(57)【要約】【課題】より高精度に合焦させることができるようにする。【解決手段】交換レンズは、レンズの位置を検出するレンズ位置検出部と、レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータと、モータの駆動状態を検出する駆動状態検出部と、撮像装置から取得したレンズの目標位置とレンズ位置検出部により検出されたレンズ位置との差分に応じた目標速度と、駆動状態検出部による駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、モータの駆動速度を決定する制御部とを備える。本技術は交換レンズに適用することができる。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズの位置を検出するレンズ位置検出部と、
前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータと、
前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出部と、
撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する制御部と
を備える交換レンズ。
【請求項２】
前記目標位置は、前記レンズ位置検出部で検出された前記レンズの位置に応じて決定された位置である
請求項１に記載の交換レンズ。
【請求項３】
前記目標位置は、コントラストオートフォーカス方式によって決定された位置である
請求項２に記載の交換レンズ。
【請求項４】
前記駆動状態は、前記モータの回転角度である
請求項３に記載の交換レンズ。
【請求項５】
前記モータはリング状の超音波モータである
請求項４に記載の交換レンズ。
【請求項６】
前記駆動状態は、前記モータの軸の回転角度である
請求項３に記載の交換レンズ。
【請求項７】
前記モータはＤＣモータである
請求項６に記載の交換レンズ。
【請求項８】
前記レンズはフォーカスレンズである
請求項３に記載の交換レンズ。
【請求項９】
第１のフォーカスレンズとしての前記フォーカスレンズと比べて、Ｆ値が大きい第２のフォーカスレンズをさらに備え、
前記レンズ位置検出部は、前記第１のフォーカスレンズの位置を検出する
請求項８に記載の交換レンズ。
【請求項１０】
前記レンズ位置検出部は、鏡筒の内側の位置であって、前記鏡筒に対して移動可能な前記可動レンズ枠の可動可能範囲のうち、前記可動レンズ枠が前記可動可能範囲の何れの位置にある場合においても、前記レンズの位置を検出可能な位置に配置されている
請求項３に記載の交換レンズ。
【請求項１１】
前記制御部は、前記コントラストオートフォーカス方式でのサーチ開始時点では、前記モータを一定の駆動速度で動作させ、前記レンズが前記目標位置に到達するのに先立って、前記モータの駆動を停止させる
請求項３に記載の交換レンズ。
【請求項１２】
前記モータの駆動を前記可動レンズ枠に伝達する駆動系をさらに備え、
前記モータの駆動の停止後、前記駆動系による摩擦によって前記可動レンズ枠が停止する
請求項１１に記載の交換レンズ。
【請求項１３】
前記制御部は、前記レンズの移動前の位置と、前記目標位置との関係に基づいて決定される速度曲線に従って、前記モータの前記駆動速度を徐々に低減させる
請求項１１に記載の交換レンズ。
【請求項１４】
前記制御部は、前記撮像装置から取得したオートフォーカスの動作モード情報に応じて前記速度曲線を決定する
請求項１３に記載の交換レンズ。
【請求項１５】
撮像装置に装着される交換レンズの駆動方法であって、
レンズ位置検出部によりレンズの位置を検出し、
前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータの駆動状態を駆動状態検出部により検出し、
前記撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する
ステップを含む駆動方法。
【請求項１６】
レンズの位置を検出するレンズ位置検出部と、
前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータと、
前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出部と、
撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する制御部と
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は交換レンズおよび駆動方法、並びに電子機器に関し、特に、より高精度に合焦させることができるようにした交換レンズおよび駆動方法、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像撮像時のピント合わせを行うオートフォーカス（以下、単にAF（Autofocus）とも称する）制御の方式として、コントラストAF方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
コントラストAF方式では、撮像された画像から得られるコントラストの評価値に基づいてフォーカス制御が行われる。
【０００４】
具体的にはフォーカスレンズを連続的に移動させながら画像の撮像が行われ、各フォーカスレンズ位置で撮像された画像についてコントラストの評価値が算出されて、コントラストが最大となるフォーカスレンズの位置がピーク位置として検出される。そして、検出されたピーク位置へとフォーカスレンズが移動され、これにより所定の被写体にピントが合った状態、つまり合焦した状態となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３９８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、コントラストAF方式では、位相差AF方式における場合と異なり、より高精度に合焦させるためにはフォーカスレンズの位置を正確に検出することが重要となる。これは、コントラストAF方式では各時刻のフォーカスレンズ位置の検出結果に基づいて、ピーク位置を推定するためであり、フォーカスレンズ位置を正確に検出できないとピーク位置に誤差が生じてしまい、合焦精度が低下してしまう。
【０００７】
一般的にフォーカスレンズを駆動するモータを搭載した位相差AF用のレンズのメカ構成や光学構成では、モータの直近にある、そのモータの回転角度を検出するセンサを用いてフォーカスレンズの位置が検出されている。
【０００８】
しかしながら、このような構成のレンズでは、フォーカスレンズと、そのフォーカスレンズの位置を検出するためのセンサとの間で生じるメカのがたなどが大きく、正確にフォーカスレンズの位置を検出することが困難であった。そのため、適切なピーク位置を検出し、高精度に合焦させることができなかった。
【０００９】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より高精度に合焦させることができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の第１の側面の交換レンズは、レンズの位置を検出するレンズ位置検出部と、前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータと、前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出部と、撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する制御部とを備える。
【００１１】
前記目標位置を、前記レンズ位置検出部で検出された前記レンズの位置に応じて決定された位置とすることができる。
【００１２】
前記目標位置を、コントラストオートフォーカス方式によって決定された位置とすることができる。
【００１３】
前記駆動状態を、前記モータの回転角度とすることができる。
【００１４】
前記モータをリング状の超音波モータとすることができる。
【００１５】
前記駆動状態を、前記モータの軸の回転角度とすることができる。
【００１６】
前記モータをＤＣモータとすることができる。
【００１７】
前記レンズをフォーカスレンズとすることができる。
【００１８】
交換レンズには、第１のフォーカスレンズとしての前記フォーカスレンズと比べて、Ｆ値が大きい第２のフォーカスレンズをさらに設け、前記レンズ位置検出部には、前記第１のフォーカスレンズの位置を検出させることができる。
【００１９】
前記レンズ位置検出部を、鏡筒の内側の位置であって、前記鏡筒に対して移動可能な前記可動レンズ枠の可動可能範囲のうち、前記可動レンズ枠が前記可動可能範囲の何れの位置にある場合においても、前記レンズの位置を検出可能な位置に配置することができる。
【００２０】
前記制御部には、前記コントラストオートフォーカス方式でのサーチ開始時点では、前記モータを一定の駆動速度で動作させ、前記レンズが前記目標位置に到達するのに先立って、前記モータの駆動を停止させることができる。
【００２１】
交換レンズには、前記モータの駆動を前記可動レンズ枠に伝達する駆動系をさらに設け、前記モータの駆動の停止後、前記駆動系による摩擦によって前記可動レンズ枠が停止するようにすることができる。
【００２２】
前記制御部には、前記レンズの移動前の位置と、前記目標位置との関係に基づいて決定される速度曲線に従って、前記モータの前記駆動速度を徐々に低減させることができる。
【００２３】
前記制御部には、前記撮像装置から取得したオートフォーカスの動作モード情報に応じて前記速度曲線を決定させることができる。
【００２４】
本技術の第１の側面の駆動方法は、撮像装置に装着される交換レンズの駆動方法であって、レンズ位置検出部によりレンズの位置を検出し、前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータの駆動状態を駆動状態検出部により検出し、前記撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定するステップを含む。
【００２５】
本技術の第１の側面においては、撮像装置に装着される交換レンズにおいて、レンズ位置検出部によりレンズの位置が検出され、前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータの駆動状態が駆動状態検出部により検出され、前記撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度が決定される。
【００２６】
本技術の第２の側面の電子機器は、レンズの位置を検出するレンズ位置検出部と、前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータと、前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出部と、撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する制御部とを備える。
【００２７】
本技術の第２の側面においては、レンズ位置検出部によりレンズの位置が検出され、前記レンズが固定された可動レンズ枠がモータにより移動され、前記モータの駆動状態が駆動状態検出部により検出され、撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度が決定される。
【発明の効果】
【００２８】
本技術の第１の側面および第２の側面によれば、より高精度に合焦させることができる。
【００２９】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載された何れかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】撮像システムの構成例を示す図である。
【図２】マウントアダプタを用いた場合の撮像システムの構成例を示す図である。
【図３】ピーク位置の誤差について説明する図である。
【図４】フォーカスレンズ位置を検出する位置検出センサについて説明する図である。
【図５】光学系の構成例を示す図である。
【図６】位置検出センサの配置位置について説明する図である。
【図７】位置検出センサの配置位置について説明する図である。
【図８】フォーカスレンズを駆動させるブロックの構成例を示す図である。
【図９】モータの回転速度の制御について説明する図である。
【図１０】撮像処理を説明するフローチャートである。
【図１１】AF制御処理を説明するフローチャートである。
【図１２】レンズ駆動処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本技術を適用した実施の形態について説明する。
【００３２】
〈第１の実施の形態〉
〈撮像システムの構成例〉
本技術は、速度サーボによりモータの駆動を制御してフォーカスレンズによる合焦を制御する交換レンズや、カメラなどの撮像機能を有する各種の電子機器に関するものである。
【００３３】
図１は、本技術を適用した撮像システムの一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【００３４】
図１の撮像システム１は、レンズ交換式のデジタルカメラであり、交換レンズ１０とボディ側の撮像装置６０とを備える。
【００３５】
交換レンズ１０は、撮像装置６０のマウント部７１に対して着脱可能に取り付けられるマウント部２１を備える。マウント部２１は、撮像装置６０と電気的に接続する８個の端子LP１乃至端子LP８を有する。
【００３６】
また、交換レンズ１０は、レンズ制御部２２、ズームレンズ２３、手振れ補正レンズ２４、絞り２５、対物側フォーカスレンズ２６、素子側フォーカスレンズ２７、操作部２８、メモリ部２９、記録部３０、および電源制御部３１を備える。
【００３７】
なお、以下では、端子LP１乃至端子LP８を特に区別する必要のない場合、端子LPxとも称することとする。
【００３８】
交換レンズ１０は、オートフォーカス制御用に、対物側フォーカスレンズ２６と素子側フォーカスレンズ２７の２種類のフォーカスレンズを有している。
【００３９】
対物側フォーカスレンズ２６は、対物レンズ（不図示）に近い側のフォーカスレンズであり、１または複数のレンズから構成される。また、素子側フォーカスレンズ２７は、撮像装置６０の撮像素子７６に近い側のフォーカスレンズであり、１または複数のレンズから構成される。
【００４０】
ここで、対物側フォーカスレンズ２６は、素子側フォーカスレンズ２７と比較して、以下の少なくとも何れかの条件を満たすレンズとなっている。
（１）開口が大きい、つまりＦ値が小さい
（２）硝材（Optical glass material）が同じ場合、光軸方向の厚みが厚い、つまり光路が長い
（３）光軸と垂直な方向の外形（レンズ径）が大きい
（４）重量が重い
【００４１】
より具体的には、例えば対物側フォーカスレンズ２６は、Ｆ値が４．０以下であり、重量が１００ｇ以上ある重いレンズとなっている。これに対して素子側フォーカスレンズ２７は、例えばＦ値が４．０より大きく、重量が約１０ｇ程度の軽いレンズとなっている。なお、ここでの各数値はあくまで一例であって、これに限定されるものではない。
【００４２】
レンズ制御部２２は、例えば、CPU（Central Processing Unit）やMPU（Micro Processing Unit）などの演算処理装置と周辺回路などで構成され、記録部３０に記録されている所定の制御プログラムを読み出して実行することにより、交換レンズ１０全体を制御する。
【００４３】
例えば、レンズ制御部２２は、マウント部２１の端子LP１乃至端子LP８のうちの所定の通信端子を介して供給された撮像装置６０からの指示、または操作部２８からの指示に応じて、ズームレンズ２３の位置を制御する。
【００４４】
より具体的には、レンズ制御部２２は、ズーム位置検出部４１から現在のズームレンズ２３の位置を取得し、取得結果に基づいてズームレンズ２３を所定の位置に移動させるための駆動方向および駆動量を決定して、決定した駆動方向および駆動量を移動命令とともにズーム駆動部４２に出力する。
【００４５】
ズーム位置検出部４１は、例えば磁気センサ（MR（Magneto Resistance）センサ）等で構成され、ズームレンズ２３の位置を検出して、レンズ制御部２２に供給する。ズーム駆動部４２は、レンズ制御部２２から供給された移動命令に基づいて、ズームレンズ２３を、指示された駆動方向へと指示された駆動量だけ光軸に沿って移動させる。
【００４６】
また、レンズ制御部２２は、手振れを補正するように手振れ補正レンズ２４を制御する。具体的には、レンズ制御部２２は、手振れ検出部４３によって検出された手振れ量に基づいて、手振れ量を打ち消す方向の手振れ補正レンズ２４の駆動方向および駆動量を決定して、決定した駆動方向および駆動量を移動命令とともに手振れ駆動部４４に出力する。
【００４７】
手振れ検出部４３は、ジャイロセンサ、３軸加速度センサなどで構成される。ジャイロセンサは、手振れ補正レンズ２４の補正方向として、PitchまたはYawに対応する方向のずれを検出する場合に用いられ、３軸加速度センサは、光軸方向をZ軸としたときに、X軸とY軸の方向のずれを検出する場合に用いられる。手振れ検出部４３は、ジャイロセンサと３軸加速度センサのいずれか一方でもよいし、両方を備えてもよい。
【００４８】
手振れ駆動部４４は、レンズ制御部２２から供給された移動命令に基づいて、指示された駆動方向に、指示された駆動量だけ手振れ補正レンズ２４を移動させる。
【００４９】
レンズ制御部２２は、マウント部２１の端子LP１乃至端子LP８のうちの所定の通信端子を介して供給された撮像装置６０からの指示などに応じて、絞り２５（の開口径）を制御する。具体的には、レンズ制御部２２は、絞り検出部４５によって検出された絞り２５の開口径を取得して、撮像装置６０から指示されたF値になるように絞り駆動部４６に指令して絞り２５を駆動させる。絞り駆動部４６は、レンズ制御部２２から指示された開口径となるように絞り２５を駆動させる。
【００５０】
さらに、レンズ制御部２２は、撮像装置６０から供給されたフォーカスレンズの目標位置に基づいて、対物側フォーカスレンズ２６と素子側フォーカスレンズ２７の２種類のフォーカスレンズを制御する。
【００５１】
具体的には、レンズ制御部２２は、位置検出センサ４７から現在の対物側フォーカスレンズ２６の位置を取得するとともに、駆動状態検出センサ４９から対物側レンズ駆動部４８の駆動状態の検出結果を取得する。
【００５２】
そしてレンズ制御部２２は、供給された目標位置と、取得した対物側フォーカスレンズ２６の位置と、駆動状態の検出結果とに基づいて対物側レンズ駆動部４８を制御する。対物側レンズ駆動部４８は、レンズ制御部２２の制御に従って対物側フォーカスレンズ２６を光軸方向に移動させる。
【００５３】
同様に、レンズ制御部２２は、素子側レンズ位置検出部５０から現在の素子側フォーカスレンズ２７の位置を取得し、取得結果と、供給された目標位置とに基づいて素子側フォーカスレンズ２７を所定の位置に移動させるための駆動方向および駆動量を決定して、決定した駆動方向および駆動量を移動命令とともに素子側レンズ駆動部５１に出力する。素子側レンズ駆動部５１は、素子側フォーカスレンズ２７を、指示された駆動方向へと、指示された駆動量だけ光軸に沿って移動させる。
【００５４】
位置検出センサ４７および素子側レンズ位置検出部５０は、例えば磁気センサ、フォトダイオードアレイ、ポテンショメータ、反射式エンコーダなどで構成することができる。
【００５５】
対物側レンズ駆動部４８および素子側レンズ駆動部５１には、例えば超音波モータ、ＤＣ（Direct Current）モータ、リニアアクチュエータ、ステッピングモータ、ピエゾ素子（圧電素子）など用いることができるが、レンズ径やレンズ厚が大きく、重量が重いフォーカスレンズを駆動させる場合には、ＤＣモータや超音波モータが好適である。
【００５６】
ここでは、対物側フォーカスレンズ２６が重量の重いレンズであるので、対物側レンズ駆動部４８を、例えば超音波モータやＤＣモータなどにより構成すればよい。逆に、素子側フォーカスレンズ２７は重量の軽いレンズであるので、素子側レンズ駆動部５１を、例えばリニアアクチュエータやステッピングモータ、ピエゾ素子などにより構成すればよい。
【００５７】
なお、交換レンズ１０は、必ずしも２種類のフォーカスレンズを有する必要はなく、対物側フォーカスレンズ２６と素子側フォーカスレンズ２７のいずれか一方は省略されてもよい。この場合、省略されたフォーカスレンズの制御に必要とされていたレンズ位置検出部とレンズ駆動部も省略される。
【００５８】
操作部２８は、ズーム倍率を手動で設定するズームリング、フォーカスレンズを手動で設定するフォーカスリングなどに対応し、ユーザの手動操作を受け付け、受け付けた操作に対応する操作信号をレンズ制御部２２に供給する。
【００５９】
メモリ部２９は、例えば、RAM（Random Access Memory）等の揮発性の記録媒体であり、動作中の各種データの記録領域として用いられる。
【００６０】
記録部３０は、不揮発性の記録媒体であり、レンズ制御部２２が実行する所定の制御プログラムや調整用パラメータなどの各種データを記録している。
【００６１】
電源制御部３１は、撮像装置６０から供給された電源の電力量を取得し、取得した電力量に基づいて、交換レンズ１０内の各部（レンズ制御部２２や各種の駆動部）に対して電力量を最適に配分して電源を供給する。
【００６２】
撮像装置６０は、交換レンズ１０が着脱可能に取り付けられるマウント部７１を備える。マウント部７１は、交換レンズ１０と電気的に接続する８個の端子BP１乃至端子BP８を有する。なお、以下では、端子BP１乃至端子BP８を特に区別する必要のない場合、端子BPxとも称することとする。
【００６３】
撮像装置６０のマウント部７１に交換レンズ１０が装着されると、マウント部７１の端子BP１乃至端子BP８が、交換レンズ１０のマウント部２１の端子LP１乃至端子LP８と電気的かつ物理的に接続される。
【００６４】
より具体的には、図１に示されるように、端子BP１と端子LP１が電気的かつ物理的に接続され、端子BP２と端子LP２が電気的かつ物理的に接続され、端子BP３と端子LP３が電気的かつ物理的に接続される。端子BP４乃至端子BP８と端子LP４乃至端子LP８についても同様に、電気的かつ物理的に１対１に接続される。但し、実施形態によってはこの限りではなく、一部の端子の接続をしないことも可能である。
【００６５】
撮像装置６０は、ボディ制御部７２、メカシャッタ７３、シャッタ検出部７４、シャッタ駆動部７５、撮像素子７６、画像信号処理部７７、記録部７８、表示部７９、電源制御部８０、電源部８１、および操作部８２を備える。
【００６６】
ボディ制御部７２は、例えば、CPUやMPUなどの演算処理装置、不揮発性メモリ、および周辺回路などで構成され、不揮発性メモリに記録されている所定の制御プログラムを読み出して実行することにより、撮像システム１全体を制御する。
【００６７】
例えば、ボディ制御部７２は、操作部８２から供給されたユーザの操作を表す操作信号に基づいて、撮像素子７６に所定の撮像を行わせたり、マウント部７１を介して所定のコマンドを交換レンズ１０に送信し、フォーカスレンズ（対物側フォーカスレンズ２６、素子側フォーカスレンズ２７）や、ズームレンズ２３などを駆動させる。
【００６８】
また、例えばフォーカスレンズのレンズ位置情報やズームレンズ２３のズーム位置情報などが、交換レンズ１０からマウント部７１を介してボディ制御部７２に供給され、ボディ制御部７２は、それらの情報に基づく最適なタイミングで、記録部７８に記録させる画像の撮像を撮像素子７６に行わせる。撮像素子７６により得られた画像（のデータ）は、ボディ制御部７２の制御に従って、記録部７８に記録されたり、表示部７９に表示される。
【００６９】
ボディ制御部７２はフォーカス制御部９１を有しており、フォーカス制御部９１は、交換レンズ１０から供給された情報や、画像信号処理部７７から供給された画像に基づいて、コントラストAF方式によりフォーカス制御を行う。
【００７０】
メカシャッタ７３は、撮像素子７６の前面に配置されており、交換レンズ１０の光学系を通過してきた光を、シャッタ駆動部７５の制御に従って開閉する。シャッタ検出部７４は、メカシャッタ７３の開閉状態を検出し、ボディ制御部７２に供給する。シャッタ駆動部７５は、ボディ制御部７２の制御に基づいてメカシャッタ７３を開状態または閉状態に駆動する。
【００７１】
撮像素子７６は、CCD（Charge Coupled Device）またはCMOS（Complementary Mental Oxide Semiconductor）センサで構成される。撮像素子７６は、ズームレンズ２３乃至メカシャッタ７３を介して入射した光を光電変換することで被写体を撮像し、その結果得られた画像の画像データを画像信号処理部７７に供給する。
【００７２】
なお、撮像素子７６がCCDセンサやCMOSセンサで構成される場合には、電子シャッタを用いることができるため、メカシャッタ７３は省略することができる。メカシャッタ７３が省略された場合、その制御に用いられるシャッタ検出部７４とシャッタ駆動部７５も省略される。
【００７３】
画像信号処理部７７は、撮像素子７６から供給される画像に対して所定の画像信号処理を実行する。
【００７４】
例えば、画像信号処理部７７は、撮像素子７６から供給されるRAW画像を、所定のファイル形式の画像データに変換して記録部７８に供給し、記録させる。また、画像信号処理部７７は、RAW画像に対してデモザイク処理を実行し、さらに可逆圧縮または非可逆圧縮して所定のファイル形式の画像データに変換して記録部７８に供給し、記録させる。また、例えば画像信号処理部７７は、撮像素子７６から供給される画像データを、所定の表示フォーマットの画像信号に変換して、表示部７９に供給し、表示させる。
【００７５】
記録部７８は、例えば不揮発性メモリで構成され、撮像素子７６で撮像された画像のデータなどを記録する。記録部７８としての記録媒体は、着脱可能とされてもよい。
【００７６】
表示部７９は、液晶パネルや有機EL（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置で構成され、画像信号処理部７７から供給された画像（動画像または静止画像）を表示する。表示部７９は、マウント部７１が配置された正面と反対側の背面に実装され、スルー画像の表示や、プレビュー画像の表示などを行うことができる。
【００７７】
電源制御部８０は、撮像装置６０の動作状態を考慮して、交換レンズ１０に供給可能な電力量を算出し、マウント部７１を介して交換レンズ１０に電力を供給する。電源部８１は、例えばＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプタ等で構成される。
【００７８】
操作部８２は、表示部７９に積層されたタッチパネルによるソフトウェアキー、レリーズボタン、ズームボタン、モード切り換えスイッチ等のハードウエアキーを含み、ユーザが行う所定の操作を受け付けて、その操作信号をボディ制御部７２に供給する。ユーザは、操作部８２を操作することにより、例えば撮影モードの設定や、AFモードの設定、カメラパラメータの設定などを行うことができる。
【００７９】
撮像システム１を構成する交換レンズ１０と撮像装置６０は、以上の構成を有する。
【００８０】
なお、撮像装置６０に交換レンズ１０を装着する場合には、撮像装置６０のマウント部７１のマウント形式と、交換レンズ１０のマウント部２１のマウント形式が同一であることが前提となるが、両者のマウント形式が異なる場合には、撮像装置６０と交換レンズ１０の間に、マウント形式を変換するマウントアダプタが挿入される。
【００８１】
＜マウントアダプタ＞
図２は、マウントアダプタを用いた場合の撮像システムの構成例を示すブロック図である。
【００８２】
なお、図２では紙面の制約上、交換レンズ１０と撮像装置６０については、マウント部２１とマウント部７１以外の図示が省略されている。
【００８３】
マウントアダプタ１００は、撮像装置６０のマウント部７１に装着されるマウント部１１１と、交換レンズ１０のマウント部２１に装着されるマウント部１１２を備える。マウント部１１１のマウント形式は、撮像装置６０のマウント部７１のマウント形式と同一であり、マウント部１１２のマウント形式は、交換レンズ１０のマウント部２１のマウント形式と同一であり、撮像装置６０側のマウント部１１１のマウント形式と、交換レンズ１０側のマウント部１１２のマウント形式は異なる。
【００８４】
撮像装置６０側のマウント部１１１は端子BMP１乃至端子BMP８を有し、端子BMP１乃至端子BMP８は、撮像装置６０のマウント部７１の端子BP１乃至端子BP８と電気的かつ物理的に１対１に接続される。
【００８５】
交換レンズ１０側のマウント部１１２は端子LMP１乃至端子LMP８を有し、端子LMP１乃至端子LMP８は、交換レンズ１０のマウント部２１の端子LP１乃至端子LP８と電気的かつ物理的に１対１に接続される。
【００８６】
マウントアダプタ１００の内部では、マウント部１１１の端子BMP１乃至端子BMP８とマウント部１１２の端子LMP１乃至端子LMP８とが、電気的かつ物理的に１対１に接続されている。
【００８７】
撮像装置６０のマウント部７１のマウント形式と、交換レンズ１０のマウント部２１のマウント形式が異なる場合には、マウントアダプタ１００を挿入することで、マウント形式の異なる交換レンズ１０を、撮像装置６０に装着することができる。但し、マウントアダプタ１００を介した場合にも、一部の端子の接続をしないことも可能である。
【００８８】
なお、撮像装置６０と交換レンズ１０のマウント形式が同じ場合には、マウントアダプタ１００に代えて、テレコンバータなどが装着される場合もある。以下では、説明を簡単にするため、撮像装置６０と交換レンズ１０との間にマウントアダプタ１００等は装着されず、撮像装置６０に直接、交換レンズ１０が装着されるものとして説明を続ける。
【００８９】
〈ピーク位置の誤差について〉
ところで、撮像システム１においてコントラストAF方式によりフォーカス制御を行う場合、対物側フォーカスレンズ２６が各位置にあるときに撮像された画像に基づいてコントラスト評価値が算出される。そして、そのコントラスト評価値に基づいて、コントラストが最大となると推定される対物側フォーカスレンズ２６の位置がピーク位置として検出される。なお、より詳細には、フォーカス制御部９１では、本来は対物側フォーカスレンズ２６および素子側フォーカスレンズ２７からなる２群のフォーカスレンズを１群のフォーカスレンズであるとみなして、その１群のフォーカスレンズのピーク位置を検出する。しかし、図３では説明を簡単にするため、交換レンズ１０のフォーカスレンズが対物側フォーカスレンズ２６のみからなるものとして説明を行う。
【００９０】
ピーク位置の検出にあたっては、各時刻における対物側フォーカスレンズ２６の位置を正確に検出できないと、ピーク位置の検出結果にも誤差が生じてしまう。
【００９１】
例えば図３に示すように対物側フォーカスレンズ２６を移動させながら各位置において被写体を撮像して得た画像についてコントラスト評価値を算出したとする。なお、図３において縦軸は対物側フォーカスレンズ２６の位置を示しており、横軸は時刻を示している。
【００９２】
いま、例えば時刻ｔ０から時刻ｔ５までの期間において、コントラストAF方式によるサーチ動作を行い、そのサーチ期間の各時刻における対物側フォーカスレンズ２６の位置を検出した結果、折れ線Ｃ１１に示す結果が得られたとする。
【００９３】
ここで、コントラストAF方式によるサーチとは、フォーカスレンズを移動させる検波範囲（サーチ範囲）を予め指定し、その指定された検波範囲内で指定された複数の検波位置ごとに得られた複数の検波値を用いてコントラストの評価値を得る動作である。例えば、検波位置の指定は被写界深度や焦点深度を区分単位として行うことができる。
【００９４】
この例では、対物側フォーカスレンズ２６の定速動作が開始される時刻ｔ０から、対物側フォーカスレンズ２６が完全に停止する時刻ｔ５までの期間がサーチ期間とされ、サーチ期間の各時刻における対物側フォーカスレンズ２６の位置が検出される。例えば、この例では時刻ｔ３における対物側フォーカスレンズ２６の位置として位置ＰＯＳ１が検出されている。
【００９５】
しかし、対物側フォーカスレンズ２６の検出位置には誤差があり、実際の対物側フォーカスレンズ２６の位置の軌跡は曲線Ｃ１２に示すものであったとする。この例では、例えば時刻ｔ３では、対物側フォーカスレンズ２６の位置は位置ＰＯＳ１と検出されていたが、実際の対物側フォーカスレンズ２６の位置は位置ＰＯＳ２となっている。
【００９６】
このように検出された対物側フォーカスレンズ２６の位置を示す折れ線Ｃ１１と、実際の対物側フォーカスレンズ２６の位置を示す曲線Ｃ１２とでずれがあると、ピーク位置の検出結果にもずれが生じることになる。
【００９７】
すなわち、撮像システム１は、折れ線Ｃ１１により示される対物側フォーカスレンズ２６の各時刻における位置の検出結果と、各時刻に撮像された画像とからピーク位置を検出する。
【００９８】
具体的には、撮像された画像に基づいて、その画像のコントラストが算出され、そのコントラストを示すコントラスト評価値が算出される。ここで、コントラストが高いほど、つまり対物側フォーカスレンズ２６による合焦度合いが高いほど、コントラスト評価値が大きいものとする。
【００９９】
例えば時刻ｔ１乃至時刻ｔ５の各時刻で画像が撮像され、それらの各時刻におけるコントラスト評価値と、折れ線Ｃ１１により示される対物側フォーカスレンズ２６の位置とから曲線Ｃ１３に示す検波結果が得られたとする。
【０１００】
なお、曲線Ｃ１３および曲線Ｃ１４は、対物側フォーカスレンズ２６の各位置におけるコントラスト、つまりコントラスト評価値を示しており、それらの曲線について縦軸は対物側フォーカスレンズ２６の位置を示しており、横軸はコントラストの度合いを示している。特に、ここでは図中、右側にいくほど、コントラストの度合い、つまりコントラスト評価値が高いことを示している。
【０１０１】
例えば曲線Ｃ１３は、折れ線Ｃ１１により示される対物側フォーカスレンズ２６の位置の検出結果に基づいて算出された、対物側フォーカスレンズ２６の位置の変化に対するコントラスト評価値の変化を示している。ここで、曲線Ｃ１３における点ＣＴ１乃至点ＣＴ５のそれぞれは、時刻ｔ１乃至時刻ｔ５の対物側フォーカスレンズ２６の位置におけるコントラスト評価値のそれぞれを示している。
【０１０２】
撮像システム１は、これらの点ＣＴ１乃至点ＣＴ５から補間等を行うことにより、対物側フォーカスレンズ２６の連続する各位置のコントラスト評価値を示す曲線Ｃ１３を検波結果として求める。
【０１０３】
この例では、曲線Ｃ１３において最もコントラストが高くなるのは、時刻ｔ３のときの対物側フォーカスレンズ２６の位置ＰＯＳ１であるので、この位置ＰＯＳ１がピーク位置として検出される。したがって、この場合には、対物側フォーカスレンズ２６を位置ＰＯＳ１に移動させれば、被写体に焦点が合った状態となると推定されることになる。
【０１０４】
しかし、上述したように対物側フォーカスレンズ２６の各時刻における位置は、実際には曲線Ｃ１２に示す位置となっている。
【０１０５】
そのため、曲線Ｃ１２に示す位置と、各時刻におけるコントラスト評価値とから算出される本来あるべき検波結果は、曲線Ｃ１４に示すようになる。ここで、曲線Ｃ１４における点ＣＲ１乃至点ＣＲ５のそれぞれは、時刻ｔ１乃至時刻ｔ５の対物側フォーカスレンズ２６の実際の位置におけるコントラスト評価値のそれぞれを示している。
【０１０６】
本来であれば、点ＣＴ１乃至点ＣＴ５のそれぞれと、点ＣＲ１乃至点ＣＲ５のそれぞれとは同じ位置となるべきであるが、対物側フォーカスレンズ２６の位置の検出に誤差があるため、これらの点の位置にも誤差が生じてしまっている。
【０１０７】
したがって、曲線Ｃ１４により示される検波結果からピーク位置を検出した場合、ピーク位置は位置ＰＯＳ３となり、この位置ＰＯＳ３が実際に検出されるべきピーク位置であるが、位置ＰＯＳ３と、撮像システム１で検出された位置ＰＯＳ１とで誤差が生じている。
【０１０８】
この場合、位置ＰＯＳ１に対物側フォーカスレンズ２６を移動させてもある程度焦点が合った状態となるが、位置ＰＯＳ３に対物側フォーカスレンズ２６を移動させたときよりも合焦度合いが低くなってしまう。
【０１０９】
このようなピーク位置の検出誤差の発生は、一般的な撮像システムの構成において、対物側フォーカスレンズを駆動するモータ近傍に設けられた、モータの回転速度を検出するためのセンサの出力を、対物側フォーカスレンズの位置検出にも用いることが要因となっている。これは、対物側フォーカスレンズとセンサとの間で生じるメカのがた等が大きく、モータ近傍のセンサの出力からは高精度に対物側フォーカスレンズの位置を検出することができないからである。
【０１１０】
〈位置検出センサについて〉
そこで、本技術では、例えば図４に示すように、対物側フォーカスレンズ２６直近に対物側フォーカスレンズ２６の位置を検出する位置検出センサ４７を設けることで、より高精度に合焦させることができるようにした。なお、図４において、図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１１１】
図４に示す例では、交換レンズ１０において、対物側フォーカスレンズ２６近傍に位置検出センサ４７が設けられている。
【０１１２】
また、対物側フォーカスレンズ２６は、モータ３０１により移動される。すなわち、モータ３０１が駆動すると、そのモータ３０１に接続されたカム環などの駆動系である伝達機構３０２が駆動され、この伝達機構３０２の駆動に応じて対物側フォーカスレンズ２６が移動する。この例では、伝達機構３０２によって対物側フォーカスレンズ２６が図中、横方向に直線的に移動される。すなわち、対物側フォーカスレンズ２６が光軸方向に直動駆動される。また、伝達機構３０２は、カム環などの駆動系だけでなく、ギア列などの減速機構も有している。
【０１１３】
さらに、モータ３０１の直近には、モータ３０１の回転角度など、モータ３０１の駆動状態を検出するための駆動状態検出センサ４９も設けられている。
【０１１４】
ここで、位置検出センサ４７は、例えば光学式エンコーダや、GMR（Giant Magneto Resistive effect）センサ、フォトダイオードアレイ、ポテンショメータ、磁気センサなどからなり、対物側フォーカスレンズ２６の近傍に設けられている。
【０１１５】
なお、位置検出センサ４７は、駆動状態検出センサ４９よりも対物側フォーカスレンズ２６に近い位置に設けられ、十分な精度で対物側フォーカスレンズ２６の実位置を検出可能であれば、どのような位置に設けられていてもよい。但し、位置検出センサ４７が設けられる位置はできる限り対物側フォーカスレンズ２６に近いほうが好ましい。
【０１１６】
位置検出センサ４７は、対物側フォーカスレンズ２６の光軸方向における、対物側フォーカスレンズ２６の実位置、より詳細には対物側フォーカスレンズ２６のレンズ中心の実位置を検出し、その検出結果を出力する。
【０１１７】
このように対物側フォーカスレンズ２６近傍に、対物側フォーカスレンズ２６の位置検出専用のセンサを設けることで、伝達機構３０２のがた等の影響を受けることなく、より高精度に、つまりより正確に対物側フォーカスレンズ２６の実位置を検出することができる。これにより、より正確に対物側フォーカスレンズ２６の位置制御を実現することができ、対物側フォーカスレンズ２６による合焦の精度を向上させることができる。
【０１１８】
また、例えばモータ３０１は、リング状の超音波モータやＤＣモータなど、対物側フォーカスレンズ２６を駆動可能な各種のモータとされる。
【０１１９】
特に、対物側フォーカスレンズ２６は、素子側フォーカスレンズ２７と比べて大きくて重いレンズとなっているので、そのような対物側フォーカスレンズ２６を移動させるには、リング状の超音波モータやＤＣモータなどの駆動力の大きいモータが適している。
【０１２０】
一般的には、対物側フォーカスレンズ２６のように重量の重いレンズを直接駆動することは困難である。そのため、対物側フォーカスレンズ２６とモータ３０１との間には、ギア列などの減速機構を有する伝達機構３０２が設けられ、対物側フォーカスレンズ２６の位置決めが行われる。
【０１２１】
例えば、モータ３０１の一例であるリング状の超音波モータでは、その超音波モータを構成するロータとステータの間の摩擦は、伝達機構３０２としてのカム環の移動機構部の摩擦よりも大きい。同様に、モータ３０１の他の一例であるＤＣモータでも、そのＤＣモータを構成するギア列の摩擦は、伝達機構３０２としてのカム環の移動機構部の摩擦よりも大きい。
【０１２２】
一方、重量の軽い素子側フォーカスレンズ２７は、減速機構を設けずに直接、駆動可能であるため、素子側レンズ駆動部５１としてリニアアクチュエータや、ステッピングモータ、ピエゾ素子などが用いられる。
【０１２３】
駆動状態検出センサ４９は、例えば磁気センサやＰＩ（Photo Interrupter）センサなどのセンサからなる。
【０１２４】
より具体的には、例えばモータ３０１がリング状の超音波モータにより構成されるときには、駆動状態検出センサ４９が磁気センサから構成されるようにすればよい。この場合、駆動状態検出センサ４９の出力は、モータ３０１としての超音波モータの回転角度となる。
【０１２５】
また、例えばモータ３０１がＤＣモータにより構成されるときには、駆動状態検出センサ４９がＰＩセンサから構成されるようにすればよい。この場合、駆動状態検出センサ４９の出力は、モータ３０１としてのＤＣモータの軸の回転角度となる。
【０１２６】
ところで、交換レンズ１０を構成する光学系は、例えば図５に示すような構成とすることができる。なお、図５において図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は省略する。
【０１２７】
図５に示す例では、交換レンズ１０を構成する光学系は、第１レンズ群ＬＧ１と、第２レンズ群ＬＧ２と、第３レンズ群ＬＧ３とを有している。ここで、第１レンズ群ＬＧ１を構成する図中、最も左側に位置するレンズが、最も対物側に位置するレンズで、このレンズが対物レンズとされる。また、第３レンズ群ＬＧ３が最も撮像素子７６側に配置されたレンズ群となっている。
【０１２８】
ここで、第１レンズ群ＬＧ１と第３レンズ群ＬＧ３は図示せぬ固定鏡筒に対して固定されており、これらの第１レンズ群ＬＧ１および第３レンズ群ＬＧ３と、撮像素子７６との位置関係は変化しない。
【０１２９】
これに対して、第２レンズ群ＬＧ２は固定鏡筒に対して移動可能となっている。具体的には、第２レンズ群ＬＧ２は、対物側にある対物側フォーカスレンズ２６と、撮像素子７６側にある素子側フォーカスレンズ２７とからなり、それらの対物側フォーカスレンズ２６と素子側フォーカスレンズ２７とはそれぞれ独立に移動可能となっている。
【０１３０】
また、より詳細には、対物側フォーカスレンズ２６は、交換レンズ１０を構成する固定鏡筒内に設けられている。
【０１３１】
例えばモータ３０１がリング状の超音波モータにより構成され、位置検出センサ４７および駆動状態検出センサ４９が磁気センサから構成される場合、対物側フォーカスレンズ２６は図６および図７に示すように移動され、位置検出センサ４７は固定鏡筒の内壁に配置される。なお、図６および図７において、図４における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１３２】
図６および図７は、交換レンズ１０を構成する対物側フォーカスレンズ２６近傍の部分の断面図を示しており、図６および図７では、図中、左側が対物レンズ側を示しており、図中、右側が撮像素子７６側を示している。
【０１３３】
図６に示す例では、対物側フォーカスレンズ２６は複数のレンズにより構成されており、対物側フォーカスレンズ２６は筒状の可動レンズ枠３１１内部に固定されている。つまり、可動レンズ枠３１１によって対物側フォーカスレンズ２６を構成するレンズ群が保持されている。
【０１３４】
また、可動レンズ枠３１１には、対物側フォーカスレンズ２６の光軸方向にＳ極とＮ極が等間隔に交互に並ぶ、磁気センサ用の磁石３１２が設けられている。
【０１３５】
可動レンズ枠３１１は、筒状の固定鏡筒３１３の内部にはめ込まれており、可動レンズ枠３１１は固定鏡筒３１３内を、対物側フォーカスレンズ２６の光軸方向に移動可能となっている。換言すれば、可動レンズ枠３１１は、図示しない交換レンズ筐体に固定された固定鏡筒３１３に対して移動可能となっている。また、可動レンズ枠３１１に設けられた磁石３１２は、固定鏡筒３１３の内壁に対向するように固定されている。
【０１３６】
さらに、固定鏡筒３１３には、開口部が設けられており、その開口部に位置検出センサ４７としての磁気センサ、より詳細には磁気センサのヘッドがはめ込まれている。これにより、位置検出センサ４７としての磁気センサは固定鏡筒３１３の内壁側、つまり固定鏡筒３１３の内側に位置するように固定される。また、この磁気センサにはフレキシブル配線３１４が接続されている。
【０１３７】
このように固定鏡筒３１３の内壁側に位置検出センサ４７が設けられているため、位置検出センサ４７は、可動レンズ枠３１１の位置によらず、常に可動レンズ枠３１１に固定された磁石３１２と対向するようになっている。
【０１３８】
可動レンズ枠３１１の移動に伴って、位置検出センサ４７と対向する磁石３１２の領域がＳ極またはＮ極の一方から他方へと交互に変化していく。位置検出センサ４７は、その変化に応じたパルスを可動レンズ枠３１１、すなわち可動レンズ枠３１１に固定された対物側フォーカスレンズ２６の位置の検出結果として出力する。
【０１３９】
なお、ここでは位置検出センサ４７が固定鏡筒３１３の開口部にはめ込まれる例について説明したが、固定鏡筒３１３の内壁に窪みが設けられ、その窪み部分に位置検出センサ４７が固定されるようにするなど、位置検出センサ４７が固定鏡筒３１３の内壁側に配置されるようにすればよい。
【０１４０】
また、固定鏡筒３１３の外壁側には、伝達機構３０２を構成する筒状のカム環３１５が設けられており、そのカム環３１５に隣接して、固定鏡筒３１３の外壁に沿ってモータ３０１としてのリング状の超音波モータが設けられている。
【０１４１】
この例では、モータ３０１としてのリング状の超音波モータは、カム環３１５に接続されたロータ３１６と、そのロータ３１６に隣接して設けられたステータ３１７とを有している。ここで、ステータ３１７は固定鏡筒３１３に対して固定されており、ロータ３１６がステータ３１７に対し、対物側フォーカスレンズ２６の光軸を回転軸として回転する。
【０１４２】
このようにしてロータ３１６が回転すると、そのロータ３１６の駆動がカム環３１５に伝達され、その結果、カム環３１５も対物側フォーカスレンズ２６の光軸を回転軸として回転する。そうすると、カム環３１５の回転に応じて可動レンズ枠３１１が、対物側フォーカスレンズ２６の光軸方向に移動する。すなわち、ロータ３１６の駆動は、カム環３１５を介して可動レンズ枠３１１に伝達される。
【０１４３】
さらに、カム環３１５の表面には、カム環３１５を囲むように、Ｓ極とＮ極が等間隔に交互に並ぶ、磁気センサ用の磁石からなるセンシングシート３１８が貼り付けられている。すなわち、センシングシート３１８には、Ｓ極とＮ極からなる等間隔のライン状のパターンが形成されている。
【０１４４】
また、センシングシート３１８に対向する部分には、固定鏡筒３１３に固定された駆動状態検出センサ４９としての磁気センサ、より詳細には磁気センサのヘッドが設けられている。
【０１４５】
磁石３１２における場合と同様に、カム環３１５が回転すると、それに伴ってカム環３１５に貼り付けられたセンシングシート３１８も回転するので、駆動状態検出センサ４９と対向するセンシングシート３１８の領域がＳ極またはＮ極の一方から他方へと交互に変化していく。駆動状態検出センサ４９は、その変化に応じたパルスをカム環３１５に接続されたモータ３０１の駆動状態、つまり回転角度の検出結果として出力する。
【０１４６】
また、モータ３０１の駆動により、可動レンズ枠３１１と、その可動レンズ枠３１１に固定された対物側フォーカスレンズ２６が一体となって光軸方向に移動する。
【０１４７】
このとき、可動レンズ枠３１１の可動可能範囲内の何れの位置に可動レンズ枠３１１が移動された状態であっても、位置検出センサ４７により対物側フォーカスレンズ２６の位置を検出可能となるように、位置検出センサ４７の配置位置が定められている。
【０１４８】
具体的には、例えば図７の矢印Ｂ１１に示す状態は、可動レンズ枠３１１が最も撮像素子７６側に移動した状態、つまり可動レンズ枠３１１がその可動可能範囲における撮像素子７６側の端に到達した状態を示している。この状態においても、可動レンズ枠３１１に設けられた磁石３１２の図中、左側の端と、位置検出センサ４７とが対向しており、位置検出センサ４７により、対物側フォーカスレンズ２６の位置が検出可能となっていることが分かる。
【０１４９】
また、矢印Ｂ１２に示す状態は、可動レンズ枠３１１がその可動可能範囲における中心位置にある状態を示している。この状態では、可動レンズ枠３１１に設けられた磁石３１２の中心と、位置検出センサ４７とが対向しており、位置検出センサ４７により、対物側フォーカスレンズ２６の位置が検出可能となっていることが分かる。
【０１５０】
さらに、矢印Ｂ１３に示す状態は、可動レンズ枠３１１が最も対物レンズ側に移動した状態、つまり可動レンズ枠３１１がその可動可能範囲における対物レンズ側の端に到達した状態を示している。この状態においても、可動レンズ枠３１１に設けられた磁石３１２の図中、右側の端と、位置検出センサ４７とが対向しており、位置検出センサ４７により、対物側フォーカスレンズ２６の位置が検出可能となっていることが分かる。
【０１５１】
また、一般的に、モータ３０１として超音波モータやＤＣモータを用いる場合、メカ部分のがたや応答性の観点から、位置サーボではなく速度サーボによりモータ３０１の駆動制御が行われる。それと同様に、撮像システム１においても駆動状態検出センサ４９から出力されるモータ３０１の回転角度等の駆動状態の検出結果に基づいて、速度サーボによりモータ３０１の駆動制御が行われている。
【０１５２】
交換レンズ１０では、モータ３０１近傍に駆動状態検出センサ４９を設けることで、伝達機構３０２のがた等の影響を低減させ、より高精度にモータ３０１の駆動状態を検出することができるようになっている。これにより、モータ３０１を滑らかに駆動させることができるようになる。
【０１５３】
図４に示した例では、モータ３０１および伝達機構３０２が図１に示した対物側レンズ駆動部４８に対応する。
【０１５４】
さらに、図１に示した撮像システム１における、速度サーボにより対物側フォーカスレンズ２６を駆動させるブロックの構成は、例えば図８に示すようになる。なお、図８において、図４または図１における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【０１５５】
図８に示す例では、撮像システム１における対物側フォーカスレンズ２６を駆動させるブロックは、位置検出センサ４７、差分算出部３３１、変換部３３２、速度算出部３３３、差分算出部３３４、サーボ処理部３３５、ドライバ３３６、モータ３０１、および駆動状態検出センサ４９からなる。なお、ここでは伝達機構３０２や対物側フォーカスレンズ２６の図示は省略されている。
【０１５６】
差分算出部３３１は、レンズ制御部２２から供給された対物側フォーカスレンズ２６の目標とする移動先の位置である目標位置と、位置検出センサ４７から供給された、現時点での対物側フォーカスレンズ２６の実位置との差分を算出し、その差分をエラー量として変換部３３２に供給する。このエラー量は、現在の対物側フォーカスレンズ２６の実位置から、目標位置までの移動量、つまり、対物側フォーカスレンズ２６が目標位置に到達するために移動すべき移動量を示している。
【０１５７】
変換部３３２は、差分算出部３３１から供給されたエラー量を、そのエラー量に応じたモータ３０１の目標とする回転速度である目標速度に変換し、差分算出部３３４に供給する。なお、エラー量の目標速度への変換は、例えば予め用意された変換テーブルや、計算式による演算など、どのようにして行われてもよいが、以下では変換テーブルが用いられて目標速度への変換が行われるものとして説明を続ける。
【０１５８】
速度算出部３３３は、駆動状態検出センサ４９から供給されたモータ３０１の駆動状態の検出結果に基づいて、モータ３０１の回転速度を算出し、得られた回転速度を速度情報として差分算出部３３４に供給する。
【０１５９】
差分算出部３３４は、変換部３３２から供給された目標速度と、速度算出部３３３から供給された速度情報により示される回転速度との差分を算出し、その結果得られた差分を速度偏差としてサーボ処理部３３５に供給する。
【０１６０】
ここで、速度偏差は、モータ３０１の目標とすべき回転速度と、現時点における回転速度との差分であるから、この速度偏差の分だけモータ３０１の回転速度を変化させれば、モータ３０１の回転速度は目標速度となる。
【０１６１】
サーボ処理部３３５は、差分算出部３３４から供給された速度偏差に基づいて、ＰＩＤ（Proportinal Integral Differential）サーボによりモータ３０１の駆動を制御する。すなわち、サーボ処理部３３５は、差分算出部３３４からの速度偏差に基づいて、モータ３０１の回転速度を変化させるための制御値を決定し、その制御値をドライバ３３６に供給する。なお、制御値は例えばデジタルの電圧信号などとされる。
【０１６２】
ドライバ３３６は、サーボ処理部３３５から供給された制御値を、例えばアナログの電圧信号などの制御信号に変換してモータ３０１に供給することで、モータ３０１を駆動させる。すなわち、ドライバ３３６は、サーボ処理部３３５の制御に従って実際にモータ３０１を駆動させる。
【０１６３】
また、図８で示した構成では、例えば差分算出部３３１、変換部３３２、速度算出部３３３、差分算出部３３４、およびサーボ処理部３３５は、レンズ制御部２２が記録部３０に記録されている制御プログラムを実行することにより実現される。また、例えばドライバ３３６は、対物側レンズ駆動部４８を構成するブロックとされる。
【０１６４】
図８を参照して説明したように撮像システム１では、速度サーボによりモータ３０１の駆動を制御し、対物側フォーカスレンズ２６を駆動させる。その際、例えば図９に示すようにモータ３０１の回転速度を制御するようにしてもよい。
【０１６５】
図９では、矢印Ｑ１１により示される部分に描かれた曲線Ｃ３１および曲線Ｃ３２は、それぞれ各時刻におけるモータ３０１の回転速度、および対物側フォーカスレンズ２６の位置を示している。曲線Ｃ３１については、縦軸が回転速度を示しており、横軸は時間を示している。曲線Ｃ３２については縦軸が対物側フォーカスレンズ２６の位置を示しており、横軸は時間を示している。
【０１６６】
また、矢印Ｑ１２に示す部分に描かれた曲線Ｃ３３は、対物側フォーカスレンズ２６の目標位置までの残りの駆動量（移動量）、すなわち上述したエラー量に対するモータ３０１の目標速度を示している。したがって、曲線Ｃ３３については、縦軸は目標速度を示しており、横軸は残り駆動量を示している。
【０１６７】
例えば速度サーボによるモータ３０１の駆動制御時には、曲線Ｃ３１の矢印Ｗ１１に示す部分のように、駆動開始時、つまり目標位置への移動開始時にはモータ３０１の回転速度を速くして、一定の速度での駆動が行われる。
【０１６８】
そして、その後、矢印Ｗ１２に示す部分のように徐々にモータ３０１の回転速度を減速させ、矢印Ｗ１３に示す部分のように対物側フォーカスレンズ２６が目標位置に到達する前に、つまり目標位置への到達に先立ってモータ３０１の駆動が停止される。
【０１６９】
ここで、モータ３０１の回転速度を減速させることで対物側フォーカスレンズ２６の移動速度も徐々に低下していくが、モータ３０１内部の摩擦や伝達機構３０２の摩擦によっても対物側フォーカスレンズ２６の移動速度が低下していく。そして、モータ３０１の駆動停止後、上述した摩擦によって対物側フォーカスレンズ２６が滑らかに停止する。
【０１７０】
このようなモータ３０１の駆動制御によって、曲線Ｃ３２の矢印Ｗ１４に示す部分のように対物側フォーカスレンズ２６は駆動開始時には大きく一定速度で移動し、その後、矢印Ｗ１５に示す部分で徐々に移動速度が遅くなっていき、矢印Ｗ１６に示す所定範囲内の位置で対物側フォーカスレンズ２６が停止するようになされる。つまり、対物側フォーカスレンズ２６の停止直前には低速での駆動が行われ、最終的には摩擦力によって対物側フォーカスレンズ２６が滑らかに停止されるようにモータ３０１の速度制御が行われる。
【０１７１】
ここで、矢印Ｗ１６に示す曲線は、対物側フォーカスレンズ２６の目標位置を中心とする所定幅の範囲を表しており、この範囲内に対物側フォーカスレンズ２６を移動させることができれば、目標位置に停止させたということができる。換言すれば、矢印Ｗ１６に示す曲線は、目標位置からのずれの許容範囲を表している。以下では、矢印Ｗ１６により示される、目標位置を含む所定幅の範囲を、特に目標到達範囲とも称することとする。
【０１７２】
以上のようなモータ３０１の駆動制御を行うには、例えば曲線Ｃ３３に示されるように残り駆動量に応じて目標速度を変化させればよい。この曲線Ｃ３３は、残り駆動量と目標速度との関係を示す速度曲線となっている。この例では、残り駆動量の多い矢印Ｗ１７に示す部分では、残り駆動量によらず一定の目標速度となっているが、残り駆動量の少ない矢印Ｗ１８に示す部分では、残り駆動量が減少するにつれて目標速度も減少している。
【０１７３】
速度曲線の決定にあたっては、特に曲線Ｃ３１の矢印Ｗ１２の部分の変化に応じて、曲線Ｃ３３の矢印Ｗ１８に示す部分を定めればよい。例えばモータ３０１および伝達機構３０２の摩擦やメカ構造等の特性、移動前の対物側フォーカスレンズ２６の実位置と目標位置の関係、動画像撮像時であるか、または静止画像撮像時であるかなどに応じて速度曲線を決定すれば、適切な駆動制御が可能となる。
【０１７４】
また、例えば曲線Ｃ３３の矢印Ｗ１８に示す部分は、点線で表されるように変化させてもよい。
【０１７５】
図８に示した変換部３３２は、例えば曲線Ｃ３３に対応する変換テーブルなど、条件に応じた変換テーブルを１または複数保持しており、保持している変換テーブルを用いてエラー量を目標速度へと変換する。
【０１７６】
〈撮像処理の説明〉
続いて、撮像システム１の動作について説明する。まず、図１０のフローチャートを参照して、撮像システム１により行われる撮像処理について説明する。
【０１７７】
ステップＳ１１において、ボディ制御部７２は、動画撮影モードであるか否かを判定する。ここで、動画撮影モードとは動画像を撮像する撮影モードをいい、例えばボディ制御部７２は操作部８２からの操作信号に基づいて動画撮影モードであるかを判定する。
【０１７８】
ステップＳ１１において、動画撮影モードであると判定された場合、その後、処理はステップＳ１５へと進む。
【０１７９】
これに対して、ステップＳ１１において、動画撮影モードでないと判定された場合、すなわち撮影モードが静止画像を撮像する静止画撮影モードである場合、ステップＳ１２においてボディ制御部７２は、操作部８２としてのレリーズボタンが半押しされたか否かを判定する。レリーズボタンが半押しされたかの判定は、レリーズボタンからボディ制御部７２に供給される操作信号に基づいて行われる。
【０１８０】
ステップＳ１２において、レリーズボタンが半押しされたと判定された場合、ステップＳ１３において、撮像装置６０はAF制御処理を行う。なお、AF制御処理ではピーク位置を検出する処理が行われ、ピーク位置の検出結果が目標位置として出力される。それに応じて交換レンズ１０ではレンズ駆動処理が行われ、対物側フォーカスレンズ２６および素子側フォーカスレンズ２７がピーク位置から求められた位置へと移動されて、被写体に焦点が合った状態となる。
【０１８１】
ステップＳ１４において、ボディ制御部７２は操作部８２としてのレリーズボタンが全押しされたか否かを判定する。レリーズボタンが全押しされたかの判定は、レリーズボタンからボディ制御部７２に供給される操作信号に基づいて行われる。
【０１８２】
ステップＳ１４において全押しされていないと判定された場合、レリーズボタンが全押しされたと判定されるまで、ステップＳ１４の処理が繰り返し行われる。
【０１８３】
ステップＳ１４において、レリーズボタンが全押しされたと判定された場合、処理はステップＳ１９に進み、後述するように画像のキャプチャ処理が行われる。
【０１８４】
また、ステップＳ１１において動画撮影モードであると判定された場合、またはステップＳ１２においてレリーズボタンが半押しされていないと判定された場合、ステップＳ１５において、フォーカス制御部９１は操作部８２からの操作信号に基づいて、AFモードが決定されたか否かを判定する。
【０１８５】
ここで、撮像システム１では、コントラストAF方式によるフォーカス制御であっても、その制御方法や制御に用いるAFパラメータ、変換部３３２で用いられる変換テーブルなどが異なる複数のAFモードが定められている。ここで、AFモードは、オートフォーカス時における動作モードを示す情報である。
【０１８６】
例えばフォーカス制御部９１は、静止画像を撮像するかや、動画像を撮像するか、すなわち撮影モード等に応じて適切なAFモードを決定する。また、例えばユーザ操作によりAFモードが指定されるようにしてもよい。さらに、例えば撮影モード等によってはAFモードを１つだけとし、ユーザによるAFモードの指定ができないようにしてもよい。
【０１８７】
ステップＳ１５においてAFモードが決定されていないと判定された場合、AFモードが決定されたと判定されるまでステップＳ１５の処理が繰り返し行われる。
【０１８８】
これに対して、ステップＳ１５においてAFモードが決定されたと判定された場合、ステップＳ１６においてAF制御処理が行われる。このAF制御処理はステップＳ１３の処理と同様の処理である。
【０１８９】
ステップＳ１７において、ボディ制御部７２はシャッタ駆動部７５や撮像素子７６を制御して、撮像素子７６に画像を撮像させる。
【０１９０】
すなわち、シャッタ駆動部７５やメカシャッタ７３、撮像素子７６等はボディ制御部７２の制御に従って動作する。例えば撮像素子７６は、画像を撮像し、得られた画像を順次、画像信号処理部７７に供給する。また、画像信号処理部７７は、撮像素子７６からの画像にデモザイク処理などの各種の処理を施して、画像を表示部７９に供給して表示させるなどする。
【０１９１】
ここで、動画撮影モードで動画像の記録中である場合には、ステップＳ１７では記録対象とする動画像が撮像され、動画撮影モードで撮影待機中や静止画撮影モードである場合には、ステップＳ１７では表示部７９に表示されるスルー画像が撮像される。
【０１９２】
ステップＳ１８において、ボディ制御部７２は動画像の記録中であるか否かを判定する。ステップＳ１８において動画像の記録中でない、つまりスルー画像が表示された撮影待機状態であると判定された場合、処理はステップＳ１１に戻り、上述した処理が繰り返し行われる。この場合、表示部７９にスルー画像が表示されている状態となる。
【０１９３】
これに対して、ステップＳ１８において動画像の記録中であると判定された場合、処理はステップＳ１９へと進む。
【０１９４】
ステップＳ１８において動画像の記録中であると判定されたか、またはステップＳ１４においてレリーズボタンが全押しされたと判定された場合、ステップＳ１９において画像信号処理部７７は、キャプチャ処理を実行する。
【０１９５】
具体的には、画像信号処理部７７は、撮像素子７６からの画像にデモザイク処理などの各種の処理を施して、所定のファイル形式の記録用の画像を生成し、得られた記録用の画像を撮像された動画像または静止画像として記録部７８に供給して記録させる。
【０１９６】
ステップＳ１９において画像のキャプチャ処理が実行されると、その後、処理はステップＳ１１に戻り、撮像が終了するまで上述した処理が繰り返し行われる。
【０１９７】
以上のようにして撮像システム１は、撮影モードに応じて動画像や静止画像を撮像する。
【０１９８】
〈AF制御処理の説明〉
次に、図１１のフローチャートを参照して、図１０のステップＳ１３の処理に対応するAF制御処理について説明する。このAF制御処理は、コントラストAF方式によるサーチ動作が開始されたとき、すなわち対物側フォーカスレンズ２６の助走後、定速移動が開始されたときに開始される。なお、図１０のステップＳ１６においても、図１１を参照して説明するAF制御処理と同様の処理が行われるが、そのような場合、ステップＳ１５の処理で既にAFモードは決定されているため、図１１のステップＳ５１の処理は行われないことになる。
【０１９９】
ステップＳ５１において、フォーカス制御部９１は、コントラストAF方式のAFモードを決定する。ステップＳ５１では、図１０のステップＳ１５の処理で説明したのと同様に、撮影モード等に応じてAFモードが決定される。なお、決定されたAFモードや撮影モードを示す情報は、適切なタイミングでフォーカス制御部９１から、端子BPxおよび端子LPxを介してレンズ制御部２２に供給される。
【０２００】
ステップＳ５２において、フォーカス制御部９１は、交換レンズ１０に対してレンズ位置の定期的な送信を指示する。
【０２０１】
より具体的には、フォーカス制御部９１は、フォーカスレンズの位置の定期的な送信を要求するコマンドを、端子BPxおよび端子LPxを介してレンズ制御部２２に供給する。ここで、フォーカスレンズの位置の送信周期は、例えばボディ制御部７２とレンズ制御部２２との間で周期的に通信される、垂直同期信号などの同期信号の周期や、その同期信号の周期を逓倍した周期などとすることができる。
【０２０２】
ステップＳ５３において、フォーカス制御部９１は、決定したAFモードや、撮影モード、撮像環境に関する検波結果等に基づいて、AFパラメータを決定する。
【０２０３】
具体的には、例えばフォーカス制御部９１は、AFパラメータとして、交換レンズ１０のフォーカスレンズを移動させるべき移動先を示す目標位置とぼけ速度とを決定する。
【０２０４】
ここで、フォーカス制御部９１により決定される目標位置は、交換レンズ１０のフォーカスレンズが１群のレンズから構成されているとみなして決定された目標位置となっている。例えば交換レンズ１０は、対物側フォーカスレンズ２６および素子側フォーカスレンズ２７という２群のレンズ、つまりそれぞれ独立に移動可能な２つのレンズ群からフォーカスレンズが構成されている。そのため、交換レンズ１０側では、フォーカス制御部９１により決定された目標位置に基づいて、その目標位置に応じた対物側フォーカスレンズ２６の目標位置である対物側目標位置と、素子側フォーカスレンズ２７の目標位置である素子側目標位置とへの変換が行われる。
【０２０５】
また、ぼけ速度は、交換レンズ１０の光学系により結像される像の単位時間当たりのぼけ量を示している。交換レンズ１０側では、対物側フォーカスレンズ２６と素子側フォーカスレンズ２７を含む光学系により結像される像のぼけ量が、決定されたぼけ速度で変化するように対物側フォーカスレンズ２６を移動させるためのモータ３０１の回転速度と、素子側フォーカスレンズ２７を移動させる素子側レンズ駆動部５１の駆動速度とが求められる。
【０２０６】
したがって、ぼけ速度に基づいて、例えば図３に示した折れ線Ｃ１１の時刻ｔ０から時刻ｔ５までの区間の傾きが決定される。一例として、例えば動画像の撮像時には、動画像であることから高速に合焦の度合いが変化すると見にくい画像となるため、ぼけ速度が小さくなるようにされ、静止画像の撮像時には迅速に合焦させるため、ぼけ速度が大きくなるようにされる。
【０２０７】
ステップＳ５４において、フォーカス制御部９１は、ステップＳ５３の処理で決定されたAFパラメータを端子BPxに出力する。このようにして出力されたAFパラメータは、端子BPxおよび端子LPxを介して交換レンズ１０のレンズ制御部２２に供給される。
【０２０８】
ステップＳ５５において、フォーカス制御部９１は、各時刻におけるフォーカスレンズの位置を確認する。
【０２０９】
例えば、レンズ制御部２２からボディ制御部７２には、ステップＳ５２のコマンドに応じて、定期的に交換レンズ１０を構成するフォーカスレンズの位置の検出結果が送信されてくる。そのため、ボディ制御部７２は、コントラストAF方式によるサーチ動作開始直後から、現在までに送信されてきたフォーカスレンズの位置の検出結果を保持している。フォーカス制御部９１は、このようにしてボディ制御部７２に保持されている各時刻におけるフォーカスレンズの位置を読み出して確認する。
【０２１０】
ここで、交換レンズ１０を構成するフォーカスレンズの位置とは、位置検出センサ４７により検出された対物側フォーカスレンズ２６の位置と、素子側レンズ位置検出部５０により検出された素子側フォーカスレンズ２７の位置とから求まる、交換レンズ１０のフォーカスレンズが１群のレンズから構成されているとみなしたときの、そのフォーカスレンズの位置である。
【０２１１】
ステップＳ５６において、フォーカス制御部９１は、画像信号処理部７７から供給された各時刻の画像について、コントラスト評価値を算出する。例えばフォーカス制御部９１は、画像の各領域のコントラストを算出することで、コントラスト評価値を算出する。
【０２１２】
ステップＳ５７において、フォーカス制御部９１は、コントラストAF方式によるサーチの目標位置に到達したか否かを判定する。例えばフォーカス制御部９１は、後述する図１２のステップＳ１０１の処理が行われて、レンズ制御部２２から、ステップＳ５４で送信された目標位置に到達した旨の情報が供給された場合、目標位置に到達したと判定する。
【０２１３】
ここでサーチの目標位置とは、サーチ範囲の終端位置、つまりサーチ動作を行うときのサーチ終了位置をいう。撮像装置６０では、フォーカスレンズがサーチ終了位置に到達するまで、そのサーチ終了位置までの間にある位置を目標位置として順次出力し、最終的にフォーカスレンズをサーチ終了位置まで移動させる。なお、これらのステップＳ５３乃至ステップＳ５７の処理は、例えば同期信号の周期や、その同期信号の周期を逓倍した周期などで繰り返し行われる。
【０２１４】
ステップＳ５７において、まだサーチの目標位置に到達していないと判定された場合、処理はステップＳ５３に戻り、上述した処理が繰り返し行われる。これに対して、ステップＳ５７においてサーチの目標位置に到達したと判定された場合、処理はステップＳ５８へと進む。
【０２１５】
ステップＳ５８において、フォーカス制御部９１はピーク位置を検出する。
【０２１６】
すなわち、フォーカス制御部９１は、サーチ期間内の各時刻におけるコントラスト評価値と、ステップＳ５５で得られた各時刻におけるフォーカスレンズの位置とから補間処理等を行って、サーチ範囲のフォーカスレンズの各位置のコントラスト評価値を求める。
【０２１７】
そして、フォーカス制御部９１は、コントラスト評価値が最大となるフォーカスレンズの位置をピーク位置として検出する。このようにして得られたピーク位置は、撮像装置６０により撮像される画像のコントラストの度合い、つまりコントラスト評価値が最大になるであろうフォーカスレンズの位置である。
【０２１８】
ステップＳ５９において、フォーカス制御部９１は、ステップＳ５８で得られたピーク位置を端子BPxを介して交換レンズ１０に出力する。
【０２１９】
このようにして出力されるピーク位置は、交換レンズ１０においてフォーカスレンズの新たな目標位置とされる。このピーク位置は、交換レンズ１０のフォーカスレンズが１群のレンズから構成されているとみなして決定された目標位置である。
【０２２０】
このようにして決定されたピーク位置、つまり目標位置は、各時刻における位置検出センサ４７の出力に応じて定まる対物側フォーカスレンズ２６の移動先とする位置を示しているということができる。すなわち、目標位置は、位置検出センサ４７で検出された各時刻における対物側フォーカスレンズ２６の位置と、それらの位置に対物側フォーカスレンズ２６があるときに撮像された画像について求められたコントラスト評価値とに応じて、コントラストAF方式により決定された位置であるともいうことができる。
【０２２１】
また、この目標位置の供給を受けた交換レンズ１０側では、フォーカスレンズを目標位置に移動させる動作が行われる。
【０２２２】
ステップＳ６０において、フォーカス制御部９１は、交換レンズ１０のフォーカスレンズがピーク位置に到達しかた否かを判定する。
【０２２３】
例えば対物側フォーカスレンズ２６および素子側フォーカスレンズ２７が最終的なそれらのフォーカスレンズの目標位置に到達すると、後述する図１２のステップＳ１０１の処理によって、レンズ制御部２２からフォーカス制御部９１には、端子LPxおよび端子BPxを介して目標位置としてのピーク位置に到達した旨が通知される。フォーカス制御部９１がこのような通知を受け取った場合、フォーカス制御部９１は、ステップＳ６０においてピーク位置に到達したと判定する。
【０２２４】
ステップＳ６０において、まだピーク位置に到達していないと判定された場合、ピーク位置に到達したと判定されるまで、ステップＳ６０の処理が繰り返し行われる。
【０２２５】
一方、ステップＳ６０においてピーク位置に到達したと判定された場合、対物側フォーカスレンズ２６および素子側フォーカスレンズ２７がピーク位置へと移動され、目的とする被写体に焦点が合った状態、つまり合焦状態となったので、AF制御処理は終了する。
【０２２６】
以上のようにして撮像システム１の撮像装置６０は、画像のコントラスト評価値を求めてピーク位置を検出し、検出したピーク位置を目標位置として出力してフォーカスレンズを目標位置に移動させる。
【０２２７】
〈レンズ駆動処理の説明〉
次に、図１２のフローチャートを参照して、図１１を参照して説明したAF制御処理が行われるときに交換レンズ１０により行われるレンズ駆動処理について説明する。レンズ駆動処理は、コントラストAF方式によるサーチ動作が開始されたとき、すなわち対物側フォーカスレンズ２６の定速移動が開始されたときに開始される。
【０２２８】
ステップＳ９１において、レンズ制御部２２は、図１１のステップＳ５２の処理によってフォーカス制御部９１から供給を受けたコマンドに応じて、フォーカスレンズの位置の検出結果を端子LPxに出力する。
【０２２９】
交換レンズ１０では、位置検出センサ４７による対物側フォーカスレンズ２６の位置の検出は常に継続して行われている。同様に素子側レンズ位置検出部５０による素子側フォーカスレンズ２７の位置の検出も常に継続して行われている。
【０２３０】
レンズ制御部２２は、位置検出センサ４７から供給された検出結果と、素子側レンズ位置検出部５０から供給された検出結果とに基づいて、本来は対物側フォーカスレンズ２６および素子側フォーカスレンズ２７という２つのレンズ群からなるフォーカスレンズを、１群のレンズから構成されているとみなしたときのフォーカスレンズの位置を求めて端子LPxに出力する。端子LPxに出力された交換レンズ１０のフォーカスレンズの位置の検出結果は、端子BPxを介してボディ制御部７２に供給される。撮像装置６０側では、このようにして出力されたフォーカスレンズの位置の検出結果が、図１１のステップＳ５５の処理で確認される。
【０２３１】
ステップＳ９２において、レンズ制御部２２は、図１１のステップＳ５４の処理によりフォーカス制御部９１から送信されたAFパラメータ、すなわち目標位置およびぼけ速度を受信する。
【０２３２】
ステップＳ９３において、レンズ制御部２２は、ステップＳ９２で受信した目標位置を変更する。
【０２３３】
上述したようにフォーカス制御部９１から出力される目標位置は、交換レンズ１０のフォーカスレンズが１群のレンズから構成されているとみなして決定された目標位置となっている。
【０２３４】
そこで、レンズ制御部２２は、ステップＳ９２で受信した目標位置を、その目標位置に応じた対物側フォーカスレンズ２６の目標位置である対物側目標位置と、素子側フォーカスレンズ２７の目標位置である素子側目標位置とに変換する。レンズ制御部２２では、このようにして得られた対物側フォーカスレンズ２６の対物側目標位置が、最終的な目標位置とされ、差分算出部３３１に供給される。以下では対物側目標位置を単に目標位置とも称することとする。
【０２３５】
なお、ここでは詳細な説明は省略するが、レンズ制御部２２は、素子側目標位置に基づいて素子側レンズ駆動部５１を制御し、素子側フォーカスレンズ２７を素子側目標位置へと移動させる動作も行う。また、ここでは交換レンズ１０を構成するフォーカスレンズが、対物側フォーカスレンズ２６および素子側フォーカスレンズ２７という２群のレンズから構成される例について説明した。しかし、交換レンズ１０を構成するフォーカスレンズが１群のレンズのみからなる場合、すなわち対物側フォーカスレンズ２６のみからなる場合には、ステップＳ９３の処理は行われず、ステップＳ９２で受信された目標位置がそのまま用いられる。
【０２３６】
ステップＳ９４において、差分算出部３３１は、レンズ制御部２２から供給された対物側フォーカスレンズ２６の目標位置から、位置検出センサ４７から供給された対物側フォーカスレンズ２６の位置を減算することで、目標位置までの移動量、つまりエラー量を算出する。差分算出部３３１は、算出されたエラー量を変換部３３２に供給する。
【０２３７】
ステップＳ９５において、レンズ制御部２２は、ステップＳ９２で受信したぼけ速度に基づいて目標速度を変更し、モータ３０１の速度に換算する。
【０２３８】
例えばレンズ制御部２２は、撮影モードやAFモード、AFパラメータ、目標位置への移動開始前の対物側フォーカスレンズ２６の位置と目標位置の関係などに基づいて、残り駆動量（エラー量）と目標速度との関係を示す速度曲線を決定する。
【０２３９】
このとき、例えばレンズ制御部２２は、ぼけ速度に基づいて、必要に応じて目標速度、つまりモータ３０１の回転速度を制限する。具体的には、例えば図９の曲線Ｃ３３における矢印Ｗ１７に示す部分、つまり一定速度で動作させる部分の速度がぼけ速度に基づいて決定される。レンズ制御部２２は、一定速度で動作させる部分、つまり目標速度の最高速度となる部分を必要に応じて低減させることで目標速度を制限する。換言すれば、目標速度にリミットがかけられる。
【０２４０】
レンズ制御部２２は、決定した速度曲線に沿ってモータ３０１を駆動させるための変換テーブルを、速度サーボに用いる変換テーブルとして変換部３３２に対して指定する。
【０２４１】
変換部３３２は、レンズ制御部２２により指定された変換テーブルを利用して、エラー量を目標速度に変換し、差分算出部３３４に供給する。なお、変換テーブルではなく、例えば演算により目標速度を算出するときには、決定された速度曲線により定まる係数に基づいてエラー量に対する演算が行われ、目標速度が算出される。
【０２４２】
ステップＳ９６において、速度算出部３３３は、駆動状態検出センサ４９から供給されたモータ３０１の駆動状態の検出結果に基づいてモータ３０１の回転速度を算出し、得られた回転速度を速度情報として差分算出部３３４に供給する。
【０２４３】
例えば駆動状態検出センサ４９では、常時、モータ３０１の駆動状態、すなわち例えばモータ３０１の回転角度が検出されており、その検出結果が速度算出部３３３に供給される。速度算出部３３３は、駆動状態検出センサ４９から供給された駆動状態の検出結果に基づいてモータ３０１の回転速度を算出する。
【０２４４】
ステップＳ９７において、差分算出部３３４は、変換部３３２から供給された目標速度から、速度算出部３３３から供給された速度情報により示される回転速度を減算することで速度偏差を算出し、サーボ処理部３３５に供給する。
【０２４５】
以上のステップＳ９４乃至ステップＳ９７の処理によって、撮像装置６０から供給された目標位置、より詳細には対物側目標位置と位置検出センサ４７の出力との差分に応じた目標速度と、駆動状態検出センサ４９の出力から得られる回転速度との差分に応じたモータ３０１の駆動速度が決定されたことになる。
【０２４６】
ステップＳ９８において、サーボ処理部３３５は、差分算出部３３４から供給された速度偏差に基づいてドライバ３３６を制御し、モータ３０１を駆動させる。
【０２４７】
例えばサーボ処理部３３５は、速度偏差の分だけモータ３０１の回転速度を変化させる制御値を求め、その制御値をドライバ３３６に供給する。なお、このとき、モータ３０１の回転速度が予め定めた速度を超えないように、必要に応じて速度偏差が変更されるようにしてもよい。また、ドライバ３３６は、サーボ処理部３３５から供給された制御値を制御信号に変換してモータ３０１に出力し、モータ３０１を駆動させる。
【０２４８】
モータ３０１は、ドライバ３３６から供給された制御信号に応じて回転することで、伝達機構３０２を駆動させ、対物側フォーカスレンズ２６を移動させる。
【０２４９】
より詳細には、例えばモータ３０１を駆動させると、その駆動が伝達機構３０２に伝達され、これにより対物側フォーカスレンズ２６が固定されている、図６に示した可動レンズ枠３１１が伝達機構３０２としてのカム環３１５によって移動される。すると、可動レンズ枠３１１に保持（固定）されている対物側フォーカスレンズ２６も、可動レンズ枠３１１と一体的に移動する。
【０２５０】
例えばステップＳ９４乃至ステップＳ９８を行うことで実現されるモータ３０１の駆動制御では、決定された速度曲線に沿ってモータ３０１が駆動するようにレンズ制御部２２による制御が行われる。
【０２５１】
具体的には、例えば助走が終わった後のサーチ動作の開始直後には、一定速度でモータ３０１が回転（動作）するように制御され、その後、モータ３０１の回転速度が速度曲線に沿って徐々に減速されて停止されるように制御される。
【０２５２】
ステップＳ９９において、レンズ制御部２２は位置検出センサ４７から出力された検出結果に基づいて、対物側フォーカスレンズ２６が目標となる範囲内の位置に到達したか否かを判定する。
【０２５３】
ここで目標となる範囲とは、例えば図９の矢印Ｗ１６に示した曲線により表される、目標位置を含む所定幅の目標到達範囲である。したがってステップＳ９９では、ステップＳ９３で得られた目標位置を含む目標到達範囲内の位置に対物側フォーカスレンズ２６が到達したか否かが判定される。
【０２５４】
ステップＳ９９において、まだ目標となる範囲内の位置に到達していないと判定された場合、処理はステップＳ９１に戻り、上述した処理が繰り返し行われる。なお、ステップＳ９１乃至ステップＳ９９の処理は、例えば同期信号の周期や、その同期信号の周期を逓倍した周期などで繰り返し行われる。
【０２５５】
これに対して、ステップＳ９９において目標となる範囲内の位置に到達したと判定された場合、処理はステップＳ１００へと進む。
【０２５６】
ステップＳ１００において、レンズ制御部２２はモータ３０１の駆動を停止させる。
【０２５７】
このようにして、対物側フォーカスレンズ２６が目標到達範囲に到達した時点で、すなわち対物側フォーカスレンズ２６が目標位置へと到達する直前にモータ３０１の駆動を停止させると、その後、対物側フォーカスレンズ２６はモータ３０１や伝達機構３０２の摩擦によって目標位置またはその付近で停止する。
【０２５８】
ステップＳ１０１において、レンズ制御部２２は、フォーカスレンズが目標位置に到達した旨の情報を端子LPxに出力し、レンズ駆動処理は終了する。このようにして出力された目標位置に到達した旨の情報は、端子LPxおよび端子BPxを介してフォーカス制御部９１に供給される。このように目標位置に到達した旨の情報が出力されると、図１１のステップＳ５７ではサーチの目標位置に到達したと判定される。なお、ステップＳ１０１の処理が行われてからステップＳ１００の処理が行われるようにしてもよい。
【０２５９】
このようにして図１１のステップＳ５３で出力されたAFパラメータに応じてレンズ駆動処理が行われると、その後、図１１のステップＳ５９によりピーク位置が新たな目標位置として出力される。すると、交換レンズ１０では、図１２を参照して説明したレンズ駆動処理と同様の処理が行われることになる。
【０２６０】
但し、そのような場合、レンズ駆動処理では、ステップＳ９２では目標位置としてのピーク位置のみが受信される。また、ステップＳ９５では、ぼけ速度に代えて、例えば予め定められた所定の速度が用いられる。さらにステップＳ９９では、目標位置としてのピーク位置を含む目標到達範囲内の位置に到達したかが判定される。
【０２６１】
そして、ピーク位置を目標位置としたレンズ駆動処理が行われると、対物側フォーカスレンズ２６、より詳細には交換レンズ１０のフォーカスレンズは、合焦位置に移動されたことになり、被写体に焦点が合った状態となる。
【０２６２】
以上のようにして、撮像システム１の交換レンズ１０は、撮像装置６０から供給された目標位置と位置検出センサ４７の出力との差分に応じた目標速度を求め、その目標速度と駆動状態検出センサ４９の出力から得られる回転速度との差分に応じてモータ３０１の駆動速度を決定する。
【０２６３】
このとき、対物側フォーカスレンズ２６の近傍に設けられた位置検出センサ４７により対物側フォーカスレンズ２６の位置を検出することで、より正確に位置検出を行うことができ、その結果、より高精度に合焦させることができる。例えば、上述したように固定鏡筒３１３の内壁側に位置検出センサ４７が設けられているため、位置検出センサ４７は、可動レンズ枠３１１の位置によらず、常に可動レンズ枠３１１に固定された磁石３１２と対向し、これにより、より正確に位置検出を行うことができる。
【０２６４】
なお、本技術は、速度サーボにより素子側フォーカスレンズ２７を所望の目標位置に移動させる場合にも有用である。また、以上においては、交換レンズ１０を構成するフォーカスレンズが対物側フォーカスレンズ２６と素子側フォーカスレンズ２７とから構成される例について説明したが、交換レンズ１０を構成するフォーカスレンズが対物側フォーカスレンズ２６のみから構成されるようにしてもよい。
【０２６５】
ところで、上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、図１に示した撮像システム１の記録部３０等にインストールされる。
【０２６６】
この場合、例えばレンズ制御部２２が記録部３０から制御プログラムを読み出して実行したり、ボディ制御部７２が予め記録している制御プログラム等を実行したりすることで、上述した一連の処理が行われる。
【０２６７】
なお、上述した一連の処理を実現するための制御プログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０２６８】
また、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０２６９】
また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０２７０】
さらに、１つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その１つのステップに含まれる複数の処理は、１つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
【０２７１】
さらに、本技術は、以下の構成とすることも可能である。
【０２７２】
（１）
レンズの位置を検出するレンズ位置検出部と、
前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータと、
前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出部と、
撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する制御部と
を備える交換レンズ。
（２）
前記目標位置は、前記レンズ位置検出部で検出された前記レンズの位置に応じて決定された位置である
（１）に記載の交換レンズ。
（３）
前記目標位置は、コントラストオートフォーカス方式によって決定された位置である
（２）に記載の交換レンズ。
（４）
前記駆動状態は、前記モータの回転角度である
（１）乃至（３）の何れか一項に記載の交換レンズ。
（５）
前記モータはリング状の超音波モータである
（４）に記載の交換レンズ。
（６）
前記駆動状態は、前記モータの軸の回転角度である
（１）乃至（３）の何れか一項に記載の交換レンズ。
（７）
前記モータはＤＣモータである
（６）に記載の交換レンズ。
（８）
前記レンズはフォーカスレンズである
（３）に記載の交換レンズ。
（９）
第１のフォーカスレンズとしての前記フォーカスレンズと比べて、Ｆ値が大きい第２のフォーカスレンズをさらに備え、
前記レンズ位置検出部は、前記第１のフォーカスレンズの位置を検出する
（８）に記載の交換レンズ。
（１０）
前記レンズ位置検出部は、鏡筒の内側の位置であって、前記鏡筒に対して移動可能な前記可動レンズ枠の可動可能範囲のうち、前記可動レンズ枠が前記可動可能範囲の何れの位置にある場合においても、前記レンズの位置を検出可能な位置に配置されている
（３）に記載の交換レンズ。
（１１）
前記制御部は、前記コントラストオートフォーカス方式でのサーチ開始時点では、前記モータを一定の駆動速度で動作させ、前記レンズが前記目標位置に到達するのに先立って、前記モータの駆動を停止させる
（３）に記載の交換レンズ。
（１２）
前記モータの駆動を前記可動レンズ枠に伝達する駆動系をさらに備え、
前記モータの駆動の停止後、前記駆動系による摩擦によって前記可動レンズ枠が停止する
（１１）に記載の交換レンズ。
（１３）
前記制御部は、前記レンズの移動前の位置と、前記目標位置との関係に基づいて決定される速度曲線に従って、前記モータの前記駆動速度を徐々に低減させる
（１１）に記載の交換レンズ。
（１４）
前記制御部は、前記撮像装置から取得したオートフォーカスの動作モード情報に応じて前記速度曲線を決定する
（１３）に記載の交換レンズ。
（１５）
撮像装置に装着される交換レンズの駆動方法であって、
レンズ位置検出部によりレンズの位置を検出し、
前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータの駆動状態を駆動状態検出部により検出し、
前記撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する
ステップを含む駆動方法。
（１６）
レンズの位置を検出するレンズ位置検出部と、
前記レンズが固定された可動レンズ枠を移動させるモータと、
前記モータの駆動状態を検出する駆動状態検出部と、
撮像装置から取得した前記レンズの目標位置と前記レンズ位置検出部により検出された前記レンズ位置との差分に応じた目標速度と、前記駆動状態検出部による前記駆動状態に応じた速度との差分に基づいて、前記モータの駆動速度を決定する制御部と
を備える電子機器。
【符号の説明】
【０２７３】
１  撮像システム，  １０  交換レンズ，  ２２  レンズ制御部，  ２６  対物側フォーカスレンズ，  ４７  位置検出センサ，  ４８  対物側レンズ駆動部，  ４９  駆動状態検出センサ，  ６０  撮像装置，  ７２  ボディ制御部，  ９１  フォーカス制御部，  ３０１  モータ，  ３０２  伝達機構，  ３１１  可動レンズ枠，  ３１３  固定鏡筒，  ３１５  カム環，  ３３１  差分算出部，  ３３２  変換部，  ３３３  速度算出部，  ３３４  差分算出部，  ３３５  サーボ処理部，  ３３６  ドライバ
【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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