JP4963569B2 - 撮像システム及びレンズユニット - Google Patents

Description

本発明はデジタルカメラに関し、特にオートフォーカス機能を有するレンズ交換可能なデジタル一眼レフカメラに関するものである。

従来、一般的に、レンズ交換方式の一眼レフレックスタイプ（以下、単に一眼レフと略記する）のスチルカメラのオートフォーカス（ＡＦ）機構としては、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）ＡＦが用いられている。このＡＦ機構は、カメラ本体に焦点位置のズレを検出するための専用の機構が設けられ、その機構により検出されたズレ量（デフォーカス量）により、交換レンズユニット内の焦点調節用のレンズ（フォーカスレンズ）の移動位置を決定している。

一方、コンパクトデジタルカメラやビデオカメラ等では、撮像素子の信号の高周波成分によりコントラスト検知を行う、いわゆるイメージャＡＦが多く用いられている。イメージャＡＦは、レンズユニットのフォーカスレンズを移動させながら上記コントラストを繰り返し検出し、そのコントラストが最大になるフォーカスレンズ位置を決定する。

ＴＴＬ位相差ＡＦとイメージャＡＦは、例えば、ＴＴＬ位相差ＡＦは、より高速に合焦し、イメージャＡＦは、より高精度に合焦するといったように、それぞれ特徴があり、用途に応じて使い分けられている。

そして、高速且つ高精度なオートフォーカスを実現するために、下記特許文献１では、交換レンズユニット内にフォーカスレンズを駆動するための粗調整用のアクチュエータと微調整用のアクチュエータを設置して、高速で高精度の合焦を実現する自動焦点装置が記載されている。
特開２００３−２４１０７４号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の装置に限らず、レンズ交換可能な一眼レフカメラに於いて、イメージャＡＦで精度の高い合焦を可能とするためには、交換レンズ内のフォーカスレンズの位置を精度良く検出し、適切なタイミングでカメラ本体に伝送しなければならない。

したがって本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、交換レンズ内のフォーカスレンズの駆動制御を効率的に行うことができる撮像システム及びカメラ並びにレンズユニットを提供することである。

本発明の第１の態様による撮像システムは、カメラ本体と当該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットとから構成される撮像システムであって、上記カメラ本体は、上記レンズユニットにより結像した被写体を繰り返し撮影する撮像素子と、上記レンズユニットのレンズの駆動を制御するレンズ移動に関する命令を生成する制御手段と、上記レンズ移動を開始させる為のレンズ移動開始命令が上記制御手段によって生成された直後に、上記撮像素子による撮影のタイミングを決定する同期信号に同期してトリガ信号を生成するトリガ手段と、上記レンズ移動に関する命令と、上記トリガ信号と、上記同期信号の周期情報とを上記レンズユニットに送信する第１の送信手段と、を有し、上記レンズユニットは、当該レンズユニットの焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、上記制御手段が生成した上記レンズ移動開始命令に従って、上記フォーカスレンズを光軸に沿って移動を開始させるレンズ制御手段と、上記トリガ信号の受信時点を起点として、上記周期情報で指定された周期で、上記フォーカスレンズの光軸に沿った位置を示す位置情報を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段で検出したフォーカスレンズの位置構報を、上記カメラ本体に送信する第２の送信手段と、を有することを特徴とする。

本発明の第２の態様による撮像システムは、被写体を繰り返し撮影する撮像素子を有するカメラ本体に装着可能なレンズユニットであって、当該レンズユニットの焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、上記カメラ本体からの上記フォーカスレンズの駆動を制御する命令と、上記撮像素子による繰り返し撮影に係る同期信号の周期情報と、トリガ信号とを受信する受信手段と、上記受信手段によって受信された上記フォーカスレンズのレンズ移動を開始させる命令に従って、上記フォーカスレンズを光軸に沿って移動開始させるレンズ制御手段と、上記トリガ信号の受信時点を起点として、上記周期情報で指定された周期で繰り返されるタイミングで、上記フォーカスレンズの光軸に沿った位置を検出する位置検出手段と、上記位置検出手段によって検出された上記フォーカスレンズの位置情報を、上記カメラ本体に送信する送信手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、カメラ本体より垂直同期信号を交換レンズに送信し、交換レンズは、垂直同期信号に同期して略垂直同期パルス発生時のフォーカスレンズ位置をカメラ本体に送信する。したがって、撮像素子の撮像タイミングに同期したフォーカスレンズ位置を取得することができるので、交換レンズ内にレンズＣＰＵ等の制御部を有する場合であっても高い焦点調節精度を得ることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態を示す一眼レフレックスタイプのデジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。

図１に於いて、このカメラは、レンズユニットである交換レンズ１０と、この交換レンズ１０が装着されるカメラボディ（カメラ本体）３０とより構成される。

交換レンズ１０は、フォーカスレンズ１１ａを含む撮像レンズ系１１と、レンズ駆動部１２と、エンコーダ１３と、レンズコントロール部１５とを有して構成されている。上記フォーカスレンズ１１ａは、焦点調節を行うためのレンズである。レンズ駆動部１２は、上記フォーカスレンズ１１ａを光軸方向に移動させるためのものである。エンコーダ１３は、フォーカスレンズ１１ａの移動距離に比例したパルスを発生するもので、フォーカスレンズ１１ａの位置を検出するためのものである。また、レンズコントロール部１５は、カメラボディ３０とレンズ接点部２０を介して通信を行うと共に、レンズ駆動部１２を制御するためのものであり、内部に記憶手段としてのメモリ１５ａを有している。

上記レンズ接点部２０は、カメラボディ３０内の後述する制御部４５と、交換レンズ１０内のレンズコントロール部１５との通信ラインが結合される部分である。レンズ接点部２０は、カメラボディ３０から交換レンズ１０に供給されるレンズ電源や、通信用のクロック／データ信号、垂直同期信号等の複数の電源、信号が接続される複数の接点を有している。

一方、カメラボディ３０内は、ハーフミラー３１と、撮像素子３２と、位相差ＡＦセンサユニット３４と、第１焦点検出部３５と、画像処理部３７と、ＬＣＤパネル３８と、ファインダ光学系３９と、第２焦点検出部４１と、制御部４５と、ファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）４７及びセカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）４８とを有して構成されている。

上記ハーフミラー３１は、交換レンズ１０内の撮像レンズ系１１を介して入射する撮影光束を、撮像素子３２に導くと共に、位相差ＡＦセンサユニット３４に導くように分割する。この構成により、撮像動作と位相差ＡＦ検出動作を同時に行うことができる。

撮像素子３２は、撮影レンズ系１１を通過した被写体像を光電変換するための撮像光学系の光電変換素子であり、例えばＣＣＤで構成される。尚、位相差ＡＦセンサユニット３４の詳細については後述する。

上記第１焦点検出部３５は、位相差ＡＦセンサユニット３４の出力から焦点ズレ量等を算出するためのものである。画像処理部３７は、撮像素子３２の出力信号を処理し、画像のコントラスト情報を取り出すと共に、ホワイトバランス、Ｙ処理、カラーマトリックス処理等を行い、撮影画像とファインダ用の画像を形成する。ＬＣＤパネル３８は、バックライトを内蔵した電子ビューファインダ用のもので、上記画像処理部３７により形成されたファインダ用の画像を表示する。そして、ファインダ用の画像は、ファインダ光学系３９を介してユーザにより観察される。

また、上記画像処理部３７は、制御部４５から送信される図示されない基準クロックに基づいて、撮像素子３２の駆動制御信号の生成も行う。例えば、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読み出し制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、撮像素子３２に出力する。尚、上記垂直同期信号ＶＤは、第２焦点検出部４１、制御部４５、レンズコントロール部１５にも出力される。

上記第２焦点検出部４１は、画像処理部３７から得られるコントラスト情報の履歴を判断することでＡＦ評価値を算出して出力するものである。評価値を算出する領域である焦点検出領域は、位相差検出の焦点検出領域と一致する領域が予め決められている。

上記制御部４５は、デジタルカメラのカメラボディ３０の全体を制御するためのものである。ファーストレリーズスイッチ４７及びセカンドレリーズスイッチ４８は、図示されないレリーズ釦の押下に応じてオン、オフする２段式のスイッチである。レリーズ釦が半押しされるとファーストレリーズスイッチ４７がオンされて撮影準備動作に入り、レリーズ釦が全押しされるとセカンドレリーズスイッチ４８がオンされて撮影動作が実行されるようになっている。撮影された画像は、不揮発性メモリ（図示せず）等に記憶される。

次に、図２及び図３を参照して、イメージャＡＦについて説明する。

図２は上記第２焦点検出部４１の詳細な構成を示すブロック図、図３はフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係を説明するための図である。

第２焦点検出部４１の内部には、ＡＦ評価値を求めるための回路ブロックが含まれている。この第２焦点検出部４１では、画像処理部３７内で作成された輝度信号が、ＡＦ評価値を求めるためのハイパスフィルタ（ＨＰＦ）５１、Ａ／Ｄ変換器５２、焦点検出エリア選択ゲート５３、加算器５４が、順に出力されるように接続された構成となっている。

画像処理部３７は、画像信号から生成した輝度信号をＨＰＦ５１に出力すると共に、映像信号に合わせて同期信号を、焦点検出エリア選択ゲート５３、加算器５４、制御部４５に出力する。ＨＰＦ５１では、上記輝度信号に含まれる高周波成分が抽出される。この抽出された高周波成分は、画像の鮮鋭度が高い程多く含まれるため、この高周波成分を積分することによって、積分範囲での平均的な画像の鮮鋭度の高低を数値化することができる。そして、ＨＰＦ５１を通過した高周波成分は、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル信号に変換され、焦点検出エリア選択ゲート５３に入力される。この焦点検出エリア選択ゲート５３は、撮像画面上の複数の焦点検出エリアに対応する信号のみを抽出する回路であり、この焦点検出エリアに写された被写体に関する情報のみを抽出する。

焦点検出エリア選択ゲート５３によって抽出されたデジタル信号は、加算器５４に入力されて、ここで１フィールド分の上記焦点検出エリア内のデジタル信号が積算される。この加算器５４で積算された値は、画像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値として制御部４５に入力される。

制御部４５は、このＡＦ評価値を使用して、公知の山登り方式のオートフォーカス（以下、イメージャＡＦと記す）を行うことが可能である。制御部４５は、イメージャＡＦを行う場合に、レンズコントロール部１５を介してフォーカスレンズ１１ａを駆動させると共に、フォーカスレンズ位置情報を取得し、同時に上記加算器５４からＡＦ評価値を入力して、図３に示されるＡＦ評価座標値（（Ｐ１、Ｈ１）（Ｐ２、Ｈ２）（Ｐ３、Ｈ３））を得る。そして、ＡＦ評価値が最大となるピーク位置を、ＡＦ評価座標値より補間演算等により算出し、得られた評価値がピークとなるフォーカス目標位置ＰＭに、フォーカスレンズ１１ａを移動させる。

また、複数の焦点検出エリアから所定の選択アルゴリズム（例えば、最至近選択）に基づいて選択された焦点検出エリアを採用することや、撮影者により選択された焦点検出エリアを採用することが可能としてもよい。

次に、図４乃至図７を参照して、位相差ＡＦについて説明する。

図４は位相差ＡＦセンサユニット３４の詳細な構成を示した図、図５は２つの被写体像係わる撮影レンズのずれ量を求めるための説明図、図６は本実施形態に於ける位相差検出に拘わる部分の構成を示したブロック図、図７は位相差量と相関関数との関係を示した図である。

図４に示されるように、位相差ＡＦセンサユニット３４の基本的構成要素は、撮影レンズ系１１による被写体像が形成される予定結像面近傍に、視野マスク６１とコンデンサレンズ６２を配置し、その後方に多孔の絞りマスク６３ａ及び６３ｂ、２次結像レンズを有する２次光学系６４ａ及び６４ｂ、更にその後方に複数の光電変換素子列６５ａ及び６５ｂを配置したものである。そして、この構成により、撮影レンズ系１１の異なる２つの瞳領域６８ａ及び６８ｂを通過した光束による２つの被写体像を、それぞれ異なる光電変換素子列６５ａ及び６５ｂ上に再結像し、この２つの被写体像の相対的位置関係が撮影レンズ系１１の合焦状態により変化することを利用して焦点検出を行う。上述した２つの被写体像の相対的位置関係である位相差は、その相関を求めることで得られる。

いま、図５（ａ）に示されるように、２つの被写体像（Ａ像、Ｂ像）の重ならない領域の面積（Ａ像、Ｂ像の対応する画素の差の絶対値の総和）をＳとする。そして、図５（ｂ）に示されるように、一方の像（この例ではＡ像）を、光電変換素子１画素（１ビット）ずつシフトさせて、その最小値を求める。その結果、図５（ｃ）に示されるように、Ａ像とＢ像が一致すれば、必然的に最小値となるので、最小値をもたらすシフト量がＡ像とＢ像の相対的ずれ量である位相差となる。

これらの焦点検出装置では、２つの瞳領域６８ａ及び６８ｂの重心間隔が三角測量に於ける基線長となり、光電変換素子上の相対的ずれ量である位相差に基づいて、撮影レンズの焦点ずれ量を求めることができる。

図６は、本実施形態の位相差検出に係わる部分を示す構成図である。図６に於いて、光電変換素子列６５ａ及び６５ｂは図４に示されたものと同じであり、位相差ＡＦセンサユニット３４に含まれる。一方、第１焦点検出部３５は、Ａ／Ｄ変換器７１と演算処理部７２を有して構成される。

光電変換素子列６５ａ及び６５ｂ内の各画素からのアナログ出力は、Ａ／Ｄ変換器７１によってデジタル信号に変換される。また、第１焦点検出部３５には、上述したように、演算処理部７２が内蔵されている。この演算処理部７２で２つの像の位相差が求められて、該位相差が制御部４５に出力される。制御部４５では、この位相差により撮像レンズ系１１の制御が行われる。

いま、上記Ａ／Ｄ変換器７１にてＡ／Ｄ変換された光電変換素子列６５ａ及び６５ｂの出カ値を、それぞれＬ（１），Ｌ（２），…，Ｌ（ｎ）、Ｒ（１），Ｒ（２），…，Ｒ（ｎ）とする。すると、位相差＝ｉ・ｐ（ｐは画素ピッチ）という２つの像の相対的ずれ量（位相差）に対する、像の一致度を示す相関関数Ｆ（ｉ）は、例えば下記（１）式で与えられる。

ここで、ｍは相関を計算する画素数であり、ｍ＜ｎである。もし、光電変換素子列６５ａ、６５ｂ上の２つの像が相対的にｋ画素ピッチずれているとすれば、Ｆ（ｋ）＝０となる。但し、２つの光電変換素子列６５ａ、６５ｂからの像信号の形が画素ノイズ等の影響で完全に同じになったりすることは少ないので、通常はＦ（ｋ）＞０となる。

図７は位相差量ｉと相関関数Ｆ（ｉ）との関係の一例を示した図である。上述したように、（ｉ，Ｆ（ｉ））は離散的なデータであるが、便宜上、連続なグラフとして示している。ｉの所定の範囲に於いて、Ｆ（ｉ）の最小値が求められた後、高精度の検出を行うために最小値の前後の相関関数値が用いられて補間計算が行われる。

このようにして求められたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ１１ａが駆動されるので、広範囲なデフォーカス状態に於いても高速なフォーカシングが可能である。

次に、このように構成されたデジタルカメラの動作について、図８及び図９のフローチャートを参照して説明する。尚、これらのフローチャートによる処理動作は、主に制御部４５の指令に従って行われる。

図８は、本実施形態に於けるデジタルカメラのメインルーチンの動作を説明するフローチャートである。カメラボディ３０に設けられた図示されない電源スイッチによって電源が投入（オン）されると、先ずステップＳ１にて、初期レンズ通信が行われる。これは、カメラボディ３０内の制御部４５と交換レンズ１０内のレンズコントロール部１５との間で通信が行われて、交換レンズ１０内の初期化が行われると共に、交換レンズ１０内に記憶されている種々のデータが読み出され、制御部４５に含まれる記憶部（図示せず）に格納される。上記交換レンズ１０内のデータとしては、ＡＦ等に関わる種々の補正値等が含まれている。

次いで、ステップＳ２に於いて、上述したレリーズ釦（図示せず）の半押し操作によりファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）４７の状態が判定される。ここでは、ファーストレリーズスイッチ４７がオンされて撮影準備が指示されるまで待機する。

ここで、ファーストレリーズスイッチ４７がオンされると、ステップＳ３に移行して位相差検出が実行される。ここでは、位相差ＡＦセンサユニット３４から信号が取得され、第１焦点検出部３５により焦点ずれ量が算出される。また、位相差検出が可能か否かが評価され、検出の信頼性の高さが計算される。次いで、ステップＳ４に於いて、上記位相差検出に於いて信頼性の高い焦点ずれ量が求められたか否か、すなわち検出可能か否かが判定される。その結果、検出可能の場合はステップＳ５に移行し、検出可能で無い場合はステップＳ９に移行する。

ステップＳ５では、検出された焦点ずれ量が所定範囲内か否かが判定される。この所定範囲とは、この範囲内にあればイメージャＡＦにより、十分に高精度、且つ高速に合焦動作が行われるとして予め決められた数値である。上記ステップＳ５にて、所定範囲内の場合は、ステップＳ８に移行して範囲内フラグがセットされた後、ステップＳ９に移行する。一方、所定範囲内ではない場合はステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では、得られた焦点ずれ量から、合焦状態にするためのフォーカスレンズ１１ａの駆動量が算出される。次いで、ステップＳ７ではレンズ駆動が行われる。すなわち、上記算出されたレンズ動量が交換レンズ１０内のレンズコントロール部１５に送信され、該レンズコントロール部１５によってレンズ駆動部１２が制御されてフォーカスレンズ１１ａの駆動が行われる。そして、上記ステップＳ３に移行して位相差検出が行われる。

ステップＳ９では、サブルーチン「イメージャＡＦ」の動作が実行される。なお、このサブルーチン「イメージャＡＦ」の処理動作の詳細については後述する。

次に、ステップＳ１０に於いて、イメージャＡＦ動作の結果、合焦状態が得られたか否かが、フラグ等が参照されて判定される。そして、合焦となった場合はステップＳ１１に、合焦できなかった場合はステップＳ１４に、それぞれ移行する。

ステップＳ１１では、合焦となったことを示す合焦表示が、ＬＣＤパネル３８に表示される。また、ステップＳ１４では、非合焦であることを示す表示がＬＣＤパネル３８に表示される。その後、ステップＳ１５に移行してファーストレリーズスイッチ４７がオフにリセットされた後、上記ステップＳ２に移行する。

ステップＳ１２では、図示されないレリーズ釦の全押し操作によるセカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）４８がオンされるまで待機する。そして、セカンドレリーズスイッチ４８がオンされると、ステップＳ１３に移行して、勝影シーケンスによる撮影が行われる。撮影終了後は、ステップＳ１５にてファーストレリーズスイッチ４７がオフにリセットされた後、上記ステップＳ２に移行する。

尚、ファーストレリーズスイッチ４７は、接点が機械的には接触していても、電気的にはオフにすることができるように構成されている。

以上のように、基本的には位相差ＡＦにより焦点調節の粗調節が行われ、イメージャＡＦによって焦点調節の微調節が行われる。

図９は、図８のフローチャートのステップＳ９に於けるサブルーチン「イメージャＡＦ」の処理動作による合焦検出動作を説明するためのフローチャートである。

本サブルーチンに入ると、先ずステップＳ２１にて、上述した範囲内フラグがセットされているか否かが判定される。ここで、範囲内フラグがセットされている場合はステップＳ２２へ移行し、セットされていない場合はステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２２では、イメージャＡＦのスキャン範囲が設定される。このスキャン範囲は、現在のフォーカスレンズ１１ａの位置を中心位置として、その前後をΔＸに設定される。ここで、ΔＸは、イメージャＡＦにより十分に高精度、且つ高速に合焦動作が行われるとして、予め決められたスキャン範囲であり、交換レンズ１０内のメモリ１５ａに記憶されており、読み出されて使用される。尚、ΔＸは、例えば、交換レンズ１０の焦点距離、フォーカスレンズ１１ａの位置（距離）、位相差検出の信頼性の高さ等のパラメータにより、適宜変更される。

一方、ステップＳ２３では、スキャン範囲がフォーカスレンズ可動域全域、すなわち最至近から無限までに設定される。これは、信頼のできる位相差が検出できなかったか、或いは事前に位相差ＡＦが実行されていないため、合焦付近に位置していない可能性が高いためである。上記スキャン範囲は、レンズ通信により、レンズ接点部２０を介してレンズコントロール部１５に送信され、実際のスキャン範囲の動作判定はレンズコントロール部１５で行われる。その後、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、レンズコントロール部１５に所定のコマンドが送信されて、現在のレンズ位置からスキャン範囲端の近い側に、レンズコントロール部１５を介してレンズ駆動部１２が制御されて、フォーカスレンズ１１ａが移動される。次いで、ステップＳ２５では、レンズ駆動コマンドがレンズコントロール部１５に送信されて、フォーカスレン１１ａのスキャン動作が開始される。更に、ステップＳ２６では、画像処理部３７に於いて、垂直同期信号ＶＤ発生時からの所定のタイミングで、露出（ＥＸＰ）、画像データ読み出し（ＲＥＡＤ）が実行され、読み出された画像データに基づいてイメージャＡＦのＡＦ評価値が算出される。

ステップＳ２７では、垂直同期信号ＶＤの立上がりを待ち、ここでＶＤの立上がりが入力されると、ステップＳ２８に移行してレンズコントロール部１５から送信されるフォーカスレンズ位置が受信される。次いで、ステップＳ２９では、上記ステップＳ２６で取得されたＡＦ評価値と上記ステップＳ２８で取得されたフォーカスレンズ１１ａのレンズ位置が、ＡＦ評価値履歴として記憶される。

ここで、上述した図３の特性図を参照して、フォーカスレンズ１１ａの位置とＡＦ評価値との関係について説明する。

ステップＳ３０に於いて、評価値履歴が参照されて、合焦点（評価値のピーク値）を通過したか否かが判定される。ここで、ピークが通過していればステップＳ３２へ移行し、通過していなければステップＳ３１へ移行する。ステップＳ３１では、上記ステップＳ２２またはＳ２３で設定されたスキャン範囲が全てスキャンし終わったか否かが判定される。スキャンが終わっていればステップＳ３５へ、スキャンする領域が残っていれば上記ステップＳ２６へ移行する。

上述したステップＳ２６〜Ｓ３１のループでは、フォーカスレンズ１１ａは移動し続けており、上記処理動作が繰り返されることで、イメージャＡＦのピーク探索が行われる。

一方、ステップＳ３２では、評価値のピークを越えたと判定されたので、カメラボディ３０と交換レンズ１０との通信（以下、ボディ・レンズ通信と記す）により、レンズコントロール部１５にレンズ停止させるコマンドが送信されて、レンズが停止される。次いで、ステップＳ３３では、評価値履歴からピーク位置となるレンズ位置が、補間処理によって詳細に求められる。この位置に基づいて、ボディ・レンズ通信により、レンズコントロール部１５を介して、レンズ駆動部１２によりフォーカスレンズ１１ａが移動される。

更に、ステップＳ３４では、イメージャＡＦの結果であるピーク評価値が記憶された後、本サブルーチンを抜けて図８のメインルーチンに戻る。

これに対し、上記ステップＳ３０にて、合焦点（ピーク値）を得ることなくステップＳ３１にてスキャン範囲での処理が終了した場合は、ステップＳ３５に移行する。そして、このステップＳ３５にて、スキャン範囲の初期位置にフォーカスレンズ１１ａが移動される。そして、ステップＳ３６でイメージャＡＦが検出不能であったことがフラグ等に記憶されて処理が終了する。その後、図８のメインルーチンに戻る。

次に、図１０のフローチャートを参照して、交換レンズ１０の動作について説明する。

本ルーチンに入り、カメラボディ３０内の図示されない電源スィッチが投入されると、カメラボディ３０側よりレンズ接点２０を介して交換レンズ１０にレンズ電源が供給される。こうして、交換レンズ１０にレンズ電源が供給されることにより、交換レンズ１０内の各部が初期化されてレンズコントロール部１５が動作可能となり、ステップＳ４１に於いて、制御部４５からのボディ通信要求待ちとなる。そして、このステップＳ４１にて、制御部４５からのボディ通信要求が発生すると、ステップＳ４２に移行する。

ステップＳ４２では、ボディ・レンズ通信が行われて、制御部４５より送信されたコマンドが受信される。次いで、ステップＳ４３に於いて、レンズ駆動コマンドの判定がなされる。ここで、レンズ駆動コマンドであればステップＳ４５に、それ以外のコマンドであればステップＳ４４に、それぞれ移行して当該コマンドに応じた動作が実行される。

例えば、レンズ電源投入後の最初に受信されるレンズ情報要求コマンドでは、交換レンズ１０内に記憶されている種々のデータが読み出され、制御部４５に送信される。制御部４５では、受信されたそれらのデータが自らの記憶部（図示せず）に格納される。上記交換レンズ１０内のデータとしては、ＡＦに関わる種々の補正値等が含まれている。ステップＳ４４の処理動作が実行された後は、上記ステップＳ４１へ移行する。

図９に示されるイメージャＡＦのルーチンが実行される際のステップＳ２５（レンズ移動開始）は、ステップＳ４５のレンズ駆動コマンドが受信されることにより実行される。

ステップＳ４５でレンズ駆動が開始されると、続くステップＳ４６にて、制御部４５からレンズコントロール部１５に、レンズ接点２０を介して出カされる垂直同期信号に同期する信号ＶＤＰの立下がりが検出されるまで待機する。ここで、ＶＤＰの立下がりが検出されると、ステップＳ４７に移行して、レンズ位置を示すエンコーダ１３の出力データが取得される。

そして、続くステップＳ４８に於いて、上記ＶＤＰの立上がりが検出されるまで待機する。ここで、ＶＤＰの立上がりが検出されると、ステップＳ４９に移行して、上記ステップＳ４７で取得されたレンズ位置が制御部４５に送信される。更に、ステップＳ５０に於いては、レンズ停止コマンドが受信されたか否かが判定される。ここで、レンズ停止コマンドが受信された場合はステップＳ５１に移行してレンズが停止される。一方、上記ステップＳ５０にて、レンズ停止コマンドが受信されない場合は、上記ステップＳ４６に移行してＶＤＰの立下がり待ち状態となる。以降、レンズ停止コマンドが受信されるまで、上記と同じ動作が繰り返される。

図１１は、イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図１１のタイミングチャート及び上述したフローチャートを参照して、イメージャＡＦの動作について説明する。

先ず、制御部４５によりイメージャＡＦが開始される（図８のフローチャートのステップＳ９）と、レンズ移動開始の処理がなされ、レンズコントロール部１５に対して、制御部４５からレンズ駆動コマンドが送信される（図９のフローチャートのステップＳ２５）。レンズコントロール部１５は、上記レンズ駆動コマンドが受信されて、レンズ駆動が開始され、交換レンズ１０のフォーカスレンズ１１ａが駆動される（図１０のフローチャートのステップＳ４５）。

エンコーダ１３では、フォーカスレンズ１１ａの移動に伴ってエンコーダ信号が発生される。レンズコントロール部１５では、このエンコーダ信号の信号パルスがカウントされることにより、フォーカスレンズ位置を取得することができる。

図１１のタイミングチャートに於いては、フォーカスレンズ１１ａは継続して駆動され続ける。カメラボディ３０内では、画像処理部３７により発生される垂直同期信号ＶＤの所定のタイミングに合わせて、撮像素子３２の撮像動作が行われる。撮像素子３２の露光（ＥＸＰ）がなされて露光が終了すると、撮像素子３２の画像データが画像処理部３７による読み出し（ＲＥＡＤ）が行われる。この読み出し動作と並行して、画像処理部３７にてＡＦ評価値の検出（ＩＡＦ）が実行される（図９のフローチャートのステップＳ２６）。尚、ＡＦ評価値の計算の終了タイミングは、垂直同期信号ＶＤの立上がりの前に終了するように予め設定されている。

レンズコントロール部１５では、レンズ接点信号ＶＤＰの立下がりを待ち（図１０のフローチャートのステップＳ４６）。そして、レンズコントロール部１５では、ＶＤＰの立下がりが入力されると、エンコーダ１３のパルスカウント出力よりフォーカスレンズ位置データが取得される（図１０のフローチャートのステップＳ４７）。

その後、レンズ接点信号ＶＤＰ（垂直同期信号ＶＤ）の立上がりを待ち（図１０のフローチャートのステップＳ４８）、ＶＤＰの立上がりが入力されると（図１０のフローチャートのステップＳ４９）、上記取得されたフォーカスレンズ位置データが、レンズコントロール部１５から制御部４５に送信される。制御部４５では、垂直同期信号ＶＤの立上がりを待ち（図９のフローチャートのステップＳ２７）、ＶＤの立上がりが入力されると（図９のフローチャートのステップＳ２８）、レンズコントロール部１５から送信されるレンズ位置が受信される（図９のフローチャートのステップＳ２９）。

このように、垂直同期信号ＶＤの立上がりに同期して、フォーカスレンズ位置情報の通信が行われ、制御部４５では垂直同期信号ＶＤの立下がり時のフォーカスレンズ位置情報を取得することができる。上記動作は、イメージャＡＦ動作時のフォーカスレンズ駆動中に繰り返し実行される。そして、ボディ・レンズ通信により、制御部４５からレンズコントロール部１５にレンズ停止コマンドが送信されると、フォーカスレンズ１１ａの駆動が停止される（図１０のフローチャートのステップＳ５１）。

以上のように、カメラボディ３０より撮像素子３２の動作タイミングを司る垂直同期信号を交換レンズ１０に送信し、該交換レンズ１０は、垂直同期信号に同期するパルス発生時のフォーカスレンズ位置を取得してカメラボディ３０に送信することができる。したがって、撮像素子３２の撮像タイミングに同期したフォーカスレンズ位置を取得することができるので、交換レンズ１０内にレンズＣＰＵを有する場合であっても、イメージャＡＦより高い焦点調節精度を得ることができる。また、位相差ＡＦとイメージャＡＦを組み合わせることにより、高速で精度の高いＡＦを実現することができる。

尚、真の撮影タイミング（図１１：ＥＸＰ）と垂直同期信号に同期して取得するフォーカスレンズ位置の取得タイミングは一定の時間差を有するので、フォーカスレンズ移動速度を考慮してフォーカスレンズ位置情報を補正してもよい。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、垂直同期信号ＶＤ毎に、制御部４５とレンズコントロール部１５との間でレンズ位置の通信を行っているが、ＶＤ周期は一般的に３３ｍｓ程度と比較的短時間である。他のカメラ内部処理と並行して、このＶＤ周期の時間内に上記通信処理を実行するのは、電気的にハードウエア、ソフトウエア共に負荷が大きくなる。

これらの点を改善することが、本発明の第２の実施形態の趣旨である。

第２の実施形態では、レンズコントロール部１５では、垂直同期信号ＶＤ毎にレンズ位置データの取得が行われるが、レンズ位置データのボディ・レンズ通信は実行されない。イメージャＡＦ実行によりピーク検出がなされた後に、ＡＦ評価値に対応して取得された全レンズ位置データが一括してボディ・レンズ通信により制御部４５に送信される。

尚、第２の実施形態に於けるカメラの構成及び基本的な動作については、図１乃至図１１に示される第１の実施形態のカメラの構成及び動作と同じであるので、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図１２は、第２の実施形態の動作を説明するもので、図８のフローチャートに於けるステップＳ９で行われる「イメージャＡＦ動作」による合焦検出動作を説明するための制御部４５の動作フローチャートである。

尚、図１２のフローチャートに於いて、ステップＳ６１〜Ｓ６４及びステップＳ７４〜Ｓ７５は、上述した図９のフローチャートのステップＳ２１〜Ｓ２４及びステップＳ３５〜Ｓ３６と同じであるので、対応するステップ番号を付してその説明は省略する。

ステップＳ６５では、レンズ駆動コマンドがレンズコントロール部１５に送信されて、フォーカスレンズ１１ａのスキャン動作が開始される。次いで、ステップＳ６６では、画像処理部３７に於いて、垂直同期信号ＶＤ発生時からの所定のタイミングで露出（ＥＸＰ）、画像データ読み出し（ＲＥＡＤ）が実行され、読出された画像データに基づいてイメージャＡＦのＡＦ評価値が算出される。そして、ステップＳ６７にて、上記ステップＳ６６で算出されたＡＦ評価値がＡＦ評価値履歴として記憶される。

次に、ステップＳ６８に於いて、上記ステップＳ６７で記憶された評価値履歴が参照されて、合焦点（評価値のピーク値）を通過したか否かが確認される。ここで、ピーク値を通過していなければステップＳ６９へ移行し、通過していればステップＳ７０へ移行する。ステップＳ６９では、設定されたスキャン範囲を全てスキャンし終わったか否かが判定される。スキャンが終了していればステップＳ７４へ移行し、一方、スキャンする領域が残っていれば上記ステップＳ６６へ移行する。ステップＳ６６〜Ｓ６９のループでは、フォーカスレンズ１１ａは移動し続けており、上記処理が繰り返されることで、イメージャＡＦのピーク探索が行われる。

ステップＳ７０では、上記ステップＳ６８にてピークを越えたと判定されたので、ボディ・レンズ通信により、レンズコントロール部１５にレンズ停止させるコマンドが送信されてレンズが停止される。続くステップＳ７１では、ＡＦ評価値に対応して取得された全レンズ位置データが一括してボディ・レンズ通信により受信される。更に、ステップＳ７２では、上記ステップＳ７１にて取得されたフォーカスレンズ位置と対応するＡＦ評価値履歴から、真のピーク位置となるレンズ位置が、補間処理によって詳細に求められて、ボディ・レンズ通信によってレンズコントロール部１５を介してレンズ駆動部１２によりフォーカスレンズ１１ａが駆動される。そして、ステップＳ７３では、イメージャＡＦの結果であるピーク評価値が記憶される。その後、図８に示されるメインルーチンに戻る。

図１３は、第２の実施形態の動作を説明するもので、レンズコントロール部１５の動作を説明するためのフローチャートである。尚、図１３のフローチャートに於いて、ステップＳ８１〜Ｓ８３は、上述した図１０のフローチャートのステップＳ４１〜Ｓ４３と同じであるので、対応するステップ番号を付してその説明は省略する。

イメージャＡＦに於いて、図１２のフローチャートのステップＳ６５のレンズ移動開始の動作は、ステップＳ８７に於いてレンズ駆動コマンドが受信されることにより実行される。次いで、ステップＳ８８では、ＶＤＰが立下がりの状態になるまで待機する。そして、ＶＤＰの立下がりが検出されると、ステップＳ８９に移行して、レンズ位置エンコーダデータが受信されて取得され、レンズコントロール部１５内のメモリ１５ａに記憶される。

ステップＳ９０では、レンズ停止コマンドが受信されたか否かが判定される。ここで、上記レンズ停止コマンドが受信されれば、ステップＳ９１に移行してレンズが停止される。その後、上記ステップＳ８１に移行して、ボディ通信要求待ちとなる。一方、上記ステップＳ９０にて、レンズ停止コマンドが受信されない場合は、上記ステップＳ８８に移行して、ＶＤＰの立下がり待ち状態となり、以後、レンズ停止コマンドが受信されるまで、上記と同じ動作が繰り返される。

ところで、上記ステップＳ８３に於いて、制御部４５よりレンズ位置送信コマンドが送信された場合は、ステップＳ８４に移行してレンズ位置の送信コマンドが受信されたか否かが判定される。ここで、上記送信コマンドが受信された場合は、ステップＳ８５に移行して垂直同期信号ＶＤＰの立下がりに同期して取得された全レンズ位置データが制御部４５に送信される。その後、上記ステップＳ８１に移行して、ボディ通信要求待ちとなる。

更に、上記ステップＳ８４にて、レンズ位置送信コマンドが受信されない場合は、ステップＳ８６に移行する。そして、このステップＳ８６にて、他のコマンド判定処理が行われた後、上記ステップＳ８１に移行して、ボディ通信要求待ちとなる。

図１４は、第２の実施形態の動作を説明するもので、イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図１４のタイミングチャート及び上述したフローチャート及びを参照して、イメージャＡＦの動作について説明する。

図８のフローチャートのステップＳ９に於いて、制御部４５によりイメージャＡＦが開始される（図８のフローチャートのステップＳ９）と、レンズ移動開始の処理がなされ、レンズコントロール部１５に対して、制御部４５からレンズ駆動コマンドが送信される（図９のフローチャートのステップＳ２５）。レンズコントロール部１５は、上記レンズ駆動コマンドが受信されて、レンズ駆動が開始され、交換レンズ１０のフォーカスレンズ１１ａが駆動される（図１３のフローチャートのステップＳ８７）。

エンコーダ１３では、フォーカスレンズ１１ａの移動に伴ってエンコーダ信号が発生され、レンズコントロール部１５でこの信号パルスがカウントされることにより、フォーカスレンズ位置を取得することができる。

図１４のタイミングチャートに於いては、フォーカスレンズ１１ａは継続して駆動され続ける。カメラボディ３０内では、画像処理部３７により発生される垂直同期信号ＶＤの所定のタイミングに合わせて、撮像素子３２の撮像動作が行われる。撮像素子３２の露光（ＥＸＰ）がなされて露光が終了すると、撮像素子３２の画像データが画像処理部３７による読み出し（ＲＥＡＤ）が行われる。この読み出し動作と並行して、画像処理部３７にてＡＦ評価値の算出（ＩＡＦ）が実行される（図９のフローチャートのステップＳ２６）。

尚、上記ＡＦ評価値の計算の終了タイミングは、垂直同期信号ＶＤの立下がりの前に終了するように予め設定されている。レンズコントロール部１５は、レンズ接点信号ＶＤＰ（垂直同期信号ＶＤ）の立下がりを待ち（図１３のフローチャートのステップＳ８８）、ＶＤＰの立下がりが検出されると、エンコーダ１３の出力パルスのカウントにより、レンズ位置が取得されてメモリ１５ａに記憶される（図１３のフローチャートのステップＳ８９）。

上記動作は、イメージャＡＦ動作時のフォーカスレンズ駆動中に垂直同期信号ＶＤのタイミングに同期して繰り返し実行される。そして、ボディ・レンズ通信により、制御部４５からレンズコントロール部１５にレンズ停止コマンドが送信されると、フォーカスレンズ１１ａの駆動が停止される（図１３のフローチャートのステップＳ９１）。

更に、制御部４５からレンズコントロール部１５に、レンズ位置データ送信コマンドが送送信されると、上記ＡＦ評価値に対応して取得され、記憶されたフォーフォーカスレンズ位置データが、レンズコントロール部１５から制御部４５に送信される（図１３のフローチャートのステップＳ８５）。

以上のように、カメラボディ３０より撮像素子３２の動作タイミングを司る垂直同期信号を交換レンズ１０に送信し、該交換レンズ１０は垂直同期信号に同期して駆動中のフォーカスレンズ位置を取得する。そして、イメージャＡＦのピーク探索シーケンスが終了してからフォーカスレンズ位置データをカメラ本体に送信する。

したがって、第２の実施形態によれば、撮像素子の撮像タイミングに同期したフォーカスレンズ位置を取得することができるので、交換レンズ内にレンズＣＰＵを有する場合であっても、イメージャＡＦより高い焦点調節精度を得ることができる。また、イメージャＡＦのピーク探索中には、フォーカスレンズ位置を通信しないので、制御部４５やレンズコントロール部１５の通信処理の負荷を軽減することができ、回路の簡略化によるコストダウンやピーク探索中に並行して処理する他、仕様の性能低下を防止することができる。

（第３の実施形態）
上述した第１及び第２の実施形態は、レンズ接点を介して、カメラボディ３０と交換レンズ１０間で垂直同期信号ＶＤの授受を行っている。しかしながら、レンズ接点は接点数や設置可能面積が限られているため、できるだけ信号数を減らす必要がある。そこで、第３の実施形態では、このような点を更に改善している。

すなわち、第３の実施形態では、カメラボディ３０内の制御部４５から交換レンズ１０内のレンズコントロール部１５に垂直同期信号ＶＤの周期を予め送信し、レンズコントロール部１５内のメモリ１５ａに記憶させる。そして、イメージャＡＦ開始時に、垂直同期信号ＶＤに同期した信号を、最初の１回（トリガ）だけ送信する。

レンズコントロール部１５は、このトリガを受けて内部のカウンタ（図示せず）により記憶している垂直同期信号ＶＤの周期に同期して、フォーカスレンズ位置を取得し、レンズコントロール部１５から制御部４５に送信する。上記トリガ信号は、シリアル通信ラインの信号ラインを兼用する。例えば、シリアル通信ラインとしてクロック、データ、リクエスト、アクノリッジ信号の４本がある場合は、リクエストかアクノリッジ信号に重畳させる。

以下、本発明の第３の実施形態について説明する。

図１５は、本発明の第３の実施形態を示す一眼レフレックスタイプのデジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。

尚、本第３の実施形態に於けるカメラの構成及び基本的な動作については、図１乃至図１４に示される第１及び第２の実施形態のカメラの構成及び動作と同じであるので、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図１５に於いて、図１のカメラと異なるのは、一定周期のパルスを発生するタイマ１７が、交換レンズ１０内に追加され、レンズ接点部２０の信号として垂直同期信号ＶＤＰがない点である。

次に、図１６のフローチャートを参照して、本発明の第３の実施形態に於けるレンズコントロール部１５の動作について説明する。

図１６は、レンズコントロール部５の動作を説明するためのフローチャートである。

尚、図１６のフローチャートに於いて、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３及びステップＳ１０４は、上述した図１０のフローチャートのステップＳ４１〜Ｓ３及びステップＳ４４と同じであるので、対応するステップ番号を付してその説明は省略する。

イメージャＡＦに於いて、図９のフローチャートのステップＳ２５の動作は、図１６のフローチャートのステップＳ１０３にて、レンズ駆動コマンドが制御部４５からレンズコントロール部１５で受信されることにより、ステップＳ１０５に移行して実行される。続く、ステップＳ１０６では、レンズ接点２０の垂直同期信号に同期するトリガ信号の立下がりを待つ。そして、トリガ信号の立下がりが検出されると、ステップＳ１０７に移行して、エンコーダ１３からの出力パルスのカウント値により、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得される。

次いで、ステップＳ１０８では、レンズコントロール部１５の内部カウンタ（図示せず）がリセットされ、タイマ１７の出力パルスのカウントが開始される。続いて、ステップＳ１０９では、上記ステップＳ１０６で取得されたレンズ位置が制御部４５に送信される。

ステップＳ１１０では、予めレンズコントロール部１５に記憶されている垂直同期信号ＶＤの周期ＴＶＤに対応する数だけ、タイマ１７の出力パルスがカウントされたか否かが判定される。上記周期ＴＶＤは、初期ボディ・レンズ通信の時に、制御部４５からレンズコントロール部１５に送信されており、レンズコントロール部１５のメモリ１５ａに記憶されている。

そして、このステップＳ１１０にてカウントが終了すると、続くステップＳ１１１に於いて、制御部４５からのレンズ停止コマンドが受信されたか否かが判定される。ここで、レンズ停止コマンドが受信されていない場合は、上記ステップＳ１０７に移行して、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得される。このように、ステップＳ１０７〜Ｓ１１１のループが繰り返されて、タイマ１７とレンズコントロール部１５の内部カウンタにより、ＴＶＤと同じ周期毎に、すなわち垂直同期信号に同期して、レンズ位置が取得されて制御部４５に送信される。

一方、上記ステップＳ１１１に於いて、レンズ停止コマンドが受信された場合は、ステップＳ１１２に移行してレンズを停止させる。その後は、上記ステップＳ１０１に移行して、カメラボディ３０の通信要求待ちとなる。

図１７は、第３の実施形態の動作を説明するもので、イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図１７のタイミングチャート及び上述したフローチャート及びを参照して、イメージャＡＦの動作について説明する。

先ず、制御部４５によりイメージャＡＦが開始される（図８のフローチャートのステップＳ９）と、レンズ移動開始の処理がなされ、レンズコントロール部１５に対して、制御部４５からレンズ駆動コマンドが送信される（図９のフローチャートのステップＳ２５）。レンズコントロール部１５は、上記レンズ駆動コマンドが受信されて、レンズ駆動が開始され、交換レンズ１０のフォーカスレンズ１１ａが駆動される（図１６のフローチャートのステップＳ１０５）。

エンコーダ１３では、フォーカスレンズ１１ａの移動に伴ってパルス信号が発生される。レンズコントロール部１５では、このパルスがカウントされることにより、フォーカスレンズ位置を検出することができる。

図１７のタイミングチャートに於いては、フォーカスレンズ１１ａは継続して駆動され続ける。カメラボディ３０内では、画像処理部３７により発生される垂直同期信号ＶＤの所定のタイミングに合わせて、撮像素子３２の撮像動作が行われる。撮像素子３２の露光（ＥＸＰ）がなされて露光が終了すると、撮像素子３２の画像データが画像処理部３７による読み出し（ＲＥＡＤ）が行われる。この読み出し動作と並行して、画像処理部３７にてＡＦ評価値の算出（ＩＡＦ）が実行される（図９のフローチャートのステップＳ２６）。尚、ＡＦ評価値の計算の終了タイミングは、垂直同期信号ＶＤの立上がりの前に終了するように予め設定されている。

レンズコントロール部１５では、レンズ接点信号トリガ（垂直同期信号ＶＤに同期する信号）の立下がりを待ち（図１６のフローチャートのステップＳ１０６）。そして、該立下がりが検出されると、エンコーダ１３の出力パルスのカウント値により、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得される（図１６のフローチャートのステップＳ１０７）。

同時に、レンズコントロール部１５の内部カウンタ（図示せず）のカウントが開始される（図１６のフローチャートの１０８）。そして、予めレンズコントロール部１５に記憶されている垂直同期信号の周期ＴＶＤと同じ時間が経過するまでカウントされると（図１６のフローチャートのステップＳ１０９）、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得されて制御部４５に取得されたレンズ位置データが送信される（図１６のフローチャートのステップＳ１１０）。

上記動作は、イメージャＡＦ動作時のフォーカスレンズ駆動中にレンズコントロール部１５の内部カウンタのＴＶＤカウント終了に同期して、繰り返し実行される。そして、ボディ・レンズ通信により、制御部４５からレンズコントロール部１５にレンズ停止コマンドが送信されると、フォーカスレンズ１１ａの駆動が停止される（図１６のフローチャートのステップＳ１１２）。

以上のように、第３の実施形態に於いては、カメラボディ３０より撮像素子３２の動作タイミングを司る垂直同期信号の周期情報を、交換レンズ１０に予め送信する。そして、イメージャＡＦ開始後の最初の垂直同期信号に同期したトリガ信号が交換レンズ１０に送信され、該交換レンズ１０では、上記トリガ信号からの時間計測により垂直同期信号周期に同期して駆動中のフォーカスレンズ位置が取得される。

したがって、撮像素子３２の撮像タイミングに同期したフォーカスレンズ位置を取得することができるので、交換レンズ内にレンズＣＰＵを有する場合であっても、イメージャＡＦより高い焦点調節精度を得ることができる。

また、レンズ接点を最初のトリガ信号にのみ使用するので、レンズ接点数を減少させることができ、コストダウンや多機能の性能向上を図ることができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。

この第４の実施形態は、上述した第３の実施形態に対して次の点が異なる。

すなわち、イメージャＡＦのピーク探索後に、記憶している全フォーカスレンズ位置データをレンズコントロール部１５から制御部４５に送信する。

イメージャＡＦ開始時に、垂直同期信号ＶＤに同期した信号を、最初の１回（トリガ）だけ送信する。レンズコントロール部１５は、このトリガを受けて内部の図示されないカウンタにより記憶している垂直同期信号ＶＤの周期に同期して、フォーカスレンズ位置を取得、記憶する。

また、垂直同期信号ＶＤ毎に、他のカメラ内部処理と並行して、フォーカスレンズ位置の通信処理を実行するのは、電気的にハードウエア、ソフトウエア共に負荷が非常に大きく、コストアップや性能低下等の弊害がある。

これらの点を改善することが第４の実施形態の趣旨である。

以下、本発明の第４の実施形態について説明する。

尚、本第４の実施形態に於けるカメラの構成は図１５に示される第３の実施形態のカメラの構成と同じであり、また基本的な動作については、図１乃至図１７に示される第１乃至第３の実施形態の動作と同じであるので、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図１８は、本発明の第４の実施形態に於けるレンズコントロール部１５の動作について説明するためのフローチャートである。

尚、図１８のフローチャートに於いて、ステップＳ１２１〜Ｓ１２３及びステップＳ１２４は、上述した図１６のフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１０３及びステップＳ１０５と同じであるので、対応するステップ番号を付してその説明は省略する。

イメージャＡＦに於いて、図９のフローチャートのステップＳ２５の動作は、図１８のフローチャートのステップＳ１２３にて、レンズ駆動コマンドが制御部４５からレンズコントロール部１５で受信されることにより、ステップＳ１２４に移行して実行される。続く、ステップＳ１２５では、レンズ接点２０の垂直同期信号に同期するトリガ信号の立下がりを待つ。そして、トリガ信号の立下がりが検出されると、ステップＳ１２６に移行して、エンコーダ１３からの出力パルスのカウント値により、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得され。レンズコントロール部１５のメモリ１５ａに記憶される。

ステップＳ１２７では、レンズコントロール部１５の内部カウンタ（図示せず）のカウントが開始される。次いで、ステップＳ１２８では、予めレンズコントロール部１５に記憶されている垂直同期信号ＶＤの周期ＴＶＤに対応する数だけ、タイマ１７の出力パルスがカウントされたか否かが判定される。周期ＴＶＤは、初期レンズ通信の時に、制御部４５からレンズコントロール部１５に送信されており、制御部４５内に記憶されている。

上記ステップＳ１２８にてカウントが終了すると、ステップＳ１２９に移行し、制御部４５からのレンズ停止コマンドが受信されたか否かが判定される。ここで、レンズ停止コマンドの受信がない場合は、上記ステップＳ１２７に移行して、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得され、レンズコントロール部１５内のメモリ１５ａに記憶される。このように、ステップＳ１２６〜Ｓ１２９のループが繰り返されて、タイマ１７の出力パルスがカウントされることにより、ＴＶＤと同じ周期毎に、すなわち垂直同期信号ＶＤに同期して、レンズ位置が取得されて記憶される。

一方、上記ステップＳ１２９に於いて、レンズ停止コマンドが受信された場合は、ステップＳ１３０に移行してレンズが停止される。その後、上記ステップＳ１２１に移行して、ボディ通信要求待ちとなる。

また、上記ステップＳ１２３に於いて、レンズ駆動コマンドが受信されない場合は、ステップＳ１３１に移行して、レンズ位置送信コマンドが受信されたか否かが判定される。その結果、制御部４５よりレンズ位置送信コマンドが受信された場合は、ステップＳ１３２に移行して、取得された全レンズ位置データが制御部４５に送信される。その後、上記ステップＳ１２１へ移行する。

一方、上記ステップＳ１３１にてレンズ位置送信コマンドが受信されなかった場合は、ステップＳ１３３に移行して、他のコマンド判定処理がなされた後、上記ステップＳ１２１へ移行する。

図１９は、第４の実施形態の動作を説明するもので、イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。

以下、図１９のタイミングチャート及び上述したフローチャート及びを参照して、イメージャＡＦの動作について説明する。

先ず、制御部４５によりイメージャＡＦが開始される（図８のフローチャートのステップＳ９）と、レンズコントロール部１５に対して、制御部４５からレンズ駆動コマンドが送信される（図１２のフローチャートのステップＳ６５）。レンズコントロール部１５では、上記レンズ駆動コマンドが受信され、レンズ駆動が開始されて、交換レンズ１０のフォーカスレンズ１１ａが駆動される（図１８のフローチャートのステップＳ１２４）。エンコーダ１３では、フォーカスレンズ１１ａの移動に伴ってパルス信号が発生する。レンズコントロール部１５は、このパルスをカウントすることによりフォーカスレンズ位置を検出することができる。

図１９のタイミングチャートに於いては、フォーカスレンズ１１ａは継続して駆動され続ける。カメラボディ３０内では、画像処理部３７により発生される垂直同期信号ＶＤの所定のタイミングに合わせて撮像素子３２の撮像動作が行われる。そして、撮像素子３２の露光（ＥＸＰ）が終了すると、該撮像素子３２の画像データに対して画像処理部３７による読み出しが（ＲＥＡＤ）が行われる。この読み出しと並行して、画像処理部３７にてＡＦ評価値の算出（ＩＡＦ）が実行される（図１２のフローチャートのステップＳ６６）。

尚、ＡＦ評価値の計算の終了タイミングは、垂直同期信号ＶＤの立下がりの前に終了すうに、予め設定されている。

レンズコントロール部１５は、レンズ接点信号トリガ（垂直同期信号ＶＤに同期する信号）の立下がりを待つ（図１８のフローチャートのステップＳ１２５）。そして、立下がりが検出されると、エンコーダ１３の出力パルスのカウント値により、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得されてメモリ１５ａに記憶される（図１８のフローチャートのステップＳ１２６）。

同時に、レンズコントロール部１５の内部カウンタ（図示せず）のカウントが開始され（図１８のフローチャートのステップＳ１２７）、予めレンズコントロール部１５に記憶されている垂直同期信号の周期ＴＶＤと同じ時間が経過するまでカウントされる（図１８のフローチャートのステップＳ１２８）。すると、フォーカスレンズ１１ａの位置が取得されて、レンズコントロール部１５内のメモリ１５ａに記憶される（図１８のフローチャートのステップＳ１２６）。

上記動作は、イメージャＡＦ動作時のフォーカスレンズ駆動中に、レンズコントロール部１５の内部カウンタのＴＶＤカウント終了に同期して、繰り返し実行される。そして、ボディ・レンズ通信により、制御部４５からレンズコントロール部１５にレンズ停止コマンドが送信されると、フォーカスレンズ１１ａの駆動が停止される（図１８のフローチャートのステップＳ１３０）。

更に、制御部４５からレンズコントロール部１５に、レンズ位置データ送信コマンドが送信されると、上記ＡＦ評価値に対応して取得されたフォーカスレンズ１１ａの位置データが、レンズコントロール部１５から制御部４５に送信される（図１８のフローチャートのステップＳ１３２）。

以上のように、第４の実施形態では、先ず、カメラボディ３０より撮像素子３２の動作タイミングを司る垂直同期信号の周期情報を交換レンズ１０に予め送信する。そして、イメージャＡＦ開始後の最初の垂直同期信号に同期したトリガ信号が交換レンズ１０に送信される。この交換レンズ１０では、上記トリガ信号からの時間計測により、垂直同期信号周期に同期して、駆動中のフォーカスレンズ位置が取得される。更に、イメージャＡＦのピーク探索シーケンスが終了してから、フォーカスレンズ１１ａの位置データがカメラボディ３０に送信される。

したがって、撮像素子３２の撮像タイミングに同期したフォーカスレンズ位置を取得することができるので、交換レンズ１０内にレンズＣＰＵを有する場合であっても、イメージャＡＦより高い焦点調節精度を得ることができる。また、レンズ接点を最初のトリガ信号にのみ使用するので、レンズ接点数を減少させることができ、コストダウンや多機能の性能向上を図ることができる。

更に、イメージャＡＦのピーク探索中には、フォーカスレンズ位置が通信されないので、制御部４５やレンズコントロール部１５の通信処理の負荷を軽減することができ、回路の簡略化によるコストダウンや、ピーク探索中に並行して処理する他仕様の性能低下を防止することができる。

尚、上述した実施形態に於いては、垂直同期信号ＶＤの立下がり時点のフォーカスレンズの位置を取得し、その時間から時間経過があって画像が撮像されており、フォーカスレンズ位置の取得とイメージャＡＦ用画像の撮影のタイミングに多少のずれが生じる。このずれを無くすように、フォーカスレンズの位置取得を撮影と同時刻となるようにＶＤの立下がりから所定の時間経過後にフォーカスレンズの位置を取得するようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態を示す一眼レフレックスタイプのデジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。 イメージャＡＦについて説明するもので、第２焦点検出部４１の詳細な構成を示すブロック図である。 イメージャＡＦについて説明するもので、フォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係を説明するための図である。 位相差ＡＦについて説明するもので、位相差ＡＦセンサユニット３４の詳細な構成を示した図である。 位相差ＡＦについて説明するもので、２つの被写体像係わる撮影レンズのずれ量を求めるための説明図である。 位相差ＡＦについて説明するもので、本実施形態に於ける位相差検出に拘わる部分の構成を示したブロック図である。 位相差ＡＦについて説明するもので、位相差量と相関関数との関係を示した図である。 第１の実施形態に於けるデジタルカメラのメインルーチンの動作を説明するフローチャートである。 図８のフローチャートのステップＳ９に於けるサブルーチン「イメージャＡＦ」の処理動作による合焦検出動作を説明するためのフローチャートである。 交換レンズ１０の動作について説明するためのフローチャートである。 イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。 第２の実施形態の動作を説明するもので、図８のフローチャートに於けるステップＳ９で行われる「イメージャＡＦ動作」による合焦検出動作を説明するための制御部４５の動作フローチャートである。 第２の実施形態の動作を説明するもので、レンズコントロール部１５の動作を説明するためのフローチャートである。 第２の実施形態の動作を説明するもので、イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態を示す一眼レフレックスタイプのデジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に於けるＭＦモード設定の動作について説明するためのフローチャートである。 第３の実施形態の動作を説明するもので、イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第４の実施形態に於けるレンズコントロール部１５の動作について説明するためのフローチャートである。 第４の実施形態の動作を説明するもので、イメージャＡＦの動作を説明するためのタイミングチャートである。

符号の説明

１０…交換レンズ、１１…撮影レンズ系、１１ａ…撮像レンズ系、１２…レンズ駆動部、１３…エンコーダ、１５…レンズコントロール部、１７…タイマ、２０…レンズ接点部、３０…カメラボディ、３１…ハーフミラー、３２…撮像素子、３４…位相差ＡＦセンサユニット、３５…第１焦点検出部、３７…画像処理部、３８…ＬＣＤパネル、３９…ファインダ光学系、４１…第２検出部、４５…制御部、４７…ファーストレリーズスイッチ（１ＲＳＷ）、４８…セカンドレリーズスイッチ（２ＲＳＷ）、５１…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、５２…Ａ／Ｄ変換器、５３…焦点検出エリア選択ゲート、５４…加算器、６１…視野マスク、６２…コンデンサレンズ、６３ａ、６３ｂ…絞りマスク、６４ａ、６４ｂ…２次光学系、６５ａ、６５ｂ…光電変換素子列、６８ａ、６８ｂ…瞳領域、７１…Ａ／Ｄ変換器、７２…演算処理部。

Claims (8)

1. カメラ本体と当該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットとから構成される撮像システムであって、
   上記カメラ本体は、
   上記レンズユニットにより結像した被写体を繰り返し撮影する撮像素子と、
   上記レンズユニットのレンズの駆動を制御するレンズ移動に関する命令を生成する制御手段と、
   上記レンズ移動を開始させる為のレンズ移動開始命令が上記制御手段によって生成された直後に、上記撮像素子による撮影のタイミングを決定する同期信号に同期してトリガ信号を生成するトリガ手段と、
   上記レンズ移動に関する命令と、上記トリガ信号と、上記同期信号の周期情報とを上記レンズユニットに送信する第１の送信手段と、を有し、
   上記レンズユニットは、
   当該レンズユニットの焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、
   上記制御手段が生成した上記レンズ移動開始命令に従って、上記フォーカスレンズを光軸に沿って移動を開始させるレンズ制御手段と、
   上記トリガ信号の受信時点を起点として、上記周期情報で指定された周期で、上記フォーカスレンズの光軸に沿った位置を示す位置情報を検出する位置検出手段と、
   上記位置検出手段で検出したフォーカスレンズの位置構報を、上記カメラ本体に送信する第２の送信手段と、を有する
   ことを特徴とする撮像システム。
2. 上記レンズユニットは、上記位置検出手段によって検出された上記フォーカスレンズの位置情報を記憶する記憶手段を更に具備し、
   上記第２の送信手段は、上記制御手段によって生成され、上記第1の送信手段によって所定の命令が受信されると、上記記憶手段に記憶された上記フォーカスレンズの位置情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
3. 上記制御手段によって生成された上記所定の命令は、上記フォーカスレンズの移動の停止命令であることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
4. 上記カメラ本体は、上記撮像素子による撮影で取得した前記被写体の画像データに基づいて上記レンズユニットの合焦度合いを表す合焦度を算出する演算手段を更に有し、
   上記制御手段は、上記演算手段によって算出された合焦度と、上記位置検出手段によって検出されたフォーカススレンズの位置情報とにより、上記フォーカスレンズの駆動を制御する信号を生成することを特徴とする請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の撮像システム。
5. 被写体を繰り返し撮影する撮像素子を有するカメラ本体に装着可能なレンズユニットであって、
   当該レンズユニットの焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、
   上記カメラ本体からの上記フォーカスレンズの駆動を制御する命令と、上記撮像素子による繰り返し撮影に係る同期信号の周期情報と、トリガ信号とを受信する受信手段と、
   上記受信手段によって受信された上記フォーカスレンズのレンズ移動を開始させる命令に従って、上記フォーカスレンズを光軸に沿って移動開始させるレンズ制御手段と、
   上記トリガ信号の受信時点を起点として、上記周期情報で指定された周期で繰り返されるタイミングで、上記フォーカスレンズの光軸に沿った位置を検出する位置検出手段と、
   上記位置検出手段によって検出された上記フォーカスレンズの位置情報を、上記カメラ本体に送信する送信手段と、
   を有することを特徴とするレンズユニット。
6. 上記位置検出手段によって検出された上記フォーカスレンズの位置情報を記憶する記憶手段を更に有し、
   上記送信手段は、上記記憶手段に記憶された上記位置情報を上記カメラ本体に送信することを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。
7. 上記送信手段は、上記受信手段によって上記カメラ本体から所定の命令が受信されると、上記記憶手段に記憶された上記フォーカスレンズの位置情報を、上記カメラ本体に送信することを特徴とする請求項６に記載のレンズユニット。
8. 上記所定の命令は、上記フォーカスレンズの移動の停止命令であることを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。

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