JP2004109690A - カメラシステムおよびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】ハイブリッドＡＦシステムにおいて、フォーカスレンズの反転の機会を減らし、高速化と高精度化を両立させるのは難しい。
【解決手段】互いに異なる方式で撮影光学系の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段１０４および第２の焦点検出手段１０８，１０９と、第１の焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカスレンズの目標駆動量を算出し、該目標駆動量に向けてのフォーカスレンズの第１の駆動制御および第２の焦点検出手段の検出結果に基づくフォーカスレンズの第２の駆動制御を行う制御手段１１１，２０７を有する。そして、制御手段は、第１の駆動制御によるフォーカスレンズの目標駆動量に対する残り駆動量が所定量となったときに、該第１の駆動制御から第２の駆動制御に、フォーカスレンズを停止させることなく移行させる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、静止画や動画を撮影可能なカメラシステムおよびカメラに関するものであり、特にオートフォーカス（ＡＦ）機能を有するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
レンズ交換が可能な一眼レフカメラにおいては、撮影光学系の焦点調節状態を検出するために位相差検出方式を用いるものが多い。
【０００３】
この位相差検出方式では、レンズから入射した光束を２つの光束に分離し、それぞれの光束を、対をなす２つのＡＦセンサに入射させる。各ＡＦセンサは分離された各光束によって形成される像を光電変換する。２つのＡＦセンサからの出力の関係、すなわち２像の間隔は、合焦状態，前ピン状態，後ピン状態によって異なり、この像間隔が合焦状態の間隔になるように、フォーカスレンズを移動させてピント合わせをする。
【０００４】
つまり、２像のずれ量と像面移動量、いわゆるデフォーカス量との関係は、撮影光学系によって決まっているので、そのずれ量からデフォーカス量を求める。そして、このデフォーカス量からフォーカスレンズの移動量を求め、レンズを移動させ、合焦を得る。
【０００５】
一方、２次元の撮像素子に画像を取り込んで、その映像信号を出力あるいは記録媒体に記録する、デジタルカメラやビデオカメラでは、コントラスト検出方式や山登り方式と呼ばれる焦点検出方式が用いられることが多い、このコントラスト検出方式は、検出可能なデフォーカス量の範囲が位相差検出方式と比べて狭いため、例えば、下記に示すように焦点検出を行う。
【０００６】
コントラスト検出方式として摂動法（ウォブリング法）がある。この方法では、撮像部において画像光を取り込み、出力された映像信号の高周波成分を抽出する。その抽出信号の最大値を記憶しておき、フォーカスレンズをある方向に移動させ、同じように画像光を取り込んで高周波成分を抽出する。そして、その最大値が記憶されている値よりも大きくなったときはフォーカスレンズの移動方向が合焦面に近づいていると判断し、今回の値を記憶し直して、フォーカスレンズを同じ方向に移動する。また今回の最大値が前回のものより小さい場合は、フォーカスレンズの移動方向が合焦面から遠ざかっていると判断し、今回の値を記憶し直して、フォーカスレンズを前回と反対方向に移動させる。このように、高周波成分の抽出とその最大値の比較を行い、最終的に合焦面に像面を持っていくようにフォーカスレンズを移動させる。
【０００７】
また、他のコントラスト検出方式を用いた焦点検出方法として、試行法（全域スキャン方式が含まれる）がある。この方法では、フォーカスレンズを至近端あるいは無限遠端に送り、そこを出発点として、フォーカスレンズを移動させ、ある像面間隔で撮像部において画像光を取り込み、それを映像信号にして、信号の高周波成分を抽出し、その最大値を記憶しておく。この動作を、出発点が至近端であれば無限遠端まで、反対に無限遠端であれば至近端まで、繰り返し行う。そして、記憶した複数の最大値の中での最大値、つまり１番コントラストの高いフォーカス位置を求め、その点に対応した位置にフォーカスレンズを移動させる。
【０００８】
以上説明した位相差検出方式とコントラスト検出方式の２つの方式での焦点検出を行うカメラとしては、特許文献１および特許文献２にて提案されているものがある。特許文献２には、電子スチルカメラの撮像素子の出力を用いて位相差検出方式とコントラスト検出方式でのハイブリッドＡＦを行うものが提案されている。
【０００９】
また、他のＡＦ方式として、アクティブ方式のＡＦも知られている。これは、被写体に向けて投光し、その反射光をセンサーで検知してその反射光の位置によってデフォーカス量を算出する方法である。
【００１０】
【特許文献１】
特開平７−４３６０５号公報
【特許文献２】
特開平９−１８１９５４号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記位相差検出方式のＡＦシステムのみをデジタルカメラに使用すると、銀塩フィルム用のカメラに比べて、ＡＦセンサの１画素に相当する撮像面の割合が大きくなるつまり。つまり、検出画素が粗くなって、ＡＦの精度が下がる。
【００１２】
これを解決するには、ＡＦ光学系の倍率を下げたり、ＡＦセンサの画素ピッチを小さくする等の必要が生じるが、これは、構成上、精度上、厳しくなりコストもかかってしまう。
【００１３】
一方、コントラスト検出方式のみのＡＦシステムでは、検出可能なデフォーカス量の範囲が位相差検出方式と比べて狭いため、大きくピントがずれている状態では、焦点検出が困難になり、上記ウォブリングや全域スキャンが必須であり、焦点検出に係る時間が多くなる。
【００１４】
また、位相差検出方式とコントラスト検出方式の両方を備えたものでは、位相差検出方式によるレンズ駆動を行い、合焦確認後に、コントラスト検出方式によりその近傍でＡＦ動作を行うため、高精度の合焦制御は可能になるが、位相差検出方式のみの場合に比べて、コントラスト方式の合焦駆動分の時間が余計にかかってしまう。また、コントラスト検出方式で駆動する際に、レンズの駆動方向が反転すると、撮影者が違和感を感じてしまうことがある。
【００１５】
さらに、アクティブ方式では、被写体によってはうまくデフォーカス量を算出できない場合があり、他の方式と併用する必要がある。
【００１６】
そこで本発明は、位相差検出方式あるいはアクティブ方式と、コントラスト検出方式の２種類のＡＦを使用し、フォーカスレンズの挙動を安定させて合焦までの時間を短縮し、高精度の合焦動作を撮影者に違和感を与えずに達成できるようにしたカメラシステムおよびカメラを提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のカメラシステムおよびカメラは、互いに異なる方式で撮影光学系の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段および第２の焦点検出手段と、第１の焦点検出手段の検出結果に基づいてフォーカスレンズの目標駆動量を算出し、該目標駆動量に向けてのフォーカスレンズの第１の駆動制御および第２の焦点検出手段の検出結果に基づくフォーカスレンズの第２の駆動制御を行う制御手段を有する。そして、制御手段は、第１の駆動制御によるフォーカスレンズの目標駆動量に対する残り駆動量が所定量となったときに、第１の駆動制御から第２の駆動制御に、フォーカスレンズを停止させることなく移行させる。
【００１８】
ここにいう第１の焦点検出手段としては位相差検出方式やアクティブ方式のものを用い、第２の焦点検出手段としてはコントラスト検出方式のものを用いるとよい。
【００１９】
これらカメラシステムおよびカメラにおいては、フォーカスレンズの挙動が安定し、撮影者に違和感を与えることなくオートフォーカス制御を行うことが可能であり、また合焦までの時間を短縮することができるとともに、高精度に合焦させることが可能となる。
【００２０】
なお、第２の駆動制御は、第１の駆動制御におけるフォーカスレンズの最高速度よりも低速の一定速度で行うようにするとよい。これにより、第２の焦点検出手段での合焦検出に適したフォーカスレンズの駆動が可能になり、合焦までの時間をより短縮させることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるカメラシステムの構成を示している。図１において、１００はデジタルカメラであり、２００はカメラ１００に着脱される交換レンズである。これらデジタルカメラと交換レンズとによって本カメラシステムが構成される。
【００２２】
被写体３００は交換レンズ２００内の光学系２０１、変倍光学系であるズームレンズ群２０２、フォーカスレンズ群２０３、絞り２０４を通過してカメラ１００内に入射する。本実施形態における交換レンズ２００は、焦点距離２８−２００ｍｍ、開放Ｆナンバーは３．　５−５．　６で焦点距離によって開放Ｆナンバーが変化し、フォーカスレンズ群２０３を駆動するフォーカス駆動ユニット（モータおよびその駆動回路により構成される）２０８を備えたズームレンズである。
【００２３】
２０５は絞り駆動回路であり、レンズＣＰＵ２０７からの信号に基づいて絞り２０４の開口径を制御する。２０６は操作回路であり、マニュアル操作スイッチによりズーミング、フォーカシング、絞り、フォーカスのオート／　マニュアル切り換えの設定等を可能とする。
【００２４】
２０７はレンズＣＰＵであり、カメラＣＰＵ１１１とレンズ通信回路２１１およびカメラ通信回路１０２を介して情報のやり取りを行い、またレンズ内全般の制御を司る。
【００２５】
２１２はフォーカスレンズ位置検出センサであり、フォーカス駆動ユニット２０８のモータの回転に伴って回転する部分にパルス発生器が設けられ、該パルス発生器からのパルス信号を検出する。レンズＣＰＵ２０７は、このフォーカスレンズ位置検出センサ２１２からのパルス信号をカウントすることによりフォーカス駆動ユニット２０８のモータの回転量、つまりはフォーカスレンズ群２０３の移動量の検出を行ったり、パルス信号の周期を検出することでモータおよびフォーカスレンズ群２０３の速度検出を行ったりすることができる。
【００２６】
また、フォーカス駆動ユニット２０８は、レンズＣＰＵ２０７からの信号に応じてフォーカスレンズ群２０３を光軸方向に駆動し、フォーカスレンズ位置検出センサ２１２からの情報を基に位置制御を行う。
【００２７】
２０９は焦点距離検出センサであり、ズームレンズ群２０２の位置を検出する。本実施形態においては、ズームレンズの移動範囲を３２分割し、各分割領域に位置することをグレーコードパターンで検出している。
【００２８】
２１０はＲＯＭ等で構成される記憶回路であり、本交換レンズ２００の固有の識別番号（ＩＤ）、焦点距離情報、フォーカスレンズ群２０３の移動量に対する像面移動量の比であるフォーカス敏感度等（図２参照）を、焦点距離の分割領域毎に格納している。記憶回路２１０に格納された情報は、レンズＣＰＵ２０７が随時読み出すことができる。
【００２９】
交換レンズ２００からカメラ１００に入射した光束は、固定ハーフミラーを内蔵したプリズム１０１を通過して撮像素子１０８の撮像面に結像する。撮像素子１０８は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子で構成されている。なお、プリズム１０１では、光束の一部（本実施形態においては１／３）を垂直方向に分岐させ、ペンタプリズム１０３に入射させる。
【００３０】
ペンタプリズム１０３内で分岐される光路上には、第１の焦点検出ユニット１０４が配置されている。第１の焦点検出ユニット１０４は、位相差検出方式と呼ばれる方式によって撮影光学系の焦点調節状態を検出するものである。本実施形態では、Ｆ８光束を使用し、これを２分割してそれぞれにより形成される像を不図示の一対のラインセンサで検出する。ラインセンサからの検出信号はカメラＣＰＵ１１１に入力される。
【００３１】
また、ペンタプリズム１０３を通過した光は、ファインダー光学系１０６を通過して光学ファインダー像として撮影者に視認される。
【００３２】
撮像素子１０８において光電変換により得られた出力信号は、不図示の画像処理回路で増幅され、デジタル映像信号としてカメラＣＰＵ１１１に入力される。本実施形態のカメラシステムでは、この映像信号を用いて、動画像もしくは静止画像を形成する。
【００３３】
また、デジタル化された映像信号は、上述のカメラＣＰＵ１１１への伝達とは別にＡＦ処理回路１０９にも入力される。ＡＦ処理回路１０９においては、入力されたデジタル映像信号を受けて、一画面分の画像データの高周波成分がハイパスフィルタ（ＨＰＦ）等を介して抽出され、これに対して累積加算等の演算処理等が行なわれる。これによって高域側の輪郭成分量等に対応するＡＦ評価値が算出される、コントラスト検出方式による第２の焦点検出ユニットとしてＡＦ制御を行うことができる。そして、このＡＦ評価値は、撮影光学系の焦点調節状態を表すものとしてカメラＣＰＵ１１１に入力される。
【００３４】
このように本カメラシステムは、位相差検出方式とコントラスト検出方式の２種類の焦点検出ユニットを有するハイブリッドＡＦを備えたシステムとなっている。
【００３５】
本実施形態のＡＦ方法は、まず、位相差検出方法にてデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量と、記憶回路２１０内に格納されている敏感度情報とに基づいて、フォーカスレンズ群２０３を合焦位置に駆動するための目標駆動量に換算し、フォーカスレンズ群２０３を駆動する（第１の駆動制御）。
【００３６】
その後、上記目標駆動量の所定量手前で（つまり残り駆動量が所定量となったときに）、コントラスト検出方式によるＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズ群２０３を所定の低速度で駆動し（第２の駆動制御）、合焦を得る。
【００３７】
１０５は測光ユニットであり、測光情報をカメラＣＰＵ１１１へと伝達する。この測光情報を基に撮像素子１０８の電荷蓄積時間を変化させて合焦制御を行うため、コントラスト検出方式に基づいたフォーカスレンズ群２０３の駆動速度は、フォーカスレンズ群２０３の敏感度情報（像面移動スピード）と、この測光情報（撮像素子１０８の電荷蓄積時間）とによって決められる。
【００３８】
つまり、コントラスト検出方式での焦点検出時におけるフォーカスレンズ群２０３の駆動速度（以下、所定速度という）は、撮像素子の電荷蓄積時間においてデフォーカス量の演算や合焦判別が可能な像面スピードで駆動する速度のことである。通常は、位相差検出方式のＡＦ時に比較して遅いスピードになる。
【００３９】
１０７は２段スイッチで構成されたレリーズスイッチであり、１段目のオンにより測光、焦点検出、合焦動作を開始させるＳＷ１信号が出力され、２段目のオンにより撮像素子１０８による露光記録を開始させるＳＷ２信号が出力される。これらＳＷ１信号およびＳＷ２信号はカメラＣＰＵ１１１に入力される。
【００４０】
なお、カメラＣＰＵ１１１とレンズＣＰＵ２０７は本カメラシステムのＡＦ制御を司る制御手段として機能する。また、カメラＣＰＵ１１１は、レンズＣＰＵ２０７との通信、ＬＣＤ等の表示ユニット１１２の制御、各種動作モードを設定するための設定回路１１３からの入力に対する制御、電源１１０の残容量チェックや電力の分担等のあらゆる制御を担っている。また、映像信号のメモリや各種バッファメモリ等も本実施形態においてはカメラＣＰＵ１１１内に含まれている。
【００４１】
銀塩一眼レフカメラシステムにおいては、フィルムのフォーマットが固定されており、大体、許容錯乱円形は３５μｍであり、それに応じてフォーカスレンズ群の停止精度等も設定されていた。しかし、本実施形態のようなデジタルカメラシステムでは、撮像素子１０８の面積（画面サイズ）がカメラによって異なり、１つに固定されていない。また、撮像素子１０８の画素ピッチ（画素サイズ）も異なるため、許容錯乱円径もカメラによって異なり、要求されるＡＦ精度自体もカメラに応じて異なっている。しかも、一般的に銀塩一眼レフカメラよりも高い精度が要求される。これは、
（１　）撮像素子の面積がフィルムの撮影範囲よりも小さい。
【００４２】
（２　）デジタルカメラにより、出力画像サイズが撮影者の都合で大きくできる。等の理由があるためである。
【００４３】
なお、本実施形態においては、画素ピッチに対応する許容錯乱円径は１８μｍとして設定している（４画素で１つの点を表すため、縦横約２画素分に相当する）。これは、これ以上細かい焦点検出、合焦制御をしても、点像が画素の範囲内であるため、出力画像には影響しないためである。もちろん画素サイズが小さければそれに応じて精度も上げる必要がある。
【００４４】
図２には、交換レンズ２００内の記憶回路２１０に記憶されている３２の焦点距離領域毎のフォーカス敏感度ＦＳを表している。フォーカスレンズ群２０３の移動量に敏感度を掛けた値が実際の像面の移動量になり、この像面移動量に基づいて合焦制御を行う。
【００４５】
図３には、本実施形態における実際の合焦動作をフォーカスレンズ群２０３の移動量と速度との関係で表している。
【００４６】
まず、位相差検出方式の第１の焦点検出ユニット１０４で算出された目標駆動位置（図３におけるＥ）に向かってフォーカスレンズ群２０３を加速させる（Ａ−Ｂ間）。ここにいう目標駆動量は、フォーカスレンズ位置検出センサ２１２から出力されるパルス信号の数で規定される。
【００４７】
次に、測光値やフォーカス敏感度等の条件によって定まる最高速度Ｖ１でフォーカスレンズ群２０３を定速駆動する（Ｂ−Ｃ間）。なお、この速度で駆動している間には可能な限り位相差検出方式による焦点検出を繰り返し行い、目標駆動位置を適宜修正する。これをオーバーラップ制御という。
【００４８】
その後、目標駆動位置までの残り駆動量が所定量（本実施形態においては２０パルス）になった時点から第２の焦点検出ユニットによるコントラスト検出方式での焦点検出が開始できるように、さらにその手前から上記所定速度に減速する（Ｃ−Ｄ間）。
【００４９】
そして、フォーカスレンズ群２０３の上記目標駆動位置から２０パルス手前の位置（Ｄ）から目標駆動位置まではコントラスト検出方式の焦点検出を像面上で行いながら合焦させる。
【００５０】
従来の位相差検出方式とコントラスト検出方式のハイブリッドＡＦを行うカメラシステムでは、フォーカスレンズ群を、目標駆動位置まで駆動し、停止した後にコントラスト検出方式で微調整させていたので、コントラスト検出方式に基づいて駆動する際に、今までの駆動方向と反転する場合があり、撮影者に違和感を感じさせる場合が多々あった。そこで本実施形態では、目標駆動位置の手前で焦点検出方式を切換えることでコントラスト検出方式への切換え時にフォーカスレンズ群２０３の駆動方向が反転することを少なくしている。また、この所定量（２０パルス）はコントラスト検出方式でもデフォーカス量を算出できる範囲に設定されている。
【００５１】
なお、本実施形態では、Ｄの位置を目標駆動量に対して２０パルス分手前の位置として設定しているが、この何パルス分手前かは他の条件によって変えてもよい。
【００５２】
以上の合焦動作により、フォーカスレンズ群２０３の駆動方向が反転する機会が減り、撮影者に違和感を与えない。また、合焦までの時間は全てをコントラスト検出方式で行う合焦動作に比較して大幅に改善することができると同時に、ＡＦ精度も向上させることができる。
【００５３】
図４には、本実施形態のＡＦ動作を示したフローチャートであり、主としてレンズＣＰＵ２０７とカメラＣＰＵ１１１の制御動作を表している。なお、本フローチャートは、説明を分かりやすくするために、レンズＣＰＵ２０７とカメラＣＰＵ１１１のプログラムを一緒にして示しているが、実際は別々のプログラムとして構成されている。
【００５４】
ステップ（図ではＳと略す）０１で、カメラＣＰＵ１１１は、カメラ１００の設定回路１１３において、位相差検出方式とコントラスト検出方式を併用するＡＦ制御を行う高精度ＡＦモードが選択されている否かを判別する。高精度ＡＦモードが選択されていれば、ステップ０２に進む。そうでない場合は他のＡＦモード（ステップ２１）に移行してその制御を行う。
【００５５】
ステップ０２では、カメラＣＰＵ１１１はレリーズスイッチ１０７からＳＷ１信号のＯＮ信号が入力されているか否かを判別する。ＳＷ１ＯＮ信号が入力されていなければステップ０１の判別を含めて待機する。ＳＷ１ＯＮ信号が入力されていればステップ０３へ進み、フォーカスレンズ位置検出センサ２１２、焦点距離検出センサ２０９から現在のレンズ位置情報を取り込む。カメラＣＰＵ１１１は、そのレンズ位置情報に対応するフォーカス敏感度情報の送信命令をレンズＣＰＵ２０７に送信し、レンズＣＰＵ２０７は記憶回路２１０に格納されたデータの中から、該送信命令に対応するフォーカス敏感度情報を読み出して、カメラＣＰＵ１１１に送信する。
【００５６】
ステップ０４では、カメラＣＰＵ１１１は、測光ユニット１０５にて測定された被写体輝度の測定結果を取り込み、その測光結果に基づいて撮影時のシャッタースピードや絞り値、感度（映像信号の増幅率）を設定する。
【００５７】
ステップ０５では、カメラＣＰＵ１１１は、位相差検出方式による焦点検出を行った第１の焦点検出ユニット１０４から信号を取り込んでデフォーカス量を算出し、このデフォーカス量と先に取得したレンズ位置情報やフォーカス敏感度情報を用いてフォーカスレンズ群２０３の目標駆動量（パルス換算値）を算出する。カメラＣＰＵ１１１は、算出した目標駆動量の情報をレンズＣＰＵ１０７に送信する。そしてステップ０６に進む。
【００５８】
ステップ０６では、レンズＣＰＵ１０７は、受信した目標駆動量が２０パルス以下かどうかを判別する。目標駆動位置まで２０パルスより多ければステップ０７に進み、２０パルス以下であればステップ２２へ進む。
【００５９】
ステップ０７では、レンズＣＰＵ１０７は、測光データやフォーカス敏感度情報に基づいてフォーカスレンズ群２０３の駆動テーブル（予め記憶回路２１０に記憶されている）を選択し、その条件における最高速度で、目標駆動位置まで２０パルス残る位置から、所定速度への減速に要する駆動量分を差し引いた位置まで定速駆動する。
【００６０】
この定速駆動中に、ステップ０８で、カメラＣＰＵ１１１は、ＡＦのオーバーラップ制御が可能かどうか（定速駆動中か否かやオーバーラップ制御を行うのに必要な駆動量が残っているか否か等）を判別する。可能であればステップ０９へ進み、不可能であればステップ１１に進む。
【００６１】
ここにいうオーバーラップ制御とは、フォーカスレンズ群２０３の駆動中にも位相差検出方式によりデフォーカス量を算出し、目標駆動量を微調整することである。このＡＦのオーバーラップ制御は、フォーカスレンズ群２０３の加速中あるいは減速中には行わないので、ステップ０８でオーバーラップ制御が可能か否かを判別する。
【００６２】
ステップ０９では、カメラＣＰＵ１１１は、オーバーラップ制御におけるデフォーカス量を算出し、このときのフォーカス敏感度情報を用いて新たに目標駆動量を算出する。そして、新たに算出された目標駆動量の情報をレンズＣＰＵ１０７に送信する。
【００６３】
ステップ１０では、レンズＣＰＵ１０７は、ステップ０９で受信した目標駆動量に基づいて、その目標駆動量まで所定量（２０パルス）の残り駆動量の位置から所定速度で駆動できるように、フォーカスレンズ群２０３の残り駆動量が２０パルスとなる位置の手前から減速制御する。
【００６４】
ステップ１１では、レンズＣＰＵ１０７は、フォーカスレンズ群２０３の残り駆動量が２０パルス以下になったかどうかを判別する。２０パルス以下であればステップ１２へ進み、２０パルスより多ければステップ０８に戻る。
【００６５】
ステップ１２では、レンズＣＰＵ１０７は、フォーカスレンズ群２０３を上記所定速度で駆動し、ステップ１３でコントラスト検出方式のＡＦ制御に切り換える。
【００６６】
このように、本実施形態では、フォーカスレンズ群２０３を停止させることなく（駆動したまま）スムーズに焦点検出方式の切り換えが可能であるため、撮影者に違和感を与えることはない。
【００６７】
また、本実施形態においては、位相差検出方式による焦点検出結果に基づいて算出された目標駆動量までの残り駆動量が２０パルスとなった時点でコントラスト検出方式の焦点検出およびフォーカスレンズ駆動に切り換えているため、該切り換え時点での合焦位置はフォーカスレンズ群２０３の駆動方向先方にある。しかも、この切り換え時点で、フォーカスレンズ群２０３は既に合焦位置の近傍に位置している。したがって、殆どの場合、コントラスト検出方式での焦点検出（ＡＦ評価値の算出）が可能であり、そのまま該ＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズ群２０３を駆動すれば、高精度の合焦が得られる。
【００６８】
なお、被写体がローコントラストである等、ＡＦ評価値の正確な算出ができない場合は、ＡＦ評価値を参考にしてそのままフォーカスレンズ群２０３を駆動し、ＡＦ評価値が下がったときには下がる前の位置にフォーカスレンズ群２０３を戻すことで、合焦を得ることができる。
【００６９】
続いてステップ１４では、カメラＣＰＵ１１１は、合焦したか否かを判別し、合焦していればステップ１５に進み、合焦していなければステップ１２に戻る。
【００７０】
ステップ１５では、カメラＣＰＵ１１１は、レリーズスイッチ１０７からＳＷ２信号のＯＮ信号が入力されたか否かを判別する。ＳＷ２ＯＮ信号が入力されたときは、ステップ１６に進んで撮像素子１８の露光制御を行い、ＳＷ２ＯＮ信号が入力されてないときはステップ１７に進み、コントラスト検出方式によるＡＦ評価値演算を行って、合焦か否かをステップ１８で再度判別する。ここで、合焦と判定すれば、ステップ１５に戻ってＳＷ２信号の状態を確認する。
【００７１】
合焦でなければステップ１９で、コントラスト検出方式によるＡＦ評価値演算ができたのかどうかを判別する。ＡＦ評価値演算ができた場合はステップ２０において、フォーカスレンズ群２０３を上記所定速度で駆動するようレンズＣＰＵ１０７に命令を送信し、ステップ１７でＡＦ評価値を見ながら合焦判定を行う。ステップ１９でデフォーカス量の算出ができなければ、ステップ０２に戻り、位相差検出方式による焦点検出を行う。
【００７２】
ステップ０６で目標駆動量が２０パルス以下と判別した場合は、レンズＣＰＵ１０７は、ステップ２２で、ステップ１２と同様に、その時の条件の所定速度でフォーカスレンズ群２０３を駆動する。そして、ステップ２３では、カメラＣＰＵ１１１は、ステップ１３と同様に、コントラスト検出方式によりＡＦ評価値を演算し、ステップ２４で合焦か否かを判別する。合焦であればステップ１５へ進む。非合焦と判別した場合はステップ２５へ進み、ステップ１９と同様に、コントラスト検出方式によるＡＦ評価値演算ができたのかどうかを判別する。ＡＦ評価値演算ができた場合はステップ１２に進み、ＡＦ評価値演算ができない場合はステップ０２に戻る。
【００７３】
以上のような制御を行うことにより、合焦までの時間を短縮しつつ、高精度なオートフォーカス制御を行うことができる。
【００７４】
（第２実施形態）
図５には、本発明の第２実施形態であるレンズ交換式カメラシステムの構成を示している。本実施形態において、第１実施形態と共通する構成要素には第１実施形態と同符号を付して説明に代える。
【００７５】
本実施形態においては、第１実施形態の位相差検出方式を用いた第１の焦点検出ユニット１０４に代えて、アクティブ方式を用いた第１の焦点検出ユニット５０１を設けている。この第１の焦点検出ユニット５０１は、赤外発光素子（ＩｒＬＥＤ）を用いて被写体に赤外光を発光し、被写体で反射した赤外光を受光素子で受光して、受光素子の出力から撮影光学系の焦点調節状態を検出するものである。受光素子の出力はカメラＣＰＵ５００に入力され、カメラＣＰＵ５００は受光素子の出力に基づいてフォーカスレンズ群２０３の目標駆動量を算出する。
【００７６】
本実施形態では、まず、アクティブ方式を用いた第１の焦点検出ユニット５０１による検出結果に基づいて算出された目標駆動量に向けてフォーカスレンズ群２０３を加速し、測光値、フォーカス敏感度等の条件によって定まる一定速度（最高速度）でフォーカスレンズ群２０３を駆動する。この速度で駆動している間には、可能な限りアクティブ方式による焦点検出を繰り返し行い、目標駆動量を適宜修正する。
【００７７】
その後、目標駆動量までの残り駆動量が所定量（本実施形態においては２０パルス）となったところから、前述した所定速度で駆動できるように、残り駆動量が上記所定量となる少し手前から減速を行う。そして、残り駆動量が所定量以下のところでは、コントラスト検出方式を用いる第２の焦点検出ユニットを用いて合焦させる。
【００７８】
以上説明した２つの実施形態では、目標駆動量に対する残り駆動量が所定量になった時点で焦点検出方式を切り換える場合について説明したが、フォーカスレンズ群２０３の位置を直接検出し、この検出位置が、上記残り駆動量が所定量になる位置に達したときに焦点検出方式を切り換えるようにしてもよい。ここで言う所定量は本実施例においてはパルス数としているが、光学系のＦナンバーや焦点距離、カメラの許容錯乱円径によって変化させてもよい。
【００７９】
また、第２の焦点検出ユニットによる焦点検出を行う際のフォーカスレンズ群２０３の駆動速度は、フォーカスレンズ群２０３の駆動負荷や温度等の状況に応じて変えてもよい。
【００８０】
また、本実施形態にて説明した各種数値は、これを変更してもよい。さらに、焦点検出方式として、位相差検出方式とコントラスト検出方式、アクティブ方式とコントラスト検出方式とを組み合わせた場合について説明したが、他の方式（例えば、パッシブ方式）を組み合わせるようにしてもよい。
【００８１】
さらに、上記各実施形態では、レンズ交換式カメラシステムについて説明したが、本発明はレンズ一体型のカメラシステムにも適用することができる。
【００８２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フォーカスレンズの挙動が安定し、撮影者に違和感を与えることなくオートフォーカス制御を行うことができ、しかも合焦までの時間の短縮および合焦精度の高精度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】上記カメラシステムを構成する交換レンズ内に記憶されたフォーカス敏感度に関する情報である。
【図３】上記カメラシステムにおけるフォーカスレンズの駆動速度とレンズ位置との関係を示した図である。
【図４】上記カメラシステムのＡＦ動作を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態であるカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００　　カメラ
１０１　　ハーフミラー内蔵プリズム
１０２　　カメラ通信回路
１０３　　ペンタプリズム
１０４　　第１の焦点検出ユニット
１０５，５０１　　測光ユニット
１０６　　ファインダー光学系
１０７　　レリーズスイッチ
１０８　　撮像素子
１０９　　ＡＦ処理回路
１１０　　電源
１１１　　カメラＣＰＵ
１１２　　表示ユニット
１１３　　設定回路
２００　　交換レンズ
２０１　　光学系
２０２　　ズームレンズ群
２０３　　フォーカスレンズ群
２０４　　絞り
２０５　　絞り駆動回路
２０６　　操作回路
２０７　　レンズＣＰＵ
２０８　　フォーカス駆動ユニット
２０９　　焦点距離検出センサ
２１０　　記憶回路
２１１　　レンズ通信回路
２１２　　フォーカスレンズ位置検出センサ
３００　　被写体
５００　　カメラＣＰＵ

Claims (12)

1. フォーカスレンズを含む撮影光学系を備えたレンズ装置と、互いに異なる方式で前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段および第２の焦点検出手段を備えたカメラとを有するカメラシステムであって、
   前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズの目標駆動量を算出し、該目標駆動量に向けての前記フォーカスレンズの第１の駆動制御および前記第２の焦点検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズの第２の駆動制御を行う制御手段を有しており、
   前記制御手段は、前記第１の駆動制御による前記フォーカスレンズの前記目標駆動量に対する残り駆動量が所定量となったときに、該第１の駆動制御から前記第２の駆動制御に、前記フォーカスレンズを停止させることなく移行させることを特徴とするカメラシステム。
2. 前記制御手段は、前記第２の駆動制御を、前記第１の駆動制御における前記フォーカスレンズの最高速度よりも低速の一定速度で行うことを特徴とする請求項１に記載のカメラシステム。
3. 前記制御手段は、前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて算出した前記フォーカスレンズの目標駆動量が前記所定量以下であるときは、前記第２の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラシステム。
4. 前記第１の焦点検出手段が位相差検出方式又はアクティブ方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するものであり、前記第２の焦点検出手段がコントラスト検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラシステム。
5. フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
   互いに異なる方式で前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段および第２の焦点検出手段と、
   前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて前記フォーカスレンズの目標駆動量を算出し、該目標駆動量に向けての前記フォーカスレンズの第１の駆動制御および前記第２の焦点検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズの第２の駆動制御を行う制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記第１の駆動制御による前記フォーカスレンズの前記目標駆動量に対する残り駆動量が所定量となったときに、該第１の駆動制御から前記第２の駆動制御に、前記フォーカスレンズを停止させることなく移行させることを特徴とするカメラ。
6. 前記制御手段は、前記第２の駆動制御を、前記第１の駆動制御における前記フォーカスレンズの最高速度よりも低速の一定速度で行うことを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
7. 前記制御手段は、前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて算出した前記フォーカスレンズの目標駆動量が前記所定量以下であるときは、前記第２の駆動制御を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載のカメラ。
8. 前記第１の焦点検出手段が位相差検出方式又はアクティブ方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するものであり、前記第２の焦点検出手段がコントラスト検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出するものであることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のカメラ。
9. フォーカスレンズを含む撮影光学系を備えたレンズ装置であり、互いに異なる方式で前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段および第２の焦点検出手段を備えたカメラに対して着脱が可能なレンズ装置であって、
   前記カメラにおいて前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて算出された前記フォーカスレンズの目標駆動量に向けての前記フォーカスレンズの第１の駆動制御および前記第２の焦点検出手段の検出結果に基づく前記フォーカスレンズの第２の駆動制御を行う制御手段を有しており、
   前記制御手段は、前記第１の駆動制御による前記フォーカスレンズの前記目標駆動量に対する残り駆動量が所定量となったときに、該第１の駆動制御から前記第２の駆動制御に、前記フォーカスレンズを停止させることなく移行させることを特徴とするレンズ装置。
10. 前記制御手段は、前記第２の駆動制御を、前記第１の駆動制御における前記フォーカスレンズの最高速度よりも低速の一定速度で行うことを特徴とする請求項９に記載のレンズ装置。
11. 前記制御手段は、前記第１の焦点検出手段の検出結果に基づいて算出した前記フォーカスレンズの目標駆動量が前記所定量以下であるときは、前記第２の駆動制御を行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載のレンズ装置。
12. 位相差検出方式又はアクティブ方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する第１の焦点検出手段と、コントラスト検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する第２の焦点検出手段とを有するカメラに対して着脱可能であることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載のレンズ装置。

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