(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に沿う所定範囲を駆動可能に設けられたレンズを通過した光束に基づいて、該レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出手段と、
前記レンズの位置を検出する位置検出手段と、
前記焦点検出手段による焦点検出が不能な場合に、前記レンズを駆動しつつ前記焦点検出手段による焦点検出を行う探索動作を行う駆動手段と、
前記位置検出手段により検出された前記レンズの位置に応じて前記探索動作を許可するか否かを制御する制御手段と、を備え、
前記所定範囲は、レンズの焦点調節を行う第１範囲と、当該第１範囲の外方に位置して前記レンズの移動を制限する制限端までの第２範囲とを有し、
前記制御手段は、前記位置検出手段により検出された前記レンズの位置が前記第２範囲に位置する場合に、前記探索動作を許可することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ駆動装置において、
前記制御手段は、前記焦点検出手段による焦点検出が可能な場合は、前記探索動作を禁止し、前記焦点調節状態に基づいて前記レンズを駆動することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレンズ駆動装置において、
前記焦点調節状態に基づく前記レンズの焦点調節動作を起動する起動手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記起動手段による前記焦点調節動作が終了してから所定時間が経過するまでは、前記レンズの位置が前記所定範囲の端部近傍にある場合を除き、前記探索動作を禁止することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズ駆動装置において、
前記制御手段は、前記起動手段による前記焦点調節動作が終了してから所定時間が経過した場合は、前記探索動作を許可することを特徴とするレンズ駆動装置。
【請求項５】
光軸方向に沿う所定範囲を駆動可能に設けられたレンズと、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ駆動装置と、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】
この発明は、レンズ駆動装置および撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる瞳分割位相差検出方式により撮影レンズの合焦動作を行うカメラにおいて、焦点検出不能と判断された場合は、所定時間経過後に撮影レンズを移動させながら焦点検出可能な状態を探索する動作を行なうものが知られている（特許文献１）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２８１８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、焦点検出不能の場合に合焦位置の探索動作が所定時間禁止されると、即座に探索動作を行なう必要のある場合であっても所定時間が経過するまで動作しないという問題がある。
【０００５】
発明が解決しようとする課題は、適切な探索動作を行なうことができるレンズ駆動装置および撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。
【０００７】
発明に係るレンズ駆動装置は、光軸（Ｌ１）方向に沿う所定範囲（Ｍ１〜Ｍ２）を駆動可能に設けられたレンズ（２１１）を通過した光束に基づいて、該レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出手段（１６１〜１６４）と、
前記レンズの位置を検出する位置検出手段（２６０）と、
前記焦点検出手段による焦点検出が不能な場合に、前記レンズを駆動しつつ前記焦点検出手段による焦点検出を行う探索動作を行う駆動手段（１６５）と、
前記位置検出手段により検出された前記レンズの位置に応じて前記探索動作を許可するか否かを制御する制御手段（１７０）と、を備え、
前記所定範囲（Ｍ１〜Ｍ２）は、前記レンズの焦点調節を行う第１範囲（Ｅ１〜Ｅ２）と、当該第１範囲の外方に位置して前記レンズの移動を制限する制限端までの第２範囲（Ｍ１〜Ｅ１，Ｍ２〜Ｅ２）とを有し、
前記制御手段（１７０）は、前記位置検出手段による前記レンズの位置が前記第２範囲に位置する場合に、前記探索動作を許可することを特徴とする。
【００１０】
また上記発明に係るレンズ駆動装置において、前記制御手段（１７０）は、前記焦点検出手段による焦点検出が可能な場合は、前記探索動作を禁止し、前記焦点調節状態に基づいて前記レンズを駆動するように構成することができる。
【００１１】
また上記発明に係るレンズ駆動装置において、前記焦点調節状態に基づく前記レンズの焦点調節動作を起動する起動手段（１５０）をさらに備え、前記制御手段（１７０）は、前記起動手段による前記焦点調節動作が終了してから所定時間（Ｔ）が経過するまでは、前記レンズの位置が前記所定範囲の端部（Ｍ１〜Ｍ２）近傍にある場合を除き、前記探索動作を禁止するように構成することができる。
【００１２】
この場合、前記制御手段（１７０）は、前記起動手段（１５０）による前記焦点調節動作が終了してから所定時間（Ｔ）が経過した場合は、前記探索動作を許可するように構成することができる。
【００１３】
発明に係る撮像装置（１）は、光軸方向（Ｌ１）に沿う所定範囲（Ｍ１〜Ｍ２）を駆動可能に設けられたレンズ（２１１）と、上記発明に係るレンズ駆動装置と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記発明によれば、適切な探索動作を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下においては、上記発明をレンズ交換式一眼レフデジタルカメラに適用した実施形態を図面に基づいて説明するが、上記発明は、銀塩フィルムカメラその他の撮影レンズの焦点調節を行うあらゆる撮像装置やレンズ固定式カメラにも適用することができる。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る一眼レフデジタルカメラ１を示す要部構成図であり、上記発明のレンズ駆動装置および撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。
【００１７】
本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００を備え、これらカメラボディ１００とレンズ鏡筒２００はマウント部３００により着脱可能に結合されている。
【００１８】
レンズ鏡筒２００には、フォーカスレンズ２１１やズームレンズ２１２を含むレンズ群２１０や絞り装置２２０などからなる撮影光学系が内蔵されている。
【００１９】
フォーカスレンズ２１１は、その光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ２６０によってその位置が検出されつつレンズ駆動モータ２３０によってその位置が調節される。
【００２０】
フォーカスレンズ２１１の光軸Ｌ１に沿う移動機構の具体的構成は特に限定されないが、一例として、レンズ鏡筒２００に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）を形成するとともに、フォーカスレンズ２１１を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、レンズ駆動モータ２３０または撮影者によるマニュアル操作によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズが光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。
【００２１】
レンズ駆動モータ２３０と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、レンズ駆動モータ２３０の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ２１１が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。また、レンズ駆動モータ２３０の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ２１１は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。なお、回転筒をマニュアル操作することによってもフォーカスレンズ２１１は光軸Ｌ１のいずれかの方向へ直進移動する。
【００２２】
フォーカスレンズ２１１の位置はレンズ位置検出部２６０であるエンコーダによって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ２１１の光軸方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒２００の固定筒に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。
【００２３】
本例のエンコーダ２６０としては、回転筒および固定筒のいずれか一方の周方向にフレキシブルプリント基板を設けるとともに、他方に該フレキシブルプリント基板に接触するブラシを設け、ブラシの接触位置による電気的出力値を検出することで、固定筒に対する回転筒の相対的回転角を検出するものを例示することができる。
【００２４】
ただし、エンコーダの具体的構成は特に限定されることはなく、固定筒に対する回転筒の絶対的回転角を検出するものや、フォーカスレンズ２１１のレンズ枠の光軸方向の相対的移動量又は絶対的位置を検出するものも用いることもできる。
【００２５】
このような構成により、フォーカスレンズ２１１は、回転筒の回転によってカメラボディ側の端部（至近端）から被写体側の端部（無限端）までの間を光軸Ｌ１方向に移動することができる。
【００２６】
ちなみに、エンコーダ２６０で検出されたフォーカスレンズ２１１の位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するレンズ駆動制御部１６５へ送信される一方で、レンズ駆動モータ２３０は、この位置情報に基づいて演算された合焦位置へ向かって、レンズ駆動制御部１６５からレンズ制御部２５０を介して受信される駆動信号により駆動する。
【００２７】
ここで、本例のカメラ１にあっては、フォーカスレンズ２１１を至近端や無限端に移動させると、上述したエンコーダ２６０などに損傷を与えるおそれがあることから、レンズ制御部２５０によるフォーカスレンズ２１１の制御範囲は、機械的に移動可能な範囲より若干小さく設定されている。
【００２８】
図３は本実施形態に係るフォーカスレンズ２１１の駆動範囲を示す図であり、横軸にフォーカスレンズ２１１の位置を示す。同図に示すように、上述した回転筒によるフォーカスレンズ２１１の、機械的に移動が可能な範囲を至近端の位置Ｍ１から無限端の位置Ｍ２までとすると、レンズ制御部２５０からレンズ駆動モータ２３０への指令によってフォーカスレンズ２１１が移動できる範囲は、至近端の位置Ｅ１から無限端の位置Ｅ２までの間に設定されている。
【００２９】
したがって、マニュアル操作などにより回転筒を至近端または無限端に回転させない限り、フォーカスレンズ２１１は位置Ｅ１〜位置Ｅ２の範囲を移動し、至近端である位置Ｍ１〜位置Ｅ１や、無限端である位置Ｍ２〜Ｅ２には移動しない。これにより、エンコーダ２６０を構成するブラシ等が両端のギリギリまで移動することによる損傷を防止することができる。
【００３０】
なお、詳細は後述するが、エンコーダ２６０は、上述したようにフォーカスレンズ２１１の相対的位置を検出することに加え、フォーカスレンズ２１１が移動範囲の両端領域、すなわち図３に示す至近端である位置Ｍ１〜位置Ｅ１または無限端である位置Ｍ２〜Ｅ２の領域に位置するか、それとも位置Ｅ１〜位置Ｅ２の領域に位置するのかも検出し、検出結果をレンズ制御部２５０へ送出する。
【００３１】
図１に戻り、絞り装置２２０は、上記撮影光学系を通過して撮像素子１１０に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸Ｌ１を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り装置２２０による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された適切な開口径が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることにより行われる。また、開口径の調節は、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０によるマニュアル操作により、設定された開口径がカメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０へ送信されることによっても行われる。絞り装置２２０の開口径は、図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部２５０で現在の開口径が認識される。
【００３２】
一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７及び焦点検出光学モジュール１６１へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３を中心にして被写体の観察位置と撮影位置との所定角度だけ回転するクイックリターンミラー１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。
【００３３】
図１には、ミラー系１２０が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮影位置にある状態を二点鎖線で示す。ミラー系１２０は、被写体の観察位置にある状態では光軸Ｌ１の光路上に挿入される一方で、被写体の撮影位置にある状態では光軸Ｌ１の光路から退避するように回転する。
【００３４】
クイックリターンミラー１２１はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束（光軸Ｌ１）の一部の光束（光軸Ｌ２，Ｌ３）を当該クイックリターンミラー１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７へ導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出光学モジュール１６１へ導く。なお、焦点検出光学モジュール１６１は、被写体光を用いた位相差検出方式による自動合焦制御を実行するが、その詳細は後述する。
【００３５】
したがって、ミラー系１２０が観察位置にある場合は、被写体からの光束（光軸Ｌ１）はファインダ１３５、測光センサ１３７および焦点検出光学モジュール１６１へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ２１１の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系１２０が撮影位置に回転し、被写体からの光束（光軸Ｌ１）は全て撮像素子１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。
【００３６】
撮像素子１１０は、カメラボディ１００の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、撮影光学系２１０の予定焦点面となる位置に固定されている。撮像素子１１０は、複数の光電変換素子が二次元に配列されたものであって、二次元ＣＣＤイメージセンサ、ＭＯＳセンサまたはＣＩＤなどで構成することができる。この撮像素子１１０で光電変換された電気画像信号は、カメラ制御部１７０で画像処理されたのち図示しないメモリに保存される。なお、撮影画像を格納するメモリは内蔵型メモリやカード型メモリなどで構成することができる。
【００３７】
一方、クイックリターンミラー１２１で反射された被写体光は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４とを介して撮影者の眼球に導かれる。このとき、透過型液晶表示器１３２は、焦点板１３１上の被写体像に焦点検出エリアマークを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、レリーズしない状態において、ファインダ１３４を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
【００３８】
また、接眼レンズ１３４の近傍には、測光用レンズ１３６と測光センサ１３７が設けられ、焦点板１３１に結像した被写体光の一部を受光する。
【００３９】
測光センサ１３７は、二次元カラーＣＣＤイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。測光センサ１３７で検出された測光信号はカメラ制御部１７０へ出力され、露出制御に用いられる。
【００４０】
操作部１５０は、シャッターレリーズボタンや撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、オートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換や、オートフォーカスモードの中でも、ワンショットモード／コンティニュアスモードの切換が行えるようになっている。また、シャッターレリーズボタンは全押ししたときにシャッターがＯＮされる以外にも、オートフォーカスモードにおいて当該ボタンを半押しするとフォーカスレンズの合焦動作がＯＮとなり、ボタンを離すとＯＦＦになる。この操作部１５０により設定された各種モードはカメラ制御部１７０へ送信される。
【００４１】
カメラボディ１００にはカメラ制御部１７０が設けられている。カメラ制御部１７０はマイクロプロセッサとメモリなどの周辺部品から構成され、マウント部３００に設けられた電気信号接点部によりレンズ制御部２５０と電気的に接続され、このレンズ制御部２５０からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部２５０へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。また、カメラ制御部１７０は、上述したように撮像素子１１０から画像情報を読み出すとともに、必要に応じて所定の情報処理を施し、図示しないメモリに出力する。また、カメラ制御部１７０は、撮影画像情報の補正やレンズ鏡筒２００の焦点調節状態、絞り調節状態などを検出するなど、カメラ１全体の制御を司る。
【００４２】
本例の焦点検出光学モジュール１６１は位相差方式の焦点検出素子であり、サブミラー１２２で反射した光束の光軸Ｌ４上であって、撮像素子１１０の撮像面と光学的に等価な面の位置に固定されている。
【００４３】
図２は、図１に示す焦点検出モジュール１６１の構成を示す図であり、本例の焦点検出モジュール１６１は、コンデンサレンズ１６１ａ、一対の開口が形成された絞りマスク１６１ｂ、一対の再結像レンズ１６１ｃおよび一対のラインセンサ１６１ｄを有し、撮影レンズ２１１の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束をラインセンサ１６で受光して得られる一対の像信号の位相ずれを求めることにより焦点調節状態を検出する。
【００４４】
そして、同図に示すように被写体Ｐが撮像素子１１０の等価面（予定結像面）１６１ｅで結像すると合焦状態となるが、撮像レンズ（フォーカスレンズ）２１１が光軸Ｌ１方向に移動することで、結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれたり（前ピンと称される）、カメラボディ１００側にずれたりすると（後ピンと称される）、ピントずれの状態となる。
【００４５】
なお、被写体Ｐの結像点が等価面１６１ｅより被写体側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて短くなり、逆に被写体像Ｐの結像点がカメラボディ１００側にずれると、一対のラインセンサ１６１ｄで検出される一対の像信号の間隔Ｗが、合焦状態の間隔Ｗに比べて長くなる。
【００４６】
すなわち、合焦状態では一対のラインセンサ１６１ｄで検出される像信号がラインセンサの中心に対して重なるが、非合焦状態ではラインセンサの中心に対して各像信号がずれる、すなわち位相差が生じるので、この位相差（ずれ量）に応じた量だけフォーカスレンズ２１１を移動させることでピントを合わせる。
【００４７】
図１に戻り、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２は、オートフォーカスモードにおいて、焦点検出光学モジュール１６１のラインセンサのゲインや蓄積時間を制御するもので、焦点検出位置として選択された焦点検出エリアに関する情報をカメラ制御部１７０から受け、この焦点検出エリアに相当する一対のラインセンサにて検出された一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３へ出力する。
【００４８】
デフォーカス演算部１６３は、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた一対の像信号のずれ量をデフォーカス量ΔＷに変換し、これをレンズ駆動量演算部１６４へ出力する。
【００４９】
レンズ駆動量演算部１６４は、デフォーカス演算部１６３から送られてきたデフォーカス量ΔＷに基づいて、当該デフォーカス量ΔＷに応じたレンズ駆動量Δｄを演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００５０】
レンズ駆動制御部１６５は、レンズ駆動量演算部１６４から送られてきたレンズ駆動量Δｄに基づいてレンズ駆動モータ２３０へ駆動指令を送出し、レンズ駆動量Δｄだけフォーカスレンズ２１１を移動させる。
【００５１】
ところで、焦点検出領域のコントラストが小さい場合のように、焦点検出モジュール１６１のラインセンサ１６１ｄで検出された像信号に基づいて演算されたデフォーカス量の信頼性が低い場合がある。このため、デフォーカス演算部１６３ではＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２から送られてきた一対の像信号のコントラストが所定の閾値以上か否かを判断する。
【００５２】
そして、焦点検出不能と判断された場合は、光軸Ｌ１に沿った所定方向へフォーカスレンズ２１１を駆動し、この間に焦点検出モジュール１６１にて所定の時間間隔でラインセンサ１６１ｄによる一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３にてコントラストが所定の閾値以上か否かを判断する。そして、コントラストが所定の閾値以上であると判断された一対の像信号に基づいて、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２およびデフォーカス量演算部１６３にてデフォーカス量を演算する。このような焦点検出不能時に行なわれる焦点検出動作を探索動作と称する。
【００５３】
ただし、レリーズボタンの半押しにより自動合焦動作がＯＮした直後に焦点検出不能と判断された場合にも探索動作を行なうようにすると、たとえば撮影者の誤操作により一旦ＯＦＦにしてしまい再度ＯＮにした場合に、焦点検出が不能であると即座に探索動作が起動することになる。このため、本例のカメラ１においては、レリーズボタンの半押しによる自動合焦動作がＯＦＦからＯＮになってから所定時間Ｔを経過するまでは探索動作を禁止することとしている。これらレリーズボタンのＯＮ／ＯＦＦ検出、計時処理および探索動作の禁止指令は、カメラ制御部１７０によって検出および演算され、レンズ駆動制御部１６５へ出力される。
【００５４】
一方、レリーズボタンの半押しによる自動合焦動作がＯＦＦからＯＮになってから所定時間Ｔを経過する前であっても、フォーカスレンズ２１１のレンズ位置によっては、その位置の近傍に合焦位置が存在しないことが明らかな場合がある。たとえば、図３に示すようにフォーカスレンズ２１１の至近側の合焦位置の端部は、温度変化などの影響によるフォーカスレンズ２１１の焦点位置の変化に対応するため電気制限端Ｅ１より無限側に設定され、また無限側の合焦位置の端部は、同様の理由により電気制限端Ｅ２より至近側に設定されている。したがって、撮影者のマニュアル操作などによりフォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２にある場合は、その位置の近傍に合焦位置が存在しないことは明らかである。
【００５５】
本例のカメラ１では、エンコーダ２６０によりフォーカスレンズ２１１の現在位置を検出し、レンズ制御部２５０を介してカメラ制御部１７０にてフォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２にあるか否かを判断する。
【００５６】
そして、フォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２にない場合、すなわちフォーカスレンズ２１１が電気制限端Ｅ１〜Ｅ２にある場合は、探索動作を禁止してその位置におけるデフォーカス量を演算する。一方、フォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２にある場合は、探索動作の禁止指令が出力中であっても探索動作を行なって合焦位置にフォーカスレンズ２１１を駆動する。
【００５７】
つまり、本例のカメラ１は、ある位置に停止しているフォーカスレンズ２１１を通過した光束を焦点検出モジュール１６１で検出し、得られた一対の像信号に基づいてデフォーカス量を演算し、このデフォーカス量に対応する駆動量だけフォーカスレンズ２１１を駆動することで合焦動作を行なう。この場合、焦点検出モジュール１６１で検出された像信号によっては信頼性の高いデフォーカス量が得られないときは焦点検出不能であると判断し、上述した探索動作を実行することで信頼性の高いデフォーカス量を演算する。
【００５８】
ただし、レリーズボタンの半押しによる自動合焦動作がＯＦＦからＯＮになってから所定時間Ｔを経過するまでは原則として探索動作を禁止するが、フォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２にある場合には、探索動作の禁止指令が出力中であっても探索動作を行なって、合焦位置にフォーカスレンズ２１１を駆動する。
【００５９】
次に動作を説明する。
【００６０】
図４は本実施形態に係るカメラ１の主要な動作を示すフローチャートである。
【００６１】
まず、ステップＳ１においてカメラ１の電源がＯＮしているか否かを判断し、ＯＮしている場合はステップＳ２へ進み、ＯＦＦの場合は電源がＯＮになるまで繰り返す。なお以下において、操作部１５０に含まれるオートフォーカスモード／マニュアルフォーカスモードの切換スイッチはオートフォーカスモードが選択されているものとする。
【００６２】
ステップＳ２において、焦点検出モジュール１６１は、ある位置に停止しているフォーカスレンズ２１１を通過した光束を検出して一対の像信号を出力し、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２およびデフォーカス演算部１６３は、得られた一対の像信号に基づいてデフォーカス量ΔＷを演算する。そして、ステップＳ３において、レンズ駆動量演算部１６４は、演算されたデフォーカス量ΔＷに基づいてレンズ駆動量Δｄ（レンズ目標位置に相当する）を演算し、これをレンズ駆動制御部１６５へ出力する。
【００６３】
なお、ステップＳ２において、デフォーカス量演算部１６３は、焦点検出モジュール１６１で検出された像信号のコントラストが所定の閾値以上か否かを判断し、所定の閾値以上の場合は上述したデフォーカス量を演算する一方で、所定の閾値未満の場合は、焦点検出が不能であると判断する。
【００６４】
ステップＳ４では、操作部１５０のレリーズボタンが半押しされて自動合焦動作がＯＮか否かを判断し、半押しされずにＯＦＦの場合はステップＳ５へ進み、半押しされてＯＮの場合はステップＳ１２へ進む。以下において、レリーズボタンが半押しされた状態をＡＦスイッチがＯＮ、レリーズボタンが離された状態をＡＦスイッチがＯＦＦともいう。
【００６５】
ステップＳ５では、前回のルーチンにおいてＡＦスイッチがＯＮか否かを判断し、ＡＦスイッチがＯＮの場合はステップＳ６へ進み、ＡＦスイッチがＯＦＦの場合はステップＳ７Ａへ進む。ステップＳ７Ａでは、ステップＳ６による計時が開始されているか否かを判断し、計時を開始している場合はステップＳ７Ｂへ進みそのまま計時を継続する一方、計時を開始していない場合はステップＳ７Ｂ，Ｓ８，Ｓ９をジャンプしてステップＳ１１へ進んで探索動作を許可する。
【００６６】
このステップＳ４からステップＳ５に至る処理において、ＡＦスイッチがＯＦＦからＯＮになると、ステップＳ６にてカメラ制御部１７０は、ＡＦスイッチがＯＦＦされた時点からの計時処理を開始する。なお、ステップＳ６にて計時処理を開始するにあたり、それまで計時処理を継続していた場合はそれを終了し、新たな計時処理を開始する。
【００６７】
そして、続くステップＳ８にて計時されている時間が予め決められた所定時間Ｔ以内か否かを判断し、所定時間Ｔを越えている場合はステップＳ１１へ進んで探索動作を許可する。この場合は、ＡＦスイッチをＯＮしてから既に所定時間Ｔが経過しているので、焦点検出不能であるときは探索動作により焦点検出を行なっても撮影者にとって違和感はなく、むしろ低コントラスト等による焦点検出不能に対応した探索動作を行なうことにより適切かつ迅速な合焦動作を行なうことができる。
【００６８】
これに対して、計時されている時間が所定時間Ｔ以内である場合はステップＳ９へ進み、エンコーダ２６０からの検出信号に基づいて、フォーカスレンズ２１１の現在位置が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２にあるか否かを判断する。
【００６９】
そして、カメラ制御部１７０は、フォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２のいずれかにあると判断した場合はステップ１１へ進み、探索動作を許可する。フォーカスレンズ２１１が、合焦位置の端部よりも外方に位置する場合は、その位置の近傍に合焦位置は存在しないので、探索動作の禁止を解除し、即座に探索動作を実行する。これにより、探索動作の禁止による無駄な待ち時間を減少させることができ、短時間で合焦させることができる。
【００７０】
一方、ステップＳ９においてフォーカスレンズ２１１が、至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２のいずれかにもないと判断された場合は、ステップ１０およびステップＳ２２へ進み、探索動作を禁止し、フォーカスレンズ２１１を停止する。これにより、撮影者がＡＦスイッチを誤ってＯＦＦし、再度ＯＮした場合でも探索動作は行なわれず、撮影者が意図しない自動合焦動作を防止することができる。
【００７１】
ステップＳ４に戻り、ＡＦスイッチがＯＮの場合にはステップＳ１２へ進み、ステップＳ６による計時が開始されているか否かを判断し、計時を開始している場合はステップＳ１３へ進みそのまま計時を継続する一方、計時を開始していない場合はステップＳ１３，Ｓ１４，Ｓ１５をジャンプしてステップＳ１７へ進んで探索動作を許可する。
【００７２】
ここで、ステップＳ４→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４を経由するケースは、既に計時が開始されている状態であることから、前回以前のルーチンにおいてステップＳ６の処理が実行された状態である。すなわち、電源がＯＮしたのちにＡＦスイッチがＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮとなった状態である。
【００７３】
そしてこの場合は、続くステップＳ１４において、計時されている時間が予め決められた所定時間Ｔ以内か否かを判断し、所定時間Ｔを越えている場合はステップＳ１７へ進んで探索動作を許可する。このようにステップＳ１７へ進む場合は、ＡＦスイッチをＯＮしてから既に所定時間Ｔが経過しているので、焦点検出不能であるときは探索動作により焦点検出を行なっても撮影者にとって違和感はなく、むしろ低コントラスト等による焦点検出不能に対応した探索動作を行なうことにより適切かつ迅速な合焦動作を行なうことができる。
【００７４】
これに対して、計時されている時間が所定時間Ｔ以内である場合はステップＳ１５へ進み、エンコーダ２６０からの検出信号に基づいて、フォーカスレンズ２１１の現在位置が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２にあるか否かを判断する。
【００７５】
ステップＳ１５において、カメラ制御部１７０は、フォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２のいずれかにあると判断した場合はステップ１７へ進み、探索動作を許可する。フォーカスレンズ２１１が、合焦位置の端部よりも外方に位置する場合は、その位置の近傍に合焦位置は存在しないので、探索動作の禁止を解除し、即座に探索動作を実行する。これにより、探索動作の禁止による無駄な待ち時間を減少させることができ、短時間で合焦させることができる。
【００７６】
一方、ステップＳ１５においてフォーカスレンズ２１１が、至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２のいずれかにもないと判断された場合は、ステップ１６へ進み、探索動作を禁止する。これにより、撮影者がＡＦスイッチを誤ってＯＦＦし、再度ＯＮした場合でも探索動作は行なわれず、撮影者が意図しない自動合焦動作を防止することができる。
【００７７】
これに対し、ステップＳ４→Ｓ１２→Ｓ１７を経由するケースは、未だ計時が開始されていないことから、電源がＯＮしたのちＡＦスイッチがＯＮを維持している状態である。したがって、このルーチンを経由した場合はステップＳ１７において探索動作を許可することとし、焦点検出が不能であった場合は即座に探索動作を実行する。
【００７８】
次のステップＳ１８では、デフォーカス量演算部１６３は、焦点検出モジュール１６１により検出された像信号のコントラストに基づいて焦点検出が不能か否かを判断し、このコントラストが所定の閾値以上の場合はステップＳ１９へ進む。ステップＳ１９において、レンズ駆動制御部１６５は、レンズ制御部２５０を介してレンズ駆動モータ２３０を駆動し、合焦位置に向かってフォーカスレンズ２１１を駆動する。すなわち、ＡＦスイッチがＯＮになり、かつ焦点検出が可能な場合は、その位置における位相差検出により合焦動作を行なう。
【００７９】
これに対し、ステップＳ１８において焦点検出不能と判断された場合は、ステップＳ２０へ進み、ステップＳ１６およびＳ１７による探索動作の禁止または許可のいずれが有効であるかを判断する。そして、探索動作が禁止されている場合はステップＳ２２へ進み、フォーカスレンズ２１１を停止し（既に停止している場合はその状態を維持し）、ステップＳ１へ戻る。
【００８０】
一方、ステップＳ２０にて探索動作が許可されている場合はステップＳ２１へ進み、フォーカスレンズ２１１を探索動作の初期位置に駆動し、ここから所定方向への探索動作を開始する。この間に焦点検出モジュール１６１にて所定の時間間隔でラインセンサ１６１ｄによる一対の像信号を読み出し、デフォーカス演算部１６３にてコントラストが所定の閾値以上か否かを判断する。
【００８１】
そして、一対の像信号のコントラストが所定の閾値以上であると判断されたらフォーカスレンズを停止し、ＡＦ−ＣＣＤ制御部１６２およびデフォーカス量演算部１６３にてデフォーカス量を演算する。デフォーカス量が演算されたら、レンズ駆動量演算部１６４にてデフォーカス量に対応するレンズ駆動量を演算し、レンズ駆動制御部を介してレンズ駆動モータ２３０を駆動し、合焦位置に向かってフォーカスレンズ２１１を駆動する。
【００８２】
以上のように、本実施形態のカメラ１によれば、探索動作の禁止が必要な場合は禁止する一方で、探索動作の禁止が不必要な場合は当該探索動作を許可するので、素早く合焦動作を行なうことができる。
【００８３】
なお、上述した実施形態では、フォーカスレンズ２１１が至近端の範囲Ｍ１〜Ｅ１または無限端の範囲Ｍ２〜Ｅ２のいずれかにあるか否かによって探索動作の禁止および許可を制御したが、合焦位置近傍にフォーカスレンズがないと考えられる場合は探索動作を許可することができる。たとえば、撮影モードが遠景モードに設定されて焦点距離が大きいにも拘らずフォーカスレンズが至近側にある場合は、その近傍に合焦位置は存在しないと予想されるので、このような場合も探索動作を許可することができる。
【００８４】
また、上述した実施形態では、探索動作の禁止時間の計時開始をＡＦスイッチがＯＦＦされた時点としたが、ＡＦスイッチがＯＦＦからＯＮになった時点から計時処理を開始することもできる。またこれらに代えて、デフォーカス量演算部１６３において焦点検出不能と判断された時点からの経過時間を計時処理し、これに基づいて探索動作の禁止時間を制御することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】発明の実施形態に係る一眼レフデジタルカメラを示す要部構成図である。
【図２】図１に示す焦点検出モジュールの構成を示す図である。
【図３】図１に示すフォーカスレンズの駆動範囲を示す図である。
【図４】図１に示すカメラの主要な動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８６】
１…一眼レフデジタルカメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１６１…焦点検出モジュール
１６２…ＡＦ−ＣＣＤ制御部
１６３…デフォーカス演算部
１６４…レンズ駆動量演算部
１６５…レンズ駆動制御部
１７０…カメラ制御部
２００…レンズ鏡筒
２１０…レンズ群
２２０…絞り装置
２３０…レンズ駆動モータ
２４０…絞り駆動装置
２５０…レンズ制御部
２６０…エンコーダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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