(57)【要約】【課題】  焦点信号をレンズユニットに引き渡し、自動焦点調節の制御をレンズ側に持つシステムでは、カメラ本体の撮像素子の駆動条件が変わる場合、レンズ側では撮像素子の駆動条件が分からないため、撮像素子の蓄積タイミングに合わせてレンズの駆動タイミングを変えたり焦点信号を正しく参照することができず、合焦方向を正しく判定できない場合がある。【解決手段】  撮像装置から受信した情報に基づいてフォーカスレンズの駆動タイミングを制御するレンズユニットを着脱可能な撮像装置は、被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段とを有し、前記焦点信号と、前記撮像手段の走査ラインのうち所定ラインにおける電荷蓄積開始又は終了タイミングについての情報を前記レンズユニットに送信する。【選択図】  図６
2012123051.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカスレンズを含む撮影光学系を備え、撮像装置から受信した情報に基づいて当該フォーカスレンズの駆動タイミングを制御するレンズユニットを着脱可能で、
前記撮影光学系を通過した光を検出して各走査ラインに電荷を蓄積し、１ラインずつ順次電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された焦点信号を前記レンズユニットに送信するとともに、前記レンズユニットにおいて、前記焦点信号を抽出するラインの電荷蓄積開始又は終了タイミングを算出可能なように前記撮像手段の走査ラインのうち所定ラインにおける電荷蓄積開始又は終了タイミングについての情報を前記レンズユニットに送信する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記撮像手段の１ラインあたりの電荷蓄積に要する時間についての電荷蓄積時間情報、及び前記撮像手段の１ライン目の電荷転送が開始されてから全てのラインの電荷転送が完了するまでの時間についての電荷転送時間情報を前記レンズユニットに送信することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域の位置を設定するように制御し、当該焦点検出領域の位置についての情報を前記レンズユニットに送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記レンズユニットとの通信において、次の通信で焦点信号を送るかどうかを通知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影光学系を通過した光を検出して各走査ラインに電荷を蓄積し、１ラインずつ順次電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段とを備えた撮像装置に着脱可能で、
フォーカスレンズを含む前記撮影光学系と、
前記撮像装置から受信した情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
前記レンズ側制御手段は、前記撮像装置から焦点信号及び前記撮像手段の撮像タイミングに関する情報を受信し、当該撮像タイミングに関する情報に基づいて、前記焦点検出領域内における電荷蓄積中は前記フォーカスレンズの駆動を停止させるように、前記フォーカスレンズの駆動開始タイミングを算出して制御することを特徴とするレンズユニット。
【請求項６】
前記レンズ側制御手段は、前記撮像手段の走査ラインのうち所定ラインにおける電荷蓄積開始又は終了タイミングについての情報を前記撮像装置から受信し、当該情報に基づいて、通信を行ってから前記フォーカスレンズの駆動を開始するまでの時間を算出して駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記撮像タイミングに関する情報とは、前記撮像手段の１ラインあたりの電荷蓄積に要する時間についての電荷蓄積時間情報、及び前記撮像手段の１ライン目の電荷転送が開始されてから全てのラインの電荷転送が完了するまでの時間についての電荷転送時間情報であることを特徴とする請求項５又は６に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記レンズ側制御手段は、前記電荷蓄積時間が第１の電荷蓄積時間より長い第２の電荷蓄積時間のとき、前記第１の電荷蓄積時間の場合より前記フォーカスレンズの停止時間を長く制御することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項９】
前記レンズ側制御手段は、前記撮像装置から受信した前記電荷蓄積時間に基づいて、前記フォーカスレンズの駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
前記レンズ側制御手段は、前記電荷転送時間が第１の電荷転送時間より長い第２の電荷転送時間のとき、前記第１の電荷転送時間の場合より前記フォーカスレンズの停止時間を長く制御することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
前記レンズ側制御手段は、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域の位置についての情報を前記撮像装置から受信し、当該情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項５乃至１０のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項１２】
前記レンズ側制御手段は、次の通信で焦点信号が送られてくるどうかについての情報を撮像装置から受信し、当該情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動タイミングを制御することを特徴とする請求項５乃至１１のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニットを交換可能な撮像装置、及び当該撮像装置に着脱可能なレンズユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラ等のオートフォーカス装置は、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中から画面の鮮鋭度を検出した値をＡＦ評価値として、それが最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御する焦点調節方式（以下、ＴＶＡＦ方式）が主流である。
【０００３】
前記ＴＶＡＦ方式のＡＦ評価値としては、一般にある帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号の高周波成分のレベルを用いている。これは、通常の被写体像を撮影した場合、図２のように焦点が合ってくるにしたがって値は大きくなり、そのレベルが最大になる点が合焦位置となる。
【０００４】
特許文献１には、この種の自動焦点調節方式をレンズが交換できるビデオカメラに使用し、焦点信号をレンズユニットに引き渡し、自動焦点調節の制御をレンズユニット側に持つことが開示されている。この構成により、どのようなレンズを装着してもレンズ個々に最適な応答性等を決定でき、脱着できる全てのレンズに対して最適な性能をだすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−９１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
カメラ本体の撮像素子の駆動条件が変わる場合、撮像素子の蓄積タイミングとフォーカスを無限／至近に振るタイミングを合わせ、フォーカスを無限／至近に振った時に蓄積された撮像信号から得られた焦点信号を正しく参照することで合焦方向を正しく判定しなければいけない。しかしながら、特許文献１では、レンズ側ではカメラの撮像素子の駆動条件が分からないため、撮像素子の蓄積タイミングに合わせてレンズの駆動タイミングを変えたり焦点信号を正しく参照することができず、合焦方向を正しく判定できない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題に鑑みて、第１の本発明は、フォーカスレンズを含む撮影光学系を備え、撮像装置から受信した情報に基づいて当該フォーカスレンズの駆動タイミングを制御するレンズユニットを着脱可能で、前記撮影光学系を通過した光を検出して各走査ラインに電荷を蓄積し、１ラインずつ順次電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、焦点信号、及び前記撮像手段の走査ラインのうち所定ラインにおける電荷蓄積開始又は終了タイミングについての情報を前記レンズユニットに送信する制御手段とを有することを特徴とする撮像装置である。
【０００８】
第２の本発明は、撮影光学系を通過した光を検出して各走査ラインに電荷を蓄積し、１ラインずつ順次電荷を転送して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段とを備えた撮像装置に着脱可能で、フォーカスレンズを含む前記撮影光学系と、前記撮像装置から受信した情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記撮像装置から焦点信号及び前記撮像手段の撮像タイミングに関する情報を受信し、当該撮像タイミングに関する情報に基づいて、前記焦点検出領域内における電荷蓄積中は前記フォーカスレンズの駆動を停止させるように、前記フォーカスレンズの駆動開始タイミングを算出して制御することを特徴とするレンズユニットである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、カメラ本体の撮像素子の駆動条件が変わる場合、撮像素子の蓄積タイミングとフォーカスを無限／至近に振るタイミングを合わせることが可能になる。その結果、フォーカスを無限／至近に振った時に蓄積された撮像信号から得られた焦点信号を正しく参照することで合焦方向を正しく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例であるカメラとレンズの構成
【図２】ＴＶＡＦ信号を説明する図
【図３】ＴＶＡＦ枠を説明する図
【図４】ＴＶＡＦのフローチャート
【図５】微小駆動のフローチャート
【図６】微小駆動を説明する図
【図７】ＣＭＯＳセンサの蓄積タイミングを説明する図
【図８】通信データと通信データで変更する内容
【図９】カメラマイコンとレンズマイコンの処理のタイミングチャート
【図１０】転送時間が長いＣＭＯＳセンサの微小駆動を説明する図
【図１１】スローシャッター時の微小駆動を説明する図
【図１２】ＴＶＡＦ枠が画面上部にある場合を説明する図
【図１３】画面上部にＴＶＡＦ枠がある時の微小駆動を説明する図
【図１４】高速シャッター時の微小駆動を説明する図
【図１５】山登り駆動のフローチャート
【図１６】山登り駆動を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施例１）
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。図１は、本発明の実施例の構成を示す図である。
【００１２】
同図において、１１７はレンズユニット、１１８はカメラ本体を示し、レンズユニット１１７はカメラ本体１１８に対して着脱自在で、いわゆる交換レンズシステムを構成している。
【００１３】
被写体からの光は、レンズユニット１１７内の固定されている第１のレンズ群１０１、変倍を行う第２のレンズ群１０２、絞り１０３、固定されている第３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群１０５（以下フォーカスレンズと称す）を通って、カメラ本体内のＣＭＯＳセンサ等の撮像素子へと結像される。
【００１４】
カメラ本体内の撮像素子１０６は、ＣＭＯＳセンサなどにより構成される光電変換素子である。撮像素子１０６に結像された像は、光電変換されて増幅器１０７で最適なレベルに増幅された後、カメラ信号処理回路１０８へと入力される。撮像素子１０６は垂直同期信号（ＶＤ）のタイミングに同期して電荷蓄積動作を行う。
【００１５】
１０８はカメラ信号処理回路であり、増幅器１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。１０９はＬＣＤ等により構成されるモニタであり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。１１０は記録部であり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００１６】
１１３は増幅器１０７からの全画素の出力信号のうち、図３に示したＴＶＡＦ枠のように焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すＴＶＡＦゲートである。ＴＶＡＦ信号処理回路１１４は、ＴＶＡＦゲート１１３を通過した信号から高周波成分を抽出してＴＶＡＦ評価値信号を生成する。ＴＶＡＦ評価値信号は、カメラマイコン１１６に出力される。ＴＶＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであるが、鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、結果的に図２のように撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。
【００１７】
制御手段としてのカメラマイコン１１６は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、図３のように撮像画面に対して所定の割合でＴＶＡＦ枠を設定するようにＴＶＡＦゲート１１３を制御する。カメラマイコン１１６は、ＴＶＡＦ信号処理回路１１４から取得したＴＶＡＦ評価値信号をレンズマイコン１１５に送信する。
【００１８】
１１１は変倍レンズ１０２を移動させるためのズーム駆動源である。１１２はフォーカスレンズ１０５を移動させるためのフォーカス駆動源である。ズーム駆動源１１１及びフォーカス駆動源１１２は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。
【００１９】
レンズマイコン１１５は、ＴＶＡＦ方式でのフォーカス制御（以下、ＴＶＡＦ制御という）を行う。レンズマイコン１１５は、カメラマイコン１１６からＴＶＡＦ評価値を受け取り、このＴＶＡＦ評価値に基づいてフォーカスレンズ１０５の駆動量と駆動速度を決定する。当該駆動量及び駆動速度に基づき、フォーカス駆動源１１２でフォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う。カメラから送られてくるＴＶＡＦ評価値に基づいてレンズ側でＴＶＡＦ制御を行うことにより、レンズの特性に応じて適切なＴＶＡＦ制御を行うことができる。
【００２０】
次に、レンズマイコン１１５で行われるＴＶＡＦ制御について、図４以降の図を用いて説明する。このＴＶＡＦ制御は、レンズマイコン１１５内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。
【００２１】
図４は、レンズマイコン１１５によるＴＶＡＦ制御のフローチャートである。
【００２２】
Ｓｔｅｐ４０１は処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ４０２で微小駆動動作を行い、合焦か、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。細かい動作の説明は図５に譲る。
【００２３】
Ｓｔｅｐ４０３においては、Ｓｔｅｐ４０２で合焦判定できたかどうか判別し、合焦判別できた場合はＳｔｅｐ４０７へ進み合焦停止・再起動判定処理を行い、合焦判定できていない場合はＳｔｅｐ４０４へ進む。
【００２４】
Ｓｔｅｐ４０４においては、Ｓｔｅｐ４０２で判別した方向に、所定の速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、ＴＶＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置を探す。細かい動作の説明は図１６に譲る。
【００２５】
Ｓｔｅｐ４０５では、山登り駆動動作中のＴＶＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズを戻す。
【００２６】
Ｓｔｅｐ４０６においては、ＴＶＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置に戻ったかどうか判別する。ピークのフォーカスレンズ位置に戻っている場合はＳｔｅｐ４０２へ戻り再び微小駆動動作を行い、ピークのフォーカスレンズ位置に戻っていない場合はＳｔｅｐ４０５へ戻りピークのフォーカスレンズ位置に戻す動作を継続する。
【００２７】
次に、Ｓｔｅｐ４０７からの合焦停止・再起動判定処理について説明する。
【００２８】
Ｓｔｅｐ４０７ではカメラからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ４０８へ進み、無ければＳｔｅｐ４０７でウエイトする。
【００２９】
Ｓｔｅｐ４０８ではカメラと通信しＴＶＡＦ評価値などを取得する。
【００３０】
Ｓｔｅｐ４０９では合焦判定された合焦位置へフォーカスレンズを移動する。
【００３１】
Ｓｔｅｐ４１０では合焦位置へ移動したかどうかを判別し、移動していればＳｔｅｐ４１１へ進み、移動していなければＳｔｅｐ４０７へ戻る。
【００３２】
Ｓｔｅｐ４１１では合焦点におけるＴＶＡＦ評価値を保持する。
【００３３】
Ｓｔｅｐ４１２ではカメラからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ４１３へ進み、無ければＳｔｅｐ４１２でウエイトする。
【００３４】
Ｓｔｅｐ４１３ではカメラと通信しＴＶＡＦ評価値などを取得する。
【００３５】
Ｓｔｅｐ４１４では、Ｓｔｅｐ４１１で保持したＴＶＡＦ評価値とＳｔｅｐ４１３で取得した最新のＴＶＡＦ評価値とを比較しＴＶＡＦ評価値の変動が大きいか判定する。ＴＶＡＦ評価値が大きく変動していれば被写体が変わったものとして、Ｓｔｅｐ４０２へ進み微小駆動動作を再開し、ＴＶＡＦ評価値が変動していなければＳｔｅｐ４１２へ行く。
【００３６】
次に、微小駆動動作について図５で説明する。
【００３７】
Ｓｔｅｐ５０１は、処理の開始を示している。
【００３８】
Ｓｔｅｐ５０２ではカメラからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ５０３へ進み、無ければＳｔｅｐ５０２でウエイトする。
【００３９】
Ｓｔｅｐ５０３では、カメラと通信しＴＶＡＦ評価値や本発明の特徴であるフォーカスレンズの駆動タイミングを決定するための情報（ＣＭＯＳセンサ蓄積時間、ＣＭＯＳセンサ転送時間、ＶＤと通信のディレイ時間、ＴＶＡＦ枠位置、次にＴＶＡＦ評価値がでるか）などを取得する。
【００４０】
Ｓｔｅｐ５０４では、カメラから得られた情報をもとに、駆動周期、駆動ディレイ時間を求める。ここで、駆動ディレイ時間とは、カメラ−レンズ間通信からレンズの駆動を開始するまでの時間である。
【００４１】
Ｓｔｅｐ５０５では、現在のＭｏｄｅが０か判別し、０であればＳｔｅｐ５０６へ進み後述の至近側のレンズ位置における処理、そうでなければＳｔｅｐ５１２へ進む。
【００４２】
＜至近側のレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５０６ではＭｏｄｅ＝０ですでにＴＶＡＦ評価値を取得したか判定し、取得していればＳｔｅｐ５０８へ進み、そうでなければＳｔｅｐ５０７でＳｔｅｐ５０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値を無限側（無限側にレンズがいる時に蓄積したセンサー出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。
【００４３】
Ｓｔｅｐ５０８では、Ｓｔｅｐ５０３で取り込んだ情報から次が駆動タイミングになるか判定し、そうであればＳｔｅｐ５０９でＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５１０へ進む。そうでなければＭｏｄｅを加算せずＳｔｅｐ５１０へ進む。
【００４４】
＜共通の処理＞
Ｓｔｅｐ５１０においては、所定回数１連続して合焦方向と判断される方向が同一であればＳｔｅｐ５３１へ進み、そうでなければＳｔｅｐ５１１へ進む。
【００４５】
Ｓｔｅｐ５１１においては、所定回数２フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していればＳｔｅｐ５３２へ進み、所定回数フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していなければＳｔｅｐ５０２へ戻る。
【００４６】
Ｓｔｅｐ５３１では方向判別できたとして、Ｓｔｅｐ５３４へ進み処理を終了し山登り駆動へ移行する。
【００４７】
Ｓｔｅｐ５３２においては、これまでの所定期間２のフォーカスレンズ位置の平均位置を合焦点として演算する。Ｓｔｅｐ５３３では合焦判定できたとして、Ｓｔｅｐ５３４へ進み処理を終了し合焦停止・再起動判定へ移行する。
【００４８】
Ｓｔｅｐ５１２では、現在のＭｏｄｅが１か判別し、１であればＳｔｅｐ５１３へ進み後述のレンズを無限に駆動する処理を行い、そうでなければＳｔｅｐ５１９へ進む。
【００４９】
＜レンズを無限に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５１３では、振動振幅、中心移動振幅が演算される。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
【００５０】
Ｓｔｅｐ５１４では、前述のＭｏｄｅ＝０における無限側ＴＶＡＦ評価値と後述のＭｏｄｅ＝３における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較し、無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５１５へ進み、無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５１６へ進む。
【００５１】
Ｓｔｅｐ５１５では、駆動振幅を、
駆動振幅  ＝  振動振幅  ＋  中心移動振幅
とする。
【００５２】
Ｓｔｅｐ５１６では、駆動振幅を、
駆動振幅  ＝  振動振幅
とする。
【００５３】
Ｓｔｅｐ５１７では無限方向へＳｔｅｐ５１５あるいはＳｔｅｐ５１６で決められた振幅で駆動する。
【００５４】
Ｓｔｅｐ５１８では、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５１０へ進む。Ｓｔｅｐ５１０以降は前述の通りである。
【００５５】
Ｓｔｅｐ５１９では、現在のＭｏｄｅが２か判別し、２であればＳｔｅｐ５２０へ進み後述の無限のレンズ位置における処理、そうでなければＳｔｅｐ５２４へ進む。
【００５６】
＜無限側のレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５２０ではＭｏｄｅ＝２ですでにＴＶＡＦ評価値を取得したか判定し、取得していればＳｔｅｐ５２２へ進み、そうでなければＳｔｅｐ５２１でＳｔｅｐ５０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値を至近側（至近側にレンズがいる時に蓄積したセンサー出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。
【００５７】
Ｓｔｅｐ５２２では、Ｓｔｅｐ５０３で取り込んだ情報から次か駆動タイミングになるか判定し、そうであればＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５２３へ進む。そうでなければＭｏｄｅを加算せずＳｔｅｐ５１０へ進む。
【００５８】
Ｓｔｅｐ５１０以降は前述の通りである。
【００５９】
＜レンズを至近に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５２４では、振動振幅、中心移動振幅が演算される。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。
【００６０】
Ｓｔｅｐ５２５では、前述のＭｏｄｅ＝０における無限側ＴＶＡＦ評価値と前述のＭｏｄｅ＝２における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較し、至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５２６へ進み、至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５２７へ進む。
【００６１】
Ｓｔｅｐ５２６では、駆動振幅を、
駆動振幅  ＝  振動振幅  ＋  中心移動振幅
とする。
【００６２】
Ｓｔｅｐ５２７では、駆動振幅を、
駆動振幅  ＝  振動振幅
とする。
【００６３】
Ｓｔｅｐ５２８では無限方向へＳｔｅｐ５２６あるいはＳｔｅｐ５２７で決められた振幅で駆動する。
【００６４】
Ｓｔｅｐ５２９では、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５１０へ進む。Ｓｔｅｐ５１０以降は前述の通りである。
【００６５】
上記フォーカスレンズ動作の時間経過を示したのが図６である。ここで横軸は時間で、最上部にある下に凸の周期は映像信号のＶ同期信号（ＶＤ）、その下のひし形はＣＭＯＳセンサの蓄積時間、その下のＥＶｘはそのタイミングで得られるＴＶＡＦ評価値、さらにその下の↓はそのＴＶＡＦ評価値がカメラからレンズに通信されることを表し、一番下はフォーカスレンズ位置である。ＣＭＯＳセンサの駆動について図７で説明する。左は撮像面と走査ラインを示している。右は、各走査ラインごとの蓄積時間、転送時間を示している。ＣＭＯＳセンサは、ローリングシャッターと言って各走査ラインごとにシャッタを切る方式であるため、画面の上部と下部で、図のように蓄積時間、転送時間が異なる。この蓄積時間を表したのが図６のひし形である。図６では、ＶＤのタイミングでＣＭＯＳセンサの１ライン目の電荷蓄積が終了するようにしている。
【００６６】
図６にあるようにフォーカスレンズを至近、無限と動かしながらＴＶＡＦ評価値を監視し合焦方向にフォーカスレンズを移動させるのであるが、フォーカスレンズが至近／無限側に位置している間にＣＭＯＳセンサに蓄積された映像信号からＴＶＡＦ評価値を得る必要がある。そこでフォーカスレンズを駆動するタイミングをＣＭＯＳセンサの蓄積時間に合わせないとならない。ＣＭＯＳセンサの蓄積時間の全ての時間至近／無限側に位置している訳ではないが、図３に示したようにＴＶＡＦ枠は、撮像画面に対して小さく設定されるのでＴＶＡＦ枠内の走査ラインの蓄積には十分である。ここで蓄積時間３の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３が時刻Ｔ３でレンズに通信され、蓄積時間５の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ５が時刻Ｔ５で取り込まれる、時刻Ｔ５では、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ３、ＥＶ５を比較し、ＥＶ５＞ＥＶ３であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ３＞ＥＶ５であれば振動中心を移動しない。このようにして、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００６７】
ここから、本発明の特徴となる通信データを用いてレンズユニットがＴＶＡＦ制御を変更することを説明する。まず図８を用いて本発明の特徴となる通信データを説明する。通信データの例として、ＣＭＯＳセンサの蓄積時間、ＣＭＯＳセンサの転送時間、通信ディレイ時間、ＴＶＡＦ枠の位置、次にＴＶＡＦ評価値が出るか、ＴＶＡＦ評価値が含まれる。ここで、通信ディレイ時間とは、本実施例ではＶＤから通信開始までの時間である。
【００６８】
これらのデータをカメラからレンズに通信して、レンズ内で図６にあるようなフォーカスの駆動を決定し、実際の駆動を行う。
【００６９】
本実施例では、１Ｖが１／６０秒の場合を想定し、ＣＭＯＳセンサの蓄積時間、転送時間をもとに次のようにレンズの停止時間を設定する。
【００７０】
ＣＭＯＳセンサの蓄積時間からは、
１／６０Ｓ以内  ４Ｖ周期（停止時間１Ｖ）
１／６０〜１／３０Ｓ  ８Ｖ周期（停止時間３Ｖ）
とする。
【００７１】
また、ＣＭＯＳセンサの転送時間からは、
１／６０Ｓ以内  変更なし
１／６０〜１／３０Ｓ以内  停止時間１Ｖ加算
とする。
【００７２】
蓄積時間、通信のディレイ時間、ＴＶＡＦ枠位置より駆動ディレイ時間を調整し、ＴＶＡＦ枠位置の蓄積とフォーカスレンズの至近／無限に位置するタイミングを合わせる。これについて、図９を用いて説明する。図９において、横軸は時間で、１Ｖ内のカメラマイコンの処理とレンズマイコンの処理を示している。まず、Ｖ同期の直後にカメラマイコンがＴＶＡＦ評価値を取得する。このデータを含め、フォーカスの駆動を決定するのに必要なデータをカメラーレンズ通信で通信する。レンズマイコンはフォーカスの駆動を決定するのに必要なデータを受け取った後で、微小駆動の目標位置や、蓄積時間との位相調整のための駆動ディレイ時間を演算する。レンズマイコンは、受信した通信ディレイ時間より、ＶＤのタイミングを知ることができる。ＶＤのタイミングと、受信したＣＭＯＳセンサの蓄積時間、転送時間、ＴＶＡＦ枠の位置情報より、ＴＶＡＦ枠位置における電荷蓄積の開始又は終了タイミングを算出することができる。ＴＶＡＦ枠位置における電荷蓄積が行われている間はフォーカスレンズを停止させるように駆動ディレイ時間を演算する。演算した駆動ディレイ時間に基づいて待ったあと、レンズ駆動処理を行い実際にレンズを駆動する。
【００７３】
また、レンズマイコンは次の通信でＴＶＡＦ評価値がカメラからでるかにより、スローシャッター時のレンズ駆動と評価値取得のタイミングを合わせる。詳細は図１１の説明に譲る。
【００７４】
以上説明したように、カメラマイコンから受信した情報に基づいて、レンズマイコンはフォーカスレンズの停止時間と駆動ディレイ時間を調整する。一方、カメラマイコンで停止時間と駆動ディレイ時間を算出してレンズマイコンに送信する方法も想定される。この場合、レンズマイコンはカメラから指示されたタイミングでフォーカスレンズの駆動を行う必要があるが、駆動速度が足りない場合などはカメラから指示された時間内に駆動を完了できない可能性がある。そこで、本発明のようにレンズ側で停止時間や駆動ディレイ時間を調整するようにすれば、レンズマイコンはフォーカスレンズの駆動速度や駆動量に応じてどのタイミングでレンズを駆動させるかを調整できるので、レンズ個々の特性に応じたＴＶＡＦ制御が可能になる。
【００７５】
次に具体的に例を挙げてこれらの通信データを用いてレンズの駆動を変えることを説明する。
【００７６】
＜転送時間が長い場合＞
図１０を用いて転送時間が長い場合を説明する。図１０では、例として、蓄積時間１／６０秒で転送時間１／３０秒の場合を示している。１フレームあたりのセンサの蓄積開始から終了までに要する時間が、図６では全体で１／３０（１／６０×２）秒だったのが、図１０では１／２０（１／６０×３）秒になっている。このため、停止時間を図６の場合より１Ｖ加算することで、ＴＶＡＦ枠位置の蓄積に十分な停止時間を確保する。また、受信した通信ディレイ時間の情報に基づいて駆動ディレイ時間を調整し、ＴＶＡＦ枠位置の蓄積とフォーカスレンズの至近／無限に位置するタイミングを合わせる。この演算は、図５のＳｔｅｐ５０４で行われる。図１０では、蓄積時間４の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ４が時刻Ｔ４でレンズに通信され、蓄積時間７の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ７が時刻Ｔ７で取り込まれる、時刻Ｔ７では、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ４、ＥＶ７を比較し、ＥＶ７＞ＥＶ４であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ４＞ＥＶ７であれば振動中心を移動しない。このようにして、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００７７】
＜蓄積時間が長い場合＞
図１１を用いて蓄積時間が長い（スローシャッター）場合を説明する。図１１では、例として蓄積時間１／３０（１／６０×２）秒で転送時間１／６０秒の場合を示している。１フレームあたりのセンサの蓄積開始から終了までに要する時間が、図６では全体で１／３０（１／６０×２）秒だったのが、図１１では１／２０（１／６０×３）秒になっている。このため、停止時間を３ＶとすることでＴＶＡＦ枠位置の蓄積に十分な停止時間を確保する。図１１の場合も、受信した通信ディレイ時間の情報に基づいて駆動ディレイ時間を調整し、ＴＶＡＦ枠位置の蓄積とフォーカスレンズの至近／無限に位置するタイミングを合わせる。図１１では、蓄積時間２の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ２が時刻Ｔ２でレンズに通信され、蓄積時間４の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ４が時刻Ｔ４で取り込まれる、時刻Ｔ４では、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ２、ＥＶ４を比較し、ＥＶ４＞ＥＶ２であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ２＞ＥＶ４であれば振動中心を移動しない。このようにして、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００７８】
また、ＴＶＡＦ評価値が得られる周期が、図６では１／６０秒だったのが、図１１では１／３０（１／６０×２）秒となり、通信時にＴＶＡＦ評価値が送られない場合がある。そこで、次の通信でＴＶＡＦ評価値がでるかどうかに応じて、ＴＶＡＦ評価値が得られるタイミングとの駆動タイミングの位相合わせを行う。例えば図１１では、時刻Ｔ６′において次の通信でＴＶＡＦ評価値が出ることを通知すると、時刻Ｔ６′から駆動ディレイ時間経過後にレンズの駆動を開始する。駆動周期の演算は、図５のＳｔｅｐ５０４で行われ、ＴＶＡＦ評価値が得られるタイミングと駆動タイミングの位相合わせはＳｔｅｐ５０８、Ｓｔｅｐ５２２で行われる。
【００７９】
＜ＴＶＡＦ枠が画面上部にある場合＞
図１２のようにＴＶＡＦ枠が画面上部にある場合を説明する。、図１２の場合、したがって、蓄積時間の中でレンズを停止させておく必要のあるタイミングが図３の場合と異なる。図１３では、図１２のようにＴＶＡＦ枠が画面上部にある場合の微小駆動の例を示している。駆動ディレイ時間を調整してＴＶＡＦ枠位置の蓄積とフォーカスレンズの至近／無限に位置するタイミングを合わせる。この演算は、図５のＳｔｅｐ５０４で行われる。図１３では、蓄積時間３の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３が時刻Ｔ３でレンズに通信され、蓄積時間５の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ５が時刻Ｔ５で取り込まれる。時刻Ｔ５では、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ３、ＥＶ５を比較し、ＥＶ５＞ＥＶ３であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ３＞ＥＶ５であれば振動中心を移動しない。このようにして、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。なお、図１３では駆動ディレイ時間を設けないようにしたが、これに限定されるものではなく、駆動ディレイ時間を適宜調整するようにしてよい。
【００８０】
＜蓄積時間が短い場合＞
図１４を用いて蓄積時間が短い（高速シャッター）場合を説明する。図１４では、例として蓄積時間１／１２０秒の場合を示している。１フレームあたりのセンサの蓄積開始から終了までに要する時間が、図６では全体で１／３０（１／６０×２）秒だったのが、図１４では３／１２０（１／６０＋１／１２０）秒と短くなっている。このため駆動ディレイ時間を調整することで、ＴＶＡＦ枠位置の蓄積とフォーカスレンズの至近／無限に位置するタイミングを合わせる。この演算は、図５のＳｔｅｐ５０４で行われる。図１４では、蓄積時間３の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３が時刻Ｔ３でレンズに通信され、蓄積時間５の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ５が時刻Ｔ５で取り込まれる、時刻Ｔ５では、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ３、ＥＶ５を比較し、ＥＶ５＞ＥＶ３であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ３＞ＥＶ５であれば振動中心を移動しない。このようにして、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。
【００８１】
以上のように、ＣＭＯＳセンサの駆動の違い、ＴＶＡＦ枠位置の違いに対して、必要なデータをカメラからレンズユニットに送り、レンズユニットで取得したデータに基づいてレンズの駆動を変更する。このようにすることで、ＣＭＯＳセンサの駆動がどのようであっても、それに合わせてレンズの停止時間と駆動ディレイ時間を調整し、ＴＶＡＦ枠位置の蓄積とフォーカスレンズの至近／無限に位置するタイミングを合わせることができる。その結果、レンズ側はカメラから適切なタイミングでＴＶＡＦ評価値を取得することができる。
【００８２】
なお、上記説明したレンズの停止時間、駆動ディレイ時間の設定は本実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で適宜変更可能である。また、本実施例では、通信ディレイ時間をＶＤから通信開始までの時間としたが、センサ蓄積と通信との位相関係を表すものであればこれに限定されない。例えば、センサの１ライン目の電荷蓄積終了から通信開始までの時間としてレンズに送ってもよい。
【００８３】
また、本実施例では、ＶＤのタイミングで撮像素子１０６の１ライン目の電荷蓄積が終了する場合を示したが、１ライン目に限定されるものではない。また、ＶＤで所定ラインの電荷蓄積が開始される場合でも適用できる。
【００８４】
次に、山登り駆動動作について図１５を用いて説明する。
【００８５】
Ｓｔｅｐ１５０１は処理の開始を示している。
【００８６】
Ｓｔｅｐ１５０２ではカメラからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ１５０３へ進み、無ければＳｔｅｐ１５０２でウエイトする。
【００８７】
Ｓｔｅｐ１５０３ではカメラと通信しＴＶＡＦ評価値や本発明の特徴であるフォーカスレンズの駆動タイミングを決定するための情報（ＣＭＯＳセンサ蓄積時間、ＣＭＯＳセンサ転送時間、ＶＤと通信のディレイ時間）などを取得する。
【００８８】
Ｓｔｅｐ１５０４では山登り駆動スピードを設定する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時はスピードを小さく、深度が深いときはスピードを大きくするのが一般的である。
【００８９】
Ｓｔｅｐ１５０５においては、Ｓｔｅｐ１５０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値が前回のＴＶＡＦ評価値より所定量小さいどうか判別して、小さくなければＳｔｅｐ１５０６へ進み、小さければＳｔｅｐ１５１１へ進む。ここで、所定量とはＴＶＡＦ評価値のＳ／Ｎを考慮して決められる値であり、被写体固定、フォーカスレンズ一定でのＴＶＡＦ評価値の変動幅以上の値とする。そうしないと、ＴＶＡＦ評価値の変動の影響を受け正しい方向に山登り駆動できない。
【００９０】
Ｓｔｅｐ１５０６ではフォーカスレンズが無限端に達しているかどうか判定する。無限端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も無限寄りの位置である。無限端に達していればＳｔｅｐ１５０７へ進む。達していなければＳｔｅｐ１５０８へ進む。
【００９１】
Ｓｔｅｐ１５０８ではフォーカスレンズが至近端に達しているかどうか判定する。至近端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も至近寄りの位置である。至近端に達していればＳｔｅｐ１５０９へ進む。達していなければＳｔｅｐ１５１０へ進む。
【００９２】
Ｓｔｅｐ１５０７、１５０９ではそれぞれ反転した端を記憶するフラグをセットしてＳｔｅｐ１５１３へ進み、フォーカスレンズを逆方向に反転して山登り駆動を続ける。
【００９３】
Ｓｔｅｐ１５１０では前回の順方向にＳｔｅｐ１５０４で決定した速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、Ｓｔｅｐ１５０２へ進み今回の処理を終わる。
【００９４】
Ｓｔｅｐ１５１１においては、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていなければＳｔｅｐ１５１２へ進み、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていればＳｔｅｐ１５１４へ進み山登り駆動を終了し、Ｓｔｅｐ１５１５へ進み処理を終了し微小駆動動作へ移行する。
【００９５】
Ｓｔｅｐ１５１２では、所定回数３連続して減少しているか判別し、連続して減少していればＳｔｅｐ１５１３へ進み、連続して減少していなければＳｔｅｐ１５１０へ進む。
【００９６】
Ｓｔｅｐ１５１０では前回の順方向にＳｔｅｐ１５０４で決定した速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、Ｓｔｅｐ１５０２へ進み今回の処理を終わる。
【００９７】
Ｓｔｅｐ１５１３では、前回と逆方向にＳｔｅｐ１５０４で決定した速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、Ｓｔｅｐ１５０２へ進み今回の処理を終わる。
【００９８】
上記山登り駆動動作時のレンズの動きを示したのが、図１６である。ここで、Ａはピークを越えて減少しているので合焦点があるとして山登り駆動動作を終了し、微小駆動動作に移行する、一方、Ｂはピークが無く減少しているので方向を間違えたものとして反転し、山登り駆動動作を続ける。
【００９９】
以上説明したように、再起動判定  →  微小駆動  →  山登り駆動  →  微小駆動  →  再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させＴＶＡＦ評価値を常に最大にするようにレンズマイコン１１５は制御していて、合焦状態を維持する。
【０１００】
このようにカメラ本体の撮像素子の駆動の違い、ＴＶＡＦ枠位置の違いに対して、必要なデータをカメラからレンズユニットに送って、レンズユニットで取得したデータに基づいてレンズの駆動を変更する。これにより、レンズユニットにＴＶＡＦ評価値を送ってレンズ内でＡＦ制御を行うシステムにおいて、撮像素子の蓄積タイミングとフォーカスを無限／至近に振るタイミングを合わせることが可能となり、レンズ側で焦点信号を正しく参照することで合焦方向を判定できるようになる。
【０１０１】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０５  フォーカスレンズ
１０６  撮像素子
１１２  フォーカス駆動源
１１３  ＴＶＡＦゲート
１１４  ＴＶＡＦ信号処理回路
１１５  レンズマイコン
１１６  カメラマイコン
１１７  レンズユニット
１１８  カメラ本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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