JP2014048566A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】駆動範囲の制限が出来る交換レンズであってもＡＦ補正情報のデータの形式を変更しないカメラシステムを提供する。
【解決手段】撮影レンズ１は、焦点調整レンズ１１０と、駆動範囲を制限するレンズ操作部１０２と、駆動範囲を区分する区分情報と領域毎のＡＦ補正量を記憶した記憶部１００ａと、レンズ操作部材１０２に応じて複数区分情報から一の情報を選択するレンズコントローラ１００と、を有し、カメラ２は、被写体像を電気信号へ変換する撮像部２０２と、コントラスト値の演算部と、撮影レンズ１へ制御信号を送信して第一の調整動作を行ない、第一の調整動作中所定周期で取得される区分情報と位置情報と、通信開始のタイミングで取得されるＡＦ補正量に基づき第二の調整動作を行なうカメラコントローラ２００と、を有する。区分情報は、レンズ操作部に応じて焦点調整レンズの駆動が制限される領域のＡＦ補正量を参照させないデータである。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影レンズと、撮影レンズを装着可能なカメラ本体から構成されるカメラシステムに関する。

オートファーカス（ＡＦ）の方式としては、位相差方式のＡＦ（位相差ＡＦ）とコントラスト方式のＡＦ（コントラストＡＦ）がよく知られている。位相差ＡＦはレンズ交換が可能なデジタル一眼レフカメラに一般的に採用されている。コントラストＡＦは、撮影レンズの交換できないコンパクトデジタルカメラ、ビデオカメラ等に一般的に採用されている。近年はデジタル一眼レフカメラと同様にレンズ交換が可能であるが、クイックリターンミラーが存在しないタイプのデジタルカメラ（ミラーレス一眼カメラ）も市場に提供されている。コントラストＡＦは、ミラーレス一眼カメラ及びデジタル一眼レフカメラの一部の動作モード（例えばライブビュー表示を行なうモード）においても採用されている。デジタル一眼レフカメラとミラーレス一眼カメラを合わせて、以下ではレンズ交換式デジタルカメラと記述する。レンズ交換式デジタルカメラは複数タイプの交換レンズが使用可能であり、各々のタイプの交換レンズを高精度に短時間で焦点調整するために様々な技術が提案されている。コントラストＡＦで検出された合焦位置と交換レンズの最良の焦点位置は異なることが知られている。これら二つの焦点位置の差（ＡＦ補正情報）を交換レンズ内に記憶すると共に、カメラボディはこのＡＦ補正情報に基づき交換レンズの駆動量を制御するカメラシステムが知られている（例えば、特許文献１）。

ＷＯ０９／０２８１８１号公報

一部の交換レンズ（例えばマクロレンズ）はユーザの所定操作に応じてその駆動範囲（焦点の調整範囲）を制限出来る。駆動範囲を制限することでコントラストＡＦに要する時間をより短くすることが出来る。このような特殊な交換レンズであってもＡＦ補正情報を共通のデータの形式で取り扱うことが、カメラボディの制御上都合が良い。本発明の目的は、コントラストＡＦを用いるカメラシステムおいて、駆動範囲の制限が出来る交換レンズであってもＡＦ補正情報のデータの形式を変更しない方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明にかかるカメラシステムは、撮影レンズと該撮影レンズを装着可能なカメラ本体とから構成されるカメラシステムであって、前記撮影レンズは、焦点調整動作のために駆動される焦点調整レンズと、焦点調整動作が可能な被写体距離範囲を変更する際に、上記焦点調整レンズの駆動範囲を制限するために操作されるレンズ操作部材と、焦点調整レンズの駆動範囲を複数の領域に区分する区分情報とこの複数の領域毎に設定されたＡＦ補正量とを記憶した記憶部であって、この区分情報を複数記憶した記憶部と、前記カメラ本体から送信される制御信号に基づき上記焦点調整レンズを駆動すると共に上記焦点調整レンズのレンズ位置情報を生成するレンズコントローラであって、前記レンズ操作部材に応じて複数の区分情報から一つの区分情報を選択するレンズコントローラと、を有し、前記カメラ本体は、焦点調整動作の開始を指示するカメラ操作部と、前記撮影レンズが形成する被写体像を電気信号へ変換する撮像部と、上記電気信号からコントラスト値を算出する演算部と、前記カメラ操作部の操作を検出すると、前記前記撮影レンズへ制御信号を送信して前記焦点調整レンズのスキャン駆動をさせる共に前記演算部の出力に基づきコントラスト値が最大となる位置で前記焦点調整レンズのスキャン駆動を止める第一の調整動作を実行し、前記撮影レンズから受信した前記区分情報と前記レンズ位置情報とＡＦ補正量とに基づき駆動量を算出し、この駆動量を前記前記撮影レンズへ送信して前記焦点調整レンズを合焦位置へ設定する第二の調整動作を実行するカメラコントローラと、を有し、前記カメラコントローラは、前記撮影レンズと通信を開始する所定タイミングで前記ＡＦ補正量を取得し、前記第一の調整動作中に撮影レンズから所定周期で前記区分情報と前記レンズ位置を取得し、前記レンズ操作部材に応じてレンズコントローラによって選択された前記区分情報は、前記レンズ操作部材に応じて上記焦点調整レンズの駆動が制限される領域に対応する前記ＡＦ補正量の参照を出来ないように構成されたデータであることを特徴とする。

本発明によれば、コントラストＡＦを用いるカメラシステムおいて、駆動範囲の制限が出来る交換レンズであってもＡＦ補正情報の形式を変更しない方法を提供できる。

本発明の一実施の形態に係るカメラシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態に係るカメラシステムのＡＦ動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る交換レンズの駆動位置とコントラストの関係を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る交換レンズの駆動範囲を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る交換レンズの駆動範囲を示す図である。 本発明の一実施の形態に係る交換レンズの駆動範囲を示す図である。 本発明の一実施の形態に係るＡＦ補正情報を示すテーブルである。 本発明の一実施の形態に係る区分情報を示すテーブルである。 本発明の一実施の形態に係る合焦位置の補正量の算出を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本発明を適用したカメラシステムの好ましい実施の形態について詳細に説明する。以下の説明においては、カメラシステムの一例として、レンズ交換式デジタルカメラが開示される。

図１は、このカメラシステムのブロック構成図を示している。カメラシステムは、交換レンズ１とカメラ本体２とから構成される。

システムコントローラ２００（カメラ制御部）は、カメラ本体２の制御を行なうと共に交換レンズ１がカメラ本体２へ装着された際にはカメラシステムを統括して制御する。システムコントローラ２００は、ＣＰＵ２００ａ、画像処理回路２００ｂ、焦点検出回路２００ｃ等の複数の機能ブロックから構成される。

ＣＰＵ２００ａは、不揮発性メモリ２１２に記憶されたプログラムコードを実行することで、システムコントローラ２００に所定の動作を行わせる。不揮発性メモリ２１２としては、例えば、フラッシュメモリ（flash memory）、磁気抵抗メモリ（MRAM: Magnetoresistive Random Access Memory),抵抗変化型メモリ(ReRAM:Resistance Random Access Memory),強誘電体メモリ（FeRAM:Ferroelectric Random Access Memory),相変化記録技術を利用した半導体メモリ(PRAM:Phase change RAM)等のカメラシステムの電源をオフしても記憶内容が消えないメモリであればいずれのメモリでも利用可能である。揮発メモリ２１４は、例えばシステムコントローラ２００が画像処理動作を行う際に一時的に画像データを格納するために、ワークメモリとして利用される。揮発メモリ２１４としては、例えばDRAM（Dynamic Random Accsess Memory）を利用可能である。

撮像部２０２は、光電変換素子（ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ等）と光電変換素子を駆動する駆動回路、光電変換素子の出力をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路等から構成される。撮像部２０２は、レンズ１が形成した被写体の光学像は電気信号（デジタル信号）へ変換し、システムコントローラ２００へ出力する。ＡＦ動作の際に、この電気信号は、焦点検出回路２００ｃへ入力される。静止画像ファイル或は動画像ファイルの生成の際に、この電気信号は、画像処理回路２００ｂへ入力される。

シャッタ２０５は、撮像部２０２のイメージセンサ（光電変換素子）の露光時間を制御する部材である。シャッタ２０５のオープン状態（交換レンズからの光束を透過する状態）とクローズ状態（交換レンズからの光束を遮光する状態）とは、シャッタ駆動機構２０４によって設定される。

コネクタ２０６は、カメラ本体２と交換レンズ１を電気的に接続する。コネクタ２０６によって接続されるラインには、システムコントローラ２００の通信ポートと交換レンズ１内のレンズコントローラ１００の通信ポートとを結ぶ通信ライン、カメラ本体２から交換レンズ１へ電力を送信するための電力送信ライン等が含まれる。

記憶媒体２１０は、撮影動作に伴いシステムコントローラ２００によって生成された画像データ（所定形式の静止画像データファイル、動画像データファイル等）が記憶される。記録媒体２１０として、例えば、カメラ本体２へ着脱可能なメモリカード、小型のＨＤＤ（Hard Disk Drive）、光ディスク等が利用可能である。

カメラ操作部２１６は、カメラの利用者によって操作されるカメラ本体に設けられたスイッチ、釦、ダイヤル等の操作部材から構成される。ＰｏｗｅｒＳＷ２１６ａ（電源スイッチ）は、カメラシステムの起動と停止を指示するためのスイッチである。撮影動作の開始を指示するレリーズ釦（不図示）は、二つの操作状態（半押しと全押し）を検出できる。カメラ利用者がレリーズ釦を半押した場合に１ｓｔＲｅｌＳｗ２１６ｂのみがオン状態となり、カメラ利用者がレリーズ釦を全押しした場合に１ｓｔＲｅｌＳｗ２１６ｂ及び２ｎｄＲｅｌＳｗ２１６ｃが共にオン状態となる。システムコントローラ２００は、レリーズ釦の半押しを１ｓｔＲｅｌＳｗ２１６ｂの状態に基づき検出すると、撮影準備動作を行う。撮影準備動作において、所定の撮影準備動作（焦点調整動作、被写体輝度測定動作、被写体検出動作など）が行なわれる。更にシステムコントローラ２００は、レリーズ釦の全押しを２ｎｄＲｅｌＳｗ２１６ｃの状態に基づき検出すると、被写体像の画像データを取得し、所定の画像ファイルへ変換し、記録媒体２１０へ記録する。

表示部２０８には、動作状態（カメラの動作モード、撮影条件など）を示す情報、ライブビュー画像（撮像部２０２からリアルタイムに被写体像を取得し表示すること）、再生画像（既に記憶媒体２１０へ記録されている画像ファイルをから読み出して再生）などが表示される。表示部２０８は、液晶表示素子、有機ＥＬ表示素子、プラズマ表示素子、電子ペーパー等の表示素子から構成される。

バッテリ２２０は、カメラシステムの駆動電力を供給する電源である。バッテリ２２０の出力は、電源回路２１８により所定の電圧に変換され、カメラシステム内の各回路ブロックへ供給される。更に電源回路２１８の出力は、コネクタ２０６介して撮影レンズ１内の回路ブロックへも供給される。

撮影レンズ１がカメラ本体２へ装着されると、コネクタ２０６から供給される電力によってレンズコントローラ１００（レンズ制御部）は動作を開始する。レンズコントローラ１００はコネクタ２０６を介してシステムコントローラ２００からの指令に応じて所定の動作を行う。レンズコントローラ１００はその内部に、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ１００ｅを有する。不揮発性メモリ１００ａは、レンズコントローラ１００に所定の動作を実行させるためのプログラムコード、ＡＦ動作に関連した制御パラメータ（ＡＦ補正量、区分情報Ｆｕｌｌ、区分情報Ｌｉｍｉｔ１、区分情報Ｌｉｍｉｔ２）等が記憶されている。これら制御パラメータは後述される。図１において、制御パラメータの記憶部としてレンズコントローラ１００内部の不揮発性メモリ１００ｅを利用したが、この記憶部としてレンズコントローラ１００外部に不揮発性メモリをつなげても良い。

レンズ操作部１０２は、カメラの利用者によって操作される交換レンズ上に設けられたスイッチ、釦、ダイヤル等の操作部材から構成される。例えば、撮影レンズ１は、被写体距離が無限（∞）から０．５（ｍ）の範囲において焦点調整動作が出来るものと仮定する。

カメラ利用者（ユーザ）は、焦点調節が可能な被写体距離を無限（∞）から１（ｍ）に設定すると共に焦点調節が禁止される被写体距離を１（ｍ）から０．５（ｍ）に設定することを希望する場合、第一の駆動制限スイッチを操作してＬｉｍｉｔ１Ｓｗ１０２ａをＯＮ状態にすればよい。カメラから被写体までの距離が遠い場合、この操作によってＡＦ動作に要する時間が短縮される。

ユーザは、焦点調節が可能な被写体距離を３（ｍ）から０．５（ｍ）に設定すると共に焦点調節が禁止される被写体距離を無限（∞）から３（ｍ）に設定することを希望する場合、第二の駆動制限スイッチを操作してＬｉｍｉｔ２Ｓｗ１０２ｂをＯＮ状態にすればよい。カメラから被写体までの距離が近い場合、この操作によって、ＡＦ動作に要する時間を短縮される。

ユーザは第一の駆動制限スイッチ或は第二の駆動制限スイッチを被写体距離に応じて適宜操作することで、レリーズタイムラグを減らすことができる。なお、第一の駆動制限スイッチと第二の駆動制限スイッチは同時に操作できない機構（不図示）を有しているものとする。従って、Ｌｉｍｉｔ１Ｓｗ１０２aとＬｉｍｉｔ２Ｓｗ１０２ｂが同時にＯＮ状態に設定されることはない。

光学系１１０は、被写体像を撮像部２０２のイメージセンサ上へ形成する。焦点調整動作において、ステッピングモータ１０４の駆動力は、レンズ駆動機構１０６を介して、光学系１１０へ伝達される。このことにより被写体の像は光軸に沿って変位する。なお光学系１１０を構成するレンズの一部のみを変位させて焦点調整動作をしてもよい。焦点調整動作に際し、全ての構成レンズを変位させる必要があるか、一部の構成レンズを変位させる必要があるかは、光学系１１０のレンズ形式に依存する。以下では焦点調整動作に関連して変位するレンズを単に“焦点調整レンズ”と呼ぶ。

駆動範囲検出エンコーダ１０８は、焦点調整動作において変位される焦点調整レンズの位置を検出するセンサ（位置検出部）である。レンズコントローラ１００は、第一の駆動制限スイッチ或は第二の駆動制限スイッチが操作された際に、焦点調整レンズの変位可能（駆動可能）な範囲を、駆動範囲検出エンコーダ１０８の出力に基づき判定する。

光学系１１０を通過する光束はシボリ１１４により制限される。シボリ駆動機構１１２は、例えばステッピングモータを駆動元として有し、レンズコントローラ１００の制御信号に応じてシボリ１１４の駆動を行なう。

本発明のカメラシステムよる焦点調整動作を、図２のフローチャートに基づき説明する。交換レンズ１の動作は、同図上の左に示されたフローチャート（Ｓ１００〜Ｓ１１６）に対応し、これら動作ステップは、レンズコントローラ１００により実行される。カメラ本体２の動作は、同図上の右に示されたフローチャート（Ｓ２００〜Ｓ２２０）に対応し、これらの動作ステップはシステムコントローラ２００により実行される。図２のフローチャートは、本発明に関わる焦点調整動作を主に開示し、発明に関わらない動作は省略されている。

ＰｏｗｅｒＳＷ２１６ａがユーザにより操作されてＯＮすると、レンズコントローラ１００に先立ちシステムコントローラ２００は、動作開始する。システムコントローラ２００は動作を開始するとカメラ本体２内部の回路の初期化動作を行う。この時カメラ本体２に交換レンズ１が装着されている時は、コネクタ２０６を介して電力を供給する。更にシステムコントローラ２００は、撮像部から所定のフレームレートで画像データを取得して表示部へ表示する。この動作によって所謂ライブビュー表示と呼ばれる表示動作が開始される。この動作によりユーザは被写体像を表示部２０８上で観察可能となる。

レンズコントローラ１００は、カメラ本体２からコネクタ２０６を介して電力が供給されると動作を開始する。レンズコントローラ１００は交換レンズ１内部の回路の初期化、レンズ駆動機構１０６の初期化、シボリ駆動機構１１２の初期化等を行なう。そしてレンズコントローラ１００はカメラ本体２（カメラボディ）との初期通信の要求を待つ。

システムコントローラ２００は、初期化動作が終わり撮影レンズ１（レンズ）が装着されていることを検出した場合、レンズコントローラ１００と初期通信を行なう（Ｓ２００）。この初期通信において、システムコントローラ２００は、レンズコントローラ１００に対して“ＡＦ補正量”の送信を要求し、この情報が受信されると不揮発性メモリ２１２の所定アドレスへ格納する。

レンズコントローラ１００は、システムコントローラ２００から“ＡＦ補正量”の送信要求を受信すると、不揮発性メモリ１００ａから“ＡＦ補正量”を読み出してシステムコントローラ２００へ送信する。“ＡＦ補正量”は図５に示したようにデータテーブルとして不揮発性メモリ１００ａの所定アドレスに記憶されている。

システムコントローラ２００とレンズコントローラ１００との間で行なわれる初期通信は、カメラ本体２が動作中に、交換レンズ１が交換され、焦点調整動作のために新たな“ＡＦ補正量”が必要になった際にも行なわれる。

フローチャートに基づく焦点調整動作の説明の前に、図３を用いて焦点調整動作の概要を説明する。

図３において横軸は焦点調整レンズの位置を示し、縦軸はコントラスト値を示す。横軸の左端は、焦点レンズの無限側の移動限界に相当し、焦点調整レンズを駆動する機構により決まる無限側の駆動限界（メカストッパ１）である。横軸の右端は、焦点調整レンズの至近側の移動限界に相当し、焦点調整レンズを駆動する機構により決まる至近側の駆動限界（メカストッパ２）である。“無限側”は、遠い距離の被写体にピントを合わせる際に焦点調整レンズを移動させる方向であり、“至近側”は、近い距離の被写体にピントを合わせる際に焦点調整レンズを移動させる方向を意味する。

焦点調整レンズの“レンズ位置情報”は、メカストッパ１を基準としたパルス数で表され、このパルス数は、焦点調整レンズを駆動するステッピングモータ１０４へ供給された駆動パルス信号に基づき生成される。レンズコントローラ１００は、“レンズ位置情報”の生成を以下の如く行なう。即ち、レンズコントローラ１００は、メカストッパ１に焦点調整レンズがあるとき、レンズ位置情報をクリアする（レンズ位置情報＝０［ｐｌｓ］）。そして、レンズコントローラ１００は、無限側から至近側へ焦点レンズを移動する際に、ステッピングモータ１０４へ供給した駆動パルス信号をカウントし、このカウント数を“レンズ位置情報”へ加算する。更に、レンズコントローラ１００は、至近側から無限側へ焦点調整レンズを移動する際に、ステッピングモータ１０４へ供給した駆動パルス信号をカウントし、このカウント数を“レンズ位置情報”から減算する。このようにステッピングモータ１０４へ供給した駆動パルス信号に基づき“レンズ位置情報”は生成される。

図３では、メカストッパ１からメカストッパ２の間において、“レンズ位置情報”は０［pls］から５００［pls］の値が設定される。 “レンズ位置情報”が０［pls］から９９［pls］の領域は、無限側の駆動余裕であり、“レンズ位置情報”が４００［pls］から５００［pls］の領域は、至近側の駆動余裕である。焦点調整レンズを設定できる有効な範囲（光学系１１０が被写体像をイメージセンサ上へ形成できる範囲）は、無限端（レンズ位置情報＝１００［pls］）から至近端（“レンズ位置情報”＝４００［pls］）の領域である。これら“レンズ位置情報”の値は説明のために便宜上設定した一例である。無限側の駆動余裕は、無限端或はその近傍で焦点調整レンズを駆動する際に必要な領域であり、至近側の駆動余裕は、至近端或はその近傍で焦点調整レンズを駆動する際に必要な領域である。

一例として、所望の被写体へ焦点を合わせる（ピントを合わせる）ために、焦点調整レンズを無限端（“レンズ位置情報”＝１００［pls］）から所定位置（“レンズ位置情報”＝Ｆｐ）へ駆動するものとする。図３上の＊１は、焦点調整レンズの移動軌跡を示した線である。システムコントローラ２００は、焦点調整レンズの移動中に、撮像部２０２から取得した電気信号に基づきコントラスト値をリアルタイムに算出する。図３上の＊２の線は、この算出されたコントラスト値をプロットし、各プロットを結ぶことで得られる。

システムコントローラ２００は、所定の空間周波数（例えば２０［cycle/mm］）に対応したコントラスト値を算出する。図３上の＊３の破線は、複数の空間周波数、レンズ収差等を考慮した場合のコントラストの変化を示す。被写体像の焦点を正確に合わせるには、焦点調整レンズの位置を、＊２上のコントラストが最大（Ｃｐｘ）となるレンズ位置（Ｆｐｘ）へ設定するのではなく、＊３上のコントラストが最大（Ｃ２）となるレンズ位置（Ｆｐ）へ設定しなければならない。２つのコントラストの最大位置の差（Δ２）は、“ＡＦ補正量”として不揮発性メモリ１００ｅの所定アドレスに記憶されている。Δ２は、光学シミュレーションに基づき求めることが出来る。或は、交換レンズ１の光学特性データを個々に測定することでΔ２を求めることも可能である。Δ２は図５に開示したＡＦ補正情報テーブル上の区分２に対応する“ＡＦ補正量”である。

焦点調整動作は、第一の調整動作と第二の調整動作に概略分けることが出来る。

第一の調整動作において、システムコントローラ２００からの指示に従いレンズコントローラ１００はレンズスキャン駆動を開始する。スキャン動作中にシステムコントローラ２００はコントラスト値を求める計算を繰り返し、その計算結果の履歴データ（＊２上のＰｎ、Ｐｎ−１、Ｐｎ−２、Ｐｎ−３、Ｐｎ−４、Ｐｎ−５・・・に対応）を揮発性メモリ２１４の所定エリア（ワークメモリ）へ記録する。システムコントローラ２００は、この履歴からコントラストの最大値（Ｃｐｘ）を検出すると、レンズコントローラ１００へレンズスキャン駆動の停止を指示する。このレンズスキャン駆動によってレンズ位置はＰａ１からＰａ２へ変化する（駆動軌跡の＊１ａに相当）。

第二の調整動作において、焦点調整レンズは、レンズスキャン駆動が終了した時のレンズ位置（Ｐａ２）から＊３上のコントラストが最大となる位置（Ｆｐ）へ駆動される。レンズスキャン駆動が終了した時のレンズ位置（Ｐａ２）はコントラスト値（空間周波数２０［cycle/mm］におけるコントラスト値）が最大となるレンズ位置（Ｆｐｘ）から変位している。システムコントローラ２００は、この変位量（Ｐｘ）をコントラスト値の履歴データから求める。上述したようにイメージセンサ上に被写体像を正しく形成するためには“ＡＦ補正量”を考慮しなければならない。そこでシステムコントローラ２００はレンズコントローラ１００へレンズ位置（Ｐａ２）から焦点調整レンズを所定量（Ｐｘ＋Δ２）分駆動することを指令する。この動作によって焦点調整レンズはスキャン駆動とは反対方向へ所定量変位する（駆動軌跡の＊１ｂに相当）。この動作によって被写体像はイメージセンサ上に形成される（ピントが合う）。

上記の例では、第二の調整動作において、焦点調整レンズはスキャン駆動とは反対方向へ駆動された。しかし“Δ２”の値によりスキャン駆動と同じ方向へ駆動されることもありえる。或は“Δ２”の値により焦点調整レンズの駆動の必要がない（第二の調整動作が必要ない）こともありえる。

システムコントローラ２００は、ユーザがレリーズ釦を半押し操作を検出するまで待機する（Ｓ２０２）。レリーズ釦が半押しされて、１ｓｔＲｅｌＳＷ２１６ｂがＯＮすると、システムコントローラ２００はレンズコントローラ１００へスキャン開始コマンドを送る（Ｓ２０４）。システムコントローラ２００は、レンズコントローラ１００への同期信号の出力を開始する。同期信号は撮像部から画像データを取得する際のフレームレートに基づき所定の周期で生成され、レンズコントローラ１００へ出力される。更にシステムコントローラ２００は、焦点検出回路２００ｃを制御してこの画像データからコントラスト値の算出動作を開始する（Ｓ２０６）。

一方、レンズコントローラ１００は、レンズ操作部の状態の検出動作（Ｓ１０２）とシステムコントローラ２００からのコマンドの検出動作（Ｓ１０４）とを継続する。Ｓ１０２において、レンズコントローラ１００はＬｉｍｉｔ１Ｓｗ１０２ａ（第一の駆動制限スイッチ）とＬｉｍｉｔ２Ｓｗ１０２ｂ（第二の駆動制限スイッチ）の状態を検出する。システムコントローラ２００からスキャン開始のコマンドを受信すると、ステッピングモータ１０４へ駆動信号を出力する（Ｓ１０６）。この動作によって焦点調整レンズは、スキャン動作を開始する。そして光学系１１０が形成する被写体像は光軸に沿って移動する（上述した第一の調整動作が開始されることを意味する）。スキャン動作はシステムコントローラ２００からスキャン停止コマンドを受信するまで継続される。

ここで、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに基づき、レンズ操作部１０２の状態と焦点調整レンズの駆動範囲の関係を説明する。

図４Ａは、Ｌｉｍｉｔ１Ｓｗ１０２ａとＬｉｍｉｔ２Ｓｗ１０２ｂがＯＦＦの場合に、焦点調整レンズが駆動される範囲を示す。“レンズ位置情報”に基づき、焦点調整レンズの駆動範囲は、例えば５つの領域（区分）が設定される。“レンズ位置情報”が０〜９９［pls］の範囲にあるとき、焦点調整レンズは“区分１”に位置する。“レンズ位置情報”が１００〜１９９［pls］の範囲にあるとき、焦点調整レンズは“区分２”に位置する。“レンズ位置情報”が２００〜２９９［pls］の範囲にあるとき、焦点調整レンズは“区分３”に位置する。“レンズ位置情報”が３００〜３９９［pls］の範囲にあるとき、焦点調整レンズは“区分４”に位置する。“レンズ位置情報”が４００〜５００［pls］の範囲にあるとき、焦点調整レンズは“区分５”に位置する。

焦点調整レンズを設定できる有効な範囲（光学系１１０が被写体像をイメージセンサ上へ形成できる範囲。焦点調整動作が可能な被写体距離）は、“区分２”、“区分３”、“区分４”で示される範囲である。図５に開示されるＡＦ補正情報のテーブルは、この“区分２”、“区分３”、“区分４”に対して“ＡＦ補正量”を示している。

“区分１”は、無限側の駆動余裕であり、無限端（“区分１”と“区分２”の境界）或はその近傍で焦点調整動作を行う際に必要な領域となる。“区分５”は、至近側の駆動余裕であり、至近端（“区分４”と“区分５”の境界）或はその近傍で焦点調整動作を行う際に必要な領域となる。

図４Ｂは、Ｌｉｍｉｔ１Ｓｗ１０２ａがＯＮの場合（焦点調整可能な被写体距離を∞から１（ｍ）に制限）に、焦点調整レンズが駆動される範囲を示す。この場合に、焦点調整レンズを設定できる有効な範囲は、“区分２”、“区分３”で示される範囲に制限される。焦点調整レンズが駆動される範囲が制限されたことにより、“区分４”は至近側の駆動余裕となる。“区分４”は、変更された至近端（“区分３”と“区分４”の境界）或はその近傍で焦点調整動作を行う際に必要な領域となる。

図４Ｃは、Ｌｉｍｉｔ２Ｓｗ１０２ｂがＯＮの場合（焦点調整可能な被写体距離を３（ｍ）から０．５（ｍ）に制限）に、焦点調整レンズが駆動される範囲を示す。この場合に、焦点調整レンズを設定できる有効な範囲は、“区分３”、“区分４”で示される範囲に制限される。焦点調整レンズが駆動される範囲が制限されたことにより、“区分２”は無限側の駆動余裕となる。“区分２”は、変更された無限端（“区分２”と“区分３”の境界。無限側の移動限界位置）或はその近傍で焦点調整動作を行う際に必要な領域となる。

以上の説明で示した区分の数は、便宜上設定した一つの例に過ぎない。また撮影レンズがズームレンズの場合は、撮影レンズの焦点距離の変化に応じて区分の数を変化させても良い。

図２のフローチャートの説明に戻る。

レンズコントローラ１００はスキャン動作中、レンズ操作部１０２の状態の検出動作（Ｓ１０７）と焦点調整動作に必要な情報の送信動作（Ｓ１０８）とを合わせて実行する。Ｓ１０７で実行される動作は、上述のＳ１０２で実行される動作と同じである。Ｓ１０８において同期信号に同期してシステムコントローラ２００へ送信される情報は、“レンズ位置情報”と“区分情報”である。この実施例において、“区分情報”として“区分情報ｆｕｌｌ”、 “区分情報ｌｉｍｉｔ１”、“区分情報ｌｉｍｉｔ２”が存在する。レンズコントローラ１００は、Ｌｉｍｉｔ１Ｓｗ１０２ａがＯＮの場合に、“区分情報ｌｉｍｉｔ１”を送信し、Ｌｉｍｉｔ２Ｓｗ１０２ｂがＯＮの場合に、“区分情報ｌｉｍｉｔ２”を送信し、Ｌｉｍｉｔ１Ｓｗ１０２ａとＬｉｍｉｔ２Ｓｗ１０２ｂが共にＯＦＦの場合に“区分情報ｆｕｌｌ”を送信する。図６に開示されたテーブルは、この“区分情報”の一例である。

スキャン動作中、システムコントローラ２００は、レンズコントローラ１００が同期信号に同期して送信する“区分情報”と“レンズ位置情報”を受信する（Ｓ２０８）。更に、システムコントローラ２００は、画像データを取得する毎にコントラスト値を算出する。揮発性メモリ２１４には一定数のコントラスト値を格納可能な領域が確保されている。システムコントローラ２００は、この所定領域へ最新の計算値が記憶すると共に記録された最も古い計算値は廃棄される。従って揮発性メモリ２１４の中に過去から最新のコントラスト値の履歴データが形成される。システムコントローラ２００は、最新のコントラスト値を計算する毎に、この履歴データを分析してピーク位置（最大値）の検出を行なう（Ｓ２１０）。システムコントローラ２００は、そしてピーク位置を検出した場合、レンズコントローラ１００へスキャン停止コマンドを送信する（Ｓ２１２）。

一方、レンズコントローラ１００は、Ｓ１１０においてスキャン停止コマンドを受信すると、Ｓ１１２においてステッピングモータ１０４への駆動信号の供給を停止する。この処理によってレンズスキャン動作は終了する（上述した第一の調整動作が終了したことを意味する）。すなわち、レンズコントローラ１００により実行される動作ステップＳ１０６〜Ｓ１１２及びシステムコントローラ２００により実行される動作ステップＳ２０４〜Ｓ２１２は、上述した第一の調整動作に相当する。

上述した第二の調整動作で焦点調整レンズの駆動量がＳ２１４において算出される。すなわちシステムコントローラ２００は、“レンズ位置情報”、“区分情報”“ＡＦ補正量”基づき駆動量を算出する。

次にＳ１２４で実行される算出動作を図７のフローチャートを使って説明する。システムコントローラ２００は、前述したように取得したコントラスト値に基づき合焦位置パルスＦｐｘを演算後（Ｓ３００）、レンズコントローラ１００から送信された現在の“区分情報”によりｆpxがどの区分に属しているかを“区分２”から“区分４”まで昇順に検索する（Ｓ３０１）。すなわち、ｆｐｘが区分２の端点がよりも小さい場合は、合焦位置ｆｐｘは“区分２”に所属していると判断し、図５を参照して“区分２”のＡＦ補正量を読み出す（Ｓ３０２）。ｆｐｘが“区分２”の端点よりも大きく、かつ“区分３”の端点よりも小さければ“区分３”に所属していると判断し、図５を参照して“区分３”のＡＦ補正量を読み出す（Ｓ３０４，Ｓ０３５）。“区分２”、“区分３”のいずれにも該当しない場合はｆｐｘが“区分４に該当すると判断し、図５を参照して“区分４”のＡＦ補正量を読み出す（Ｓ３０６）。図３を例にとると、レンズコントローラはＦｐｘが２００〜２９９ｐｌｓ位置の範囲内にあるため、 “区分３”の領域にあると判断し、図５を参照して“区分３”のＡＦ補正量Δ２を読み出す。上述したフローにてＡＦ補正量を確定後、システムコントローラ２００は合焦位置の補正を行ない、真の合焦位置ｆｐを算出する（Ｓ３０３）。ここでは便宜上、加算式となっているが減算式となってもよい。また図５のＡＦ補正量は正/負両方の値をとってもよい。本発明では、ＡＦ補正量が正/負両方の値をとり、正は至近方向に合焦位置を補正するという意味である。

図２のフローチャートの説明に戻る。

Ｓ２１６において、システムコントローラ２００はレンズ駆動コマンドと共に駆動量をレンズコントローラ１００へ送信する。

一方、レンズコントローラ１００は、レンズ駆動コマンドが受信されるまで待機する（Ｓ１１４）。このコマンドを受信するとシステムコントローラ２００から駆動量を受信し、この駆動量に基づく駆動信号をステッピングモータ１０４へ印加する。焦点調整レンズは合焦位置へ駆動される。すなわち光学系１１０による被写体像はイメージセンサの受光面に結像される（ピントが合う）。

レンズコントローラ１００により実行される動作ステップＳ１１６及びシステムコントローラ２００により実行される動作ステップＳ２１４、Ｓ２１６は、上述した第二の調整動作に相当する。

以上に説明した焦点調整動作では、異常時の処理動作ついての説明は省略されている。例えばスキャン動作中にコントラストの最大位置を検出できない場合等の処理動作である。

システムコントローラ２００は、焦点調整動作の終了後、ユーザがレリーズ釦を全押し操作を検出するまで待機する（Ｓ２１８）。システムコントローラ２００は、レリーズ釦の全押しにより２ｎｄＲｅｌＳＷ２１６ｃがＯＮされると、静止画の取得動作を行う（Ｓ２２０）。システムコントローラ２００は所定の露出条件でイメージセンサを露光する（シボリ１１０とシャッタ２０３を制御する）。そして取得された画像データは画像処理回路２００ｂで所定の静止画ファイルへ変換される。この静止画像ファイルは記憶媒体２１０へ格納される。

また、本発明の施形態においては、カメラシステム（撮影機器）として、レンズ交換式デジタルカメラを用いて説明したが、撮影レンズの交換が可能なビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよい。さらに、撮影レンズの交換が可能であれば、携帯電話、スマートフォーンや携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assist）、ゲーム機器、移動体等に搭載されるカメラでもよい。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に断らない限り、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 撮影レンズ
１００ レンズコントローラ
１０２ レンズ操作部
１０４ ステッピングモータ
１０６ レンズ駆動機構
１０８ 駆動範囲検出エンコーダ
１１０ 光学系
１１２ シボリ駆動機構
１１４ シボリ
２ カメラ本体
２００ システムコントローラ
２０２ 撮像部
２０４ シャッタ駆動機構
２０５ シャッタ
２０６ コネクタ
２０８ 表示部
２１０ 記憶媒体
２１２ 不揮発性メモリ
２１４ 揮発性メモリ
２１６ カメラ操作部
２１８ 電源回路
２２０ バッテリ

Claims (3)

1. 撮影レンズと該撮影レンズを装着可能なカメラ本体とから構成されるカメラシステムにおいて、
   前記撮影レンズは、
   焦点調整動作のために駆動される焦点調整レンズと、
   焦点調整動作が可能な被写体距離範囲を変更する際に、上記焦点調整レンズの駆動範囲を制限するために操作されるレンズ操作部材と、
   焦点調整レンズの駆動範囲を複数の領域に区分する区分情報とこの複数の領域毎に設定されたＡＦ補正量とを記憶した記憶部であって、この区分情報を複数記憶した記憶部と、
   前記カメラ本体から送信される制御信号に基づき上記焦点調整レンズを駆動すると共に上記焦点調整レンズのレンズ位置情報を生成するレンズコントローラであって、前記レンズ操作部材に応じて複数の区分情報から一つの区分情報を選択するレンズコントローラと、を有し、
   前記カメラ本体は、
   焦点調整動作の開始を指示するカメラ操作部と、
   前記撮影レンズが形成する被写体像を電気信号へ変換する撮像部と、
   上記電気信号からコントラスト値を算出する演算部と、
   前記カメラ操作部の操作を検出すると、前記前記撮影レンズへ制御信号を送信して前記焦点調整レンズのスキャン駆動をさせる共に前記演算部の出力に基づきコントラスト値が最大となる位置で前記焦点調整レンズのスキャン駆動を止める第一の調整動作を実行し、前記撮影レンズから受信した前記区分情報と前記レンズ位置情報とＡＦ補正量とに基づき駆動量を算出し、この駆動量を前記前記撮影レンズへ送信して前記焦点調整レンズを合焦位置へ設定する第二の調整動作を実行するカメラコントローラと、を有し、
   前記カメラコントローラは、前記撮影レンズと通信を開始する所定タイミングで前記ＡＦ補正量を取得し、前記第一の調整動作中に撮影レンズから所定周期で前記区分情報と前記レンズ位置を取得し、
   前記レンズ操作部材に応じてレンズコントローラによって選択された前記区分情報は、前記レンズ操作部材に応じて上記焦点調整レンズの駆動が制限される領域に対応する前記ＡＦ補正量の参照を出来ないように構成されたデータである
   ことを特徴とするカメラシステム。
2. 前記ＡＦ補正情報を取得する前記撮影レンズと通信を開始する所定タイミングとは、前記撮影レンズが前記カメラ本体へ装着されるタイミングである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ＡＦ補正情報を取得する前記撮影レンズと通信を開始する所定タイミングとは、前記カメラ本体から前記撮影レンズへ電力供給が開始されるタイミングであることを特徴とする請求項１に記載のカメラシステム。

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