(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させ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フォーカスレンズ駆動部と、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるズームレンズと、
前記光学像を受光して画像データを生成する撮像部と、
被写体距離ごとに定められた焦点距離と、前記フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係を規定したトラッキングテーブルを格納するトラッキングテーブル記憶部と、
前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、焦点距離の変化速度および焦点距離に基づいて、所定時間後に前記被写体距離が所定量だけ大きくなる、または、小さくなる前記フォーカスレンズの光軸方向の位置を前記フォーカスレンズの移動目標位置として算出し、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動可能と判断した場合、前記フォーカスレンズ駆動部は、前記移動目標位置に前記フォーカスレンズを駆動させ、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動不可能と判断した場合、前記制御部は、前記トラッキングテーブルに基づいて前記フォーカスレンズ駆動部を制御する、
カメラシステム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動するために必要な速度と、前記フォーカスレンズが移動可能な速度の上限値と、を比較して、前記所定時間後に、前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動可能か否かを判断する、
請求項１に記載のカメラシステム。
【請求項３】
前記焦点距離の変化速度に関する情報は、前記ズームレンズの移動速度、または、前記ズームレンズに連動する機構部材の移動速度である、
請求項１または２に記載のカメラシステム。
【請求項４】
前記焦点距離の変化速度に関する情報は、前記ズームレンズの駆動を操作するためのズーム操作部の移動速度である、
請求項１または２に記載のカメラシステム。
【請求項５】
前記フォーカスレンズ駆動部は、前記ズームレンズ駆動部による前記ズームレンズの駆動から独立して、前記フォーカスレンズを駆動することができる、
請求項１から４のいずれかに記載のカメラシステム。
【請求項６】
カメラ本体と、前記カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットと、を備えるカメラシステムであって、
前記交換レンズユニットは、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させ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ためのフォーカスレンズ駆動部と、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるズームレンズと、
被写体距離ごとに定められた焦点距離と、前記フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係を規定したトラッキングテーブルを格納するトラッキングテーブル記憶部と、
前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記カメラ本体は、
前記光学像を受光して画像データを生成する撮像部
を備え、
前記制御部は、焦点距離の変化速度および焦点距離に基づいて、所定時間後に前記被写体距離が所定量だけ大きくなる、または、小さくなる前記フォーカスレンズの光軸方向の位置を前記フォーカスレンズの移動目標位置として算出し、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動可能と判断した場合、前記フォーカスレンズ駆動部は、前記移動目標位置に前記フォーカスレンズを駆動させ、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動不可能と判断した場合、前記制御部は、前記トラッキングテーブルに基づいて前記フォーカスレンズ駆動部を制御する、
カメラシステム。
【請求項７】
カメラ本体と、前記カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットと、を備えるカメラシステムであって、
前記交換レンズユニットは、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させ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ためのフォーカスレンズ駆動部と、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるズームレンズと、
被写体距離ごとに定められた焦点距離と、前記フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係を規定したトラッキングテーブルを格納するトラッキングテーブル記憶部と、
を備え、
前記カメラ本体は、
前記光学像を受光して画像データを生成する撮像部と、
前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、焦点距離の変化速度および焦点距離に基づいて、所定時間後に前記被写体距離が所定量だけ大きくなる、または、小さくなる前記フォーカスレンズの光軸方向の位置を前記フォーカスレンズの移動目標位置として算出し、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動可能と判断した場合、前記フォーカスレンズ駆動部は、前記移動目標位置に前記フォーカスレンズを駆動させ、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動不可能と判断した場合、前記制御部は、前記トラッキングテーブルに基づいて前記フォーカスレンズ駆動部を制御する、
カメラシステム。
【請求項８】
光学像を受光して画像データを生成する撮像部
を備えるカメラ本体とともにカメラシステムを構成する、前記カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットであって、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させ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ためのフォーカスレンズ駆動部と、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるズームレンズと、
被写体距離ごとに定められた焦点距離と、前記フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係を規定したトラッキングテーブルを格納するトラッキングテーブル記憶部と、
前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、焦点距離の変化速度および焦点距離に基づいて、所定時間後に前記被写体距離が所定量だけ大きくなる、または、小さくなる前記フォーカスレンズの光軸方向の位置を前記フォーカスレンズの移動目標位置として算出し、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動可能と判断した場合、前記フォーカスレンズ駆動部は、前記移動目標位置に前記フォーカスレンズを駆動させ、
前記制御部が前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動不可能と判断した場合、前記制御部は、前記トラッキングテーブルに基づいて前記フォーカスレンズ駆動部を制御する、
交換レンズユニット。
【請求項９】
請求項８に記載のカメラシステムを構成する交換レンズユニット。
【請求項１０】
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させ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ためのフォーカスレンズ駆動部と、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるズームレンズと、
前記光学像を受光して画像データを生成する撮像部と、
被写体距離ごとに定められた焦点距離と、前記フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係を規定したトラッキングテーブルを格納するトラッキングテーブル記憶部と、
を備えるカメラシステムに用いられるフォーカス制御方法であって、
前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御ステップ
を含み、前記制御ステップにより、
焦点距離の変化速度および焦点距離に基づいて、所定時間後に前記被写体距離が所定量だけ大きくなる、または、小さくなる前記フォーカスレンズの光軸方向の位置を前記フォーカスレンズの移動目標位置として算出し、
前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動可能と判断した場合、前記フォーカスレンズ駆動部は、前記移動目標位置に前記フォーカスレンズを駆動し、
前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動不可能と判断した場合、前記トラッキングテーブルに基づいて前記フォーカスレンズ駆動部を制御する、
フォーカス制御方法。
【請求項１１】
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させ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ためのフォーカスレンズ駆動部と、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるズームレンズと、
前記光学像を受光して画像データを生成する撮像部と、
被写体距離ごとに定められた焦点距離と、前記フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係を規定したトラッキングテーブルを格納するトラッキングテーブル記憶部と、
を備えるカメラシステムに用いられるフォーカス制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記フォーカスレンズ駆動部を制御する制御ステップ
を含み、前記制御ステップにより、
焦点距離の変化速度および焦点距離に基づいて、所定時間後に前記被写体距離が所定量だけ大きくなる、または、小さくなる前記フォーカスレンズの光軸方向の位置を前記フォーカスレンズの移動目標位置として算出し、
前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動可能と判断した場合、前記フォーカスレンズ駆動部は、前記移動目標位置に前記フォーカスレンズを駆動し、
前記所定時間後に前記フォーカスレンズを前記移動目標位置に移動不可能と判断した場合、前記トラッキングテーブルに基づいて前記フォーカスレンズ駆動部を制御する、
フォーカス制御方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止画撮影を主に行うデジタルスチルカメラ、動画撮影を主に行うムービー等のカメラシステムに関する。特に、変倍動作が可能な光学系を有するカメラシステムに関する。また、カメラシステムに用いられる、カメラ本体、交換レンズユニット、フォーカス制御方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、インナーフォーカス式ズームレンズを有するカメラを開示している。インナーフォーカス式ズームレンズでは、変倍動作により焦点距離が変化すると合焦状態が変化する。特許文献１は、変倍動作時に被写体の光学像の合焦状態を保つために、コントラスト方式のオートフォーカス動作を行うことを開示している。特許文献１では、コントラスト方式のオートフォーカス動作では変倍時に精度のよい合焦を行うことは、困難であるとしている。また、特許文献１は、被写体までの距離を判定し、その判定結果に基づいて記憶部に記憶されている複数のフォーカスレンズ群の移動軌跡の１つを選択して、フォーカスレンズ群をその移動軌跡に基づいて移動させることを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−４２１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以上のように、特許文献１は、カメラシステムの変倍動作時の合焦精度の向上について開示している。しかしながら、特許文献１に記載のカメラシステムは、フォーカスレンズ群を移動軌跡に基づいて移動させている。従って、変倍動作時に合焦状態を良好に保ちたい被写体が動いた等の場合に、合焦状態を良好に保つことができない。また、早い変倍動作が行われた際に、フォーカスレンズ群を駆動する手段の制限によりコントラスト方式のオートフォーカス動作ができない場合がある。そして、このような場合に、合焦状態を良好に保つことができない場合がある。すなわち、特許文献１は、変倍動作時に変倍動作の速度によらず良好に合焦状態を保つことについては開示していない。
【０００５】
本発明は、変倍動作時に変倍動作の速度によらず良好に合焦状態を保つことができるカメラシステム、カメラ本体、交換レンズユニット、フォーカス制御方法、およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、フォーカスレンズと、フォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ位置検出部と、ズームレンズ位置検出部と、ズームレンズと、ズームレンズ駆動部と、ズームレンズ位置検出部と、ズーム操作部と、撮像部と、評価値算出部と、トラッキングテーブル記憶部と、制御部と、を備えるカメラシステムである。
【０００７】
フォーカスレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させるレンズまたはレンズ群である。フォーカスレンズ駆動部は、フォーカスレンズを駆動する。フォーカスレンズ位置検出部は、フォーカスレンズ又はフォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズームレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるレンズまたはレンズ群である。ズームレンズ駆動部は、ズームレンズを駆動する。ズームレンズ位置検出部は、ズームレンズ又はズームレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズーム操作部は、ズームレンズの駆動を操作するための操作部である。撮像部は、光学像を受光して画像データを生成する。評価値算出部は、撮像部により生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。トラッキングテーブル記憶部は、被写体距離ごとに定められた焦点距離と、フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係をテーブルにしたトラッキングテーブルを格納する。制御部は、焦点距離の変化速度に関する情報に基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれかの制御モードでフォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定し、決定した制御モードによりフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【０００８】
そして、制御部が第１制御モードで制御すると決定した場合、フォーカスレンズ駆動部は、駆動部からの指令に従い、被写体距離が変化するように、光軸方向の前後にフォーカスレンズを駆動させ、評価値算出部は、フォーカスレンズが、光軸方向の前後に駆動されているときに位置した複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値を算出する。そして、制御部は、評価算出部により算出された複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値に基づいて、被写体に焦点が合う方向にフォーカスレンズを駆動するようフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【０００９】
制御部が第２制御モードで制御すると決定した場合、制御部は、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００１０】
このカメラシステムでは、第１制御モードまたは第２の制御モードを切り替えて制御を行うことができる。第１制御モードは、例えば、ウォブリング動作によりフォーカス制御を行うモードであるので、このカメラシステムにおいて、制御部によりウォブリング可能であると判断された場合は、ウォブリング動作により適切にフォーカス制御を実行させることができる。一方、制御部によりウォブリング不可能であると判断された場合は、トラッキングテーブルに基づいたフォーカス制御を実行させることができる。
【００１１】
これにより、このカメラシステムでは、ズーム操作部（例えば、ズームリング）をどのように操作された場合であっても（例えば、ズームリングの回転速度がどのような速度であっても）、適切なＡＦ制御を行うことができる。したがって、このカメラシステムでは、変倍動作時に変倍動作の速度によらず良好に合焦状態を保つことができる。
【００１２】
なお、焦点距離が、ズーム操作部の操作後の位置に応じて決定されるカメラシステムに、このカメラシステムを採用するとさらに効果的である。使用者がズーム操作部を自由に操作することにより変倍動作の速度が自由に変化しうるからである。言い換えれば、このカメラシステムでは、使用者がどのような変倍動作（ズーム動作）を行っても、適切にフォーカス制御が実行される。
【００１３】
なお、「被写体距離」とは、ＣＣＤイメージセンサー上に焦点を結んでいる物体からカメラまでの距離をいい、物点距離と、共役距離（物像間距離）を含む概念である。共役距離（物像間距離）とは、レンズを中心に、物体とその像との間の距離をいう。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明であって、制御部は、ズームレンズが光軸上を進退することにより発生する焦点距離の変化速度が所定値以下の場合、第１制御モードで制御すると決定し、ズームレンズが光軸上を進退することにより発生する焦点距離の変化速度が所定値より大きい場合、第２制御モードで制御すると決定する。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明であって、所定値は、トラッキングテーブルの各部のうち、焦点距離の変化に伴い被写体距離を一定に保つために、フォーカスレンズの位置を変化させる量が最も大きくなる部分において、焦点距離が変化しても、第１制御モードでフォーカスレンズ駆動部が動作可能な焦点距離の変化速度の上限値と実質的に等しい値である。
【００１６】
これにより、カメラシステムでは、焦点距離の変化速度の上限値に相当する状況まで、第１制御モードによるフォーカス制御を実行することができる。
【００１７】
第４の発明は、第２の発明であって、所定値は、トラッキングテーブルにより決定されるトラッキングテーブル特性曲線において、
（傾きＫ）＝（フォーカスレンズの光軸方向の位置の変化量）／（被写体距離ごとに定められた焦点距離の変化量）。
としたとき、傾きＫが最大となる場合において、ズームレンズが光軸上を進退することで焦点距離が変化したとしても、第１制御モードにより、フォーカスレンズ駆動部がフォーカスレンズを駆動することで、制御部が、被写体に焦点が合う光軸上の方向を決定することができる、焦点距離の変化速度と等しい値である。
【００１８】
これにより、カメラシステムでは、焦点距離の変化速度の上限値に相当する状況まで、第１制御モードによるフォーカス制御を実行することができる。
【００１９】
なお、「傾きＫ」は、「被写体距離ごとに定められた焦点距離」に対する「フォーカスレンズの光軸方向の位置」の変化率（微分値）により求められるものであってもよく、トラッキングテーブルにより決定されるトラッキングテーブル特性曲線を構成するデータ（離散値をとるデータであってもよい。）から微分（差分を含む）により求められるものであってもよい。
【００２０】
第５の発明は、第１の発明であって、制御部は、焦点距離の変化速度、焦点距離、および、トラッキングテーブルに基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれの制御モードでフォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定する。
【００２１】
第６の発明は、第５の発明であって、制御部は、第１所定時間後に被写体距離が所定量だけ大きくなるフォーカスレンズの光軸方向の位置を第１移動目標位置として算出し、第２所定時間後に被写体距離が所定量だけ小さくなるフォーカスレンズの光軸方向の位置を第２移動目標位置として算出する。そして、制御部は、第１所定時間後にフォーカスレンズを第１移動目標位置に移動不可能と判断した場合、または、第２所定時間後にフォーカスレンズを第２移動目標位置に移動不可能と判断した場合、第２制御モードで制御すると決定する。
【００２２】
第７の発明は、第６の発明であって、制御部は、第１所定時間後にフォーカスレンズを第１移動目標位置に移動するために必要な速度と、フォーカスレンズが移動可能な速度の上限値と、を比較して、第１所定時間後に、フォーカスレンズを第１移動目標位置に移動可能か否かを判断する。
【００２３】
第８の発明は、第６または第７の発明であって、制御部は、第２所定時間後にフォーカスレンズを第２移動目標位置に移動するために必要な速度と、フォーカスレンズが移動可能な速度の上限値と、を比較して、第２所定時間後に、フォーカスレンズを第２移動目標位置に移動可能か否かを判断する。
【００２４】
第９の発明は、第１から第８のいずれかの発明であって、焦点距離の変化速度に関する情報は、ズームレンズの移動速度、または、ズームレンズに連動する機構部材の移動速度である。
【００２５】
第１０の発明は、第１から第８のいずれかの発明であって、焦点距離は、ズーム操作部の操作後の位置に応じて決定される。
【００２６】
第１１の発明は、第１０の発明であって、焦点距離の変化速度に関する情報は、ズーム操作部の移動速度である。
【００２７】
なお、「ズーム操作部の移動速度」としては、例えば、ズーム操作部が回転リングである場合の回転リングの回転速度が挙げられる。
【００２８】
また、「焦点距離の変化速度に関する情報」は、ズーム操作部の移動速度から算出される情報（データ）を含む概念である。
【００２９】
第１２の発明は、第１から第１１のいずれかの発明であって、フォーカスレンズ駆動部は、ズームレンズ駆動部によるズームレンズの駆動から独立して、フォーカスレンズを駆動することができる。
【００３０】
第１３の発明は、第１から第１２のいずれかの発明であって、所定のデータを記憶する記憶部をさらに備え、制御部は、撮像部により生成された複数の画像データをもとに動画データを生成し、生成した動画データを、カメラシステム自身に固定された記憶部、または、カメラシステム自身に着脱可能な記憶部に記憶するように制御する。
【００３１】
制御部が、撮像部からの複数の画像データをもとに動画データを生成し、カメラシステム自身に固定された記憶部、または、カメラシステム自身に着脱可能な記憶部に当該動画データを記憶するように制御するカメラシステムに、このカメラシステムを採用すると、さらに効果的である。記憶部に記憶するような動画データは、常時、良好な合焦状態を保つことが望まれているからである。
【００３２】
第１４の発明は、カメラ本体と、カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットと、を備えるカメラシステムである。
【００３３】
交換レンズユニットは、フォーカスレンズと、フォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ位置検出部と、ズームレンズと、ズームレンズ駆動部と、ズームレンズ位置検出部と、のズーム操作部と、トラッキングテーブル記憶部と、制御部と、を備える。
【００３４】
カメラ本体は、撮像部と、評価値算出部と、を備える。
【００３５】
フォーカスレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させるレンズまたはレンズ群である。フォーカスレンズ駆動部は、フォーカスレンズを駆動する。フォーカスレンズ位置検出部は、フォーカスレンズ又はフォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズームレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させる。ズームレンズ駆動部は、ズームレンズを駆動する。ズームレンズ位置検出部は、ズームレンズ又はズームレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズーム操作部は、ズームレンズの駆動を操作するためのものである。トラッキングテーブル記憶部は、被写体距離ごとに定められた焦点距離と、フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係をテーブルにしたトラッキングテーブルを格納する。制御部は、焦点距離の変化速度に関する情報に基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれかの制御モードでフォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定し、決定した制御モードによりフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００３６】
そして、撮像部は、光学像を受光して画像データを生成する。評価値算出部は、撮像部により生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。
【００３７】
そして、制御部が第１制御モードで制御すると決定した場合、フォーカスレンズ駆動部は、駆動部からの指令に従い、被写体距離が変化するように、光軸方向の前後にフォーカスレンズを駆動させる。評価値算出部は、フォーカスレンズが、光軸方向の前後に駆動されているときに位置した複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値を算出する。そして、制御部は、評価算出部により算出された複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値に基づいて、被写体に焦点が合う方向にフォーカスレンズを駆動するようフォーカスレンズ駆動部を制御する。制御部が第２制御モードで制御すると決定した場合、制御部は、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００３８】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏するカメラシステムを、カメラ本体と、カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットと、により実現することができる。
【００３９】
第１５の発明は、カメラ本体と、カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットと、を備えるカメラシステムである。
【００４０】
交換レンズユニットは、フォーカスレンズと、フォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ位置検出部と、ズームレンズと、ズームレンズ駆動部と、ズームレンズ位置検出部と、のズーム操作部と、トラッキングテーブル記憶部と、を備える。
【００４１】
カメラ本体は、撮像部と、評価値算出部と、制御部と、を備える。
【００４２】
フォーカスレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させるレンズまたはレンズ群である。フォーカスレンズ駆動部は、フォーカスレンズを駆動する。フォーカスレンズ位置検出部は、フォーカスレンズ又はフォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズームレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させる。ズームレンズ駆動部は、ズームレンズを駆動する。ズームレンズ位置検出部は、ズームレンズ又はズームレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズーム操作部は、ズームレンズの駆動を操作するためのものである。トラッキングテーブル記憶部は、被写体距離ごとに定められた焦点距離と、フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係をテーブルにしたトラッキングテーブルを格納する。制御部は、焦点距離の変化速度に関する情報に基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれかの制御モードでフォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定し、決定した制御モードによりフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００４３】
そして、撮像部は、光学像を受光して画像データを生成する。評価値算出部は、撮像部により生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。
【００４４】
そして、制御部が第１制御モードで制御すると決定した場合、フォーカスレンズ駆動部は、駆動部からの指令に従い、被写体距離が変化するように、光軸方向の前後にフォーカスレンズを駆動させる。評価値算出部は、フォーカスレンズが、光軸方向の前後に駆動されているときに位置した複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値を算出する。そして、制御部は、評価算出部により算出された複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値に基づいて、被写体に焦点が合う方向にフォーカスレンズを駆動するようフォーカスレンズ駆動部を制御する。制御部が第２制御モードで制御すると決定した場合、制御部は、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００４５】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏するカメラシステムを、カメラ本体と、カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットと、により実現することができる。
【００４６】
第１６の発明は、撮像部と、評価値算出部と、を備えるカメラ本体とともにカメラシステムを構成する、カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットである。
【００４７】
交換レンズユニットは、フォーカスレンズと、フォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ位置検出部と、ズームレンズと、ズームレンズ駆動部と、ズームレンズ位置検出部と、のズーム操作部と、トラッキングテーブル記憶部と、制御部と、を備える。
【００４８】
フォーカスレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させるレンズまたはレンズ群である。フォーカスレンズ駆動部は、フォーカスレンズを駆動する。フォーカスレンズ位置検出部は、フォーカスレンズ又はフォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズームレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させる。ズームレンズ駆動部は、ズームレンズを駆動する。ズームレンズ位置検出部は、ズームレンズ又はズームレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズーム操作部は、ズームレンズの駆動を操作するためのものである。トラッキングテーブル記憶部は、被写体距離ごとに定められた焦点距離と、フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係をテーブルにしたトラッキングテーブルを格納する。制御部は、焦点距離の変化速度に関する情報に基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれかの制御モードでフォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定し、決定した制御モードによりフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００４９】
そして、撮像部は、光学像を受光して画像データを生成する。評価値算出部は、撮像部により生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。
【００５０】
そして、制御部が第１制御モードで制御すると決定した場合、フォーカスレンズ駆動部は、駆動部からの指令に従い、被写体距離が変化するように、光軸方向の前後にフォーカスレンズを駆動させる。評価値算出部は、フォーカスレンズが、光軸方向の前後に駆動されているときに位置した複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値を算出する。そして、制御部は、評価算出部により算出された複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値に基づいて、被写体に焦点が合う方向にフォーカスレンズを駆動するようフォーカスレンズ駆動部を制御する。制御部が第２制御モードで制御すると決定した場合、制御部は、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００５１】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏するカメラシステムを、カメラ本体とともに構成する、カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットを実現することができる。
【００５２】
第１７の発明は、第１５の発明であるカメラシステムを構成する交換レンズユニットである。
【００５３】
これにより、第１の発明と同様の効果を奏するカメラシステムを、カメラ本体とともに構成する、カメラ本体に脱着可能な交換レンズユニットを実現することができる。
【００５４】
第１８の発明は、フォーカスレンズと、のフォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ位置検出部と、ズームレンズと、のズームレンズ駆動部と、ズームレンズ位置検出部と、のズーム操作部と、撮像部と、トラッキングテーブル記憶部と、を備えるカメラシステムに用いられるフォーカス制御方法である。このフォーカス制御方法は、評価値算出ステップと、制御ステップと、を備える。
【００５５】
フォーカスレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させる。フォーカスレンズ駆動部は、フォーカスレンズを駆動するためのレンズまたはレンズ群である。フォーカスレンズ位置検出部は、フォーカスレンズ又はフォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズームレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるレンズまたはレンズ群である。ズームレンズ駆動部は、ズームレンズを駆動する。ズームレンズ位置検出部は、ズームレンズ又はズームレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズーム操作部は、ズームレンズの駆動を操作するためのものである。撮像部は、光学像を受光して画像データを生成する。トラッキングテーブル記憶部は、被写体距離ごとに定められた焦点距離と、フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係をテーブルにしたトラッキングテーブルを格納する。
【００５６】
評価値算出ステップでは、撮像部により生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。
【００５７】
制御ステップでは、焦点距離の変化速度に関する情報に基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれかの制御モードでフォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定し、決定した制御モードによりフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００５８】
そして、制御ステップにより第１制御モードで制御すると決定された場合であって、フォーカスレンズ駆動部が、駆動部からの指令に従い、被写体距離が変化するように、光軸方向の前後にフォーカスレンズを駆動させた場合、評価値算出ステップでは、フォーカスレンズが、光軸方向の前後に駆動されているときに位置した複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値を算出する。そして、制御ステップでは、評価算出ステップにより算出された複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値に基づいて、被写体に焦点が合う方向にフォーカスレンズを駆動するようフォーカスレンズ駆動部を制御し、制御ステップにより第２制御モードで制御すると決定された場合、制御ステップでは、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００５９】
第１９の発明は、フォーカスレンズと、のフォーカスレンズ駆動部と、フォーカスレンズ位置検出部と、ズームレンズと、のズームレンズ駆動部と、ズームレンズ位置検出部と、のズーム操作部と、撮像部と、トラッキングテーブル記憶部と、を備えるカメラシステムに用いられるフォーカス制御方法をコンピュータに実行させるプログラムである。フォーカス制御方法は、評価値算出ステップと、制御ステップと、を備える。
【００６０】
フォーカスレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させる。フォーカスレンズ駆動部は、フォーカスレンズを駆動するためのレンズまたはレンズ群である。フォーカスレンズ位置検出部は、フォーカスレンズ又はフォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズームレンズは、光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるレンズまたはレンズ群である。ズームレンズ駆動部は、ズームレンズを駆動する。ズームレンズ位置検出部は、ズームレンズ又はズームレンズに連動する機構部材の位置を検出する。ズーム操作部は、ズームレンズの駆動を操作するためのものである。撮像部は、光学像を受光して画像データを生成する。トラッキングテーブル記憶部は、被写体距離ごとに定められた焦点距離と、フォーカスレンズの光軸方向の位置との関係をテーブルにしたトラッキングテーブルを格納する。
【００６１】
評価値算出ステップでは、撮像部により生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。
【００６２】
制御ステップでは、焦点距離の変化速度に関する情報に基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれかの制御モードでフォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定し、決定した制御モードによりフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【００６３】
そして、制御ステップにより第１制御モードで制御すると決定された場合であって、フォーカスレンズ駆動部が、駆動部からの指令に従い、被写体距離が変化するように、光軸方向の前後にフォーカスレンズを駆動させた場合、評価値算出ステップでは、フォーカスレンズが、光軸方向の前後に駆動されているときに位置した複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値を算出する。そして、制御ステップでは、評価算出ステップにより算出された複数の位置におけるオートフォーカス用の評価値に基づいて、被写体に焦点が合う方向にフォーカスレンズを駆動するようフォーカスレンズ駆動部を制御し、制御ステップにより第２制御モードで制御すると決定された場合、制御ステップでは、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【発明の効果】
【００６４】
本発明によれば、変倍動作時に変倍動作の速度によらず良好に合焦状態を保つことができる、カメラ本体、交換レンズユニット、フォーカス制御方法、およびプログラムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るカメラシステム１の構成を示すブロック図
【図２】第２レンズ群とフォーカスレンズ２３０とを含む交換レンズ２００の一部の構成図
【図３】第２レンズ群とフォーカスレンズ２３０とを含む交換レンズ２００の一部の構成の展開図
【図４】カメラシステム１の撮像準備動作を説明するための信号送受信を示す図
【図５】本実施形態における交換レンズのトラッキングテーブルをグラフで表した図
【図６】電子トラッキングを説明するためのフローチャート
【図７】電子トラッキング時のズームリングの回転位置とフォーカスレンズの位置の動きの一例を説明するための図
【図８】常時ＡＦモードの動作を説明するためのフローチャート
【図９】常時ＡＦ時にステップＳ４５でウォブリングすると判断される場合のズームリングの回転位置とフォーカスレンズの位置の動きの一例を説明するための図
【図１０】常時ＡＦ時にステップＳ４５でウォブリングすると判断される場合のズームリングの回転位置とフォーカスレンズの位置の動きの一例を説明するための図
【図１１】常時ＡＦ時にステップＳ４５でウォブリングすると判断される場合のズームリングの回転位置とフォーカスレンズの位置の動きの別の一例を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００６６】
［第１実施形態］
＜１：カメラシステムの構成＞
（１．１：カメラシステムの構成の概要）
図１は、第１実施形態に係るカメラシステム１の構成を示すブロック図である。
【００６７】
カメラシステム１は、カメラボディ１００とそれに着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。
【００６８】
カメラシステム１は、動画像の撮影動作、記録動作が可能である。本実施形態は、レンズ交換式のカメラシステムにおいて、画質のよい動画像の撮影動作、記録動作を行うことが可能である。
【００６９】
（１．２：カメラボディの構成）
カメラボディ１００は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサー１１０と、液晶モニタ１２０と、カメラコントローラー１４０と、ボディマウント１５０と、電源１６０と、カードスロット１７０と、を備える。
【００７０】
カメラコントローラー１４０は、レリーズ釦１３０等の操作部材からの指示に応じて、ＣＣＤイメージセンサー１１０等のカメラシステム１全体を制御する。カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器１１２に送信する。これと並行して、カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。カメラコントローラー１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、レンズコントローラー２４０に周期的に繰り返して送信する。カメラコントローラー１４０は、制御動作や画像処理動作の際に、ＤＲＡＭ１４１をワークメモリとして使用する。なお、カメラコントローラー１４０は、ボディ制御部の一例である。
【００７１】
ＣＣＤイメージセンサー１１０は、交換レンズ２００を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する。生成された画像データは、ＡＤコンバーター１１１でデジタル化される。ＡＤコンバーター１１１でデジタル化された画像データは、カメラコントローラー１４０で様々な画像処理が施される。ここで言う「様々な画像処理」とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理等である。
【００７２】
ＣＣＤイメージセンサー１１０は、タイミング発生器１１２で制御されるタイミングで動作する。ＣＣＤイメージセンサー１１０は、静止画像の撮像動作、及び、動画像の撮像動作等を行う。動画像の撮影動作には、スルー画像の撮影動作が含まれる。ここで、「スルー画像」とは、動画像の撮像後、メモリーカード１７１にデータを記録しない画像である。「スルー画像」は、主に動画像であり、動画像または静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０および／または電子ビューファインダー１８０（以下、「ＥＶＦ」とも言う）に表示されるものである。また、動画像の撮影動作には、動画像の記録動作も含まれる。「動画像の記録動作」とは、動画像の撮影動作およびメモリーカード１７１に動画データを記録する動作を含む動作である。なお、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、撮像部の一例である。撮像部は、ＣＭＯＳイメージセンサー等を含む概念である。
【００７３】
液晶モニタ１２０は、カメラコントローラー１４０で画像処理された表示用画像データが示す画像等を表示する。液晶モニタ１２０は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。なお、液晶モニタ１２０は、表示部の一例である。表示部としては、他にも、有機ＥＬ、無機ＥＬ、プラズマディスプレイパネル等、画像を表示できるものを用いることができる。
【００７４】
電子ビューファインダー１８０（以下、「ＥＶＦ１８０」ということがある。）は、カメラコントローラー１４０で画像処理された表示用画像データが示す画像等を表示する。ＥＶＦ１８０は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。また、ＥＶＦ１８０と液晶モニタ１２０とは、同じ内容を表示する場合と、異なる内容を表示する場合とがある。これらは、カメラコントローラー１４０によって制御される。ＥＶＦ１８０は、画像等を表示するＥＶＦ用液晶モニタと、ＥＶＦ用液晶モニタの表示を拡大するＥＶＦ用光学系と、使用者が目を近づける接眼窓とを有する。
【００７５】
カードスロット１７０は、メモリーカード１７１を装着可能である。カードスロット１７０は、カメラコントローラー１４０からの制御に基づいて、メモリーカード１７１を制御する。具体的には、カードスロット１７０は、メモリーカード１７１に画像データを格納する。カードスロット１７０は、メモリーカード１７１から画像データを出力する。また、メモリーカード１７１に動画データを格納する。カードスロット１７０は、メモリーカード１７１から動画データを出力する。
【００７６】
メモリーカード１７１は、カメラコントローラー１４０が画像処理により生成した画像データを格納可能である。例えば、メモリーカード１７１は、ＪＰＥＧ画像ファイルを格納できる。また、メモリーカード１７１は、内部に格納する画像データ又は画像ファイルを出力できる。メモリーカード１７１から出力された画像データ又は画像ファイルは、カメラコントローラー１４０で画像処理される。例えば、カメラコントローラー１４０は、メモリーカード１７１から取得した画像データ又は画像ファイルを伸張して表示用画像データを生成する。
【００７７】
メモリーカード１７１は、さらに、カメラコントローラー１４０が画像処理により生成した動画データを格納可能である。例えば、メモリーカード１７１は、動画圧縮規格であるＨ．２６４／ＡＶＣに従って圧縮された動画ファイルを格納できる。また、メモリーカード１７１は、内部に格納する動画データ又は動画ファイルを出力できる。メモリーカード１７１から出力された動画データ又は動画ファイルは、カメラコントローラー１４０で画像処理される。例えば、カメラコントローラー１４０は、メモリーカード１７１から取得した動画データ又は動画ファイルを伸張して表示用動画データを生成する。なお、メモリーカード１７１は、記憶部の一例である。記憶部は、メモリーカード１７１のようにカメラシステムに着脱可能なものでもよく、カメラシステムに固定もしくは内蔵されているものでもよい。
【００７８】
電源１６０は、カメラシステム１で消費するための電力を供給する。電源１６０は、例えば、乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源コード等により外部から供給される電力をカメラシステム１に供給するものであってもよい。
【００７９】
ボディマウント１５０は、交換レンズ２００のレンズマウント２５０と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント１５０とレンズマウント２５０とを介して、カメラボディ１００と交換レンズ２００との間で、データを送受信可能である。具体的には、ボディマウント１５０とレンズマウント２５０とは、機械的及び電気的に接続されることにより、カメラコントローラー１４０とレンズコントローラー２４０との間でのデータ送受信（データ通信）の経路を確立させる。ボディマウント１５０は、カメラコントローラー１４０から受信した露光同期信号を、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０に送信する。また、カメラコントローラー１４０から受信したその他の制御信号を、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０から受信した信号をカメラコントローラー１４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、電源１６０から受けた電力を、レンズマウント２５０を介して交換レンズ２００全体に供給する。
【００８０】
（１．３：交換レンズの構成）
交換レンズ２００は、光学系とレンズコントローラー２４０と、レンズマウント２５０と、絞りユニット２６０とを備える。
【００８１】
交換レンズ２００の光学系は、ズームレンズ２１０、ズームリング２１３、ＯＩＳレンズ２２０、および、フォーカスレンズ２３０を含む。
【００８２】
ズームレンズ２１０は、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体の光学像（以下、「被写体像」ともいう。）の倍率、すなわち、光学系の焦点距離を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。ズームレンズ２１０は、光学系の第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２とを含む。ズームレンズ２１０は、光学系の光軸ＡＸと平行な方向に移動することにより焦点距離を変化させる。
【００８３】
ズームリング２１３は、筒状の部材であり、交換レンズ２００の外周面で回転可能である。ズームリング２１３は、焦点距離を操作するズーム操作部の一例であり、操作後の位置に応じて焦点距離が決定されるズーム操作部の一例である。
【００８４】
駆動機構２１１は、使用者によりズームリング２１３が操作されると、当該操作をズームレンズ２１０に伝え、ズームレンズ２１０を光学系の光軸ＡＸ方向に沿って移動させる。一例として、駆動機構２１１は、カム機構を有し、ズームリング２１３の回転動作をズームレンズ２１０の直進動作に変換する。駆動機構２１１は、ズームレンズ駆動部の一例である。
【００８５】
検出器２１２は、駆動機構２１１における駆動量を検出する。レンズコントローラー２４０および／またはカメラコントローラー１４０は、この検出器２１２における検出結果を取得することにより、光学系における焦点距離を把握することができる。また、レンズコントローラー２４０および／またはカメラコントローラー１４０は、この検出器２１２における検出結果を取得することにより、ズームレンズ（Ｌ１，Ｌ２等）の交換レンズ２００内での光軸ＡＸ方向の位置を把握することができる。なお、駆動機構２１１は、ズームレンズ２１０を光軸ＡＸ方向に沿って移動できればよい。例えば、駆動機構２１１は、ズームリング２１３等の操作部材の回転位置に従ってモータ等の駆動力発生部からの駆動力をズームレンズ２１０に伝え、ズームレンズ２１０をズームリング２１３の回転位置に対応する光軸ＡＸ方向の位置に移動するものであってもよい。
【００８６】
ＯＩＳレンズ２２０は、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。具体的には、ＯＩＳレンズ２２０は、カメラシステム１のぶれによって生じる被写体像のぶれを補正する。ＯＩＳレンズ２２０は、カメラシステム１のぶれを相殺する方向に移動することにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０と被写体像との相対的なぶれを小さくする。具体的には、ＯＩＳレンズ２２０は、カメラシステム１のぶれを相殺する方向に移動することにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。アクチュエータ２２１は、ＯＩＳ用ＩＣ２２３からの制御を受けて、光学系の光軸ＡＸに垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０を駆動する。
【００８７】
アクチュエータ２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとを用いて実現することができる。
【００８８】
位置検出センサー２２２は、光学系の光軸ＡＸに垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサーである。位置検出センサー２２２は、例えば、マグネットとホール素子とを用いて実現することができる。
【００８９】
ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、位置検出センサー２２２の検出結果及びジャイロセンサーなどのぶれ検出器の検出結果に基づいて、アクチュエータ２２１を制御する。ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０からぶれ検出器の検出結果を得る。また、ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０に対して、光学的像ぶれ補正処理の状態を示す信号を送信する。
【００９０】
なお、ＯＩＳレンズ２２０は、ぶれ補正部の一例である。カメラシステム１のぶれによって生じる被写体像のぶれを補正する手段として、ＣＣＤからの画像データに基づいて補正した画像データを生成する電子式ぶれ補正を適用してもよい。また、カメラシステム１のぶれによって生じるＣＣＤイメージセンサー１１０と被写体像との相対的なぶれを小さくする手段として、ＣＣＤイメージセンサー１１０を光学系の光軸ＡＸと平行な垂直な面内で駆動する構成としてもよい。
【００９１】
フォーカスレンズ２３０は、光学系がＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成する被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。ズームレンズ２１０は、光学系の光軸ＡＸと平行な方向に移動することにより被写体像のフォーカス状態を変化させる。
【００９２】
フォーカスモータ２３３は、レンズコントローラー２４０の制御に基づいて、フォーカスレンズ２３０が光学系の光軸ＡＸに沿って進退するようにフォーカスレンズ２３０を駆動する。これにより、光学系でＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させることができる。フォーカスモータ２３３は、ズームレンズ２１０の駆動から独立してフォーカスレンズ２３０を駆動することができる。具体的には、フォーカスモータ２３３は、第２レンズ群Ｌ２を基準に、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動する。言い換えると、フォーカスモータ２３３は、第２レンズ群Ｌ２とフォーカスレンズ２３０との光軸ＡＸ方向の相対距離を変更可能である。フォーカスレンズ２３０とフォーカスモータ２３３とは、第２レンズ群Ｌ２とともに光軸ＡＸ方向に移動する。従って、ズーム動作により第２レンズ群Ｌ２が光軸ＡＸ方向に移動すると、フォーカスレンズ２３０およびフォーカスモータ２３３も光軸ＡＸ方向に移動する。また、第２レンズ群Ｌ２が光軸ＡＸ方向に静止している状態でも、フォーカスモータ２３３は、第２レンズ群Ｌ２を基準に、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動することができる。
【００９３】
さらに具体的にフォーカスモータ２３３について説明する。
【００９４】
図２は、第２レンズ群とフォーカスレンズ２３０とを含む交換レンズ２００の一部の構成図である。図３は、第２レンズ群とフォーカスレンズ２３０とを含む交換レンズ２００の一部の構成の展開図である。
【００９５】
フォーカスレンズ２３０は、フォーカスレンズ保持枠２３５によって保持されている。第２レンズ群Ｌ２は、２群保持枠２１４によって保持されている。ズームリング２１３の回転操作により、駆動機構２１１は、２群保持枠２１４を光軸ＡＸ方向に移動する。第２保持枠２１４には、光軸ＡＸ方向と平行に２本のガイドポール２１６の一端が固定されている。ガイドポール２１６の他端は、ガイドポール保持枠２１５に固定されている。ガイドポール保持枠２１５は、第２保持枠２１４に固定されている。第２保持枠２１４は、ガイドポール保持枠２１５よりも被写体側に配置されている。ガイドポール２１６は、フォーカスレンズ保持枠２３５を貫通している。フォーカスレンズ保持枠２３５は、ガイドポール２１６に対して摺動自在に設けられている。
【００９６】
フォーカスモータ２３３は、可動部２３３ａと固定部２３３ｂとにより構成されている。可動部２３３ａは、フォーカスレンズ保持枠２３５の側面２３５ａにネジ止め等により固定されている。固定部２３３ｂは、ガイドポール２１６の１つに固定されている。フォーカスモータ２３３が光軸ＡＺと平行な方向の駆動力を発生することにより、可動部２３３ａが固定部２３３ｂに対して光軸ＡＺと平行な方向移動する。これに伴い、フォーカスレンズ２３０が第２レンズ群Ｌ２に対して光軸ＡＺと平行な方向に移動する。ガイドポール２１６とフォーカスレンズ保持枠２３５とフォーカスモータとにより、フォーカスレンズ２３０は、光学系の光軸ＡＸと平行な方向に移動可能であり、光軸ＡＸと直交する方向に移動不可能であるように規制されている。
【００９７】
本実施形態では、フォーカスモータ２３３は、超音波モータである。超音波モータは、圧電体層と電極層とが積層されたものである。電極層に周波数が同一、振幅が同一、かつ、位相が約９０度異なる２系統の交流電圧を印加すると、超音波モータは縦振動と横振動を調和的に発生する。そして、超音波モータは、横振動の腹近傍に固定された駆動子を楕円運動させ、直線方向の駆動力を発生する。駆動子は、固定部２３３ｂに押圧されており、駆動子と固定部２３３ｂとの摩擦力により駆動力を発生する。２系統の交流電圧の位相を反対方向に約９０度異なるものにすると、駆動子は、反対方向に楕円運動し、反対方向の駆動力を発生する。なお、超音波モータは、直線駆動を行うリニアアクチュエータの一例である。また、超音波モータは、フォーカスモータ２３３の一例である。フォーカスモータ２３３は、これに限定されず、ＤＣモータやステッピングモータ、サーボモータなどによっても実現できる。フォーカスモータ２３３は、フォーカスレンズ駆動部の一例である。
【００９８】
相対位置検出器２３１及び絶対位置検出器２３２は、フォーカスレンズ２３０の駆動状態を示す信号を生成するエンコーダである。
【００９９】
相対位置検出器２３１は、磁気スケール２３１ａと磁気センサー２３１ｂとを有する。磁気スケール２３１ａは、フォーカスレンズ保持枠２３５と一体に構成され、光軸ＡＺと平行な方向に等間隔にて着磁されている。磁気センサー２３１ｂは、磁気スケール２３１ａの上を移動することにより磁気の変化を検出し磁気の変化に応じた信号を出力する。磁気センサー２３１ｂは、例えば、ＭＲセンサーである。磁気センサー２３１ｂは、ガイドポール保持枠２１５に固定され、磁気スケール２３１ａと所定間隔を保つよう配置されている。
【０１００】
絶対位置検出器２３２は、２群保持枠２１４に対するフォーカスレンズ保持枠２３５の原点位置を検出する。言い換えれば、絶対位置検出器２３２は、第２レンズ群Ｌ２に対するフォーカスレンズ２３０の原点位置を検出する原点検出器である。絶対位置検出器２３２は、例えば、フォトセンサである。レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０を原点位置に駆動し、絶対位置検出器２３２からの信号によりフォーカスレンズ２３０が原点にあることを認識する。原点は、絶対位置（カメラシステム１内において一義的に決まる位置）である。
【０１０１】
レンズコントローラー２４０は、内部にカウンタ２４３を設けており、このカウンタ２４３は、相対位置検出器２３１から出力される信号により磁気変化の極値をカウントする。そして、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸと平行な第１の方向に移動するときに磁気変化の極値が検出されると、カウントを「＋１」（インクリメント）する。また、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸと平行な第１の方向と反対の第２の方向に移動するときに磁気変化の極値が検出されると、カウントを「−１」（デクリメント）する。
【０１０２】
このようにして、レンズコントローラー２４０は、絶対位置である原点位置からの相対位置を検出することにより、第２レンズ群Ｌ２に対するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置を把握可能である。また、上述のとおり、レンズコントローラー２４０は、第２レンズ群Ｌ２の交換レンズ２００内での光軸ＡＸ方向の位置を把握可能である。従って、レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０の交換レンズ２００内での光軸ＡＸ方向の位置を把握可能である。相対位置検出器２３１及び絶対位置検出器２３２は、フォーカスレンズ位置検出部の一例である。フォーカスレンズ位置検出部は、フォーカスレンズの位置を直接検出するものでもよく、フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出するものでもよい。
【０１０３】
絞りユニット２６０は、光学系を透過する光の量を調整する光量調整部材である。絞りユニット２６０は、光学系を透過する光の光線の一部を遮蔽可能な絞り羽根と、絞り羽根を駆動しその遮蔽量を変更して光量を調整する絞り駆動部とを有する。また、絞りユニット２６０は、入射した光の一部を透過させることで入射した光の量を減じて出射するＮＤフィルターと、ＮＤフィルターを駆動し光学系を透過する光の光線のＮＤフィルターへの入射量を変更して光量を調整するＮＤ駆動部とを有する。カメラコントローラー１４０は、ＣＣＤイメージセンサー１１０が受けた光の量、静止画撮影を行うのか動画撮影を行うのか、絞り値が優先的に設定される操作がされているか等に基づいて、絞りユニット２６０に動作を指示する。
【０１０４】
レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からの制御信号に基づいて、ＯＩＳ用ＩＣ２２３やフォーカスモータ２３３などの交換レンズ２００全体を制御する。また、レンズコントローラー２４０は、検出器２１２、ＯＩＳ用ＩＣ２２３、相対位置検出器２３１、絶対位置検出器２３２などから信号を受信して、カメラコントローラー１４０に送信する。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０との送受信の際には、レンズマウント２５０及びボディマウント１５０を介して、カメラコントローラー１４０との通信（データの送受信）を行う。レンズコントローラー２４０は、制御の際、ＤＲＡＭ２４１をワークメモリとして使用する。また、フラッシュメモリ２４２は、レンズコントローラー２４０の制御の際に使用するプログラムやパラメータを保存する。
【０１０５】
＜２：カメラシステムの動作＞
(２．１：撮像準備動作)
まず、撮像準備のためのカメラシステム１の動作を説明する。
【０１０６】
図４は、カメラシステム１の撮像準備動作を説明するための信号送受信を示す図である。
【０１０７】
カメラボディ１００に交換レンズ２００を装着した状態で、使用者が、カメラボディ１００の電源をＯＮすると、電源１６０は、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００への電力供給を開始する（Ｓ１１）。
【０１０８】
次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズ２００の認証情報を要求する（Ｓ１２）。ここで、「交換レンズ２００の認証情報」には、交換レンズ２００が装着されているか否かに関する情報及びアクセサリーが装着されているか否かに関する情報が含まれる。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からのレンズ認証要求に応答し認証情報をカメラコントローラー１４０に送信する（Ｓ１３）。
【０１０９】
次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、初期化動作をするよう要求する（Ｓ１４）。これを受けて、レンズコントローラー２４０は、絞りのリセット、ＯＩＳレンズ２２０のリセット等の初期化動作を行う。そして、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に対して、レンズ初期化動作が完了した旨を返信する（Ｓ１５）。
【０１１０】
次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、レンズデータを要求する（Ｓ１６）。レンズデータは、フラッシュメモリ２４２に格納されている。そこで、レンズコントローラー２４０は、フラッシュメモリ２４２からレンズデータを読み出して、カメラコントローラー１４０に返信する（Ｓ１７）。ここで、「レンズデータ」とは、レンズ名称、Ｆナンバー、焦点距離等の交換レンズ２００特有の特性値である。
【０１１１】
カメラコントローラー１４０が、カメラボディ１００に装着されている交換レンズ２００のレンズデータを把握すると、撮像可能な状態になる。この状態では、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズ２００の状態を示すレンズ状態データを定期的に要求する（Ｓ１８）。「レンズ状態データ」には、例えば、ズームレンズ２１０によるズーム倍率情報、フォーカスレンズ２３０の位置情報、絞り値情報などが含まれる。この要求に応えて、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に対して、要求されたレンズ状態データを返信する（Ｓ１９）。
【０１１２】
また、この状態では、カメラシステム１は、ＣＣＤイメージセンサー１１０で生成した画像データが示す画像をスルー画像として液晶モニタ１２０に表示する制御モードで動作し得る。この制御モードを「ライブビューモード」という。ライブビューモードでは、スルー画像が動画で液晶モニタ１２０に表示されるので、使用者は、液晶モニタ１２０を見ながら静止画像を撮像するための構図を決めることができる。ライブビューモードとするかどうかは使用者が選択可能である。ライブビューモードの他に、使用者が選択できる制御モードとしては、交換レンズ２００からの被写体像を光学ビューファインダー（図示省略）に導く制御モードもある。この制御モードを実現するためには、被写体像を光学ビューファインダー（図示省略）に導くための可動ミラー等が必要である。ライブビューモードにおけるオートフォーカス動作の方式としては、コントラスト方式が適している。ライブビューモードでは、定常的に、ＣＣＤイメージセンサー１１０で画像データを生成しているので、その画像データを用いたコントラスト方式のオートフォーカス動作（以下、「コントラストＡＦ」ともいう。）を行うのが容易だからである。
【０１１３】
コントラスト方式のオートフォーカス動作を行う際には、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、コントラストＡＦ用データを要求する（Ｓ２０）。コントラストＡＦ用データは、コントラスト方式のオートフォーカス動作の際に必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストＡＦ可否情報などが含まれる。また、カメラコントローラー１４０は、生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。本実施形態では、評価値として、画像の鮮鋭度を算出する。鮮鋭度の算出方法は、コントラストＡＦに一般的に用いられているため、説明を省略する。カメラコントローラー１４０は、評価値算出部の一例である。
【０１１４】
（２．２：ズーム動作）
次に、カメラシステム１におけるズーム動作について、説明する。以下では、「電子トラッキングモード」によるズーム動作と、「常時ＡＦモード」によるズーム動作と、に分けて、カメラシステム１のズーム動作について説明する。
【０１１５】
（２．２．１：電子トラッキングモード）
上述のように、カメラシステム１において、使用者によりズームリング２１３が操作されると、駆動機構２１１は、当該操作をズームレンズ２１０に伝え、ズームレンズ２１０を光学系の光軸ＡＸ方向に沿って移動させる。これにより、光学系は被写体像の倍率を変化させる（以下、「変倍動作」ともいう。）。このとき、第２レンズ群Ｌ２も光軸ＡＸ方向に移動する。そして、フォーカスモータ２３３を駆動してフォーカスレンズ２３０の位置を移動させていない場合、フォーカスレンズ２３０は、第２レンズ群Ｌ２からの距離を一定としたまま光軸ＡＸ方向に移動する。その結果、カメラシステム１の光学系によりＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態が変化する。言い換えると、ＣＣＤイメージセンサー１１０上に焦点を結んでいる物体から光学系までの物点距離（物点距離）が変化する。そして、変倍動作前にある被写体に対して合焦していたのが、変倍動作後にその被写体に対して合焦しなくなる。以下、ＣＣＤイメージセンサー１１０上に焦点を結んでいる物体からカメラまでの距離を「被写体距離」という。「被写体距離」とは、物点距離と、共役距離（物像間距離）を含む概念である。共役距離（物像間距離）とは、レンズを中心に、物体とその像との間の距離をいう。すなわち、共役距離（物像間距離）とは、ＣＣＤイメージセンサー１１０上に焦点を結んでいる物体からＣＣＤイメージセンサー１１０上の被写体像までの光軸ＡＸ方向の距離のことである。
【０１１６】
そこで、レンズコントローラー２４０は、変倍動作に伴ってフォーカスモータ２３３を駆動する。具体的には、フォーカスモータ２３３は、変倍動作に伴って被写体距離が実質的に一定となるように、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に移動させる。なお、「被写体距離が実質的に一定」とは、被写体距離が所定の被写界深度内に納まる程度のものを含む概念である。
【０１１７】
カメラシステム１において、変倍動作を伴っても被写体距離と、当該変倍動作を伴っても被写体距離が実質的に一定となるフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置と、の関係をテーブルにしたものを「トラッキングテーブル」という。言い換えると、「トラッキングテーブル」とは、被写体距離ごとに定められた「焦点距離」と「フォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置」との関係を示すものである。
【０１１８】
なお、「焦点距離」は、ズームリング２１３の回転位置と言い換えることもでき、ズームレンズ２１０の光軸ＡＸ方向の位置と言い換えることもでき、検出器２１２の検出結果と言い換えることもできる。つまり、「焦点距離」は、ズームリング２１３の回転位置、または、ズームレンズ２１０の光軸ＡＸ方向の位置が決定されれば、一義的に決定される。
【０１１９】
また、「フォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置」とは、第２レンズ群Ｌ２に対するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置と言い換えることができ、交換レンズ２００内におけるフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置と言い換えることができる。つまり、「フォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置」は、第２レンズ群Ｌ２に対するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置、または、交換レンズ２００内におけるフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置が決定されれば、一義的に決定される。
【０１２０】
本実施形態で用いるトラッキングテーブルは、上記で言い換えて表されるいずれの関係をも用いることが可能である。
【０１２１】
図５は、本実施形態における交換レンズのトラッキングテーブル（トラッキングテーブル・データ）をグラフで表した図である。トラッキングテーブルは、交換レンズ２００内のフラッシュメモリ２４２に格納されている。具体的には、ズームリング２１３の回転位置情報とフォーカスレンズ２３０の交換レンズ２００内における光軸ＡＸ方向の位置情報との関係が、被写体距離ごとにテーブル情報としてフラッシュメモリ２４２に格納されている。例えば、被写体距離が「０．５ｍ」、「１．０ｍ」、「２．０ｍ」、「∞」等のトラッキングテーブルが格納されている。ズームリング２１３の回転位置情報は、例えば、検出器２１２からの出力から取得（算出）することができる。図５に示す「Ｗｉｄｅ端」は、カメラシステム１の光学系の広角端を表し、「Ｔｅｌｅ端」は、カメラシステム１の光学系の望遠端を表す。なお、トラッキングテーブルは、ズームリング回転位置およびフォーカスレンズ位置を、それぞれ、いくつかに分割した離散的な情報（データ）として持ち、その分割数は、被写体距離が一定であればズームリング２１３を回転させても所定の被写界深度内に納まる程度に決めるのが一般的である。また、トラッキングテーブルは、いくつかに分割した離散的な情報（データ）ではなく、多項式で表してもよい（演算により算出されるものであってもよい）。なお、フラッシュメモリ２４２は、トラッキングテーブル記憶部の一例である。
【０１２２】
レンズコントローラー２４０は、モードによりフォーカスレンズの制御を変更することができ、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスモータ２３３を制御し、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動することができる。以下では、レンズコントローラー２４０がトラッキングテーブルに基づいてフォーカスモータ２３３を制御し、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動する制御モードのことを「電子トラッキングモード」といい、この制御モードによる動作を、「電子トラッキング」ともいう。なお、カメラシステム１において、カメラコントローラー１４０が、当該制御モード（電子トラッキングモード）を有し、レンズコントローラー２４０に指示を送って電子トラッキングを行うようにしてもよい。
【０１２３】
≪電子トラッキングのフローチャート説明≫
図６は、カメラシステム１における電子トラッキングモードによる動作を説明するためのフローチャートである。
【０１２４】
図７は、電子トラッキング時（電子トラッキングモードによる制御時）のズームリングの回転位置とフォーカスレンズの位置との関係（一例）を説明するための図である。図７において、点線での曲線は、トラッキングテーブル（によるデータ曲線）を示す。
【０１２５】
電子トラッキングは、カメラコントローラー１４０からの指示により開始される。例えば、ライブビューモードにおいて、オートフォーカスを機能させていない状態になると、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に電子トラッキングの開始の指令を送る。そして、レンズコントローラー２４０は、電子トラッキングを開始する。
【０１２６】
以下、図６および図７を参照しながら、カメラシステム１における「電子トラッキングモード」時の動作について説明する。なお、以下では、図６のフローチャートの手順に従って、説明する。
（ステップＳ３１）：
レンズコントローラー２４０は、まず、被写体距離に対応するフォーカスレンズ２３０の位置に関する情報を取得する。本実施形態では、当該情報は、フォーカスレンズ２３０の交換レンズ２００内における光軸ＡＸ方向の位置である。
【０１２７】
レンズコントローラー２４０は、相対位置検出器２３１、絶対位置検出器２３２、カウンタ２４３を使用して、第２レンズ群Ｌ２に対するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置を算出し、検出器２１２を使用して第２レンズ群Ｌ２の交換レンズ２００内の光軸ＡＸ方向の位置を算出し、これらからフォーカスレンズ２３０の交換レンズ２００内における光軸ＡＸ方向の位置を算出する。
【０１２８】
また、レンズコントローラー２４０は、焦点距離に対応するフォーカスレンズ２３０の位置に関する情報を取得する。本実施形態では、当該情報は、検出器２１２の出力であり、言い換えると、ズームリング２１３の回転位置である。
【０１２９】
図７の例では、Ｂ０の位置にあることがレンズコントローラー２４０に把握される。
【０１３０】
次に、ステップＳ３２に移行する。
（ステップＳ３２）：
レンズコントローラー２４０は、当該被写体距離に対応するトラッキングテーブルを選択する。以下、電子トラッキングの終了までこのトラッキングテーブルを使用する。
【０１３１】
図７の例では、被写体距離「１．０ｍ」のトラッキングテーブルが選択される。
【０１３２】
次に、ステップＳ３３に移行する。
（ステップＳ３３）：
レンズコントローラー２４０は、焦点距離に対応するフォーカスレンズ２３０の位置に関する情報を取得する。本実施形態では、当該情報は、検出器２１２の出力であり、言い換えると、ズームリング２１３の回転位置である。
【０１３３】
図７の例では、Ｂ１の位置にあることが把握される。
【０１３４】
次に、ステップＳ３４に移行する。
（ステップＳ３４）：
レンズコントローラー２４０は、焦点距離の変化速度に関する情報を取得する。本実施形態では、当該情報は、検出器２１２の出力値の変化率であり、言い換えると、ズームリング２１３の回転速度である。具体的には、レンズコントローラー２４０は、所定のタイミング（時間間隔）で検出器２１２の出力値を取得しており、前回取得した検出器２１２の出力値と、前回検出器２１２の出力値を取得した時（この時刻をｔ１とする。）から今回検出器２１２の出力値を取得した時（この時刻をｔ２とする。）までの時間と、を用いて、検出器２１２の出力値の変化率を算出する。この値は、ズームリング２１３の回転速度の算出直前（時刻ｔ２の直前）の実測値とほぼ等価であるとみなすことができる。焦点距離の変化速度は、焦点距離が増加する方向であるか、それとも減少する方向であるかに関する情報も含んでいる。本実施形態では、焦点距離の変化速度、すなわち、ズームリング２１３の回転速度は、広角端から望遠端に焦点距離が増加する方向を「正」、広角端から望遠端に焦点距離が減少する方向を「負」としている。なお、検出器２１２の出力値の取得は、ステップＳ３３でのみ行うものとせず、さらに短い周期で周期的に取得するようにしてもよい。
【０１３５】
図７の例では、ズームリング２１３を一定速度で回転させ、焦点距離を一定量で変化させている。図７の縦の点線は、所定時間Ｔ１ごとのズームリング２１３の位置を表している。
【０１３６】
次に、ステップＳ３５に移行する。
（ステップＳ３５）：
レンズコントローラー２４０は、ステップＳ３３で取得した焦点距離に関する情報と、ステップＳ３４で取得した焦点距離の変化速度に関する情報とに基づき、所定時間Ｔ１後の焦点距離を予測する。そして、トラッキングテーブルを参照し、予測した焦点距離に対応するフォーカスレンズ２３０の位置を取得する。具体的には、レンズコントローラー２４０は、ステップＳ３３で取得したズームリング２１３の回転位置と回転速度とに基づき、所定時間Ｔ１後のズームリング２１３の回転位置を予測する。そして、トラッキングテーブルを参照し、予測したズームリング２１３の回転位置に対応するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置を取得する。そして、レンズコントローラー２４０は、当該位置をフォーカスレンズ２３０の移動目標位置として、当該位置にフォーカスレンズ２３０を移動するようにフォーカスモータ２３３に指令を送る。
【０１３７】
図７の例では、Ｂ２の横軸の値がズームリング２１３の回転位置として予測され、その値でのトラッキングテーブル上のＢ２が求められ、Ｂ２の縦軸の値が移動目標位置として取得される。
【０１３８】
次に、ステップＳ３６に移行する。
（ステップＳ３６）：
フォーカスモータ２３３は、移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を移動させる。
【０１３９】
図７の例では、Ｂ２の位置にフォーカスレンズ２３０を移動させる。
【０１４０】
次に、ステップＳ３７に移行する。
（ステップＳ３７）：
レンズコントローラー２４０は、電子トラッキングの終了指令を受けたかどうかを判断する。終了指令を受けたときは、レンズコントローラー２４０は、電子トラッキングを終了させる。一方、終了指令を受けていないときは、ステップＳ３３に戻る。そして、電子トラッキングが終了するまで、ステップＳ３３からステップＳ３６の動作を繰り返す。
【０１４１】
以上により、カメラシステム１では、ズームリング２１３が回転操作され、カメラシステム１の光学系の焦点距離が変化しても、トラッキングテーブルに基づきフォーカスレンズ２３０を移動し、被写体距離が実質的に一定に保たれる。
【０１４２】
図７の例では、フォーカスレンズ２３０は、Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７の位置に順次移動する。
【０１４３】
電子トラッキングは、カメラコントローラー１４０からの指示により終了する。例えば、ライブビューモードが終了したとき、または、後述する常時ＡＦモードが選択されたときに、電子トラッキングは終了する。
【０１４４】
なお、ステップＳ３５における所定時間Ｔ１は、例えば、ステップＳ３３からステップＳ３６の繰り返しを行う際の１周期（ステップＳ３３からステップＳ３６までの処理時間）と実質的に等しい値（略同一値）である。
【０１４５】
カメラシステム１において、ズームリング２１３が回転操作されず、カメラシステム１の光学系の焦点距離が変化していない場合には、ズームリング２１３の回転速度は「０」と算出される（ステップＳ３４）。そして、所定時間Ｔ１後のズームリング２１３の回転位置は、現在位置と同じ位置と予測され、トラッキングテーブルに基づきフォーカスレンズ２３０の移動目標位置は、フォーカスレンズ２３０の現在位置と等しくなる（ステップＳ３５）。そして、フォーカスレンズ２３０が静止し（フォーカスレンズ２３０を移動させることなく）（ステップＳ３６）、被写体距離が実質的に一定に保たれる。
【０１４６】
（２．２．２：常時ＡＦモード）
次に、「常時ＡＦモード」による、カメラシステム１のズーム動作について、説明する。
【０１４７】
カメラシステム１において、動画像の撮影時には、定常的に、ＣＣＤイメージセンサー１１０で画像データを生成している。カメラコントローラー１４０は、モードによりフォーカスレンズの制御を変更することができ、動画像の撮影時に、カメラシステム１により取得された画像データに基づいてフォーカスモータ２３３を制御し、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動して、コントラストＡＦを行うことができる。以下では、カメラコントローラー１４０が動画像の撮影時に、カメラシステム１により取得された画像データに基づいてフォーカスモータ２３３を制御し、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向に駆動する制御モードのことを「常時ＡＦモード」といい、この制御モードによる動作を、「常時ＡＦ」ともいう。
【０１４８】
図８は、カメラシステム１における常時ＡＦモードによる動作を説明するためのフローチャートである。
【０１４９】
カメラシステム１において、常時ＡＦモードによる制御は、カメラコントローラー１４０からの指示により開始される。例えば、ライブビューモードにおいて、オートフォーカスを機能させる設定になると、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に常時ＡＦモードの開始の指令を送る。そして、カメラコントローラー１４０およびレンズコントローラー２４０は、常時ＡＦモードによる制御を開始する。
【０１５０】
また、カメラシステム１において、動画像を撮影しメモリーカード１７１に記録する「動画撮影モード」が設定されると、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に常時ＡＦモードの開始の指令を送る。そして、カメラコントローラー１４０およびレンズコントローラー２４０は、常時ＡＦモードによる制御を開始する。
【０１５１】
以下、図８〜図１１を参照しながら、カメラシステム１における「常時ＡＦモード」時の動作について説明する。なお、以下では、図８のフローチャートの手順に従って、説明する。
（ステップＳ４１）：
上述のステップＳ３１と同様の動作が行われ、ステップＳ４２に移行する。
（ステップＳ４２）：
上述のステップＳ３２と同様の動作が行われ、ステップＳ４３に移行する。
（ステップＳ４３）：
上述のステップＳ３３と同様の動作が行われ、ステップＳ４４に移行する。
（ステップＳ４４）：
上述のステップＳ３４と同様の動作が行われ、ステップＳ４５に移行する。
（ステップＳ４５）：
レンズコントローラー２４０は、ウォブリングを行う「第１制御モード」とウォブリングを行わない「第２制御モード」のいずれの制御モードでフォーカスモータ２３３制御するかを決定する。判断の詳細については後述する。ウォブリングを行うと判断した場合、ステップＳ４６に移行する。ウォブリングを行わないと判断した場合、ステップＳ５０に移行する。
（ステップＳ４６）：
ウォブリングが行われる。具体的には、レンズコントローラー２４０は、被写体距離が変化するように、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向の前後に移動させる。ＣＣＤイメージセンサー１１０は、それぞれの位置での画像データを取得する。カメラコントローラー１４０は、それぞれの画像データから画像の鮮鋭度を算出する。カメラコントローラー１４０は、算出した各フォーカスレンズ位置における画像の鮮鋭度に基づいて、フォーカスレンズ２３０を光軸ＡＸ方向の前後いずれの方向に移動すれば、所定の被写体に焦点が合うか（被写体距離において合焦状態になるか）を求める（決定する）。そして、カメラコントローラー１４０は、当該情報（カメラコントローラー１４０により求められたフォーカスレンズ２３０の移動方向に関する情報）をレンズコントローラー２４０に送信する。レンズコントローラー２４０は、フォーカスモータ２３３に指令を送り、フォーカスモータ２３３は、被写体距離が変化するように、カメラコントローラー１４０で求められた方向にフォーカスレンズ２３０を移動する。
【０１５２】
図９は、カメラシステム１において、常時ＡＦ時にステップＳ４５でウォブリングすると判断される場合のズームリングの回転位置とフォーカスレンズの位置との関係（一例）を説明するための図である。カメラシステム１における常時ＡＦ時の動作について、さらに具体的に、図９を用いて説明する。
【０１５３】
図９の例では、ステップＳ４１からステップＳ４４の処理において、図９のＣ１点に相当するフォーカスレンズ２３０の位置が取得され、被写体距離「２．０ｍ」のトラッキングテーブルが選択され、焦点距離に関する情報としてＣ１点に相当するズームリング２１３の回転位置が取得されている。また、焦点距離の変化速度に関する情報として、ズームリング２１３の回転速度が取得されている。図９の例では、ズームリング２１３を一定速度で回転させ、焦点距離を一定量で変化させている。図９の縦の点線は、所定時間Ｔ４ごとのズームリング２１３の位置を表している。
【０１５４】
ステップＳ４６において、レンズコントローラー２４０は、ステップＳ４３で取得した焦点距離に関する情報と、ステップＳ４４で取得した焦点距離の変化速度に関する情報とに基づき、所定時間Ｔ２後の焦点距離（第１焦点距離）と所定時間Ｔ３後の焦点距離（第２焦点距離）と所定時間Ｔ４後の焦点距離（第３焦点距離）とを予測する。
【０１５５】
そして、レンズコントローラー２４０は、トラッキングテーブルを参照し、予測した第１焦点距離および第２焦点距離に、それぞれ対応するフォーカスレンズ２３０の位置を取得する。具体的には、レンズコントローラー２４０は、ステップＳ４３で取得したズームリング２１３の回転位置と回転速度とに基づき、所定時間Ｔ２後のズームリング２１３の回転位置（第１回転位置）と所定時間Ｔ３後のズームリング２１３の回転位置（第２回転位置）と所定時間Ｔ４後のズームリング２１３の回転位置（第３回転位置）とを予測する。そして、レンズコントローラー２４０は、トラッキングテーブルを参照し、予測したズームリング２１３の各回転位置（第１回転位置および第２回転位置）に対応するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置を取得する。
【０１５６】
そして、レンズコントローラー２４０は、第１回転位置に対応するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置よりも被写体距離が所定量だけ大きくなるフォーカスレンズ２３０の位置を、フォーカスレンズ２３０の第１移動目標位置として算出する。
【０１５７】
また、レンズコントローラー２４０は、第２回転位置に対応するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置よりも被写体距離が所定量だけ小さくなるフォーカスレンズ２３０の位置をフォーカスレンズ２３０の第２移動目標位置として算出する。
【０１５８】
なお、「所定量」（被写体距離の変化量）とは、どの被写体距離のトラッキングテーブルを選択すればよいかを判断するのに十分な量であればよい。例えば、被写体距離「１．０ｍ」が正しい被写体距離である場合、カメラシステム１において、被写体距離「１．０ｍ」のトラッキングテーブルを選択することができるように、被写体距離「１．０ｍ」に相当するフォーカスレンズ位置の光軸上の前後の位置にフォーカスレンズ２３０を移動させることができればよい。被写体距離の変化量である「所定量」は、このときのフォーカスレンズ２３０の移動量に対応する値であればよい。
【０１５９】
レンズコントローラー２４０は、所定時間Ｔ２後に第１移動目標位置に、所定時間Ｔ３後に第２移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を移動するようにフォーカスモータ２３３に指令を送る。フォーカスモータ２３３は、指令に基づいて所定時間Ｔ２後に第１移動目標位置に、所定時間Ｔ３後に第２移動目標位置に、フォーカスレンズ２３０を移動する。
【０１６０】
図９の例では、レンズコントローラー２４０は、Ｃ１Ａ点の横軸の値を所定時間Ｔ２後のズームリング２１３の第１回転位置として予測し、Ｃ１Ｂ点の横軸の値を所定時間Ｔ３後のズームリング２１３の第２回転位置として予測する。
【０１６１】
レンズコントローラー２４０は、被写体距離「２．０ｍ」のトラッキングテーブル上の第１回転位置でのフォーカスレンズ２３０の位置を求め、当該位置よりも被写体距離が所定量だけ大きくなるフォーカスレンズ２３０の位置を第１移動目標位置として算出する。
【０１６２】
また、カメラコントローラー１４０は、被写体距離「２．０ｍ」のトラッキングテーブル上の第２回転位置でのフォーカスレンズ２３０の位置を求め、当該位置よりも被写体距離が所定量だけ小さくなるフォーカスレンズ２３０の位置を第２移動目標位置として算出する。
【０１６３】
図９のＣ１Ａ点の縦軸の位置が「第１移動目標位置」であり、図９のＣ１Ｂ点の縦軸の位置が「第２移動目標位置」である。
【０１６４】
フォーカスモータ２３３は、所定時間Ｔ２後にフォーカスレンズ２３０がＣ１Ａ点の縦軸の位置になるように移動する。また、フォーカスモータ２３３は、所定時間Ｔ３後にフォーカスレンズ２３０がＣ１Ｂ点の縦軸の位置になるように移動する。
【０１６５】
ＣＣＤイメージセンサー１１０は、フォーカスレンズ２３０が第１移動目標位置（Ｃ１Ａ点）にあるときを含む所定の期間に受光した被写体像に基づいて画像データを出力し、カメラコントローラー１４０は、当該画像データに基づいて画像の鮮鋭度（第１鮮鋭度）を算出する。
【０１６６】
また、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、フォーカスレンズ２３０が第２移動目標位置（Ｃ１Ｂ点）にあるときを含む所定の期間に受光した被写体像に基づいて画像データを出力し、カメラコントローラー１４０は、当該画像データに基づいて画像の鮮鋭度（第２鮮鋭度）を算出する。
【０１６７】
なお、「所定の期間」は、第１鮮鋭度と第２鮮鋭度との差を比較することができるのに十分な画像データを取得することができる期間であればよい。
【０１６８】
カメラコントローラー１４０は、第１鮮鋭度と第２鮮鋭度とをレンズコントローラー２４０に送信する。
【０１６９】
次に、ステップＳ４７に移行する。
【０１７０】
なお、最初にステップＳ４３，Ｓ４４で得られた回転位置、回転速度に基づいて所定時間Ｔ２後の焦点距離（第１焦点距離）と所定時間Ｔ３後の焦点距離（第２焦点距離）と所定時間Ｔ４後の焦点距離（第３焦点距離）とをすべて予測せずに、ステップＳ４６の処理中にステップＳ４３，Ｓ４４と同様の動作を行い、得られた回転位置と回転速度とに基づいて、それぞれ、所定時間後の焦点距離（第２焦点距離、第３焦点距離）を求めるようにしてもよい。
【０１７１】
また、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、選択されたトラッキングテーブルに対応する被写体距離にあるとき（フォーカスレンズ２３０が、当該被写体距離に対応するフォーカスレンズ２３０の位置に、位置しているとき）を含む期間に受光した被写体像に基づいて画像データを出力し、カメラコントローラー１４０は、当該画像データに基づいて画像の鮮鋭度（第３鮮鋭度）を算出するようにしてもよい。
【０１７２】
図９の例では、例えば、第３鮮鋭度はＣ１点の位置、および／または、Ｃ１Ｃ点の位置で取得される。
（ステップＳ４７）：
第１鮮鋭度および第２鮮鋭度を含む情報に基づき、画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離を算出する。具体的には、現在設定されているトラッキングテーブルに対応する被写体距離よりも大きい被写体距離で得られた「第１鮮鋭度」と、現在設定されているトラッキングテーブルに対応する被写体距離よりも小さい被写体距離で得られた「第２鮮鋭度」と、を比較する。
【０１７３】
第１鮮鋭度が第２鮮鋭度よりも大きければ、現在設定されているトラッキングテーブルに対応する被写体距離よりも大きい被写体距離を、画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離と予測する。
【０１７４】
一方、第１鮮鋭度が第２鮮鋭度よりも小さければ、現在設定されているトラッキングテーブルに対応する被写体距離よりも小さい被写体距離を画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離と予測する。
【０１７５】
画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離の予測方法としては、例えば、第１鮮鋭度および第２鮮鋭度を取得した際の、第１鮮鋭度に対応する被写体距離と、第２鮮鋭度に対応する被写体距離と、の間に、画像の鮮鋭度が極大値をとる被写体距離があると仮定して、第１鮮鋭度および第２鮮鋭度を取得した際の被写体距離と、第１鮮鋭度および第２鮮鋭度と、に基づいて、画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離を算出し、その算出した被写体距離により、画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離を予測すればよい。
【０１７６】
そして、カメラコントローラー１４０は、算出（予測）した被写体距離に対応するトラッキングテーブルを選択する。
【０１７７】
図９の例では、
（Ｃ１Ｂ点での鮮鋭度）＞（Ｃ１Ａ点での鮮鋭度）
であるので、画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離は、Ｃ１点において選択されているトラッキングテーブルの被写体距離「２．０ｍ」より短い距離であると予測できる。図９の例では、被写体距離「２．０ｍ」より短い距離である、被写体距離「１．０ｍ」のトラッキングテーブルが選択されている。
【０１７８】
次に、ステップＳ４８に移行する。
【０１７９】
なお、第１鮮鋭度および第２鮮鋭度に加え、上述の第３鮮鋭度をさらに含む情報に基づき、画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離を算出し、その算出した被写体距離に基づいて、トラッキングテーブルを設定するようにしてもよい。
【０１８０】
また、レンズコントローラー２４０は、画像の鮮鋭度がより大きくなる被写体距離が、現在設定されているトラッキングテーブルに対応する被写体距離よりも大きい値であるか、小さい値であるかのみを第１鮮鋭度および第２鮮鋭度に基づいて判断するようにし、判断結果に基づいて、現在設定されているトラッキングテーブルに対応する被写体距離よりも所定量だけ大きい、又は、小さい被写体距離に対応するトラッキングテーブルを選択するようにしてもよい。
（ステップＳ４８）：
レンズコントローラー２４０は、トラッキングテーブルを参照し、ステップＳ４６で予測した第３焦点距離（所定時間Ｔ４後の焦点距離）に対応するフォーカスレンズ２３０の位置を取得する。具体的には、レンズコントローラー２４０は、トラッキングテーブルを参照し、ステップＳ４６で取得したズームリング２１３の第３回転位置（所定時間Ｔ４後のズームリング２１３の回転位置）に対応するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置を取得する。そして、レンズコントローラー２４０は、当該位置をフォーカスレンズ２３０の移動目標位置として、当該位置にフォーカスレンズ２３０を移動するようにフォーカスモータ２３３に指令を送る。
【０１８１】
図９の例では、Ｃ２点の縦軸の値が移動目標位置として取得される。
【０１８２】
次に、ステップＳ４９に移行する。
（ステップＳ４９）：
フォーカスモータ２３３は、移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を移動する。
【０１８３】
図９の例では、Ｃ２点に相当する位置に移動する。
【０１８４】
次に、ステップＳ５２に移行する。
【０１８５】
なお、カメラシステム１において、上記で説明したステップＳ４６からステップＳ４９までの処理を行う制御モードは、「第１制御モード」の一例である。
（ステップＳ５２）：
レンズコントローラー２４０は、常時ＡＦの終了指令を受けたかどうかを判断する。終了指令を受けていないときは、ステップＳ４３に戻る。終了指令を受けたときは、レンズコントローラー２４０は、常時ＡＦ（常時ＡＦモードにより制御）を終了させる。
【０１８６】
図９の例では、ステップＳ４５で、常に「Ｙｅｓ」の判断がなされており、カメラシステム１では、常時ＡＦが終了するまで、ステップＳ４３からステップＳ４９の動作を繰り返し実行している。
【０１８７】
これにより、カメラシステム１において、ズームリング２１３が回転操作され、光学系の焦点距離が変化しても、トラッキングテーブルに基づきフォーカスレンズ２３０が移動し、被写体距離が実質的に一定に保たれる（常に適切な被写体距離での合焦状態を維持できる（一定時間内に合焦状態にできる）。）。
【０１８８】
さらに、カメラシステム１では、トラッキングテーブルが適切に選択されていなかった場合でも、鮮鋭度に基づいてトラッキングテーブルが新たに選択されるため、良好な合焦状態を保つことが可能となる。
【０１８９】
また、カメラシステム１では、被写体とカメラシステムとの光軸ＡＸ方向の距離が変化した場合でも、鮮鋭度に基づいてトラッキングテーブルが新たに選択されるため、良好な合焦状態を保つことが可能となる。
【０１９０】
図９の例では、フォーカスレンズ２３０は、Ｃ３点、Ｃ４点、Ｃ５、Ｃ６点、Ｃ７点に相当する位置にウォブリングを行いながら順次移動する。
【０１９１】
常時ＡＦは、カメラコントローラー１４０からの指示により終了する。例えば、ライブビューモードにおいて、オートフォーカスを機能させない設定になると、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に常時ＡＦモードの終了の指令を送る。また、動画像を撮影しメモリーカード１７１に記録する「動画撮影モード」が終了すると、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に常時ＡＦモードの終了の指令を送る。
【０１９２】
ズームリング２１３が回転操作されず、光学系の焦点距離が変化していない場合には、ズームリング２１３の回転速度は「０」と算出される（ステップＳ４４）。そして、所定時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４後のズームリング２１３の回転位置は、現在位置と同じ位置と予測され、トラッキングテーブルに基づきフォーカスレンズ２３０の第１移動目標位置および第２移動目標位置は、フォーカスレンズ２３０の現在位置から所定量光軸ＡＸ方向に前後した位置となる（ステップＳ４６）。そして、鮮鋭度に基づき、適切な被写体距離でのＡＦ動作が保たれる。フォーカスレンズ２３０の移動目標位置が決定され（ステップＳ４８）、レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０を移動目標位置に移動させる（ステップＳ４９）。そして、カメラシステム１において、合焦状態は良好に保たれる。
【０１９３】
≪ウォブリングするか否かの判断処理≫
（ステップＳ４５の詳細）：
以上のように、カメラシステム１において、ステップＳ４６からステップＳ４９を、常に行うことが、合焦状態を良好に保つ上で好ましい。
【０１９４】
ステップＳ４６のウォブリング動作では、トラッキングテーブルに基づくフォーカスレンズ２３０の光軸方向の位置よりもさらに光軸方向に前後させることが必要である。
【０１９５】
しかし、フォーカスレンズ２３０の移動速度、すなわち、フォーカスモータ２３３の駆動能力には限界があり、トラッキングテーブルに基づくフォーカスレンズ２３０の光軸方向の位置よりもさらに光軸方向に前後させることが困難な場合がある。
【０１９６】
例えば、ズームリング２１３のように、使用者による操作後の位置に応じて焦点距離が決定される操作部材をカメラシステム１に用いた場合、使用者が操作部材を自在に操作することにより焦点距離が急激に変化することがある。このような場合、カメラシステム１において、焦点距離の変化によるフォーカスレンズ２３０の移動量、すなわち、トラッキングテーブルに基づくフォーカスレンズ２３０の移動量が大きくなり、所定のタイミングＴ２、Ｔ３で、第１移動目標位置、第２移動目標位置までフォーカスレンズ２３０を移動できない場合がある。
【０１９７】
そこで、ステップＳ４５において、レンズコントローラー２４０は、ズームリング２１３の操作状態に基づいて、ウォブリングを行う「第１制御モード」とウォブリングを行わない「第２制御モード」のいずれの制御モードでフォーカスモータ２３３制御するかを決定する。これについて、以下、説明する。
【０１９８】
≪第１の判断基準≫
例えば、レンズコントローラー２４０は、ステップＳ４４で得られた焦点距離の変化速度に関する情報、具体的には、ズームリング２１３の回転速度に基づいて、ウォブリングを行う「第１制御モード」とウォブリングを行わない「第２制御モード」のいずれの制御モードでフォーカスモータ２３３制御するかを決定する。
【０１９９】
さらに具体的には、レンズコントローラー２４０は、ズームリング２１３の回転速度が所定値以下の場合にウォブリングを行うと決定し、ズームリング２１３の回転速度が所定値より大きい場合にウォブリングを行わないと決定する。
【０２００】
「所定値」は、例えば、複数のトラッキングテーブルの焦点距離の変化に伴うフォーカスレンズ２３０の位置の変化が最も大きくなる部分（図９では、図９に示したトラッキングテーブル曲線の傾きが最大となる部分に相当）において、ズームリング２１３を回転させたとき、ウォブリングすることができるズームリング２１３の回転速度の最大値（上限値）と実質的に等しい値とする。「所定値」をこのようにして設定するのは、この最大値（上限値）以上の回転速度で、ズームリング２１３を回転されると、カメラシステム１では、ウォブリングすることができないからである（ウォブリングにより焦点距離が合う方向を決定することができないからである）。
【０２０１】
以下、このような判断基準を「第１の判断基準」ともいう。
【０２０２】
≪第２の判断基準≫
また、例えば、レンズコントローラー２４０は、ステップＳ４４で得られた、
（１）焦点距離の変化速度、
（２）焦点距離、および、
（３）トラッキングテーブル
に基づいてウォブリングを行うか否かを決定する。
【０２０３】
具体的には、
（１）ステップＳ４４で得られた回転速度、
（２）ステップＳ４３で得られた回転位置、および、
（３）トラッキングテーブル
に基づいてウォブリングを行うか否かを決定する。
【０２０４】
さらに具体的には、レンズコントローラー２４０は、上述のステップＳ４６で説明した第１移動目標位置および第２移動目標位置の算出を行い、
（Ａ）所定時間Ｔ２後に第１移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を「移動可能」であり、かつ、所定の時間Ｔ３後に第２移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を「移動可能」であると判断した場合、ウォブリングを行うと決定し、
（Ｂ）所定時間Ｔ２後に第１移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を「移動不可能」である、または、所定の時間Ｔ３後に第２移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を「移動不可能」であると判断した場合、ウォブリングを行わないと決定する。
【０２０５】
所定時間Ｔ１，Ｔ２後に、それぞれ、第１移動目標位置、第２移動目標位置に、フォーカスレンズ２３０を移動可能か否かの判断は、所定時間Ｔ１，Ｔ２後に、それぞれ、第１移動目標位置、第２移動目標位置に、フォーカスレンズ２３０を移動するために必要な速度と、フォーカスモータ２３３によりフォーカスレンズ２３０が移動可能な速度の上限値と、を比較して行う。
【０２０６】
フォーカスレンズ２３０を移動するために必要な速度が、フォーカスモータ２３３によりフォーカスレンズ２３０の移動可能な速度の上限値以上の場合は、ウォブリングを行わないと決定する。
【０２０７】
一方、フォーカスレンズ２３０を移動するために必要な速度が、フォーカスモータ２３３によりフォーカスレンズ２３０の移動可能な速度の上限値よりも小さい場合は、ウォブリングを行うと決定する。
【０２０８】
なお、カメラシステム１において、交換レンズ２００は、フォーカスレンズ２３０が移動可能な速度の上限値に関する情報をフラッシュメモリ２４２に格納している。フォーカスレンズ２３０が移動可能な速度の上限値に関する情報は、レンズデータの一種である。
【０２０９】
以下、このような判断基準を「第２の判断基準」ともいう。
【０２１０】
≪ウォブリングを行わないと判断された場合の処理≫
以下、ステップＳ４５において、レンズコントローラー２４０がウォブリングを行わないと判断し、ステップＳ５０に移行する場合の動作について説明する。
【０２１１】
図１０は、常時ＡＦ時にステップＳ４５でウォブリングしないと判断される場合のズームリングの回転位置とフォーカスレンズの位置の動きの一例を説明するための図である。
【０２１２】
図１０の例では、ステップＳ４１からステップＳ４４において、Ｄ１点に相当するフォーカスレンズ２３０の位置が取得され、被写体距離「１．０ｍ」のトラッキングテーブルが選択され、焦点距離に関する情報としてＤ１点に相当するズームリング２１３の回転位置が取得されている。また、焦点距離の変化速度に関する情報として、ズームリング２１３の回転速度が取得されている。
【０２１３】
図１０の例では、ズームリング２１３を一定速度で回転させ、焦点距離を一定量で変化させている。
【０２１４】
図１０の縦の点線は、所定時間Ｔ４ごとのズームリング２１３の位置を表している。図１０の例では、ステップＳ４５において、ステップＳ４４で得られたズームリング２１３の回転速度に基づいて判断する「第１の判断基準」に基づき、ウォブリングをしないと判断している。
【０２１５】
そして、ステップＳ５０に移行する。
【０２１６】
なお、カメラシステム１において、ウォブリングが可能か否かの判断は、交換レンズ２００側のみで（レンズコントローラー２４０により）行うものであってもよいし、カメラボディ１００のカメラコントローラー１４０から、交換レンズ２００のレンズコントローラー２４０に対して、周期的に（例えば、フレーム周期で）ウォブリング指令を送信し（ポーリングし）、それに対する応答を、レンズコントローラー２４０がカメラコントローラー１４０に送信することで行うようにしてもよい。この場合、ウォブリング可能であるときは、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に「ウォブリング可能」を示すステータスを返すとともに、ウォブリング動作を開始させる。一方、ウォブリング不可であるときは、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に「ウォブリング不可」を示すステータスを返し、ウォブリング動作を行わない。
（ステップＳ５０）：
ステップＳ５０は、ステップＳ３５と実質的に同じ動作である。本実施形態では、ステップＳ５０を経由する周期と、ステップＳ４６を経由する周期とは、同じＴ４である。
【０２１７】
レンズコントローラー２４０は、ステップＳ４３で取得した焦点距離に関する情報と、ステップＳ４４で取得した焦点距離の変化速度に関する情報とに基づき、所定時間Ｔ４後の焦点距離を予測する。そして、レンズコントローラー２４０は、トラッキングテーブルを参照し、予測した焦点距離に対応するフォーカスレンズ２３０の位置を取得する。
【０２１８】
具体的には、レンズコントローラー２４０は、ステップＳ４３で取得したズームリング２１３の回転位置と回転速度とに基づき、所定時間Ｔ４後のズームリング２１３の回転位置を予測する。そして、トラッキングテーブルを参照し、予測したズームリング２１３の回転位置に対応するフォーカスレンズ２３０の光軸ＡＸ方向の位置を取得する。
【０２１９】
そして、レンズコントローラー２４０は、当該位置をフォーカスレンズ２３０の移動目標位置として、当該位置にフォーカスレンズ２３０を移動するようにフォーカスモータ２３３に指令を送る。
【０２２０】
図１０の例では、Ｄ２点の横軸の値がズームリング２１３の回転位置として予測され、その値でのトラッキングテーブル上のＤ２点が求められ、Ｄ２点の縦軸の値が移動目標位置として取得される。
【０２２１】
次に、ステップＳ５１に移行する。
（ステップＳ５１）：
ステップＳ５１は、ステップＳ３６と実質的に同じ動作である。フォーカスモータ２３３は、移動目標位置にフォーカスレンズ２３０を移動させる。
【０２２２】
図１０の例では、Ｄ２点の位置に移動させる。
【０２２３】
次に、ステップＳ５２に移行する。
【０２２４】
そして、カメラシステム１では、ステップＳ５２で常時ＡＦが終了と判断されるまで、ステップＳ４３に戻るループを繰り返す。ステップＳ５０およびステップＳ５１の処理は、制御モードが「第２制御モード」である場合の処理の一例である。
【０２２５】
図１０の例では、Ｄ２点、Ｄ３点の位置で、ズームリング２１３の回転速度に基づいて判断する「第１の判断基準」に基づきウォブリングしないと判断されており、フォーカスレンズ２３０は、トラッキングテーブル上のＤ２点，Ｄ３点，Ｄ４点の各位置に、ウォブリングをせずに順次移動される（図１０の実線矢印）。
【０２２６】
そして、カメラシステム１では、少なくとも選択したトラッキングテーブルに対応する被写体距離が保たれ、良好な合焦状態を保つことができる。
【０２２７】
なお、ステップＳ４５において、第１移動目標位置、第２移動目標位置等に基づく「第２の判断基準」に基づいて判断を行う場合、図１０の例では、図１０のＤ３点の位置でウォブリングすると判断され、フォーカスレンズ２３０は、Ｄ３点の位置からＤ４点の位置まで、ウォブリングを行いながら移動する（図１０のＤ３−Ｄ４区間の点線曲線）。
【０２２８】
そして、カメラシステム１では、鮮鋭度に応じた良好な合焦状態が得られる。
【０２２９】
このように、本実施形態のカメラシステム１では、使用者によって焦点距離が急激に変更された場合でも、合焦状態を良好に保つことが可能である。
【０２３０】
なお、ステップＳ４１からステップＳ５２において、カメラコントローラー１４０およびレンズコントローラー２４０で行われる処理は、上記で説明した場合に限定されず、カメラコントローラー１４０およびレンズコントローラー２４０のいずれで行われるようにしてもよい。この場合、各処理に必要な情報は、カメラコントローラー１４０とレンズコントローラー２４０との間で送受信される。例えば、フォーカスレンズ２３０が移動可能な速度の上限値に関する情報をステップＳ４５で使用する場合、当該情報がレンズコントローラー２４０からカメラコントローラー１４０に送信される。カメラコントローラー１４０および／またはレンズコントローラー２４０は、制御部の一例である。
【０２３１】
また、カメラシステム１において、ウォブリング動作の周期Ｔ４は、１／３０［ｓ］〜１／５［ｓ］の範囲が一般的である。本実施形態では、Ｔ４＝１／１５［ｓ］、Ｔ２＝１／６０［ｓ］、Ｔ３＝３／６０［ｓ］である。なお、これは一例であり、上記数値に限定されないのは、言うまでもない。
【０２３２】
また、カメラシステム１において、ステップＳ５０を経由する周期は、ステップＳ４６を経由する周期よりも短くてもよい。例えば、ステップＳ５０を経由する周期をＴ２としてもよい。この場合の例を、図１０の例と同じ速度で焦点距離を変化させた図１１の例において説明する。
【０２３３】
図１１の例では、周期Ｔ２ごとにステップＳ４５において、「第１の判断基準」に基づいてウォブリングを行わないと判断され、ステップＳ５０，Ｓ５１を行う。そして、フォーカスレンズ２３０は、図１１のＥ１点からＥ１０点に相当する位置に、ウォブリングをせずに順次移動される。
【０２３４】
［他の実施形態］
以上の通り、本発明の実施形態を説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されない。そこで、本発明の他の実施形態を本欄にまとめて説明する。
【０２３５】
第１実施形態では、ＯＩＳレンズ２２０を有する構成を例示したが、これは、本発明に必須の構成ではない。すなわち、手振れ補正機能を有することのない交換レンズを装着したカメラシステムにも本発明は適用可能である。
【０２３６】
第１実施形態では、可動ミラーを備えないカメラボディを例示したが、本発明はこれには限定されない。例えば、カメラボディ内に可動ミラーを備えてもよいし、被写体像を分けるためのプリズムを備えてもよい。また、カメラボディ内ではなく、アダプター内に可動ミラーを備える構成でもよい。
【０２３７】
第１実施形態では、フォーカスレンズ２３０の位置を直接検出した。しかし、フォーカスモータ２３３の回転軸の回転角を検出すること等により、間接的に検出してもよい。このように、本発明においては、フォーカスレンズ２３０の位置を直接的に検出してもよいし、フォーカスレンズ２３０に連動する機構部材の位置を検出することによって間接的に検出してもよい。要するに、結果として、フォーカスレンズの位置を特定できればよい。
【０２３８】
第１実施形態では、レンズ交換式のカメラシステムを例示したが、本発明はこれには限定されない。例えば、光学系がカメラボディに固定されたカメラとしてもよい。
【０２３９】
なお、上記実施形態で説明したカメラシステムにおいて、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。
【０２４０】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０２４１】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
【０２４２】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
【０２４３】
また、上記実施形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェアおよびハードウェアの混在処理により実現しても良い。
【０２４４】
なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更および修正が可能である。
【０２４５】
また、第１実施形態では、駆動機構２１１は、ズーム操作を機械的にズームレンズ２１０に伝えてズームレンズ２１０を駆動する。しかし、駆動機構２１１は、ズーム操作に基づいてズームレンズ２１０を電力によってアクチュエータ等が発生した駆動力をズームレンズ２１０に伝えてズームレンズ２１０を駆動するものでもよい。
【０２４６】
（実施形態のまとめ）
上記実施形態において特徴的な部分を以下に列記する。
【０２４７】
（１）
実施形態に係るカメラシステムは、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像のフォーカス状態を変化させ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ためのフォーカスレンズ駆動部と、
前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部と、
光軸方向に進退することにより、被写体の光学像の焦点距離を変化させるズームレンズと、
前記ズームレンズを駆動するためのズームレンズ駆動部と、
前記ズームレンズ又は前記ズームレンズに連動する機構部材の位置を検出するズームレンズ位置検出部と、
前記ズームレンズの駆動を操作するためのズーム操作部と、
前記光学像を受光して画像データを生成する撮像部と、
前記生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する評価値算出部と、
被写体距離ごとに定められた焦点距離とフォーカスレンズの光軸方向の位置の関係であるトラッキングテーブルを格納するトラッキングテーブル記憶部と、
前記焦点距離の変化速度に関する情報に基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれの制御モードで前記フォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定する制御部と、を備える。そして、
前記制御部は、第１制御モードで制御すると決定した場合、前記被写体距離が光軸方向に前後するようにフォーカスレンズ駆動部を制御し、それぞれの位置での画像データから算出されたオートフォーカス用の評価値に基づいて、所定の被写体に焦点が合う方向にフォーカスレンズを駆動するようフォーカスレンズ駆動部を制御し、
前記制御部は、第２制御モードで制御すると決定した場合、トラッキングテーブルに基づいてフォーカスレンズ駆動部を制御する。
【０２４８】
これにより、変倍動作時に変倍動作の速度によらず良好に合焦状態を保つことができる。
【０２４９】
（２）
前記制御部は、前記焦点距離の変化速度が所定値以下の場合に前記第１制御モードで制御すると決定し、前記焦点距離の変化速度が所定値より大きい場合に前記第２制御モードで制御すると決定する。
【０２５０】
これにより、上記効果をより顕著に得ることができる。
【０２５１】
（３）
前記所定値は、前記トラッキングテーブルの各部のうち、焦点距離の変化に伴い被写体距離を一定に保つために前記フォーカスレンズの位置を変化させる量が最も大きくなる部分において、前記焦点距離が変化しても前記第１制御モードで前記フォーカスレンズ駆動部が動作可能な前記焦点距離の変化速度の上限値と実質的に等しい値である。これにより、前記第１制御モードで制御する際にフォーカスレンズ駆動部が動作できないという不具合をより確実に防止することが可能となる。
【０２５２】
（４）
前記制御部は、前記焦点距離の変化速度、前記焦点距離、および、前記トラッキングテーブルに基づいて、第１制御モードと第２制御モードのいずれの制御モードで前記フォーカスレンズ駆動部を制御するかを決定する。これにより、（１）の効果をより顕著に得ることができる。
【０２５３】
（５）
前記制御部は、第１所定時間後に被写体距離が所定量だけ大きくなるフォーカスレンズの位置を第１移動目標位置として算出し、第２所定時間後に被写体距離が所定量だけ小さくなるフォーカスレンズの位置を第２移動目標位置として算出し、第１所定時間後にフォーカスレンズを第１移動目標位置に移動不可能と判断した場合、または、第２所定時間後にフォーカスレンズを第２移動目標位置に移動不可能と判断した場合、第２制御モードで制御すると決定する。これにより、前記第１制御モードで制御する際にフォーカスレンズ駆動部が動作できないという不具合をより確実に防止することが可能となる。
【０２５４】
（６）
第１所定時間後にフォーカスレンズを第１移動目標位置に移動するために必要な速度とフォーカスレンズが移動可能な速度の上限値とを比較して第１所定時間後にフォーカスレンズを第１移動目標位置に移動可能か否かを判断する。
【０２５５】
（７）
第２所定時間後にフォーカスレンズを第２移動目標位置に移動するために必要な速度とフォーカスレンズが移動可能な速度の上限値とを比較して第２所定時間後にフォーカスレンズを第２移動目標位置に移動可能か否かを判断する。
【０２５６】
（８）
前記焦点距離の変化速度に関する情報は、前記ズームレンズの移動速度、または、前記ズームレンズに連動する機構部材の移動速度である。
【０２５７】
（９）
前記焦点距離は、前記ズーム操作部の操作後の位置に応じて決定される。このようなカメラシステムにおいて、上述の効果はより顕著なものとなる。使用者がズーム操作部を自由に操作することにより変倍動作の速度が自由に変化しうるからである。
【０２５８】
（１０）
前記焦点距離の変化速度に関する情報は、前記ズーム操作部の移動速度である。
【０２５９】
（１１）
フォーカスレンズ駆動部は、ズームレンズの駆動から独立してフォーカスレンズを駆動することができる。
【０２６０】
（１２）
前記制御部は、前記撮像部からの複数の画像データをもとに動画データを生成し、カメラシステム自身に固定された記憶部、または、カメラシステム自身に着脱可能な記憶部に当該動画データを記憶するように制御する。このようなカメラシステムにおいて、上述の効果はより顕著なものとなる。記憶部に記憶するような動画データは、常時、良好な合焦状態を保つことが望まれているからである。
【産業上の利用可能性】
【０２６１】
本発明に係るカメラシステム、カメラ本体、交換レンズユニット、フォーカス制御方法、およびプログラムは、変倍速度によらず適切なフォーカス制御を行うことができるので、映像関連機器に適用できる。具体的には、デジタルスチルカメラやムービーなどに適用可能であり、映像関連機器分野において有用であり、当該分野において実施することができる。
【符号の説明】
【０２６２】
１  カメラシステム
１００  カメラボディ
１１０  ＣＣＤイメージセンサー
１１１  ＡＤコンバーター
１１２  タイミング発生器
１２０  液晶モニタ
１４０  カメラコントローラー
１４１、２４１  ＤＲＡＭ
１５０  ボディマウント
１６０  電源
１７０  カードスロット
１７１  メモリーカード
１８０  電子ビューファインダー
１８０  ＥＶＦ
２００  交換レンズ
２１０  ズームレンズ
２１１  駆動機構
２１２  検出器
２１３  ズームリング
２１４  ２群保持枠
２１５  ガイドポール保持枠
２１６  ガイドポール
２２０  ＯＩＳレンズ
２２１  アクチュエータ
２２２  位置検出センサー
２２３  ＯＩＳ用ＩＣ
２３０  フォーカスレンズ
２３１  相対位置検出器
２３１ａ  磁気スケール
２３１ｂ  磁気センサー
２３２  絶対位置検出器
２３３  フォーカスモータ
２３５  フォーカスレンズ保持枠
２４０  レンズコントローラー
２４２  フラッシュメモリ
２４３  カウンタ
２５０  レンズマウント
２６０  絞りユニット
【図１】
0005398895.tif 000002
【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】
0005398895.tif 000009
【図９】
0005398895.tif 000010
【図１０】
0005398895.tif 000011
【図１１】
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