(57)【要約】【課題】  本発明は、任意の交換式レンズが装着された場合でもオートフォーカス機能を適正に機能させるようにする。【解決手段】  本発明は、カメラ本体部の制御手段が、装着された交換式レンズ部からフォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を取得し、フォーカス調整用レンズを当該最大駆動速度で微少駆動することにより当該フォーカス調整用レンズを追従し得る最高速度で駆動し、さらに最大駆動速度及び駆動遅れ時間に基づいて、フォーカス調整用レンズが移動期間内に移動完了できないと判定したとき、フォーカス調整用レンズが移動期間内に移動できる量までフォーカス調整用レンズの駆動量を低減することにより、装着された交換式レンズ部の性能を最大限に発揮してオートフォーカス機能を適正に機能させることができる。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ本体部と、当該カメラ本体部と着脱自在に取り付けられた交換式レンズ部とからなるビデオカメラであって、
上記交換式レンズ部には、絞りと、フォーカス調整用レンズを駆動する駆動手段と、当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を記憶した特性記憶手段とを具え、
上記カメラ本体部には、上記駆動手段を介して上記フォーカス調整用レンズを微小駆動させて撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、上記撮像面における許容錯乱円径と上記絞りの絞り値とに基づいてフォーカス調整用レンズの駆動量を算出し、当該フォーカス調整用レンズが上記特性記憶手段から取得した上記最大駆動速度で上記駆動量だけ移動するように上記駆動手段を制御する制御手段を具える
ことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項２】
上記制御手段は、上記特性記憶手段から取得した上記最大駆動速度及び上記駆動遅れ時間と上記算出した駆動量とに基づいて、当該フォーカス調整用レンズが上記移動期間内に上記駆動量まで移動できないと判定したとき、当該フォーカス調整用レンズが上記移動期間内に移動できる量まで上記駆動量を低減する
ことを特徴とする請求項１に記載のビデオカメラ。
【請求項３】
カメラ本体部に設けられた制御部によって、当該カメラ本体部と着脱自在に設けられた交換式レンズ部のフォーカス調整用レンズを微小駆動させて撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、上記撮像面における許容錯乱円径と、上記交換式レンズ部の絞り値とに基づいて上記フォーカス調整用レンズの駆動量を算出する駆動量算出ステップと、
上記フォーカス調整用レンズを、上記交換式レンズ部から取得した当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度で上記駆動量だけ移動させる駆動制御ステップと
を具えることを特徴とするレンズ駆動制御方法。
【請求項４】
上記交換式レンズ部から取得した上記最大駆動速度及び上記駆動遅れ時間と上記算出した駆動量とに基づいて、当該フォーカス調整用レンズが上記移動期間内に上記駆動量まで移動できないと判定したとき、当該フォーカス調整用レンズが上記移動期間内に移動できる量まで上記駆動量を低減する駆動量低減ステップ
を具えることを特徴とする請求項３に記載のレンズ駆動制御方法。
【請求項５】
絞りと、フォーカス調整用レンズを駆動する駆動手段と、当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を記憶した特性記憶手段とを有する交換式レンズ部を装着して使用するようになされたカメラ本体部において、
上記駆動手段を介して上記フォーカス調整用レンズを微小駆動させて撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、上記撮像面における許容錯乱円径と上記絞りの絞り値とに基づいてフォーカス調整用レンズの駆動量を算出し、当該フォーカス調整用レンズが上記特性記憶手段から取得した上記最大駆動速度で上記駆動量だけ移動するように上記駆動手段を制御する制御手段
を具えることを特徴とするカメラ本体部。
【請求項６】
上記制御手段は、上記特性記憶手段から取得した上記最大駆動速度及び上記駆動遅れ時間と上記算出した駆動量とに基づいて、当該フォーカス調整用レンズが上記移動期間内に上記駆動量まで移動できないと判定したとき、当該フォーカス調整用レンズが上記移動期間内に移動できる量まで上記駆動量を低減する
ことを特徴とする請求項５に記載のカメラ本体部。
【請求項７】
絞りと、
フォーカス調整用レンズを駆動する駆動手段と、
当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を記憶した特性記憶手段  と
を具え、
上記駆動手段は、カメラ本体部に設けられた撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、上記撮像面における許容錯乱円径と、上記絞りの絞り値と、上記最大駆動速度とに基づいて当該カメラ本体部が算出した制御信号に応じて上記フォーカス調整用レンズを駆動する
ことを特徴とする交換式レンズ部。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はビデオカメラに関し、例えばカメラ本体部と交換式レンズ部とが着脱自在に取り付けられた放送・業務用ディジタルビデオカメラに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用ビデオカメラにおいては、被写体との距離に応じてフォーカス調整用レンズの位置を自動的に変化させることにより当該被写体に対してフォーカスを合わせるオートフォーカス（ＡＦ）機能が搭載されており、手動によるフォーカス調整を行うことなく当該被写体に対してフォーカスを正確に合わせることができるようになされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この家庭用ビデオカメラには、ＴＴＬ(Through the Lens)山登り方式を採用しているものがあり、例えばフォーカスが合焦点から大きく外れている場合、撮像信号に含まれる高周波成分を抽出し、当該高周波成分のレベルが最大となる箇所を探索することにより、おおよその合焦点位置を探索（以下これを全体探索と呼ぶ）し得るようになされている。
【０００４】
例えば図７（Ａ）に示すように、家庭用ビデオカメラは、フォーカス調整用レンズを、移動可能範囲の一端であるｈ２側から他端であるｈ１側まで移動させながら、フィールド周期に対応した１／６０秒間隔毎に撮像した撮像信号を順次生成する。
【０００５】
続いて家庭用ビデオカメラは、各撮像信号に含まれる高周波成分（以下これを評価値ｖと呼ぶ）をそれぞれ抽出し、例えばフォーカス調整用レンズの位置ｘ３及びｘ４における連続した２つの当該評価値ｖ３及びｖ４が共に所定の閾値ｖｔ以上で、かつその差分値ｖｄ４が所定値以下となる位置ｘ４を当該評価値ｖの極大値近傍と見なし、このフォーカス調整用レンズの位置ｘ４をおおよその合焦点位置と判定するようになされている。
【０００６】
ところで家庭用ビデオカメラは、全体探索を行う際の時間を短縮するためにフォーカス調整用レンズの駆動速度を速くすると、撮像間隔が１／６０秒に固定されていることから、撮像時におけるフォーカス調整用レンズのそれぞれの位置間隔（以下これを全体探索移動量ΔＸ´と呼ぶ）も大きくなるものの、絞り値が比較的大きく焦点深度が深いことにより評価値ｖの特性曲線が比較的緩やかに変化しているために、連続した２つの当該評価値ｖ３及びｖ４が共に所定の閾値ｖｔ以上で、かつその差分ｖｄ４が所定値以下となる位置ｘ４をおおよその合焦点位置として見逃すことなく検出することができる。
【０００７】
しかし家庭用ビデオカメラは、図７（Ｂ）に示すように、絞り値が比較的小さく焦点深度が浅いときに、同様にフォーカス調整用レンズの移動速度が速く全体探索移動量ΔＸ´も大きいと、評価値ｖ１１〜ｖ１６によっては極大値を検出することができず、おおよその合焦点位置を見逃してしまうことになる。
【０００８】
そこで家庭用ビデオカメラは、全体探索を行う際のフォーカス調整用レンズの移動速度を焦点深度に応じた最適な値に変化させるようになされており、例えば図７（Ｃ）に示すように、絞り値が小さく焦点深度が浅いときには全体探索移動量ΔＸ´を小さくしてフォーカス調整用レンズの移動速度を遅くすることにより、評価値ｖ３１を極大値として検出することができ、当該評価値ｖ３１に対応した位置ｘ３１をおおよその合焦点位置として認識することができる。
【０００９】
続いて家庭用ビデオカメラは、おおよその合焦点位置と判断したフォーカス調整用レンズの位置ｘ３１に当該フォーカス調整用レンズを移動させた後、フォーカス調整用レンズを当該おおよその合焦点位置ｘ３１を中心として微少振幅で前後に往復移動させる（これをウォブリングと呼ぶ）。そして家庭用ビデオカメラは、フォーカス調整用レンズの振幅端における撮像信号の高周波成分を評価値として順次取得し、当該取得した評価値に基づいて最終的にフォーカスを合わせるようになされている。
【００１０】
ところで家庭用ビデオカメラは、カメラ本体からレンズ部が分離し得ないように構成されているため、フォーカス調整用レンズの最大駆動速度や駆動遅れといった動作特性を、固定的な値として扱うことができる。
【００１１】
従って家庭用ビデオカメラでは、この動作特性に基づいて当該レンズ部におけるフォーカス調整用レンズの駆動制御を最適化し、合焦点位置の探索を短時間で実行し得るようになされている。
【００１２】
ところで、テレビジョン放送局で用いられる放送・業務用ビデオカメラにおいては、熟練した専門の撮影者（いわゆるカメラマン）がフォーカスを手動で正確に調整するようになされているため、オートフォーカス機能を搭載していなかった。
【００１３】
またこのような放送・業務用ビデオカメラでは、カメラ本体部とレンズ部（以下これを交換式レンズ部と呼ぶ）とを分離可能に構成して当該交換式レンズ部を随時交換することにより、撮影状況に適した交換式レンズ部を装着して最適な映像を撮影し得るようになされている。
【特許文献１】特開平９−３３７９１号公報（第２頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら近年では、従来の標準画質（SD:Standard Definition）方式による地上アナログ放送に加えて、解像度が高い高精細画質（HD：High Definition）方式を採用したＢＳディジタルテレビジョン放送や地上ディジタルテレビジョン放送が開始されているため、撮像時においてカメラマンの目視に頼ったフォーカス調整だけでは完全にフォーカスを合わせることができなかった場合、表示映像上でのピントずれが、従来に比べて目立ってしまう。
【００１５】
そこで、このような放送・業務用ビデオカメラにおいても従来の家庭用ビデオカメラ等と同様にオートフォーカス機能を搭載することにより、カメラマンのフォーカス調整だけに頼るのではなく、当該オートフォーカス機能も駆使してフォーカスを正確に合わせる方式が提案されている。
【００１６】
ところが交換式オートフォーカスレンズ部は、そのレンズ構成、焦点距離やズーム倍率等に応じてフォーカス調整用レンズの動作特性が異なる。このため交換式オートフォーカスレンズ部を装着する放送・業務用ビデオカメラは、従来の家庭用ビデオカメラのようなフォーカス調整用レンズの動作特性に応じた駆動制御の最適化が困難である。
【００１７】
特に、上述したウォブリングの際にはフォーカス調整用レンズを高速かつ微少に往復駆動する必要があるが、交換式オートフォーカスレンズ部の種類によってはフォーカス調整用レンズの動きがウォブリング命令に追従できず、カメラ側の意図したウォブリングを行い得なくなることがあるという問題があった。
【００１８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、任意の交換式レンズ部が装着された場合でもオートフォーカス機能を適正に機能させることができるビデオカメラを提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
かかる課題を解決するため本発明のビデオカメラにおいては、カメラ本体部と、当該カメラ本体部と着脱自在に取り付けられた交換式レンズ部とからなるビデオカメラであって、交換式レンズ部には、絞りと、フォーカス調整用レンズを駆動する駆動手段と、当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を記憶した特性記憶手段とを設け、カメラ本体部には、駆動手段を介してフォーカス調整用レンズを微小駆動させて撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、撮像面における許容錯乱円径と絞りの絞り値とに基づいてフォーカス調整用レンズの駆動量を算出し、当該フォーカス調整用レンズが特性記憶手段から取得した最大駆動速度で駆動量だけ移動するように駆動手段を制御する制御手段を設けるようにする。
【００２０】
さらに本発明のビデオカメラにおいては、制御手段が、特性記憶手段から取得した最大駆動速度及び駆動遅れ時間と算出した駆動量とに基づいて、当該フォーカス調整用レンズが移動期間内に駆動量まで移動できないと判定したとき、当該フォーカス調整用レンズが移動期間内に移動できる量まで駆動量を低減するようにする。
【００２１】
これによりカメラ本体部は、どのような交換式レンズ部が装着された場合であっても、フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間に基づいて、交換式レンズ部の性能を最大限に発揮してフォーカス調整用レンズを微小駆動させることができる。
【００２２】
また本発明のレンズ駆動制御方法においては、カメラ本体部に設けられた制御部によって、当該カメラ本体部と着脱自在に設けられた交換式レンズ部のフォーカス調整用レンズを微小駆動させて撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、撮像面における許容錯乱円径と、交換式レンズ部の絞り値とに基づいてフォーカス調整用レンズの駆動量を算出する駆動量算出ステップと、フォーカス調整用レンズを、交換式レンズ部から取得した当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度で駆動量だけ移動させる駆動制御ステップとを設けるようにする。
【００２３】
さらに本発明のレンズ駆動制御方法においては、交換式レンズ部から取得した最大駆動速度及び駆動遅れ時間と算出した駆動量とに基づいて、当該フォーカス調整用レンズが移動期間内に算出した駆動量まで移動できないと判定したとき、当該フォーカス調整用レンズが移動期間内に移動できる量まで駆動量を低減する駆動量低減ステップを設けるようにする。
【００２４】
これにより、カメラ本体部にどのような交換式レンズ部が装着された場合であっても、フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間に基づいて、交換式レンズ部の性能を最大限に発揮してフォーカス調整用レンズを微小駆動させることができる。
【００２５】
また本発明のカメラ本体部においては、絞りと、フォーカス調整用レンズを駆動する駆動手段と、当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を記憶した特性記憶手段とを有する交換式レンズ部を装着して使用するようになされたカメラ本体部において、駆動手段を介してフォーカス調整用レンズを微小駆動させて撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、撮像面における許容錯乱円径と絞りの絞り値とに基づいてフォーカス調整用レンズの駆動量を算出し、当該フォーカス調整用レンズが特性記憶手段から取得した最大駆動速度で上記駆動量だけ移動するように駆動手段を制御する制御手段を設けるようにした。
【００２６】
さらに本発明のカメラ本体部においては、制御手段は、特性記憶手段から取得した最大駆動速度及び駆動遅れ時間と算出した駆動量とに基づいて、当該フォーカス調整用レンズが移動期間内に駆動量まで移動できないと判定したとき、当該フォーカス調整用レンズが移動期間内に移動できる量まで駆動量を低減するようにした。
【００２７】
これによりカメラ本体部は、どのような交換式レンズ部が装着された場合であっても、フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間に基づいて、交換式レンズ部の性能を最大限に発揮してフォーカス調整用レンズを微小駆動させることができる。
【００２８】
また本発明の交換式レンズ部においては、絞りと、フォーカス調整用レンズを駆動する駆動手段と、当該フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を記憶した特性記憶手段と設け、駆動手段は、カメラ本体部に設けられた撮像手段の撮像面における合焦方向を認識するため、撮像面における許容錯乱円径と、絞りの絞り値と、最大駆動速度とに基づいて当該カメラ本体部が算出した制御信号に応じてフォーカス調整用レンズを駆動するようにした。
【００２９】
これにより交換式レンズ部は、フォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間をカメラ本体部に供給するだけで、その性能を最大限に発揮してフォーカス調整用レンズを微小駆動させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、カメラ本体部の制御手段が、装着された交換式レンズ部からフォーカス調整用レンズの最大駆動速度及び駆動遅れ時間を取得し、フォーカス調整用レンズを当該最大駆動速度で微少駆動することにより、フォーカス調整用レンズを追従し得る最高速度で駆動し、さらに最大駆動速度及び駆動遅れ時間に基づいて、フォーカス調整用レンズが移動期間内に移動完了できないと判定したとき、フォーカス調整用レンズが移動期間内に移動できる量までフォーカス調整用レンズの駆動量を低減することにより、当該交換式レンズ部の性能を最大限に発揮してオートフォーカス機能を適正に機能させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００３２】
（１）オートフォーカス機能付ビデオカメラの全体構成
図１及び図２において、１は全体としてＨＤＶＳ(High Definition Video System)対応の放送・業務用に用いられる本発明のオートフォーカス機能付ビデオカメラを示し、カメラ本体部２と交換式ＡＦ(Auto Focus)レンズ部３とが着脱自在に取り付けられて構成されている。
【００３３】
カメラ本体部２にはハンドル状の把持部４が設けられると共に、音声集音用のマイクロフォン５及びビューファインダ６が設けられている。
【００３４】
交換式ＡＦレンズ部３では、フォーカス調整用レンズ（図示せず）が後玉の位置に内蔵され、鏡筒１１にフォーカスリング９が取り付けられた構成のレンズ部７と、当該フォーカスリング９に対するユーザの操作に応じて当該フォーカス調整用レンズを動かすことによりフォーカス調整するためのレンズコントロールユニット８によって構成されている。なおレンズ部７にはフード１２が取り付けられている。
【００３５】
また交換式ＡＦレンズ部３のレンズコントロールユニット８は、カメラ本体部２に対して取り付けられた状態で当該カメラ本体部２から電力の供給を受け、その電力を基にフォーカス調整等を実行するようになされている。
【００３６】
かかる構成のオートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、交換式ＡＦレンズ部３を着脱自在に取り外すことが可能であるため、当該交換式ＡＦレンズ部３とはズーム比率の異なる他の交換式ＡＦレンズ部と容易に交換して用いることができるようになされている。
【００３７】
またオートフォーカス機能付ビデオカメラ１では、交換式ＡＦレンズ部３のレンズコントロールユニット８にオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとを交互に切り換えるために切換スイッチ１０が設けられており、これによりカメラマンの希望に応じてオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとを切り換えることができるようになされている。
【００３８】
オートフォーカス機能付ビデオカメラ１では、オートフォーカスモードに設定されている場合には、レンズコントロールユニット８の制御によって自動的にフォーカス調整を行うようになされているが、マニュアルフォーカスモードに設定されているときには、カメラマンによるフォーカスリング９の回転操作に応じて交換式ＡＦレンズ部３に内蔵されているフォーカス調整用レンズ（図示せず）を動かしてフォーカス調整するようになされている。
【００３９】
因みにオートフォーカス機能付ビデオカメラ１では、ＨＤＶＳ対応で画質が従来のＳＤ(Standard Definition)方式よりも一段と鮮明になったために、わずかなピントずれであってもそれが映像に表れてしまうことを防止するべく、マニュアルフォーカスモードであってもカメラマンのフォーカス調整操作を補正するオートフォーカス機能が設けられている。
【００４０】
（２）オートフォーカス機能付ビデオカメラ１の回路構成
図３に示すように、オートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、カメラ本体部２に対して交換式ＡＦレンズ部３がレンズマウント（図示せず）を介して装着されると、電気的接続点３０を介して当該カメラ本体部２と交換式ＡＦレンズ部３との間に通信路３１が形成されるようになされている。
【００４１】
カメラ本体部２は、固体撮像素子２７、当該固体撮像素子２７によって得られる撮像信号に対して所定の信号処理を施す信号処理部２８、及び交換式ＡＦレンズ部３のフォーカスや絞り値を制御するための制御部２９を有している。
【００４２】
一方、交換式ＡＦレンズ部３は、それぞれ複数毎のレンズで構成された前群２１及び後群２２と、当該前群２１及び後群２２の間に設けられた絞り２３を有している。この交換式ＡＦレンズ部３はリアフォーカスタイプであり、後群２２の中の１枚のレンズがフォーカス調整用レンズ２２Ａとされている。このフォーカス調整用レンズ２２Ａはウォブリングレンズを兼ねている。
【００４３】
交換式ＡＦレンズ部３のレンズコントローラ２６は、制御部２９から供給されるフォーカス制御信号Ｓｆ及びウォブリング制御信号Ｓｗに応じてフォーカスモータ２４を駆動してフォーカス調整用レンズ２２Ａを矢印ｈ１又はｈ２方向へ駆動したり、絞り制御信号Ｓｉに応じて絞りモータ２５を駆動して絞り２３の開度（すなわち絞り値）を制御するようになされている。
【００４４】
フォーカスモータ２４はステッピングモータでなり、このため制御部２９から供給されるフォーカス制御信号Ｓｆ及びウォブリング制御信号Ｓｗは、当該フォーカスモータ２４が１秒当たり何ステップ回転するか（すなわち回転速度）を指定する[pps]（Pulse Per Sec）の単位で与えられる。
【００４５】
またカメラ本体部２は、交換式ＡＦレンズ部３によって固体撮像素子２７の撮像面に結像された被写体像を当該固体撮像素子２７で撮像して撮像信号を生成し、これを信号処理部２８に入力する。信号処理部２８のＡＦ検出部２８Ａは、撮像信号の高周波成分を抽出し、その抽出結果を制御部２９へ送出する。
【００４６】
制御部２９は、ＴＴＬ(Through the Lens)山登り方式を前提とし、固体撮像素子２６からフィールド周期に対応した１／６０秒周期で得た撮像信号の高周波成分のレベルを評価値として抽出し、当該撮像信号の高周波成分のレベルがより大きくなる方向ｈ１又はｈ２に合焦点が存在すると判断することにより、合焦方向を認識し得るようになされている。
【００４７】
これにより制御部２９は、フォーカス調整用レンズ２２Ａの現在位置からいずれの方向ｈ１又はｈ２に動かせば合焦状態が得られるのかの認識結果を基に、最終的にフォーカス調整用レンズ２２Ａを適切な送り速度で駆動することにより合焦状態を得るようになされている。
【００４８】
（３）フォーカス調整処理手順
まず、オートフォーカス機能付ビデオカメラ１におけるフォーカス調整処理の概略を、図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４９】
オートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、フォーカス調整処理手順ルーチンＲＴ１の開始ステップから入って次のステップＳＰ１へ移り、最初にフォーカス調整用レンズ２２Ａをウォブリング駆動することにより合焦方向を認識する。
【００５０】
このときオートフォーカス機能付ビデオカメラ１では、フォーカス調整用レンズ２２Ａが合焦位置とはかけ離れた位置に存在するために合焦方向を全く認識し得ないときには次のステップＳＰ２へ移り、フォーカス調整用レンズ２２Ａが動き得る移動可能範囲内でおおよその合焦点位置がいずれに存在するのかを全体探索した後、次のステップＳＰ３へ移る。
【００５１】
因みにオートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、ステップＳＰ１で合焦方向を認識することができるときには、ステップＳＰ４へ直接移行して最終的に合焦点位置を探索するようになされている。
【００５２】
ステップＳＰ３においてオートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、全体探索によっておおよその合焦点位置を探索した後に、再度フォーカス調整用レンズ２２Ａをウォブリング駆動することにより合焦方向を認識し、次のステップＳＰ４へ移る。
【００５３】
ステップＳＰ４においてオートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、最終的に合焦点位置を探索し、その合焦点位置にフォーカス調整用レンズ２２Ａを位置させることにより、わずかなピントずれもないように被写体にピントを合致させ、フォーカス調整処理手順を終了するようになされている。
【００５４】
更にオートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、被写体にピントが合致した後も合焦状態を監視し、被写体からピントが外れた場合は再度上述したフォーカス調整処理手順を実行することにより、常に被写体にピントを合致させ続けるようになされている。
【００５５】
（４）絞り値に応じたウォブリング量の制御
ウォブリング時におけるフォーカス調整用レンズ２２Ａの移動量には、許容錯乱円及び焦点深度が密接に関係する。一般にレンズを通った光は焦点面上に点像を作るが、この点像はある直径をもった円であり、これをボケ円とも呼ぶ。このボケ円の直径が小さい程、肉眼で見てピントが鮮鋭と認められ、直径があまり大きくなるとぼけた状態となり、人間に知覚されないボケ円の限界値を表すものが許容錯乱円であり、その直径を示したものが許容錯乱円径ｄである。なお許容錯乱円径ｄは、光学系や固体撮像素子２７の解像度により一意に決まる値でもある。
【００５６】
一方、ある被写体にピントを合わせたとき、ピントを合わせた被写体の前後の物も実用上差しつかえない程度に鮮明に写り、この被写体側のピントの合う範囲が被写界深度であるのに対し、焦点側でも焦点を境にして前後に鮮明に結像する範囲があり、これが焦点深度２Δｘである。
【００５７】
この知覚限界内のぼけが起きている際の前側、後側における焦点はずれ量の和を２Δｘとするとき、レンズの収差を無視すると、焦点はずれ量Δｘは、許容錯乱円径ｄと絞り２３の絞り値Ｆｎとに基づいて次式を用いて算出することができる。
【００５８】
Δｘ＝ｄ・Ｆｎ                                            ……（１）
【００５９】
従って、フォーカス調整用レンズ２２Ａを移動量焦点はずれ量Δｘ未満の移動量で往復駆動すれば、ピントはずれをユーザに知覚されることなくウォブリングを行うことができる。
【００６０】
すなわちレンズコントローラ２６は、カメラ本体部から与えられる許容錯乱円径ｄと焦点移動係数ａ、及び絞り２３の絞り値Ｆｎを基に、次式
【００６１】
Δｘ´＝ｄ・Ｆｎ・ａ    （０＜ａ＜１）                  ……（２）
【００６２】
で示される焦点移動量Δｘ´を算出する。ここで焦点移動係数ａは、０＜ａ＜１の範囲で任意に決定される値であり、焦点移動量Δｘ´を焦点はずれ量Δｘ未満に抑えることによりボケ円を許容錯乱円未満に抑えて、ウォブリングによるピントはずれをカメラマンが知覚することがないようにするものであり、この焦点移動係数ａは、カメラ本体部２の制御部２９で決定され、ウォブリング制御信号Ｓｗとしてレンズ側に指令される。
【００６３】
そして制御部２９は、ウォブリング制御信号として上記ａの値を交換式ＡＦレンズ部３のレンズコントローラ２６に供給し、レンズコントローラ２６にて、焦点移動量Δｘ´を算出しレンズを制御することにより、カメラマンに知覚されることなくウォブリングを行うようになされている。
【００６４】
（５）交換式ＡＦレンズ部の動作特性に応じたウォブリング量及び速度の制御
上述したようにこのオートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、交換式ＡＦレンズ部３を着脱自在に取り外すことが可能な構成であるため、撮影状況に応じて任意の交換式ＡＦレンズ部３を装着して撮影を行うことができる。
【００６５】
ここで図３に示すように、交換式ＡＦレンズ部３のレンズコントローラ２６には、当該交換式ＡＦレンズ部３のフォーカス調整用レンズ２２Ａ固有の動作特性Ｓｍｖを記憶した特性記憶部２６Ａが設けられている。この動作特性Ｓｍｖの内容は、フォーカス調整用レンズ２２Ａが追従し得る最大速度に相当するフォーカスモータ２４の最大駆動速度Ｖｍａｘ[pps]と、フォーカス調整用レンズ２２Ａの駆動遅れ時間Ｔｄ[s]とでなる。
【００６６】
そしてオートフォーカス機能付ビデオカメラ１のカメラ本体部２は、装着された交換式ＡＦレンズ部３から上述した動作特性Ｓｍｖを取得し、当該取得した動作特性Ｓｍｖと、その時点の絞り２３の絞り値Ｆｎとに基づいて、装着された交換式ＡＦレンズ部３に最適な駆動量でフォーカス調整用レンズ２２Ａを駆動するようにウォブリング制御信号Ｓｗを生成する。
【００６７】
次に、上述した交換式ＡＦレンズ部３の動作特性Ｓｍｖに応じたウォブリング制御の例を、図４及び図５に示すタイミングチャートを用いて詳細に説明する。このオートフォーカス機能付ビデオカメラ１はインターレース方式でなり、あるフィールド（図４及び図５に示す例の場合odd（奇数）フィールド）においてフォーカス調整用レンズ２２Ａを所定量移動させ（ウォブリング）、次のeven（偶数）フィールドにおいて撮像信号の高周波成分レベルを評価値として取得することを繰り返すことにより合焦方向を判定し、かくしてオートフォーカス機能付ビデオカメラ１は１フレーム単位でウォブリング制御を行うようになされている。
【００６８】
図４は比較的高速な動作特性を有する交換式ＡＦレンズ部３の例を示し、最大駆動速度Ｖｍａｘ＝２０００[pps]に設定されている。そして、絞り値Ｆｎ＝１．６のときのウォブリング駆動量Ｗｂは１ステップ（振幅は２ステップ）、絞り値Ｆｎ＝５．６強のときのウォブリング駆動量Ｗｂは４ステップ（振幅は８ステップ）、絞り値Ｆｎ＝１６のときのウォブリング駆動量Ｗｂは８ステップ（振幅は１６ステップ）となっている。
【００６９】
このようにウォブリング制御においては、レンズの絞り値が大きいほどウォブリング駆動量Ｗｂも大きくなり、これによりフォーカス調整用レンズ２２Ａの移動時間も長くなる。しかしながら図４に示す例では、最大駆動速度Ｖｍａｘが高速で、かつ駆動遅れ時間Ｔｄも比較的短時間であることから、もっとも条件の厳しい（ウォブリング駆動量が大きく、移動時間が長い）絞り値Ｆｎ＝１６のときでも、フォーカス調整用レンズ２２Ａはoddフィールド内で移動を完了することができる。
【００７０】
これに対して図５は比較的低速な動作特性を有する交換式ＡＦレンズ部３の例を示し、最大駆動速度Ｖｍａｘ＝８００[pps]に設定されている。絞り値Ｆｎとウォブリング駆動量との関係は図５の例と同様で、絞り値Ｆｎ＝１．６のときのウォブリング量Ｗｂは１ステップ、絞り値Ｆｎ＝５．６強のときのウォブリング駆動量Ｗｂは４ステップ、絞り値Ｆｎ＝１６のときのウォブリング駆動量Ｗｂは８ステップとなっている。
【００７１】
図５に示す例では、最大駆動速度Ｖｍａｘが低速で、かつ駆動遅れ時間Ｔｄも比較的長時間であることから、もっとも条件の厳しい絞り値Ｆｎ＝１６のとき、フォーカス調整用レンズ２２Ａはoddフィールド内で移動を完了することができずにevenフィールドまでずれこんでしまい、これにより当該evenフィールドで得られる高周波成分レベルの評価値は信頼し得ない値になってしまう。
【００７２】
このため制御部２８は、最大駆動速度Ｖｍａｘ及び駆動遅れ時間Ｔｄに基づき、フォーカス調整用レンズ２２Ａの移動期間として設定されているoddフィールド内でフォーカス調整用レンズ２２Ａが移動を完了するように、ウォブリング駆動量Ｗｂを低減する。もしくは、移動目標位置に到達することのできる時間を確保するために、1フレーム単位よりも長い周期でウォブリングを行うようにウォブリング周期を変更する。
【００７３】
これら一連の処理を図７のフローチャートを用いて詳細に説明する。カメラ本体部２の制御部２９は、ウォブリング制御処理手順ルーチンＲＴ２の開始ステップから入って次のステップＳＰ１１へ移り、装着された交換式ＡＦレンズ部３の特性記憶部２６Ａから動作特性Ｓｍｖを取得し、次のステップＳＰ１２に移る。
【００７４】
ステップＳＰ１２において制御部２９は、現時点の絞り２３の絞り値Ｆｎに基づいてウォブリング駆動量Ｗｂを算出し、次のステップＳＰ１３に移る。
【００７５】
ステップＳＰ１３において制御部２９は、算出したウォブリング駆動量Ｗｂと、取得した動作特性Ｓｍｖの最大駆動速度Ｖｍａｘ[pps]及び駆動遅れ時間Ｔｄ[s]に基づいて、フォーカス調整用レンズ２２Ａがoddフィールド内で移動完了するか否かを判断する。ステップＳＰ１３においてフォーカス調整用レンズ２２Ａがoddフィールド内で移動完了すると判断した場合、制御部２９は次のステップＳＰ１４に移る。
【００７６】
これに対して、ステップＳＰ１３においてフォーカス調整用レンズ２２Ａがoddフィールド内で移動完了し得ないと判断した場合、制御部２９はステップＳＰ１５に移り、フォーカス調整用レンズ２２Ａがoddフィールド内で移動完了するようにウォブリング駆動量Ｗｂを補正（低減）した後ステップＳＰ１４に移る。もしくは、駆動量Ｗｂはそのままで、移動目標位置に到達することのできる時間を確保するために、1フレーム単位よりも長い周期でウォブリングを行うようにウォブリング周期を変更してステップSP１４に移る。
【００７７】
そして、ステップＳＰ１４において制御部２９は、フォーカス調整用レンズ２２Ａが最大駆動速度Ｖｍａｘ[pps]でウォブリング駆動量Ｗｂまで移動するようなウォブリング制御信号Ｓｗを生成し、交換式ＡＦレンズ部３に供給して次のステップＳＰ１６に移る。
【００７８】
ステップＳＰ１６において制御部２９は、次のevenフィールド期間で得られた撮像信号の高周波成分レベルを評価値として取得した後、ステップＳＰ１１に戻って再度ステップＳＰ１２〜ＳＰ１６を繰り返すことにより、１フレーム単位でウォブリングを行って合焦方向を判定するようになされている。
【００７９】
（６）動作及び効果
以上の構成において、オートフォーカス機能付ビデオカメラ１のカメラ本体部２は、装着された交換式ＡＦレンズ部３の特性記憶部２６Ａからフォーカス調整用レンズ２２Ａの動作特性Ｓｍｖを取得する。
【００８０】
そしてカメラ本体部２の制御部２９は、取得した動作特性Ｓｍｖの最大駆動速度Ｖｍａｘ及びその時点の交換式ＡＦレンズ部３の絞り値Ｆｎに基づいて、フォーカス調整用レンズ２２Ａを追従し得る最高速度でウォブリングさせる。
【００８１】
さらにこのとき制御部２９は、取得した動作特性Ｓｍｖの最大駆動速度Ｖｍａｘ及び駆動遅れ時間Ｔｄ、並びにその時点の交換式ＡＦレンズ部３の絞り値Ｆｎに基づいて、フォーカス調整用レンズ２２Ａの移動期間であるoddフィールド内でフォーカス調整用レンズ２２Ａが移動を完了するようにウォブリング駆動量Ｗｂを補正する。もしくは、駆動量Ｗｂはそのままで、到達することのできる時間を確保するために、1フレーム単位よりも長い周期でウォブリングを行うようにウォブリング周期を変更する。
【００８２】
これによりカメラ本体部２は、どのような交換式ＡＦレンズ部３が装着された場合であっても、フォーカス調整用レンズ２２Ａの動作特性Ｓｍｖを交換式ＡＦレンズ部３から取得するだけで、当該交換式ＡＦレンズ部３の性能を最大限に発揮してウォブリングを行うことができる。
【００８３】
以上の構成によれば、オートフォーカス機能付ビデオカメラ１は、どのようなレンズ特性を有する交換式ＡＦレンズ部３がカメラ本体部２に装着された場合であっても、当該交換式ＡＦレンズ部３の性能を最大限に発揮してウォブリングを行って、オートフォーカス機能を適正に機能させることができる。
【００８４】
（７）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、oddフィールドでフォーカス調整用レンズ２２Ａをウォブリングさせ、次のevenフィールドで評価値を取得する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、evenフィールドでフォーカス調整用レンズ２２Ａをウォブリングさせ、次のoddフィールドで評価値を取得するようにしてもよい。また、フォーカスモータ２４やレンズ駆動系の性能向上によってフォーカス調整用レンズ２２Ａの最大駆動速度Ｖｍａｘの高速化や駆動遅れ時間Ｔｄの短縮化が実現した場合は、フォーカス調整用レンズ２２Ａのウォブリングと評価値の取得とを１フィールド内で実行するようにしてもよい。
【００８５】
また上述の形態においては、フォーカス調整用レンズ２２Ａの動作特性Ｓｍｖを電気的接続点３０及び通信路３１経由でカメラ本体部２の制御部２９へ送出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ブルートゥース通信方式やIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11g等の無線通信方式によりカメラ本体部２の制御部２９へ送出するようにしても良い。
【００８６】
また上述の実施の形態においては、リアフォーカスタイプの交換式ＡＦレンズ部３を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フロントフォーカス等様々なレンズ構成の交換式ＡＦレンズ部３を用いてもよい。
【００８７】
さらに上述の実施の形態においては、フォーカス調整用レンズ２２Ａがウォブリングレンズを兼ねる構成の交換式ＡＦレンズ部３を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フォーカス調整用レンズとウォブリングレンズとを個別に有する構成の交換式ＡＦレンズ部３を用いてもよい。
【００８８】
さらに上述の実施の形態においては、フォーカスモータ２４としてステッピングモータを用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、コアレスモータや超音波モータ等、他の種々のモータをフォーカスモータ２４に用いてもよい。なおこの場合、モータの種類に応じてフォーカス制御信号Ｓｆ及びウォブリング制御信号Ｓｗの速度指示単位（例えば[rpm]（Revolution Per Sec]）を適切に選定する必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明のビデオカメラは、交換式ＡＦレンズを装着可能な家庭用ビデオカメラや監視用ビデオカメラ等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明のオートフォーカス機能付ビデオカメラの外観構成を示す略線的斜視図である。
【図２】オートフォーカス機能付ビデオカメラの側面構成を示す略線図である。
【図３】オートフォーカス機能付ビデオカメラの回路構成を示す略線的ブロック図である。
【図４】フォーカス調整処理手順を示すフローチャートである。
【図５】動作特性が高速な場合のウォブリングの説明に供するタイミングチャートである。
【図６】動作特性が低速な場合のウォブリングの説明に供するタイミングチャートである。
【図７】ウォブリング制御処理手順を示すフローチャートである。
【図８】合焦点位置の全体探索の様子の説明に供する略線図である。
【符号の説明】
【００９１】
１……オートフォーカス機能付ビデオカメラ、２……カメラ本体部、３……交換式ＡＦレンズ部、２１……前群、２２……後群、２２Ａ……フォーカス調整用レンズ、２３……絞り、２４……フォーカスモータ、２５……絞りモータ、２６……レンズコントローラ、２７……ＣＣＤ、２８……信号処理部、２９……制御部、３１……通信路。
【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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