レンズユニット、撮像装置、制御方法およびコンピュータプログラム
【課題】変倍レンズが手動で変倍動作中にＡＦ動作が指示された場合に、変倍動作に応じた合焦状態が維持できるようにするレンズユニットおよび撮像装置を提供する。
【解決手段】変倍レンズＬ１０２とメカ機構で接続する変倍操作部Ｌ１０９が変倍レンズを操作している最中に、補正レンズＬ１０５の合焦位置の検出が指示された場合に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６が検出した合焦位置を取得し、その時の変倍レンズＬ１０２の位置と、補正レンズＬ１０５の位置と、レンズ固有データ記憶部Ｌ１０６１内の合焦カム軌跡とに基づいて、新たな合焦カム軌跡を生成する。レンズマイコンＬ１０６が、新たな合焦カム軌跡に基づいて、補正レンズＬ１０５の目標位置を決定し、決定した目標位置に補正レンズを駆動する。
【解決手段】変倍レンズＬ１０２とメカ機構で接続する変倍操作部Ｌ１０９が変倍レンズを操作している最中に、補正レンズＬ１０５の合焦位置の検出が指示された場合に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６が検出した合焦位置を取得し、その時の変倍レンズＬ１０２の位置と、補正レンズＬ１０５の位置と、レンズ固有データ記憶部Ｌ１０６１内の合焦カム軌跡とに基づいて、新たな合焦カム軌跡を生成する。レンズマイコンＬ１０６が、新たな合焦カム軌跡に基づいて、補正レンズＬ１０５の目標位置を決定し、決定した目標位置に補正レンズを駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニット、撮像装置、制御方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズユニットが交換可能なカメラシステムを採用した、カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置が提案されている。撮影者が、このような撮像装置を用いてズーミング（変倍）操作を行う場合、撮影者は、変倍レンズ群とメカ連動する変倍操作部を手動で操作する。この撮像装置は、レンズ鏡筒に形成されたカムピンが係合するカム溝が設けられた移動カム環を備えている。撮影者による変倍操作部の操作に応じて、移動カム環が回転駆動し、レンズ鏡筒をカム溝に従って光軸方向に進退させる。
【０００３】
また、変倍レンズ群の変倍動作に伴う焦点面移動を補正するデータを用いて、変倍操作中のピントを維持するよう補正レンズ群を制御する、コンピュータズーム制御が提案されている。例えば、特許文献１は、ズームレンズの複数の位置に対応するフォーカスレンズの合焦位置の軌跡を選択し、選択した軌跡に従って変倍動作を行うビデオカメラを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０５２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
変倍操作部と変倍レンズ群がメカ連動されている交換レンズを備えた撮像装置においては、以下のような問題がある。撮影者が、手動で変倍操作をしている最中にフォトボタンを押下してオートフォーカス（ＡＦ）動作を指示した場合を想定する。撮像装置が備える制御部が、合焦レンズ位置を判定、演算するのには、時間がかかるので、制御部が合焦レンズ位置を演算し終わるころには、変倍動作による変倍位置が、ＡＦ動作で合焦判定を行った時の変倍位置と異なってしまう。従って、正確な合焦位置が算出できなくなってしまう。
【０００６】
つまり、従来の撮像装置では、合焦判定中に変倍動作が行われることによって、合焦レンズ位置を維持できずにボケた状態になってしまう。特に、近年の高性能化に伴い、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子のサイズや画素数が飛躍的に進歩した状況下では、従来の撮像装置では、ユーザが要求する高性能なピント精度を満足できないという問題がある。なお、ＣＭＯＳは、Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの略称である。
【０００７】
本発明は、変倍レンズが手動で変倍動作中にＡＦ動作が指示された場合に、変倍動作に応じた合焦状態が維持できるようにするレンズユニットおよび撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態のレンズユニットは、撮像装置本体に着脱可能である。前記レンズユニットは、変倍動作を行う変倍レンズと、該変倍レンズの変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する補正レンズとを含む撮像光学系と、前記変倍レンズとメカ機構で接続され、該変倍レンズを操作する変倍レンズ操作手段と、前記補正レンズを駆動する駆動手段と、複数の被写体距離毎の、前記変倍レンズの位置に対応する前記補正レンズの合焦位置の軌跡である合焦軌跡が予め記憶された第１の記憶手段と、前記変倍レンズ操作手段が前記変倍レンズを操作中に、前記レンズユニットが装着された撮像装置本体から、該撮像装置本体が検出した前記補正レンズの合焦位置を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記合焦位置と、前記補正レンズが該合焦位置にあった時の前記変倍レンズの位置と、前記第１の記憶手段に記憶された前記合焦軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する決定手段と、前記変倍レンズの現在の位置と前記決定された新たな合焦軌跡とに基づいて、前記変倍レンズの現在の位置に対応する、前記新たな合焦軌跡上における前記補正レンズの位置を、前記補正レンズの目標位置として決定し、前記駆動手段に対して、前記補正レンズを前記目標位置に駆動するように指示する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレンズユニットによれば、ユーザが手動による変倍動作中にシャッターを押下げしてＡＦ動作を指示した場合に、変倍動作に応じた合焦状態を維持するように補正レンズを制御することができる。従って、変倍動作中に高性能なピント精度を維持させることが可能となり、撮影者の意図にあった良好な撮影状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】合焦カム軌跡の例を示す図である。
【図３】合焦カム軌跡を示すテーブルデータの例を示す図である。
【図４】補正レンズの合焦カム軌跡追従方法の一例を説明する図である。
【図５】変倍レンズの移動方向の内挿方法を説明する図である。
【図６】実施例１の撮像装置によるレンズ制御処理を説明する図である。
【図７】山登り駆動を説明する図である。
【図８】実施例２の撮像装置の構成例を示す図である。
【図９】実施例２の撮像装置によるレンズ制御処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施例１の撮像装置の構成例を示す図である。実施例１の撮像装置は、変倍レンズの変倍動作中になされた合焦位置の検出指示に従って、ＴＶ−ＡＦ方式で合焦位置を検出する。そして、この撮像装置は、合焦位置が検出されたタイミングで、以下の処理を実行する。撮像装置は、合焦カム軌跡と補正レンズの位置と変倍レンズの位置とに基づいて、合焦状態が維持される新たな合焦カム軌跡を決定し、補正レンズを、当該新たな合焦カム軌跡に追従するように駆動する。合焦カム軌跡は、複数の被写体距離毎の、変倍レンズの位置に対応する補正レンズの合焦位置の軌跡（合焦軌跡）である。補正レンズの合焦位置は、撮像装置が備える撮像光学系が合焦状態となる場合の補正レンズの位置である。なお、以下の説明では、補正レンズの位置を補正レンズ位置とも記述する。また、変倍レンズの位置を変倍レンズ位置とも記述する。
【００１２】
図１に示す撮像装置は、例えば、交換レンズ式カメラシステムである。この撮像装置は、レンズユニットＬ１００と、カメラ本体Ｃ１００とを備える。カメラ本体Ｃ１００は、撮像装置本体である。レンズユニットＬ１００は、カメラ本体に対して着脱可能である。
【００１３】
被写体からの光は、レンズユニットＬ１００内の、固定されている第１のレンズ群Ｌ１０１、光軸方向に移動して変倍動作を行う変倍レンズＬ１０２、光量を調整する絞りＬ１０３を通る。さらに、被写体からの光は、固定されている第２のレンズ群Ｌ１０４、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えた補正レンズＬ１０５を通って、カメラ本体Ｃ１００内のＣＣＤ等の撮像素子Ｃ１０１へと結像される。ＣＣＤは、Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅの略称である。
【００１４】
補正レンズＬ１０５は、変倍レンズＬ１０２の変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正するレンズ（フォーカスレンズ）である。第１のレンズ群Ｌ１０１、変倍レンズＬ１０２、絞りＬ１０３、第２のレンズ群Ｌ１０４および補正レンズＬ１０５を、撮像光学系ともいう。なお、図中には、各レンズ群が１枚のレンズにより構成されているように記載されているが、各レンズ群が複数枚のレンズにより構成されていてもよい。
【００１５】
レンズユニットＬ１００は、変倍レンズＬ１０２の変倍操作を行う変倍操作部Ｌ１０９を備える。変倍レンズＬ１０２と変倍操作部Ｌ１０９とは、メカ的に連結しており、連動して動作する。すなわち、変倍操作部Ｌ１０９は、変倍レンズＬ１０２とメカ機構で接続され、該変倍レンズＬ１０２を操作する変倍レンズ操作手段として機能する。撮影者は、変倍操作部Ｌ１０９を手動で操作することを通じて、変倍レンズを駆動させる（変倍操作を行う）ことができる。変倍操作部Ｌ１０９は、レンズ鏡筒部に形成されたカムピンが係合するカム溝が設けられた移動カム環を有する。撮影者が移動カム環を回転操作、または伸縮操作することで、レンズ鏡筒部にある変倍レンズＬ１０２がカム溝に従って光軸方向に進退させる。これにより、撮影者が手動で変倍操作を行うことができる。
【００１６】
本実施例では、補正レンズが最後部（最も撮像素子側）にある、いわゆるリアフォーカス方式のレンズ構成を例にとって説明する。撮像装置に、中間部のレンズ群を補正レンズとして移動させるインナーフォーカス方式、または、その他のレンズ構成が適用されていてもよい。
【００１７】
一方、カメラ本体Ｃ１００内が備える撮像素子Ｃ１０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換部を有する画素を複数備える。この画素において、被写体像を光電変換し撮像画像を得ることができる。すなわち、撮像素子Ｃ１０１は、撮像光学系により形成される被写体像を撮像して電気信号を出力する撮像手段として機能する。なお、撮像素子Ｃ１０１は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色それぞれについて設けられる、いわゆる３板式の撮像系であってもよい。
【００１８】
ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータＣ１０２は、撮像素子Ｃ１０１の出力をサンプリングしてゲイン調整し、ゲイン調整後の出力をデジタル化する。カメラ信号処理回路Ｃ１０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータＣ１０２からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、画像信号を生成する。カメラ信号処理回路Ｃ１０３は、ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３１を備える。
【００１９】
ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３１は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータＣ１０２からの全画素の出力信号のうち、焦点検出に用いられる領域の信号のみを通過した信号から、高周波成分や該高周波信号から生成した輝度差成分等を抽出して焦点信号を生成する。焦点信号は、撮像素子Ｃ１０１からの出力信号に基づいて生成される画像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表す。鮮鋭度は、撮像光学系の焦点状態によって変化するので、焦点信号は、結果的に、撮像光学系の合焦状態を表す信号（合焦評価信号）となる。
【００２０】
後述するカメラマイコンＣ１０６が備えるＡＦ制御部Ｃ１０６１は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３が生成した焦点信号を用いて、撮像光学系の合焦状態を評価する。すなわち、ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３１は、撮像素子Ｃ１０１が出力した電気信号に基づいて、合焦状態を評価するための信号である合焦評価信号を生成する生成手段として機能する。
【００２１】
表示装置Ｃ１０４は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３からの画像信号を表示する。記録装置Ｃ１０５は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３からの画像信号を磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。カメラマイコンＣ１０６は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３からの出力に基づいて、レンズユニットＬ１００内の補正レンズ駆動源Ｌ１０８を制御し、補正レンズＬ１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う、変調ＡＦ制御を行うための制御情報を出力する。この動作は、主にカメラマイコンＣ１０６内のＡＦ制御部Ｃ１０６１によって行われる。
【００２２】
シャッタースイッチＣ１０７は、静止画取り込み処理、ＡＦ制御の指示処理を実行する。シャッタースイッチＣ１０７は、２段階式の押下スイッチである。撮影者がシャッタースイッチＣ１０７を浅く押下した場合（半押し状態）は、ＡＦ合焦制御（ＡＦ合焦動作、測距処理）などが実行される。また、撮影者がシャッタースイッチ深く押下した場合（押下状態）は、カメラマイコンＣ１０６に対して、静止画取り込みの指示がされる。すなわち、シャッタースイッチＣ１０７は、押下されることによって、カメラマイコンＣ１０６に対して、補正レンズの合焦位置の検出を指示する指示手段として機能する。
【００２３】
レンズユニットＬ１００が備えるレンズマイコンＬ１０６は、カメラ本体内のカメラマイコンＣ１０６と情報を相互に送受信する。レンズマイコンＬ１０６は、ＡＦ制御部Ｃ１０６１が決定する補正レンズＬ１０５の移動方向（無限／至近）や移動速度などのＡＦ制御情報と、後述するレンズユニット固有のデータとに基づいて、補正レンズＬ１０５の駆動目標位置を演算する。そして、レンズマイコンＬ１０６は、補正レンズ駆動源Ｌ１０８を制御して、変倍に伴う焦点面移動の補正または焦点調節を行う。
【００２４】
補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、補正レンズＬ１０５を駆動する駆動手段である。補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、補正レンズＬ１０５を駆動するためのアクチュエータおよびそのドライバを備える。補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、例えば、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータおよびボイスコイルモータ等を備える。
【００２５】
レンズマイコンＬ１０６が備えるレンズ固有データ記憶部Ｌ１０６１には、レンズユニット固有のデータが予め記憶される（第１の記憶手段である）。レンズユニット固有のデータは、合焦カム軌跡、補正レンズ駆動源Ｌ１０８の制御分解能等である。前述のように、合焦カム軌跡は、複数の被写体距離毎の、変倍レンズの位置に対応する補正レンズの合焦位置の軌跡である。
【００２６】
コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、補正レンズ駆動部Ｌ１０８に指示して、補正レンズＬ１０５が合焦カム軌跡に追従するように補正レンズＬ１０５を駆動させる。これにより、変倍レンズＬ１０２の駆動に伴う焦点面の移動が補正される。
【００２７】
本発明の特有の動作として、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下の処理を実行する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、変倍操作部Ｌ１０９が変倍レンズＬ１０２を操作中に、レンズユニットが装着されたカメラ本体のカメラマイコンＣ１０６から、該カメラ本体Ｃ１００が検出した補正レンズの合焦位置を受信する受信手段として機能する。
【００２８】
また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、シャッタースイッチＣ１０７の押し下げによって、カメラマイコンＣ１０６に対して補正レンズＬ１０５の合焦位置の検出が指示された後、以下の処理を実行する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、変倍レンズ位置センサＬ１０７から変倍レンズＬ１０２の位置を取得する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、予め決められた時間間隔で変倍レンズＬ１０２の位置と補正レンズＬ１０５の位置とを関連づけて所定のバッファ（第２の記憶手段）に記憶する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２が、撮像装置Ｃ１０１による撮像周期間隔で、変倍レンズの位置と補正レンズの位置とをバッファに記憶するようにしてもよい。
【００２９】
また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置を受信した時の変倍レンズの位置と補正レンズの位置とをバッファから取得する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、取得した変倍レンズの位置と補正レンズの位置と、レンズ固有データ記憶部Ｌ１０６１内の合焦カム軌跡とに基づいて、合焦軌跡基準データを生成し、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３に渡す。合焦軌跡基準データは、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、合焦位置が受信された時の補正レンズの位置に対応する新たな合焦軌跡を生成するのに用いるデータである。
【００３０】
カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、合焦軌跡基準データに基づいて、合焦位置が受信された時の補正レンズの位置に対応する新たな合焦軌跡を生成する。すなわち、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２およびカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、決定手段として機能する。この決定手段は、受信された合焦位置及び補正レンズが合焦位置にあった時の変倍レンズの位置と、合焦カム軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する。
【００３１】
また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３から、上記新たな合焦カム軌跡を取得する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下の処理を実行する制御手段として機能する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、変倍レンズの現在の位置と、新たな合焦軌跡とに基づいて、変倍レンズの現在の位置に対応する、新たな合焦軌跡上における補正レンズの位置を、補正レンズの目標位置として決定する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、補正レンズ駆動源Ｌ１０８に対して、補正レンズＬ１０５を目標位置に駆動するように指示する。
【００３２】
補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２の指示に従って、補正レンズＬ１０５を目標位置に駆動する。これにより、手動による変倍動作中にＡＦ動作が指示された場合においても、変倍動作に応じた合焦状態が維持される。変倍レンズ位置センサＬ１０７は、変倍レンズＬ１０２の位置を検出して、検出結果をレンズマイコンＬ１０６のコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２に渡す。
【００３３】
以下に、レンズマイコンＬ１０６が実行する、変倍動作に伴う焦点面移動の補正制御であるコンピュータズーム制御について説明する。
【００３４】
図２は、合焦カム軌跡の例を示す図である。横軸は変倍レンズの位置、縦軸は補正レンズの位置（図中ではフォーカスレンズ位置と記述）を示す。図中に、複数の被写体距離に応じた合焦カム軌跡、すなわち変倍レンズの位置に対応する補正レンズの合焦位置を示す。レンズマイコンＬ１０６が、図２中に示す複数のカム軌跡の中から、被写体距離に応じたカム軌跡を選択し、選択したカム軌跡通りに補正レンズを移動させれば、合焦状態を維持したままの変倍動作が可能になる。
【００３５】
図３は、合焦カム軌跡を示すテーブルデータの例を示す図である。図３では、変倍レンズの位置に応じた、被写体距離別の補正レンズ位置データＡ（ｎ，ｖ）を示す。変数ｎの列方向に被写体距離、変数ｖの行方向に変倍レンズ位置（焦点距離）が変化している。ｎ＝０が無限遠の被写体距離を表し、ｎが大きくなるに従って被写体距離は最至近距離側に変化する。ｎ＝ｍは１ｃｍの被写体距離を示している。一方、ｖ＝０はワイド端を表す。ｖが大きくなるに従って、焦点距離が増し、ｖ＝ｓがテレ端の変倍レンズ位置を表している。従って、１列のテーブルデータで１本の合焦カム軌跡が描かれる。
【００３６】
図４は、リアフォーカスタイプのレンズシステムにおける補正レンズの合焦カム軌跡追従方法の一例を説明する図である。図４において、Ｚ０乃至Ｚ６は、変倍レンズの位置を示す。この例では、Ｚ０乃至Ｚ６は、変倍エリアの境界に該当する。ａ０乃至ａ６およびｂ０乃至ｂ６は、カメラマイコンＣ１０６内のレンズ固有データ記憶部Ｃ１０６１に予め記憶されている合焦カム軌跡上の補正レンズの位置に対応する点である。これらの補正レンズ位置に対応する点の集まり（ａ０乃至ａ６およびｂ０乃至ｂ６）が、代表的な被写体距離ごとの補正レンズが追従すべき合焦軌跡（代表軌跡）である。
【００３７】
また、ｐ０乃至ｐ６は、図４中に示す２つの代表軌跡に基づいて算出される、補正レンズが追従すべき合焦カム軌跡上の位置である。この合焦カム軌跡上の位置の算出式を以下に示す。
ｐ（ｎ＋１）
＝｜ｐ（ｎ）−ａ（ｎ）｜／｜ｂ（ｎ）−ａ（ｎ）｜×｜ｂ（ｎ＋１）−ａ（ｎ＋１）｜＋ａ（ｎ＋１）…式（１）
【００３８】
レンズマイコンＬ１０６のコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、図４において補正レンズがｐ０にある場合、上記式（１）式に従って、ｐ０が線分ｂ０ａ０を内分する比を求め、この比に従って線分ｂ１ａ１を内分する点をｐ１とする。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下、順次、ｐ２乃至ｐ６を求める。
【００３９】
そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、ｐ０乃至ｐ６を、合焦軌跡基準データとしてカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３に渡す。そして、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、ｐ０乃至ｐ６を結んで形成される軌跡を、ｐ０に対応する補正レンズの位置にある補正レンズが追従すべき合焦カム軌跡として特定する。また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、ｐ１とｐ０との位置差と、変倍レンズがＺ０からＺ１まで移動するのに要する時間とから、合焦状態を維持するための補正レンズの移動速度を求める。
【００４０】
次に、変倍レンズの位置が変倍エリアの境界上にない場合における、補正レンズが追従すべき合焦カム軌跡の算出について説明する。
【００４１】
図５は、変倍レンズの移動方向の内挿方法を説明する図である。図５では、変倍レンズの位置を任意とする。図５において、縦軸は、補正レンズの位置を示す。横軸は、変倍レンズの位置を示す。変倍レンズの位置をＺ０，Ｚ１，・・Ｚｋ−１，Ｚｋ，・・Ｚｎとしたとき、カメラマイコンＣ１０６が記憶している合焦カム軌跡１００上の補正レンズ位置に対応する点は、被写体距離別に、
ａ０，ａ１，・・ａｋ−１，ａｋ，・・ａｎ
である。
【００４２】
また、合焦カム軌跡１０１上の補正レンズ位置に対応する点は、被写体距離別に、
ｂ０，ｂ１，・・ｂｋ−１，ｂｋ，・・ｂｎ
である。
【００４３】
コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２がカメラマイコンＣ１０６から補正レンズの合焦位置を受信した時に、変倍レンズ位置が変倍エリアの境界上でないＺｘにあり、補正レンズ位置がｐｘの位置である場合を想定する。レンズマイコンＬ１０６のコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下の式（２）、式（３）を用いて、ａｘ，ｂｘを求める。
ａｘ＝ａｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ａｋ−ａｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）…式（２）
ｂｘ＝ｂｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ｂｋ−ｂｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）…式（３）
【００４４】
つまり、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２はカメラマイコンＣ１０６から補正レンズの合焦位置を受信した時の変倍レンズの位置と、それを挟む２つの変倍エリア境界位置（図５におけるＺｋとＺｋ−１）とから得られる内分比に従い、以下の処理を実行する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、記憶している合焦カム軌跡１００、１０１上の点（図５のａｋ，ａｋ−１，ｂｋ，ｂｋ−１）のうち、同一被写体距離のものを上記内分比で内分することにより、ａｘ，ｂｘを求める。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、ａｘ，ｂｘおよびｐｘを合焦軌跡基準データとしてカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３に渡す。
【００４５】
カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２から渡されたａｘ，ｂｘおよびｐｘと、合焦カム軌跡１００、１０１とに基づいて、以下の処理を実行する。カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、ａｘ，ｐｘ，ｂｘから得られる内分比に従い、合焦カム軌跡１００、１０１上の点（ａｋ，ａｋ−１，ｂｋ，ｂｋ−１）のうち、同一変倍レンズ位置のものを上記内分比で内分する。これにより、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、図５中のｐｋ，ｐｋ−１を求める。カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、ｐｋ−１，ｐｘ，ｐｋを結んで形成される軌跡を、ｐｘという補正レンズの位置にある補正レンズが追従すべき新たな合焦カム軌跡として特定する。
【００４６】
ここで、現在の変倍レンズの位置がＺｋであるものとする。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、上記特定された新たな合焦カム軌跡上の、Ｚｋに対応する点ｐｋを、補正レンズの目標位置として決定する。
【００４７】
ワイドからテレへの変倍時には、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、追従移動先の補正レンズ位置の点ｐｋと現在の補正レンズ位置の点ｐｘとの差を求める。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、求めた差と、変倍レンズがＺｘからＺｋまで移動するのに要する時間とに基づいて、合焦状態を維持するために必要な補正レンズの移動速度を求める。
【００４８】
また、テレからワイドへの変倍時には、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、追従移動先の補正レンズ位置の点ｐｋ−１と現在の補正レンズ位置の点ｐｘとの差を求める。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、求めた差と、変倍レンズがＺｘからＺｋ−１まで移動するのに要する時間とに基づいて、合焦状態を維持するために必要な補正レンズの移動速度を求める。
【００４９】
図６は、実施例１の撮像装置によるレンズ制御処理を説明するフローチャートの一例である。実施例１のレンズユニットの制御方法は、図６を参照して説明する処理によって実現される。また、実施例１のコンピュータプログラムは、図６を参照して説明する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００５０】
レンズマイコンＬ１０６においては、レンズマイコンＬ１０６が備えるコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２およびカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、レンズ制御処理を実行する。また、カメラマイコンＣ１０６では、カメラマイコンＣ１０６が備えるＡＦ制御部Ｃ１０６１が、レンズ制御処理を実行する。なお、この例では、補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、ステッピングモータである。
【００５１】
まず、レンズマイコンＬ１０６の処理について説明する。レンズマイコンＬ１０６が、変倍レンズ位置センサＬ１０７から変倍レンズ位置Ｚを取得する。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ位置Ｆを取得する（ステップＬ６０１）。レンズマイコンＬ１０６が、変倍操作部Ｌ１０９の位置を検出することにより変倍レンズＬ１０２の位置を演算推定してもよい。
【００５２】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ６０１で取得した補正レンズ位置Ｆをカメラ本体Ｃ１００内にあるカメラマイコンＣ１０６に送信する（ステップＬ６０２）。続いて、レンズマイコンＬ１０６が、カメラ本体Ｃ１００が備えるシャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＬ６０３）。シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたことは、ＡＦ動作が指示されたことを示す。
【００５３】
レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＬ６０３に進む。レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、ステップＬ６０５に進む。
【００５４】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、上記ステップＬ６０１において取得した変倍レンズ位置Ｚと補正レンズ位置Ｆとを関連づけて、シャッターが押下げられている間、所定のバッファ内に記憶し続ける。このバッファは、インデックスがバッファの最後を超えると最初に戻って記憶するリングバッファである。そして、レンズマイコンＬ１０６は、新しく取得されたデータと入れ替えで、古いデータをリングバッファから削除するようにする。
【００５５】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６から情報の送信を受ける。そして、レンズマイコンＬ１０６は、当該情報が含む、補正レンズの制御モードを示す情報に基づいて、補正レンズの制御モードが位置制御モードであるか、速度制御モードであるかを判断する（ステップＬ６０５）。カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が位置制御モードである場合、レンズマイコンＬ１０６は、補正レンズの制御モードが位置制御モードであると判断する。カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が位置制御モードである場合、当該カメラマイコンＣ１０６から受けた情報は、補正レンズの合焦位置Ｆｐを含む。
【００５６】
カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が速度制御モードである場合、レンズマイコンＬ１０６は、補正レンズの制御モードが速度制御モードであると判断する。カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が速度制御モードである場合、当該カメラマイコンＣ１０６から受けた情報は、補正レンズのサーチ方向Ｄと補正レンズの駆動速度Ｖｓとを含む。位置制御モードとは、レンズマイコンＬ１０６が合焦位置Ｆｐを受信した時の補正レンズの位置に対応する新たな合焦カム軌跡を生成し、補正レンズを新たな合焦カム軌跡に追従させる制御モードである。速度制御モードとは、受信された補正レンズＬ１０５の駆動方向Ｄと駆動速度Ｖｔに従って補正レンズを制御端まで駆動させる制御モードである。
【００５７】
レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの制御モードが位置制御モードであると判断した場合は、ステップＬ６０６に進む。レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの制御モードが速度制御モードであると判断した場合は、ステップＬ６１０に進む。
【００５８】
ステップＬ６０６において、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆｐを受信した時の変倍レンズ位置Ｚｐをリングバッファから取得する（ステップＬ６０６）。このＺｐは、図５中のＺｘに対応する。ステップＬ６０６においては、レンズマイコンＬ１０６は、さらに、変倍レンズ位置Ｚｐに対応する補正レンズ位置Ｆを取得する。この補正レンズ位置Ｆは、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆｐを受信した時の補正レンズ位置であって、図５中のｐｘの位置に対応する。
【００５９】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、図５を参照して説明した処理を実行して、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆｐを受信した時の補正レンズ位置Ｆに対応する新たな合焦カム軌跡を生成する。そして、レンズマイコンＬ１０６が、生成された新たな合焦カム軌跡上における現在の変倍レンズ位置に対応する補正レンズ位置Ｆｃを目標位置として算出する。この補正レンズ位置Ｆｃは、例えば図５中のｐｋの位置に対応する。
【００６０】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの駆動速度Ｖｃを以下の式に従って計算する。
Ｖｃ＝｜Ｆｃ−Ｆ｜／ΔＴ
ΔＴは、変倍レンズがＺｐから現在の変倍レンズ位置に移動するのに要する時間である。ΔＴとして、予め決められたレンズマイコンＬ１０６の処理周期を用いてもよい。レンズマイコンＬ１０６は、算出された駆動速度Ｖｃがステッピングモータの予め決められた限界最大速度（脱調しない最大駆動速度）を超えてしまう場合は、Ｖｃとして限界最大速度を適用する。
【００６１】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標位置Ｆｔに合焦位置Ｆｃをセットする。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標駆動速度Ｖｔに駆動速度Ｖｃをセットする（ステップＬ６０９）。そして、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ６０９においてセットした補正レンズ目標位置Ｆｔと補正レンズ目標駆動速度Ｖｔとを補正レンズ駆動源Ｌ１０８に設定し（ステップＬ６１２）、レンズマイコンの処理を終了する。
【００６２】
一方、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの制御モードが速度制御モードであると判断した場合は、ステップＬ６１０に進む。そして、カメラマイコンＣ１０６から受信した補正レンズの駆動方向Ｄと補正レンズＬ１０５の駆動速度Ｖｓとに基づいて、補正レンズＦｓを目標位置として算出する。無限側ほど補正レンズＬ１０５の座標が小さくなるとするならば、レンズマイコンＬ１０６は、以下の式に従って、Ｆｓを決定する。
Ｆｓ＝Ｆｓ−Ｖｓ×ΔＴ （無限方向駆動）
Ｆｓ＝Ｆｓ＋Ｖｓ×ΔＴ （至近方向駆動）
【００６３】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標位置Ｆｔに合焦位置Ｆｓをセットする。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標駆動速度Ｖｔに補正レンズＬ１０５の駆動速度Ｖｓをセットし（ステップＬ６１１）、ステップＬ６１２に進む。
【００６４】
次に、カメラマイコンＣ１０６の処理について説明する。まず、カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＣ６０１）。
【００６５】
カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＣ６０２に進む。カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、処理を終了する。
【００６６】
ステップＣ６０２において、カメラマイコンＣ１０６が、レンズマイコンＬ１０６から補正レンズ位置Ｆを取得する取得手段として機能する。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードが位置制御モード、速度設定モードのいずれに設定されているかを判断する（ステップＣ６０３）。カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードが速度制御モードに設定されていると判断した場合は、ステップＣ６０４に進む。なお、この例では、補正レンズのデフォルトの制御モードは、速度制御モードであるものとする。
【００６７】
次に、ステップＣ６０４乃至Ｃ６０７において、カメラマイコンＣ１０６が、所定の速度で補正レンズＬ１０５を駆動させるＡＦサーチ処理（山登り駆動）を実行する。
【００６８】
図７は、山登り駆動を説明する図である。図７に示すグラフの横軸は補正レンズ１０５の位置を、縦軸は焦点信号（ＡＦ評価値）のレベル値を示す。
【００６９】
図７に示すように、実線で示すＡの動きでは、ＡＦ評価値がピークを越えてから減少する。従って、カメラマイコンＣ１０６が、ピーク位置（合焦位置）の存在を確認することができる。カメラマイコンＣ１０６が、ピーク位置の存在を確認した場合、カメラマイコンＣ１０６は、補正レンズをピーク位置近傍に戻すように制御してから山登り駆動を終了する。一方、点線で示すＢの動きでは、ピークが無く、ＡＦ評価値が単調に減少する。従って、カメラマイコンＣ１０６は、補正レンズの駆動方向が誤りであると判断する。
【００７０】
カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの駆動方向が誤りであると判断した場合、補正レンズの駆動方向を反転させて、山登り駆動を継続する。このように、補正レンズを駆動して、その間に得られたＡＦ評価値がピークとなるピーク位置又はその近傍を判定するのが山登り駆動である。
【００７１】
図６のステップＣ６０４において、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズのサーチ方向Ｄと、補正レンズの駆動速度Ｖｓと、補正レンズの制御モードが速度制御モードであることをレンズユニットＬ１００に送信する（ステップＣ６０４）。
【００７２】
次に、カメラマイコンＣ１０６が、ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３から焦点信号を取得する。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、ステップＣ６０４で取得した焦点信号がピークを越えたかを判断する（ステップＣ６０６）。カメラマイコンＣ１０６が、焦点信号がピークを越えたと判断した場合は、ステップＣ６０６に進む。カメラマイコンＣ１０６が、焦点信号がピークを越えていないと判断した場合は、処理を終了する。
【００７３】
ステップＣ６０６において、カメラマイコンＣ１０６が、山登り駆動中のＡＦ評価値がピークとなる位置（以下、ピーク位置という）Ｆｐを検出し、取得する（ステップＣ６０７）。このＦｐが、撮像光学系が合焦状態となる時の補正レンズの位置（補正レンズの合焦位置）である。すなわち、カメラマイコンＣ１０６のＡＦ制御部Ｃ１０６１は、ステップＣ６０２において取得された補正レンズの位置に基づいて、補正レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段として機能する。そして、ＡＦ制御部Ｃ１０６１は、補正レンズ位置Ｆが取得された時に生成された焦点信号のレベル値、すなわち、補正レンズ位置Ｆに対応する焦点信号のレベル値に基づいて、補正レンズの合焦位置Ｆｐを検出する。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードとして位置制御モードを設定する（ステップＣ６０８）。
【００７４】
上記ステップＣ６０３において、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードが位置制御モードに設定されていると判断した場合は、ステップＣ６０９に進む。そして、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの合焦位置Ｆｐと、補正レンズの制御モードが位置制御モードであることをレンズマイコンＬ１０６に送信する送信手段として機能する（ステップＣ６０９）。
【００７５】
図６を参照して説明した処理は、カメラマイコンＣ１０６内および、レンズマイコンＬ１０６において所定の周期で繰り返される。すなわち、レンズマイコンＬ１０６とカメラマイコンＣ１０６の一連の処理は、シャッタースイッチＣ１０７が押下されてから、静止画撮影が終わるまで続けられ、静止画取り込みが終わった際には一連の処理が中止される。
【００７６】
実施例１の撮像装置によれば、変倍レンズが手動で変倍動作中にシャッターが押し下げられてＡＦ動作が指示された場合に、当該ＡＦ動作が指示されてからの変倍動作によって変倍レンズが移動したときでも、変倍動作に応じた合焦状態を維持できる。
【００７７】
図８は、実施例２の撮像装置の構成例を示す図である。実施例２の撮像装置は、変倍レンズの変倍動作中になされた合焦位置の検出指示に従って、位相差検出方式で合焦位置を検出する（位相差ＡＦ制御を行う）。そして、合焦位置が検出されたタイミングで、以下の処理を実行する。この撮像装置は、合焦カム軌跡と補正レンズの位置と変倍レンズの位置とに基づいて、合焦状態が維持される新たな合焦カム軌跡を決定し、補正レンズを、当該新たな合焦カム軌跡に追従するように駆動する。
【００７８】
図８に示す撮像装置が備える構成要素のうち、図１に示す撮像装置が備える構成要素と同一符号のものは、図１に示す撮像装置が備える構成要素と同様である。実施例２では、カメラ本体が、ハーフミラーＣ１０８、サブミラーＣ１０９、焦点検出ユニットＣ１１１、シャッタユニットＣ１１０を備える。また、実施例２では、カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御部Ｃ１０６２を備える。
【００７９】
ハーフミラーＣ１０８とサブミラーＣ１０９とが、ミラーユニットを構成する。ミラーユニットは、撮像光学系からの光路（以下、撮像光路という）上の位置（第１の位置）と該撮像光路外の位置（第２の位置）との間で移動可能である。ミラーユニットが撮像光路上に配置されている状態では、撮像光学系から入射してハーフミラーＣ１０８で反射された光は、ファインダー光学系Ｃ１１２に導かれる。また、撮像光学系から入射してハーフミラーＣ１０８を透過した光は、ハーフミラーＣ１０８の背後に配置されたサブミラーＣ１０９によって反射されて、焦点検出ユニットＣ１１１に導かれる。
【００８０】
また、ミラーユニットが撮像光路外に退避している状態では、撮像光学系から入射した光は、開放状態とされたシャッタユニットＣ１１０を通過して撮像素子Ｃ１０１に到達する。
【００８１】
シャッタユニットＣ１１０は、フォーカルプレンシャッタにより構成されており、撮像素子８の露光量を制御する。焦点検出ユニットＣ１１１は、サブミラーＣ１０９からの光を分割して少なくとも一対の像を形成する２次結像レンズ（図示せず）と、該少なくとも一対の像を光電変換する、不図示の受光センサ（エリアセンサ又はラインセンサ）とを有する。受光センサ上に一対の像が形成されることで、受光センサからは該一対の像に対応する一対の像信号が出力される。すなわち、焦点検出ユニットＣ１１１は、撮像光学系を通過する光を分割して一対の像信号を形成して出力する像信号出力手段として機能する。
【００８２】
カメラマイコンＣ１０６は、ミラーユニットの位置の制御を含むカメラ本体Ｃ１００カメラシステム全体の制御を司る。また、カメラマイコンＣ１０６は、焦点検出ユニットＣ１１１からの一対の像信号のずれ量に相当する位相差を相関演算により算出する。これにより、位相差が検出され、位相差検出方式でのＡＦ制御（位相差ＡＦ制御）が可能となる。
【００８３】
カメラマイコンＣ１０６が備える位相差ＡＦ制御部Ｃ１０６２は、位相差に基づいて撮像光学系の焦点状態を示すデフォーカス量を算出し、さらに該デフォーカス量に基づいて補正レンズＬ１０５の合焦位置Ｆａを決定する。カメラマイコンＣ１０６は、決定した合焦位置Ｆａを、レンズユニットｌ１００が備えるレンズマイコンＬ１０６に対して送信する。
【００８４】
図９は、実施例２の撮像装置によるレンズ制御処理を説明するフローチャートの一例である。実施例２のレンズユニットの制御方法は、図９を参照して説明する処理によって実現される。また、実施例２のコンピュータプログラムは、図９を参照して説明する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００８５】
レンズマイコンＬ１０６においては、レンズマイコンＬ１０６が備えるコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２およびカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、レンズ制御処理を実行する。また、カメラマイコンＣ１０６では、カメラマイコンＣ１０６が備える位相差ＡＦ制御部Ｃ１０６２が、レンズ制御処理を実行する。
【００８６】
まず、レンズマイコンＬ１０６の処理について説明する。レンズマイコンＬ１０６が、変倍レンズ位置センサＬ１０７から変倍レンズ位置Ｚを取得する。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ位置Ｆを取得する（ステップＬ９０１）。
【００８７】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラ本体Ｃ１００が備えるシャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＬ９０２）。レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＬ９０３に進む。レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、処理を終了する。
【００８８】
ステップＬ９０３において、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ９０１で取得した補正レンズ位置Ｆをカメラ本体Ｃ１００内にあるカメラマイコンＣ１０６に送信する（ステップＬ９０３）。
【００８９】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６から補正レンズの合焦位置Ｆａを受信する（ステップＬ９０４）。ステップＬ９０４においては、レンズマイコンＬ１０６は、さらに、合焦位置Ｆａを受信した時の変倍レンズ位置Ｚｐを取得する。なお、実施例２では、カメラマイコンＣ１０６は、位相差ＡＦ制御によって合焦位置Ｆａを検出するので、レンズマイコンＬ１０６がカメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆａを受信したタイミングにおける補正レンズの位置は、Ｆａである。従って、実施例２では、図６のステップＬ６０４の処理を省略することができる。
【００９０】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、図５を参照して説明した処理を実行して、補正レンズ位置Ｆａに対応する新たな合焦カム軌跡を生成する。そして、レンズマイコンＬ１０６が、生成された新たな合焦カム軌跡上における現在の変倍レンズ位置に対応する補正レンズ位置Ｆｂを目標位置として算出する（ステップＬ９０５）。
【００９１】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの駆動速度Ｖｄを以下の式に従って計算する。
Ｖｄ＝｜Ｆｂ−Ｆａ｜／ΔＴ
ΔＴは、変倍レンズがＺｐから現在の変倍レンズ位置に移動するのに要する時間である。ΔＴとして、予め決められたレンズマイコンＬ１０６の処理周期を用いてもよい。レンズマイコンＬ１０６は、算出された駆動速度Ｖｄがステッピングモータの予め決められた限界最大速度（脱調しない最大駆動速度）を超えてしまう場合は、Ｖｄとして限界最大速度を適用する。
【００９２】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標位置Ｆｔに合焦位置Ｆｄをセットする。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標駆動速度Ｖｔに駆動速度Ｖｄをセットする（ステップＬ９０７）。そして、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ９０７においてセットした補正レンズ目標位置Ｆｔと補正レンズ目標駆動速度Ｖｔとを補正レンズ駆動源Ｌ１０８に設定し（ステップＬ９０８）、レンズマイコンの処理を終了する。
【００９３】
次に、カメラマイコンＣ１０６の処理について説明する。まず、カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＣ９０１）。
【００９４】
カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＣ９０２に進む。
【００９５】
ステップＣ９０２において、カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御によって補正レンズの合焦位置を取得済みであるかを判断する（ステップＣ９０２）。ステップＣ９０２においては、カメラマイコンＣ１０６は、所定の記憶手段に記憶されている合焦取得フラグがセットされているかを判断する。合焦取得フラグは、合焦位置を取得済みであるか否かを示す。合焦取得フラグがセットされていることは、合焦位置を取得済みであることを示す。合焦取得フラグがクリアされていることは、合焦位置を取得済みでないことを示す。従って、合焦取得フラグがセットされている場合、カメラマイコンＣ１０６は、合焦位置を取得済みであると判断する。また、合焦取得フラグがクリアされている場合、カメラマイコンＣ１０６は、合焦位置を取得済みでないと判断する。
【００９６】
カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御によって補正レンズの合焦位置を取得済みであると判断した場合は、処理を終了する。カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御によって補正レンズの合焦位置を取得済みでないと判断した場合は、ステップＣ９０３に進む。
【００９７】
次に、カメラマイコンＣ１０６が、レンズマイコンＬ１０６から補正レンズ位置Ｆを取得する（ステップＣ９０３）。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御を実行する。すなわち、カメラマイコンＣ１０６が、焦点検出ユニットＣ１１１が出力した一対の像信号の位相差を検出し、位相差の検出結果に基づいて、撮像光学系のデフォーカス量を算出する。また、カメラマイコンＣ１０６が、算出したデフォーカス量とステップＣ９０３において取得した補正レンズ位置Ｆとに基づいて、補正レンズの合焦位置Ｆａを算出する（ステップＣ９０４）。
【００９８】
次に、カメラマイコンＣ１０６が、ステップＣ９０４において算出した補正レンズの合焦位置ＦａをレンズユニットＬ１００へ送信する（ステップＣ９０５）。そして、カメラマイコンＣ１０６が、合焦位置取得フラグをセットして（ステップＣ９０６）、処理を終了する。
【００９９】
一方、ステップＣ９０１において、カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、カメラマイコンＣ１０６が、合焦位置取得フラグをクリアして（ステップＣ９０７）、処理を終了する。
【０１００】
図９を参照して説明した処理は、カメラマイコンＣ１０６内およびレンズマイコンＬ１０６において所定の周期で繰り返される。すなわち、レンズマイコンＬ１０６とカメラマイコンＣ１０６の一連の処理は、シャッタースイッチＣ１０７が押下されてから、静止画撮影が終わるまで続けられ、静止画取り込みが終わった際には一連の処理が中止される。
【０１０１】
実施例２の撮像装置によれば、変倍レンズが手動で変倍動作中にシャッターが押し下げられてＡＦ動作が指示された場合に、変倍動作に応じた合焦状態を維持することができる。また、実施例２の撮像装置は、位相差検出方式で補正レンズの合焦位置を検出するので、山登り駆動により合焦位置を検出する場合に比べて、変倍動作に応じた合焦状態を維持するための合焦カム軌跡に補正レンズを迅速に追従させることができる。
【０１０２】
本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施例の一部を適宜組み合わせてもよい。
【０１０３】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｌ１００ レンズユニット
Ｌ１０６ レンズマイコン
Ｃ１００ カメラ本体
Ｃ１０６ カメラマイコン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニット、撮像装置、制御方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズユニットが交換可能なカメラシステムを採用した、カメラ、ビデオカメラ等の撮像装置が提案されている。撮影者が、このような撮像装置を用いてズーミング（変倍）操作を行う場合、撮影者は、変倍レンズ群とメカ連動する変倍操作部を手動で操作する。この撮像装置は、レンズ鏡筒に形成されたカムピンが係合するカム溝が設けられた移動カム環を備えている。撮影者による変倍操作部の操作に応じて、移動カム環が回転駆動し、レンズ鏡筒をカム溝に従って光軸方向に進退させる。
【０００３】
また、変倍レンズ群の変倍動作に伴う焦点面移動を補正するデータを用いて、変倍操作中のピントを維持するよう補正レンズ群を制御する、コンピュータズーム制御が提案されている。例えば、特許文献１は、ズームレンズの複数の位置に対応するフォーカスレンズの合焦位置の軌跡を選択し、選択した軌跡に従って変倍動作を行うビデオカメラを開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０５２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
変倍操作部と変倍レンズ群がメカ連動されている交換レンズを備えた撮像装置においては、以下のような問題がある。撮影者が、手動で変倍操作をしている最中にフォトボタンを押下してオートフォーカス（ＡＦ）動作を指示した場合を想定する。撮像装置が備える制御部が、合焦レンズ位置を判定、演算するのには、時間がかかるので、制御部が合焦レンズ位置を演算し終わるころには、変倍動作による変倍位置が、ＡＦ動作で合焦判定を行った時の変倍位置と異なってしまう。従って、正確な合焦位置が算出できなくなってしまう。
【０００６】
つまり、従来の撮像装置では、合焦判定中に変倍動作が行われることによって、合焦レンズ位置を維持できずにボケた状態になってしまう。特に、近年の高性能化に伴い、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子のサイズや画素数が飛躍的に進歩した状況下では、従来の撮像装置では、ユーザが要求する高性能なピント精度を満足できないという問題がある。なお、ＣＭＯＳは、Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒの略称である。
【０００７】
本発明は、変倍レンズが手動で変倍動作中にＡＦ動作が指示された場合に、変倍動作に応じた合焦状態が維持できるようにするレンズユニットおよび撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態のレンズユニットは、撮像装置本体に着脱可能である。前記レンズユニットは、変倍動作を行う変倍レンズと、該変倍レンズの変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する補正レンズとを含む撮像光学系と、前記変倍レンズとメカ機構で接続され、該変倍レンズを操作する変倍レンズ操作手段と、前記補正レンズを駆動する駆動手段と、複数の被写体距離毎の、前記変倍レンズの位置に対応する前記補正レンズの合焦位置の軌跡である合焦軌跡が予め記憶された第１の記憶手段と、前記変倍レンズ操作手段が前記変倍レンズを操作中に、前記レンズユニットが装着された撮像装置本体から、該撮像装置本体が検出した前記補正レンズの合焦位置を受信する受信手段と、前記受信手段が受信した前記合焦位置と、前記補正レンズが該合焦位置にあった時の前記変倍レンズの位置と、前記第１の記憶手段に記憶された前記合焦軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する決定手段と、前記変倍レンズの現在の位置と前記決定された新たな合焦軌跡とに基づいて、前記変倍レンズの現在の位置に対応する、前記新たな合焦軌跡上における前記補正レンズの位置を、前記補正レンズの目標位置として決定し、前記駆動手段に対して、前記補正レンズを前記目標位置に駆動するように指示する制御手段とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のレンズユニットによれば、ユーザが手動による変倍動作中にシャッターを押下げしてＡＦ動作を指示した場合に、変倍動作に応じた合焦状態を維持するように補正レンズを制御することができる。従って、変倍動作中に高性能なピント精度を維持させることが可能となり、撮影者の意図にあった良好な撮影状態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】合焦カム軌跡の例を示す図である。
【図３】合焦カム軌跡を示すテーブルデータの例を示す図である。
【図４】補正レンズの合焦カム軌跡追従方法の一例を説明する図である。
【図５】変倍レンズの移動方向の内挿方法を説明する図である。
【図６】実施例１の撮像装置によるレンズ制御処理を説明する図である。
【図７】山登り駆動を説明する図である。
【図８】実施例２の撮像装置の構成例を示す図である。
【図９】実施例２の撮像装置によるレンズ制御処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、実施例１の撮像装置の構成例を示す図である。実施例１の撮像装置は、変倍レンズの変倍動作中になされた合焦位置の検出指示に従って、ＴＶ−ＡＦ方式で合焦位置を検出する。そして、この撮像装置は、合焦位置が検出されたタイミングで、以下の処理を実行する。撮像装置は、合焦カム軌跡と補正レンズの位置と変倍レンズの位置とに基づいて、合焦状態が維持される新たな合焦カム軌跡を決定し、補正レンズを、当該新たな合焦カム軌跡に追従するように駆動する。合焦カム軌跡は、複数の被写体距離毎の、変倍レンズの位置に対応する補正レンズの合焦位置の軌跡（合焦軌跡）である。補正レンズの合焦位置は、撮像装置が備える撮像光学系が合焦状態となる場合の補正レンズの位置である。なお、以下の説明では、補正レンズの位置を補正レンズ位置とも記述する。また、変倍レンズの位置を変倍レンズ位置とも記述する。
【００１２】
図１に示す撮像装置は、例えば、交換レンズ式カメラシステムである。この撮像装置は、レンズユニットＬ１００と、カメラ本体Ｃ１００とを備える。カメラ本体Ｃ１００は、撮像装置本体である。レンズユニットＬ１００は、カメラ本体に対して着脱可能である。
【００１３】
被写体からの光は、レンズユニットＬ１００内の、固定されている第１のレンズ群Ｌ１０１、光軸方向に移動して変倍動作を行う変倍レンズＬ１０２、光量を調整する絞りＬ１０３を通る。さらに、被写体からの光は、固定されている第２のレンズ群Ｌ１０４、変倍に伴う焦点面の移動を補正する機能と焦点調節機能とを兼ね備えた補正レンズＬ１０５を通って、カメラ本体Ｃ１００内のＣＣＤ等の撮像素子Ｃ１０１へと結像される。ＣＣＤは、Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅの略称である。
【００１４】
補正レンズＬ１０５は、変倍レンズＬ１０２の変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正するレンズ（フォーカスレンズ）である。第１のレンズ群Ｌ１０１、変倍レンズＬ１０２、絞りＬ１０３、第２のレンズ群Ｌ１０４および補正レンズＬ１０５を、撮像光学系ともいう。なお、図中には、各レンズ群が１枚のレンズにより構成されているように記載されているが、各レンズ群が複数枚のレンズにより構成されていてもよい。
【００１５】
レンズユニットＬ１００は、変倍レンズＬ１０２の変倍操作を行う変倍操作部Ｌ１０９を備える。変倍レンズＬ１０２と変倍操作部Ｌ１０９とは、メカ的に連結しており、連動して動作する。すなわち、変倍操作部Ｌ１０９は、変倍レンズＬ１０２とメカ機構で接続され、該変倍レンズＬ１０２を操作する変倍レンズ操作手段として機能する。撮影者は、変倍操作部Ｌ１０９を手動で操作することを通じて、変倍レンズを駆動させる（変倍操作を行う）ことができる。変倍操作部Ｌ１０９は、レンズ鏡筒部に形成されたカムピンが係合するカム溝が設けられた移動カム環を有する。撮影者が移動カム環を回転操作、または伸縮操作することで、レンズ鏡筒部にある変倍レンズＬ１０２がカム溝に従って光軸方向に進退させる。これにより、撮影者が手動で変倍操作を行うことができる。
【００１６】
本実施例では、補正レンズが最後部（最も撮像素子側）にある、いわゆるリアフォーカス方式のレンズ構成を例にとって説明する。撮像装置に、中間部のレンズ群を補正レンズとして移動させるインナーフォーカス方式、または、その他のレンズ構成が適用されていてもよい。
【００１７】
一方、カメラ本体Ｃ１００内が備える撮像素子Ｃ１０１は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換部を有する画素を複数備える。この画素において、被写体像を光電変換し撮像画像を得ることができる。すなわち、撮像素子Ｃ１０１は、撮像光学系により形成される被写体像を撮像して電気信号を出力する撮像手段として機能する。なお、撮像素子Ｃ１０１は、それぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色それぞれについて設けられる、いわゆる３板式の撮像系であってもよい。
【００１８】
ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータＣ１０２は、撮像素子Ｃ１０１の出力をサンプリングしてゲイン調整し、ゲイン調整後の出力をデジタル化する。カメラ信号処理回路Ｃ１０３は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータＣ１０２からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、画像信号を生成する。カメラ信号処理回路Ｃ１０３は、ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３１を備える。
【００１９】
ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３１は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤコンバータＣ１０２からの全画素の出力信号のうち、焦点検出に用いられる領域の信号のみを通過した信号から、高周波成分や該高周波信号から生成した輝度差成分等を抽出して焦点信号を生成する。焦点信号は、撮像素子Ｃ１０１からの出力信号に基づいて生成される画像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表す。鮮鋭度は、撮像光学系の焦点状態によって変化するので、焦点信号は、結果的に、撮像光学系の合焦状態を表す信号（合焦評価信号）となる。
【００２０】
後述するカメラマイコンＣ１０６が備えるＡＦ制御部Ｃ１０６１は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３が生成した焦点信号を用いて、撮像光学系の合焦状態を評価する。すなわち、ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３１は、撮像素子Ｃ１０１が出力した電気信号に基づいて、合焦状態を評価するための信号である合焦評価信号を生成する生成手段として機能する。
【００２１】
表示装置Ｃ１０４は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３からの画像信号を表示する。記録装置Ｃ１０５は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３からの画像信号を磁気テープ、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録する。カメラマイコンＣ１０６は、カメラ信号処理回路Ｃ１０３からの出力に基づいて、レンズユニットＬ１００内の補正レンズ駆動源Ｌ１０８を制御し、補正レンズＬ１０５を光軸方向に移動させて焦点調節を行う、変調ＡＦ制御を行うための制御情報を出力する。この動作は、主にカメラマイコンＣ１０６内のＡＦ制御部Ｃ１０６１によって行われる。
【００２２】
シャッタースイッチＣ１０７は、静止画取り込み処理、ＡＦ制御の指示処理を実行する。シャッタースイッチＣ１０７は、２段階式の押下スイッチである。撮影者がシャッタースイッチＣ１０７を浅く押下した場合（半押し状態）は、ＡＦ合焦制御（ＡＦ合焦動作、測距処理）などが実行される。また、撮影者がシャッタースイッチ深く押下した場合（押下状態）は、カメラマイコンＣ１０６に対して、静止画取り込みの指示がされる。すなわち、シャッタースイッチＣ１０７は、押下されることによって、カメラマイコンＣ１０６に対して、補正レンズの合焦位置の検出を指示する指示手段として機能する。
【００２３】
レンズユニットＬ１００が備えるレンズマイコンＬ１０６は、カメラ本体内のカメラマイコンＣ１０６と情報を相互に送受信する。レンズマイコンＬ１０６は、ＡＦ制御部Ｃ１０６１が決定する補正レンズＬ１０５の移動方向（無限／至近）や移動速度などのＡＦ制御情報と、後述するレンズユニット固有のデータとに基づいて、補正レンズＬ１０５の駆動目標位置を演算する。そして、レンズマイコンＬ１０６は、補正レンズ駆動源Ｌ１０８を制御して、変倍に伴う焦点面移動の補正または焦点調節を行う。
【００２４】
補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、補正レンズＬ１０５を駆動する駆動手段である。補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、補正レンズＬ１０５を駆動するためのアクチュエータおよびそのドライバを備える。補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、例えば、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータおよびボイスコイルモータ等を備える。
【００２５】
レンズマイコンＬ１０６が備えるレンズ固有データ記憶部Ｌ１０６１には、レンズユニット固有のデータが予め記憶される（第１の記憶手段である）。レンズユニット固有のデータは、合焦カム軌跡、補正レンズ駆動源Ｌ１０８の制御分解能等である。前述のように、合焦カム軌跡は、複数の被写体距離毎の、変倍レンズの位置に対応する補正レンズの合焦位置の軌跡である。
【００２６】
コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、補正レンズ駆動部Ｌ１０８に指示して、補正レンズＬ１０５が合焦カム軌跡に追従するように補正レンズＬ１０５を駆動させる。これにより、変倍レンズＬ１０２の駆動に伴う焦点面の移動が補正される。
【００２７】
本発明の特有の動作として、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下の処理を実行する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、変倍操作部Ｌ１０９が変倍レンズＬ１０２を操作中に、レンズユニットが装着されたカメラ本体のカメラマイコンＣ１０６から、該カメラ本体Ｃ１００が検出した補正レンズの合焦位置を受信する受信手段として機能する。
【００２８】
また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、シャッタースイッチＣ１０７の押し下げによって、カメラマイコンＣ１０６に対して補正レンズＬ１０５の合焦位置の検出が指示された後、以下の処理を実行する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、変倍レンズ位置センサＬ１０７から変倍レンズＬ１０２の位置を取得する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、予め決められた時間間隔で変倍レンズＬ１０２の位置と補正レンズＬ１０５の位置とを関連づけて所定のバッファ（第２の記憶手段）に記憶する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２が、撮像装置Ｃ１０１による撮像周期間隔で、変倍レンズの位置と補正レンズの位置とをバッファに記憶するようにしてもよい。
【００２９】
また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置を受信した時の変倍レンズの位置と補正レンズの位置とをバッファから取得する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、取得した変倍レンズの位置と補正レンズの位置と、レンズ固有データ記憶部Ｌ１０６１内の合焦カム軌跡とに基づいて、合焦軌跡基準データを生成し、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３に渡す。合焦軌跡基準データは、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、合焦位置が受信された時の補正レンズの位置に対応する新たな合焦軌跡を生成するのに用いるデータである。
【００３０】
カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、合焦軌跡基準データに基づいて、合焦位置が受信された時の補正レンズの位置に対応する新たな合焦軌跡を生成する。すなわち、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２およびカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、決定手段として機能する。この決定手段は、受信された合焦位置及び補正レンズが合焦位置にあった時の変倍レンズの位置と、合焦カム軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する。
【００３１】
また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３から、上記新たな合焦カム軌跡を取得する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下の処理を実行する制御手段として機能する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、変倍レンズの現在の位置と、新たな合焦軌跡とに基づいて、変倍レンズの現在の位置に対応する、新たな合焦軌跡上における補正レンズの位置を、補正レンズの目標位置として決定する。そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、補正レンズ駆動源Ｌ１０８に対して、補正レンズＬ１０５を目標位置に駆動するように指示する。
【００３２】
補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２の指示に従って、補正レンズＬ１０５を目標位置に駆動する。これにより、手動による変倍動作中にＡＦ動作が指示された場合においても、変倍動作に応じた合焦状態が維持される。変倍レンズ位置センサＬ１０７は、変倍レンズＬ１０２の位置を検出して、検出結果をレンズマイコンＬ１０６のコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２に渡す。
【００３３】
以下に、レンズマイコンＬ１０６が実行する、変倍動作に伴う焦点面移動の補正制御であるコンピュータズーム制御について説明する。
【００３４】
図２は、合焦カム軌跡の例を示す図である。横軸は変倍レンズの位置、縦軸は補正レンズの位置（図中ではフォーカスレンズ位置と記述）を示す。図中に、複数の被写体距離に応じた合焦カム軌跡、すなわち変倍レンズの位置に対応する補正レンズの合焦位置を示す。レンズマイコンＬ１０６が、図２中に示す複数のカム軌跡の中から、被写体距離に応じたカム軌跡を選択し、選択したカム軌跡通りに補正レンズを移動させれば、合焦状態を維持したままの変倍動作が可能になる。
【００３５】
図３は、合焦カム軌跡を示すテーブルデータの例を示す図である。図３では、変倍レンズの位置に応じた、被写体距離別の補正レンズ位置データＡ（ｎ，ｖ）を示す。変数ｎの列方向に被写体距離、変数ｖの行方向に変倍レンズ位置（焦点距離）が変化している。ｎ＝０が無限遠の被写体距離を表し、ｎが大きくなるに従って被写体距離は最至近距離側に変化する。ｎ＝ｍは１ｃｍの被写体距離を示している。一方、ｖ＝０はワイド端を表す。ｖが大きくなるに従って、焦点距離が増し、ｖ＝ｓがテレ端の変倍レンズ位置を表している。従って、１列のテーブルデータで１本の合焦カム軌跡が描かれる。
【００３６】
図４は、リアフォーカスタイプのレンズシステムにおける補正レンズの合焦カム軌跡追従方法の一例を説明する図である。図４において、Ｚ０乃至Ｚ６は、変倍レンズの位置を示す。この例では、Ｚ０乃至Ｚ６は、変倍エリアの境界に該当する。ａ０乃至ａ６およびｂ０乃至ｂ６は、カメラマイコンＣ１０６内のレンズ固有データ記憶部Ｃ１０６１に予め記憶されている合焦カム軌跡上の補正レンズの位置に対応する点である。これらの補正レンズ位置に対応する点の集まり（ａ０乃至ａ６およびｂ０乃至ｂ６）が、代表的な被写体距離ごとの補正レンズが追従すべき合焦軌跡（代表軌跡）である。
【００３７】
また、ｐ０乃至ｐ６は、図４中に示す２つの代表軌跡に基づいて算出される、補正レンズが追従すべき合焦カム軌跡上の位置である。この合焦カム軌跡上の位置の算出式を以下に示す。
ｐ（ｎ＋１）
＝｜ｐ（ｎ）−ａ（ｎ）｜／｜ｂ（ｎ）−ａ（ｎ）｜×｜ｂ（ｎ＋１）−ａ（ｎ＋１）｜＋ａ（ｎ＋１）…式（１）
【００３８】
レンズマイコンＬ１０６のコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、図４において補正レンズがｐ０にある場合、上記式（１）式に従って、ｐ０が線分ｂ０ａ０を内分する比を求め、この比に従って線分ｂ１ａ１を内分する点をｐ１とする。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下、順次、ｐ２乃至ｐ６を求める。
【００３９】
そして、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、ｐ０乃至ｐ６を、合焦軌跡基準データとしてカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３に渡す。そして、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、ｐ０乃至ｐ６を結んで形成される軌跡を、ｐ０に対応する補正レンズの位置にある補正レンズが追従すべき合焦カム軌跡として特定する。また、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、ｐ１とｐ０との位置差と、変倍レンズがＺ０からＺ１まで移動するのに要する時間とから、合焦状態を維持するための補正レンズの移動速度を求める。
【００４０】
次に、変倍レンズの位置が変倍エリアの境界上にない場合における、補正レンズが追従すべき合焦カム軌跡の算出について説明する。
【００４１】
図５は、変倍レンズの移動方向の内挿方法を説明する図である。図５では、変倍レンズの位置を任意とする。図５において、縦軸は、補正レンズの位置を示す。横軸は、変倍レンズの位置を示す。変倍レンズの位置をＺ０，Ｚ１，・・Ｚｋ−１，Ｚｋ，・・Ｚｎとしたとき、カメラマイコンＣ１０６が記憶している合焦カム軌跡１００上の補正レンズ位置に対応する点は、被写体距離別に、
ａ０，ａ１，・・ａｋ−１，ａｋ，・・ａｎ
である。
【００４２】
また、合焦カム軌跡１０１上の補正レンズ位置に対応する点は、被写体距離別に、
ｂ０，ｂ１，・・ｂｋ−１，ｂｋ，・・ｂｎ
である。
【００４３】
コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２がカメラマイコンＣ１０６から補正レンズの合焦位置を受信した時に、変倍レンズ位置が変倍エリアの境界上でないＺｘにあり、補正レンズ位置がｐｘの位置である場合を想定する。レンズマイコンＬ１０６のコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、以下の式（２）、式（３）を用いて、ａｘ，ｂｘを求める。
ａｘ＝ａｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ａｋ−ａｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）…式（２）
ｂｘ＝ｂｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）×（ｂｋ−ｂｋ−１）／（Ｚｋ−Ｚｋ−１）…式（３）
【００４４】
つまり、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２はカメラマイコンＣ１０６から補正レンズの合焦位置を受信した時の変倍レンズの位置と、それを挟む２つの変倍エリア境界位置（図５におけるＺｋとＺｋ−１）とから得られる内分比に従い、以下の処理を実行する。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、記憶している合焦カム軌跡１００、１０１上の点（図５のａｋ，ａｋ−１，ｂｋ，ｂｋ−１）のうち、同一被写体距離のものを上記内分比で内分することにより、ａｘ，ｂｘを求める。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、ａｘ，ｂｘおよびｐｘを合焦軌跡基準データとしてカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３に渡す。
【００４５】
カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２から渡されたａｘ，ｂｘおよびｐｘと、合焦カム軌跡１００、１０１とに基づいて、以下の処理を実行する。カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、ａｘ，ｐｘ，ｂｘから得られる内分比に従い、合焦カム軌跡１００、１０１上の点（ａｋ，ａｋ−１，ｂｋ，ｂｋ−１）のうち、同一変倍レンズ位置のものを上記内分比で内分する。これにより、カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、図５中のｐｋ，ｐｋ−１を求める。カム軌跡特定制御部Ｌ１０６３は、ｐｋ−１，ｐｘ，ｐｋを結んで形成される軌跡を、ｐｘという補正レンズの位置にある補正レンズが追従すべき新たな合焦カム軌跡として特定する。
【００４６】
ここで、現在の変倍レンズの位置がＺｋであるものとする。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、上記特定された新たな合焦カム軌跡上の、Ｚｋに対応する点ｐｋを、補正レンズの目標位置として決定する。
【００４７】
ワイドからテレへの変倍時には、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、追従移動先の補正レンズ位置の点ｐｋと現在の補正レンズ位置の点ｐｘとの差を求める。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、求めた差と、変倍レンズがＺｘからＺｋまで移動するのに要する時間とに基づいて、合焦状態を維持するために必要な補正レンズの移動速度を求める。
【００４８】
また、テレからワイドへの変倍時には、コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、追従移動先の補正レンズ位置の点ｐｋ−１と現在の補正レンズ位置の点ｐｘとの差を求める。コンピュータズーム制御部Ｌ１０６２は、求めた差と、変倍レンズがＺｘからＺｋ−１まで移動するのに要する時間とに基づいて、合焦状態を維持するために必要な補正レンズの移動速度を求める。
【００４９】
図６は、実施例１の撮像装置によるレンズ制御処理を説明するフローチャートの一例である。実施例１のレンズユニットの制御方法は、図６を参照して説明する処理によって実現される。また、実施例１のコンピュータプログラムは、図６を参照して説明する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００５０】
レンズマイコンＬ１０６においては、レンズマイコンＬ１０６が備えるコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２およびカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、レンズ制御処理を実行する。また、カメラマイコンＣ１０６では、カメラマイコンＣ１０６が備えるＡＦ制御部Ｃ１０６１が、レンズ制御処理を実行する。なお、この例では、補正レンズ駆動源Ｌ１０８は、ステッピングモータである。
【００５１】
まず、レンズマイコンＬ１０６の処理について説明する。レンズマイコンＬ１０６が、変倍レンズ位置センサＬ１０７から変倍レンズ位置Ｚを取得する。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ位置Ｆを取得する（ステップＬ６０１）。レンズマイコンＬ１０６が、変倍操作部Ｌ１０９の位置を検出することにより変倍レンズＬ１０２の位置を演算推定してもよい。
【００５２】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ６０１で取得した補正レンズ位置Ｆをカメラ本体Ｃ１００内にあるカメラマイコンＣ１０６に送信する（ステップＬ６０２）。続いて、レンズマイコンＬ１０６が、カメラ本体Ｃ１００が備えるシャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＬ６０３）。シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたことは、ＡＦ動作が指示されたことを示す。
【００５３】
レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＬ６０３に進む。レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、ステップＬ６０５に進む。
【００５４】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、上記ステップＬ６０１において取得した変倍レンズ位置Ｚと補正レンズ位置Ｆとを関連づけて、シャッターが押下げられている間、所定のバッファ内に記憶し続ける。このバッファは、インデックスがバッファの最後を超えると最初に戻って記憶するリングバッファである。そして、レンズマイコンＬ１０６は、新しく取得されたデータと入れ替えで、古いデータをリングバッファから削除するようにする。
【００５５】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６から情報の送信を受ける。そして、レンズマイコンＬ１０６は、当該情報が含む、補正レンズの制御モードを示す情報に基づいて、補正レンズの制御モードが位置制御モードであるか、速度制御モードであるかを判断する（ステップＬ６０５）。カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が位置制御モードである場合、レンズマイコンＬ１０６は、補正レンズの制御モードが位置制御モードであると判断する。カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が位置制御モードである場合、当該カメラマイコンＣ１０６から受けた情報は、補正レンズの合焦位置Ｆｐを含む。
【００５６】
カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が速度制御モードである場合、レンズマイコンＬ１０６は、補正レンズの制御モードが速度制御モードであると判断する。カメラマイコンＣ１０６から受けた情報が含む補正レンズの制御モードを示す情報が速度制御モードである場合、当該カメラマイコンＣ１０６から受けた情報は、補正レンズのサーチ方向Ｄと補正レンズの駆動速度Ｖｓとを含む。位置制御モードとは、レンズマイコンＬ１０６が合焦位置Ｆｐを受信した時の補正レンズの位置に対応する新たな合焦カム軌跡を生成し、補正レンズを新たな合焦カム軌跡に追従させる制御モードである。速度制御モードとは、受信された補正レンズＬ１０５の駆動方向Ｄと駆動速度Ｖｔに従って補正レンズを制御端まで駆動させる制御モードである。
【００５７】
レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの制御モードが位置制御モードであると判断した場合は、ステップＬ６０６に進む。レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの制御モードが速度制御モードであると判断した場合は、ステップＬ６１０に進む。
【００５８】
ステップＬ６０６において、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆｐを受信した時の変倍レンズ位置Ｚｐをリングバッファから取得する（ステップＬ６０６）。このＺｐは、図５中のＺｘに対応する。ステップＬ６０６においては、レンズマイコンＬ１０６は、さらに、変倍レンズ位置Ｚｐに対応する補正レンズ位置Ｆを取得する。この補正レンズ位置Ｆは、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆｐを受信した時の補正レンズ位置であって、図５中のｐｘの位置に対応する。
【００５９】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、図５を参照して説明した処理を実行して、カメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆｐを受信した時の補正レンズ位置Ｆに対応する新たな合焦カム軌跡を生成する。そして、レンズマイコンＬ１０６が、生成された新たな合焦カム軌跡上における現在の変倍レンズ位置に対応する補正レンズ位置Ｆｃを目標位置として算出する。この補正レンズ位置Ｆｃは、例えば図５中のｐｋの位置に対応する。
【００６０】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの駆動速度Ｖｃを以下の式に従って計算する。
Ｖｃ＝｜Ｆｃ−Ｆ｜／ΔＴ
ΔＴは、変倍レンズがＺｐから現在の変倍レンズ位置に移動するのに要する時間である。ΔＴとして、予め決められたレンズマイコンＬ１０６の処理周期を用いてもよい。レンズマイコンＬ１０６は、算出された駆動速度Ｖｃがステッピングモータの予め決められた限界最大速度（脱調しない最大駆動速度）を超えてしまう場合は、Ｖｃとして限界最大速度を適用する。
【００６１】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標位置Ｆｔに合焦位置Ｆｃをセットする。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標駆動速度Ｖｔに駆動速度Ｖｃをセットする（ステップＬ６０９）。そして、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ６０９においてセットした補正レンズ目標位置Ｆｔと補正レンズ目標駆動速度Ｖｔとを補正レンズ駆動源Ｌ１０８に設定し（ステップＬ６１２）、レンズマイコンの処理を終了する。
【００６２】
一方、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの制御モードが速度制御モードであると判断した場合は、ステップＬ６１０に進む。そして、カメラマイコンＣ１０６から受信した補正レンズの駆動方向Ｄと補正レンズＬ１０５の駆動速度Ｖｓとに基づいて、補正レンズＦｓを目標位置として算出する。無限側ほど補正レンズＬ１０５の座標が小さくなるとするならば、レンズマイコンＬ１０６は、以下の式に従って、Ｆｓを決定する。
Ｆｓ＝Ｆｓ−Ｖｓ×ΔＴ （無限方向駆動）
Ｆｓ＝Ｆｓ＋Ｖｓ×ΔＴ （至近方向駆動）
【００６３】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標位置Ｆｔに合焦位置Ｆｓをセットする。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標駆動速度Ｖｔに補正レンズＬ１０５の駆動速度Ｖｓをセットし（ステップＬ６１１）、ステップＬ６１２に進む。
【００６４】
次に、カメラマイコンＣ１０６の処理について説明する。まず、カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＣ６０１）。
【００６５】
カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＣ６０２に進む。カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、処理を終了する。
【００６６】
ステップＣ６０２において、カメラマイコンＣ１０６が、レンズマイコンＬ１０６から補正レンズ位置Ｆを取得する取得手段として機能する。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードが位置制御モード、速度設定モードのいずれに設定されているかを判断する（ステップＣ６０３）。カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードが速度制御モードに設定されていると判断した場合は、ステップＣ６０４に進む。なお、この例では、補正レンズのデフォルトの制御モードは、速度制御モードであるものとする。
【００６７】
次に、ステップＣ６０４乃至Ｃ６０７において、カメラマイコンＣ１０６が、所定の速度で補正レンズＬ１０５を駆動させるＡＦサーチ処理（山登り駆動）を実行する。
【００６８】
図７は、山登り駆動を説明する図である。図７に示すグラフの横軸は補正レンズ１０５の位置を、縦軸は焦点信号（ＡＦ評価値）のレベル値を示す。
【００６９】
図７に示すように、実線で示すＡの動きでは、ＡＦ評価値がピークを越えてから減少する。従って、カメラマイコンＣ１０６が、ピーク位置（合焦位置）の存在を確認することができる。カメラマイコンＣ１０６が、ピーク位置の存在を確認した場合、カメラマイコンＣ１０６は、補正レンズをピーク位置近傍に戻すように制御してから山登り駆動を終了する。一方、点線で示すＢの動きでは、ピークが無く、ＡＦ評価値が単調に減少する。従って、カメラマイコンＣ１０６は、補正レンズの駆動方向が誤りであると判断する。
【００７０】
カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの駆動方向が誤りであると判断した場合、補正レンズの駆動方向を反転させて、山登り駆動を継続する。このように、補正レンズを駆動して、その間に得られたＡＦ評価値がピークとなるピーク位置又はその近傍を判定するのが山登り駆動である。
【００７１】
図６のステップＣ６０４において、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズのサーチ方向Ｄと、補正レンズの駆動速度Ｖｓと、補正レンズの制御モードが速度制御モードであることをレンズユニットＬ１００に送信する（ステップＣ６０４）。
【００７２】
次に、カメラマイコンＣ１０６が、ＡＦ信号処理回路Ｃ１０３から焦点信号を取得する。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、ステップＣ６０４で取得した焦点信号がピークを越えたかを判断する（ステップＣ６０６）。カメラマイコンＣ１０６が、焦点信号がピークを越えたと判断した場合は、ステップＣ６０６に進む。カメラマイコンＣ１０６が、焦点信号がピークを越えていないと判断した場合は、処理を終了する。
【００７３】
ステップＣ６０６において、カメラマイコンＣ１０６が、山登り駆動中のＡＦ評価値がピークとなる位置（以下、ピーク位置という）Ｆｐを検出し、取得する（ステップＣ６０７）。このＦｐが、撮像光学系が合焦状態となる時の補正レンズの位置（補正レンズの合焦位置）である。すなわち、カメラマイコンＣ１０６のＡＦ制御部Ｃ１０６１は、ステップＣ６０２において取得された補正レンズの位置に基づいて、補正レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段として機能する。そして、ＡＦ制御部Ｃ１０６１は、補正レンズ位置Ｆが取得された時に生成された焦点信号のレベル値、すなわち、補正レンズ位置Ｆに対応する焦点信号のレベル値に基づいて、補正レンズの合焦位置Ｆｐを検出する。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードとして位置制御モードを設定する（ステップＣ６０８）。
【００７４】
上記ステップＣ６０３において、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの制御モードが位置制御モードに設定されていると判断した場合は、ステップＣ６０９に進む。そして、カメラマイコンＣ１０６が、補正レンズの合焦位置Ｆｐと、補正レンズの制御モードが位置制御モードであることをレンズマイコンＬ１０６に送信する送信手段として機能する（ステップＣ６０９）。
【００７５】
図６を参照して説明した処理は、カメラマイコンＣ１０６内および、レンズマイコンＬ１０６において所定の周期で繰り返される。すなわち、レンズマイコンＬ１０６とカメラマイコンＣ１０６の一連の処理は、シャッタースイッチＣ１０７が押下されてから、静止画撮影が終わるまで続けられ、静止画取り込みが終わった際には一連の処理が中止される。
【００７６】
実施例１の撮像装置によれば、変倍レンズが手動で変倍動作中にシャッターが押し下げられてＡＦ動作が指示された場合に、当該ＡＦ動作が指示されてからの変倍動作によって変倍レンズが移動したときでも、変倍動作に応じた合焦状態を維持できる。
【００７７】
図８は、実施例２の撮像装置の構成例を示す図である。実施例２の撮像装置は、変倍レンズの変倍動作中になされた合焦位置の検出指示に従って、位相差検出方式で合焦位置を検出する（位相差ＡＦ制御を行う）。そして、合焦位置が検出されたタイミングで、以下の処理を実行する。この撮像装置は、合焦カム軌跡と補正レンズの位置と変倍レンズの位置とに基づいて、合焦状態が維持される新たな合焦カム軌跡を決定し、補正レンズを、当該新たな合焦カム軌跡に追従するように駆動する。
【００７８】
図８に示す撮像装置が備える構成要素のうち、図１に示す撮像装置が備える構成要素と同一符号のものは、図１に示す撮像装置が備える構成要素と同様である。実施例２では、カメラ本体が、ハーフミラーＣ１０８、サブミラーＣ１０９、焦点検出ユニットＣ１１１、シャッタユニットＣ１１０を備える。また、実施例２では、カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御部Ｃ１０６２を備える。
【００７９】
ハーフミラーＣ１０８とサブミラーＣ１０９とが、ミラーユニットを構成する。ミラーユニットは、撮像光学系からの光路（以下、撮像光路という）上の位置（第１の位置）と該撮像光路外の位置（第２の位置）との間で移動可能である。ミラーユニットが撮像光路上に配置されている状態では、撮像光学系から入射してハーフミラーＣ１０８で反射された光は、ファインダー光学系Ｃ１１２に導かれる。また、撮像光学系から入射してハーフミラーＣ１０８を透過した光は、ハーフミラーＣ１０８の背後に配置されたサブミラーＣ１０９によって反射されて、焦点検出ユニットＣ１１１に導かれる。
【００８０】
また、ミラーユニットが撮像光路外に退避している状態では、撮像光学系から入射した光は、開放状態とされたシャッタユニットＣ１１０を通過して撮像素子Ｃ１０１に到達する。
【００８１】
シャッタユニットＣ１１０は、フォーカルプレンシャッタにより構成されており、撮像素子８の露光量を制御する。焦点検出ユニットＣ１１１は、サブミラーＣ１０９からの光を分割して少なくとも一対の像を形成する２次結像レンズ（図示せず）と、該少なくとも一対の像を光電変換する、不図示の受光センサ（エリアセンサ又はラインセンサ）とを有する。受光センサ上に一対の像が形成されることで、受光センサからは該一対の像に対応する一対の像信号が出力される。すなわち、焦点検出ユニットＣ１１１は、撮像光学系を通過する光を分割して一対の像信号を形成して出力する像信号出力手段として機能する。
【００８２】
カメラマイコンＣ１０６は、ミラーユニットの位置の制御を含むカメラ本体Ｃ１００カメラシステム全体の制御を司る。また、カメラマイコンＣ１０６は、焦点検出ユニットＣ１１１からの一対の像信号のずれ量に相当する位相差を相関演算により算出する。これにより、位相差が検出され、位相差検出方式でのＡＦ制御（位相差ＡＦ制御）が可能となる。
【００８３】
カメラマイコンＣ１０６が備える位相差ＡＦ制御部Ｃ１０６２は、位相差に基づいて撮像光学系の焦点状態を示すデフォーカス量を算出し、さらに該デフォーカス量に基づいて補正レンズＬ１０５の合焦位置Ｆａを決定する。カメラマイコンＣ１０６は、決定した合焦位置Ｆａを、レンズユニットｌ１００が備えるレンズマイコンＬ１０６に対して送信する。
【００８４】
図９は、実施例２の撮像装置によるレンズ制御処理を説明するフローチャートの一例である。実施例２のレンズユニットの制御方法は、図９を参照して説明する処理によって実現される。また、実施例２のコンピュータプログラムは、図９を参照して説明する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００８５】
レンズマイコンＬ１０６においては、レンズマイコンＬ１０６が備えるコンピュータズーム制御部Ｌ１０６２およびカム軌跡特定制御部Ｌ１０６３が、レンズ制御処理を実行する。また、カメラマイコンＣ１０６では、カメラマイコンＣ１０６が備える位相差ＡＦ制御部Ｃ１０６２が、レンズ制御処理を実行する。
【００８６】
まず、レンズマイコンＬ１０６の処理について説明する。レンズマイコンＬ１０６が、変倍レンズ位置センサＬ１０７から変倍レンズ位置Ｚを取得する。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ位置Ｆを取得する（ステップＬ９０１）。
【００８７】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラ本体Ｃ１００が備えるシャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＬ９０２）。レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＬ９０３に進む。レンズマイコンＬ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、処理を終了する。
【００８８】
ステップＬ９０３において、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ９０１で取得した補正レンズ位置Ｆをカメラ本体Ｃ１００内にあるカメラマイコンＣ１０６に送信する（ステップＬ９０３）。
【００８９】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、カメラマイコンＣ１０６から補正レンズの合焦位置Ｆａを受信する（ステップＬ９０４）。ステップＬ９０４においては、レンズマイコンＬ１０６は、さらに、合焦位置Ｆａを受信した時の変倍レンズ位置Ｚｐを取得する。なお、実施例２では、カメラマイコンＣ１０６は、位相差ＡＦ制御によって合焦位置Ｆａを検出するので、レンズマイコンＬ１０６がカメラマイコンＣ１０６から合焦位置Ｆａを受信したタイミングにおける補正レンズの位置は、Ｆａである。従って、実施例２では、図６のステップＬ６０４の処理を省略することができる。
【００９０】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、図５を参照して説明した処理を実行して、補正レンズ位置Ｆａに対応する新たな合焦カム軌跡を生成する。そして、レンズマイコンＬ１０６が、生成された新たな合焦カム軌跡上における現在の変倍レンズ位置に対応する補正レンズ位置Ｆｂを目標位置として算出する（ステップＬ９０５）。
【００９１】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズの駆動速度Ｖｄを以下の式に従って計算する。
Ｖｄ＝｜Ｆｂ−Ｆａ｜／ΔＴ
ΔＴは、変倍レンズがＺｐから現在の変倍レンズ位置に移動するのに要する時間である。ΔＴとして、予め決められたレンズマイコンＬ１０６の処理周期を用いてもよい。レンズマイコンＬ１０６は、算出された駆動速度Ｖｄがステッピングモータの予め決められた限界最大速度（脱調しない最大駆動速度）を超えてしまう場合は、Ｖｄとして限界最大速度を適用する。
【００９２】
次に、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標位置Ｆｔに合焦位置Ｆｄをセットする。また、レンズマイコンＬ１０６が、補正レンズ目標駆動速度Ｖｔに駆動速度Ｖｄをセットする（ステップＬ９０７）。そして、レンズマイコンＬ１０６が、ステップＬ９０７においてセットした補正レンズ目標位置Ｆｔと補正レンズ目標駆動速度Ｖｔとを補正レンズ駆動源Ｌ１０８に設定し（ステップＬ９０８）、レンズマイコンの処理を終了する。
【００９３】
次に、カメラマイコンＣ１０６の処理について説明する。まず、カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたかを判断する（ステップＣ９０１）。
【００９４】
カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられたと判断した場合は、ステップＣ９０２に進む。
【００９５】
ステップＣ９０２において、カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御によって補正レンズの合焦位置を取得済みであるかを判断する（ステップＣ９０２）。ステップＣ９０２においては、カメラマイコンＣ１０６は、所定の記憶手段に記憶されている合焦取得フラグがセットされているかを判断する。合焦取得フラグは、合焦位置を取得済みであるか否かを示す。合焦取得フラグがセットされていることは、合焦位置を取得済みであることを示す。合焦取得フラグがクリアされていることは、合焦位置を取得済みでないことを示す。従って、合焦取得フラグがセットされている場合、カメラマイコンＣ１０６は、合焦位置を取得済みであると判断する。また、合焦取得フラグがクリアされている場合、カメラマイコンＣ１０６は、合焦位置を取得済みでないと判断する。
【００９６】
カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御によって補正レンズの合焦位置を取得済みであると判断した場合は、処理を終了する。カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御によって補正レンズの合焦位置を取得済みでないと判断した場合は、ステップＣ９０３に進む。
【００９７】
次に、カメラマイコンＣ１０６が、レンズマイコンＬ１０６から補正レンズ位置Ｆを取得する（ステップＣ９０３）。続いて、カメラマイコンＣ１０６が、位相差ＡＦ制御を実行する。すなわち、カメラマイコンＣ１０６が、焦点検出ユニットＣ１１１が出力した一対の像信号の位相差を検出し、位相差の検出結果に基づいて、撮像光学系のデフォーカス量を算出する。また、カメラマイコンＣ１０６が、算出したデフォーカス量とステップＣ９０３において取得した補正レンズ位置Ｆとに基づいて、補正レンズの合焦位置Ｆａを算出する（ステップＣ９０４）。
【００９８】
次に、カメラマイコンＣ１０６が、ステップＣ９０４において算出した補正レンズの合焦位置ＦａをレンズユニットＬ１００へ送信する（ステップＣ９０５）。そして、カメラマイコンＣ１０６が、合焦位置取得フラグをセットして（ステップＣ９０６）、処理を終了する。
【００９９】
一方、ステップＣ９０１において、カメラマイコンＣ１０６が、シャッタースイッチＣ１０７が押下げられていないと判断した場合は、カメラマイコンＣ１０６が、合焦位置取得フラグをクリアして（ステップＣ９０７）、処理を終了する。
【０１００】
図９を参照して説明した処理は、カメラマイコンＣ１０６内およびレンズマイコンＬ１０６において所定の周期で繰り返される。すなわち、レンズマイコンＬ１０６とカメラマイコンＣ１０６の一連の処理は、シャッタースイッチＣ１０７が押下されてから、静止画撮影が終わるまで続けられ、静止画取り込みが終わった際には一連の処理が中止される。
【０１０１】
実施例２の撮像装置によれば、変倍レンズが手動で変倍動作中にシャッターが押し下げられてＡＦ動作が指示された場合に、変倍動作に応じた合焦状態を維持することができる。また、実施例２の撮像装置は、位相差検出方式で補正レンズの合焦位置を検出するので、山登り駆動により合焦位置を検出する場合に比べて、変倍動作に応じた合焦状態を維持するための合焦カム軌跡に補正レンズを迅速に追従させることができる。
【０１０２】
本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施例の一部を適宜組み合わせてもよい。
【０１０３】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【０１０４】
Ｌ１００ レンズユニット
Ｌ１０６ レンズマイコン
Ｃ１００ カメラ本体
Ｃ１０６ カメラマイコン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置本体に着脱可能なレンズユニットであって、
変倍動作を行う変倍レンズと、該変倍レンズの変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する補正レンズとを含む撮像光学系と、
前記変倍レンズとメカ機構で接続され、該変倍レンズを操作する変倍レンズ操作手段と、
前記補正レンズを駆動する駆動手段と、
複数の被写体距離毎の、前記変倍レンズの位置に対応する前記補正レンズの合焦位置の軌跡である合焦軌跡が予め記憶された第１の記憶手段と、
前記変倍レンズ操作手段が前記変倍レンズを操作中に、前記レンズユニットが装着された撮像装置本体から、該撮像装置本体が検出した前記補正レンズの合焦位置を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記合焦位置と、前記補正レンズが該合焦位置にあった時の前記変倍レンズの位置と、前記第１の記憶手段に記憶された前記合焦軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する決定手段と、
前記変倍レンズの現在の位置と前記決定された新たな合焦軌跡とに基づいて、前記変倍レンズの現在の位置に対応する、前記新たな合焦軌跡上における前記補正レンズの位置を、前記補正レンズの目標位置として決定し、前記駆動手段に対して、前記補正レンズを前記目標位置に駆動するように指示する制御手段とを備える
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
予め決められた時間間隔で前記変倍レンズの位置と前記補正レンズの位置とを関連づけて記憶する第２の記憶手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記撮像手段による撮像周期間隔で、前記変倍レンズの位置と前記補正レンズの位置とを前記第２の記憶手段に記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズユニットを着脱可能な撮像装置であって、
前記撮像装置に装着された前記レンズユニットが備える撮像光学系により形成される被写体像を撮像して電気信号を出力する撮像手段と、
前記撮像光学系に含まれる補正レンズの合焦位置の検出を指示する指示手段と、
前記補正レンズの合焦位置の検出を指示された場合に、前記撮像装置に装着された前記レンズユニットから前記補正レンズの位置を取得する取得手段と、
前記取得された前記補正レンズの位置に基づいて、前記補正レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記検出された前記補正レンズの合焦位置を前記撮像装置に装着された前記レンズユニットに送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記撮像手段が出力した電気信号に基づいて、合焦状態を評価するための信号である合焦評価信号を生成する生成手段を備え、
前記合焦位置検出手段は、前記補正レンズの位置に対応する前記合焦評価信号のレベル値に基づいて、前記補正レンズの合焦位置を検出する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像光学系を通過する光を分割して一対の像信号を形成して出力する像信号出力手段を備え、
前記合焦位置検出手段は、前記出力された一対の像の位相差を検出し、該位相差の検出結果に基づいて、前記撮像光学系のデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量と前記取得された前記補正レンズの位置に基づいて、前記補正レンズの合焦位置を検出する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
変倍動作を行う変倍レンズと、該変倍レンズの変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する補正レンズとを含む撮像光学系と、撮像装置本体に着脱可能なレンズユニットの制御方法であって、
前記変倍レンズとメカ機構で接続された変倍レンズ操作手段が、前記変倍レンズを操作する工程と、
前記変倍レンズ操作手段が前記変倍レンズを操作中に、前記レンズユニットが装着された撮像装置本体から、該撮像装置本体が検出した前記補正レンズの合焦位置を受信する工程と、
前記受信された前記合焦位置及び前記補正レンズが該合焦位置にあった時の前記変倍レンズの位置と、予め記憶手段に記憶された、複数の被写体距離毎の、前記変倍レンズの位置に対応する前記補正レンズの合焦位置の軌跡である合焦軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する工程と、
前記変倍レンズの現在の位置と前記決定された新たな合焦軌跡とに基づいて、前記変倍レンズの現在の位置に対応する、前記新たな合焦軌跡上における前記補正レンズの位置を、前記補正レンズの目標位置として決定する工程と、
前記補正レンズを前記目標位置に駆動する工程とを有する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項１】
撮像装置本体に着脱可能なレンズユニットであって、
変倍動作を行う変倍レンズと、該変倍レンズの変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する補正レンズとを含む撮像光学系と、
前記変倍レンズとメカ機構で接続され、該変倍レンズを操作する変倍レンズ操作手段と、
前記補正レンズを駆動する駆動手段と、
複数の被写体距離毎の、前記変倍レンズの位置に対応する前記補正レンズの合焦位置の軌跡である合焦軌跡が予め記憶された第１の記憶手段と、
前記変倍レンズ操作手段が前記変倍レンズを操作中に、前記レンズユニットが装着された撮像装置本体から、該撮像装置本体が検出した前記補正レンズの合焦位置を受信する受信手段と、
前記受信手段が受信した前記合焦位置と、前記補正レンズが該合焦位置にあった時の前記変倍レンズの位置と、前記第１の記憶手段に記憶された前記合焦軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する決定手段と、
前記変倍レンズの現在の位置と前記決定された新たな合焦軌跡とに基づいて、前記変倍レンズの現在の位置に対応する、前記新たな合焦軌跡上における前記補正レンズの位置を、前記補正レンズの目標位置として決定し、前記駆動手段に対して、前記補正レンズを前記目標位置に駆動するように指示する制御手段とを備える
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
予め決められた時間間隔で前記変倍レンズの位置と前記補正レンズの位置とを関連づけて記憶する第２の記憶手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記撮像手段による撮像周期間隔で、前記変倍レンズの位置と前記補正レンズの位置とを前記第２の記憶手段に記憶する
ことを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレンズユニットを着脱可能な撮像装置であって、
前記撮像装置に装着された前記レンズユニットが備える撮像光学系により形成される被写体像を撮像して電気信号を出力する撮像手段と、
前記撮像光学系に含まれる補正レンズの合焦位置の検出を指示する指示手段と、
前記補正レンズの合焦位置の検出を指示された場合に、前記撮像装置に装着された前記レンズユニットから前記補正レンズの位置を取得する取得手段と、
前記取得された前記補正レンズの位置に基づいて、前記補正レンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記検出された前記補正レンズの合焦位置を前記撮像装置に装着された前記レンズユニットに送信する送信手段とを備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記撮像手段が出力した電気信号に基づいて、合焦状態を評価するための信号である合焦評価信号を生成する生成手段を備え、
前記合焦位置検出手段は、前記補正レンズの位置に対応する前記合焦評価信号のレベル値に基づいて、前記補正レンズの合焦位置を検出する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像光学系を通過する光を分割して一対の像信号を形成して出力する像信号出力手段を備え、
前記合焦位置検出手段は、前記出力された一対の像の位相差を検出し、該位相差の検出結果に基づいて、前記撮像光学系のデフォーカス量を算出し、該デフォーカス量と前記取得された前記補正レンズの位置に基づいて、前記補正レンズの合焦位置を検出する
ことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
変倍動作を行う変倍レンズと、該変倍レンズの変倍動作に伴う焦点面位置の変化を補正する補正レンズとを含む撮像光学系と、撮像装置本体に着脱可能なレンズユニットの制御方法であって、
前記変倍レンズとメカ機構で接続された変倍レンズ操作手段が、前記変倍レンズを操作する工程と、
前記変倍レンズ操作手段が前記変倍レンズを操作中に、前記レンズユニットが装着された撮像装置本体から、該撮像装置本体が検出した前記補正レンズの合焦位置を受信する工程と、
前記受信された前記合焦位置及び前記補正レンズが該合焦位置にあった時の前記変倍レンズの位置と、予め記憶手段に記憶された、複数の被写体距離毎の、前記変倍レンズの位置に対応する前記補正レンズの合焦位置の軌跡である合焦軌跡とに基づいて、新たな合焦軌跡を決定する工程と、
前記変倍レンズの現在の位置と前記決定された新たな合焦軌跡とに基づいて、前記変倍レンズの現在の位置に対応する、前記新たな合焦軌跡上における前記補正レンズの位置を、前記補正レンズの目標位置として決定する工程と、
前記補正レンズを前記目標位置に駆動する工程とを有する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−５７７５１（Ｐ２０１３−５７７５１Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５２６５（Ｐ２０１１−１９５２６５）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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