(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置に取り外し可能に装着され、該撮像装置との通信が可能な交換レンズ装置であって、
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、
該フォーカスアクチュエータの駆動速度の制御に用いられる速度制御データを記憶した第１のメモリと、
前記フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを記憶した第２のメモリと、
前記速度制御データを用いて前記フォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するレンズ制御部とを有し、
前記撮像装置は、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像信号を用いて、前記フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストに応じた焦点情報を取得し、該焦点情報を用いて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを有しており、
前記レンズ制御部は、
前記フォーカス制御部から前記焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を受信したとき、前記タイミング情報と前記速度制御データと前記端位置データとを用いて、前記フォーカスレンズが前記取得予定タイミングまでに前記端位置に到達する否かを予測して判定する端到達判定を行い、 
該端到達判定の結果として前記端位置に到達することを示す情報を前記フォーカス制御部に送信することにより、前記フォーカス制御部に、前記フォーカスレンズの位置が前記端位置を超えないようにフォーカス制御を行わせることを特徴とする交換レンズ装置。
【請求項２】
前記レンズ制御部は、
前記フォーカス制御部から、前記取得予定タイミングを示す前記タイミング情報に加えて、前記フォーカスレンズの移動を開始する移動開始タイミングを示す情報を受信し、
前記移動開始タイミングから前記フォーカスレンズが前記焦点情報の取得目標位置に到達するまでの予測時間を前記速度制御データを用いて算出して、該予測時間と前記移動開始タイミングから前記取得予定タイミングまでの時間である目標時間とを比較し、
前記予測時間が前記目標時間以下である場合には前記取得目標位置を予測位置とし、前記予測時間が前記目標時間より長い場合には前記速度制御データを用いて前記取得予定タイミングでの前記フォーカスレンズの予測位置を算出し、
前記予測位置と前記端位置とを比較して前記端到達判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の交換レンズ装置。
【請求項３】
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータとを有するレンズ装置であり、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を有し、前記撮像信号を用いて、前記フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストを示す焦点情報を取得して、該焦点情報を用いて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行う撮像装置に取り外し可能に装着され、該撮像装置との通信が可能な交換レンズ装置の制御方法であって、
前記フォーカスアクチュエータの駆動の制御に用いられる速度制御データを準備するステップと、
前記フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを準備するステップと、
前記速度制御データを用いて前記フォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するステップと、
前記撮像装置から、前記焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を受信するステップと、
前記タイミング情報を受信したとき、該タイミング情報と前記速度制御データと前記端位置データとを用いて、前記フォーカスレンズが前記取得予定タイミングまでに前記端位置に到達するか否かを予測して判定する端到達判定を行い、 該端到達判定の結果として前記端位置に到達することを示す情報を前記撮像装置に送信することにより、前記撮像装置に、前記フォーカスレンズの位置が前記端位置を超えないようにフォーカス制御を行わせるステップとを有することを特徴とする交換レンズ装置の制御方法。
【請求項４】
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、該フォーカスアクチュエータの駆動速度の制御に用いられる速度制御データを記憶した第１のメモリと、前記フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを記憶した第２のメモリと、前記速度制御データを用いて前記フォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するレンズ制御部とを有する交換レンズ装置が取り外し可能に装着され、該交換レンズ装置との通信が可能な撮像装置であって、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像信号を用いて、前記フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストを示す焦点情報を取得し、該焦点情報を用いて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを有し、
前記フォーカス制御部は、前記レンズ制御部に対して、前記焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を送信し、前記フォーカスレンズが前記取得予定タイミングまでに前記端位置に到達することを示す情報を前記レンズ制御部から受信したとき、前記フォーカスレンズの位置が前記端位置を超えないようにフォーカス制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記フォーカス制御部は、前記レンズ制御部から、前記フォーカスレンズが前記端位置に到達することを示す情報を受信した場合において、前記合焦位置が前記移動可能範囲の外側にあるとみなせるときは、前記フォーカスレンズの移動を停止させることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記フォーカス制御部は、前記レンズ制御部から、前記フォーカスレンズが前記端位置に到達することを示す情報を受信した場合において、前記合焦位置が前記移動可能範囲の外側にあるとみなせるときは、合焦不可を示す情報をユーザに対して通知することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記フォーカス制御部は、
前記フォーカス制御において、前記合焦位置の方向を判別するために前記フォーカスレンズの所定の振幅での往復駆動を行い、
前記レンズ制御部から、前記往復駆動において前記フォーカスレンズが前記端位置に到達することを示す情報を受信した場合に、前記往復駆動される前記フォーカスレンズの位置が前記端位置を超えないように前記往復駆動の条件を変更することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータとを有し、第１のメモリに記憶された速度制御データを用いて前記フォーカスアクチュエータの駆動速度を制御する交換レンズ装置が取り外し可能に装着されるレンズ交換型の撮像装置であり、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を有し、前記撮像信号を用いて、前記フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストを示す焦点情報を取得して、該焦点情報を用いて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行う撮像装置の制御方法であって、
前記交換レンズ装置に対して、前記焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を送信するステップと、
前記フォーカスレンズが前記取得予定タイミングまでに前記端位置に到達することを示す情報を前記交換レンズ装置から受信したとき、前記フォーカスレンズの位置が前記端位置を超えないようにフォーカス制御を行うステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項９】
交換レンズ装置と、該交換レンズ装置が取り外し可能に装着され、該交換レンズ装置との通信が可能な撮像装置と、からなる撮像システムであって、
前記交換レンズ装置は、
フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
前記フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、
該フォーカスアクチュエータの駆動速度の制御に用いられる速度制御データを記憶した第１のメモリと、
前記フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを記憶した第２のメモリと、
前記速度制御データを用いて前記フォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するレンズ制御部と、を有し、
前記撮像装置は、
前記撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、
前記撮像信号を用いて、前記フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストに応じた焦点情報を取得し、該焦点情報を用いて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、を有し、
前記フォーカス制御部は、前記レンズ制御部に対して、前記焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を送信し、
前記レンズ制御部は、前記フォーカス制御部から前記タイミング情報を受信したとき、前記タイミング情報と前記速度制御データと前記端位置データとを用いて、前記フォーカスレンズが前記取得予定タイミングまでに前記端位置に到達するか否かを予測して判定する端到達判定を行い、該端到達判定の結果を示す情報を前記フォーカス制御部に送信し、
前記フォーカス制御部は、前記端到達判定の結果として前記端位置に到達することを示す情報を受信したとき、前記フォーカスレンズの位置が前記端位置を超えないようにフォーカス制御を行う、
ことを特徴とする撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆるコントラストＡＦを行う撮像装置に対して装着が可能な交換レンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮影装置では、撮像素子により被写体像を光電変換して得られた映像信号から、映像のコントラスト状態（撮像コントラスト）を示す焦点評価値信号（焦点情報）を取得または生成する。そして、この焦点評価値が最大となる合焦位置にフォーカスレンズを移動させることで、コントラスト検出方式でのオートフォーカス（コントラストＡＦ）が行われる。なお、コントラストＡＦは、ＴＶＡＦとも称される。
【０００３】
コントラストＡＦにおいて、焦点評価値信号とこれを取得するときのフォーカスレンズの位置との関係は重要である。特に、レンズ交換が可能な撮影装置においては、撮像装置が焦点評価値信号を生成し、交換レンズ装置にてフォーカスレンズを駆動するため、焦点評価値信号の取得タイミングとフォーカスレンズの駆動タイミングとを適切に管理する必要がある。
【０００４】
特許文献１には、コントラストＡＦを行うレンズ交換式撮像システムにおいて、フォーカスレンズの駆動タイミングを設定する方法が開示されている。また、特許文献２には、コントラストＡＦを行う撮像装置からの同期信号に応じて検出されるフォーカスレンズ位置を用いた合焦位置演算を交換レンズ装置で行って、合焦精度を向上させる方法が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、レンズの移動可能範囲の端位置（無限遠端および至近端）の情報に基づいて、レンズが端位置に移動する際の衝撃を少なくするように該レンズの駆動形態を決定する自動焦点調節装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５８７１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５７４５０号公報
【特許文献３】特開平０２−１４６００９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
レンズ交換が可能な撮像装置において、焦点評価値信号の取得タイミングに対して遅れなくフォーカスレンズの駆動タイミングを管理できれば、常に適切なフォーカスレンズ位置で焦点評価値信号を取得することができ、問題はない。しかしながら、他の各種処理も行いながら、タイミング遅れなく、撮像装置から交換レンズ装置に対してフォーカスレンズの駆動開始指示やフォーカスレンズの到達位置の取得指示の通信を行うことは困難である。
【０００８】
その解決策として、撮像装置においてフォーカスレンズ位置を予測演算することも考えられる。しかし、交換レンズ装置においてフォーカスレンズを駆動するモータ等のアクチュエータの速度制御（加減速制御）は交換レンズ装置の機種ごとに異なる。このため、撮像装置において、精度良く、かつ実際のフォーカスレンズの駆動に対して遅れなく予測位置の演算を行うことは容易ではない。しかも、予測位置が得られたとしても、それがフォーカスレンズの移動可能範囲の端よりも外側であると、該予測位置までフォーカスレンズを移動させることができず、当然そこでの焦点評価値信号も得られないので、ＡＦの処理自体に何らかの対策を必要とする。
【０００９】
本発明は、フォーカスレンズの移動可能範囲と予測位置との関係に応じて撮像装置に適切なコントラストＡＦを行わせるようにした交換レンズ装置および撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての交換レンズ装置は、撮像装置に取り外し可能に装着され、該撮像装置との通信が可能である。該交換レンズ装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、該フォーカスアクチュエータの駆動速度の制御に用いられる速度制御データを記憶した第１のメモリと、フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを記憶した第２のメモリと、速度制御データを用いてフォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するレンズ制御部とを有する。撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、撮像信号を用いて、フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストに応じた焦点情報を取得し、該焦点情報を用いてフォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを有する。そして、レンズ制御部は、フォーカス制御部から焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を受信したとき、該タイミング情報と速度制御データと端位置データとを用いて、フォーカスレンズが取得予定タイミングまでに端位置に到達するか否かを予測して判定する端到達判定を行い、該端到達判定の結果として端位置に到達することを示す情報をフォーカス制御部に送信することにより、フォーカス制御部に、フォーカスレンズの位置が端位置を超えないようにフォーカス制御を行わせることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の他の一側面としての制御方法は、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータとを有するレンズ装置に適用される。該レンズ装置は、撮像装置に対して取り外し可能に装着され、該撮像装置との通信が可能な交換レンズ装置である。撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を有し、撮像信号を用いて、フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストを示す焦点情報を取得して、該焦点情報を用いてフォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行う。制御方法は、フォーカスアクチュエータの駆動の制御に用いられる速度制御データを準備するステップと、フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを準備するステップと、速度制御データを用いてフォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するステップと、撮像装置から、焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を受信するステップと、該タイミング情報と速度制御データと端位置データとを用いて、フォーカスレンズが取得予定タイミングまでに端位置に到達するか否かを予測して判定する端到達判定を行い、 該端到達判定の結果として端位置に到達することを示す情報を撮像装置に送信することにより、撮像装置に、フォーカスレンズの位置が端位置を超えないようにフォーカス制御を行わせるステップとを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の他の一側面としての撮像装置は、交換レンズ装置が取り外し可能に装着され、該交換レンズ装置との通信が可能である。交換レンズ装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、該フォーカスアクチュエータの駆動速度の制御に用いられる速度制御データを記憶した第１のメモリと、フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを記憶した第２のメモリと、速度制御データを用いてフォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するレンズ制御部とを有する。撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、撮像信号を用いて、フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストを示す焦点情報を取得し、該焦点情報を用いてフォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行うフォーカス制御部とを有する。フォーカス制御部は、レンズ制御部に対して、焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を送信し、フォーカスレンズが取得予定タイミングまでに端位置に到達することを示す情報をレンズ制御部から受信したとき、フォーカスレンズの位置が端位置を超えないようにフォーカス制御を行うことを特徴とする。
【００１３】
さらに、本発明の他の一側面としての制御方法は、交換レンズ装置が取り外し可能に装着されるレンズ交換型の撮像装置に適用される。交換レンズ装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータとを有し、第１のメモリに記憶された速度制御データを用いてフォーカスアクチュエータの駆動速度を制御する。撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子を有し、撮像信号を用いて、フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストを示す焦点情報を取得して、該焦点情報を用いてフォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行う。制御方法は、交換レンズ装置に対して焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を送信するステップと、フォーカスレンズが取得予定タイミングまでに端位置に到達することを示す情報を交換レンズ装置から受信したとき、フォーカスレンズの位置が端位置を超えないようにフォーカス制御を行うステップとを有することを特徴とする。
さらに、本発明の他の一側面としての撮像システムは、交換レンズ装置と、該交換レンズ装置が取り外し可能に装着され、該交換レンズ装置との通信が可能な撮像装置と、からなる。交換レンズ装置は、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、フォーカスレンズを移動させるフォーカスアクチュエータと、該フォーカスアクチュエータの駆動速度の制御に用いられる速度制御データを記憶した第１のメモリと、フォーカスレンズの移動可能範囲の無限遠側および至近側の端位置を示す端位置データを記憶した第２のメモリと、速度制御データを用いてフォーカスアクチュエータの駆動速度を制御するレンズ制御部と、を有する。撮像装置は、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像素子と、撮像信号を用いて、フォーカスレンズの移動に伴って変化する撮像コントラストに応じた焦点情報を取得し、該焦点情報を用いて前記フォーカスレンズを合焦位置に移動させるフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、を有する。フォーカス制御部は、レンズ制御部に対して、焦点情報の取得予定タイミングを示すタイミング情報を送信する。レンズ制御部は、フォーカス制御部からタイミング情報を受信したとき、該タイミング情報と速度制御データと端位置データとを用いて、フォーカスレンズが取得予定タイミングまでに端位置に到達するか否かを予測して判定する端到達判定を行い、該端到達判定の結果を示す情報をフォーカス制御部に送信する。フォーカス制御部は、該端到達判定の結果として端位置に到達することを示す情報を受信したとき、フォーカスレンズの位置が端位置を超えないようにフォーカス制御を行う。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、交換レンズ装置は、コントラストＡＦにおいてフォーカスレンズの端到達判定（端位置への到達予測）を行い、該交換レンズからフォーカスレンズが端位置に到達することを示す情報を撮像装置に送信したときに、撮像装置は、フォーカスレンズの位置が端位置を超えないようにフォーカス制御を行うので、該情報を用いた適切なコントラストＡＦを行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例１であるレンズ交換型撮像システムの構成を示すブロック図。
【図２】実施例１におけるコントラストＡＦの基本処理を示すフローチャート。
【図３】実施例１における交換レンズおよびカメラのそれぞれで行われるコントラストＡＦ処理のフローチャート。
【図４】実施例１におけるコントラストＡＦのタイミングチャート。
【図５】実施例１におけるコントラストＡＦのタイミングチャート。
【図６】実施例１におけるフォーカスアクチュエータ用加減速テーブルデータを示す図。
【図７】実施例１における焦点評価値の取得タイミングとフォーカスレンズの駆動パターンを示す図。
【図８】実施例１におけるフォーカスレンズの予測位置演算処理を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施例２におけるフォーカスレンズ駆動用の加減速テーブルデータを示す図。
【図１０】実施例２におけるフォーカスレンズの予測位置演算処理を示すフローチャート。
【図１１】実施例１における端位置データを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【実施例１】
【００１７】
図１には、本発明の実施例１である交換レンズ装置（以下、単に交換レンズという）１００と、該交換レンズ１００が取り外し可能に装着される撮影装置（以下、カメラ本体という）２００とにより構成されるレンズ交換型撮像システムの構成を示している。
【００１８】
本実施例では、カメラ本体２００が、交換レンズ１００内のフォーカスレンズ１０５（実際はこれを移動させるフォーカスアクチュエータ１０８）の駆動を制御してコントラストＡＦ（ＴＶＡＦ）を行う。具体的には、フォーカスレンズ１０５の所定量の移動ごとに後述する焦点評価値信号を取得し、該焦点評価値信号を用いてフォーカスレンズ１０５を合焦位置に移動させる。
【００１９】
この際、交換レンズ１００は、フォーカスアクチュエータ用加速データと減速データを用いて、フォーカスレンズ１０５が、カメラ本体２００での焦点評価値信号の取得予定タイミングまでに該焦点評価値信号の取得目標位置に到達可能か否かを時間的に判定する。これら加速および減速データ（速度制御データ：以下、まとめて加減速データという）は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、フォーカスアクチュエータ１０８の加速時と減速時の速度情報（ｐｐｓ）とステップ数（ｓｔｅｐ）の情報とを含むテーブルデータである。加減速データは、予め後述する加減速データ記憶部に記憶（準備）される。また、焦点評価値信号の取得目標位置の情報は、カメラ本体２００から交換レンズ１００に送信される。
【００２０】
この時間的な目標到達判定によりフォーカスレンズ１０５が取得予定タイミングまでに取得目標位置に到達できないと判定した場合は、取得予定タイミングでのフォーカスレンズ１０５の位置（以下、フォーカス位置という）の予測演算を、加減速データを用いて行う。さらに、この予測演算の結果である予測フォーカス位置をカメラ本体２００に送信する。一方、上記目標到達判定によりフォーカスレンズ１０５が取得予定タイミングまでに取得目標位置に到達可能であると判定した場合は、加減速データを用いた予測演算を行わない。この場合は、取得予定タイミングでの予測フォーカス位置として、取得目標位置と同じ位置をカメラ本体２００に送信する。
【００２１】
図１に示すように、交換レンズ１００がカメラ本体２００に装着されると、交換レンズ１００に設けられた電気的接点１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃとカメラ本体２００に設けられた電気的接点２０８ａ，２０８ｂ，２０８ｃとが互いに接続される。これにより、交換レンズ１００とカメラ本体２００との間での各種情報の通信や、カメラ本体２００から交換レンズ１００への電力供給が可能になる。
【００２２】
交換レンズ１００において、撮影光学系は、被写体側から光軸方向に順に、固定フロントレンズ１０１、変倍レンズ１０２、絞り１０３、固定アフォーカルレンズ１０４およびフォーカスレンズ１０５を含む。なお、図１ではそれぞれのレンズ１０１，１０２，１０４，１０５が１つのレンズ素子により構成されているように記載されているが、実際には１つ又は複数のレンズ素子を含む。
【００２３】
変倍レンズ１０２は、ステッピングモータやＤＣモータ等により構成されるズームアクチュエータ１０６によって光軸方向に移動され、変倍を行う。ズーム駆動回路１０７は、ズームアクチュエータ１０６に駆動電流を供給する。
フォーカスレンズ１０５は、ステッピングモータやボイスコイルモータ等により構成されるフォーカスアクチュエータ１０８によって光軸方向に移動され、焦点調節を行う。フォーカス駆動回路１０９は、フォーカスアクチュエータ１０８に駆動電流を供給する。
【００２４】
一方、カメラ本体２００には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される光電変換素子としての撮像素子２０１が設けられている。撮像素子２０１は、その撮像面に撮影光学系により形成された光学像（被写体像）を光電変換する。光電変換によって撮像素子２０１に蓄積された電荷は、所定のタイミングで撮像信号（アナログ信号）として出力され、映像信号処理回路２０２に入力される。
【００２５】
映像信号処理回路２０２は、撮像素子２０１からのアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換し、該デジタル撮像信号に対して増幅やガンマ補正等の各種信号処理を施して映像信号を生成する。映像信号は、カメラ制御ＣＰＵ２０６、液晶ディスプレイパネル等により構成される表示装置２０５および光ディスクや半導体メモリ等により構成される記録装置２０４に出力される。
【００２６】
また、映像信号処理回路２０２内には、焦点情報生成部としてのＡＦ信号処理回路２０３が設けられている。ＡＦ信号処理回路２０３は、撮像素子２０１から出力された撮像信号（または撮像信号を用いて生成した映像信号）から、焦点検出領域であるＡＦエリア内の画素群により得られた高周波成分や輝度成分を抽出し、焦点情報としての焦点評価値信号を生成する。焦点評価値信号は、撮影映像のコントラスト状態（撮像コントラスト）、つまりは鮮鋭度を示し、フォーカスレンズ１０５の移動に伴って変化する。そして、焦点評価値信号の値、つまりは焦点評価値が最大（ピーク）となるフォーカス位置が、そのＡＦエリアでの合焦位置となる。
【００２７】
カメラ制御ＣＰＵ２０６は、カメラＡＦ制御部２０７を含む。カメラＡＦ制御部２０７は、ＡＦ信号処理回路２０３からの焦点評価値信号を用いて合焦位置の方向や合焦状態にあるか否かの判定を行う。そして、該判定結果に基づいて、交換レンズ１００内のレンズ制御ＣＰＵ１１０に対して、フォーカスレンズ１０５の駆動に関する指示を送信する。つまり、フォーカス制御を行う。ＡＦ信号処理回路２０３とカメラＡＦ制御部２０７とにより、フォーカス制御部が構成される。
【００２８】
前述したように、交換レンズ１００とカメラ本体２００は、電気的接点１１４ａ〜１１４ｃおよび電気的接点２０８ａ〜２０８ｃを介して通信が可能である。図１では、３線式のシリアル通信を行う場合を示している。本実施例では、レンズ制御ＣＰＵ１１０とカメラ制御ＣＰＵ２０６は、撮影映像の垂直同期信号に同期するタイミングでパケット通信を行う。
【００２９】
レンズ制御ＣＰＵ１１０からカメラ制御ＣＰＵ２０６に対しては、予測フォーカス位置および後述する端到達判定情報を含む各種情報を送信するプライマリ通信が行われる。カメラ制御ＣＰＵ２０６からレンズ制御ＣＰＵ１１０に対しては、焦点評価値信号の取得に関するタイミングを示すタイミング情報や焦点評価値信号を取得するフォーカス位置（取得目標位置）を示す目標フォーカス位置情報を送信するセカンダリ通信が行われる。
【００３０】
以下の説明において、焦点評価値信号を取得するフォーカス位置を目標フォーカス位置といい、タイミング情報および目標フォーカス位置情報をまとめてフォーカス制御情報ともいう。また、焦点評価値信号の取得に関するタイミングには、フォーカスレンズ１０５の駆動開始タイミング（移動開始タイミング）や、焦点評価値信号の取得開始タイミング（取得予定タイミング）等が含まれる。プライマリ通信とセカンダリ通信は、垂直同期信号の周期内でそれぞれ少なくとも１回ずつ送受信される。
【００３１】
レンズ制御部としてのレンズ制御ＣＰＵ１１０は、レンズＡＦ制御部１１１と、フォーカスレンズ位置予測部１１２と、メモリとしての加減速データ記憶部１１３とを有する。さらに、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、フォーカス端位置予測部１１５と端位置データ記憶部１１６をも有する。
【００３２】
レンズＡＦ制御部１１１は、カメラＡＦ制御部２０７によって決定されてカメラ制御ＣＰＵ２０６から送信されてきた目標フォーカス位置へのフォーカスレンズ１０５の移動を制御する。
【００３３】
フォーカス位置予測部１１２は、コントラストＡＦに際して、カメラ本体２００での焦点評価値信号の取得開始タイミングまでにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達可能であるかを時間的に予測する目標到達判定を行う。また、フォーカス位置予測部１１２は、予測フォーカス位置を演算する。この目標到達判定および予測フォーカス位置の演算については後述する。
【００３４】
第１のメモリとしての加減速データ記憶部１１３は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等の記憶素子により構成されており、フォーカスアクチュエータ用加減速テーブルデータを記憶している。
【００３５】
フォーカス端位置予測部１１５は、コントラストＡＦに際して、カメラ本体２００での焦点評価値信号の取得開始タイミングまでに、フォーカス位置が、その移動可能範囲の端位置（至近端または無限遠端）に到達するか否かを予測して判定する端到達判定を行う。この端到達判定（端位置への到達予測）は、焦点評価値信号の取得開始タイミングの情報と、上述した加減速データと、第２のメモリとしての端位置データ記憶部１１６に記憶された端位置データを用いて行う。端位置データ記憶部１１６は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュＲＯＭ等の記憶素子により構成されている。以下の説明において、フォーカス位置（フォーカスレンズ１０５）の移動可能範囲をフォーカス可動範囲という。
【００３６】
ここで、端位置データの例としてのテーブルデータを、図１１に示す。リアフォーカスレンズの場合、フォーカス可動範囲が、変倍レンズ１０２の位置、すなわち撮影光学系の焦点距離（以下、ズーム位置という）によって変化する。例えば、光学的な敏感度の関係により、ズーム位置が広角端（ＷＩＤＥ端）である場合は、望遠端（ＴＥＬＥ端）の場合よりもフォーカス可動範囲は狭くなる。図１１では、ＷＩＤＥ端でのフォーカス可動範囲の至近端をＡで示し、無限遠端をＢで示している。また、ＴＥＬＥ端でのフォーカス可動範囲の至近端をＣで示し、無限遠端をＤで示している。
【００３７】
端位置データとしては、図１１のようにズーム位置に応じて至近端および無限遠端がリニアに変化する場合は、ＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端での至近端Ａ，Ｃのデータを記憶し、かつＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端での無限遠端Ｂ，Ｄのデータを記憶しておけばよい。中間ズーム位置での至近端は、至近端Ａ，ＣとＷＩＤＥ端〜中間ズーム位置と中間ズーム位置〜ＴＥＬＥ端の比ｌ：ｍとを用いて算出できる。また、中間ズーム位置での無限遠端は、無限遠端Ｂ，Ｄと比ｌ：ｍとを用いて算出できる。もちろん、端位置データとして、ＷＩＤＥ端およびＴＥＬＥ端以外の１又は複数のズーム位置での至近端および無限遠端のデータを記憶しておいてもよい。
【００３８】
なお、本実施例では、フォーカス可動範囲の端位置を「至近端」および「無限遠端」として示している。しかし、端位置は必ずしもこのような光学端でなくてもよく、フォーカスアクチュエータ１０８の駆動の制御端（電気端）であってもよいし、フォーカスレンズ１０５と他の部材との当接による機械的な端位置（機械端）であってもよい。言い換えれば、フォーカス可動範囲の端位置は、至近側および無限遠側の端位置であればよい。
【００３９】
次に、主としてカメラ制御ＣＰＵ２０６（カメラＡＦ制御部２０７）が行うコントラストＡＦの基本処理について、図２のフローチャートを用いて説明する。以下の説明において、フォーカスアクチュエータ１０８の駆動は、フォーカスレンズ１０５の駆動と言い換える。
【００４０】
ステップ（以下、Ｓと記す）１０１では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、フォーカスレンズ１０５の合焦位置の方向を判別するために、レンズ制御ＣＰＵ１１０を通じて、フォーカスレンズ１０５に光軸方向でのウォブリング駆動を行わせる。ウォブリング駆動は、所定の中心位置に対する至近側および無限遠側への微小量（所定の振幅）の往復駆動である。そして、１回の往復駆動の前後の焦点評価値信号を取得し、焦点評価値信号が大きくなる方向に往復駆動の中心位置を所定量ずらす。これを所定の複数回数、焦点評価値信号が大きくなる方向が同じと判定されるまで繰り返す。
【００４１】
次に、Ｓ１０２では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、ウォブリング駆動中に、レンズ制御ＣＰＵ１１０（フォーカス端位置予測部１１５）による端到達判定によってフォーカス位置がフォーカス可動範囲の端位置に到達すると判定されたか否かを判定する。端位置に到達しないと判定された場合はＳ１０３に進み、端位置に到達すると判定された場合にはＳ１０９に進む。 
【００４２】
Ｓ１０９では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、往復駆動の中心位置から端位置側への振幅分のフォーカスレンズ１０５の移動によってフォーカス位置が端位置を超えるか否かを判定する。フォーカス位置が端位置を超えない（つまり、端位置が振幅に対して余裕がある）場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１０３に進む。一方、フォーカス位置が端位置を超える場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１１２に進む。Ｓ１１２では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、フォーカス位置が端位置を超えないように往復駆動の中心位置をずらしたり振幅を小さくしたりする等、ウォブリング駆動の条件を変更する。そして、Ｓ１０１に戻る。
【００４３】
Ｓ１０３では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、ウォブリング駆動によって焦点評価値信号のピーク、つまりは合焦状態が検出できたか否かを判定する。ピークが検出されたと判定した場合には、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１１３に進み、ＡＦ再起動が必要か否かを判定する。ＡＦ再起動が必要となるのは、焦点評価値信号が大きく変化した場合や絞り値が変更された場合等である。ＡＦ再起動が必要ない場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１１４に進み、フォーカスレンズ１０５の駆動を停止する。ＡＦ再起動が必要な場合は、Ｓ１０１に戻る。
【００４４】
また、Ｓ１０３にて、焦点評価値信号のピークを検出ができない場合には、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１０４に進み、ピークがあると推定される方向、すなわち焦点評価値信号が増加する方向に、フォーカスレンズ１０５の山登り駆動を行う。山登り駆動においては、フォーカスレンズ１０５の所定駆動量ごとに焦点評価値信号を取得する。焦点評価値信号は、ピークに到達するまで増加し、その後、減少する。この増加から減少への切り替わりを検出することで、ピークを検出することができる。
【００４５】
そして、Ｓ１０５では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、山登り駆動中に、レンズ制御ＣＰＵ１１０による端到達判定によってフォーカス位置がフォーカス可動範囲の端位置に到達すると判定されたか否かを判定する。端位置に到達しないと判定された場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１０６に進む。また、端位置に到達すると判定された場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１１０に進む。
【００４６】
Ｓ１１０では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、一方向への山登り駆動において焦点評価値信号のピークを検出できず、すでに山登り駆動の方向が反転したか否かを判定する。すでに山登り駆動方向が反転しており、全てのフォーカス可動範囲で焦点評価値信号のピークを検出できなかった場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、合焦位置がフォーカス可動範囲外（移動可能範囲の外側）にあるものとみなしてＳ１１５に進む。
【００４７】
Ｓ１１５では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、非合焦（合焦不可）であることを表示装置２０５に表示して、ユーザに通知する。そして、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１１４にてフォーカスレンズ１０５の駆動を停止させ、Ｓ１１３（ＡＦ再起動判定）に進む。
【００４８】
一方、Ｓ１１０にてまだ山登り駆動方向が反転していないと判定した場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１１１に進み、フォーカス可動範囲のうちまだ山登り駆動を行っていない領域で山登り駆動を行うために、山登り駆動方向を反転させる。そして、Ｓ１０４に戻る。
【００４９】
さらに、Ｓ１０５で端位置に到達しないと判定されてＳ１０６に進んだカメラ制御ＣＰＵ２０６は、焦点評価値信号のピークを通過したか（焦点評価値信号が増加から減少に切り替わったか）否かを判定する。ピークを通過していない場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、山登り駆動を継続する。また、ピークを通過した場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ１０７に進み、焦点評価値信号がピークとなる位置、すなわち合焦位置にフォーカスレンズ１０５を駆動する（戻す）。
【００５０】
そして、Ｓ１０８では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、フォーカスレンズ１０５が焦点評価値信号がピークとなる位置に到達した（戻った）か否かを判定する。到達した場合は、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、再びＳ１０１に戻ってウォブリング駆動を行う。また、到達していない場合は、さらにＳ１０７にて焦点評価値信号がピークとなる位置にフォーカスレンズ１０５を駆動し続ける。
【００５１】
このように、コントラストＡＦにおけるウォブリング駆動および山登り駆動において、レンズ制御ＣＰＵ１１０による端到達判定の結果が用いられる。また、ウォブリング駆動や焦点評価値がピークとなるフォーカス位置の通過や到達の判定に、焦点評価値信号と予測フォーカス位置が利用される。
【００５２】
次に、コントラストＡＦにおいてカメラ制御ＣＰＵ２０６（カメラＡＦ制御部２０７）とレンズ制御ＣＰＵ１１０とがそれぞれ行う処理について、図３のフローチャートと、図４および図５のタイミングチャートを用いて説明する。
【００５３】
カメラ制御ＣＰＵ２０６は、まずＳ３０１にて、セカンダリ通信により、レンズ制御ＣＰＵ１１０に対してフォーカス制御情報（レンズ制御情報）を送信する。これを、図４および図５を用いて具体的に説明する。カメラ制御ＣＰＵ２０６は、フォーカス制御情報送信（レンズ制御情報送信）Ｎ＋１にて、タイミング情報であるフォーカスレンズ１０５の駆動開始タイミングＮ＋１と焦点評価値信号の取得開始タイミングである焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１を、レンズ制御ＣＰＵ１１０に送信する。また、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、目標フォーカス位置（取得目標位置）の情報である目標位置Ｎ＋１も、レンズ制御ＣＰＵ１１０に送信する。
【００５４】
Ｓ２０１では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、フォーカス制御情報を受信し、一時保存する。そして、フォーカス制御情報を受信した後、Ｓ２０２では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、駆動開始タイミングでフォーカスレンズ１０５の駆動を開始できるように、タイマをクリアし、さらにタイマ割り込みを設定する。
【００５５】
次に、Ｓ２０３では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、位置予測演算Ｎ＋１を行う。ここで得られる予測フォーカス位置を、予測位置Ｎ＋１とする。位置予測演算では、詳しくは図８を用いて後述するが、まずフォーカスレンズ１０５が、カメラ制御ＣＰＵ２０６から指示された目標位置Ｎ＋１に、焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１までに到達可能か否かを時間的に予測判定する目標到達判定を行う。ここでは、現在のフォーカス位置から目標位置Ｎ＋１までの駆動量を、駆動開始タイミングＮ＋１から焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１までの時間である目標駆動時間（目標時間）Ｔａｆ内で駆動できるか否かを判定する。図４は目標駆動時間Ｔａｆ内（目標時間以下）で駆動できる場合を、図５は目標駆動時間Ｔａｆ内で駆動できない場合をそれぞれ示している。
【００５６】
そして、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、目標到達判定の結果に応じて異なる位置予測演算、言い換えれば加減速データを用いた予測フォーカス位置の算出と加減速データを用いない予測フォーカス位置の算出（目標フォーカス位置と同じフォーカス位置の設定）を行う。
【００５７】
さらに、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、位置予測演算により得られた焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１での予測フォーカス位置が、フォーカス可動範囲の端位置またはそれを超えた位置か否かの端到達判定を行う。つまり、前述したように、焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１までにフォーカス位置がフォーカス可動範囲の端位置に到達するか否かを判定する。端位置は、前述した端位置データ記憶部１１６に記憶された端位置データを用いて計算されたものである。
【００５８】
位置予測演算および端到達判定が終了すると、Ｓ２０４では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ２０２で設定したタイマ割り込みの発生まで待ち、タイマ割り込みが発生すると、Ｓ２０５にてフォーカスレンズ１０５の駆動を開始する。
【００５９】
そして、Ｓ２０６では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、プライマリ通信によって、Ｓ２０３での位置予測演算および端到達判定の結果をカメラ制御ＣＰＵ２０６に送信する。
【００６０】
Ｓ３０２では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、レンズ制御ＣＰＵ１１０からの位置予測演算および端到達判定の結果を受信する。
【００６１】
次に、Ｓ３０３では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、現在のフォーカス駆動モードが次のフォーカスレンズ１０５の駆動を行うべきモード（駆動モード）か焦点評価値を取得するモード（停止モード）であるかを判定する。駆動モードである場合にはＳ３０４に進み、停止モードである場合にはＳ３０８に進む。
【００６２】
Ｓ３０４では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、Ｓ３０２で受信した予測フォーカス位置に基づいて次の目標フォーカス位置（目標位置）を決定する。さらに、Ｓ３０５にて、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、フォーカスレンズ１０５の次の駆動開始タイミングを決定する。
【００６３】
さらに、Ｓ３０６では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、次の焦点評価値取得開始タイミングを決定し、Ｓ３０７にて次のフォーカス駆動モードを停止モードに設定する。
【００６４】
続いてＳ３０８では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、目標位置Ｎ＋１と予測位置Ｎ＋１とを比較する。予測位置Ｎ＋１が目標位置Ｎ＋１に一致する、すなわち焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１までにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達する場合は、Ｓ３０９で垂直同期信号ＶＤ（Ｎ＋１）で得られた撮像信号Ｎ＋１から焦点評価値信号Ｎ＋１を取得し、保存する。焦点評価値信号Ｎ＋１は、焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１にて取得される。
【００６５】
また、Ｓ３１０にて、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、目標位置Ｎ＋１に一致する予測位置Ｎ＋１も合わせて保存する。
【００６６】
そして、Ｓ３１１では、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、次のフォーカス駆動モードを駆動モードに設定し、処理を終了する。
【００６７】
Ｓ３０８にて予測位置Ｎ＋１が目標位置Ｎ＋１に一致しない場合、すなわち焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１までにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達しない場合には、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、一旦処理を終了する。そして、図５に示すように、撮像信号Ｎ＋１からの焦点評価値信号Ｎ＋１の取得を行わず、次の撮像信号Ｎ＋２から焦点評価値信号Ｎ＋２を取得して保存する。
【００６８】
こうして保存した焦点評価値信号とフォーカス位置とを用いて、カメラ制御ＣＰＵ２０６は、図２で説明したコントラストＡＦを行う。
【００６９】
また、図３の処理は、垂直同期信号ＶＤの間隔で周期的に実行される。フォーカス制御情報の送信と予測位置の送信が必要ない場合（例えば、図４に示すＶＤ（Ｎ）やＶＤ（Ｎ＋２））においても、絞り制御等の他の処理を実行するために、プライマリ通信とセカンダリ通信は周期的に実行される。この場合、フォーカス制御情報としては、ダミーのデータを送信したり前のＶＤと同じデータを送信したりする。
【００７０】
図３では、説明を簡単にするために、Ｓ３０８にて焦点評価値取得開始タイミングＮ＋１までにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達しない場合にはカメラ制御ＣＰＵ２０６側での処理を終了するものとして説明した。しかし、実際には、フォーカス位置が目標フォーカス位置に到達しない場合でも、フォーカス位置を予測位置として取得できるため、この予測位置がフォーカス可動範囲の端位置に到達するか否かを判定することができる。また、予測位置での焦点評価値信号を取得・保存して、焦点評価値信号のピークに近づいているかの判定（山登り駆動）に用いたり、フォーカスレンズ１０５の駆動方向を反転させるのに用いたりすることができる。
【００７１】
次に、図３のＳ２０３にてレンズ制御ＣＰＵ１１０により行われる位置予測演算の詳細について、図８のフローチャートを用いて説明する。図７には、図６に示した加減速データを用いてフォーカスレンズ１０５の駆動を行った際の速度とｓｔｅｐ数（フォーカス位置）との関係を示している。
【００７２】
図８のＳ４０１では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、目標フォーカス位置と現在のフォーカス位置Ｐｎとの差に相当するフォーカスレンズ１０５の駆動量（残駆動量）Ｓｒを算出する。残駆動量Ｓｒには、フォーカスアクチュエータ１０８自体やフォーカスアクチュエータ１０８からフォーカスレンズ１０５に駆動力を伝達する機構のガタを考慮し、駆動方向の反転時にこの機構ガタにより生じる駆動誤差分を加算する。
【００７３】
次に、Ｓ４０２では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、フォーカスアクチュエータ１０８の加速に要するステップ数（加速ステップ数）Ｓａと減速に要するステップ数（減速ステップ数）Ｓｄとを加減速データ記憶部１１３に記憶された加減速データから取得する。例えば、図６に示す加減速データから、Ｓａ＝３ｓｔｅｐおよびＳｄ＝３ｓｔｅｐを取得する。なお、図６に示す加減速データは例に過ぎないので、Ｓａ≠Ｓｄであってもよい。また、加速や減速を必要としない場合には、さらに演算を簡略化できる。
【００７４】
次に、Ｓ４０３では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ４０２で取得した加速および減速ステップ数を用いて、定速（ここでは５００ｐｐｓとする）で駆動すべきステップ数を算出する。計算は、Ｓｃ＝Ｓｒ−（Ｓａ＋Ｓｄ）により行う。
【００７５】
次に、Ｓ４０４では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ１０５を残駆動量Ｓｒだけ駆動するのに要する予測時間である予測駆動時間Ｔｔを求めるために、加速時間Ｔａ、減速時間Ｔｄおよび定速時間Ｔｃを算出する。例えば、加速時間Ｔａは、図６（ａ）の加速データを用いる場合は、
Ｔａ＝１／２００ｐｐｓ×１ｓｔｅｐ＋１／３００ｐｐｓ×１ｓｔｅｐ
＋１／４００ｐｐｓ × １ｓｔｅｐ
により求められる。減速時間Ｔｄについても同様である。また、定速時間Ｔｃは、
Ｔｃ＝１／５００ｐｐｓ × Ｓｃ
によって求められる。
【００７６】
そして、Ｓ４０５にて、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測駆動時間Ｔｔを、
Ｔｔ＝Ｔａ＋Ｔｄ＋Ｔｃ
により求める。
【００７７】
次に、Ｓ４０６では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測駆動時間Ｔｔと目標駆動時間Ｔａｆとを比較する。言い換えれば、予測駆動時間Ｔｔが目標駆動時間Ｔａｆ以下（目標時間以下）か否かを判定する。ＴｔがＴａｆ以下である場合は、Ｓ４０７にて予測駆動量Ｓｐ＝残駆動量Ｓｒとなり、焦点評価値取得開始タイミングまでにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達する。この場合、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ４１６に進み、予測駆動量Ｓｐ（相対位置）を予測位置Ｐｐ（絶対位置）に変換する。つまり、Ｐｐ＝Ｐｎ＋Ｓｐを算出する。
【００７８】
一方、ＴｔがＴａｆよりも長い場合は、焦点評価値取得開始タイミングまでにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達しない。レンズ制御ＣＰＵ１１０は、この場合に限り、Ｓ４０８以降の処理で、加減速データを用いて予測フォーカス位置を計算する。
【００７９】
Ｓ４０８では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、図７（ａ）に示すように加速中に焦点評価値取得開始タイミングがあることを想定した判定、すなわち目標駆動時間Ｔａｆが加速時間Ｔａ以下か否かを判定する。加速中である（目標駆動時間Ｔａｆが加速時間Ｔａ以下である）場合には、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ４０９にて加速中の予測駆動量Ｓｐａを算出し、Ｓ４１０にて予測駆動量Ｓｐに代入する。目標駆動時間Ｔａｆが加速時間Ｔａ以下でない場合は、レンズ制御ＣＰＵ１１０はＳ４１１に進む。
【００８０】
Ｓ４１１では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、図７（ｂ）に示すように定速駆動中に焦点評価値取得開始タイミングがあることを想定した判定、すなわち目標駆動時間ＴａｆがＴａ＋Ｔｃ以下か否かを判定する。定速駆動中である（目標駆動時間ＴａｆがＴａ＋Ｔｃ以下である）場合には、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ４１２にて、定速駆動中の予測駆動量Ｓｐｃを算出し、Ｓ４１３にて予測駆動量Ｓｐ＝Ｓａ＋Ｓｐｃを算出する。目標駆動時間ＴａｆがＴａ＋Ｔｃ以下でない場合は、レンズ制御ＣＰＵ１１０はＳ４１４に進む。
【００８１】
Ｓ４１４では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、図７（ｃ）に示すように減速中に焦点評価値取得開始タイミングがあることを想定し、減速中の予測駆動量Ｓｐｄを算出する。そして、Ｓ４１５では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測駆動量Ｓｐ＝Ｓａ＋Ｓｃ＋Ｓｐｄを算出する。最後に、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測フォーカス位置を得るためにＳ４１６の処理を行う。
【００８２】
ここで、予測駆動量Ｓｐａ，Ｓｐｄ，Ｓｐｃの算出方法について詳しく説明する。加速中の予測駆動量Ｓｐａは、目標駆動時間Ｔａｆの間、加速しながらのフォーカスレンズ１０５の駆動量である。図６（ａ）の加速データによれば、速度が２００ｐｐｓから４００ｐｐｓに加速されるので、平均速度３００ｐｐｓを用いて、
Ｓｐａ = ３００ｐｐｓ × Ｔａｆ
により予測駆動量Ｓｐａを近似的に求めることができる。より厳密に計算すると、４００ｐｐｓでは１ステップ未満の駆動であるため、ここでの駆動量を加味して、
Ｓｐａ = ４００ｐｐｓ×｛Ｔａｆ−（１ｓｔｅｐ／２００ｐｐｓ）
−（１ｓｔｅｐ／３００ｐｐｓ）｝＋１ｓｔｅｐ＋１ｓｔｅｐ
から計算することが可能である。
【００８３】
定速駆動中の予測駆動量Ｓｐｃは、５００ｐｐｓの駆動速度であることから、
Ｓｐｃ＝５００ｐｐｓ×（Ｔａｆ−Ｔａ）
により求めることができる。減速中の予測駆動量Ｓｐｄについては、加速中の予測駆動量と同様に計算することが可能であり、詳細な説明は省略する。
【００８４】
本実施例では、Ｓ４０５にて、時間的にフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達可能か否かの判定（目標到達判定）を行う。加速と減速を含むフォーカスレンズ駆動において、フォーカス位置を予測し、該予測フォーカス位置と目標フォーカス位置とを比較する場合（目標到達判定を位置的に行う場合）、予測フォーカス位置の算出のために予測駆動量ＳｐａやＳｐを算出する必要がある。このため演算が複雑になり、レンズ制御ＣＰＵ１１０での処理時間が長くなってしまう。
【００８５】
そこで本実施例では、まず時間的に目標到達判定を行い、到達できない場合に限り加減速データを用いて予測フォーカス位置を演算する。これにより、フォーカス位置が目標フォーカス位置に到達可能である場合の処理の高速化を図ることができる一方、到達できない場合における予測フォーカス位置の正確な算出も可能となる。
【００８６】
そして、このようにして求めた予測フォーカス位置とフォーカス可動範囲の端位置とを比較することで、良好な（高速で正確な）端到達判定を行うことができる。
【００８７】
また、本実施例では、時間的な目標到達判定を行うために、予測駆動時間Ｔｔを算出するにあたり、加速時間Ｔａと減速時間Ｔｄとを近似計算を用いずに算出する。そして、予測フォーカス位置の演算が必要な場合には、予測フォーカス位置を算出するにあたり、加速中および減速中の予測駆動量Ｓａ，Ｓｄについては近似計算を行うことで、フォーカス位置の予測演算の高速化を図ることができる。
【００８８】
なお、本実施例では、目標到達判定を時間的に行う場合について説明したが、このことは本発明の実施例から目標到達判定を位置的に行う場合を排除する意味ではなく、この場合も本発明の他の実施例に含まれる。
【００８９】
また、本実施例では、交換レンズから、目標到達判定の結果に応じた情報として、目標到達判定の結果に応じて異なる処理によって得られる予測フォーカス位置の情報をカメラ本体に送信する場合について説明した。しかし、目標到達判定の結果そのものをカメラ本体に送信するようにしてもよい。
【実施例２】
【００９０】
以下、本発明の実施例２について説明する。本実施例における交換レンズおよびカメラ本体の構成は実施例１と同じであり、実施例１と共通する構成要素には、実施例１と同符号を付す。
【００９１】
本実施例では、コントラストＡＦを行う際に、レンズ制御ＣＰＵ１１０が、加減速データ記憶部１１３に記憶したフォーカスアクチュエータ用加減速データを用いてフォーカス位置の予測を行う。本実施例で用いられる加減速データは、図９（ａ），（ｂ）に示すように、速度情報（ｐｐｓ）と時間情報（ｓｅｃ）とを含む。すなわち、実施例１で説明した図６（ａ），（ｂ）の加減速データと異なり、各速度での駆動量をｓｔｅｐ数ではなく、駆動時間で表している。
【００９２】
フォーカス位置の予測においては、まず時間的な目標到達判定、つまりは要求される時間（目標駆動時間）内に目標フォーカス位置に到達できるか否かの判定を行う。到達できない場合には、加減速データを用いて予測フォーカス位置を演算する。
【００９３】
レンズ制御ＣＰＵ１１０にて行われる位置予測演算について、図１０のフローチャートを用いて詳しく説明する。この位置予測演算は、実施例１で説明した図３のＳ２０３での位置予測演算に代えて行われる。
【００９４】
まず、Ｓ５０１では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、目標フォーカス位置と現在のフォーカス位置Ｐｎとの差に相当するフォーカスレンズ１０５の駆動量（残駆動量）Ｓｒを算出する。残駆動量Ｓｒには、フォーカスアクチュエータ１０８自体やフォーカスアクチュエータ１０８からフォーカスレンズ１０５に駆動力を伝達する機構のガタを考慮し、駆動方向の反転時にこの機構ガタにより生じる駆動誤差分を加算する。
【００９５】
次に、Ｓ５０２では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ１０５を残駆動量Ｓｒだけ駆動するのに要する予測時間である予測駆動時間Ｔｔを算出するために、加速時間Ｔａ、減速時間Ｔｄおよび定速時間Ｔｃに分けて算出する。例えば、加速時間Ｔａは、図９（ａ）の加速データを用いる場合は、
Ｔａ＝５×１０−３＋５×１０−３＋５×１０−３
となる。減速時間Ｔｄについても同様である。また、定速時間Ｔｃは、加速および減速での総駆動ステップ数をそれぞれＳａ，Ｓｄとすると、
Ｔｃ＝｛Ｓｒ−（Ｓａ＋Ｓｄ）｝／５００ｐｐｓ
によって求められる。
【００９６】
そして、Ｓ５０３において、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測駆動時間Ｔｔを、
Ｔｔ＝Ｔａ＋Ｔｄ＋Ｔｃ
により求める。
【００９７】
次に、Ｓ５０４では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測駆動時間Ｔｔと目標駆動時間Ｔａｆとを比較する。言い換えれば、予測駆動時間Ｔｔが目標駆動時間Ｔａｆ以下か否かを判定する。ＴｔがＴａｆ以下である場合は、Ｓ５０５にて予測駆動量Ｓｐ＝残駆動量Ｓｒとなり、焦点評価値取得開始タイミングまでにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達する。この場合、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ５１４に進み、予測駆動量Ｓｐ（相対位置）を予測位置Ｐｐ（絶対位置）に変換する。つまり、Ｐｐ＝Ｐｎ＋Ｓｐを算出する。
【００９８】
一方、ＴｔがＴａｆよりも長い場合は、焦点評価値取得開始タイミングまでにフォーカス位置が目標フォーカス位置に到達しない。レンズ制御ＣＰＵ１１０は、この場合に限り、Ｓ５０６以降の処理で、加減速データを用いて予測フォーカス位置を計算する。
【００９９】
Ｓ５０６では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、加速中に焦点評価値取得開始タイミングがあることを想定した判定、すなわち目標駆動時間Ｔａｆが加速時間Ｔａ以下か否かを判定する。加速中である（目標駆動時間Ｔａｆが加速時間Ｔａ以下である）場合には、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ５０７にて加速中の予測駆動量Ｓｐａを算出し、Ｓ５０８にて予測駆動量Ｓｐに代入する。目標駆動時間Ｔａｆが加速時間Ｔａ以下でない場合は、レンズ制御ＣＰＵ１１０はＳ５０９に進む。
【０１００】
Ｓ５０９では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、定速駆動中に焦点評価値取得開始タイミングがあることを想定した判定、すなわち目標駆動時間ＴａｆがＴａ＋Ｔｃ以下か否かを判定する。定速駆動中である（目標駆動時間ＴａｆがＴａ＋Ｔｃ以下である）場合には、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、Ｓ５１０にて、定速駆動中の予測駆動量Ｓｐｃを算出し、Ｓ５１１にて予測駆動量Ｓｐ＝Ｓａ＋Ｓｐｃを算出する。目標駆動時間ＴａｆがＴａ＋Ｔｃ以下でない場合は、レンズ制御ＣＰＵ１１０はＳ５１２に進む。
【０１０１】
Ｓ５１２では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、減速中に焦点評価値取得開始タイミングがあることを想定し、減速中の予測駆動量Ｓｐｄを算出する。そして、Ｓ５１３では、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測駆動量Ｓｐ＝Ｓａ＋Ｓｃ＋Ｓｐｄを算出する。最後に、レンズ制御ＣＰＵ１１０は、予測フォーカス位置を得るためにＳ５１４の処理を行う。
【０１０２】
本実施例でも、Ｓ５０４にて時間的に目標到達判定を行っているため、実施例１と同様の効果が得られる。しかも、本実施例では、加減速データにおける駆動量を、駆動時間として記憶しているため、加速時間Ｔａ、減速時間Ｔｄ、定速時間Ｔｃ、さらには予測駆動時間Ｔｔの演算処理を実施例１に比べて簡略化することができる。
【０１０３】
なお、実施例１（図６（ａ），（ｂ））と実施例２（図９（ａ），（ｂ））にて説明した加減速データを組み合わせて、速度情報と時間情報とステップ数情報をマトリックスデータとして記憶してもよい。この場合、駆動時間Ｔｔを求める演算処理をさらに簡略化することが可能である。
【０１０４】
また、上記各実施例では、加減速データや端位置データをテーブルデータとして記憶する場合について説明したが、これらのデータを計算式として記憶し、使用する加減速データや端位置データをその都度算出するようにしてもよい。
【０１０５】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
レンズ交換型の撮像装置による良好なコントラストＡＦを可能とする交換レンズ装置を提供できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  交換レンズ装置
１０５  フォーカスレンズ
１０８  フォーカスアクチュエータ
１１０  レンズ制御ＣＰＵ
２００  カメラ本体
２０３  ＡＦ信号処理回路
２０６  カメラ制御ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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