(57)【要約】【課題】絞りの絞り込みによるピント変動の補正を、オートフォーカス制御の高速化を妨げずに行う必要がある。【解決手段】フォーカスレンズ８と絞り１０とを含む撮影光学系を備えたレンズ装置２が着脱可能に装着され、レンズ装置との通信が可能なカメラ１において、撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段３と、フォーカスレンズの駆動により合焦を得るためのオートフォーカス制御を行う制御手段とを有し、制御手段は、絞りが第１の絞り状態にあるときの焦点検出手段による検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動させるための情報をレンズ装置に送信し、その後、絞りを第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態に設定させる信号をレンズ装置に送信し、該第２の絞り状態での焦点検出手段による検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動させるための情報をレンズ装置に送信する。【選択図】　　図１
2004109691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズと絞りとを含む撮影光学系を備えたレンズ装置が着脱可能に装着され、前記レンズ装置との通信が可能なカメラであって、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記フォーカスレンズの駆動により合焦を得るためのオートフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記絞りが第１の絞り状態にあるときの前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動させるための情報を前記レンズ装置に送信し、その後、前記絞りを前記第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態に設定させる信号を前記レンズ装置に送信し、該第２の絞り状態での前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動させるための情報を前記レンズ装置に送信することを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記第１の絞り状態が開放状態であり、前記第２の絞り状態が撮影のために絞り込んだ状態であることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子を有しており、
前記焦点検出手段は、前記撮像素子を前記焦点調節状態の検出のためのセンサとして用いていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラ。
【請求項４】
フォーカスレンズと絞りとを含む撮影光学系を備えたレンズ装置が着脱可能に装着され、前記レンズ装置との通信が可能なカメラであって、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する、互いに検出方式が異なる第１および第２の焦点検出手段と、
前記フォーカスレンズの駆動により合焦を得るためのオートフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記絞りが第１の絞り状態にあるときの前記第１の焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動させるための情報を前記レンズ装置に送信し、その後、前記絞りを前記第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態に設定させる信号を前記レンズ装置に送信し、該第２の絞り状態での前記第２の焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動させるための情報を前記レンズ装置に送信することを特徴とするカメラ。
【請求項５】
前記第１の絞り状態が開放状態であり、前記第２の絞り状態が撮影のために絞り込んだ状態であることを特徴とする請求項４に記載のカメラ。
【請求項６】
前記第１の焦点検出手段は位相差検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態の検出を行い、前記第２の焦点検出手段はコントラスト検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態の検出を行うことを特徴とする請求項４又は５に記載のカメラ。
【請求項７】
前記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子を有しており、
前記第２の焦点検出手段は、前記撮像素子を前記焦点調節状態の検出のためのセンサとして用いていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載のカメラ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のカメラと、このカメラに対して着脱可能なレンズ装置とを有することを特徴とするカメラシステム。
【請求項９】
フォーカスレンズと絞りとを含む撮影光学系と、
前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記フォーカスレンズの駆動により合焦を得るためのオートフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記絞りが第１の絞り状態にあるときの前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動し、その後、前記絞りを前記第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態に設定し、該第２の絞り状態での前記焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とするカメラ。
【請求項１０】
前記第１の絞り状態が開放状態であり、前記第２の絞り状態が撮影のために絞り込んだ状態であることを特徴とする請求項９に記載のカメラ。
【請求項１１】
前記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子を有しており、
前記焦点検出手段は、前記撮像素子を前記焦点調節状態の検出のためのセンサとして用いていることを特徴とする請求項９又は１０に記載のカメラ。
【請求項１２】
フォーカスレンズと絞りとを含む撮影光学系と、
前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する、互いに検出方式が異なる第１および第２の焦点検出手段と、
前記フォーカスレンズの駆動により合焦を得るためのオートフォーカス制御を行う制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記絞りが第１の絞り状態にあるときの前記第１の焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動し、その後、前記絞りを前記第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態に設定し、該第２の絞り状態での前記第２の焦点検出手段による検出結果に基づいて前記フォーカスレンズを駆動することを特徴とするカメラ。
【請求項１３】
前記第１の絞り状態が開放状態であり、前記第２の絞り状態が撮影のために絞り込んだ状態であることを特徴とする請求項１２に記載のカメラ。
【請求項１４】
前記第１の焦点検出手段は位相差検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態の検出を行い、前記第２の焦点検出手段はコントラスト検出方式により前記撮影光学系の焦点調節状態の検出を行うことを特徴とする請求項１２又は１３に記載のカメラ。
【請求項１５】
前記撮影光学系により形成された被写体像を撮像する撮像素子を有しており、
前記第２の焦点検出手段は、前記撮像素子を前記焦点調節状態の検出のためのセンサとして用いていることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートフォーカス機能を備えたカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
撮影光学系には、通常、球面収差や軸上色収差が存在するため、撮影光学系によって理想的な結像を得ることは困難である。また、最も結像性能が高くなる最良像面は、絞り値によって変化する。
【０００３】
従来のカメラでは、撮影光学系の焦点調節状態の検出（焦点検出）は、通常、絞りの開放状態において行われるため、開放状態において最良像面がフィルム面又は撮像素子の受光面と一致するように合焦動作が行われる。したがって、絞りを絞り込むことにより画面全体での性能が向上するが、前述したように撮影光学系には球面収差が残存するので、絞り込んだときには最良像面位置が光軸方向に移動してフィルム面又は撮像素子の受光面からずれてしまう。すなわち、絞りを絞り込んだときに、ピント変動が生じてしまう。
【０００４】
特に、最近の撮影ズームレンズの高倍率化により、変倍による各レンズ群を通る光線の高さが大きく変動し、球面収差も大きく変動する。このため、絞りの絞り込み時に生ずる最良像面の変動も変倍によって大きくなる。
【０００５】
このような絞りの絞り込みによるピント変動を補正するための技術としては、特許文献１にて提案されたものがある。
【０００６】
この特許文献１にて提案のカメラでは、撮影光学系の焦点距離に対応する焦点距離情報と開口絞りの絞り径に対応する絞り情報と、予め記憶された所定の補正係数とを用いた演算によりピント調整量を求め、このピント調整量分フォーカスレンズを駆動する又は焦点検出結果に上記ピント調整量分を上乗せしてフォーカスレンズを駆動することにより、絞り径の変化に伴う最良像面のフィルム面に対するピント変動を変倍領域の全体に亘って補正する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平０９−０６１７０３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１にて提案のカメラにおける、絞りの絞り込みによるピント変動の補正は、記憶された補正係数データをもとにピント調整量が決定されるため、該補正係数データを記憶するためのメモリが必要となる。
【０００９】
また、撮影光学系の焦点距離に応じてピント調整量を変更する場合には、焦点距離を検出するエンコーダ等の検出誤差や、撮影レンズの製造誤差によるピント調整量のずれが発生する。
【００１０】
さらに、焦点検出後に絞りの絞り込み等の撮影準備動作を行うため、焦点検出から撮影開始までのタイムラグがあり、特に、移動する被写体を撮影する場合には、撮影中の合焦精度を保証できない場合がある。
【００１１】
一方、絞りの絞り込み後に焦点検出を行う場合、絞りの開放状態で焦点検出を行なう場合に比べて、焦点検出に用いられる被写体からの光量が少なくなるため、焦点検出センサ（例えば、ＣＣＤラインセンサ）の電荷蓄積時間が延びてしまう。この結果、合焦が得られるまでの時間の遅延につながり、オートフォーカスの高速化が図れない。
【００１２】
そこで、本発明は、絞りの絞り込みによるピント変動を補正するためのデータを記憶するメモリを不要とし、かつオートフォーカスの高速化を妨げずに、絞りの絞り込みによるピント変動を良好に補正することができるようにしたカメラを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のカメラでは、絞りが第１の絞り状態（例えば、開放状態）にあるときの焦点検出手段による検出結果に基づいてフォーカスレンズ駆動を行い、その後、絞りを第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態（例えば、撮影のために絞り込んだ状態）での焦点検出手段による検出結果に基づいてフォーカスレンズ駆動を行うようにしている。
【００１４】
すなわち、第１の絞り状態にて十分な光量を用いた短時間での焦点検出を行い、その検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動して第１の絞り状態での合焦を得た後、第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態での焦点検出結果に基づいて、絞り込みによるピント変動を補正するためのフォーカスレンズ駆動を行う。これにより、絞りの絞り込みによるピント変動を補正するためのデータを記憶するメモリが不要で、かつオートフォーカスの高速化を妨げずに、絞り込みによるピント変動を良好に補正でき、第２の絞り状態での合焦精度を高めることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示している。
【００１６】
図１において、１はカメラであり、２はカメラ１に対して着脱可能な交換レンズ（レンズ装置）である。
【００１７】
まず、交換レンズ２には、フォーカスレンズ８および絞り１０を含む撮影光学系が設けられている。９はフォーカスレンズ８を光軸方向に駆動するアクチュエータとしてのフォーカスモータであり、出力軸と一体化されたリードスクリューを回転させることにより、フォーカスレンズ８を光軸方向に駆動する。本実施形態では、フォーカスモータ９としてステッピングモータが用いられている。
【００１８】
２ａはカメラ１のマウント１ａに対して着脱可能に結合されるレンズ側マウントであり、後述するレンズ接点が設けられている。
【００１９】
カメラ１において、３は交換レンズ２の撮影光学系により結像した被写体像を光電変換し、撮影のための画像を取り込むとともに、焦点検出センサも兼ねる撮像素子である。この撮像素子３は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等により構成されている。
【００２０】
４はファインダー表示系であり、液晶表示素子５と、この液晶表示素子５に表示された画像を撮影者に観察させるための光学系６とにより構成されている。液晶表示素子５には、撮像素子３で取り込まれた画像を表示させる。
【００２１】
ここで、撮像素子３を焦点検出センサとした焦点検出について説明する。撮像素子３には、前面にマイクロレンズが２次元的に配列されており、このマイクロレンズ毎に一対の受光部が設けられている。そして、マイクロレンズによって受光部を撮影光学系の瞳に投影することで瞳を分割し、一対の受光部上に被写体の同一部位の２つの像を形成させる。焦点検出は、これら２つの像間の位置的位相差を撮像素子３の出力に基づいて検出し、これを撮影光学系のデフォーカス量に換算することによって行われる。これはいわゆる位相差検出方式の焦点検出と呼ばれるものである。
【００２２】
また、カメラ１に設けられたマウント１ａには、後述するカメラ接点が設けられている。
【００２３】
図２には、本実施形態のカメラシステムの電気的構成を示している。図２中、２００はカメラ１側の電気回路を、３００は交換レンズ２側の電気回路を示している。
【００２４】
カメラ１側の電気回路２００において、２０１はマイクロコンピュータで構成されるカメラＣＰＵであり、カメラ側電気回路２００の種々の動作を制御する。また、カメラＣＰＵ２０１は、カメラ接点２０２と装着された交換レンズ２側の電気回路３００に設けられたレンズ接点３０２とを介してレンズＣＰＵ３０１との通信を行なう通信コントローラ２０１ａを備えている。
【００２５】
カメラ接点２０２としては、レンズ２側に信号を伝達する信号伝達接点、レンズ２側に電源を供給する電源用接点がある。
【００２６】
２０３は外部より操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ２０１を立ち上げてシステム内の各回路やアクチュエータやセンサ等への電源供給およびシステムの動作を可能な状態とするためのスイッチである。
【００２７】
２０４は外部より操作可能な２段ストローク式のレリーズスイッチで、このレリーズスイッチ２０４からの信号はカメラＣＰＵ２０１に入力される。カメラＣＰＵ２０１は、レリーズスイッチ２０４の第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がＯＮすることにより撮影準備動作を行わせる。すなわち、測光回路２０５に被写体輝度の測定を行わせるとともに、焦点検出回路２０６に焦点検出動作を行わせる。
【００２８】
このとき、絞り１０は開放状態（第１の絞り状態）になっており、焦点検出回路２０６は絞り開放状態で焦点検出を行うことになる。そして、カメラＣＰＵ２０１は、このときの焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズ８（つまりはフォーカスモータ９）の駆動命令をレンズＣＰＵ３０１に送信する。
【００２９】
また、カメラＣＰＵ２０１は、レリーズスイッチ２０４の第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）がＯＮすることにより、レンズＣＰＵ３０１に対して、測光回路２０５による測光結果に基づいて絞り動作命令を送信するとともに、絞り１０の絞り込み動作が完了した（すなわち、第２の絞り状態となった）後は、再度、焦点検出回路２０６に焦点検出を行わせる。
【００３０】
このとき、焦点検出回路２０６の検出結果に基づいて算出したデフォーカス量が、絞り１０の絞り込みに伴うピント変動によって合焦許容値より大きくなった場合には、該デフォーカス量に基づいてフォーカスレンズ８の駆動命令をレンズＣＰＵ３０１に送信する。これにより、撮影のために絞り１０を絞り込むことにより生じたピント変動が補正される。
【００３１】
撮像駆動回路２０８はカメラＣＰＵ２０１からの撮像開始命令に応じて撮像素子３に被写体像の光電変換を行わせる。撮像素子３から出力された画像信号は、画像処理回路２１０で各種処理がなされた上で、ファインダー表示系４の液晶表示素子５に画像として表示されたり、圧縮処理されたりする。画像記録回路２１１は、カメラＣＰＵ２０１からの記録命令により、画像処理回路２１０で処理された画像情報をフラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録、保存する。
【００３２】
レンズ２側の電気回路３００において、レンズＣＰＵ３０１は、マイクロコンピュータで構成され、レンズ側電気回路３００の種々の動作を制御する。また、レンズＣＰＵ３０１は、レンズ接点３０２と装着された交換レンズ２側の電気回路３００に設けられたレンズ接点３０２とを介してカメラＣＰＵ２０１との通信を行なう通信コントローラ３０１ａを備えている。
【００３３】
レンズ接点３０２としては、カメラ１側に信号を伝達する信号伝達接点、カメラ１側から電源供給を受ける電源用接点がある。
【００３４】
３０３はフォーカス駆動回路であり、レンズＣＰＵ３０１からの駆動信号を受けてフォーカスモータ９を駆動する。
【００３５】
３０８は絞り１０に設けられた絞り羽根（図示せず）を駆動する絞りアクチュエータであり、３０７はカメラＣＰＵ２０１から送信された絞り動作命令に応じてレンズＣＰＵ３０１から出力される駆動信号を受けて絞りアクチュエータ３０８を駆動する絞り駆動回路である。
【００３６】
図３には、カメラＣＰＵ２０１の主要動作を表したフローチャートを示している。
【００３７】
まず、カメラ１の電源スイッチ２０３がＯＮされると、カメラＣＰＵ２０１が動作を開始するとともに、レンズ２側への電源供給が開始される（ステップ〈図ではＳと略す〉５００１）。また、カメラＣＰＵ２０１は、レンズＣＰＵ３０１との通信が可能な状態となる。さらに、カメラＣＰＵ２０１は、撮像駆動回路２０８に撮像開始命令を出力し、撮像素子３による被写体像の光電変換を開始させる。
【００３８】
次に、カメラＣＰＵ２０１は、レリーズスイッチ２０４からＳＷ１のＯＮ信号が入力されたか否かを判別する（ステップ５００２）。
【００３９】
ＳＷ１のＯＮ信号が入力されていれば、測光回路２０５に測光を行わせ、測光出力に基づいて絞り値および露光時間（不図示のシャッタの動作スピード又は撮像素子３の電荷蓄積時間）を決定する。また、カメラＣＰＵ２０１は、焦点検出回路２０６からの出力に基づいてデフォーカス量（Ｄｅｆ）を求め、合焦を得るために必要なフォーカスレンズ８の目標駆動量（実際にはフォーカスモータ９の回転量を表すパルス数）を演算する（ステップ５００３）。
【００４０】
そして、演算したフォーカスレンズ８の目標駆動量（駆動方向を含む）の情報をフォーカス駆動命令としてレンズＣＰＵ３０１に送信する（ステップ５００４）。フォーカス駆動命令を受信したレンズＣＰＵ３０１は、フォーカス駆動回路３０３を通じて上記目標駆動量分、フォーカスモータ９を駆動する。なお、フォーカスモータ９の回転量は、不図示の回転検出ユニットからモータ回転に応じて出力されるパルス信号をカウントすることにより検出され、このパルスカウント値が上記目標駆動量のパルス数に到達するようにモータ９が駆動される。これにより、絞り１０が開放となった状態での合焦が得られることになる。
【００４１】
次に、カメラＣＰＵ２０１は、レリーズスイッチ２０４からＳＷ２のＯＮ信号が入力されているか否かを判別する（ステップ５００５）。ＳＷ２のＯＮ信号が入力されていなければ、ステップ５０１２に進み、ここでＳＷ１のＯＮ信号も入力されていないと判別したときはステップ５００２に戻る。また、ステップ５０１２で、ＳＷ２のＯＮ信号は入力されていないが、ＳＷ１のＯＮ信号が入力されていると判別したときは、ステップＳ５００５へ戻る。
【００４２】
一方、ステップ５００５で、ＳＷ２のＯＮ信号が入力されていると判別したときは、カメラＣＰＵ２０１は、ステップ５００３にて決定した絞り値になるよう絞り１０を絞り込み動作させるための絞り動作命令をレンズＣＰＵ３０１に送信する（ステップ５００６）。絞り動作命令を受信したレンズＣＰＵ３０１は、絞り駆動回路３０７を通じて絞りアクチュエータ３０８を駆動し、上記決定された絞り値まで絞り１０を絞り込む。
【００４３】
次に、カメラＣＰＵ２０１は、焦点検出回路２０６からの出力に基づいてデフォーカス量（Ｄｅｆ）を求める（ステップ５００７）。ここで求められたデフォーカス量には、先の絞り１０の絞り込みに伴うピント変動分が含まれている。
【００４４】
そして、カメラＣＰＵ２０１は、ステップ５００７で求められたデフォーカス量（Ｄｅｆ）を合焦許容値（α）と比較して合焦判定を行う（ステップ５００８）。ここで、デフォーカス量（Ｄｅｆ）が合焦許容値（α）よりも大きければ、すなわち合焦していないと判別したときは、ステップ５００９に進み、デフォーカス量（Ｄｅｆ）が合焦許容値（α）以下となるようにフォーカスレンズ８の目標駆動量を演算して、その情報（フォーカス駆動命令）をレンズＣＰＵ３０１に送信する。フォーカス駆動命令を受信したレンズＣＰＵ３０１は、フォーカス駆動回路３０３を通じて上記目標駆動量分、フォーカスモータ９を駆動する。これにより、絞り１０を撮影に適した絞り値まで絞り込んだ状態での合焦が得られる。
【００４５】
ここで、本実施形態では、絞り１０の絞り込み後に再度、焦点検出を行ってフォーカスレンズ８を駆動するが、このときのフォーカスレンズ８の合焦位置からのずれは、先に焦点検出とフォーカスレンズ駆動により概ね合焦状態を得ているため、ごくわずかなものと考えられる。したがって、この再度の焦点検出によるフォーカスレンズ８の駆動量は微小であり、オートフォーカスの高速化を阻害するものではない。
【００４６】
なお、ステップ５００８で、デフォーカス量（Ｄｅｆ）が合焦許容値（α）以下のときは、既に合焦が得られているので、ステップ５０１０にスキップする。
【００４７】
ステップ５０１０では、カメラＣＰＵ２０１は、画像記録回路２１１に、撮像素子３で光電変換されて画像処理回路２１０で処理された画像情報の上記記録媒体への記録動作を行わせる。そして、カメラＣＰＵ２０１は、カメラＣＰＵ２０１内のタイマーにより所定時間をカウントし（ステップ５０１１）、その後、ステップ５０１２でＳＷ１のＯＮ信号が入力されていればステップ５００５に戻り、ＳＷ１のＯＮ信号が入力されていなければステップ５００２に戻る。
【００４８】
こうして電源スイッチ２０３がＯＦＦされるまで上記一連の動作を繰り返し、電源スイッチ２０３がＯＦＦされると、カメラＣＰＵ２０１はレンズＣＰＵ３０１との通信を終了するとともに、その動作を停止する。カメラ１からレンズ２への電源供給も終了する。
【００４９】
なお、本実施形態では、レンズ交換式のデジタルカメラシステムについて説明したが、本発明はレンズ一体型のデジタルカメラにも適用することができる。この場合、レンズＣＰＵの機能が付加されたカメラＣＰＵは、絞りが開放状態にあるときの焦点検出回路による検出結果に基づいて、フォーカスレンズを駆動し、その後、絞りを絞り込んで、この絞り込んだ状態での焦点検出回路による検出結果に基づいて合焦判定を行い、非合焦と判定したときは、この絞り込んだ状態での焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動し、最終的な合焦を得る。
【００５０】
（第２実施形態）
図４には、本発明の第２実施形態であるレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示している。
【００５１】
図４において、５１はカメラであり、５２はカメラ５１に対して着脱可能な交換レンズ（レンズ装置）である。
【００５２】
まず、交換レンズ５２には、フォーカスレンズ５８および絞り６０を含む撮影光学系が設けられている。５９はフォーカスレンズ５８を光軸方向に駆動するアクチュエータとしてのフォーカスモータである。本実施形態では、フォーカスモータ５９としてステッピングモータが用いられている。５２ａはカメラ５１のマウント５１ａに対して着脱可能に結合されるレンズ側マウントであり、後述するレンズ接点が設けられている。
【００５３】
カメラ５１において、５３は交換レンズ５２の撮影光学系により結像した被写体像を光電変換し、撮影のための画像を取り込むとともに、コントラスト検出方式の焦点検出センサも兼ねる撮像素子である。この撮像素子５３は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等により構成されている。
【００５４】
コントラスト検出方式によりる焦点検出は、撮像素子５３から出力された画像信号から高周波成分を抽出することにより行われる。そして、その高周波成分のピークが最大となるようにフォーカスレンズ５８を移動させることにより、合焦が得られる。本実施形態の場合、位相差検出方式により焦点検出は、ファインダー光学系に導かれた撮影光束の一部を用いて撮影系とは別の系で行う一方、コントラスト検出方式の焦点検出は撮影画像を取り込むための撮像素子５３をセンサとして用いているため、上記位相差検出方式による焦点検出に比べて、きわめて高精度に焦点検出を行うことが可能である。
【００５５】
５４はクイックリターンミラーであり、ハーフミラーにより構成されている。クイックリターンミラー５４は、撮影開始前は撮影光路上に配置され、撮影光学系からの光束の一部を撮像素子５３に、残りをファインダー光学系に向けて反射する。一方、撮影時は撮影光路から退避する。
【００５６】
ファインダー光学系は、ペンタプリズム５５、接眼レンズ５６により構成されている。ペンタプリズム５５では、入射した光束の一部を位相差検出方式の焦点検出ユニット５７に分光する。焦点検出ユニット５７は、入射した光束を２つの光束に分割するコンデンサレンズ５７ａと、これら分割されたそれぞれの光束を再結像させる２つのセパレータレンズ５７ｂと、結像された２つの像をそれぞれ光電変換する一対のＣＣＤラインセンサ５７ｃとから構成されている。この焦点検出ユニット５７による位相差検出方式の焦点検出の原理は第１実施形態と同様である。
【００５７】
図５には、本実施形態のカメラシステムの電気的構成を示している。図２中、２００’はカメラ５１側の電気回路を、３００は交換レンズ５２側の電気回路を示している。交換レンズ側電気回路３００は第１実施形態と同じである。
【００５８】
また、カメラ側電気回路２００’は、焦点検出回路として、位相差検出方式による焦点検出を行う第１の焦点検出回路４０１と、コントラスト検出方式による焦点検出を行う第２の焦点検出回路４０２とを有する点およびカメラＣＰＵ２０１’が両焦点検出回路４０１，４０２に対応するよう構成されている点で第１実施形態のカメラ側電気回路２００と異なるが、他の回路構成は第１実施形態のカメラ側電気回路２００と同じである。なお、本実施形態において、第１実施形態と同じ回路構成要素には第１実施形態と同符号を付して説明に代える。
【００５９】
カメラ５１では、レリーズスイッチ２０４の第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）がＯＮすることにより撮影準備動作を行わせる。すなわち、測光回路２０５に被写体輝度の測定を行わせるとともに、第１の焦点検出回路４０１に焦点検出動作を行わせる。
【００６０】
このとき、絞り６０は開放状態（第１の絞り状態）になっており、第１の焦点検出回路４０１は絞り開放状態で焦点検出を行うことになる。そして、カメラＣＰＵ２０１’は、このときの焦点検出結果に基づいてフォーカスレンズ５８（つまりはフォーカスモータ５９）の駆動命令をレンズＣＰＵ３０１に送信する。
【００６１】
また、カメラＣＰＵ２０１’は、レリーズスイッチ２０４の第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）がＯＮすることにより、レンズＣＰＵ３０１に対して、測光回路２０５による測光結果に基づいて絞り動作命令を送信するとともに、絞り６０の絞り込み動作が完了した（すなわち、第２の絞り状態となった）後は、第２の焦点検出回路４０２に焦点検出を行わせる。
【００６２】
このとき、第２の焦点検出回路４０２の検出結果、すなわち撮像素子５３からの出力信号の高周波成分のピーク値が最大となるように、フォーカスレンズ５８（つまりはフォーカスモータ５９）の駆動命令をレンズＣＰＵ３０１に送信する。これにより、撮影のために絞り６０を絞り込むことにより生じたピント変動が補正される。その後のカメラ側での動作は、第１実施形態と同様である。
【００６３】
図６には、カメラＣＰＵ２０１の主要動作を表したフローチャートを示している。まず、カメラ５１の電源スイッチ２０３がＯＮされると、カメラＣＰＵ２０１’が動作を開始するとともに、レンズ５２側への電源供給が開始される（ステップ〈図ではＳと略す〉６００１）。また、カメラＣＰＵ２０１’は、レンズＣＰＵ３０１との通信が可能な状態となる。さらに、カメラＣＰＵ２０１’は、撮像駆動回路２０８に撮像開始命令を出力し、撮像素子５３による被写体像の光電変換を開始させる。
【００６４】
次に、カメラＣＰＵ２０１’は、レリーズスイッチ２０４からＳＷ１のＯＮ信号が入力されたか否かを判別する（ステップ６００２）。
【００６５】
ＳＷ１のＯＮ信号が入力されていれば、測光回路２０５に測光を行わせ、測光出力に基づいて絞り値および露光時間（不図示のシャッタの動作スピード又は撮像素子５３の電荷蓄積時間）を決定する。また、カメラＣＰＵ２０１’は、位相差検出方式により焦点検出を行う第１の焦点検出回路４０２からの出力に基づいてデフォーカス量（Ｄｅｆ）を求め、合焦を得るために必要なフォーカスレンズ５８の目標駆動量（実際にはフォーカスモータ５９の回転量を表すパルス数）を演算する（ステップ６００３）。
【００６６】
そして、演算したフォーカスレンズ５８の目標駆動量（駆動方向を含む）の情報をフォーカス駆動命令としてレンズＣＰＵ３０１に送信する（ステップ６００４）。フォーカス駆動命令を受信したレンズＣＰＵ３０１は、フォーカス駆動回路３０３を通じて上記目標駆動量分、フォーカスモータ５９を駆動する。なお、フォーカスモータ５９の回転量は、不図示の回転検出ユニットからモータ回転に応じて出力されるパルス信号をカウントすることにより検出され、このパルスカウント値が上記目標駆動量のパルス数に到達するようにモータ５９が駆動される。これにより、絞り６０が開放となった状態での合焦が得られることになる。
【００６７】
次に、カメラＣＰＵ２０１’は、レリーズスイッチ２０４からＳＷ２のＯＮ信号が入力されているか否かを判別する（ステップ６００５）。ＳＷ２のＯＮ信号が入力されていなければ、ステップ６０１１に進み、ここでＳＷ１のＯＮ信号も入力されていないと判別したときはステップ６００２に戻る。また、ステップ６０１１で、ＳＷ２のＯＮ信号は入力されていないが、ＳＷ１のＯＮ信号が入力されていると判別したときは、ステップＳ６００５へ戻る。
【００６８】
一方、ステップ６００５で、ＳＷ２のＯＮ信号が入力されていると判別したときは、カメラＣＰＵ２０１’は、ステップ６００３にて決定した絞り値になるよう絞り６０を絞り込み動作させるための絞り動作命令をレンズＣＰＵ３０１に送信する（ステップ６００６）。絞り動作命令を受信したレンズＣＰＵ３０１は、絞り駆動回路３０７を通じて絞りアクチュエータ３０８を駆動し、上記決定された絞り値まで絞り６０を絞り込む。
【００６９】
次に、カメラＣＰＵ２０１’は、第２の焦点検出回路４０２からの出力に基づいてコントラスト方式の焦点検出が開始され、撮像素子５３上に形成された被写体像のコントラストを評価するため、被写体像の高周波成分の抽出を行う（Ｓ６００７）。そして、高周波成分の最大値が検出されるまで、所定の駆動量、フォーカスレンズ５８を駆動させるためのフォーカス駆動命令を送信レンズＣＰＵ３０１にする（Ｓ６００８）。フォーカス駆動命令を受けたレンズＣＰＵ３０１は、フォーカス駆動回路３０７を通じてフォーカスモータ５９を駆動し、上記所定の駆動量ずつフォーカスレンズ５８を移動させる。こうして高周波成分の最大値が検出されると（すなわち、合焦したことが検出がなされると）、ステップ６００９に進む。
【００７０】
ここで、以上説明したように、絞りが開放の状態で第一の焦点検出を行い、その第一の焦点検出出力をもとにレンズの駆動を行い、その後、露光のための絞り値まで絞り込んだ状態で第二の焦点検出を行い、その第二の焦点検出出力をもとにレンズの駆動を行いピント補正を行うようにしたことにより、開放状態で最初の焦点検出を行い、その結果に基づきレンズ駆動を行なうことで、光の蓄積時間を短縮した結果、ディフォーカス量が大きく、合焦位置が見つからずに焦点検出を行いながらレンズを駆動する場合でも高速でレンズを駆動できるので、オートフォーカスの高速化が図れる。
【００７１】
ここで、本実施形態では、絞り６０の絞り込み後に再度、焦点検出を行ってフォーカスレンズ５８を駆動するが、このときのフォーカスレンズ５８の合焦位置からのずれは、先に焦点検出とフォーカスレンズ駆動により概ね合焦状態を得ているため、ごくわずかなものと考えられる。したがって、この再度の焦点検出によるフォーカスレンズ５８の駆動量は微小であり、オートフォーカスの高速化を阻害するものではない。
【００７２】
ステップ６００９では、カメラＣＰＵ２０１’は、画像記録回路２１１に、撮像素子５３で光電変換されて画像処理回路２１０で処理された画像情報の上記記録媒体への記録動作を行わせる。そして、カメラＣＰＵ２０１’は、カメラＣＰＵ２０１内のタイマーにより所定時間をカウントし（ステップ６０１０）、その後、ステップ６０１１でＳＷ１のＯＮ信号が入力されていればステップ６００５に戻り、ＳＷ１のＯＮ信号が入力されていなければステップ６００２に戻る。
【００７３】
こうして電源スイッチ２０３がＯＦＦされるまで上記一連の動作を繰り返し、電源スイッチ２０３がＯＦＦされると、カメラＣＰＵ２０１’はレンズＣＰＵ３０１との通信を終了するとともに、その動作を停止する。カメラ５１からレンズ５２への電源供給も終了する。
【００７４】
なお、本実施形態では、レンズ交換式のデジタルカメラシステムについて説明したが、本発明はレンズ一体型のデジタルカメラにも適用することができる。この場合、レンズＣＰＵの機能が付加されたカメラＣＰＵは、絞りが開放状態にあるときの第１の焦点検出回路による検出結果に基づいて、フォーカスレンズを駆動し、その後、絞りを絞り込んで、この絞り込んだ状態での第２の焦点検出回路による検出結果に基づいて、フォーカスレンズを駆動し、最終的な合焦を得る。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、第１の絞り状態にて十分な光量を用いた短時間での焦点検出を行い、その検出結果に基づいてフォーカスレンズを駆動して第１の絞り状態での合焦を得た後、第１の絞り状態よりも絞り込んだ第２の絞り状態での焦点検出結果に基づいて、絞り込みによるピント変動を補正するためのフォーカスレンズ駆動を行う。したがって、本発明によれば、絞りの絞り込みによるピント変動を補正するためのデータを記憶するメモリが不要で、かつオートフォーカスの高速化を妨げずに、絞り込みによるピント変動を良好に補正でき、第２の絞り状態での合焦精度を高めることができる。すなちわ、オートフォーカスの高速化と高精度化の両立を実現できる。
【００７６】
また、撮影準備動作がほぼ完了した状態で焦点検出を行えるため、合焦動作から撮影開始までの時間を短縮でき、移動する被写体に対してもより精度の高い合焦を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるレンズ交換式デジタルカメラの断面図である。
【図２】上記第１実施形態のデジタルカメラシステムの電気回路構成を示すブロック図である。
【図３】上記第１実施形態のデジタルカメラシステムのカメラＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態であるレンズ交換式デジタルカメラの断面図である。
【図５】上記第２実施形態のデジタルカメラシステムの電気回路構成を示すブロック図である。
【図６】上記第２実施形態のデジタルカメラシステムのカメラＣＰＵの動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１，５１　　カメラ
２，５２　　交換レンズ
３，５３　　撮像素子
５　　液晶表示部
８，５８　　フォーカスレンズ
９，５９　　　　フォーカスモータ
１０，６０　　絞り
【図１】
2004109691.tif 000003
【図２】
2004109691.tif 000004
【図３】
2004109691.tif 000005
【図４】
2004109691.tif 000006
【図５】
2004109691.tif 000007
【図６】
2004109691.tif 000008