述した第2の実施形態の第1サーチ速度、第3サーチ速度については、像面移動速度が焦点検出像面移動速度V1a_img以下の速度としてもよい。
焦点検出像面移動速度V1a_imgは、例えば、フレームレート、焦点評価値のピーク位置の演算方法等に応じて異なり得る。焦点検出像面移動速度V1a_imgは、例えば、カメラ本体2の種類毎に設定されており工場出荷時にカメラメモリ24に記憶される。
サーチ速度は種々の条件によって定められ、例えばレリーズスイッチの半押しをトリガとして探索制御を開始するか、他の条件をトリガとして探索制御を行うかに応じて異なり得るし、静止画撮影モードであるか、動画撮影モードであるかに応じても異なり得るし、フレームレート、焦点距離、撮影距離および絞り値などに応じても異なり得る。
ステップS61において、レンズ制御部36はコントラストAFの探索動作が開始される前に、レンズ通信部39、カメラ通信部39を介して、静音下限レンズ速度V0b_lns(パルス/秒)および第2係数K2をカメラ制御部21に送信する。静音下限レンズ速度V0b_lnsは、フォーカスレンズ33を駆動する際の駆動音が所定レベル未満となる下限のフォーカスレンズ33の駆動速度である。静音下限レンズ速度V0b_lnsは、例えば工場出荷時にレンズメモリ37に記憶される。
ステップS62において、カメラ制御部21はレンズ制御部36から静音下限レンズ速度V0b_lnsおよび第2係数K2を受信する。
ステップS63において、カメラ制御部21は、第2係数K2を用いて静音下限レンズ速度V0b_lns(パルス/秒)を静音下限像面移動速度V0b_img(mm/秒)に変換する。より具体的には、カメラ制御部21は下式に基づいて静音下限像面移動速度V0b_imgを算出する。
V0b_img=V0b_lns/K2
例えば、第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合、静音下限像面移動速度V0b_imgは、像面移動係数が最小値となる位置においてフォーカスレンズ33のレンズ速度が静音下限レンズ速度V0b_lnsとなる像面移動速度に相当する。
ステップS64において、カメラ制御部21は下記式(4)を満たすか否かを判断する。
V1a_img*B≧V0b_img=V0b_lns/K2(但し、1≦B)
・・・(4)
上述のように、焦点検出像面移動速度V1a_imgは、所定の精度で焦点を検出できる値に設定されている。カメラ制御部21は、例えば、絞り値が大きくなるほど係数Bを大きくしたり、ライブビュー画像など画像サイズが小さい場合(画像の圧縮率が高い場合、あるいは画素データの間引き率が高い場合)には高い焦点検出精度が要求されないため係数Bを大きくしたり、撮像素子の画素ピッチが広い場合に係数Bを大きくしてもよい。ライブビューとは、例えば、撮影時にモニタに被写体を表示し撮影者が被写体を確認しながら撮影できる機能である。
上記式(4)を満たす場合(ステップS64のYES)、ステップS65において、カメラ制御部21は、例えば、静音下限レンズ速度V0b_lnsでクリップ動作を許可する。
例えば、第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合において上記式(4)を満たすときは、像面移動係数が最小値となる位置においてフォーカスレンズ33のレンズ速度が静音下限レンズ速度V0b_lnsとなる像面移動速度が、V1a_img*B以下であることを意味し、静音下限レンズ速度V0b_lnsでクリップ動作をしても所定
の精度で焦点を検出できることとなる。
一方、上記式(4)を満たさない場合(ステップS65のNO)、ステップS66において、カメラ制御部21はクリップ動作を禁止する。
例えば、第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合において上記式(4)を満たさないときは、像面移動係数が最小値となる位置においてフォーカスレンズ33のレンズ速度が静音下限レンズ速度V0b_lnsとなる像面移動速度が、V1a_img*Bより大きいことを意味し、例えば、像面移動係数が最小値となる位置において静音下限レンズ速度V0b_lnsでクリップ動作をしたとき所定の精度で焦点を検出できないおそれがあるからである。
ステップS67,S68において、カメラ制御部21はカメラ通信部29、レンズ通信部39を介してクリップ動作を許可するか禁止するかの判定結果、及び、駆動指示レンズ速度(サーチ速度)をレンズ鏡筒3のレンズ制御部36に送信する。サーチ速度は、例えば、像面移動速度(mm/秒)ではなくレンズ速度(パルス/秒)で送信することが好ましい。
図22は、カメラ制御部により静音制御の許可の判断がされた場合のレンズ鏡筒3の処理動作の一例を示すフローチャートである。
ステップS71において、レンズ制御部36はレンズメモリ37に記憶されている静音下限レンズ速度V0b_lnsを取得する。
ステップS72において、レンズ制御部36はレンズ通信部39、カメラ通信部39を介してカメラ制御部21から駆動指示レンズ速度(サーチ速度)Vdrc_lns(パルス/秒)を受信する。
駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsは、例えば、焦点検出像面移動速度V1a_imgよりも遅く像面移動速度が一定となる速度であり、焦点検出像面移動速度V1a_img、現在位置像面移動係数Kcur、種々の撮影条件、撮影設定等を用いてカメラ制御部21が設定する。
ステップS73において、レンズ制御部36は、駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsと、静音下限レンズ速度V0b_lnsとを比較する。
駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsが静音下限レンズ速度V0b_lnsより小さい場合(ステップS73のYES)、ステップS74において、レンズ制御部36は、駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsではなく静音下限レンズ速度V0b_lnsでフォーカスレンズ33を駆動(探索動作(サーチ動作))する。仮に駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsでフォーカスレンズ33を駆動すると、静音下限レンズ速度V0b_lns未満の駆動速度でフォーカスレンズ33を駆動することとなりフォーカスレンズ33を駆動する際の駆動音が所定レベル以上大きくなるためである。静音制御(クリップ動作)が許可されているため、静音下限レンズ速度V0b_lnsで駆動速度をクリップしても所定の精度で焦点を検出できる。ただし、フォーカスレンズ33の速度が一定になるように静音下限レンズ速度V0b_lnsで駆動速度をクリップして探索動作をすることにより、像面の移動速度が一定になるように探索動作をした場合と比較して焦点の検出精度の劣化のおそれがある。
一方、駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsが静音下限レンズ速度V0b_lns以上である場合(ステップS73のNO)、ステップS75において、レンズ制御部36は駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsでフォーカスレンズ33を駆動(探索動作(サーチ動作))する。駆動指示レンズ速度Vdrc_lnsで駆動しても騒音が発生しないためである。
このように、本実施形態では、カメラ制御部により静音制御の許可の判断がされているので、許可された場合には、レンズ制御部36の判断(ステップS73)に基づいてフォーカスレンズ33の駆動速度を静音下限レンズ速度V0b_lnsでクリップすることで所定レベル以上の駆動音の発生を抑制できる。また、カメラ制御部により静音制御が禁止された場合には、レンズ制御部36の判断(ステップS73)に基づいてクリップしないことで、所定の精度で焦点を検出できる。
また、像面の移動速度が一定になるように探索動作することにより、フォーカスレンズ33の速度が一定になるように探索動作をする場合と比較して焦点の検出精度の向上が期待できる。
ここで、第2係数K2が現在位置像面移動係数Kcurである場合、第2係数K2が最小像面移動係数Kminである場合と比較してカメラ制御部21による静音制御の許可の判断がされ易くなり、レンズ制御部36の判断(ステップS73)に基づいてフォーカスレンズ33の駆動速度がクリップされ易くなり、より確実な静音制御が期待できる。このため、例えば、動画撮影に適したレンズ鏡筒3は第2係数K2=Kcurが工場出荷時にレ
ンズメモリ37に記憶され、静止画撮影に適したレンズ鏡筒は第2係数K2=Kminが工
場出荷時にレンズメモリ37に記憶される構成にしてもよい。
図23は、第2係数K2の大小と、静音性および合焦精度との関係を模式的に示す図である。上記式(4)から明らかなように、第2係数K2を小さくするほど、クリップ動作が禁止されやすくなる。結果として、第2係数K2を小さくするほどクリップ動作されにくくなり、合焦精度の向上が期待できる。一方、第2係数K2を大きくするほど、クリップ動作が許可されやすくなる。結果として、第2係数K2を大きくするほどクリップ動作されやすくなり、静音性が向上する。
よって、静音性と合焦精度とのバランスを考慮して、第2係数K2を適宜設定すればよい。一例として、合焦精度を重視する場合には第2係数K2を小さな値(例えば最小像面移動係数Kmin)に設定し、静音性を重視する場合には第2係数K2を大きな値(例えば
現在位置像面移動係数Kcur)に設定することができる。もちろん、第2係数K2を最小
像面移動係数Kminと現在位置像面移動係数Kcurとの間の値にしてもよいし、最小像面移動係数Kminより小さな値にしてもよい。
このように、第5の実施形態では、レンズ制御部36が第2係数K2を送信してカメラ制御部21が静音制御(クリップ動作)を許可するか禁止するかを判定する。レンズ制御部36は、カメラ制御部21により静音制御の許可がされたとき所定の条件を満たせばクリップ動作をすることで、フォーカスレンズの駆動音を所定レベル未満に抑制できる。また、第2係数K2の値によって、静音性と合焦精度とのバランスをレンズ鏡筒3側で調整できる。
(第6の実施形態)
第6の実施形態では、フォーカスリミットスイッチを備えたレンズ鏡筒3と、カメラ本体2とを備えた一眼レフデジタルカメラについて説明する。フォーカスリミットスイッチとは、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲を設定するためにユーザが操作可能なスイッチである。フォーカスリミットスイッチを操作してフォーカスリミットモードを選択することでユーザが所望する駆動可能範囲でフォーカスレンズ33を駆動することができる。
図24は、フォーカスレンズ33の駆動範囲を示す図である。同図に示すように、フォーカスレンズ33は、図中において一点鎖線で示す光軸L1上を、無限遠方向410およ
び至近方向420に向けて移動可能に構成されている。無限遠方向410のメカ的な端点(機械的な端点)430および至近方向420のメカ的な端点440には不図示のストッパーが設けられ、フォーカスレンズ33の移動をメカ的に制限する。すなわち、フォーカスレンズ33は無限遠方向410のメカ的な端点430から、至近方向420のメカ的な端点440まで移動可能に構成されている。
ただし、レンズ制御部36が実際にフォーカスレンズ33を駆動させる範囲は、上述のメカ的な端点430からメカ的な端点440までの範囲より狭い無限ソフトリミット位置450から至近ソフトリミット位置460までの範囲である。無限ソフトリミット位置450、及び、至近ソフトリミット位置460は、電気的にフォーカスレンズ33の移動を制限するためのものである。この移動範囲について具体的に述べると、レンズ制御部36は無限遠方向410のメカ的な端点430より内側に設けられた無限ソフトリミット位置450から、至近方向420のメカ的な端点440より内側に設けられた至近ソフトリミット位置460までの範囲でフォーカスレンズ33を駆動する。すなわちレンズ駆動部212は、フォーカスレンズ33を至近側の駆動限界の位置に対応する至近ソフトリミット位置460と無限遠側の駆動限界の位置に対応する無限ソフトリミット位置450との間で駆動する。
無限ソフトリミット位置450は、無限合焦位置470より外側に設けられる。なお無限合焦位置470とは、レンズ31,32,33,34および絞り35を含む撮影光学系が合焦可能な最も無限遠側の位置に対応するフォーカスレンズ33の位置である。無限ソフトリミット位置450をこのような位置に設ける理由は、コントラスト検出方式による焦点検出を行う際に、無限合焦位置470に焦点評価値のピークが存在することがあるためである。すなわち、無限合焦位置470を無限ソフトリミット位置450に一致させてしまうと、無限合焦位置470に存在する焦点評価値のピークをピークとして認識することができないという問題があり、このような問題を避けるため、無限ソフトリミット位置450は、無限合焦位置470より外側に設けられる。
同様に、至近ソフトリミット位置460は、至近合焦位置480より外側に設けられる。ここで至近合焦位置480とは、レンズ31,32,33,34および絞り35を含む撮影光学系が合焦可能な最も至近側の位置に対応するフォーカスレンズ33の位置である。
このように、レンズ制御部36がフォーカスレンズ33を駆動制御する範囲は、無限ソフトリミット位置450から至近ソフトリミット位置460までの範囲である。
至近合焦位置480は、例えば、収差等を用いて設定することができる。例えば、設定された至近合焦位置480よりも至近側にフォーカスレンズ33を駆動することによりピントを合わせることができる場合であっても、収差が悪化する場合には、レンズの使用範囲として適切ではないからである。
本実施形態では、フォーカスレンズ33の位置は、例えば、レンズ制御部36がレンズ駆動モータ321に与える駆動信号のパルス数により表すことができ、この場合には、パルス数は無限合焦位置470を原点(基準)とすることができる。例えば、図5に示す例では、無限ソフトリミット位置450は「-100パルス」の位置、至近合焦位置480は「9800パルス」の位置、至近ソフトリミット位置460は「9900パルス」の位置としている。この場合、フォーカスレンズ33を無限ソフトリミット位置450から至近ソフトリミット位置460まで移動させるためには、レンズ駆動モータ321に10000パルス分の駆動信号を与える必要がある。ただし、本実施形態では、このような態様に特に限定されるものではない。
図25は、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)およびフォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)と、像面移動係数Kとの関係を示すテーブルである。また、図26は、フォーカスレンズ33の駆動範囲と、フォーカスレンズ33の位置との関係を示す図である。本実施形態においては、フォーカスレンズ33の位置が至近側になるほど像面移動係数が小さくなる例を用いて説明する。
図25に示すように、レンズ制御部36によるフォーカスレンズ33の駆動制御範囲の外側にも像面移動係数Kが定義されている。すなわち、図26に示すように、至近合焦位置480を含む領域が撮影距離D1に対応しており、その外側(至近メカ的端点440側)には、至近ソフトリミット位置460を含む領域が撮影距離D0に、至近メカ的端点440を含む領域が撮影距離X2に、さらに至近側の領域が撮影距離X1にそれぞれ対応している。同様に、無限合焦位置470を含む領域が撮影距離D9に対応しており、その外側(無限メカ的端点430側)には、無限ソフトリミット位置450を含む領域が撮影距離D10に、無限メカ的端点430を含む領域が撮影距離X3に、さらに無限側の領域が撮影距離X4にそれぞれ対応している。そして、撮影距離X1~X4,D0~D10および焦点距離f1~f9それぞれにおける像面移動係数Kが、テーブルに含まれている。
例えば、撮影距離「X1」における像面移動係数「α11」、「α21」、・・・「α91」の値は、撮影距離「D0」領域における像面移動係数「K10」、「K20」、・・・「K90」の値よりも小さい。同様に、撮影距離「X2」における像面移動係数「α12」、「α22」、・・・「α92」の値は、撮影距離「D0」における像面移動係数「K10」、「K20」、・・・「K90」の値よりも小さい。また、撮影距離「X3」における像面移動係数「α13」、「α23」、・・・「α93」の値は、撮影距離「D10」における像面移動係数「K110」、「K210」、・・・「K910」の値よりも大きい。撮影距離「X4」における像面移動係数「α14」、「α24」、・・・「α94」の値は、撮影距離「D10」における像面移動係数「K110」、「K210」、・・・「K910」の値よりも大きい。
この場合、最小像面移動係数Kminとしては、「X1」における像面移動係数K(「α
11」、「α21」、・・・「α91」))としてもよいし、「X2」における像面移動係数K(「α12」、「α22」、・・・「α92」)としてもよいし、「D0」における像面移動係数K(「K10」、「K20」・・・「K90」)としてもよい。最大像面移動係数Kmaxとしては、「X4」における像面移動係数K(「α14」、「α24」、
・・・「α94」))としてもよいし、「X3」における像面移動係数K(「α13」、「α23」、・・・「α93」)としてもよいし、「D10」における像面移動係数K(「K110」、「K210」・・・「K910」)としてもよい。
図27は、ユーザがフォーカスリミットスイッチ(図示せず)を操作することにより設定された駆動可能範囲(フォーカスリミットモード)の一例を示す図である。コントラストAFにおけるサーチ動作において、レンズ制御部36が焦点評価値のピークを検出しない範囲を灰色で表している。本実施形態では、ユーザがフォーカスリミットスイッチを操作することにより図27(A)~図27(C)に示すように、「FULLモード」、「至近側制限モード」、および「無限遠側制限モード」の3つのフォーカスリミットモードが設定可能となっている。
「FULLモード」とは、コントラストAFのサーチ動作(探索動作)において無限遠端ソフトリミットSLIPから至近端ソフトリミットSLNPまでの範囲内において焦点評価値のピークを検出するモードであり、図27(A)に示すように、無限遠端ソフトリミットSLIPのレンズ位置から、至近端ソフトリミットSLNPのレンズ位置までの範囲が、サ
ーチ動作(探索動作)において駆動可能な範囲Rf1として設定される。
また、「至近側制限モード」とは、コントラストAFのサーチ動作において無限遠端ソフトリミットSLIPから至近側ソフトリミットSLNSまでの範囲において焦点評価値のピークを検出するモードであり、図26(B)に示すように、無限遠端ソフトリミットSLIPのレンズ位置から、至近側ソフトリミットSLNSのレンズ位置までの範囲が、サーチ動作において駆動可能な範囲Rf2として設定される。
さらに、「無限遠側制限モード」とは、コントラストAFのサーチ動作において無限遠側ソフトリミットSLISから至近端ソフトリミットSLNPまでの範囲において焦点評価値のピークを検出するモードであり、図26(C)に示すように、無限遠側ソフトリミットSLISのレンズ位置から、至近端ソフトリミットSLNPのレンズ位置までの範囲が、サーチ動作において駆動可能な範囲Rf3として設定される。
ユーザは、例えばレンズ鏡筒3の外側に設けられるフォーカスリミットスイッチ(不図示)を用いて、駆動可能範囲を「FULLモード」、「至近側制限モード」または「無限遠側制限モード」に設定できる。
図25、図27を参照してレンズ鏡筒3の動作を説明する。以下の説明では、最小像面移動係数Kminが図25に示す「D0」における像面移動係数K(「K10」、「K20
」・・・「K90」)として設定され、最大像面移動係数Kmaxが図25に示す「D10
」における像面移動係数K(「K110」、「K210」・・・「K910」)として設定されている場合を例にして動作の説明を行う。
まず、ユーザが図27(A)に示す「FULLモード」に設定したときにコントラストAFを行う場合を説明する。この場合、レンズ制御部36は、上述した初期駆動、探索駆動、合焦駆動を行う。レンズ制御部36は、カメラ制御部21から第1係数K1、第2係数K2及び第3係数K3の送信要求(図7のステップ104参照)がされたとき、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcur(フォーカスレンズ33の現在位置像面移動係
数)、第2係数K2として最小像面移動係数Kmin(例えばK30)、第3係数K3とし
て最大像面移動係数Kmax(例えばK310)を送信する。
次に、ユーザが図27(B)に示す「至近側制限モード」に設定した場合を説明する。例えば、至近側ソフトリミットSLNSがD5であるとする。
例えば、コントラストAFを開始したときのフォーカスレンズ33の位置がD7(焦点評価値のピークを検出する領域)であるとするとき、レンズ制御部36は、上述した初期駆動、探索駆動、合焦駆動において、焦点評価値のピークを検出する領域内でフォーカスレンズ33を駆動制御する。また、カメラ制御部21の要求に応じて、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcur(フォーカスレンズ33の現在位置像面移動係数)、第2
係数K2として位置D5に対応する像面移動係数(例えばK35)、第3係数K3として最大像面移動係数Kmax(例えばK310)を送信する。焦点評価値のピークを検出する
領域内でフォーカスレンズ33を駆動制御するので、第2係数K2としては、焦点評価値のピークを検出する領域外の位置D0に対応する最小像面移動係数Kminを使用するより
、至近側ソフトリミットSLNSの位置D5に対応する像面移動係数(例えばK35)を用いた方が好適な制御ができるからである。
これに対して、例えば、コントラストAFを開始したときのフォーカスレンズ33の位置がD3(図27(B)の灰色で示す焦点評価値のピークを検出しない領域)であるとき、レンズ制御部36は、まず、フォーカスレンズ33を無限端側に駆動する。これによりフォーカスレンズ33の位置がD3、D4、D5と変化する。フォーカスレンズ33の位
置がD3であるときにカメラ制御部21から第2係数K2の送信要求がされたとき、レンズ制御部36は位置D3に対応する像面移動係数(例えばK33)を送信する。フォーカスレンズ33の位置がD4であるときに第2係数K2の送信要求がされたとき、レンズ制御部36は位置D4に対応する像面移動係数(例えばK34)を送信する。至近側ソフトリミットSLNSの位置D5に対応する像面移動係数よりも、位置D3、D4に対応する像面移動係数の方が小さいからである。なお、フォーカスレンズ33の位置がD3、D4のとき、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcur(フォーカスレンズ33の現在位
置像面移動係数)、第3係数K3として最大像面移動係数Kmax(例えばK310)を送
信する。
その後、フォーカスレンズ33が位置D5に到達した後は、レンズ制御部36は、初期駆動、探索駆動、合焦駆動において焦点評価値のピークを検出する領域内でフォーカスレンズ33を駆動制御する。このとき、レンズ制御部36は、カメラ制御部21の要求に応じて、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcur(フォーカスレンズ33の現在位
置像面移動係数)、第2係数K2として位置D5に対応する像面移動係数(例えばK35)、第3係数K3として最大像面移動係数Kmax(例えばK310)を送信する。
次に、ユーザが図27(C)に示す「無限遠側制限モード」に設定した場合を説明する。例えば、無限遠ソフトリミットSLISがD7であるとする。
例えば、コントラストAFを開始したときのフォーカスレンズ33の位置がD9(図27(C)の灰色で示す焦点評価値のピークを検出しない領域)であるとき、レンズ制御部36は、まず、フォーカスレンズ33を至近端側に駆動する。これによりフォーカスレンズ33の位置がD9からD7まで変化する。フォーカスレンズ33の位置がD9、D8であるときにカメラ制御部21から第3係数K3の送信要求がされたとき、レンズ制御部36は位置D9、D8に対応する像面移動係数を送信する。このとき、レンズ制御部36はカメラ制御部21の要求に応じて、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcur、第
2係数K2として最小像面移動係数Kminを送信する。
その後フォーカスレンズ33が位置D5に到達した場合、及び、コントラストAFを開始したときからフォーカスレンズ33の位置が焦点評価値のピークを検出する領域であった場合、レンズ制御部36は、初期駆動、探索駆動、合焦駆動において焦点評価値のピークを検出する領域内でフォーカスレンズ33を駆動制御し、レンズ制御部36はカメラ制御部21の要求に応じて、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcur、第2係数K
2として最小像面移動係数Kmin、第3係数K3として位置D7に対応する像面移動係数
(例えばK37)をカメラ制御部21に送信する。
本実施形態においても、レンズ制御部36が第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3を適宜設定できるので、カメラ制御部21が第1係数K1、第2係数K2、第3係数K3の少なくとも1つを用いて制御することにより、レンズ鏡筒の特性や使用状態等に応じた種々の制御が可能になる。
以上、説明してきたように、本実施形態では、第1係数K1として現在位置像面移動係数Kcurをレンズ鏡筒3からカメラ本体2に送信する。これにより、カメラ本体2は精度
よくコントラストAF処理を行うことができる。
さらに本実施形態では、第2係数K2として第1係数K1以下の値をレンズ鏡筒3からカメラ本体2に送信する。これにより、カメラ本体2は高速サーチ判定、異常判定、ガタ詰め判定および/またはクリップ動作判定などを行うことができる。第2係数K2の値を調整することで、トレードオフとなる複数の性能のバランスをレンズ鏡筒3側で調整できる。
なお、カメラ本体2は、第2係数K2を用いて高速サーチ判定、異常判定、ガタ詰め判定およびクリップ動作判定のすべてを行ってもよいし、少なくとも一部のみを行ってもよい。
また、最小像面移動係数Kminに対応するフォーカスレンズ33の位置が最大像面移動
係数Kmaxに対応するフォーカスレンズ33の位置よりも至近側にある場合は、最小像面
移動係数Kminに対応するフォーカスレンズ33の位置としては、例えば、至近合焦位置
であってもよいし、至近ソフトリミット位置であってもよいし、至近メカ的端点であってもよいし、至近合焦位置から至近メカ的端点の間の位置でもよいし、至近メカ的端点よりも至近側の位置でもよく、最大像面移動係数Kmaxに対応するフォーカスレンズ33の位
置としては、例えば、無限遠合焦位置であってもよいし、無限遠ソフトリミット位置であってもよいし、無限遠メカ的端点であってもよいし、無限遠合焦位置から無限遠メカ的端点の間の位置でもよいし、無限遠メカ的端点よりも無限遠側の位置でもよい。
同様に、最小像面移動係数Kminに対応するフォーカスレンズ33の位置が最大像面移
動係数Kmaxに対応するフォーカスレンズ33の位置よりも無限遠側にある場合は、最小
像面移動係数Kminに対応するフォーカスレンズ33の位置としては、例えば、無限遠合
焦位置であってもよいし、無限遠ソフトリミット位置であってもよいし、無限遠メカ的端点であってもよいし、無限遠合焦位置から無限遠メカ的端点の間の位置でもよいし、無限遠メカ的端点よりも無限遠側の位置でもよく、最大像面移動係数Kmaxに対応するフォー
カスレンズ33の位置としては、例えば、至近合焦位置であってもよいし、至近ソフトリミット位置であってもよいし、至近メカ的端点であってもよいし、至近合焦位置から至近メカ的端点の間の位置でもよいし、至近メカ的端点よりも至近側の位置でもよい。
同様に最大像面移動係数Kmaxとしては、例えば、無限遠合焦位置(至近合焦位置)で
あってもよいし、無限遠ソフトリミット位置(至近ソフトリミット位置)であってもよいし、無限遠メカ的端点(至近メカ的端点)であってもよいし、無限遠合焦位置(至近合焦位置)から無限遠メカ的端点(至近メカ的端点)の間の位置でもよいし、無限遠メカ的端点(至近メカ的端点)よりも無限遠側(至近側)の位置でもよい。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。また、上述した各実施形態は、適宜組み合わせて用いることもできる。