撮像装置及びレンズユニット
【課題】 交換レンズシステムにおいて、所定時間内にレンズユニット側がフォーカスレンズの移動を完了できなかった場合、カメラ側は適切なＡＦ評価値を用いて焦点調節制御できないおそれがある。
【解決手段】 レンズ側制御手段は、撮像装置から受信した移動量をフォーカスレンズが所定時間内に移動できないとき、移動可能でないことを撮像装置に通知するとともに、当該移動量の分フォーカスレンズを移動させる。撮像装置側の制御手段は、レンズユニットからの通知により、所定時間内にフォーカスレンズが当該移動量を移動できないと判断すると、フォーカスレンズの移動完了を待った後で、フォーカスレンズが停止する間における撮像手段の電荷蓄積からＡＦ評価値を生成し、当該ＡＦ評価値を用いて焦点調節制御を行う。
【解決手段】 レンズ側制御手段は、撮像装置から受信した移動量をフォーカスレンズが所定時間内に移動できないとき、移動可能でないことを撮像装置に通知するとともに、当該移動量の分フォーカスレンズを移動させる。撮像装置側の制御手段は、レンズユニットからの通知により、所定時間内にフォーカスレンズが当該移動量を移動できないと判断すると、フォーカスレンズの移動完了を待った後で、フォーカスレンズが停止する間における撮像手段の電荷蓄積からＡＦ評価値を生成し、当該ＡＦ評価値を用いて焦点調節制御を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニットを交換可能な撮像装置、及び当該撮像装置に着脱可能なレンズユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラ等のオートフォーカス方式は、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を検出した値をＡＦ評価値として、それが最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御する方式（以下、ＴＶＡＦ方式）が撮像装置のオートフォーカス方式として主流である。
【０００３】
前記ＴＶＡＦ方式のＡＦ評価値としては、一般にある帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号の高周波成分のレベルを用いて生成される。図２は、ＴＶＡＦ方式におけるフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係の一例を示している。通常の被写体像を撮影した場合、図２のように焦点が合ってくるにしたがってＡＦ評価値は大きくなり、そのレベルが最大になる点が合焦位置となる。
【０００４】
特許文献１には、レンズユニットが交換できるビデオカメラにおいて、カメラ本体内で撮像信号から抽出された焦点信号を本体マイコンがレンズユニットに送信し、レンズユニット内のレンズマイコンがＡＦ制御を行うことが記載されている。レンズマイコンは受信した焦点信号に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、抽出した焦点信号に基づいてカメラ内のマイコンがフォーカスレンズの駆動制御を決定し、レンズマイコンにフォーカスレンズの駆動命令を送信するシステムが想定される。ここで、撮像素子の露光に同期する垂直同期信号を用いてウォブリング動作を行うような場合、焦点信号生成のための電荷蓄積中はフォーカスレンズを停止させる必要がある。そのため、フォーカスレンズを移動できるタイミングは、焦点信号生成のための電荷蓄積が行われない時間内に制限される。したがって、レンズマイコンは当該タイミングの間にカメラマイコンからの指示通りフォーカスレンズの移動を完了させなければならない。しかしながら、時間内にフォーカスレンズがカメラマイコンから指示された目標位置へ到達できない場合、カメラマイコンは適切なＡＦ評価値を用いて焦点調節制御できないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑みて、第１の本発明は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を備えたレンズユニットを着脱可能で、前記撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出した焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を決定し、当該移動量の情報を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、前記制御手段は、前記レンズユニットに送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを示す情報を前記レンズユニットから受信し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能であることを示す情報を受信したとき、第１のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第１の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能でないことを示す情報を受信したとき、前記第１の焦点信号を用いずに、前記フォーカスレンズの移動完了後、前記フォーカスレンズが停止している第２のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第２の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定することを特徴とする撮像装置である。
【０００８】
第２の本発明は、撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から前記フォーカスレンズの移動量の情報を受信し、当該移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを前記制御手段に通知することを特徴とするレンズユニットである。
【０００９】
第３の本発明は、撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記制御手段へ所定の信号を送信し、当該所定の信号は、その信号レベルに応じて前記制御手段が焦点調節制御に用いる焦点信号を変更する信号であることを特徴とするレンズユニットである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズユニット側が所定時間内にフォーカスレンズの移動を完了できないとき、移動完了を待った後で、フォーカスレンズを停止させる間の電荷蓄積からＡＦ評価値を生成し、当該ＡＦ評価値を用いて適切なＡＦ制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態であるカメラの構成
【図２】ＴＶＡＦ評価値信号を説明する図
【図３】ＴＶＡＦ枠を説明する図
【図４】本発明の実施形態のＴＶＡＦのフローチャート
【図５】本発明の実施形態の微小駆動の制御を示すフローチャート
【図６】本発明の実施形態の微小駆動を説明する図
【図７】ＣＭＯＳセンサの蓄積タイミングを説明する図
【図８】本発明の実施形態のカメラマイコンとレンズマイコンの処理のタイミングチャート
【図９】本発明の実施形態のカメラマイコンとレンズマイコンの通信データを示す図
【図１０】本発明の実施形態でフォーカスレンズの駆動遅れ発生時の微小駆動を説明する図
【図１１】本発明の実施形態の山登り駆動の制御を示すフローチャート
【図１２】山登り駆動を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
【００１３】
図１は、交換レンズシステムを採用したカメラの構成を示す図である。同図において、レンズユニット１１７はカメラユニット１１８に対して着脱自在である。
【００１４】
被写体からの光は、レンズユニット１１７内の固定されている第１のレンズ群１０１、変倍を行う第２のレンズ群１０２、絞り１０３、固定されている第３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群１０５（以下フォーカスレンズと称す）からなる撮像光学系を通って、カメラユニット内の撮像手段としての撮像素子１０６へと結像される。カメラユニット内の撮像素子１０６は、ＣＭＯＳセンサなどにより構成される光電変換素子である。撮像素子１０６に結像された像は、光電変換されて増幅器１０７で最適なレベルに増幅された後、カメラ信号処理回路１０８へと入力される。
【００１５】
カメラ信号処理回路１０８は、増幅器１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。ＬＣＤ等により構成されるモニタ１０９は、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。記録部１１０は、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００１６】
ＴＶＡＦゲート１１３は、増幅器１０７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す。抽出手段としてのＴＶＡＦ信号処理回路１１４は、ＴＶＡＦゲート１１３を通過した信号から高周波成分を抽出してＴＶＡＦ評価値信号を生成する。ＴＶＡＦ評価値信号は、カメラマイコン１１６に出力される。ＴＶＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものである。コントラスト状態は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、ＴＶＡＦ評価値信号は、結果的に図２のように撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
【００１７】
図３は、撮像画面におけるＴＶＡＦ枠を示している。制御手段としてのカメラマイコン１１６は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、図３のように撮像画面に対して所定の割合でＴＶＡＦ枠を設定するようにＴＶＡＦゲート１１３を制御する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ信号処理回路１１４から取得したＴＶＡＦ評価値信号に基づいてフォーカスレンズ１０５の駆動命令を決定し、レンズ側制御手段としてのレンズマイコン１１５に送信する。
【００１８】
ズーム駆動源１１１は変倍レンズ１０２を移動させるための駆動源である。フォーカス駆動源１１２（駆動手段）は、フォーカスレンズ１０５を移動させるための駆動源である。ズーム駆動源１１１及びフォーカス駆動源１１２は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。レンズマイコン１１５は、カメラマイコン１１６から受信した駆動命令に基づいてフォーカス駆動源１１２の駆動を制御し、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う。
【００１９】
次に、カメラマイコン１１６で行われるＴＶＡＦ制御について、図４以降の図を用いて説明する。このＴＶＡＦ制御は、カメラマイコン１１６内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。実際のフォーカスレンズ１０５の駆動は、レンズマイコン１１５で行われる。
【００２０】
Ｓｔｅｐ４０１は処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ４０２で、カメラマイコン１１６は、微小駆動動作を行うようレンズマイコン１１に指示する。そして、カメラマイコン１１６は、微小駆動動作の結果により、合焦か、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。細かい動作の説明は図５に譲る。Ｓｔｅｐ４０３において、カメラマイコン１１６はＳｔｅｐ４０２で合焦判定できたかどうか判別する。カメラマイコン１１６は、合焦判定できた場合はＳｔｅｐ４０７へ進み合焦停止・再起動判定処理を行い、合焦判定できていない場合はＳｔｅｐ４０４へ進む。
【００２１】
Ｓｔｅｐ４０４において、カメラマイコン１１６は、Ｓｔｅｐ４０２で判別した方向に、所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動させるようレンズマイコン１１に指示し、山登り駆動の過程でＴＶＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を探す。細かい動作の説明は図１１に譲る。Ｓｔｅｐ４０５では、カメラマイコン１１６は、山登り駆動動作中に取得したＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻すよう、レンズマイコン１１５に指示する。Ｓｔｅｐ４０６において、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が戻ったかどうか判別する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が戻っていると判別した場合、Ｓｔｅｐ４０２へ戻り再び微小駆動動作を行うようレンズマイコン１１５に指示する。一方、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が戻っていないと判別した場合、Ｓｔｅｐ４０５へ戻り、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻す動作を継続するようレンズマイコン１１５に指示する。
【００２２】
次に、Ｓｔｅｐ４０７からの合焦停止・再起動判定処理について説明する。Ｓｔｅｐ４０７では、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ信号処理回路１１４からＴＶＡＦ評価値を取得する。Ｓｔｅｐ４０８では、カメラマイコン１１６は、合焦判定された合焦位置へフォーカスレンズを移動するようにレンズマイコン１１５に制御命令を通信する。Ｓｔｅｐ４０９では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５と通信し、フォーカスレンズ位置を取得する。Ｓｔｅｐ４１０では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が合焦位置へ移動したかどうかを判別する。カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が合焦位置へ移動したと判別すればＳｔｅｐ４１１へ進み、移動していないと判別すればＳｔｅｐ４０７へ戻る。Ｓｔｅｐ４１１では、カメラマイコン１１６は、合焦位置におけるＴＶＡＦ評価値を保持する。Ｓｔｅｐ４１２では、カメラマイコン１１６は、最新のＴＶＡＦ評価値を取得する。Ｓｔｅｐ４１３では、カメラマイコン１１６は、Ｓｔｅｐ４１１で保持したＴＶＡＦ評価値とＳｔｅｐ４１２で取得した最新のＴＶＡＦ評価値とを比較し、ＴＶＡＦ評価値の変動が大きいかどうか判定する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が大きく変動したと判定すれば、被写体が変わったものとして、Ｓｔｅｐ４０２へ進み微小駆動動作を再開するようレンズマイコン１１５に指示する。一方、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が大きく変動していないと判断すれば、Ｓｔｅｐ４１２へ戻る。
【００２３】
次に、Ｓｔｅｐ４０２の微小駆動動作について説明する。図５は、微小駆動制御のフローチャートである。Ｓｔｅｐ５０１は、処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ５０２では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５と通信する。カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５へフォーカスレンズ駆動命令（フォーカスレンズ１０５の目標位置、駆動スピード）を送信する。また、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５からフォーカスレンズ位置、目標位置到達判定のデータを受信する。
【００２４】
Ｓｔｅｐ５０３では、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５を駆動する駆動周期、及び通信してからフォーカスレンズ１０５の駆動開始までの駆動ディレイ時間を求める。駆動ディレイ時間とは、ＴＶＡＦ枠に対応する領域における撮像素子１０６の電荷蓄積中にフォーカスレンズ１０５を停止させるように、蓄積時間とフォーカスレンズ駆動の位相を調整するための時間である。本実施例では駆動周期を２Ｖに設定しており、１Ｖの間にフォーカスレンズ１０５を駆動し、１Ｖの間停止させる、を繰り返す。なお、駆動周期はこれに限定されるものではない。
【００２５】
Ｓｔｅｐ５０４では、カメラマイコン１１６は、現在のＭｏｄｅが０か判別し、０であればＳｔｅｐ５０５へ進み後述の至近側のフォーカスレンズ位置における処理を行う。Ｍｏｄｅが０でなければＳｔｅｐ５１１へ進む。
【００２６】
＜至近側のフォーカスレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５０５では、カメラマイコン１１６は至近側のフォーカスレンズ位置における処理が初めて（前回の処理で以下の到達判定でＮＧとなっていない）かどうか判定する。ＮｏであればＳｔｅｐ５０７へ進み、ＹｅｓであればＳｔｅｐ５０６でカメラマイコン１１６はＴＶＡＦ評価値を無限側（無限側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。
【００２７】
Ｓｔｅｐ５０７では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５から受信した目標位置到達判定がＯＫか判定する。ＯＫでなければＳｔｅｐ５０９へ進み、ＯＫであればＳｔｅｐ５０８でカメラマイコン１１６はＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。
【００２８】
＜共通の処理＞
Ｓｔｅｐ５０９において、カメラマイコン１１６は、所定回数１連続して合焦方向と判断される方向が同一であればＳｔｅｐ５２９へ進み、そうでなければＳｔｅｐ５１０へ進む。Ｓｔｅｐ５１０においては、所定回数２フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していればＳｔｅｐ５３０へ進み、所定回数２フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していなければＳｔｅｐ５０２へ戻る。
【００２９】
Ｓｔｅｐ５２９では、カメラマイコン１１６は方向判別できたとして、Ｓｔｅｐ５３２へ進み処理を終了し山登り駆動へ移行する。
【００３０】
Ｓｔｅｐ５３０においては、カメラマイコン１１６は、所定回数２フォーカスレンズ１０５が往復を繰り返していた期間におけるフォーカスレンズ位置の平均位置を合焦位置として演算する。Ｓｔｅｐ５３１ではカメラマイコン１１６は合焦判定できたとして、Ｓｔｅｐ５３２へ進み処理を終了し合焦停止・再起動判定へ移行する。
【００３１】
Ｓｔｅｐ５１１では、カメラマイコン１１６は、現在のＭｏｄｅが１か判別する。１であればＳｔｅｐ５１２へ進み後述のフォーカスレンズ１０５を無限に駆動する処理を行い、１でなければＳｔｅｐ５１８へ進む。
【００３２】
＜フォーカスレンズを無限に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５１２では、カメラマイコン１１６は、振動振幅と中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
【００３３】
Ｓｔｅｐ５１３では、カメラマイコン１１６は、前述のＭｏｄｅ＝０における無限側ＴＶＡＦ評価値と後述のＭｏｄｅ＝２における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較する。無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５１４へ進み、無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５１５へ進む。
【００３４】
Ｓｔｅｐ５１４では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅と設定する。Ｓｔｅｐ５１５では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅と設定する。Ｓｔｅｐ５１６では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５を無限方向へＳｔｅｐ５１４あるいはＳｔｅｐ５１５で決められた振幅で駆動するようレンズマイコン１１５に指示する。
【００３５】
Ｓｔｅｐ５１７では、カメラマイコン１１６は、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。
【００３６】
Ｓｔｅｐ５１８では、カメラマイコン１１６は、現在のＭｏｄｅが２か判別する。２であればＳｔｅｐ５１９へ進み、カメラマイコン１１６は後述の無限のフォーカスレンズ位置における処理を行い、２でなければＳｔｅｐ５２３へ進む。
【００３７】
＜無限側のフォーカスレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５１９では、カメラマイコン１１６は、無限側のフォーカスレンズ位置における処理が初めて（前回の処理で以下の到達判定でＮＧとなっていない）かどうか判定する。ＮｏであればＳｔｅｐ５２１へ進み、ＹｅｓであればＳｔｅｐ５２０でカメラマイコン１１６はＴＶＡＦ評価値を至近側（至近側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。
【００３８】
Ｓｔｅｐ５２１では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５から受信した目標位置到達判定がＯＫか判定する。ＯＫでなければＳｔｅｐ５０９へ進み、ＯＫであればＳｔｅｐ５２２でカメラマイコン１１６はＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。
【００３９】
＜フォーカスレンズを至近に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５２３では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の振動振幅と中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
【００４０】
Ｓｔｅｐ５２４では、カメラマイコン１１６は、前述のＭｏｄｅ＝０における無限側ＴＶＡＦ評価値と前述のＭｏｄｅ＝２における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較する。至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５２５へ進み、至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５２６へ進む。
【００４１】
Ｓｔｅｐ５２５では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅と設定する。Ｓｔｅｐ５２６では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅と設定する。
【００４２】
Ｓｔｅｐ５２７では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５を無限方向へＳｔｅｐ５２５あるいはＳｔｅｐ５２６で決められた振幅で駆動するようレンズマイコン１１５へ指示する。
【００４３】
Ｓｔｅｐ５２８では、カメラマイコン１１６は、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。
【００４４】
図６は、上記フォーカスレンズ動作の時間経過を示している。ここで横軸は時間で、最上部にある下に凸の周期は映像信号のＶ同期信号を表す。Ｖ同期信号の下のひし形はＣＭＯＳセンサの蓄積時間、その下のＥＶｘはそのタイミングで得られるＴＶＡＦ評価値、その下はフォーカスレンズ位置を表す。本実施例では、１Ｖが１／６０秒の場合を示している。ＣＭＯＳセンサの駆動について図７を用いて説明する。図７の左は撮像面と走査ラインを示している。右は、各走査ラインごとの電荷の蓄積時間、転送時間を示している。ＣＭＯＳセンサは、ローリングシャッターと言って各走査ラインごとにシャッタを切る方式であるため、画面の上部と下部で、図のように蓄積時間、転送時間が異なる。こが図６のひし形は、このようなＣＭＯＳセンサの電荷蓄積を表している。
【００４５】
図６において、カメラマイコン１１６は、蓄積時間３の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３を時刻Ｔ３で取得する。また、カメラマイコン１１６は、蓄積時間５の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ５を時刻Ｔ５で取得する。時刻Ｔ６では、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ３とＥＶ５を比較し、ＥＶ５＞ＥＶ３であればフォーカスレンズ１０５の振動中心を移動し、一方ＥＶ５＞ＥＶ３でなければフォーカスレンズ１０５の振動中心を移動しない。このようにして、カメラマイコン１１６は、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００４６】
次に、カメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５の処理のタイミングについて説明する。図８は、１Ｖ内のカメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５の処理のタイミングチャートを示す図である。図８で、横軸は時間を示す。まず、Ｖ同期信号が出力された直後にカメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５との間で通信を行い、カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５からフォーカスレンズ位置と目標位置到達判定のデータを取得する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値を取得後、通信でレンズマイコン１１５から取得したデータと当該ＴＶＡＦ評価値から、図６に示した微小駆動の目標位置やフォーカスレンズ１０５の駆動スピードを演算する。その後、もう一度カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５と通信を行い、フォーカスレンズ駆動命令（目標位置、駆動スピード）と駆動ディレイ時間をレンズマイコン１１５に送信する。レンズマイコン１１５は、駆動ディレイ時間待ったあと、フォーカスレンズ駆動命令に基づいてレンズ駆動処理を行い、フォーカスレンズ１０５を駆動する。
【００４７】
次に、レンズマイコン１１５との通信データを用いてカメラマイコン１１６がＴＶＡＦ制御を変更し、フォーカスレンズ１０５の駆動の遅れに対してカメラマイコン１１６が正しく動作することを説明する。図９は、カメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５の通信データ例を示す図である。カメラマイコン１１６からレンズマイコン１１５への通信データには、フォーカス目標位置、及びフォーカスレンズの駆動スピードが含まれる。一方、レンズマイコン１１５からカメラマイコン１１６への通信データには、フォーカスレンズ位置、及び目標位置到達判定のデータが含まれる。例えば、目標位置到達判定は、レンズマイコン１１５からカメラマイコン１１６へ送る信号のうち、所定の信号のＨ／Ｌによって伝える。この場合、カメラマイコン１１６は、所定時間内にフォーカスレンズ１０５が駆動目標位置に到達可能かどうかを、上記所定の信号のＨ／Ｌを検出することによって判断する。これらのデータをカメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５で通信することにより、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５の駆動目標位置と駆動スピードを決定し、レンズマイコン１１５にフォーカスレンズ１０５の駆動命令を送信する。
【００４８】
次に、カメラマイコン１１６から受信したフォーカス目標位置へ所定時間内にフォーカスレンズ１０５が到達できないとカメラマイコン１１６が判断した場合について説明する。本実施例では、１Ｖ（１／６０秒）の間にフォーカスレンズ１０５の移動が行われることとする。この場合、前記所定時間は１Ｖに相当する。
【００４９】
図１０は、第１のタイミングとしての蓄積時間３にフォーカスレンズ１０５の移動が間に合わなかった場合のフォーカスレンズ動作の時間経過を示している。図１０では、本来であれば蓄積時間３、５、７、９・・・の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値に基づいてカメラマイコン１１６がＡＦ制御を行う場合に、フォーカスレンズ１０５が１Ｖの間に目標位置へ到達できず、蓄積時間３の電荷蓄積までにフォーカスレンズ１０５の駆動が完了できない場合を想定している。レンズマイコン１１５は、カメラマイコン１１６から受信した目標位置までフォーカスレンズ１０５を移動させるようにフォーカス駆動源１１２を駆動制御するとともに、所定時間内に目標位置に到達できないことを示すデータを時刻Ｔ２の通信でカメラマイコン１１６に送信する。カメラマイコン１１６は当該データを受信すると、蓄積時間３の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３（第１の焦点信号）を用いずに、第２のタイミングとしての蓄積時間４の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ４（第２の焦点信号）を無限側評価値とする。このとき、カメラマイコン１１６は、蓄積時間４でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積中は、フォーカスレンズ１０５が停止しているように制御する。カメラマイコン１１６は、次のフォーカスレンズ移動開始が、蓄積時間４でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積が終了した後になるよう、レンズマイコン１１５を制御する。
【００５０】
上記の動作以降、図１０において、フォーカスレンズ１０５の駆動制御に使用するＴＶＡＦ評価値がずれて、蓄積時間６、８、１０・・・の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値に基づいてＴＶＡＦ制御を行う。時刻Ｔ７で、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ４とＥＶ６を比較し、ＥＶ６＞ＥＶ４であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ６＞ＥＶ４でなければ振動中心を移動しない。このようにして、カメラマイコン１１６は合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００５１】
以上のように、フォーカスレンズ移動の遅れに対して、レンズマイコン１１５は必要なデータをカメラマイコン１１６に送り、カメラマイコン１１６は取得したデータに基づいてフォーカスレンズ１０５の次からの駆動を変更する。また、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ制御のために参照するＴＶＡＦ評価値を変更することで、正しく無限側又は至近側にフォーカスレンズ１０５が存在するタイミングでのＴＶＡＦ評価値を取得することができる。
【００５２】
なお、本実施例ではカメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５へフォーカス目標位置のデータを送ると説明したが、フォーカス目標位置に限らず、フォーカスレンズ１０５の移動量を示すデータであればよい。例えば、カメラマイコン１１６は、フォーカス駆動源１１２がフォーカスレンズ１０５をどの方向へ何パルス分駆動するかという情報をレンズマイコン１１５に送るようにしてよい。
【００５３】
また、本実施例では所定時間を１Ｖとしたが、これに限られるものではない。カメラマイコン１１６がフォーカスレンズ１０５の駆動時間を設定して、レンズマイコン１１５に送信するようにしてもよい。
【００５４】
また、図１０ではレンズマイコン１１５が目標位置に到達できないことを示すデータを時刻Ｔ２でカメラマイコン１１６へ送っているが、所定時間内に目標位置へ到達できないことをより早いタイミングでレンズマイコン１１５が判断して、時刻Ｔ２より前にカメラマイコン１１６へ通知するようにしてもよい。
【００５５】
また、図１０では、レンズマイコン１１５から目標位置に到達できないことを示すデータを受信した後、カメラマイコン１１６は蓄積時間４の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値ＥＶ４に基づいてＴＶＡＦ制御を行うようにしたが、より後の蓄積時間で撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値を用いてもよい。この場合、当該蓄積時間でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積中は、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５を停止させるようにレンズマイコン１１５を制御する。
【００５６】
また、本実施例では、レンズマイコン１１５が、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できないと判定した場合に到達できないことを示すデータをカメラマイコン１１６へ送ることについて述べたが、所定時間内に目標位置へ到達できる場合は到達できることを示すデータを送る。そのようにすることで、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できるか否かをカメラマイコン１１６は適宜判断できるので、より正確なＡＦ制御を実現することができる。
【００５７】
次に、山登り駆動動作の制御について図１１を用いて説明する。Ｓｔｅｐ１１０１は処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ１１０２では、カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５へフォーカスレンズ駆動命令を送信するとともに、レンズマイコン１１５からフォーカスレンズ位置、駆動命令に対する目標位置到達判定を受信する。
【００５８】
Ｓｔｅｐ１１０３では、カメラマイコン１１６は山登り駆動動作におけるフォーカスレンズ１０５の駆動スピードを設定する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時は駆動スピードを小さく、深度が深いときは駆動スピードを大きくするのが一般的である。
【００５９】
Ｓｔｅｐ１１０４においては、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が前回のＴＶＡＦ評価値より所定量小さいどうか判別して、小さくなければＳｔｅｐ１１０５へ進み、小さければＳｔｅｐ１１１０へ進む。ここで、所定量とはＴＶＡＦ評価値のＳ／Ｎを考慮して決められる値であり、被写体固定、フォーカスレンズ位置一定におけるＴＶＡＦ評価値の変動幅以上の値とする。そうしないと、焦点状態の変化以外の要因によるＴＶＡＦ評価値の変動の影響を受け、カメラマイコン１１６は正しい方向に山登り駆動制御できない。
【００６０】
Ｓｔｅｐ１１０５では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が無限端に達しているかどうか判定する。無限端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も無限寄りの位置である。フォーカスレンズ１０５が無限端に達していればＳｔｅｐ１１０６へ進む。フォーカスレンズ１０５が無限端に達していなければＳｔｅｐ１１０７へ進む。
【００６１】
Ｓｔｅｐ１１０７では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が至近端に達しているかどうか判定する。至近端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も至近寄りの位置である。フォーカスレンズ１０５が至近端に達していればＳｔｅｐ１１０８へ進む。フォーカスレンズ１０５が至近端に達していなければＳｔｅｐ１１０９へ進む。
【００６２】
Ｓｔｅｐ１１０６、１１０８では、カメラマイコン１１６はそれぞれ反転した端を記憶するフラグをセットしてＳｔｅｐ１１１２へ進み、フォーカスレンズ１０５を逆方向に反転して山登り駆動を続ける。
【００６３】
Ｓｔｅｐ１１０９では、カメラマイコン１１６は、前回の順方向にＳｔｅｐ１１０３で決定した速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動するようレンズマイコン１１５に指示し、Ｓｔｅｐ１１０２へ進み今回の処理を終わる。
【００６４】
Ｓｔｅｐ１１１０においては、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていなければＳｔｅｐ１１１１へ進む。ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていれば、Ｓｔｅｐ１１１３へ進みカメラマイコン１１６は山登り駆動を終了し、Ｓｔｅｐ１１１４へ進み処理を終了して微小駆動動作へ移行する。
【００６５】
Ｓｔｅｐ１１１１では、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が所定回数連続して減少しているか判別する。ＴＶＡＦ評価値が連続して減少していればＳｔｅｐ１１１２へ進み、連続して減少していなければＳｔｅｐ１１０９へ進む。
【００６６】
Ｓｔｅｐ１１０９では、カメラマイコン１１６は、前回の順方向にＳｔｅｐ１１０３で決定した速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動するようレンズマイコン１１５に指示し、Ｓｔｅｐ１１０２へ進み今回の処理を終わる。
【００６７】
Ｓｔｅｐ１１１２では、カメラマイコン１１６は、前回と逆方向にＳｔｅｐ１１０３で決定した速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動するようレンズマイコン１１５に指示し、Ｓｔｅｐ１１０２へ進み今回の処理を終わる。
【００６８】
図１２は、上記山登り駆動動作時のフォーカスレンズ１０５の動きを示している。実線で示されているＡでは、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減少しているので、カメラマイコン１１６は、これまでの山登り駆動中に合焦点があると判断して山登り駆動動作を終了し、微小駆動動作に移行する、一方、点線で示されているＢでは、ＴＶＡＦ評価値はピークが無く減少しているので、カメラマイコン１１６は、方向を間違えたものと判断してフォーカスレンズ１０５の駆動方向を反転し、山登り駆動動作を続ける。
【００６９】
以上説明したように、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させＴＶＡＦ評価値を常に最大にするようにカメラマイコン１１６は制御することで、合焦状態を維持する。
【００７０】
このようにフォーカスレンズ１０５の駆動の遅れに対して、必要なデータをレンズマイコン１１５がカメラマイコン１１６に送り、カメラマイコン１１６は、取得したデータに基づいてフォーカスレンズ１０５の次からの駆動を変更する。また、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ制御のために参照するＴＶＡＦ評価値を変更することで、正しく無限側又は至近側にフォーカスレンズ１０５が停止したタイミングでのＴＶＡＦ評価値を参照することができ、合焦方向を正しく判定することができるようになる。
【００７１】
（実施例２）
前述のように、実施例１では、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できない場合に、到達できないことを示すデータをレンズマイコン１１５がカメラマイコン１１６へ送っている。
【００７２】
本実施例では、レンズマイコン１１５から受信したフォーカスレンズ位置のデータに基づいて、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できないことをカメラマイコン１１６が判断する構成にする。本実施例のフォーカスレンズ駆動制御について、図１０を用いて説明する。
【００７３】
図１０において、カメラマイコン１１６は、時刻Ｔ１でレンズマイコン１１５から受信したフォーカスレンズ位置に基づいて、フォーカスレンズ１０５の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できるかどうか判断する。カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できないと判断した場合、実施例１と同様に、フォーカスレンズ１０５が目標位置へ到達した後、蓄積時間４でのＴＶＡＦ枠に対応する領域おける電荷蓄積の間はフォーカスレンズ１０５を停止させるようにレンズマイコン１１５を制御する。また、カメラマイコン１１６は、蓄積時間４の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値ＥＶ４に基づいてＴＶＡＦ制御を行う。
【００７４】
なお、フォーカスレンズ１０５の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できるかどうか判断するためのフォーカスレンズ位置情報を受信するタイミングは、時刻Ｔ１に限定されない。また、カメラマイコン１１６が１Ｖの中で所定のタイミングのフォーカスレンズ位置をレンズマイコン１１５から取得するようにしても良い。
【００７５】
また、本実施例においても、カメラマイコン１１６が、蓄積時間４より後の蓄積時間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値を用いてＴＶＡＦ制御を行うようにしてもよい。この場合、当該蓄積時間でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積中は、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５を停止させるようにレンズマイコン１１５へ指示する。
【００７６】
このように、フォーカスレンズ位置のデータに基づいて、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できないことをカメラマイコン１１６が判断できるようにすれば、レンズマイコン１１５から目標位置に到達できないことを示すデータを送らなくても本発明を実施できる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０５ フォーカスレンズ
１０６ 撮像素子
１０７ 増幅器
１０８ カメラ信号処理回路
１１２ フォーカス駆動源
１１３ ＴＶＡＦゲート
１１４ ＴＶＡＦ信号処理回路
１１５ レンズマイコン
１１６ カメラマイコン
１１７ レンズユニット
１１８ カメラユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニットを交換可能な撮像装置、及び当該撮像装置に着脱可能なレンズユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラ等のオートフォーカス方式は、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中より画面の鮮鋭度を検出した値をＡＦ評価値として、それが最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御する方式（以下、ＴＶＡＦ方式）が撮像装置のオートフォーカス方式として主流である。
【０００３】
前記ＴＶＡＦ方式のＡＦ評価値としては、一般にある帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号の高周波成分のレベルを用いて生成される。図２は、ＴＶＡＦ方式におけるフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係の一例を示している。通常の被写体像を撮影した場合、図２のように焦点が合ってくるにしたがってＡＦ評価値は大きくなり、そのレベルが最大になる点が合焦位置となる。
【０００４】
特許文献１には、レンズユニットが交換できるビデオカメラにおいて、カメラ本体内で撮像信号から抽出された焦点信号を本体マイコンがレンズユニットに送信し、レンズユニット内のレンズマイコンがＡＦ制御を行うことが記載されている。レンズマイコンは受信した焦点信号に基づいて、フォーカスレンズの駆動を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方、抽出した焦点信号に基づいてカメラ内のマイコンがフォーカスレンズの駆動制御を決定し、レンズマイコンにフォーカスレンズの駆動命令を送信するシステムが想定される。ここで、撮像素子の露光に同期する垂直同期信号を用いてウォブリング動作を行うような場合、焦点信号生成のための電荷蓄積中はフォーカスレンズを停止させる必要がある。そのため、フォーカスレンズを移動できるタイミングは、焦点信号生成のための電荷蓄積が行われない時間内に制限される。したがって、レンズマイコンは当該タイミングの間にカメラマイコンからの指示通りフォーカスレンズの移動を完了させなければならない。しかしながら、時間内にフォーカスレンズがカメラマイコンから指示された目標位置へ到達できない場合、カメラマイコンは適切なＡＦ評価値を用いて焦点調節制御できないおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑みて、第１の本発明は、フォーカスレンズを含む撮像光学系を備えたレンズユニットを着脱可能で、前記撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段で抽出した焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を決定し、当該移動量の情報を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、前記制御手段は、前記レンズユニットに送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを示す情報を前記レンズユニットから受信し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能であることを示す情報を受信したとき、第１のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第１の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能でないことを示す情報を受信したとき、前記第１の焦点信号を用いずに、前記フォーカスレンズの移動完了後、前記フォーカスレンズが停止している第２のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第２の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定することを特徴とする撮像装置である。
【０００８】
第２の本発明は、撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から前記フォーカスレンズの移動量の情報を受信し、当該移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを前記制御手段に通知することを特徴とするレンズユニットである。
【０００９】
第３の本発明は、撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記制御手段へ所定の信号を送信し、当該所定の信号は、その信号レベルに応じて前記制御手段が焦点調節制御に用いる焦点信号を変更する信号であることを特徴とするレンズユニットである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、レンズユニット側が所定時間内にフォーカスレンズの移動を完了できないとき、移動完了を待った後で、フォーカスレンズを停止させる間の電荷蓄積からＡＦ評価値を生成し、当該ＡＦ評価値を用いて適切なＡＦ制御を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態であるカメラの構成
【図２】ＴＶＡＦ評価値信号を説明する図
【図３】ＴＶＡＦ枠を説明する図
【図４】本発明の実施形態のＴＶＡＦのフローチャート
【図５】本発明の実施形態の微小駆動の制御を示すフローチャート
【図６】本発明の実施形態の微小駆動を説明する図
【図７】ＣＭＯＳセンサの蓄積タイミングを説明する図
【図８】本発明の実施形態のカメラマイコンとレンズマイコンの処理のタイミングチャート
【図９】本発明の実施形態のカメラマイコンとレンズマイコンの通信データを示す図
【図１０】本発明の実施形態でフォーカスレンズの駆動遅れ発生時の微小駆動を説明する図
【図１１】本発明の実施形態の山登り駆動の制御を示すフローチャート
【図１２】山登り駆動を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施例１）
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
【００１３】
図１は、交換レンズシステムを採用したカメラの構成を示す図である。同図において、レンズユニット１１７はカメラユニット１１８に対して着脱自在である。
【００１４】
被写体からの光は、レンズユニット１１７内の固定されている第１のレンズ群１０１、変倍を行う第２のレンズ群１０２、絞り１０３、固定されている第３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群１０５（以下フォーカスレンズと称す）からなる撮像光学系を通って、カメラユニット内の撮像手段としての撮像素子１０６へと結像される。カメラユニット内の撮像素子１０６は、ＣＭＯＳセンサなどにより構成される光電変換素子である。撮像素子１０６に結像された像は、光電変換されて増幅器１０７で最適なレベルに増幅された後、カメラ信号処理回路１０８へと入力される。
【００１５】
カメラ信号処理回路１０８は、増幅器１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。ＬＣＤ等により構成されるモニタ１０９は、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。記録部１１０は、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００１６】
ＴＶＡＦゲート１１３は、増幅器１０７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す。抽出手段としてのＴＶＡＦ信号処理回路１１４は、ＴＶＡＦゲート１１３を通過した信号から高周波成分を抽出してＴＶＡＦ評価値信号を生成する。ＴＶＡＦ評価値信号は、カメラマイコン１１６に出力される。ＴＶＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものである。コントラスト状態は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、ＴＶＡＦ評価値信号は、結果的に図２のように撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
【００１７】
図３は、撮像画面におけるＴＶＡＦ枠を示している。制御手段としてのカメラマイコン１１６は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、図３のように撮像画面に対して所定の割合でＴＶＡＦ枠を設定するようにＴＶＡＦゲート１１３を制御する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ信号処理回路１１４から取得したＴＶＡＦ評価値信号に基づいてフォーカスレンズ１０５の駆動命令を決定し、レンズ側制御手段としてのレンズマイコン１１５に送信する。
【００１８】
ズーム駆動源１１１は変倍レンズ１０２を移動させるための駆動源である。フォーカス駆動源１１２（駆動手段）は、フォーカスレンズ１０５を移動させるための駆動源である。ズーム駆動源１１１及びフォーカス駆動源１１２は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。レンズマイコン１１５は、カメラマイコン１１６から受信した駆動命令に基づいてフォーカス駆動源１１２の駆動を制御し、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う。
【００１９】
次に、カメラマイコン１１６で行われるＴＶＡＦ制御について、図４以降の図を用いて説明する。このＴＶＡＦ制御は、カメラマイコン１１６内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。実際のフォーカスレンズ１０５の駆動は、レンズマイコン１１５で行われる。
【００２０】
Ｓｔｅｐ４０１は処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ４０２で、カメラマイコン１１６は、微小駆動動作を行うようレンズマイコン１１に指示する。そして、カメラマイコン１１６は、微小駆動動作の結果により、合焦か、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。細かい動作の説明は図５に譲る。Ｓｔｅｐ４０３において、カメラマイコン１１６はＳｔｅｐ４０２で合焦判定できたかどうか判別する。カメラマイコン１１６は、合焦判定できた場合はＳｔｅｐ４０７へ進み合焦停止・再起動判定処理を行い、合焦判定できていない場合はＳｔｅｐ４０４へ進む。
【００２１】
Ｓｔｅｐ４０４において、カメラマイコン１１６は、Ｓｔｅｐ４０２で判別した方向に、所定の速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動させるようレンズマイコン１１に指示し、山登り駆動の過程でＴＶＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を探す。細かい動作の説明は図１１に譲る。Ｓｔｅｐ４０５では、カメラマイコン１１６は、山登り駆動動作中に取得したＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻すよう、レンズマイコン１１５に指示する。Ｓｔｅｐ４０６において、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が戻ったかどうか判別する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が戻っていると判別した場合、Ｓｔｅｐ４０２へ戻り再び微小駆動動作を行うようレンズマイコン１１５に指示する。一方、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５が戻っていないと判別した場合、Ｓｔｅｐ４０５へ戻り、ＴＶＡＦ評価値がピークになるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズ１０５を戻す動作を継続するようレンズマイコン１１５に指示する。
【００２２】
次に、Ｓｔｅｐ４０７からの合焦停止・再起動判定処理について説明する。Ｓｔｅｐ４０７では、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ信号処理回路１１４からＴＶＡＦ評価値を取得する。Ｓｔｅｐ４０８では、カメラマイコン１１６は、合焦判定された合焦位置へフォーカスレンズを移動するようにレンズマイコン１１５に制御命令を通信する。Ｓｔｅｐ４０９では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５と通信し、フォーカスレンズ位置を取得する。Ｓｔｅｐ４１０では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が合焦位置へ移動したかどうかを判別する。カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が合焦位置へ移動したと判別すればＳｔｅｐ４１１へ進み、移動していないと判別すればＳｔｅｐ４０７へ戻る。Ｓｔｅｐ４１１では、カメラマイコン１１６は、合焦位置におけるＴＶＡＦ評価値を保持する。Ｓｔｅｐ４１２では、カメラマイコン１１６は、最新のＴＶＡＦ評価値を取得する。Ｓｔｅｐ４１３では、カメラマイコン１１６は、Ｓｔｅｐ４１１で保持したＴＶＡＦ評価値とＳｔｅｐ４１２で取得した最新のＴＶＡＦ評価値とを比較し、ＴＶＡＦ評価値の変動が大きいかどうか判定する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が大きく変動したと判定すれば、被写体が変わったものとして、Ｓｔｅｐ４０２へ進み微小駆動動作を再開するようレンズマイコン１１５に指示する。一方、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が大きく変動していないと判断すれば、Ｓｔｅｐ４１２へ戻る。
【００２３】
次に、Ｓｔｅｐ４０２の微小駆動動作について説明する。図５は、微小駆動制御のフローチャートである。Ｓｔｅｐ５０１は、処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ５０２では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５と通信する。カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５へフォーカスレンズ駆動命令（フォーカスレンズ１０５の目標位置、駆動スピード）を送信する。また、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５からフォーカスレンズ位置、目標位置到達判定のデータを受信する。
【００２４】
Ｓｔｅｐ５０３では、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５を駆動する駆動周期、及び通信してからフォーカスレンズ１０５の駆動開始までの駆動ディレイ時間を求める。駆動ディレイ時間とは、ＴＶＡＦ枠に対応する領域における撮像素子１０６の電荷蓄積中にフォーカスレンズ１０５を停止させるように、蓄積時間とフォーカスレンズ駆動の位相を調整するための時間である。本実施例では駆動周期を２Ｖに設定しており、１Ｖの間にフォーカスレンズ１０５を駆動し、１Ｖの間停止させる、を繰り返す。なお、駆動周期はこれに限定されるものではない。
【００２５】
Ｓｔｅｐ５０４では、カメラマイコン１１６は、現在のＭｏｄｅが０か判別し、０であればＳｔｅｐ５０５へ進み後述の至近側のフォーカスレンズ位置における処理を行う。Ｍｏｄｅが０でなければＳｔｅｐ５１１へ進む。
【００２６】
＜至近側のフォーカスレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５０５では、カメラマイコン１１６は至近側のフォーカスレンズ位置における処理が初めて（前回の処理で以下の到達判定でＮＧとなっていない）かどうか判定する。ＮｏであればＳｔｅｐ５０７へ進み、ＹｅｓであればＳｔｅｐ５０６でカメラマイコン１１６はＴＶＡＦ評価値を無限側（無限側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。
【００２７】
Ｓｔｅｐ５０７では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５から受信した目標位置到達判定がＯＫか判定する。ＯＫでなければＳｔｅｐ５０９へ進み、ＯＫであればＳｔｅｐ５０８でカメラマイコン１１６はＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。
【００２８】
＜共通の処理＞
Ｓｔｅｐ５０９において、カメラマイコン１１６は、所定回数１連続して合焦方向と判断される方向が同一であればＳｔｅｐ５２９へ進み、そうでなければＳｔｅｐ５１０へ進む。Ｓｔｅｐ５１０においては、所定回数２フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していればＳｔｅｐ５３０へ進み、所定回数２フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していなければＳｔｅｐ５０２へ戻る。
【００２９】
Ｓｔｅｐ５２９では、カメラマイコン１１６は方向判別できたとして、Ｓｔｅｐ５３２へ進み処理を終了し山登り駆動へ移行する。
【００３０】
Ｓｔｅｐ５３０においては、カメラマイコン１１６は、所定回数２フォーカスレンズ１０５が往復を繰り返していた期間におけるフォーカスレンズ位置の平均位置を合焦位置として演算する。Ｓｔｅｐ５３１ではカメラマイコン１１６は合焦判定できたとして、Ｓｔｅｐ５３２へ進み処理を終了し合焦停止・再起動判定へ移行する。
【００３１】
Ｓｔｅｐ５１１では、カメラマイコン１１６は、現在のＭｏｄｅが１か判別する。１であればＳｔｅｐ５１２へ進み後述のフォーカスレンズ１０５を無限に駆動する処理を行い、１でなければＳｔｅｐ５１８へ進む。
【００３２】
＜フォーカスレンズを無限に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５１２では、カメラマイコン１１６は、振動振幅と中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
【００３３】
Ｓｔｅｐ５１３では、カメラマイコン１１６は、前述のＭｏｄｅ＝０における無限側ＴＶＡＦ評価値と後述のＭｏｄｅ＝２における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較する。無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５１４へ進み、無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５１５へ進む。
【００３４】
Ｓｔｅｐ５１４では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅と設定する。Ｓｔｅｐ５１５では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅と設定する。Ｓｔｅｐ５１６では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５を無限方向へＳｔｅｐ５１４あるいはＳｔｅｐ５１５で決められた振幅で駆動するようレンズマイコン１１５に指示する。
【００３５】
Ｓｔｅｐ５１７では、カメラマイコン１１６は、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。
【００３６】
Ｓｔｅｐ５１８では、カメラマイコン１１６は、現在のＭｏｄｅが２か判別する。２であればＳｔｅｐ５１９へ進み、カメラマイコン１１６は後述の無限のフォーカスレンズ位置における処理を行い、２でなければＳｔｅｐ５２３へ進む。
【００３７】
＜無限側のフォーカスレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５１９では、カメラマイコン１１６は、無限側のフォーカスレンズ位置における処理が初めて（前回の処理で以下の到達判定でＮＧとなっていない）かどうか判定する。ＮｏであればＳｔｅｐ５２１へ進み、ＹｅｓであればＳｔｅｐ５２０でカメラマイコン１１６はＴＶＡＦ評価値を至近側（至近側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。
【００３８】
Ｓｔｅｐ５２１では、カメラマイコン１１６は、レンズマイコン１１５から受信した目標位置到達判定がＯＫか判定する。ＯＫでなければＳｔｅｐ５０９へ進み、ＯＫであればＳｔｅｐ５２２でカメラマイコン１１６はＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。
【００３９】
＜フォーカスレンズを至近に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５２３では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の振動振幅と中心移動振幅を演算する。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
【００４０】
Ｓｔｅｐ５２４では、カメラマイコン１１６は、前述のＭｏｄｅ＝０における無限側ＴＶＡＦ評価値と前述のＭｏｄｅ＝２における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較する。至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５２５へ進み、至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５２６へ進む。
【００４１】
Ｓｔｅｐ５２５では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅と設定する。Ｓｔｅｐ５２６では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動振幅を、駆動振幅＝振動振幅と設定する。
【００４２】
Ｓｔｅｐ５２７では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５を無限方向へＳｔｅｐ５２５あるいはＳｔｅｐ５２６で決められた振幅で駆動するようレンズマイコン１１５へ指示する。
【００４３】
Ｓｔｅｐ５２８では、カメラマイコン１１６は、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。
【００４４】
図６は、上記フォーカスレンズ動作の時間経過を示している。ここで横軸は時間で、最上部にある下に凸の周期は映像信号のＶ同期信号を表す。Ｖ同期信号の下のひし形はＣＭＯＳセンサの蓄積時間、その下のＥＶｘはそのタイミングで得られるＴＶＡＦ評価値、その下はフォーカスレンズ位置を表す。本実施例では、１Ｖが１／６０秒の場合を示している。ＣＭＯＳセンサの駆動について図７を用いて説明する。図７の左は撮像面と走査ラインを示している。右は、各走査ラインごとの電荷の蓄積時間、転送時間を示している。ＣＭＯＳセンサは、ローリングシャッターと言って各走査ラインごとにシャッタを切る方式であるため、画面の上部と下部で、図のように蓄積時間、転送時間が異なる。こが図６のひし形は、このようなＣＭＯＳセンサの電荷蓄積を表している。
【００４５】
図６において、カメラマイコン１１６は、蓄積時間３の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３を時刻Ｔ３で取得する。また、カメラマイコン１１６は、蓄積時間５の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ５を時刻Ｔ５で取得する。時刻Ｔ６では、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ３とＥＶ５を比較し、ＥＶ５＞ＥＶ３であればフォーカスレンズ１０５の振動中心を移動し、一方ＥＶ５＞ＥＶ３でなければフォーカスレンズ１０５の振動中心を移動しない。このようにして、カメラマイコン１１６は、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００４６】
次に、カメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５の処理のタイミングについて説明する。図８は、１Ｖ内のカメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５の処理のタイミングチャートを示す図である。図８で、横軸は時間を示す。まず、Ｖ同期信号が出力された直後にカメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５との間で通信を行い、カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５からフォーカスレンズ位置と目標位置到達判定のデータを取得する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値を取得後、通信でレンズマイコン１１５から取得したデータと当該ＴＶＡＦ評価値から、図６に示した微小駆動の目標位置やフォーカスレンズ１０５の駆動スピードを演算する。その後、もう一度カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５と通信を行い、フォーカスレンズ駆動命令（目標位置、駆動スピード）と駆動ディレイ時間をレンズマイコン１１５に送信する。レンズマイコン１１５は、駆動ディレイ時間待ったあと、フォーカスレンズ駆動命令に基づいてレンズ駆動処理を行い、フォーカスレンズ１０５を駆動する。
【００４７】
次に、レンズマイコン１１５との通信データを用いてカメラマイコン１１６がＴＶＡＦ制御を変更し、フォーカスレンズ１０５の駆動の遅れに対してカメラマイコン１１６が正しく動作することを説明する。図９は、カメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５の通信データ例を示す図である。カメラマイコン１１６からレンズマイコン１１５への通信データには、フォーカス目標位置、及びフォーカスレンズの駆動スピードが含まれる。一方、レンズマイコン１１５からカメラマイコン１１６への通信データには、フォーカスレンズ位置、及び目標位置到達判定のデータが含まれる。例えば、目標位置到達判定は、レンズマイコン１１５からカメラマイコン１１６へ送る信号のうち、所定の信号のＨ／Ｌによって伝える。この場合、カメラマイコン１１６は、所定時間内にフォーカスレンズ１０５が駆動目標位置に到達可能かどうかを、上記所定の信号のＨ／Ｌを検出することによって判断する。これらのデータをカメラマイコン１１６とレンズマイコン１１５で通信することにより、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５の駆動目標位置と駆動スピードを決定し、レンズマイコン１１５にフォーカスレンズ１０５の駆動命令を送信する。
【００４８】
次に、カメラマイコン１１６から受信したフォーカス目標位置へ所定時間内にフォーカスレンズ１０５が到達できないとカメラマイコン１１６が判断した場合について説明する。本実施例では、１Ｖ（１／６０秒）の間にフォーカスレンズ１０５の移動が行われることとする。この場合、前記所定時間は１Ｖに相当する。
【００４９】
図１０は、第１のタイミングとしての蓄積時間３にフォーカスレンズ１０５の移動が間に合わなかった場合のフォーカスレンズ動作の時間経過を示している。図１０では、本来であれば蓄積時間３、５、７、９・・・の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値に基づいてカメラマイコン１１６がＡＦ制御を行う場合に、フォーカスレンズ１０５が１Ｖの間に目標位置へ到達できず、蓄積時間３の電荷蓄積までにフォーカスレンズ１０５の駆動が完了できない場合を想定している。レンズマイコン１１５は、カメラマイコン１１６から受信した目標位置までフォーカスレンズ１０５を移動させるようにフォーカス駆動源１１２を駆動制御するとともに、所定時間内に目標位置に到達できないことを示すデータを時刻Ｔ２の通信でカメラマイコン１１６に送信する。カメラマイコン１１６は当該データを受信すると、蓄積時間３の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３（第１の焦点信号）を用いずに、第２のタイミングとしての蓄積時間４の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ４（第２の焦点信号）を無限側評価値とする。このとき、カメラマイコン１１６は、蓄積時間４でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積中は、フォーカスレンズ１０５が停止しているように制御する。カメラマイコン１１６は、次のフォーカスレンズ移動開始が、蓄積時間４でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積が終了した後になるよう、レンズマイコン１１５を制御する。
【００５０】
上記の動作以降、図１０において、フォーカスレンズ１０５の駆動制御に使用するＴＶＡＦ評価値がずれて、蓄積時間６、８、１０・・・の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値に基づいてＴＶＡＦ制御を行う。時刻Ｔ７で、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ４とＥＶ６を比較し、ＥＶ６＞ＥＶ４であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ６＞ＥＶ４でなければ振動中心を移動しない。このようにして、カメラマイコン１１６は合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００５１】
以上のように、フォーカスレンズ移動の遅れに対して、レンズマイコン１１５は必要なデータをカメラマイコン１１６に送り、カメラマイコン１１６は取得したデータに基づいてフォーカスレンズ１０５の次からの駆動を変更する。また、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ制御のために参照するＴＶＡＦ評価値を変更することで、正しく無限側又は至近側にフォーカスレンズ１０５が存在するタイミングでのＴＶＡＦ評価値を取得することができる。
【００５２】
なお、本実施例ではカメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５へフォーカス目標位置のデータを送ると説明したが、フォーカス目標位置に限らず、フォーカスレンズ１０５の移動量を示すデータであればよい。例えば、カメラマイコン１１６は、フォーカス駆動源１１２がフォーカスレンズ１０５をどの方向へ何パルス分駆動するかという情報をレンズマイコン１１５に送るようにしてよい。
【００５３】
また、本実施例では所定時間を１Ｖとしたが、これに限られるものではない。カメラマイコン１１６がフォーカスレンズ１０５の駆動時間を設定して、レンズマイコン１１５に送信するようにしてもよい。
【００５４】
また、図１０ではレンズマイコン１１５が目標位置に到達できないことを示すデータを時刻Ｔ２でカメラマイコン１１６へ送っているが、所定時間内に目標位置へ到達できないことをより早いタイミングでレンズマイコン１１５が判断して、時刻Ｔ２より前にカメラマイコン１１６へ通知するようにしてもよい。
【００５５】
また、図１０では、レンズマイコン１１５から目標位置に到達できないことを示すデータを受信した後、カメラマイコン１１６は蓄積時間４の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値ＥＶ４に基づいてＴＶＡＦ制御を行うようにしたが、より後の蓄積時間で撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値を用いてもよい。この場合、当該蓄積時間でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積中は、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５を停止させるようにレンズマイコン１１５を制御する。
【００５６】
また、本実施例では、レンズマイコン１１５が、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できないと判定した場合に到達できないことを示すデータをカメラマイコン１１６へ送ることについて述べたが、所定時間内に目標位置へ到達できる場合は到達できることを示すデータを送る。そのようにすることで、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できるか否かをカメラマイコン１１６は適宜判断できるので、より正確なＡＦ制御を実現することができる。
【００５７】
次に、山登り駆動動作の制御について図１１を用いて説明する。Ｓｔｅｐ１１０１は処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ１１０２では、カメラマイコン１１６はレンズマイコン１１５へフォーカスレンズ駆動命令を送信するとともに、レンズマイコン１１５からフォーカスレンズ位置、駆動命令に対する目標位置到達判定を受信する。
【００５８】
Ｓｔｅｐ１１０３では、カメラマイコン１１６は山登り駆動動作におけるフォーカスレンズ１０５の駆動スピードを設定する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時は駆動スピードを小さく、深度が深いときは駆動スピードを大きくするのが一般的である。
【００５９】
Ｓｔｅｐ１１０４においては、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が前回のＴＶＡＦ評価値より所定量小さいどうか判別して、小さくなければＳｔｅｐ１１０５へ進み、小さければＳｔｅｐ１１１０へ進む。ここで、所定量とはＴＶＡＦ評価値のＳ／Ｎを考慮して決められる値であり、被写体固定、フォーカスレンズ位置一定におけるＴＶＡＦ評価値の変動幅以上の値とする。そうしないと、焦点状態の変化以外の要因によるＴＶＡＦ評価値の変動の影響を受け、カメラマイコン１１６は正しい方向に山登り駆動制御できない。
【００６０】
Ｓｔｅｐ１１０５では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が無限端に達しているかどうか判定する。無限端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も無限寄りの位置である。フォーカスレンズ１０５が無限端に達していればＳｔｅｐ１１０６へ進む。フォーカスレンズ１０５が無限端に達していなければＳｔｅｐ１１０７へ進む。
【００６１】
Ｓｔｅｐ１１０７では、カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５が至近端に達しているかどうか判定する。至近端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も至近寄りの位置である。フォーカスレンズ１０５が至近端に達していればＳｔｅｐ１１０８へ進む。フォーカスレンズ１０５が至近端に達していなければＳｔｅｐ１１０９へ進む。
【００６２】
Ｓｔｅｐ１１０６、１１０８では、カメラマイコン１１６はそれぞれ反転した端を記憶するフラグをセットしてＳｔｅｐ１１１２へ進み、フォーカスレンズ１０５を逆方向に反転して山登り駆動を続ける。
【００６３】
Ｓｔｅｐ１１０９では、カメラマイコン１１６は、前回の順方向にＳｔｅｐ１１０３で決定した速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動するようレンズマイコン１１５に指示し、Ｓｔｅｐ１１０２へ進み今回の処理を終わる。
【００６４】
Ｓｔｅｐ１１１０においては、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていなければＳｔｅｐ１１１１へ進む。ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていれば、Ｓｔｅｐ１１１３へ進みカメラマイコン１１６は山登り駆動を終了し、Ｓｔｅｐ１１１４へ進み処理を終了して微小駆動動作へ移行する。
【００６５】
Ｓｔｅｐ１１１１では、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ評価値が所定回数連続して減少しているか判別する。ＴＶＡＦ評価値が連続して減少していればＳｔｅｐ１１１２へ進み、連続して減少していなければＳｔｅｐ１１０９へ進む。
【００６６】
Ｓｔｅｐ１１０９では、カメラマイコン１１６は、前回の順方向にＳｔｅｐ１１０３で決定した速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動するようレンズマイコン１１５に指示し、Ｓｔｅｐ１１０２へ進み今回の処理を終わる。
【００６７】
Ｓｔｅｐ１１１２では、カメラマイコン１１６は、前回と逆方向にＳｔｅｐ１１０３で決定した速度でフォーカスレンズ１０５を山登り駆動するようレンズマイコン１１５に指示し、Ｓｔｅｐ１１０２へ進み今回の処理を終わる。
【００６８】
図１２は、上記山登り駆動動作時のフォーカスレンズ１０５の動きを示している。実線で示されているＡでは、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減少しているので、カメラマイコン１１６は、これまでの山登り駆動中に合焦点があると判断して山登り駆動動作を終了し、微小駆動動作に移行する、一方、点線で示されているＢでは、ＴＶＡＦ評価値はピークが無く減少しているので、カメラマイコン１１６は、方向を間違えたものと判断してフォーカスレンズ１０５の駆動方向を反転し、山登り駆動動作を続ける。
【００６９】
以上説明したように、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させＴＶＡＦ評価値を常に最大にするようにカメラマイコン１１６は制御することで、合焦状態を維持する。
【００７０】
このようにフォーカスレンズ１０５の駆動の遅れに対して、必要なデータをレンズマイコン１１５がカメラマイコン１１６に送り、カメラマイコン１１６は、取得したデータに基づいてフォーカスレンズ１０５の次からの駆動を変更する。また、カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ制御のために参照するＴＶＡＦ評価値を変更することで、正しく無限側又は至近側にフォーカスレンズ１０５が停止したタイミングでのＴＶＡＦ評価値を参照することができ、合焦方向を正しく判定することができるようになる。
【００７１】
（実施例２）
前述のように、実施例１では、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できない場合に、到達できないことを示すデータをレンズマイコン１１５がカメラマイコン１１６へ送っている。
【００７２】
本実施例では、レンズマイコン１１５から受信したフォーカスレンズ位置のデータに基づいて、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できないことをカメラマイコン１１６が判断する構成にする。本実施例のフォーカスレンズ駆動制御について、図１０を用いて説明する。
【００７３】
図１０において、カメラマイコン１１６は、時刻Ｔ１でレンズマイコン１１５から受信したフォーカスレンズ位置に基づいて、フォーカスレンズ１０５の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できるかどうか判断する。カメラマイコン１１６は、フォーカスレンズ１０５の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できないと判断した場合、実施例１と同様に、フォーカスレンズ１０５が目標位置へ到達した後、蓄積時間４でのＴＶＡＦ枠に対応する領域おける電荷蓄積の間はフォーカスレンズ１０５を停止させるようにレンズマイコン１１５を制御する。また、カメラマイコン１１６は、蓄積時間４の間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値ＥＶ４に基づいてＴＶＡＦ制御を行う。
【００７４】
なお、フォーカスレンズ１０５の駆動が所定時間内に目標位置へ到達できるかどうか判断するためのフォーカスレンズ位置情報を受信するタイミングは、時刻Ｔ１に限定されない。また、カメラマイコン１１６が１Ｖの中で所定のタイミングのフォーカスレンズ位置をレンズマイコン１１５から取得するようにしても良い。
【００７５】
また、本実施例においても、カメラマイコン１１６が、蓄積時間４より後の蓄積時間に撮像素子１０６に蓄積された電荷から生成されたＴＶＡＦ評価値を用いてＴＶＡＦ制御を行うようにしてもよい。この場合、当該蓄積時間でのＴＶＡＦ枠に対応する領域における電荷蓄積中は、カメラマイコン１１６はフォーカスレンズ１０５を停止させるようにレンズマイコン１１５へ指示する。
【００７６】
このように、フォーカスレンズ位置のデータに基づいて、フォーカスレンズ１０５が所定時間内に目標位置へ到達できないことをカメラマイコン１１６が判断できるようにすれば、レンズマイコン１１５から目標位置に到達できないことを示すデータを送らなくても本発明を実施できる。
【００７７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１０５ フォーカスレンズ
１０６ 撮像素子
１０７ 増幅器
１０８ カメラ信号処理回路
１１２ フォーカス駆動源
１１３ ＴＶＡＦゲート
１１４ ＴＶＡＦ信号処理回路
１１５ レンズマイコン
１１６ カメラマイコン
１１７ レンズユニット
１１８ カメラユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系を備えたレンズユニットを着脱可能で、
前記撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出した焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を決定し、当該移動量の情報を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、
前記制御手段は、前記レンズユニットに送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを示す情報を前記レンズユニットから受信し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能であることを示す情報を受信したとき、第１のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第１の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能でないことを示す情報を受信したとき、前記第１の焦点信号を用いずに、前記フォーカスレンズの移動完了後、前記フォーカスレンズが停止している第２のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第２の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記制御手段によって設定され、前記レンズユニットへ通知されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記レンズユニットから前記フォーカスレンズの位置情報を受信し、当該位置情報に基づいて、送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、
フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、
前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、
装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から前記フォーカスレンズの移動量の情報を受信し、当該移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを前記制御手段に通知することを特徴とするレンズユニット。
【請求項５】
前記レンズ側制御手段は、前記フォーカスレンズの位置情報を前記制御手段へ送信することを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から受信した移動量を前記フォーカスレンズが移動後、前記フォーカスレンズの移動を停止させ、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する電荷蓄積が完了するまで前記フォーカスレンズを停止させておくように前記フォーカス駆動手段を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズユニット。
【請求項７】
撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、
フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、
前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、
装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段へ所定の信号を送信し、当該所定の信号は、その信号レベルに応じて前記制御手段が焦点調節制御に用いる焦点信号を変更する信号であることを特徴とするレンズユニット。
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮像光学系を備えたレンズユニットを着脱可能で、
前記撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段で抽出した焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの移動量を決定し、当該移動量の情報を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、
前記制御手段は、前記レンズユニットに送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを示す情報を前記レンズユニットから受信し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能であることを示す情報を受信したとき、第１のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第１の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定し、前記フォーカスレンズが前記所定時間内に前記移動量を移動可能でないことを示す情報を受信したとき、前記第１の焦点信号を用いずに、前記フォーカスレンズの移動完了後、前記フォーカスレンズが停止している第２のタイミングにおいて焦点検出領域内で蓄積された電荷に相当する撮像信号から抽出した第２の焦点信号に基づいて、前記フォーカスレンズの次の移動量を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記所定時間は、前記制御手段によって設定され、前記レンズユニットへ通知されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記レンズユニットから前記フォーカスレンズの位置情報を受信し、当該位置情報に基づいて、送信した移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、
フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、
前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、
装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から前記フォーカスレンズの移動量の情報を受信し、当該移動量を前記フォーカスレンズが所定時間内に移動可能かどうかを前記制御手段に通知することを特徴とするレンズユニット。
【請求項５】
前記レンズ側制御手段は、前記フォーカスレンズの位置情報を前記制御手段へ送信することを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段から受信した移動量を前記フォーカスレンズが移動後、前記フォーカスレンズの移動を停止させ、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する電荷蓄積が完了するまで前記フォーカスレンズを停止させておくように前記フォーカス駆動手段を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズユニット。
【請求項７】
撮像光学系を通過した光を検出して電荷を蓄積し、蓄積した電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より抽出した焦点信号に基づいて焦点調節制御を決定する制御手段とを備えた撮像装置に装着可能で、
フォーカスレンズを含む前記撮像光学系と、
前記フォーカスレンズを駆動するためのフォーカス駆動手段と、
装着された撮像装置の制御手段から焦点調節のための情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカス駆動手段の駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
前記レンズ側制御手段は、前記制御手段へ所定の信号を送信し、当該所定の信号は、その信号レベルに応じて前記制御手段が焦点調節制御に用いる焦点信号を変更する信号であることを特徴とするレンズユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８０２４９（Ｐ２０１３−８０２４９Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２７３７７９（Ｐ２０１２−２７３７７９）
【出願日】平成２４年１２月１４日（２０１２．１２．１４）
【分割の表示】特願２０１１−２３４２０４（Ｐ２０１１−２３４２０４）の分割
【原出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【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５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月１４日（２０１２．１２．１４）
【分割の表示】特願２０１１−２３４２０４（Ｐ２０１１−２３４２０４）の分割
【原出願日】平成２３年１０月２５日（２０１１．１０．２５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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