JP6508954B2 - 撮像装置、レンズユニット、撮像装置の制御方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えば一眼レフカメラ等のレンズ交換式の撮像装置における焦点検出技術の改良に関する。

デジタル一眼レフカメラ等の撮像装置では、シャッタチャンスを逃がさないために、ＡＦ（オートフォーカス）動作にかかる時間を短縮する種々の技術が提案されている（特許文献１）。

例えば、位相差方式の焦点調節やコントラスト検出方式の焦点調節等の複数の焦点調節手段を備え、使用する焦点調節方式に応じてフォーカスレンズを駆動するアクチュエータの駆動方式を切り替えることで、ＡＦ時間の短縮を図る技術が提案されている。この提案では、アクチュエータにステッピングモータを使用する例では、位相差方式の焦点調節手段を用いる場合は、アクチュエータの駆動方式として２相励磁駆動を用い、コントラスト検出方式の焦点調節手段を用いる場合は、１−２相励磁駆動を用いる。これにより、ＡＦ時間の短縮とＡＦ精度の両立を図ろうとしている。

特開２００３−５０１９号公報

しかし、ＡＦ時間を短縮するための阻害要因は、アクチュエータの駆動方式によるものだけではなく、特に交換レンズシステムであることに起因した例えば次のＡ，Ｂの課題が存在する。

Ａ：カメラ本体−交換レンズ間での状態把握に起因した課題
交換レンズシステムでは、カメラ本体に対して複数種の交換レンズを交換可能に装着することで、撮影シーンに合った交換レンズを使用できるという利点がある。一方、複数の交換レンズをカメラ本体に装着可能とするためには、カメラ本体と交換レンズ間で通信を行い、予め決められた通信プロトコルにしたがってカメラ本体が交換レンズを制御する必要がある。

例えば、カメラ本体に接続された交換レンズのフォーカスレンズの動作状態をカメラ本体側で把握しようとした場合には、図７に示すように、定期的に交換レンズとカメラ本体とが通信を行うことで、互いの状態を把握することになる。その為、交換レンズ側でのフォーカスレンズの停止状態の判断タイミングと、通信によりカメラ本体が交換レンズに状態を問い合わせるタイミングによっては、カメラ本体が交換レンズの停止状態を正しく把握するまでに最大１周期分の時間が必要となる場合がある。

Ｂ：交換レンズ内部での状態の判断に起因した課題
カメラ本体が通信で取得する交換レンズの状態は、交換レンズ側で各種の処理の経た後に判断されたものである。例えば、図２に示すように、カメラ本体が交換レンズとの通信によって得られる交換レンズのフォーカスレンズの動作状態は、必ずしも実際のフォーカスレンズの動作状態を示すわけではない。

実際には、交換レンズ側では、フォーカスレンズの駆動停止後、フォーカスレンズを駆動するアクチュエータ及びフォーカスレンズ自体の振動が安定するまでの待ち時間（整定時間）の経過をもって停止状態と判断する場合がある。加えて、この整定時間は、撮影画像へのブレの影響を考慮してより長く設定される。そのため、交換レンズ側での実際のフォーカスレンズの動作状態に応じて、カメラ本体側で並行して実施可能な処理が存在する場合であっても、交換レンズ側での停止判断を待つことになるため、その分の時間が無駄に消費される場合がある。

本発明は、前述した技術的背景を鑑みてなされたものであり、レンズ交換式の撮像装置であっても、よりＡＦ時間を短縮した焦点検出を実現する技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、光軸方向に駆動されるフォーカスレンズを有する交換式のレンズユニットが着脱可能に装着され、当該装着状態で通信手段を介して前記レンズユニットと通信可能に接続される撮像装置であって、被写体を撮像することにより画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力される画像信号を用いて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの反転駆動を許容するまでの待ち時間としてあらかじめ設定された第１の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を開始する第１のレンズ停止制御手段と、前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの振動が収束し、前記焦点検出手段によるデフォーカス量の算出が可能な状態となるまでの時間としてあらかじめ設定された第２の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を行う第２のレンズ停止制御手段と、前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が反転駆動の場合には、前記第１のレンズ停止制御手段による制御を選択し、前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が前記焦点検出手段によるデフォーカス量の算出の場合には、前記第２のレンズ停止制御手段による制御を選択する選択手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、レンズ交換式の撮像装置であっても、よりＡＦ時間を短縮した焦点検出を実現することができる。

本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラのシステム構成例を示すブロック図である。 図１に示すデジタル一眼レフカメラにおけるハイブリットＡＦ動作を説明するフローチャート図である。 図１に示すデジタル一眼レフカメラにおけるハイブリットＡＦ動作を説明するフローチャート図である。 図２のステップＳ３０７、Ｓ３１１、Ｓ３１２、Ｓ３１４、Ｓ３２１におけるレンズ停止制御選択処理を説明するフローチャート図である。 図３のステップＳ４０２における第１のレンズ停止制御について説明するフローチャート図である。 図３のステップＳ４０４における第２のレンズ停止制御について説明するフローチャート図である。 標準レンズ停止制御、第１のレンズ停止制御、及び第２のレンズ停止制御の比較を示す説明図である。 従来の交換レンズシステムにおけるフォーカスレンズの停止状態判別の例を示す説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。

図１は、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラのシステム構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態のデジタル一眼レフカメラは、カメラ本体１２０に対して交換式のレンズユニット１００が着脱可能に装着される。かかる装着状態においては、レンズユニット１００は、電気接点ユニット１３０を介してカメラ本体１２０と通信可能に接続される。

レンズユニット１００は、１群レンズ１０１、絞り兼用シャッタ１０２、２群レンズ１０３、フォーカスレンズ１０４、ズームアクチュエータ１１１、絞りシャッタアクチュエータ１１２、及びフォーカスアクチュエータ１１３を有する。また、レンズユニット１００は、ズーム駆動回路１１４、絞りシャッタ駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズＭＰＵ１１８、及びレンズメモリ１１７を有する。

１群レンズ１０１は、レンズユニット１００の最も被写体側に配置され、光軸方向に進退移動可能に保持される。絞り兼用シャッタ１０２は、その開口径を調節することで撮影時の光量調節を行う他、静止画撮影時には露光秒時調節用シャッタとして機能する。

絞り兼用シャッタ１０２及び２群レンズ１０３は、一体に光軸方向に進退移動し、１群レンズ１０１の進退動作との連動によりズーム機能を実現する。フォーカスレンズ１０４は、光軸方向に進退移動することにより焦点調節を行う。

ズームアクチュエータ１１１は、１群レンズ１０１や３群レンズ１０３を光軸方向に進退駆動し、ズーム操作を行なう。絞りシャッタアクチュエータ１１２は、絞り兼用シャッタ１０２の開口径を制御して撮影光量を調節すると共に、静止画撮影時の露光時間制御を行う。フォーカスアクチュエータ１１３は、フォーカスレンズ１０４を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。

ズーム駆動回路１１４は、撮影者のズーム操作に応じてズームアクチュエータ１１１を駆動する。シャッタ駆動回路１１５は、絞りシャッタアクチュエータ１１２を駆動制御して絞り兼用シャッタ１０２の開口を制御する。

フォーカス駆動回路１１６は、焦点検出結果に基づいてフォーカスアクチュエータ１１３を駆動制御し、フォーカスレンズ１０４を光軸方向に進退駆動して焦点調節を行う。

レンズＭＰＵ１１８は、撮像素子１２２に被写体後続を結像させる撮影光学系に係る全ての演算、制御を行い、ズーム駆動回路１１４、シャッタ駆動回路１１５、フォーカス駆動回路１１６、レンズメモリ１１７等のレンズユニット１００全体の制御を司る。また、レンズＭＰＵ１１８は、現在のレンズ位置を検出し、カメラＭＰＵ１２５からの要求に対してレンズ位置情報をカメラＭＰＵ１２５に通知する。レンズメモリ１１７は、自動焦点調節に必要な光学情報を記憶する。

カメラ本体１２０は、光学ローパスフィルタ１２１、撮像素子１２２、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、カメラＭＰＵ１２５、表示器１２６、操作ＳＷ１２７、メモリ１２８、ＴＶＡＦ焦点検出部１２９及び位相差Ａ／Ｆ焦点検出部１３１を有する。

光学ローパスフィルタ１２１は、撮影画像の偽色やモアレを軽減する。撮像素子１２２は、ＣＭＯＳセンサ等とその周辺回路で構成され、横方向ｍ画素、縦方向ｎ画素の受光ピクセル上に１つの光電変換素子が配置される。撮像素子１２２は、全画素の独立な出力が可能なように構成されている。また、撮像素子１２２は、一部の画素が焦点検出用画素となっており、撮像面で位相差ＡＦ検出方式の焦点検出（撮像面位相差ＡＦ）が可能となっている。

具体的には、撮像素子１２２は、被写体像を形成する撮影光学系の射出瞳の全域を通る光束を各々が受光して被写体像を生成する複数の撮影用画素を有する。また、撮像素子１２２は、各々が撮影光学系の異なる射出瞳の領域を通る光束を受光する複数の焦点検出用画素を更に有する。

複数の焦点検出用画素は、全体として撮影光学系の射出瞳の全域を通る光束を受光することができる。例えば、撮像素子１２２は、２行×２列の画素のうち、対角に配置される一対のＧ画素を撮影用画素として残し、Ｒ画素とＢ画素を焦点検出用画素に置き換える。

本実施形態では、撮影用画素の一部を焦点検出用画素に置き換えることによって撮像面位相差ＡＦ実現しているが、この方式に限定されない。例えば、一つの画素に２つのフォトダイオードを保持して、光束をマイクロレンズで分離し、この２つのフォトダイオードで結像することで、撮影用と焦点検出用の２つの信号が取り出せるようにした方式でもよい。

撮像素子駆動回路１２３は、撮像素子１２２の動作を制御するとともに、取得した画像信号をＡ／Ｄ変換してカメラＭＰＵ１２５に送信する。画像処理回路１２４は、撮像素子１２２が取得した画像のγ変換、カラー補間、ＪＰＥＧ圧縮などを行う。

カメラＭＰＵ（プロセッサ）１２５は、カメラ本体１２０に係る全ての演算、制御を行い、撮像素子駆動回路１２３、画像処理回路１２４、表示器１２６、操作ＳＷ１２７、メモリ１２８、ＴＶＡＦ焦点検出部１２９を制御する。

カメラＭＰＵ１２５は、電気接点ユニット１３０を介してレンズＭＰＵ１１８と接続され、レンズＭＰＵ１１８に対してレンズ位置の取得や所定の駆動量でのレンズ駆動要求を送信したり、レンズユニット１００に固有の光学情報を取得したりする。この電気接点ユニット１３０を介したカメラ本体１２０−レンズユニット１００間の通信をレンズ通信という。

カメラＭＰＵ１２５には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ１２５ａ、変数を記憶するＲＡＭ１２５ｂ、及び諸パラメータを記憶するＥＥＰＲＯＭ１２５ｃが内蔵されている。また、カメラＭＰＵ１２５は、ＲＯＭ１２５ａに格納したプログラムにより焦点検出処理を実行する。焦点検出処理の詳細については後述する。

表示器１２６は、ＬＣＤ等から構成され、カメラの撮影モードに関する情報、撮影前のプレビュー画像と撮影後の確認用画像、焦点検出時の合焦状態表示画像などを表示する。操作ＳＷ１２７は、電源スイッチ、レリーズ（撮影トリガ）スイッチ、ズーム操作スイッチ、撮影モード選択スイッチ等のスイッチ群で構成される。メモリ１２８は、着脱可能なメモリで、撮影済み画像を記録する。

ＴＶＡＦ焦点検出部１２９は、画像処理回路１２４で得られた画像情報のコントラスト成分によりＡＦ評価値（焦点評価値）の算出を行う。一般に、ＡＦ評価値は、被写体の明暗差であるコントラストが高ければ高いほど大きくなり、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズの位置が合焦位置となる。カメラＭＰＵ１２５は、このＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズ１０４を光軸方向に駆動し、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ１０４の位置を検出する。

位相差ＡＦ焦点検出部１３１は、撮像素子１２２に埋め込まれた焦点検出用画素の像信号により位相差検出方式での焦点検出処理を行う。具体的には、位相差ＡＦ焦点検出部１３１は、撮像光学系の一対の瞳領域を通過する光束により焦点検出用画素に形成される一対の像のずれ量に基づいて撮像面位相差ＡＦを行う。

次に、図２を参照して、図１に示すデジタル一眼レフカメラにおいて、撮像面位相差ＡＦによる位相差検出方式の焦点検出とＴＶＡＦによるコントラスト検出方式の焦点検出が並行して動作するハイブリットＡＦ動作について説明する。なお、図２での各処理は、カメラ本体１２０のＲＯＭ１２５ａに保持されたプログラムがＲＡＭ１２５ｂに展開されてカメラＭＰＵ１２５により実行される。

図２において、ステップＳ３０１では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像素子１２２への露光を行い、ステップＳ３０２に進む。ここでの露光により、ＴＶＡＦや撮像面位相差ＡＦに用いる出力信号を得ることができる。なお、ＴＶＡＦや撮像面位相差ＡＦは、必要な焦点調節精度に合わせて、撮影用画素の出力信号の数を間引いて用いてもよい。

ステップＳ３０２では、カメラＭＰＵ１２５は、ＴＶＡＦ焦点検出部１２９によって焦点評価値を取得し、ステップＳ３０３に進む。ステップＳ３０３では、カメラＭＰＵ１２５は、位相差ＡＦ焦点検出部１３１によって撮像面位相差ＡＦによる焦点検出処理を行い、ステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、カメラＭＰＵ１２５は、位相差ＡＦ焦点検出部１３１によって撮像面位相差ＡＦの信頼度を算出し、ステップＳ３０５に進む。ここでの信頼度は、撮像面位相差ＡＦの結果として得られる一対の像の一致度及びコントラストの情報を含む。コントラスト情報を用いるのは、位相差ＡＦの特性上、高コントラストの被写体の方がより検出し易い特性を有するからである。

ここで、ステップＳ３０１〜Ｓ３０４の処理は、ハイブリットＡＦ動作の開始直後においては改めて行う必要はなく、既に露光済みの画像信号を用いてもよい。

ステップＳ３０５では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３０４で算出した撮像面位相差ＡＦの信頼度が合焦可能と判断する閾値を超えるか否かを判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、信頼度が閾値を超える場合は、ステップＳ３０６に進み、信頼度が閾値以下の場合は、ステップＳ３１３に進む。

ステップＳ３０６では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦの検出デフォーカス量が焦点深度内か否かを判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦの検出デフォーカス量が焦点深度内であれば、ステップＳ３０７に進み、焦点深度内でなければ、ステップＳ３０９に進む。ここで、値許容錯乱円をδとし、絞り値をＦとすると、絞り値Ｆでの被写界深度は、±Ｆδである。

ステップＳ３０７では、カメラＭＰＵ１２５は、レンズ停止制御選択処理を実施し、ステップＳ３０８に進む。ここでのレンズ停止制御選択処理の詳細は後述するが、一連の焦点調節動作の流れに応じてフォーカスレンズ１０４を停止させる処理である。ステップＳ３０８では、カメラＭＰＵ１２５は、表示器１２６への合焦表示等の合焦時に行う各種処理を実施し、処理を終了する。ステップＳ３０６からステップＳ３０８は、撮像面位相差ＡＦによる最終合焦位置への制御を示す処理である。

一方、ステップＳ３０９では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３０６にて撮像面位相差ＡＦの検出デフォーカス量が焦点深度内でなければ、検出デフォーカス量が示す合焦位置の方向が直前のフォーカスレンズ１０４の進行方向と逆となるか否かを判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、進行方向が逆転する場合は、ステップＳ３１２に進み、進行方向が逆転しない場合、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１２では、カメラＭＰＵ１２５は、レンズ停止制御選択処理を実施した後、ステップＳ３１０に進む。

ステップＳ３１０では、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦの検出デフォーカス量に基づいたレンズ駆動量分だけフォーカスレンズ１０４を移動させ、ステップＳ３１１に進む。ステップＳ３１１では、カメラＭＰＵ１２５は、再度後述するレンズ停止制御選択処理を実施し、ステップＳ３１１の処理完了後、すなわちフォーカスレンズ１０４を停止させた後、ステップＳ３０１の露光処理に戻る。したがって、ステップＳ３０９を経由しステップＳ３０１に戻る処理は、断続的にフォーカスレンズ１０４を駆動させながら撮像面位相差ＡＦによる合焦位置への追従動作を示す処理である。

ステップＳ３１３では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３０５にて撮像面位相差ＡＦの信頼度が合焦可能と判断する閾値以下の場合に、ＴＶＡＦ焦点検出部１２９より得られた一連の焦点評価値よりピークが検出されたか否かを判断する。ピークが検出されたか否かは、焦点評価値が増加から減少に切り替わったか否かで判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、ピークが検出された場合は、ステップＳ３１４に進み、ピークが検出されない場合は、ステップＳ３１７に進む。

ステップＳ３１４では、カメラＭＰＵ１２５は、後述するレンズ停止制御選択処理を実施してフォーカスレンズ１０４を停止させ、ステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３１３で検出されたピーク位置にフォーカスレンズ１０４を移動させ、ステップＳ３１６に進む。

ステップＳ３１６では、カメラＭＰＵ１２５は、標準レンズ停止制御を実施してステップＳ３０８に進み、前述した合焦時に行う各種処理を実施する。ここでの標準レンズ停止制御とは、電気接点ユニット１３０を介してカメラ本体１２０がレンズユニット１００と定期的に通信を行い、レンズＭＰＵ１１８が判断するレンズユニット１００内のフォーカスレンズ１０４の状態を取得して停止を判断する処理である。

ステップＳ３１７では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３１３にて一連の焦点評価値よりピークが検出できていない場合に、非合焦条件を満たしたか否かを判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、非合焦条件を満たした場合は、ステップＳ３１８に進み、非合焦条件を満たさない場合は、ステップＳ３２０に進む。本実施形態では、フォーカスレンズ１０４が移動できる無限側及び至近側の端にそれぞれ一回ずつ到達した場合を非合焦条件とする。すなわち、フォーカスレンズ１０４の可動範囲を探した結果として、撮像面位相差ＡＦでもＴＶＡＦでも合焦位置が特定できない状況を示している。

ステップＳ３１８では、カメラＭＰＵ１２５は、非合焦条件を満たした場合に、標準レンズ停止制御を実施し、フォーカスレンズ１０４を停止させた後、ステップＳ３１９に進む。ステップＳ３１９では、カメラＭＰＵ１２５は、例えば表示器１２６への非合焦表示等の非合焦時に行う各種処理を実施し処理を終了する。

ステップＳ３２０では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３１７にて非合焦条件を満たさない場合に、フォーカスレンズ１０４が移動できる無限側及び至近側のレンズ端のいずれかに到達したかを判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、レンズ端に到達した場合は、ステップＳ３２１に進み、レンズ端に到達していない場合は、ステップＳ３２３に進む。

ステップＳ３２１では、カメラＭＰＵ１２５は、後述するレンズ停止制御選択処理を実施してフォーカスレンズ１０４を停止させ、ステップＳ３２２に進む。ステップＳ３２２では、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の移動方向を反転してフォーカスレンズ１０４を所定量移動させ、ステップＳ３０１の露光処理に戻る。

一方、ステップＳ３２３では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ３２０にてフォーカスレンズ１０４がレンズ端に到達していない場合に、所定量フォーカスレンズ１０４を移動させ、ステップＳ３０１の露光処理に戻る。以上、ステップＳ３１３を経由してステップＳ３０１に戻る処理は、ＴＶＡＦによる一連の焦点調節動作を示し、フォーカスレンズ１０４を移動させながらＴＶＡＦ焦点検出部１２９より得られる一連の焦点評価値に基づき合焦位置を特定する処理を示している。

次に、図３を参照して、図２のステップＳ３０７、Ｓ３１１、Ｓ３１２、Ｓ３１４、Ｓ３２１におけるレンズ停止制御選択処理について説明する。レンズ停止制御選択処理は、想定する複数のレンズ停止制御方式を状況に応じて選択する処理である。

ステップＳ４０１では、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の移動方向が反転するか否かを判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、図２で説明したハイブリットＡＦ動作を実行するにあたり、フォーカスレンズ１０４の移動方向が反転する場合は、ステップＳ４０２に進み、フォーカスレンズ１０４の移動方向が反転しない場合は、ステップＳ４０３に進む。

ステップＳ４０２では、カメラＭＰＵ１２５は、第１のレンズ停止制御を実施して処理を終了する。ここでの第１のレンズ停止制御については後述する。一方、ステップＳ４０３では、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の停止後に撮像面位相差ＡＦによる測距（焦点検出及び信頼度の算出）を実施するか否かを判断する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、撮像面位相差ＡＦによる測距を実施する場合は、ステップＳ４０４に進み、撮像面位相差ＡＦによる測距を実施しない場合は、ステップＳ４０５に進む。

ステップＳ４０４では、カメラＭＰＵ１２５は、第２のレンズ停止制御を実施して処理を終了する。ここでの第２のレンズ停止制御については後述する。ステップＳ４０５では、カメラＭＰＵ１２５は、図２のステップＳ３１６、Ｓ３１８で説明したレンズＭＰＵ１１８が判断するレンズユニット１００内のフォーカスレンズ１０４の状態を取得して停止を判断する標準のレンズ停止制御を実施して処理を終了する。

このように、レンズ停止制御選択処理では、フォーカスレンズ１０４の停止後の主要な動作に応じてフォーカスレンズ１０４の停止制御方式の切り替えを可能にする。

次に、図４及び図６を参照して、図３のステップＳ４０２における第１のレンズ停止制御について説明する。第１のレンズ停止制御は、フォーカスレンズ１０４の停止後にフォーカスレンズ１０４を反転駆動する場合を前提としている。

図４において、ステップＳ５０１では、カメラＭＰＵ１２５は、電気接点ユニット１３０介してレンズユニット１００にフォーカスレンズ１０４の停止命令を送信し、ステップＳ５０２に進む。これにより、フォーカスレンズ１０４の駆動が停止される。

ステップＳ５０２では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ５０１にてフォーカスレンズ１０４の停止命令の送信後、第１の安定待ち時間が経過したか否かを確認し、第１の安定待ち時間が経過した場合は、処理を終了する。このステップＳ５０１及びＳ５０２の処理をカメラ本体１２０で実行することで、フォーカスレンズ１０４の停止制御を行う。

ここで、第１の安定待ち時間とは、フォーカスレンズ１０４の停止後、フォーカスレンズ１０４の反転駆動を許容するまでのフォーカスレンズ１０４及びフォーカスアクチュエータ１１３の振動等の安定を待つ時間である。

フォーカスアクチュエータ１１３がオープンループ制御のステッピングモータの場合では、負荷となる動力伝達系と動力伝達系により駆動されるフォーカスレンズ１０４の慣性の影響により、モータの回転子は、トルク平衡点付近で振動を生じる。特に、モータを停止させた直後の不安定な状態で逆回転等の無理な駆動をさせた場合には、供給する駆動パルスに対して回転子が追従しなくなる脱調現象が生じる可能性がある。第１の安定待ち時は、アクチュエータがこのような状態となるのを防ぐ目的で設定される。

なお、本実施形態では、第１の安定待ち時間は、接続されるレンズユニット１００ごとに予めカメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記録されている。そして、カメラ本体１２０の起動時又はレンズユニット１００の接続時に実施される初期通信にて得られるフォーカスレンズ１０４の識別情報に基づき、対応付けられた第１の安定待ち時間を特定して使用するものとする。

このように、第１のレンズ停止制御を実施することにより、フォーカスレンズ１０４の停止後に反転駆動を行う場合に、安定待ちの時間をカメラ本体１２０側で判断することが可能となる。この為、図２のステップＳ３１６等で説明した定期的にレンズＭＰＵ１１８が判断するフォーカスレンズ１０４の状態を取得して停止を判断する標準レンズ停止制御（図６（ａ））と比較して無駄な時間を減らし効率良く次の動作へ移ることができる（図６（ｂ））。

次に、図５及び図６を参照して、図３のステップＳ４０４における第２のレンズ停止制御について説明する。第２のレンズ停止制御は、フォーカスレンズ１０４の停止後に撮像面位相差ＡＦによる測距（焦点検出、及び信頼度の算出）を実施する場合を前提としている。

図５において、ステップＳ６０１では、カメラＭＰＵ１２５は、電気接点ユニット１３０を介してレンズユニット１００からフォーカスレンズ１０４の位置情報を取得する。そして、カメラＭＰＵ１２５は、取得したレンズ位置情報をレンズ位置情報の取得時刻情報とともに、カメラＭＰＵ１２５のＲＡＭ１２５ｂに保存し、ステップＳ６０２に進む。なお、取得したレンズ位置情報及び取得時刻情報は、現在値と直前値がそれぞれＲＡＭ１２５ｂに保存され、現在値と直前値は、取得するごとに更新される。

ステップＳ６０２では、カメラＭＰＵ１２５は、フォーカスレンズ１０４の停止判定を行、ステップＳ６０３に進む。ここでのフォーカスレンズ１０４の停止判定は、フォーカスレンズ１０４の位置情報の一致を判断する。具体的には、定期的に複数回実施するステップＳ６０１より得られたフォーカスレンズ１０４の位置情報に関して、直前に取得したレンズ位置情報と現在取得したレンズ位置情報とを比較して両者が一致しているか否かを判定する。そして、レンズ位置情報の現在値と直前値とが一致した場合は、フォーカスレンズ１０４が停止していると判定され、レンズ位置情報の現在値と直前値とが一致しない場合は、フォーカスレンズ１０４が停止していないと判定される。

ステップＳ６０３では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ６０２での判定結果に基づき、フォーカスレンズ１０４が停止したと判定されない場合は、次のレンズ位置情報の取得タイミングを待ち合わせてからステップＳ６０１に戻る。一方、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ６０２での判定結果に基づき、フォーカスレンズ１０４が停止したと判定された場合は、ステップＳ６０４に進む。したがって、ステップＳ６０２にてレンズ位置が一致してレンズ停止と判断できるまでは、ステップＳ６０１からステップＳ６０３までの一連の処理が実施され、定期的にレンズ位置及び時刻の取得とレンズ停止の判定が繰り返されることになる。

ステップＳ６０４では、カメラＭＰＵ１２５は、ステップＳ６０１で取得した時刻情報に基づき、第２の安定待ち時間が経過したか否かを判断し、経過した場合は、処理を終了する。

なお、第２の安定待ち時間の経過の基準は、ステップＳ６０２でレンズ位置情報の一致を判断した際に現在値の比較対象となった直前値のレンズ位置情報の取得時刻である。また、第２の安定待ち時間は、撮像面位相差ＡＦによる測距（焦点検出及び信頼度の算出）を実施するに当たり、フォーカスレンズ１０４が停止した際に生じる振動が撮像面位相差ＡＦによる測距に影響を与えない程度に収束するまでの時間である。

この第２の安定待ち時間は、予め検討により決定され、接続されたレンズユニット１００ごとにカメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記録されている。そして、カメラ本体１２０の起動時又はレンズユニット１００の接続時に実施される初期通信にて得られるフォーカスレンズ１０４の識別情報に基づき、対応付けられた第２の安定待ち時間を特定し使用するものとする。

このように、第２のレンズ停止制御を実施することにより、撮像面位相差ＡＦの測距とフォーカスレンズ１０４の移動を断続的に実施するような状況において、安定待ちの時間をカメラ本体１２０側で判断することが可能となる。また、図６（ｃ）に示すように、撮像面位相差ＡＦの測距に必要な最小限の安定待ち時間を確保した後、直ちに撮像面位相差ＡＦの測距を実施することが可能となる。

通常、第２の安定待ち時間は、図６（ａ）に示すレンズ内整定時間と比較して通常短く設定されるため、第２の安定待ち時間の経過直後から撮像面位相差ＡＦの測距とレンズユニット内部での整定時間の管理とを並行して実施可能となる。この為、図２のステップＳ３１６等で説明した定期的にレンズＭＰＵ１１８が判断するフォーカスレンズ１０４の状態を取得して停止を判断する標準レンズ停止制御（図６（ａ））と比較して無駄な時間を減らし効率良く次の動作へ移ることができる（図６（ｃ））。

以上説明したように、本実施形態では、レンズ内整定時間＞第１の安定待ち時間≧第２の安定待ち時間の関係が成立する特性のレンズユニット１００では、フォーカスレンズ停止後の次の焦点調節動作の処理内容に応じてレンズ停止制御方式の切替が可能となる。これにより、よりＡＦ時間を短縮した焦点検出を実現することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に例示したもの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において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、初期通信で得たレンズユニット１００の識別情報に基づき、カメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記録された安定待ち時間のリストから対応付けられる安定待ち時間を特定して使用する場合を例示したが、これに限定されない。例えば、レンズユニット１００のレンズメモリ１１７に予め第１，第２の安定待ち時間を記憶しておき、初期通信にてカメラ本体１２０がレンズユニット１００から第１，第２の安定待ち時間を取得して使用する形態も考えられる。

また、第１，第２の安定待ち時間の情報を提供する機能を持つレンズユニットと持たないレンズユニットが混在する場合も想定される。この場合、安定待ち時間の情報を提供する機能を持つレンズユニットの場合は、通信で得られる情報を用い、情報を提供する機能を持たないレンズユニットの場合は、カメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記録された情報を使用する形態も考えられる。

また、カメラ本体に接続されるレンズユニットによっては、第１，第２レンズ停止制御を実施しない場合も想定される。例えば、採用されているアクチュエータの特性として、レンズ内整定時間＞第１の安定待ち時間≧第２の安定待ち時間の関係が成立しないものが考えられる。この場合には、第１，第２のレンズ停止制御を実施せず、レンズユニット１００がカメラ本体１２０に提供する状態に従った停止制御を実施する。

具体的には、レンズ停止制御選択処理において第１，第２のレンズ停止制御を実施できない場合には、標準のレンズ停止制御を実施することで実現可能である。この実施可否の判断を実現する構成も複数考えられる。例えば、初期通信で得たレンズユニット１００の識別情報に基づきカメラ本体１２０側のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記憶した実施可否に関する情報より特定する形態や初期通信によりレンズユニット１００から直接実施可否に関する情報を取得する形態も考えられる。

また、第１，第２のレンズ停止制御の実施可否に関する情報が通信で取得できるレンズユニットとできないレンズユニットが混在する状況も想定される。このような状況を想定し、情報を提供する機能を持つレンズユニットの場合は、通信で得られる情報を用い、情報を提供する機能を持たないレンズユニットの場合は、カメラＭＰＵ１２５のＥＥＰＲＯＭ１２５ｃに記録された情報を使用する形態も考えられる。

このように、接続されたレンズユニットに応じて、本発明で使用する情報の特定方法及び実施可否の判断方法を切り替えることが可能である。これにより、ＡＦ時間の短縮を図れるレンズユニットが接続された場合は、本発明を適用し、ＡＦ時間の短縮が図れないレンズユニットが接続された場合は本発明を適用しない選択が可能となる。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。ネットワーク又は各種記憶媒体を介して取得したソフトウェア（プログラム）をパーソナルコンピュータ（ＣＰＵ，プロセッサ）にて実行することでも実現できる。

１００ レンズユニット
１０４ フォーカスレンズ
１１３ フォーカスアクチュエータ
１１６ フォーカス駆動回路
１１８ レンズＭＰＵ
１２０ カメラ本体
１２５ カメラＭＰＵ
１２９ ＴＶＡＦ焦点検出部
１３０ 電気接点ユニット
１３１ 位相差ＡＦ焦点検出部

Claims (8)

1. 光軸方向に駆動されるフォーカスレンズを有する交換式のレンズユニットが着脱可能に装着され、当該装着状態で通信手段を介して前記レンズユニットと通信可能に接続される撮像装置であって、
   被写体を撮像することにより画像信号を出力する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される画像信号を用いて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの反転駆動を許容するまでの待ち時間としてあらかじめ設定された第１の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を開始する第１のレンズ停止制御手段と、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの振動が収束し、前記焦点検出手段によるデフォーカス量の算出が可能な状態となるまでの時間としてあらかじめ設定された第２の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を行う第２のレンズ停止制御手段と、
   前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が反転駆動の場合には、前記第１のレンズ停止制御手段による制御を選択し、前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が前記焦点検出手段によるデフォーカス量の算出の場合には、前記第２のレンズ停止制御手段による制御を選択する選択手段と、を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２のレンズ停止制御手段は、複数回実施した前記通信手段による通信によって前記レンズユニットから取得した前記フォーカスレンズの位置情報が一致した場合に、前記フォーカスレンズが停止したと判断するとともに、前記第２の安定待ち時間は、前記フォーカスレンズの位置情報の一致を判断した直前に取得した位置情報の取得タイミングを基準とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の安定待ち時間、及び前記第２の安定待ち時間は、前記通信手段を介して前記レンズユニットから取得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。
4. 前記選択手段は、前記通信手段を介して前記レンズユニットから取得した前記フォーカスレンズの識別情報に基づいて、前記第１の安定待ち時間を用いるか、前記第２の安定待ち時間を用いるかを選択することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記通信手段を介して前記レンズユニットから取得した情報に基づいて、前記第１のレンズ停止制御手段、及び前記第２のレンズ停止制御手段による制御が実施可能か否かを判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 光軸方向に駆動されるフォーカスレンズと、
   前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、
   前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
   撮像装置と通信する第１の通信手段と、を有し、
   前記撮像装置に着脱可能なレンズユニットであって、
   前記撮像装置は、
   被写体を撮像することにより画像信号を出力する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される画像信号を用いて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出手段と、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの反転駆動を許容するまでの待ち時間としてあらかじめ設定された第１の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を開始する第１のレンズ停止制御手段と、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの振動が収束し、前記焦点検出手段によるデフォーカス量の算出が可能な状態となるまでの時間としてあらかじめ設定された第２の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を行う第２のレンズ停止制御手段と、
   前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が反転駆動の場合には、前記第１のレンズ停止制御手段による制御を選択し、前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が前記焦点検出手段によるデフォーカス量の算出の場合には、前記第２のレンズ停止制御手段による制御を選択する選択手段と、
   前記レンズユニットと通信する第２の通信手段と、を備え、
   前記駆動制御手段は、前記焦点検出結果に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とするレンズユニット。
7. 光軸方向に駆動されるフォーカスレンズを有する交換式のレンズユニットが着脱可能に装着され、当該装着状態で通信手段を介して前記レンズユニットと通信可能に接続される撮像装置を制御する方法であって、
   被写体を撮像することにより画像信号を出力する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで出力される画像信号を用いて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの反転駆動を許容するまでの待ち時間としてあらかじめ設定された第１の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を開始する第１のレンズ停止制御ステップと、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの振動が収束し、前記焦点検出ステップでのデフォーカス量の算出が可能な状態となるまでの時間としてあらかじめ設定された第２の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を行う第２のレンズ停止制御ステップと、
   前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が反転駆動の場合には、前記第１のレンズ停止制御ステップによる制御を選択し、前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が前記焦点検出ステップによるデフォーカス量の算出の場合には、前記第２のレンズ停止制御ステップによる制御を選択する選択ステップと、を備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
8. 光軸方向に駆動されるフォーカスレンズを有する交換式のレンズユニットが着脱可能に装着され、当該装着状態で通信手段を介して前記レンズユニットと通信可能に接続される撮像装置を制御するプログラムであって、
   被写体を撮像することにより画像信号を出力する撮像ステップと、
   前記撮像ステップで出力される画像信号を用いて位相差検出方式による焦点検出を行う焦点検出ステップと、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの反転駆動を許容するまでの待ち時間としてあらかじめ設定された第１の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を開始する第１のレンズ停止制御ステップと、
   前記フォーカスレンズの停止後に前記フォーカスレンズの振動が収束し、前記焦点検出ステップでのデフォーカス量の算出が可能な状態となるまでの時間としてあらかじめ設定された第２の安定待ち時間が経過した後、停止したと判断して、次の動作を行う第２のレンズ停止制御ステップと、
   前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が反転駆動の場合には、前記第１のレンズ停止制御ステップによる制御を選択し、前記フォーカスレンズの停止後の次の動作が前記焦点検出ステップによるデフォーカス量の算出の場合には、前記第２のレンズ停止制御ステップによる制御を選択する選択ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。