(57)【要約】【課題】フォーカスカムのズーム広角端側において無限遠を超えた被写体領域を十分に確保でき、コントラストＡＦを高精度に実現するズームレンズを提供する。【解決手段】ズームレンズは、フォーカス動作時に与えられた第１の回転量をフォーカスレンズ群の移動に変換し、ズーム動作時に与えられた第２の回転量についてもフォーカスレンズ群の移動に変換するフォーカスカム（１６２）と、フォーカスカムに係合し、フォーカスカム内を移動するフォーカスカムフォロワ（９１Ｐ）とを備える。フォーカスカムフォロワがフォーカスカム内でズーム駆動手段の回転量に応じて回転してフォーカスレンズ群が移動する。ズーム駆動手段の回転位置が広角端にあるときのフォーカス駆動手段におけるＦａｒ側端位置から無限遠の位置までの回転量が、ズーム駆動手段の回転位置が望遠端にあるときの回転量よりも大きくなるようにフォーカスカムのリフト量が設定される。【選択図】図７
2011022566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズ群を含む複数のレンズ群を含むズームレンズであって、
フォーカス動作時に与えられた第１の回転量を前記フォーカスレンズ群の移動に変換し、更に第１の回転量に加えてズーム動作時に与えられた第２の回転量についても前記フォーカスレンズ群の移動に変換するフォーカスカムと、
ズーム動作時に与えられた前記第２の回転量を所定のレンズ群の移動に変換するズームカムと、
前記フォーカスカムを前記第１の回転量だけ回転させるためのフォーカス駆動手段と、
前記ズームカムを前記第２の回転量だけ回転させるためのズーム駆動手段と、
前記フォーカスカムに係合し、前記フォーカスカム内を移動するフォーカスカムフォロワと、を備え、
前記ズーム駆動手段の回転によって前記フォーカスカムフォロワが前記フォーカスカム内で前記ズーム駆動手段の回転量に応じて回転して、前記フォーカスレンズ群が移動するように構成され、
前記ズーム駆動手段の回転位置によってフォーカス駆動手段の単位回転量に対応するフォーカスレンズ群の移動量が異なるように前記フォーカスカムが構成され、
前記ズーム駆動手段の回転位置が広角端にあるときのフォーカス駆動手段におけるＦａｒ側端位置から無限遠の位置までの回転量が、前記ズーム駆動手段の回転位置が望遠端にあるときの前記回転量よりも大きくなるように、前記フォーカスカムのカムカーブによるリフト量が設定された、
ことを特徴とするズームレンズ。
【請求項２】
前記ズーム駆動手段の回転量を読取る手段と、
前記フォーカス駆動手段の回転量を読み取る手段と、
少なくとも２以上の被写体距離について、合焦状態でのフォーカスレンズ群の位置と、ズーム位置とを対応づけた合焦データを記憶するデータ記憶手段と、
ズーム駆動手段が操作された場合に、合焦状態を保持するように、前記合焦データを参照し、現在の被写体距離で合焦状態を保持する為に必要なフォーカス駆動手段の回転量を演算する手段と、
演算されたフォーカス回転量だけ前記フォーカスカムを駆動するフォーカスカム駆動手段と、
をさらに備えた、ことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項３】
被写体距離が所定範囲にあるときは、前記フォーカス駆動手段におけるＦａｒ側端位置から、前記所定範囲の被写体距離に対する合焦位置までの回転角が、前記ズーム駆動手段の回転位置に拠らず一定であるように、前記フォーカスカムのカムカーブによるリフト量が設定されたことを特徴とする請求項１に記載のズームレンズ。
【請求項４】
被写体距離が前記所定範囲にあるときは、前記フォーカスカム駆動手段を停止することを特徴とする請求項３に記載のズームレンズ。
【請求項５】
被写体距離が所定範囲にあるときは、前記フォーカスカム駆動手段を停止することを特徴とする請求項２に記載のズームレンズ。
【請求項６】
複数のレンズ群を備え、最も被写体側のレンズ群よりも撮像素子側にあるいずれかのレンズ群を前記フォーカスレンズ群とするインナーフォーカスズームレンズである、ことを特徴とする請求項１記載のズームレンズ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のズームレンズを着脱可能な、又は搭載した撮像装置であって、
被写体を撮像して画像信号を生成する撮像手段と、
前記画像信号から合焦の状態を検出する合焦検出手段と、
現在の前記フォーカス駆動手段の回転位置および前記合焦検出手段が検出した合焦状態に基づいて前記フォーカスカムを回転させるように前記フォーカス駆動手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コントラストＡＦに好適なズームレンズ及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、被写体の光学的な像を電気的な画像信号に変換して半導体メモリ等の記録媒体に記録できるデジタル一眼レフカメラが普及している。このデジタル一眼レフカメラでは、ユーザは、光学ファインダかカメラの背面に備えられた液晶モニタのいずれかで被写体を観察しながら撮影することができる。ユーザによるファインダを用いた被写体観察時には、撮影レンズに入射した光（すなわち被写体像）を、レンズの後の撮影用光路上に配置した反射ミラーで反射することにより光路を変更し、ペンタプリズムなどを通して正立像にして光学ファインダに導くことで、ユーザがレンズを通した被写体像を光学ファインダから見ることができる。
【０００３】
デジタル一眼レフカメラのユーザ層の広がりに伴い、コンパクトカメラ並みの小型、軽量でより安価なカメラが強く求められているが、反射ミラーおよびビューファインダの光学系が小型化の上で課題であった。そこで、最近、反射ミラーをなくし、撮影時に常に被写体象を撮像センサに結像させて、被写体画像をカメラ背面の液晶モニタまたは電子ビューファインダで観察しながら撮影するデジタル一眼カメラが登場してきている。
【０００４】
ところで、ズームレンズとして高倍率の４群ズームレンズを使用した場合、ズーム時のフォーカシングの速度と精度が課題となる。上述したデジタル一眼カメラでは、実際に撮像する撮像センサからの撮像信号を常に利用するコントラスト方式のオートフォーカス（以下、「コントラストＡＦ」ともいう）を採用することで位相差方式よりも正確なフォーカシングを実現できる。
【０００５】
従来、インナーフォーカス方式の４群ズームレンズの合焦レンズをズームトラッキングをメカ的に実現するために繰り出すための繰り出し機構と、合焦のために繰り出すための合焦レンズ繰り出し機構を共通にして小型化するとともに、ズーミングの全領域において合焦操作を滑らかに行うことができる機構が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、４群ズームレンズのズームトラッキングを電子制御的に実現するためにフォーカシング系の移動を適切な演算によって、高精度で高速に演算する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
図１３〜図１５は特許文献１に開示された従来のズームレンズの構成を説明した図である。図１３に示す従来のズームレンズ１００は、正の屈折力の第１レンズ群１０１、負の屈折力の第２レンズ群１０２、正の屈折力の第３レンズ群１０３、及び正又は負の屈折力の第４レンズ群１０４を含む。レンズマウント１０５によってカメラボデイ（図示せず）に取り付けられるレンズ鏡筒１０６には、図１３に示すように、概ね外側から順に、ズーム操作環１１０、フォーカス操作環１２０、第１レンズ群移動枠１３０、第１変倍カム筒１４０、直進筒１５０、第１レンズ群移動筒６０、レンズマウント１０５と一体の固定筒７０、第２変倍カム筒８０、第２レンズ群移動枠９０が設けられている。
【０００７】
ズーム操作環１１０は、第１連結ピン１１１Ｐによって第２変倍カム筒８０に連結され、第２変倍カム筒８０と一体に回転する。フォーカス操作環１２０には、レンズマウント１０５側にフォーカス操作摺動ピン１２１Ｐが取り付けられ、フォーカス操作環１２０の回転とともにフォーカス操作摺動ピン１２１Ｐも回転する。
【０００８】
第１レンズ群移動筒６０には、第２レンズ群案内ピン９１Ｐが係合する第２レンズ群第３カム溝（フォーカスカム）６２、及びフォーカス操作摺動ピン１２１Ｐが係合するフォーカス操作摺動ピン案内溝６３が設けられている。図１４に、第２レンズ群第３カム溝６２、第２レンズ群案内ピン９１Ｐおよびフォーカス操作摺動ピン案内溝６３の関係を示す。第２変倍カム筒８０には、第２レンズ群回転ピン９２Ｐが係合して第２レンズ群回転ピン９２Ｐに回転運動を伝えるための第２レンズ群案内溝８５が設けられている（図１５参照）。
【０００９】
図１３に戻り、第２レンズ群移動枠９０は、被写体側に第２レンズ群案内ピン９１Ｐが設けられ、レンズマウント１０５の側に第２レンズ群案内溝８５に係合する第２レンズ群回転ピン９２Ｐが設けられている。第２レンズ群案内ピン９１Ｐは、第２レンズ群第３カム溝６２に係合する。図１５に、第２変倍カム筒８０、第２レンズ群回転ピン９２Ｐ、第２レンズ群案内溝８５および第２レンズ群案内ピン９１Ｐの関係を示す。
【００１０】
図１３〜図１５を用いて上述のズームレンズ１００の動きを説明する。
【００１１】
ズーム操作環１１０が回転すると、第１連結ピン１１１Ｐを介して第２変倍カム筒８０が回転する。第２変倍カム筒８０の回転により、第２変倍カム筒８０に設けられたカム溝と固定筒７０に設けられたカム溝に係合した第３レンズ群案内ピン１０３Ｐにより第３レンズ群１０３が移動する。
【００１２】
また、第２変倍カム筒８０の回転は、第２レンズ群案内溝８５と係合する第２レンズ群回転ピン９２Ｐと、直進筒１５０に設けられた第２レンズ群第２カム溝５２と係合する第２レンズ群案内ピン９１Ｐとの規制によって、第２レンズ群移動枠９０及び第２レンズ群案内ピン９１Ｐを回転させかつ前後に移動させる。第２レンズ群案内ピン９１Ｐは、回転する場合、第２レンズ群第３カム溝６２に沿って移動する。他のレンズ群１０１、１０４も同様に、ズーム操作環１１０の回転に応じて所定の動きをすることで、ズーム操作環１１０の回転角に応じたズーム動作が実現される。
【００１３】
一方、フォーカス操作環１２０が回転すると、その回転がフォーカス操作摺動ピン１２１Ｐを介して第１レンズ群移動筒６０に伝達され、第１レンズ群移動筒６０が回転する。第１レンズ群移動筒６０の回転により、第２レンズ群案内ピン９１Ｐと第２レンズ群第３カム溝６２との係合によって、第１レンズ群移動筒６０が前後に移動し、それにより第２レンズ群１０２が前後に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平７−３３３４８２号公報
【特許文献２】特開平２−２６６３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、山登り方式のコントラストＡＦにて、無限遠（∞）の被写体に合焦させる為には、ピークを検出するための山下りのための領域、すなわち無限遠（∞）を超えてフォーカスレンズ群を移動させる領域が必要となる。
【００１６】
また、コントラストＡＦで用いるＡＦ評価値は、ズーム位置が望遠側にある場合はフォーカスレンズの位置に応じて急峻に変化するが、ズーム位置が広角側にある場合は、緩やかに変化する。このため、特に、ズーム位置が広角端にある場合、ピークを精度よく検出するためには、フォーカスレンズ群を広い範囲移動させる必要がある。
【００１７】
フォーカスレンズ群の可動範囲は、第２レンズ群第３カム溝６２の溝の長さに制約される。具体的には、ズーム位置が広角端で被写体距離が無限遠（∞）の場合、第２レンズ群第３カム溝６２の端に近い領域が使用される。この状態では、フォーカス操作環１２０と連動して回転する第１レンズ群移動筒６０の可動範囲が制約され、フォーカスレンズ群の可動範囲が制約される。このため、山下りのためにフォーカスレンズ群を十分広い距離を移動させることができない。つまり、コントラストＡＦにおいて、フォーカスレンズを、ＡＦ評価値のピークを得るために必要な距離だけ移動させることができないという問題がある。すなわち、従来のズームレンズでは、ズーム位置が広角端側でかつ被写体距離が無限遠（∞）でコントラストＡＦを行う場合に、ＡＦ評価値を精度よく得ることができないという問題があった。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ズーム位置が広角端でかつ被写体距離が無限遠であっても、フォーカスレンズをコントラストＡＦ時に十分に広い領域を可動させることができ、精度よくコントラストＡＦを実現するズームレンズおよび撮像装置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】
【００１９】
第１の態様において、フォーカスレンズ群を含む複数のレンズ群を含むズームレンズが提供される。ズームレンズは、フォーカス動作時に与えられた第１の回転量をフォーカスレンズ群の移動に変換し、更に第１の回転量に加えてズーム動作時に与えられた第２の回転量についてもフォーカスレンズ群の移動に変換するフォーカスカムと、ズーム動作時に与えられた第２の回転量を所定のレンズ群の移動に変換するズームカムと、フォーカスカムを前記第１の回転量だけ回転させるためのフォーカス駆動手段と、ズームカムを第２の回転量だけ回転させるためのズーム駆動手段と、フォーカスカムに係合し、フォーカスカム内を移動するフォーカスカムフォロワとを備える。ズーム駆動手段の回転によってフォーカスカムフォロワがフォーカスカム内でズーム駆動手段の回転量に応じて回転して、フォーカスレンズ群が移動するように構成される。ズーム駆動手段の回転位置によってフォーカス駆動手段の単位回転量に対応するフォーカスレンズ群の移動量が異なるようにフォーカスカムが構成される。ズーム駆動手段の回転位置が広角端にあるときのフォーカス駆動手段におけるＦａｒ側端位置から無限遠の位置までの回転量が、ズーム駆動手段の回転位置が望遠端にあるときの回転量よりも大きくなるように、フォーカスカムのカムカーブによるリフト量が設定される。
【００２０】
上記構成により、ズーム全域にわたってオーバー無限遠余裕領域を確保でき、高精度かつ高速なコントラストＡＦを簡単な方法で実現できる。
【００２１】
またズームレンズは、ズーム駆動手段の回転量を読取る手段と、フォーカス駆動手段の回転量を読み取る手段と、少なくとも２以上の被写体距離について、合焦状態でのフォーカス駆動手段の回転角と、ズーム駆動手段の回転角とを対応づけた合焦データを記憶するデータ記憶手段と、ズーム駆動手段が操作された場合に、合焦状態を保持するように、合焦データを参照し、現在の被写体距離で合焦状態を保持する為に必要なフォーカス駆動手段の回転量を演算する手段と、演算されたフォーカス回転量だけ前記フォーカスカムを駆動するフォーカスカム駆動手段とをさらに備えてもよい。
【００２２】
これにより、任意の被写体距離およびズームポジションでフォーカスレンズ群を合焦している状態からズーム動作を行った場合に、合焦状態を保持し続けることができる。
【００２３】
またズームレンズは、被写体距離が所定範囲にあるときは、フォーカス駆動手段におけるＦａｒ側端位置から、所定範囲の被写体距離に対する合焦位置までの回転角が、ズーム駆動手段の回転位置に拠らず一定であるように、フォーカスカムのカムカーブによるリフト量が設定されてもよい。これにより、フォーカスレンズ群の駆動制御を簡単にできる。
【００２４】
また被写体距離が所定範囲にあるときは、フォーカスカム駆動手段を停止させてもよい。
【００２５】
本発明の撮像装置は、上記のズームレンズ着脱可能な、又は搭載した撮像装置であって、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像手段と、画像信号から合焦の状態を検出する合焦検出手段と、現在のフォーカス駆動手段の回転位置および合焦検出手段が検出した合焦状態に基づいてフォーカスカムを回転させるようにフォーカス駆動手段を制御する制御手段とを備える。
【００２６】
これにより、高倍率のズームレンズとデジタル一眼カメラの組み合わせにおいても山登りコントラストＡＦを可能とし、またズームによるピント移動を実用上ほぼ問題ないレベルまで小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、ズーム位置が広角端側にあっても、フォーカスカムにおける、被写体距離が無限遠の位置（Ｗ∞）からFar端位置（ＷＦ端）までの距離（回転余裕）を十分に確保できる。このため、ズーム全域にわたって高精度かつ高速なコントラストＡＦを簡単な方法で実現する高倍率のズームレンズおよび撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施の形態におけるレンズ交換式のデジタルカメラの前面から見た斜視図である。
【図２】デジタルカメラの背面から見た斜視図
【図３】デジタルカメラの全体構成を示すブロック図
【図４】デジタルカメラのカメラ本体の内部構成を示すブロック図
【図５】デジタルカメラのズームレンズの機構部の構成を示す図
【図６】ズーム位置毎の、フォーカスカム（第２レンズ群第３カム溝）におけるフォーカスピン（第２レンズ群案内ピン）の可動範囲を説明するための図
【図７】（ａ）従来のデジタルカメラのフォーカスカムとフォーカスカムピン（フォーカスカムフォロワ）の関係を示した図、（ｂ）本実施形態のデジタルカメラのフォーカスカムとフォーカスカムピンの関係を示した図
【図８】デジタルカメラのズームレンズの合焦曲線を示した図
【図９】ズーム位置に対する、ズーム操作環の単位回転量に対するフォーカスカムのリフト量（すなわちフォーカスレンズ群の移動量）を説明した図
【図１０】（ａ）デジタルカメラのズームレンズの合焦曲線を示した図、（ｂ）ズーム位置が広角端でかつ被写体距離が無限遠の場合に得られるＡＦ評価値の曲線を示した図、（ｃ）ズーム位置が望遠端でかつ被写体距離が無限遠の場合に得られるＡＦ評価値の曲線を示した図
【図１１】電子ズームトラッキングを説明するための図
【図１２】電子ズームトラッキングを説明するための図
【図１３】実施形態のデジタルカメラが採用可能な、従来のズームレンズの構成を示す図である。
【図１４】実施形態のデジタルカメラが採用可能な、従来のズームレンズの第２レンズ群第３カム溝（フォーカスカム）、第２レンズ群案内ピン（フォーカスカムピン）、フォーカス操作摺動ピン案内溝の関係を示す図である。
【図１５】実施形態のデジタルカメラが採用可能な、従来のズームレンズの第２変倍カム筒、第２レンズ群回転ピン、第２レンズ群案内溝および第２レンズ群案内ピンの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同じ構成要素については同一符号を付している。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態における一眼方式のデジタルカメラ１の前面を示す斜視図である。本実施の形態におけるデジタルカメラ１は、カメラ本体２とカメラ本体２に着脱可能でズーム操作環１１０およびフォーカス操作環１２０を備えた交換可能なズームレンズ３とから構成されている。
【００３１】
図２は、デジタルカメラ１の背面を示す斜視図である。カメラ本体２の背面には、電子ビューファインダ３８と液晶モニタ２０が備えられている。また、カメラ本体２の右上には、レリーズボタン３０およびモード切替ダイヤル３６が備えられ、カメラ本体２の背面左上には撮影モード切替ボタン３４が備えられている。
【００３２】
撮影モード切替ボタン３４は、ユーザが、撮影時に電子ビューファインダ３８を見ながら撮影するモードか、液晶モニタ２０を見ながら撮影するモードかを切り替えるための操作部材である。
【００３３】
レリーズボタン３０が半押しされると、オートフォーカス機能が動作する。レリーズボタン３０が全押しされると、撮像センサから出力された画像信号に基づく画像データが、メモリカードスロット５に装着されたメモリカード（図示せず）に記録される。
【００３４】
モード切替ダイヤル３６は、被写体を撮影する撮影モードか、メモリカードに記憶された画像データを再生して液晶モニタ２０や電子ビューファインダ３８に表示する再生モードかを切り替えるための操作部材である。
【００３５】
ズームレンズ３は、被写体の像を撮像センサに結像させる。撮像センサは、被写体の像に対応した画像信号を出力する。
【００３６】
１．デジタルカメラの全体構成
図３および図４を用いて本実施の形態におけるデジタルカメラ１の構成および動作を説明する。
【００３７】
図３は、本実施の形態におけるデジタルカメラ１の全体構成を示すブロック図であり、図４はカメラ本体２の内部構成を示すブロック図である。
【００３８】
図３に示すように、デジタルカメラ１は、カメラ本体２と、カメラ本体２に着脱可能なズームレンズ３とから構成されており、ズームレンズ３は、レンズマウント１０５を介して、カメラ本体２に設けられたボディマウント４に装着される。
【００３９】
２．カメラ本体の構成
図３及び図４を参照してカメラ本体２の構成を説明する。カメラ本体２は主として、被写体を撮像する撮像部２４と、撮像部２４などの各部の動作を制御するボディマイコン１０と、撮像された画像や各種情報を表示する液晶モニタ２０と、被写体像を視認する電子ビューファインダ３８と、撮像した画像データを格納する画像格納部（図示せず）とから構成されている。
【００４０】
撮像部２４は主に、光電変換を行う撮像センサ１１と、撮像センサ１１の露光時間を調節するシャッタユニット３３と、ボディマイコン１０からの制御信号に基づいてシャッタユニット３３の駆動を制御するシャッタ制御部３１と、撮像センサ１１の動作を制御する撮像センサ駆動制御部１２とから構成されている。また、デジタルカメラ１は、撮像センサ１１で生成された画像データに基づくコントラストＡＦ機能を備えている。コントラストＡＦを用いることにより、デジタルカメラとして、精度の良いフォーカス動作を実現することができる。
【００４１】
撮像センサ１１は、撮像光学系により形成される光学的な像を電気的な画像信号に変換する、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）である。撮像センサ１１は、撮像センサ制御部１２により発生されるタイミング信号により制御される。撮像センサ１１はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサでもよいし、撮像機能を備えた他のデバイスでもよい。
【００４２】
ボディマイコン１０は、カメラ本体２の中枢を司る制御装置であり、各種シーケンスをコントロールする。具体的には、ボディマイコン１０にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、ボディマイコン１０は様々な機能を実現することができる。例えば、ボディマイコン１０は、ズームレンズ３がカメラ本体２に装着されたことを検知する機能、あるいはズームレンズ３から焦点距離情報、ズームレンズ３の各種補正情報など、デジタルカメラ１を制御する上で不可欠な情報を取得し、それらの情報に基づき制御する機能を有している。
【００４３】
ボディマイコン１０は、電源スイッチ３７、レリーズボタン３０、モード切替ダイヤル３６、撮影モード切替ボタン３４の信号を、それぞれ受信可能である（図４参照）。ボディマイコン１０内のメモリ３９には、カメラ本体２に関する各種情報が格納されている。
【００４４】
ボディマイコン１０は、レリーズボタン３０等の操作部材からの指示に応じて、撮像センサ１１等のデジタルカメラ１全体を制御する。
【００４５】
ボディマウント４は、ズームレンズ３のレンズマウント１０５と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマイコン１０とレンズマイコン４０は、ボディマウント４およびレンズマウント１０５を介してお互いに必要な信号を送受信する。また、電源部（図示せず）からの電力は、ボディマウント４からレンズマウント１０５を経由してズームレンズ３全体に供給される。
【００４６】
撮像センサ１１から出力された画像信号は、アナログ信号処理部１３から、Ａ／Ｄ変換部１４、デジタル信号処理部１５で画像データに変換され、バッファメモリ１６に一時的に記憶される。アナログ信号処理部１３は、撮像センサ１１から出力される画像信号にガンマ処理等のアナログ信号処理を施す。Ａ／Ｄ変換部１４は、アナログ信号処理部１３から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル信号処理部１５は、Ａ／Ｄ変換部１４によりデジタル信号に変換された画像データに対してノイズ除去や輪郭強調等のデジタル信号処理を施す。また、コントラストＡＦのためにデジタル信号処理後の画像データはボディマイコン１０に取り込まれる。コントラストＡＦの動作については、後程詳しく説明する。
【００４７】
バッファメモリ１６は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）であり、画像データを一旦記憶する。バッファメモリ１６から読み出された画像データは、画像圧縮／伸張部１７で、例えばＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式で元のデータより小さなデータサイズからなる圧縮画像データに変換される。その後、記録／再生制御部１８は、圧縮画像データをメモリカード１９の記録形式に変換して記録する。この記録形式としては、例えばＥｘｉｆ（登録商標）形式やＥｘｉｆ（登録商標）形式に類する形式であり、画像を撮影した際の日時、焦点距離、シャッタスピード、絞り値、撮影モードなどの撮影情報を画像データとともに記録する。
【００４８】
一方、再生モード時には、メモリカード１９に記録された圧縮画像データは、メモリカード１９から再生されて記録／再生制御部１８を経由して、画像圧縮／伸張部１７で元の画像データに伸張されてバッファメモリ１６に一旦記憶される。
【００４９】
液晶モニタ２０は、デジタル信号処理部１５あるいはバッファメモリ１６からの出力画像データを可視画像として表示する。画像表示制御部２１は画像データを液晶モニタ２０用の表示画像形式に変換する。ここで液晶モニタ２０の表示形態としては、画像データのみを可視画像として表示する表示形態と、画像データとＯＳＤ（Ｏｎ  Ｓｃｒｅｅｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）信号発生部２５で生成される文字図形データからなる撮影時の情報とを可視画像として表示する表示形態とがある。
【００５０】
３．ズームレンズの構成
図３を用いてズームレンズ３の構成について概略を説明する。図３に示すように、ズームレンズ３は、デジタルカメラ１内の撮像センサ１１に被写体像を結像するための光学系であり、第１レンズ群１０１、第２レンズ群１０２、第３レンズ群１０３、第４レンズ群１０４を含む４群のインナーフォーカスズームレンズで構成される。
【００５１】
ズームレンズ３はさらに、ズーム量を調整するズーム操作環１１０と、ズーム操作環１１０の回転角度を検出するズーム操作環角度検出部４８とを備える。ズームレンズ３はさらに、フォーカシングを行うためにフォーカスレンズ群（第２レンズ群）１０２を移動させるフォーカス操作環１２０と、フォーカス操作環１２０の回転角度を検出するフォーカス操作環角度検出部４９とを備える。またコントラストＡＦ動作時にフォーカス操作環１２０（すなわち第２レンズ群第３カム溝１６２）を回転駆動させるフォーカスレンズ群駆動制御部４２と、絞り部４４を駆動して絞り径を調節する絞り駆動制御部４３と、ズームレンズ３の動作を制御するレンズ制御部としてのレンズマイコン４０とを備えている。フォーカスレンズ群駆動制御部４２は例えば超音波アクチュエータで構成される。
【００５２】
ズーム操作環１１０は、ズーム位置を広角端から望遠端まで変化させるように回転可能である。フォーカス操作環１２０は、フォーカスレンズ群１０２をFar端からNear端（至近端）まで移動させるように回転可能である。ここで、本実施形態でのFar端とは、フォーカスレンズ群を機械的に移動可能な最も遠い位置とし、無限遠の被写体に合焦する光学的な位置とは異なる。
【００５３】
レンズマイコン４０は、ズームレンズ３内に搭載された各機能部を制御する制御装置であり、各機能部に接続されている。具体的には、レンズマイコン４０には、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭが搭載されており、ＲＯＭに格納されたプログラムがＣＰＵに読み込まれることで、様々な機能を実現することができる。また、レンズマウント１０５に設けられた端子（図示せず）を介してボディマイコン１０およびレンズマイコン４０は電気的に接続されており、互いに情報の送受信が可能となる。
【００５４】
ズームレンズ３はさらに、ズームレンズ３に固有の情報（製造番号、種々の特性等の情報）を格納したメモリ４５を有している。メモリ４５は、例えば、フォーカスレンズ位置とズームレンズ位置の関係を示す合焦曲線の情報（例えば、合焦状態におけるフォーカスレンズ群の位置とズーム位置の関係を示すテーブル情報）を格納する。合焦曲線の情報は複数（少なくとも２つ以上）の被写体距離に対して与えられている。
【００５５】
４．オートフォーカス動作
以下、デジタルカメラ１のコントラストＡＦの動作について説明する。コントラストＡＦ動作を行う際には、ボディマイコン１０は、レンズマイコン４０に、コントラストＡＦ用データを要求する。コントラストＡＦ用データは、コントラストＡＦ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可否情報などを含む。なお、本実施の形態のデジタルカメラ１は、マニュアルフォーカスも可能である。以下、オートフォーカス動作を説明する。
【００５６】
ボディマイコン１０は、レリーズボタン３０が半押しされるかどうかを監視する。レリーズボタン３０が半押しされた場合、ボディマイコン１０は、レンズマイコン４０に対して、オートフォーカス開始コマンドを発信する。これを受けて、レンズマイコン４０はフォーカスレンズ群駆動制御部４２を制御する。ボディマイコン１０は、受信した画像データに基づいて、コントラストＡＦ用の評価値（以下、「ＡＦ評価値」という）を算出する。例えば、撮像センサ１１で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、ＡＦ評価値を求める。次に、ボディマイコン１０は、ＡＦ評価値に基づいてコントラスト値のピークを求めることにより、合焦点を抽出できたかどうかを監視する。具体的には、ＡＦ評価値が極大となる第２レンズ群１０２の位置を合焦点として抽出する。
【００５７】
この後、ユーザ等によりレリーズボタン３０が全押しされると、絞り駆動制御部４３が測光センサ（図示せず）からの出力に基づいて計算された絞り値になるように絞り部４４を駆動する。同時に、撮像センサ駆動制御部１２は、測光センサ（図示せず）からの出力に基づいて計算されたシャッタスピードの時間だけ、撮像センサ１１を露光する。
【００５８】
露光完了後、撮像センサ１１からの画像データに所定の画像処理を行い、その後、画像データを画像表示制御部２１へ出力する。これにより、液晶モニタ２０へ撮影画像が表示される。また、記録／再生制御部１８を介して、メモリカード１９に画像データが格納される。
【００５９】
５．ズームレンズの機構
本実施の形態のズームレンズ３の機構およびその動作について説明する。図５は本実施の形態のデジタルカメラ１のズームレンズ３の機構を説明した図である。なお、本実施形態のデジタルカメラ１のズームレンズ３の機構は、一部を除き図１３〜図１５に示した従来のズームレンズと同じ機構を採用している。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ図１３、図１４、図１５に示した構成の主要部分のみを示した図である。本実施の形態のズームレンズ３は、第１レンズ群移動筒６０に設けられた第２レンズ群第３カム溝１６２（以下「フォーカスカム」という。）の形状が、従来技術のものと異なっており、その他の構成は同じである。よって、図面において同じ構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。
【００６０】
図５および図１３を参照し、本実施形態のフォーカスカム（第２レンズ群第３カム溝）１６２の動きを説明する。
【００６１】
最初に、ズーム操作環（ズーム駆動手段）１１０を回転させた時の動作を説明する。ズーム操作環１１０が回転すると、第１連結ピン１１１Ｐを介して第２変倍カム筒８０が回転する。第２変倍カム筒８０の回転は、第２レンズ群案内溝（ズームカム）８５と係合する第２レンズ群回転ピン９２Ｐと、直進筒１５０に設けられた第２レンズ群第２カム溝５２と係合する第２レンズ群案内ピン９１Ｐ（フォーカスカムフォロワ）との規制によって、第２レンズ群移動枠９０及び第２レンズ群案内ピン９１Ｐ（以下「フォーカスカムピン」という。）を回転させ、かつ前後に移動させる。フォーカスカムピン９１Ｐは回転する場合、フォーカスカム１６２に沿って移動する。つまり、あるズーム位置が決定されると、フォーカスカムピン９１Ｐは、フォーカスカム１６２におけるそのズーム位置に対応した一部の領域に沿って移動する。例えば、図６に示すように、ズーム位置が位置Ａの場合、フォーカス操作環１２０をNear端位置とFar端位置の間を回転させた場合、フォーカスカムピン９１Ｐは、フォーカス位置に応じて領域１６２ａの範囲内を移動する。同様に、ズーム位置が位置Ｂ及び位置Ｃの場合、フォーカスカムピン９１Ｐは、フォーカス位置に応じて領域１６２ｂ及び領域１６２ｃの範囲内をそれぞれ移動する。
【００６２】
次に、フォーカス操作環（フォーカス駆動手段）１２０を回転させた時の動作を説明する。フォーカス操作環１２０が回転すると、その回転がフォーカス操作摺動ピン１２１Ｐを介して第１レンズ群移動筒６０に伝達され、第１レンズ群移動筒６０が回転する。第１レンズ群移動筒６０の回転は、フォーカスカムピン９１Ｐとフォーカスカム１６２との係合によって、第１レンズ群移動筒６０を前後に移動させ、それにより第２レンズ群（以下「フォーカスレンズ群」という。）１０２が前後に移動する。このようにしてユーザはフォーカス操作環１２０を操作することで、フォーカスレンズ群（第２レンズ群）１０２を移動させ、合焦させることができる。
【００６３】
図７（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の第１レンズ群移動筒６０に設けられたフォーカスカム１６２とフォーカスカムピン９１Ｐとの関係を、従来技術のものと対比して示した図である。図７（ａ）は従来技術のフォーカスカム６２を示し、図７（ｂ）は本実施の形態のフォーカスカム１６２を示している。
【００６４】
図８は、本実施の形態におけるデジタルカメラ１のズームレンズ３の合焦曲線を示した図である。図８において横軸はフォーカス操作環１２０（第２レンズ群第３カム溝１６２）の回転角、縦軸はズーム位置（焦点距離）をそれぞれ表す。図８では、０．５ｍ（最至近）、１ｍ、Ｘｍおよび無限遠（∞）の被写体距離のそれぞれに対して最短の焦点距離となるズームの広角端（以下「ズームＷ端」という。）から最長の焦点距離となるズームの望遠端（以下「ズームＴ端」という。）に移動させる場合の、フォーカスレンズ群（第２レンズ群）１０２の合焦位置をフォーカス操作環１２０の回転角で示している。図８に示すような合焦曲線が得られるように本実施形態のフォーカスカム１６２のリフト量が設定されている。また、図８に示すような合焦曲線のデータがメモリ４５に記憶されている。
【００６５】
５．１  フォーカスカム
以下、本実施形態のフォーカスカム（第２レンズ群第３カム溝）１６２の説明を行う。なお、図７（ａ）、（ｂ）において、上下方向は、ズーム操作環１１０及びフォーカス操作環１２０の回転方向であり、左右方向は、レンズ群の移動方向である。また、図７（ａ）、（ｂ）の上方は、ズーム操作における望遠側端の方向であり、下方が広角側端の方向である。
【００６６】
本実施形態のフォーカスカム１６２の説明の前に、図７（ａ）に示す従来のフォーカスカム（第２レンズ群第３カム溝）６２について説明する。
【００６７】
ズームＴ端において最至近（N）の被写体距離で合焦している状態で、ズーム操作環１１０をズームＴ端からズームＷ端へ回転させると、その回転量に応じて、第２レンズ群案内ピン９１Ｐは、第２レンズ群第３カム溝６２の中を位置９１Ｐａから位置９１Ｐｃへ移動する。同様に、ズームＴ端において無限遠（∞）の被写体距離で合焦している状態で、ズームＴ端からズームＷ端へズーム操作環１１０を回転させると、その回転量に応じて、第２レンズ群案内ピン９１Ｐは位置９１Ｐｂから位置９１Ｐｄへ移動する。
【００６８】
また、ズームＴ端において被写体距離が最至近から無限遠に変化する被写体に合焦させるために、フォーカス操作環１２０を回転させると、その回転量に応じて第１レンズ群移動筒６０が回転し、その結果、第２レンズ群案内ピン９１Ｐは位置９１Ｐａから位置９１Ｐｂへ移動する。同様に、ズームＷ端において被写体距離が最至近から無限遠に変化する被写体に合焦させるために、フォーカス操作環１２０を回転させると、その回転量に応じて第１レンズ群移動筒６０が回転し、その結果、第２レンズ群案内ピン９１Ｐが位置９１Ｐｃから位置９１Ｐｄへ移動する。
【００６９】
この際、ズームＴ端における無限遠の位置（Ｔ∞）からFar端の位置（ＴＦ端）までのフォーカス操作環１２０の移動量（回転余裕量）、すなわち位置９１Ｐｂから位置９１Ｐｅまでの距離ｄ１と、ズームＷ端における無限遠の位置（Ｗ∞）からFar端の位置（ＷＦ端）までのフォーカス操作環１２０の回転余裕量、すなわち位置９１Ｐｄから位置９１Ｐｆまでの距離ｄ２とが等しい。つまり、従来のズームレンズ１００では、図８において合焦曲線Ｐ０３が示すように、ズームＴ端からズームＷ端に向けてズーム位置すなわちズーム操作環１１０の回転量を変化させても、フォーカス操作環１２０の回転角は一定のままとなる。
【００７０】
すなわち、従来のフォーカスカム６２では、ズームＴ端からズームＷ端に向けてズーム位置を変化させたときに、フォーカス操作環１２０の回転角が一定のまま合焦するようにフォーカスカム６２のカムカーブによるリフト量が設定されている。換言すれば、従来のフォーカスカム６２では、図９の破線Ａに示すように、ズーム位置に関わらず、ズーム操作環１１０の単位回転量に対する第１レンズ群移動筒６０（すなわちフォーカスレンズ群１０２）の移動量が一定になるようにカムのリフト量が設定されている。これにより、従来のフォーカスカム６２によれば、ズーム操作環１１０を同じ量だけ回転させた場合、ズーム位置が広角端であっても望遠端であっても、同じ量だけ第１レンズ群移動筒６０すなわちフォーカスレンズ群１０２が移動する。
【００７１】
これに対して、本実施形態のフォーカスカム１６２は、図９の実線Ｂに示すように、ズーム位置が広角側にある程、ズーム操作環１２０の単位回転量に対する第１レンズ群移動筒６０（すなわちフォーカスレンズ群１０２）の移動量がより大きくなるようにカムのリフト量が設定されている。つまり、本実施形態のフォーカスカム１６２によれば、ズーム操作環１２０を同じ量だけ回転させた場合、ズーム位置がズームＷ端にある場合の方がズームＴ端にある場合よりも、より大きな量だけフォーカスレンズ群１０２が移動する。
【００７２】
以下、図７（ｂ）を参照し、本実施形態のフォーカスカム１６２の動きを具体的に説明する。
【００７３】
ズームＴ端において最至近（N）の被写体距離で合焦している状態で、ズーム操作環１１０をズームＴ端からズームＷ端へ回転させると、フォーカスカムピン９１Ｐは、その回転量に応じてフォーカスカム１６２の中を位置９１Ｐｇから位置９１Ｐｉへ移動する。同様に、ズームＴ端において無限遠（∞）の被写体に合焦している状態で、ズーム操作環１１０をズームＴ端からズームＷ端へ回転させると、その回転量に応じて第２レンズ群案内ピン９１Ｐは位置９１Ｐｋ（位置Ｔ∞）から位置９１Ｐｊ（位置Ｗ∞）へ移動する。
【００７４】
また、ズームＴ端において被写体距離が最至近（Near端）の位置で合焦している状態で、無限遠（∞）の被写体に合焦させるようにフォーカス操作環１２０を回転させた場合、その回転量に応じて第１レンズ群移動筒６０が回転し、その結果、フォーカスピン９１Ｐは位置９１Ｐｇ（位置ＴＮ）から位置９１Ｐｈ（位置Ｔ∞）へ移動する。
【００７５】
同様に、ズームＷ端において被写体距離が最至近（Near端）の位置で合焦している状態で、無限遠（∞）の被写体に合焦させるようにフォーカス操作環１２０を回転させた場合、その回転量に応じて第１レンズ群移動筒６０が回転し、その結果、フォーカスカムピン９１Ｐは位置９１Ｐｉ（位置ＷＮ）から位置９１Ｐｊ（位置Ｗ∞）へ移動する。
【００７６】
本実施形態のフォーカスカム１６２によれば、図７（ｂ）に示すように、ズームＷ端の無限遠の位置（Ｗ∞）が図７（ａ）に示す従来のフォーカスカム６２の場合よりも上方に位置し、このため、ズームＷ端の無限遠の位置（Ｗ∞）からＷＦ端の位置までのフォーカス操作環１２０の回転角（回転余裕量）が十分に確保される。すなわち、位置ＷＮから位置Ｗ∞への移動量ｄ３’は、図７（ａ）に示す従来のフォーカスカム６２の場合の移動量ｄ３よりも小さくなる。これは、本実施形態のフォーカスカム１６２では、広角側にある程、ズーム操作環１２０の単位回転量に対するフォーカスレンズ群１０２の移動量がより大きくなるようにカムのリフト量が設定されているからである。結果として、本実施形態のフォーカスカム１６２によれば、ズームＷ端における回転余裕量（すなわち、位置９１Ｐｊ（Ｗ∞）から位置９１Ｐｌ（ＷＦ端）までの距離ｄ２’）が、ズームＴ端における回転余裕量（すなわち位置９１Ｐｈから位置９１Ｐｋまでの距離ｄ１’）よりも大きくなる。
【００７７】
つまり、図８における合焦曲線Ｐ３が示すように、被写体距離が無限遠（∞）のままズームＴ端からズームＷ端に向けてズーム操作環１１０の回転量（焦点距離）を変化させた場合に、合焦状態を維持するためにフォーカス操作環１２０の回転角が変化するように、本実施の形態のフォーカスカム１６２のカーブによるリフト量が設定されている。このフォーカス操作環１２０の回転角の変化量はズームＷ端に近づくほど大きくなっている。換言すれば、ズーム操作環１１０の回転位置がズームＷ端（広角端）にあるときのフォーカス操作環１２０におけるＦａｒ側端位置から無限遠の位置までの回転量（回転余裕量）が、ズーム操作環１１０の回転位置がズームＴ端（望遠端）にあるときの回転量（回転余裕量）よりも大きくなる。
【００７８】
以上のようにしてフォーカスカム１６２を構成することで、山登り方式のコントラストＡＦにおいて、被写体距離が無限遠（∞）である被写体に合焦させる場合、ズームＷ端においても山下りに必要な分の無限遠位置を超えた領域、すなわち、Ｆａｒ端から合焦点位置までの距離（フォーカス操作環１２０の「回転余裕量」または「オーバー無限遠余裕量」）が十分に確保できる。図１０（ａ）〜（ｃ）を参照してこれをより詳細に説明する。
【００７９】
図１０（ａ）は、図８に示す、被写体距離が無限遠（∞）のときのズームレンズ３の合焦曲線Ｐ３を示した図である。図１０（ｂ）は、被写体距離が無限遠（∞）でかつズーム位置がＷ端にある場合のＡＦ評価値の変化を示した図である。図１０（ｃ）は、被写体距離が無限遠（∞）でかつズーム位置がＴ端にある場合のＡＦ評価値の変化を示した図である。図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）において、横軸はフォーカス操作環１２０（第２レンズ群第３カム溝１６２）の回転角、縦軸はＡＦ評価値をそれぞれ表す。
【００８０】
図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、被写体距離が無限遠（∞）の場合、ズームＷ端ではズームＴ端に比較して、コントラストＡＦのＡＦ評価値曲線は平坦なカーブとなり、このため、十分なＡＦ精度を確保するためには、フォーカスレンズ群１０２を広い範囲移動させる必要がある。このため、本実施形態では、ズームＴ端からズームＷ端までの全域でほぼ同等にオーバー無限遠余裕を与える為には、ズーム倍率が小さくなるほど、Ｆａｒ端から無限遠（∞）の合焦位置までの距離（フォーカス操作環１２０の回転余裕）を大きくしている。ここで、ズームＴ端においてオーバー無限遠余裕を大きくし過ぎると、ズームＴ端からズームＷ端にズーム倍率を変更したときに、合焦するまでの間、像ボケが大きくなり、画角が決めにくいという問題が発生する。したがって、画角を決定できかつＡＦ精度も確保できるようにオーバー無限遠余裕を設定する必要がある。
【００８１】
例えば、被写体距離が無限遠の場合、図１０（ｃ）に示すように、ズームＴ端でのＡＦ評価値曲線Ｓ１はフォーカスレンズ群（第２レンズ群）１０２の移動距離（フォーカス操作環１２０の回転角）に対して急峻なカーブで変化をする。このために、オーバー無限遠余裕はそれほど大きくなくても比較的精度よく合焦位置を決定できる。一方、ズームＷ端では、図１０（ｂ）に示すように、ＡＦ評価値曲線Ｓ２はＡＦ評価値曲線Ｓ１と比べて平坦なカーブとなる。したがって、合焦曲線Ｐ０３のように、オーバー無限遠余裕Δｘ１がズームＴ端からズームＷ端まで全ズーム領域で同じであると、ズームＷ端では、ＡＦ評価値曲線Ｓ０２に示すように、Ｆａｒ端においても極大値との差はΔａ１となり、非常に小さな値となる。よって、正確な合焦位置を決定できない。
【００８２】
これに対して、本実施の形態のズームレンズ３の合焦曲線Ｐ３のようにズームＷ端に近づくほどオーバー無限遠余裕（ズームＷ端でΔｘ２）が大きくなるように構成すると、ズームＷ端においても極大値との差がΔａ２となり、比較的大きな値となり、これにより十分精度よく極大点、すなわち合焦位置を決定することができる。
【００８３】
６．電子ズームトラッキング
ズーム操作環１１０が回転すると、前述のようにフォーカスカムピン９１Ｐがフォーカスカム（第２レンズ群第３カム溝）１６２に沿って移動することにより、フォーカスレンズ群（第２レンズ群）１０２が移動する。しかし、図８に示すように、本実施形態のフォーカスカム１６２によれば、ズーム位置が望遠端側から広角端側に移動するほど、フォーカス操作環１２０の回転角すなわちフォーカスレンズ群１０２の位置がずれるようになっている。そして、このずれの量は被写体距離がより遠方になるほど大きくなる。
【００８４】
そこで、本実施形態では、合焦状態においてズーム操作環１１０が操作された場合、合焦状態を保持するようにフォーカスレンズ群１０２を移動させる動作を行う（以下、この動作を「電子ズームトラッキング」という。）。
【００８５】
例えば、ある被写体距離（Ｑｍ）で合焦状態にある場合にズーム操作環１１０を回転し、ズーム位置Ｔ１からズーム位置Ｗ１へズーム位置を変更した場合を検討する。この場合、図１１（ａ）に示すように、ズーム位置Ｔ１のときのフォーカス操作環１２０の回転角がＬ１、ズーム位置Ｗ１のときのフォーカス操作環１２０の回転角がＬ２であるとする。ズーム操作環１１０を位置Ｔ１から位置Ｗ１に回転させると、このとき、電子ズームトラッキングを行わない状態では、フォーカス操作環１２０の回転角はＬ１のままであり、図１１（ｂ）に示すように、フォーカスカムピン９１Ｐはフォーカスカム１６２に沿って位置９１Ｐｘから位置９１Ｐｙに移動する。しかしながら、合焦状態を保持するために、フォーカス操作環１２０の回転角はＬ２に調整する必要がある。よって、電子ズームトラッキングを実行し、その差分ΔＬ（＝Ｌ２−Ｌ１）だけフォーカス操作環１２０すなわちフォーカスレンズ群１０２を移動させる。これにより合焦状態を維持しつつズーム動作が可能となる。
【００８６】
電子ズームトラッキングの制御を具体的に説明する。レンズマイコン４０は、ズーム操作環角度検出部４８からズーム操作環１１０の回転角度に関する情報を取得し、フォーカス操作環角度検出部４９からフォーカス操作環１２０の回転角度に関する情報を取得する。レンズマイコン４０はさらにメモリ４５から合焦曲線に関する情報を読み出す。レンズマイコン４０は、回転前の合焦状態にあるときに、ズーム操作環角度検出部４８及びフォーカス操作環角度検出部４９のそれぞれからズーム操作環１１０及びフォーカス操作環１２０の回転角度を取得し、１つの合焦曲線を特定する。ズーム操作環１２０が回転され、ズーム位置が変化すると、レンズマイコン４０は、特定した合焦曲線を用いて新たなズーム位置に対応するフォーカスレンズ群１０２の位置を求め、その位置にフォーカスレンズ群１０２を移動させるようにフォーカスレンズ群駆動制御部４２を制御する。このようにして電子ズームトラッキング動作を行うことで、合焦状態を保持しつつズーム動作が可能となる。
【００８７】
なお、被写体距離が最至近（０．５ｍ）から無限遠（∞）までの合焦曲線は理論上無数に存在する。よって、これらのデータを全てズームレンズ３のメモリ４５に記憶しておくことは現実的でない。本実施形態では、有限個の被写体距離に対する合焦曲線の情報をメモリ４５に記憶している。メモリ４５に記憶されている合焦曲線において、所望の被写体距離に対する合焦曲線がない場合は、記憶されている２つの合焦曲線を用いて、所望の被写体距離に対する合焦曲線を求めることができる。以下、２つの合焦曲線のデータから近似的に任意の被写体距離の合焦曲線を生成する方法について説明する。
【００８８】
メモリ４５に記憶される合焦曲線のデータは、ズーム位置に関連づけられた、Ｆａｒ端を基準としたフォーカスレンズ群１０２の合焦位置のデータ（すなわち、フォーカス操作環１２０の回転角度）を含む。ズーム移動が起こると、２つの被写体距離についての現在のズーム位置に対応するフォーカスレンズ群１０２の合焦位置のデータと、現在のフォーカスレンズ群１０２の位置のデータと、２つの被写体距離についてのズーム移動後のフォーカスレンズ群１０２の合焦位置のデータとから、移動すべきフォーカスレンズ群１０２の合焦位置を算出し、その位置へフォーカスレンズ群１０２を移動させる。このようなフォーカスレンズ群１０２の駆動をズーム移動中続けることによって、ズームによるピントのずれを実用レベル上ほぼゼロにすることができる。
【００８９】
図１２を参照し、被写体距離が１ｍ及び無限遠（∞）に対する合焦曲線Ｐ２及びＰ３に関する情報を用いた被写体距離ｘｍにおけるフォーカスレンズ群１０２の合焦位置の算出方法を説明する。ここで、メモリ４５は、図１２に示す３つの合焦曲線Ｐ１〜Ｐ３について、ズーム位置毎にフォーカスレンズ群１０２の合焦位置（フォーカス操作環回転角）を格納している。
【００９０】
被写体距離１ｍ及び無限遠（∞）での現在のズーム位置におけるフォーカスレンズ群１０２の合焦位置はそれぞれｂ２、ｂ３であり、ズーム移動後のフォーカスレンズ群１０２の合焦位置はそれぞれｃ２、ｃ３である。被写体距離ｘｍでの、現在のズーム位置におけるフォーカスレンズ群１０２の合焦位置をｂｘとした場合、ズーム移動後のフォーカスレンズ群１０２の合焦位置ｃｘは次式で求められる。
ｃｘ＝ｃ３−（ｃ３−ｃ２）（ｂ３−ｂｘ）／（ｂ３−ｂ２）    （１）
【００９１】
被写体距離が０．５ｍと１ｍの間の任意の被写体距離の場合も、合焦曲線Ｐ１およびＰ２を用いて同様にして計算することができる。したがって、（１）式を利用すれば、フォーカスレンズ群の有限個数の合焦曲線の情報を持つことにより、任意の被写体距離およびズーム位置でのフォーカスレンズ群１０２の合焦位置を実用的な精度で計算することが可能となる。
【００９２】
以上説明したように、高倍率のズームレンズとデジタル一眼カメラの組み合わせにおいても山登りコントラストＡＦを可能とし、またズームによるピント移動を実用上ほぼゼロと言えるレベルまで小さくすることを可能とした。
【００９３】
なお、被写体距離が所定の距離内にあるときは、電子ズームトラッキングを実行しないようにしてもよい。例えば、被写体距離が１ｍ以下の距離にあるときは、電子ズームトラッキングを実行しないようにしてもよい。この場合、ズーム位置をズームＴ端からズームＷ端に移動しても、本実施形態のフォーカスカム１６２によればフォーカス位置のずれがないため、電子ズームトラッキングを実行しなくても問題ないからである。
【００９４】
上記実施形態では、レンズ交換可能なタイプのデジタルカメラの構成を説明したが、レンズとボディが一体となった構成においても、上記の実施形態の思想を適用することは可能である。その際、ズーム操作環１１０及びフォーカス操作環１２０は、レバー等の別の操作部材の操作に連動して回転させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は、インナーフォーカス方式の４群構成のズームレンズおよびズームレンズを使った撮像装置に広く利用することが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１    デジタルカメラ  ２    カメラ本体  ３，１００    ズームレンズ  ４    ボディマウント  ５    メモリカードスロット  １０    ボディマイコン  １１    撮像センサ（撮像素子）  １２    撮像センサ駆動制御部  １３    アナログ信号処理部  １４    Ａ／Ｄ変換部  １５    デジタル信号処理部  １６    バッファメモリ  １７    画像圧縮／伸張部  １８    記録／再生制御部  １９    メモリカード  ２０    液晶モニタ  ２１    画像表示制御部  ２４    撮像部  ２５    ＯＳＤ信号発生部  ３０    レリーズボタン  ３１    シャッタ制御部  ３２    シャッタ駆動モータ  ３３    シャッタユニット  ３４    撮影モード切替ボタン  ３６    モード切替ダイヤル  ３７    電源スイッチ  ３８    電子ビューファインダ  ３９    メモリ  ４０    レンズマイコン  ４２    フォーカスレンズ群駆動制御部  ４３    絞り駆動制御部  ４４    絞り部  ４８    ズーム操作環回転角度検出部  ４９    フォーカス操作環回転角度検出部  ５２    第２レンズ群第２カム溝  ６０    第１レンズ群移動筒  ６２，１６２    第２レンズ群第３カム溝（フォーカスカム）  ６３    フォーカス操作摺動ピン案内溝  ７０    固定筒  ８０    第２変倍カム筒  ８５    第２レンズ群案内溝（ズームカム）  ９０    第２レンズ群移動枠  ９１Ｐ    第２レンズ群案内ピン（フォーカスカムフォロワ）  ９２Ｐ    第２レンズ群回転ピン  １０１    第１レンズ群  １０２    第２レンズ群  １０３    第３レンズ群  １０４    第４レンズ群  １０５    レンズマウント  １０６    レンズ鏡筒  １１０    ズーム操作環（ズーム駆動手段）  １１１Ｐ    第１連結ピン  １２０    フォーカス操作環（フォーカス駆動手段）  １２１Ｐ    フォーカス操作摺動ピン  １３０    第１レンズ群移動枠  １４０    第１変倍カム筒  １５０    直進筒
【図１】
2011022566.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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