JP5541661B2 - レンズ装置、撮像システムおよびそれらの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮影光学系の焦点状態に基づく焦点調節と光軸方向の振れの検出結果に基づく焦点調節（ピント振れ補正）を行う撮像システムおよびレンズ装置に関する。

手振れ等によるカメラやレンズの振れには、ピッチ方向やヨー方向といった回転方向の振れである、いわゆる角度振れがあり、該角度振れはジャイロセンサ等の角速度センサによって検出することができる。角速度センサからの出力は、積分演算によって角変位に変換され、該角変位に応じて補正レンズを光軸に直交する面内でシフトさせることで、角度振れによる像振れを補正（低減）することができる。

一般に、撮影倍率が０．１倍以下の場合は、上述した角度振れに対する像振れの補正を行えば、振れの少ない安定した画像が得られる。ただし、撮影倍率が０．１倍より大きい場合には、光軸に直交する方向の振れである、いわゆる平行振れも問題となり、さらに撮影倍率が大きくなると、光軸方向（ピント方向）の振れである、いわゆるピント振れも無視できなくなる。これは、平行振れが撮影倍率に比例した像面上での像位置のずれとして発生し、ピント振れは撮影倍率の二乗に比例したピント変動として発生するためである。

特許文献１，２には、加速度センサを用いて平行振れおよびピント振れを検出し、補正レンズを光軸に直交する面内でシフトさせたりフォーカスレンズを光軸方向に移動させたりして平行振れおよびピント振れを補正する技術が開示されている。

特開平０７−２２５４０５号公報 特開２００６−０９１２７９号公報

上述したピント振れ補正は、加速度センサを用いた焦点調節機能の１つである。しかしながら、特許文献１，２には、多くのカメラが有するＡＦ機能、すなわち位相差検出方式やコントラスト検出方式により検出した撮影光学系の焦点状態に基づいてフォーカスレンズを移動させる機能と、ピント振れ補正機能との関係について言及していない。

また、カメラのＡＦには、被写体の動きに追従するようにＡＦ処理を繰り返すサーボＡＦ機能がある。しかし、撮影倍率が高い場合にサーボＡＦ機能を使用すると、手振れ等のカメラ振れによって撮影画面から被写体が外れ易いため、サーボＡＦの被写体追従が良好に行われず、大きなぼけが発生する場合がある。

本発明は、撮影倍率に応じて適切な焦点調節動作が行えるようにした撮像システムおよびレンズ装置を提供する。

本発明の一側面としての撮像システムは、フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像システムであって、前記撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、光軸方向における該撮像システムの振れを検出する振れ検出手段と、前記撮影光学系により得られる撮影倍率を算出する倍率算出手段と、前記撮影倍率が所定値より小さい場合は前記焦点検出手段により検出された前記焦点状態に基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行い、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合は前記振れ検出手段により検出された前記振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、前記焦点調節手段は、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合における撮影画像の取得動作の開始前において、前記振れ検出手段により検出された振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節が所定回数または所定時間繰り返し行われたことに応じて、前記焦点検出手段により検出される焦点状態に基づいて焦点調節を行うことを特徴とする。

また、本発明の他の一側面としてのレンズ装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を有し、撮像装置に対して取り外し可能に装着されるレンズ装置であって、光軸方向における該レンズ装置の振れを検出する振れ検出手段と、前記撮影光学系により得られる撮影倍率を算出する倍率算出手段と、前記撮影倍率が所定値より小さい場合は、前記撮影光学系の焦点状態に基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行い、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合は前記振れ検出手段により検出された前記振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、前記焦点調節手段は、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合における撮影画像の取得動作の開始前において、前記振れ検出手段により検出された振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節が所定回数または所定時間繰り返し行われたことに応じて、前記撮影光学系の焦点状態に基づいて焦点調節を行うことを特徴とする。

本発明によれば、撮影倍率が小さい場合には撮影光学系の焦点状態に基づいて焦点調節を行うことで、ピント振れに基づく焦点調節では得られない良好な合焦状態を得ることができる。一方、撮影倍率が大きい場合にはピント振れに基づいて焦点調節（ピント振れ補正）を行うことで、撮影光学系の焦点状態に基づく焦点調節では対応が難しい手振れ等のカメラ振れによるぼけを良好に回避することができる。このように、撮影倍率に応じて適切な焦点調節動作を行うことができる。

本発明の実施例であるレンズ交換式デジタル一眼レフカメラシステムの構成を示す概略図。 上記カメラシステムの電気的構成を示すブロック図。 上記カメラシステムにおけるサーボＡＦ動作を示すフローチャート。 上記カメラシステムにおけるピント振れ補正動作を示すフローチャート。 上記カメラシステムにおける画像取得中の動作を示すフローチャート。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例であるレンズ交換式デジタル一眼レフカメラシステム（撮像システム）の概略構成を示している。

図１において、１は撮像装置としてのカメラ本体であり、２はカメラ本体１に対して取り外し可能にが装着されるレンズ装置としての交換レンズである。

カメラ本体１において、３はメインミラーである。メインミラー３は、ファインダ観察状態では、交換レンズ２内の撮影レンズ（撮影光学系）からの光束の光路上のダウン位置に配置され、該光束の一部を光学ファインダに導き、他の一部をサブミラー４を介して焦点検出ユニット５に導く。光学ファインダは、ペンタプリズム７と接眼レンズ８とにより構成されている。メインミラー３は、撮像動作（露光動作）時には上記光路からアップ位置に退避する。

焦点検出ユニット５は、入射した光束を２つの光束に分割するコンデンサレンズと、該２つの分割光束をそれぞれ再結像させる２つのセパレータレンズと、結像された２つの被写体像を光電変換するＣＣＤラインセンサ（ＡＦセンサ）とを含む。該焦点検出ユニット５は、いわゆる位相差検出方式のＡＦを行うために、該２つの被写体像の位相差を検出する。なお、ラインセンサは、垂直方向（Ｙ軸方向）と水平方向（Ｘ軸方向）の被写体像を検出するように十字型に配置されている。

６は撮影レンズにより形成された被写体像を光電変換する、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサ等の光電変換素子としての撮像素子である。

交換レンズ２において、１１は第１レンズユニット、１２はフォーカスレンズとしての第２レンズユニット、１３は変倍レンズとしての第３レンズユニットである。１４はシフト振れおよび平行振れに対する補正レンズとしての第４レンズユニットである。１５は光量を調節するための絞り１５である。第１〜第４レンズユニット１１〜１４および絞り１５により撮影レンズ（撮影光学系）が構成される。

第２レンズユニット１２は、ＡＦモータ１６からの駆動力を受けて光軸ＡＸＬに沿った方向（以下、光軸方向という）に移動して焦点調節を行う。第２レンズユニット１２の焦点調節のための移動量は、焦点検出ユニット５において検出された位相差に基づいて算出された撮影レンズのデフォーカス量に応じて決定される。

また、第２レンズユニット１２は、カメラシステムの光軸方向での振れによるピント変動を低減（補正）するために、ＡＦモータ１６からの駆動力を受けて光軸方向に移動される。これにより、ピント振れを低減（補正）するピント振れ補正が行われる。第２レンズユニット１２のピント振れ補正のための移動量は、加速度センサ１８からの光軸方向での振れ加速度に応じた出力に基づいて算出される。ピント振れ補正は、焦点調節の一種である。

第３レンズユニット１３は、撮影者によって操作される不図示のズーム操作リングの回転力が光軸方向への駆動力に変換されて該第３レンズユニット１３に伝達されることで光軸方向に移動し、変倍を行う。

第４レンズユニット１４は、防振アクチュエータ１９から駆動力を受けて光軸ＡＸＬに対して直交する面（以下、光軸直交面）内でシフトする。このときのシフト量は、振動ジャイロ等の角速度センサ１７からの出力に基づいて算出される。これにより、角度振れによる像振れを低減（補正）する角度振れ補正が行われる。また、第４レンズユニット１４は、加速度センサ１８からの光軸直交方向での振れ加速度に応じた出力に基づいて算出されるシフト量だけ光軸直交面内でシフトする。これにより、平行振れによる像振れを低減（補正）する平行振れ補正が行われる。実際には、第４レンズユニット１４は、角度振れ補正と平行振れの合成変位量に応じたシフト量だけ光軸直交面内でシフトする。

防振アクチュエータ１９は、コイルとマグネットにより構成され、コイルとマグネットのうち一方が第４レンズユニット１４に取り付けられ、他方が第４レンズユニット１４をシフト可能に支持する不図示のベース部材に取り付けられている。コイルに通電することで、コイルとマグネット間に推力が発生し、該推力によって第４レンズユニット１４がシフトする。

なお、加速度センサ１８は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向（光軸方向）の３方向での加速度を検出することができる。また、角速度センサ１７と加速度センサ１８は、撮影光学系の光軸ＡＸＬに直交し、かつ撮影光学系の主点Ｐを含む平面上に配置されている。これにより、角速度センサ１７および加速度センサ１８はいずれも主点Ｐに対応した位置での振れの角速度および加速度を検出することができる。

また、防振アクチュエータ１９の駆動の制御は、後述するレンズＣＰＵにより行われる。さらに、第４レンズユニット１４は、光軸ＡＸＬ上の一点を中心にして回動することで光軸直交方向に移動するものであってもよいし、いわゆる可変頂角プリズムであってもよい。

図２には、本実施例のカメラシステムの電気的構成を示す。１００はカメラ本体であり、２００は交換レンズである。

１０１はマイクロコンピュータにより構成されるカメラＣＰＵである。カメラＣＰＵ１０１は、カメラ本体１００内の各部の動作を制御する。また、カメラＣＰＵ１０１は、交換レンズ２００の装着時には接点１０２，２０２を介して、交換レンズ２００内に設けられたレンズＣＰＵ２０１との通信を行う。カメラＣＰＵ１０１がレンズＣＰＵ２０１に送信する情報（信号）には、フォーカスレンズの駆動量情報、平行振れ情報およびピント振れ情報が含まれる。また、レンズＣＰＵ２０１からカメラＣＰＵ１０１に送信する情報（信号）には、撮像倍率情報が含まれる。

１０３は撮影者により操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ１０１を起動したりカメラシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始したりするためのスイッチである。

１０４は撮影者により操作可能なレリーズスイッチであり、第１ストロークスイッチＳＷ１と第２ストロークスイッチＳＷ２とを有する。レリーズスイッチ１０４からの信号は、カメラＣＰＵ１０１に入力される。カメラＣＰＵ１０１は、第１ストロークスイッチＳＷ１からのＯＮ信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部１０５による被写体輝度の測定と、図１に示した焦点検出ユニット５を含む焦点検出部（焦点検出手段）１０６による位相差検出方式での焦点検出を行わせる。

カメラＣＰＵ１０１は、測光結果に基づいて絞りユニット１５の絞り値や撮像素子６の露光量（シャッタ秒時）等を演算する。また、カメラＣＰＵ１０１は、焦点検出部１０６による撮影光学系の焦点状態の検出結果である焦点情報（デフォーカス量およびデフォーカス方向）に基づいて、被写体に対する合焦状態を得るための第２レンズユニット２の駆動量（駆動方向を含む）を決定する。上記駆動量の情報（フォーカスレンズ駆動量情報）は、レンズＣＰＵ２０１に送信される。レンズＣＰＵ２０１は、レンズ２内の各構成部の動作を制御する。

さらに、カメラＣＰＵ１０１は、交換レンズ２００に設けられた防振操作スイッチ２０３からのＯＮ信号を受けると、第４レンズユニット１４のシフト制御を開始する。

本実施例では、撮影倍率が所定値より大きい場合は、カメラ本体１００に設けられた平行振れ検出部１０８が、ＡＦセンサ上に結像する被写体像のＸ軸方向およびＹ軸方向の振れ、すなわち平行振れを検出する。そして、その検出結果を、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の平行振れ情報としてレンズＣＰＵ２０１に送信する。

また、カメラ本体１００に設けられたピント振れ検出部１０７は、焦点情報の変動に基づいてピント方向（Ｚ軸方向）の振れ、すなわちピント振れ変位量（方向を含む）を検出し、これをピント振れ情報としてレンズＣＰＵ２０１に送信する。

第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）からのＯＮ信号が入力されると、カメラＣＰＵ１０１は、レンズＣＰＵ２０１に対して絞り駆動命令を送信し、絞りユニット１５を先に演算した絞り値に設定させる。また、カメラＣＰＵ１０１は、露光部１０９に露光開始命令を送信し、ミラー３，４の退避（アップ）動作および不図示のシャッタの開放動作を行わせ、撮像素子６を含む撮像部１１０にて、被写体像の光電変換、すなわち露光動作を行わせる。

撮像部１１０（撮像素子６）からの撮像信号は、信号処理部１１１にてデジタル変換され、さらに各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号（データ）は、画像記録部１１２において、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録保存される。

レンズ接点２０２は、カメラ１側との信号のやり取りを行う信号伝達接点と、カメラ１側から電源供給を受ける電源用接点とを含む。

防振操作（ＩＳ）スイッチ２０３は、像振れ補正制御を行わせるかどうかを選択するために撮影者により操作される。ＩＳスイッチ２０３からのＯＮ信号は、レンズＣＰＵ２０１を介してカメラ１側にも送信される。

２０４は図１に示した角速度センサ１７に相当する角速度センサである。角速度センサ２０４は、カメラシステムの角度振れである縦（ピッチ方向）振れと横（ヨー方向）振れのそれぞれの角速度を示す角速度信号を出力する検出部を有する。また、角速度センサ２０４は、該検出部からの角速度信号を積分して得られたピッチ方向振れおよびヨー方向振れの変位（角度振れ変位量）を示す変位信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する演算出力部を有する。角速度センサ２０４は、レンズＣＰＵ２０１からの指令信号によってその動作のＯＮ／ＯＦＦが制御される。

２０５は図１に示した加速度センサ１８に相当する加速度センサ（振れ検出手段）である。加速度センサ１８は、互いに直交するＸ軸方向，Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３方向における加速度を機械的に、具体的には振れにより発生する慣性力を利用して検出し、該加速度を示す信号をレンズＣＰＵ２０１に出力する。

２０６は加速度・速度演算部である。加速度・速度演算部２０６は、カメラ本体１００から入力されたＸ軸およびＹ軸方向の平行振れ情報とＺ軸方向のピント振れ情報とをそれぞれ、撮影光学系の撮影倍率（これについては後述する）に応じて、平行振れ変位量およびピント振れ変位量に変換する。そして、加速度・速度演算部２０６は、平行振れ変位量およびピント振れ変位量から、Ｘ軸およびＹ軸方向の平行振れ速度および平行振れ加速度と、Ｚ軸方向のピント振れ速度およびピント振れ加速度を演算する。

なお、ここで既に角度振れ補正が行われた状態であれば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の振れは角度振れ成分が取り除かれた平行振れ成分のみとみなすことができる。

２０７は補正値演算部である。補正値演算部２０７は、加速度・速度演算部２０６にて演算された平行およびピント振れ加速度と、加速度センサ２０５からの信号により示される加速度（以下、センサ検出加速度という）との差分を算出する。そして、該差分を、センサ検出加速度に対する補正値として用いる。この補正値は、Ｘ軸，Ｙ軸およびＺ軸方向のそれぞれについて演算され、方向ごとの加速度補正値として補正値演算部２０７内に記憶される。なお、この補正値は、重力加速度に相当する。補正値演算部２０７における補正値演算は、カメラ本体１００での露光動作の開始まで繰り返され、加速度補正値は随時更新記憶される。

２０８は振れ変位演算部である。振れ変位演算部２０８は、センサ検出加速度に対して補正値演算部２０７にて算出された加速度補正値による補正を加えることによって、センサ検出加速度から重力加速度成分を排除する。その後、振れ変位演算部２０８は、補正後の加速度を積分して振れ速度を算出し、さらにこれを積分することで、加速度センサ２０５の検出結果を基にした、重力加速度成分を除外した平行振れ変位量を算出する。

なお、振れ速度および振れ変位の算出においては、カメラシステムの振れの初速度を求める必要があるため、加速度・速度演算部２０６で求められた振れ速度（平行，ピント振れ速度）を初速度として設定する。

２０９は振れ合成部である。振れ合成部２０９は、振れ変位演算部２０８で算出された加速度センサ出力を基にした平行振れ変位量と角速度センサ２０４による検出結果から求められた角度振れ変位量（ピッチ、ヨー方向）とから、第４レンズユニット１４のシフト量（振れ補正量）を決定する。具体的には、Ｘ軸方向の平行振れによる振れ変位量と、ヨー方向の角度振れによる振れ変位量とを合成し、かつＹ方向の平行振れによる振れ変位量とピッチ方向の角度振れによる振れ変位量とを合成する。そして、合成された振れ変位量から、第４レンズユニット１４のシフト量（シフト方向を含む）を決定する。

２１０はピント振れ補正量演算部である。ピント振れ補正量演算部２１０は、ピント振れ変位量に基づいて、第２レンズユニット１２のピント振れ補正のための駆動量（および方向）を演算する。

２１１は補正駆動制御部である。補正駆動制御部２１１は、ＩＳスイッチ２０３のＯＮに応答して、角度振れに基づく振れ補正制御又は角度振れと平行振れの合計値（合成値）に基づく振れ補正制御を選択的に実行する。具体的には、補正駆動制御部２１１は、レンズの焦点距離情報とフォーカスレンズ位置情報より求められる撮像倍率が所定値（例えば、０．２〜０．３倍、より好ましくは０．１倍）よりも小さい通常撮影の場合には、角度振れのみに基づく振れ補正制御を行う。また、撮像倍率が上記所定値よりも大きいマクロ撮影の場合には、露光開始前には角度振れのみに基づく振れ補正制御を行い、露光開始後は角度振れと平行振れとの合計量に基づく振れ補正制御を行う。

なお、加速度・速度演算部２０６〜補正駆動制御部２１１は、レンズＣＰＵ２０１内に設けられている。カメラＣＰＵ１０１およびレンズＣＰＵ２０１により焦点調節手段が構成される。

２１２は補正駆動部であり、図１に示した防振（ＩＳ）アクチュエータ１９とその駆動回路とを含む。ＩＳアクチュエータ１９は、第４レンズユニット１４をＸ軸方向に駆動する、永久磁石とコイルとにより構成されるＸ方向アクチュエータと、第４レンズユニット１４をＹ方向に駆動する、永久磁石とコイルとにより構成されるＹ方向アクチュエータとを含む。

なお、交換レンズ２００内には、第４レンズユニット１４を、その光軸が撮影光学系の光軸ＡＸＬに一致する位置に保持するためのロック機構が設けられている。

補正駆動部２１２は、レンズＣＰＵ２０１からの指令信号に応じて、ＩＳスイッチ２０３がＯＦＦになったとき（振れ補正停止時）にロック機構をロック動作させ、ＩＳスイッチ２０３がＯＮになったとき（振れ補正動作時）にロック機構をアンロック動作させる。

２１３は合焦駆動部である。合焦駆動部２１３は、カメラＣＰＵ１０１から送信された第２レンズユニット１２の駆動量（および駆動方向）の情報に応じてＡＦモータ１６を駆動して第２レンズユニット１２のオートフォーカス駆動を行う。また、合焦駆動部２１３は、振れ補正時において撮影倍率が該所定値よりも高いときには、ピント振れ補正量演算部２１０からのピント振れ補正のための駆動量（および方向）の情報に応じてＡＦモータ１６を駆動する。これにより、第２レンズユニット１２のピント振れ補正駆動を行う。

２１４は絞り駆動部である。絞り駆動分２１４は、カメラＣＰＵ１０１からの絞り駆動命令を受けたレンズＣＰＵ２０１により制御され、図１に示した絞りユニット１５を上記命令により指定された絞り値に相当する開口状態に動作させる。

２１５は撮影倍率検出部（倍率算出手段）である。撮影倍率検出部２１５は、変倍レンズ（第３レンズユニット）１３の位置を検出する第１検出部と、フォーカスレンズ（第２レンズユニット）１２の位置を検出する第２検出部とを有する。さらに、撮影倍率検出部２１５は、これら第１および第２検出部からの位置情報に基づいて、撮影光学系により得られる撮影倍率を演算する演算部も有する。該演算部で演算された撮影倍率の情報は、加速度・速度演算部２０６に送信されるとともに、レンズＣＰＵ２０１を介してカメラＣＰＵ１０１にも送信される。

次に、図３、図４および図５のフローチャートを用いて、図２に示したカメラシステムでの動作について説明する。この動作は、カメラＣＰＵ１０１およびレンズＣＰＵ２０１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。

まず図３には、カメラシステムの基本的な動作のフローチャートを示している。電源スイッチ１０３がＯＮされると、カメラ本体１００および交換レンズ２００への電源供給が開始され、カメラＣＰＵ１０１とレンズＣＰＵ２０１との間の通信も開始される。

ステップ（以下、「Ｓ」と表す）０１では、カメラＣＰＵ１０１は、第１ストロークスイッチＳＷ１がＯＮされたか否かを判定し、ＯＮである場合はＳ０２に進み、ＯＮでない場合はＳ０１を繰り返す。

Ｓ０２では、レンズＣＰＵ２０１は、不図示のＡＦ／ＭＦスイッチの状態を検出してＡＦが選択されているかマニュアルフォーカス（ＭＦ）が選択されているかを判定する。マニュアルフォーカスが選択されている場合は、Ｓ０３に進み、マニュアルフォーカスを許可する。一方、ＡＦが選択されている場合は、Ｓ０４に進み、レンズＣＰＵ２０１は、ＩＳスイッチ２０３がＯＮされているか否かを判定する。ＩＳスイッチ２０３がＯＮされている場合は、Ｓ０５に進む。Ｓ０５での処理については、後述する。

一方、ＩＳスイッチ２０３がＯＮされていない場合は、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ０６にて変倍レンズである第３レンズユニット１３の位置（すなわち、撮影光学系の焦点距離）Ａを検出し、カメラＣＰＵ１０１に送信する。またカメラＣＰＵ１０１は、Ｓ０７にて、焦点検出部１０６を通じて撮影光学系のデフォーカス量Ｂを算出する。

さらに、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ０８にて、デフォーカス量Ｂが所定の合焦範囲内の値か否か、つまりは合焦状態か否かを判定する。合焦状態でない場合は、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ１２にてレンズＣＰＵ２０１からフォーカスレンズである第２レンズユニット１２の位置Ｃを取り込む。

そして、Ｓ１３では、カメラＣＰＵ１０１は、焦点距離Ａ、フォーカスレンズ位置Ｃおよびデフォーカス量Ｂに基づいて、合焦状態を得るためのフォーカスレンズ駆動量（目標位置）を演算し、該フォーカスレンズ駆動量をレンズＣＰＵ２０１に送信する。

レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ１４にて、フォーカスレンズ駆動量に対応する目標位置までフォーカスレンズを移動させる。これにより、焦点検出部１０６により検出された焦点状態に基づくＡＦ（焦点調節）が行われる。その後、カメラＣＰＵ１０１は、再びＳ０７にてデフォーカス量を算出するとともに、Ｓ０８にて合焦状態か否かを判定する。合焦状態でなければＳ１２〜Ｓ１４を繰り返し、合焦状態であればＳ０９に進む。

Ｓ０９では、カメラＣＰＵ１０１は、第２ストロークスイッチＳＷ２がＯＮされたか否かを判定し、ＯＮでなければＳ０７に戻り、Ｓ０７およびＳ０８の処理（合焦状態でなくなればＳ１２〜Ｓ１４の処理）を繰り返す。このように、本実施例では、第１ストロークスイッチＳＷ１がＯＮされてから第２ストロークスイッチＳＷ２がＯＮされるまでの間、ＡＦ動作を繰り返すザーボＡＦを行う。第２ストロークスイッチＳＷ２がＯＮであればＳ１０に進む。

Ｓ１０では、カメラＣＰＵ１０１は、前述した露光動作を含む撮影画像の取得動作を行う。そして、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ１１にて、撮影画像を記録する。こうして一連の動作が完了する。

次に、図４のフローチャートを用いて、Ｓ０４にてＩＳスイッチ２０３のＯＮが判定された場合にＳ０５で行われる処理について説明する。

Ｓ２１では、レンズＣＰＵ２０１は、現在の第３レンズユニット１３の位置と第２レンズユニット１２の位置とから撮影倍率を演算する。撮影倍率の情報は、カメラＣＰＵ１０１に送信される。そして、Ｓ２２では、レンズＣＰＵ２０１は、カウンタをリセットする。カウンタは、後述するＳ２９〜Ｓ３５までのループを繰り返した回数をカウントする。

Ｓ２３では、カメラＣＰＵ１０１は、レンズＣＰＵ２０１から送信された撮影倍率が所定値Ｍより小さいか否かを判定する。撮影倍率が所定値Ｍより小さい通常撮影である場合は、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ２４にて、焦点検出部１０６を通じて撮影光学系のデフォーカス量Ｅを算出する。そして、Ｓ２５では、カメラＣＰＵ１０１は、デフォーカス量Ｅが所定の合焦範囲内の値か否か、つまりは合焦状態か否かを判定する。合焦状態でない場合は、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ２６にてレンズＣＰＵ２０１からフォーカスレンズである第２レンズユニット１２の位置Ｃを取り込む。

そして、Ｓ２７では、カメラＣＰＵ１０１は、焦点距離Ａ、フォーカスレンズ位置Ｃおよびデフォーカス量Ｅに基づいて、合焦状態を得るためのフォーカスレンズ駆動量（目標位置）を演算し、該フォーカスレンズ駆動量をレンズＣＰＵ２０１に送信する。

レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ２８にて、フォーカスレンズ駆動量に対応する目標位置までフォーカスレンズを移動させる。これにより、焦点検出部１０６により検出された焦点状態に基づくＡＦ（焦点調節）が行われる。その後、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ２２に戻り、Ｓ２５で合焦状態であると判定されるまで、Ｓ２２〜Ｓ２８の処理を繰り返す。

Ｓ２５で合焦状態であると判定されると、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ３６において、第２ストロークスイッチＳＷ２がＯＮされたか否かを判定する。ＯＮでなければＳ２２に戻り、Ｓ２２〜Ｓ２５の処理（合焦状態でなくなればＳ２６〜Ｓ２８の処理）を繰り返す。このように、ＩＳスイッチ２０３がＯＮされた場合でも、第１ストロークスイッチＳＷ１がＯＮされてから第２ストロークスイッチＳＷ２がＯＮされるまでの間、ＡＦ動作を繰り返すザーボＡＦを行う。第２ストロークスイッチＳＷ２がＯＮであればＳ３７に進む。

一方、Ｓ２３において、撮影倍率が所定値Ｍより大きいマクロ撮影であると判定された場合は、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ２９にて、加速度センサ２０５からの信号を用いてピント振れ変位量を算出する。そして、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ３０にて、ピント振れ変位量に基づいて第２レンズユニット１２の駆動量（目標位置）Ｄを算出し、さらにＳ３１で、第２レンズユニット１２の位置Ｃを検出する。この後、レンズＣＰＵ２０１は、カウンタを１つインクリメントして、Ｓ３３に進む。

Ｓ３３では、レンズＣＰＵ２０１は、第２レンズユニット１２の検出位置Ｃが目標位置Ｄに一致したか否かを判定する。一致した場合はＳ３８に進み、第２ストロークスイッチＳＷ２のＯＮを待つ。また、第２レンズユニット１２の検出位置Ｃが目標位置Ｄに一致していない場合は、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ３４にて、第２レンズユニット１２を目標位置Ｄに向けて移動させる。これにより、加速度センサ２０５からの信号（ピント振れ）に基づくピント振れ補正（焦点調節）が行われる。そして、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ３５にて、カウンタの値が所定値Ｆに達したか否かを判定する。

カウンタの値が所定値Ｆに達すると、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ２４およびＳ２５の処理を行う。これは、加速度センサ２０５からの信号に基づいてピント振れ補正を行っている間における所定のタイミングで焦点検出部１０６を用いたＡＦを行い、ピント振れ補正によって生じた合焦状態のずれを補正するためである。

また、カウンタの値が所定値Ｆに達していない場合は、Ｓ２３に戻り、再び撮影倍率と所定値Ｍとを比較する。撮影倍率が所定値Ｍより大きい場合は、再度Ｓ２９に進み、加速度センサ２０５を用いたピント振れ補正を続行する。また、ピント振れ補正を行っている間にカメラから被写体までの距離が変化して撮影倍率が所定値Ｍより小さくなった場合には、焦点検出部１０６を用いたサーボＡＦ制御に移行する。

Ｓ３７では、カメラＣＰＵ１０１は、前述した露光動作を含む撮影画像の取得動作を行う。そして、カメラＣＰＵ１０１は、Ｓ３８にて、撮影画像を記録する。こうして一連の動作が完了する。

図５のフローチャートは、第２ストロークスイッチＳＷ２がＯＮされて撮影画像の取得動作が開始された後に行われるピント振れ補正制御を示している。撮影画像の取得動作が開始されると、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ４１にて、加速度センサ２０５からの信号を用いてピント振れ変位量を算出する。そして、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ４２にて、ピント振れ変位量に基づいて第２レンズユニット１２の駆動量（目標位置）Ｄを算出し、さらにＳ４３で、第２レンズユニット１２の位置Ｃを検出する。

次に、Ｓ４４では、レンズＣＰＵ２０１は、第２レンズユニット１２の検出位置Ｃが目標位置Ｄに一致したか否かを判定する。一致した場合はＳ４６に進み、露光動作時間が終了するのを待つ。また、第２レンズユニット１２の検出位置Ｃが目標位置Ｄに一致していない場合は、レンズＣＰＵ２０１は、Ｓ４５にて、第２レンズユニット１２を目標位置Ｄに向けて移動させる。これにより、加速度センサ２０５からの信号（ピント振れ）に基づくピント振れ補正（焦点調節）が行われる。その後、Ｓ４１に戻り、ピント振れ補正のための動作を繰り返す。

Ｓ４６において露光動作時間が終了すると、レンズＣＰＵ２０１は、本処理を終了する。

以上説明した実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

例えば、上記実施例では、カメラ本体１００から入力されたＡＦセンサからの出力情報を用いて平行振れおよびピント振れを検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば撮像素子６からの出力を用いてこれらを検出してもよい。

また、本実施例では、ＡＦセンサからの出力を、加速度センサ２０５により検出される加速度の補正値の算出（重力加速度の排除）に用い、さらにその加速度に基づいて計算される速度算出に必要な初速度を求めるのに用いる場合について説明した。しかし、これらのうち一方の算出のみにＡＦセンサからの出力を用いてもよい。

また、上記実施例では、露光動作の開始と同時に平行振れ補正およびピント振れ補正を開始する場合について説明したが、露光開始前において平行振れ補正およびピント振れ補正を開始するようにしてもよい。

さらに、上記実施例では、平行振れ検出部１０８およびピント振れ検出部１０７がカメラ本体１００に設けられ、角速度センサ２０４、加速度センサ２０５および振れ補正制御を行うＣＰＵが交換レンズ２００に設けられた場合について説明した。しかし、これら各構成要素は、カメラ本体と交換レンズのいずれに設けられていてもよい。

例えば、角速度センサおよび加速度センサを、平行振れ検出部およびピント振れ検出部とともにカメラ本体に設け、これらからの出力信号をレンズＣＰＵが取り込んで振れ補正制御を行うようにしてもよい。そして、交換レンズに設けられた平行振れ検出部およびピント振れ検出部がカメラ本体のＡＦセンサからの信号を取り込んで、平行振れおよびピント振れの演算を行うようにしてもよい。また、カメラＣＰＵにおいて振れ補正に必要な全ての演算を行い、第４レンズユニット１４の駆動指令（駆動量および方向の指令）を交換レンズに送信してもよい。

さらに、上記実施例では、加速度センサからの情報に基づいてピント振れ補正を行っている間に、図４に示したＳ２９〜Ｓ３５までのループを所定回数繰り返した場合にＡＦセンサによるサーボＡＦを行う場合について説明した。しかし、Ｓ２９〜Ｓ３５までのループを所定回数繰り返すことに代えて、ピント振れ補正を開始してから所定時間ごとにサーボＡＦを行うようにしてもよい。また、必ずしもピント振れ補正中にサーボＡＦを行わなくてもよい。

さらに、上記実施例では、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラシステムについて説明したが、本発明は、レンズが一体的に設けられたデジタルスチルカメラやビデオカメラといったレンズ一体型撮像システムにも適用することができる。

また、上記実施例では、角度振れ補正と平行振れ補正を光学的に行う場合について説明したが、これらの補正を撮像素子により取得した画像信号のうち出力する領域を振れに応じてシフトさせる電子防振処理により行ってもよい。

撮影倍率に応じて適切な焦点調節動作を行える撮像システムおよびレンズ装置を提供することができる。

１ カメラボディ
２ 交換レンズ
５ 焦点検出ユニット
６ 撮像素子
１２ 第２レンズユニット（フォーカスレンズ）
１３ 第３レンズユニット（変倍レンズ）
１４ 第４レンズユニット（補正レンズ）
１５ 絞りユニット
１６ ＡＦモータ
１７，２０４ 角速度センサ
１８，２０５ 加速度センサ

Claims (4)

1. フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像システムであって、
   前記撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出手段と、
   光軸方向における該撮像システムの振れを検出する振れ検出手段と、
   前記撮影光学系により得られる撮影倍率を算出する倍率算出手段と、
   前記撮影倍率が所定値より小さい場合は前記焦点検出手段により検出された前記焦点状態に基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行い、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合は前記振れ検出手段により検出された前記振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、
   前記焦点調節手段は、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合における撮影画像の取得動作の開始前において、前記振れ検出手段により検出された振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節が所定回数または所定時間繰り返し行われたことに応じて、前記焦点検出手段により検出される焦点状態に基づいて焦点調節を行うことを特徴とする撮像システム。
2. フォーカスレンズを含む撮影光学系を有し、撮像装置に対して取り外し可能に装着されるレンズ装置であって、
   光軸方向における該レンズ装置の振れを検出する振れ検出手段と、
   前記撮影光学系により得られる撮影倍率を算出する倍率算出手段と、
   前記撮影倍率が所定値より小さい場合は、前記撮影光学系の焦点状態に基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行い、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合は前記振れ検出手段により検出された前記振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行う焦点調節手段とを有し、
   前記焦点調節手段は、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合における撮影画像の取得動作の開始前において、前記振れ検出手段により検出された振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節が所定回数または所定時間繰り返し行われたことに応じて、前記撮影光学系の焦点状態に基づいて焦点調節を行うことを特徴とするレンズ装置。
3. フォーカスレンズを含む撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像システムの制御方法であって、
   前記撮影光学系の焦点状態を検出する焦点検出ステップと、
   光軸方向における該撮像システムの振れを検出する振れ検出ステップと、
   前記撮影光学系により得られる撮影倍率を算出する倍率算出ステップと、
   前記撮影倍率が所定値より小さい場合は前記焦点検出ステップにより検出された前記焦点状態に基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行い、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合は前記振れ検出ステップにより検出された前記振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行う焦点調節ステップとを有し、
   前記焦点調節ステップは、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合における撮影画像の取得動作の開始前において、前記振れ検出ステップにより検出された振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節が所定回数または所定時間繰り返し行われたことに応じて、前記焦点検出ステップにより検出される焦点状態に基づいて焦点調節を行うことを特徴とする撮像システムの制御方法。
4. フォーカスレンズを含む撮影光学系を有し、撮像装置に対して取り外し可能に装着されるレンズ装置の制御方法であって、
   光軸方向における該レンズ装置の振れを検出する振れ検出ステップと、
   前記撮影光学系により得られる撮影倍率を算出する倍率算出ステップと、
   前記撮影倍率が所定値より小さい場合は、前記撮影光学系の焦点状態に基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行い、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合は前記振れ検出ステップにより検出された前記振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させることで焦点調節を行う焦点調節ステップとを有し、
   前記焦点調節ステップは、前記撮影倍率が前記所定値より大きい場合における撮影画像の取得動作の開始前において、前記振れ検出ステップにより検出された振れに基づいて前記フォーカスレンズを移動させる焦点調節が所定回数または所定時間繰り返し行われたことに応じて、前記撮影光学系の焦点状態に基づいて焦点調節を行うことを特徴とするレンズ装置の制御方法。