(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像装置に着脱可能に接続され、可動レンズを含むレンズシステムを有するレンズ装置において、
上記可動レンズの位置の初期化処理を行う初期化手段と、
上記撮像装置との通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う通信手段とを設けたことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
上記初期化処理の実行中又は終了時に上記撮像装置から上記通信手段を介して得られる補正情報に基づいて上記可動レンズの位置を補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項３】
上記初期化手段は上記初期化処理の終了を示す情報を上記通信手段を介して上記撮像装置に送るように成されると共に、上記可動レンズの位置を検出し、検出した位置情報を上記通信手段を介して上記撮像装置に送る検出手段と、上記撮像装置から上記通信手段を介して得られる制御情報に基づいて上記可動レンズの位置を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。
【請求項４】
可動レンズを有するレンズシステムと、
上記可動レンズの位置の初期化処理を行うと共に、処理終了を示す情報を出力する初期化手段と、
各種情報の通信を行うと共に、その通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う第１の通信手段とを有するレンズユニットと、
上記第１の通信手段との通信処理を行う第２の通信手段と、
上記レンズシステムを通じて結像される被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、
上記画像信号を処理する画像処理手段と、
上記初期化手段から上記第１、第２の通信手段を通じて上記初期化処理の終了を示す情報が得られるまで上記画像処理手段で処理された画像信号の出力を禁止する禁止手段とを有するカメラ本体とを備えた撮像装置。
【請求項５】
上記カメラ本体に補正情報を生成する生成手段を設けると共に、上記レンズユニットに、上記初期化処理の実行中又は終了時に、上記カメラ本体から上記第１、第２の通信手段を介して得られる上記補正情報に基づいて上記可動レンズの位置を補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
撮像装置に着脱可能に接続され、可動レンズを含むレンズシステムを有するレンズ装置における上記可動レンズの位置の初期化処理を行う手順と、
上記撮像装置との通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う手順とを実行するためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項７】
上記初期化処理の実行中又は終了時に上記撮像装置から上記通信処理を介して得られる情報に基づいて上記可動レンズの位置を補正する手順を実行するためのプログラムを記録した請求項６記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
撮像装置本体と、該撮像装置本体に着脱可能に接続されたレンズ等のアクセサリとからなり、
上記アクセサリの初期化処理を行う初期化手段と、
上記撮像装置本体と上記アクセサリとの通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う通信手段とを設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
上記初期化処理の実行中又は終了時に上記撮像装置から上記通信手段を介して得られる補正情報に基づいて上記アクセサリの可動部の位置を補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】
上記初期化手段は上記初期化処理の終了を示す情報を上記通信手段を介して上記撮像装置に送るように成されると共に、上記可動部の位置を検出し、検出した位置情報を上記通信手段を介して上記撮像装置に送る検出手段と、上記撮像装置から上記通信手段を介して得られる制御情報に基づいて上記可動部の位置を制御する制御手段とを設けたことを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１１】
可動レンズを有するレンズシステムと、
上記可動レンズの位置の初期化処理を行う初期化手段と、
各種情報の通信を行うと共に、その通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う第１の通信手段とを有するレンズユニットと、
上記第１の通信手段との通信処理を行う第２の通信手段と、
電源オンに応じて、上記第２の通信手段に上記第１の通信手段との通信を開始させると共に、上記初期化手段を独立に且つ並行して動作させる制御手段とを有するカメラ本体とを備えた撮像装置。
【請求項１２】
上記カメラ本体に補正情報を生成する生成手段を設けると共に、上記レンズユニットに、上記初期化処理の実行中又は終了時に、上記カメラ本体から上記第１、第２の通信手段を介して得られる上記補正情報に基づいて上記可動レンズの位置を補正する補正手段を設けたことを特徴とする請求項１１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ交換可能などビデオカメラ等に用いて好適なレンズ装置及びこのレンズ装置を用いる撮像装置及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のビデオカメラ等の映像機器に用いられる交換レンズシステムについて、図１７を用いて説明する。従来の変倍可能なレンズユニット１５１６は、変倍レンズ１５０２と補正レンズ１５０３とがカム（図示せず）で機械的に結ばれており、変倍動作を手動や電動で行うと変倍レンズ１５０２と補正レンズ１５０３とが一体となって移動する。
【０００３】
これらの変倍レンズ１５０２と補正レンズ１５０３とを合わせてズームレンズと呼ぶ。このようなレンズシステムでば、前玉がフォーカスレンズ１５０１となっており、これが光軸方向に移動することにより焦点を合わせを行う。これらのレンズ群を通った光は、カメラ本体１５１７内のＣＣＤ等の撮像素子１５０４の撮像面上に結像されて電気信号に光電変換され、映像信号として出力される。
【０００４】
この映像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ１５０５でサンプルホールドしてから所定のレベルに増幅され、Ａ／Ｄ変換器１５０６でデジタル映像データへと変換され、カメラのプロセス回路（図示せず）へ入力されて、標準テレビジョン信号に変換されると共に、バンドパスフィルタ１５０７（以下ＢＰＦ）へと入力される。
【０００５】
ＢＰＦ１５０７では、映像信号中の高周波成分を抽出し、ゲート回路１５０８で画面内の焦点検出領域に設定された部分に相当する信号のみを抜き出し、ピークホールド回路１５０９で垂直同期信号の整数倍に同期した間隔でピークホールドを行い、ＡＦ評価値を生成する。このＡＦ評価値は本体マイコン１５１０に取り込まれ、本体マイコン１５１０内で合焦度に応じたフォーカシング速度及び、ＡＦ評価値が増加するようにモータ駆動方向を決定し、フォーカスモータ１５１３の速度及び方向をレンズマイコン１５１１に送る。
【０００６】
レンズマイコン１５１１は、本体マイコン１５１０に指示されたとおりにモータドライバ１５１２を介してモータ１５１３によりフォーカスレンズ１５０１を光軸方向に動かすことで焦点調節を行う。ここで本体マイコン１５１０内で決定されるフォーカシング速度は、装着されたレンズユニット１５１６の光学系状態（Ｆナンバーや焦点距離等）から、錯乱円径の変化速度を一定にするように制御している。
【０００７】
また、ズームスイッチ１５１８の操作状態に応じて本体マイコン１５１０はズームレンズ１５０２、１５０３の駆動方向、駆動速度を決定し、レンズユニット１５１６内のレンズマイコン１５１１を介してズームモータドライバ１５１４に送り、ズームモータ１５１５を介してズームレンズ１５０２、１５０３を駆動する。
【０００８】
カメラ本体１５１７は、レンズユニット１５１６を切り離すことが可能で、別のレンズユニットを接続することで撮影範囲が広がる。本体マイコン１５１０からレンズマイコン１５１１へのレンズ制御情報伝達は、両マイコン間の通信により行われる。
【０００９】
この通信では、どのような機能のレンズが接続されているのかを確認するために、レンズに対してそのレンズの固有情報を要求し、レンズの固有情報が明らかになった後、即ちそのレンズに対してどのような制御が可能であるのかを認識した後に、それぞれのレンズに適合した制御情報を送信し、レンズ側より現在のその機能の状態を受信する。ここで、レンズの固有情報を要求するための通信を“初期通信”と称し、レンズの機能を制御するための通信を“制御通信”と称す。
【００１０】
次に、従来のレンズ交換システムにおける相互通信の方法について、図１８、図１９を用いて説明する。
図１８はマスター側であるカメラ本体における通信（ＤＣＴＬ）のフローを示しており、図１９はスレーブ側であるレンズユニットにおける通信（ＤＬＴＣ）のフローを示している。
【００１１】
図１８において、カメラは制御動作を開始すると、まず予め定められたイニシャル処理を行う（Ｓ１６０２）。この内容は例えば、各種制御、演算に用いるレジスタ類の初期化、シリアル通信の速度設定等である。上記イニシャル処理終了後、初期通信のモードに入る（Ｓ１６０３）。先ず、“レンズ仕様要求コマンド”にて、現在接続されている相手がどのようなレンズであるのかを確認する（Ｓ１６０４）。この結果に基づいて接続レンズのＡＦユニットの有無を確認し（Ｓ１６０５）、ＡＦユニットが存在すれば、そのユニットの仕様を“ユニット仕様要求コマンド”にて認識する（Ｓ１６０６）。
【００１２】
また、画角制御可能なズームユニットであれば、ＡＦユニットと同様な処理を行い（Ｓ１６０７、Ｓ１６０８）、そして、制御通信を行いつつ（Ｓ１６０９）、初期通信で得たレンズ固有データに基づき、ＡＦ制御（Ｓ１６１０）、ズーム制御を実行する（Ｓ１６１１）。以後ＡＦ・ズーム制御をレンズ側からの返信データを参照しながら繰り返し行い、もし制御中にレンズの脱着等があって再度レンズの初期通信を必要とする場合には、Ｓ１６０３からの処理へ移る（Ｓ１６１２）。
【００１３】
図１９において、レンズ側は、動作を開始してイニシャル処理を行った後（Ｓ１７０２）、初期通信の受信を待機する（Ｓ１７０３）。そして、初期通信コマンド“或いは”制御通信コマンドの送信されてきたコマンドに対応するデータをカメラ側へと返送する。（Ｓ１７０４、Ｓ１７０５、Ｓ１７０６、Ｓ１７０７）。以上のフローを繰り返し行い、レンズ側のユニット制御を行う。
【００１４】
一方民生用のカメラ・レンズ一体型カメラでは、小型化、レンズ前面までの撮影を可能とするため、前記補正レンズと変倍レンズとをカムで機械的に結ぶのをやめ、補正レンズの移動軌跡をあらかじめマイコン内にレンズカムデータとして記憶し、そのレンズカムデータに従って補正レンズを駆動し、かつその補正レンズでフォーカスも合わせるようにしたインナーフォーカスタイプのレンズが主流になってきている。このようなレンズシステムは、安価、システムの簡素化、レンズ鏡筒の小型軽量化という利点を持っている。
【００１５】
図２０は従来から用いられているインナーフォーカスタイプレンズシステムの簡単な構成を示すものである。図２０において１８０１は固定されている第１のレンズ群、１８０２は変倍を行う第２のレンズ群、１８０３は絞り、１８０４は固定されている第３のレンズ群、１８０５は焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正する所謂コンペ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群（以下フォーカスレンズと称す）、１８０６はＣＣＤ等の撮像素子である。
【００１６】
公知のように、図２０のように構成されたレンズシステムでは、フォーカスレンズ１８０５がコンペ機能と焦点調節機能とを兼ね備えているため、焦点距離が等しくても、撮像素子１８０６の撮像面に合焦するためのフォーカスレンズ１８０５の位置は、被写体距離によって異なってしまう。各焦点距離において被写体距離を変化させたとき、撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ１８０５の位置を連続してプロットすると、図２１のようになる。変倍中は、被写体距離に応じて図２１に示された軌跡を選択し、その軌跡どうりにフォーカスレンズ１８０５を移動させれば、ボケのないズームが可能になる。
【００１７】
前述した前玉フォーカスタイプのレンズシステムでは、変倍レンズに対して独立したコンペレンズが設けられており、さらに変倍レンズとコンペレンズとが機械的なカム環で結合されている。従って、例えばこのカム環にマニュアルズーム用のツマミを設け、手動で焦点距離を変えようとした場合、ツマミをいくら速く動かしても、カム環はこれに追従して回転し、変倍レンズとコンペレンズはカム環のカム溝に沿って移動するので、フォーカスレンズのピントがあっていれば、上記動作によってボケを生じることはない。
【００１８】
これに対して図２０のようなインナーフォーカスタイプのレンズシステムの制御においては、図２１に示される複数の軌跡情報から何らかの形（軌跡そのものでも、レンズ位置を変数とした関数でも良い）で記憶しておき、フォーカスレンズと変倍レンズの位置によって一つの軌跡を選択し、その選択した軌跡上をたどりながらズーミングを行うのが一般的である。
【００１９】
さらに、変倍レンズの位置に対するフォーカスレンズの位置を記憶素子から読み出して、レンズ制御用に用いるため、各レンズの位置の読み出しをある程度精度良く行わなくてはならない。特に図２１からも明らかなように、変倍レンズが等速度またはそれに近い速度で移動する場合、焦点距離の変化によって刻々とフォーカスレンズの軌跡の傾きが変化している。これは、フォーカスレンズの移動速度と移動の向きが刻々と変化することを示しており、換言すれば、フォーカスレンズのアクチュエータは１Ｈｚ〜数百Ｈｚまでの精度良い速度応答をしなければならないことになる。
【００２０】
上述の要求を満たすアクチュエータとしてインナーフォーカスレンズシステムのフォーカスレンズ群には、ステッピングモータを用いるのが一般的になりつつある。ステッピングモータは、レンズ制御用のマイコン等から出力される歩進パルスに完全に同期しながら回転し、１パルス当たりの歩進角度が一定なので、高い速度応答性と停止精度及び位置精度を得ることが可能である。さらにステッピングモータを用いる場合、歩進パルス数に対する回転角度が一定であるから、歩進パルスをそのままインクリメント型のエンコーダとして用いることができ、特別な位置エンコーダを追加しなくてもよいという利点がある。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のインナーフォーカスタイプのレンズシステムでは、そのアクチュエータにステッピングモータを用い、インクリメンタル型の位置エンコーダを兼ねることで、フォーカスコンペレンズや変倍レンズの位置をマイクロコンピュータで認知し、その認知した絶対位置に基づいて制御を行う場合が多く、このようなシステムの場合、各レンズ位置の絶対位置化を行うためには、ステッピングモータで位置検出を行う前に、歩進パルスカウンタ値を特定の値にリセットする初期化処理が必要となる。
【００２２】
この初期化処理が適切に行われない場合は、歩進パルスカウンタ値の原点と、マイクロコンピュータに記憶した変倍レンズ位置とフォーカスコンペレンズ位置との組合せ座標の原点とにズレを持つ状態となり、このため上記組合せ座標から得られる軌跡情報が正しく読みとれずに、変倍中に軌跡を正確にトレースできず、ボケを発生してしまうことになる。
【００２３】
そこで、電源投入直後、通常の動作に入る前に変倍レンズやフォーカスコンペレンズを所定位置に移動させて、歩進パルスカウンタをリセットする方法が多く用いられており、このリセットが完了するまでは、撮影画像を画面表示しないのが一般的となっている。
【００２４】
一方、前記従来の前玉フォーカシングレンズタイプの交換レンズシステムでは、変倍レンズとコンペレンズとが機械的に一体化されていることから、変倍中でもフォーカスレンズは独立にＡＦ評価値が最大となるように制御されていれば良く、各レンズ群の位置を絶対位置として管理する必要性はない。従って、レンズ位置の初期化処理をする必要がないので、本体から供給する電源オフに連動してすぐにレンズの電源回路もオンし、すぐに出画してもなんら問題は生じなかった。
【００２５】
ところが、上記のようなインナーフォーカスタイプのレンズを交換レンズシステムに適用した場合では、補正レンズや変倍レンズの管理をマイクロコンピュータで行うために、電源投入時に初期化が必要であり、そのシーケンスは、これまで明確に提示されていなかった。
【００２６】
例えば、従来のようにカメラ本体がレンズユニット側のレンズ位置初期化処理を制御する場合には、通信手段を介してリセット動作を制御することになるので、初期通信後の制御通信が正常に開始されるまでは、上記リセット動作を待機しなければならず、かつリセット動作制御を通信実行周期に同期して行わなければならないため（本体からの通信コマンドに対しレンズユニットが対応するデータを渡す方式なので、所定の動作を行うには複数回の通信が必要となる）、初期化完了してから出画までに要する時間が長くなるという問題があった。
【００２７】
また、前玉フォーカシングタイプの交換レンズシステムでは、フォーカスレンズ位置を絶対位置で管理する必要が無かったので、１つのレンズユニットを複数のカメラユニットに装着する場合に、それぞれの場合のフランジバックの長さがばらついていても問題がなかった。
【００２８】
しかしながら、インナーフォーカスタイプの交換レンズシステムでは、フォーカスレンズ位置を絶対位置として管理していても、撮像素子の撮像面とフォーカスレンズとの相対位置が、装着の組合せによりばらつけば、カム軌跡を正確にトレースすることができなくなってしまっていた。この問題の対策として、ユニット間相互でフランジバックのずれに関する情報をやりとりして、互いの素性を明確にした上で、レンズリセット動作を経て、通常動作に移行する方法も提案されているが、この場合もリセット動作が完了してから出画されるまでに時間がかかるという問題があった。
【００２９】
本発明の目的は上述の問題点を解消し、従来からの前玉フォーカスタイプのみならず、インナーフォーカスタイプのレンズユニット等も接続可能で、あらゆるタイプのレンズシステムが接続可能な交換レンズシステムを提供することである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明によるレンズ装置は、撮像装置に着脱可能に接続され、可動レンズを含むレンズシステムを有するレンズ装置において、上記可動レンズの位置の初期化処理を行う初期化手段と、上記撮像装置との通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う通信手段とを設けている。
【００３１】
本発明による撮像装置においては、可動レンズを有するレンズシステムと、上記可動レンズの位置の初期化処理を行うと共に、処理終了を示す情報を出力する初期化手段と、各種情報の通信を行うと共に、その通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う第１の通信手段とを有するレンズユニットと、上記第１の通信手段との通信処理を行う第２の通信手段と、上記レンズシステムを通じて結像される被写体像を撮像し、画像信号を出力する撮像手段と、上記画像信号を処理する画像処理手段と、上記初期化手段から上記第１、第２の通信手段を通じて上記初期化処理の終了を示す情報が得られるまで上記画像処理手段で処理された画像信号の出力を禁止する禁止手段とを有するカメラ本体とを設けている。
【００３２】
本発明によるコンピュータ読み取り可能な記録媒体においては、撮像装置に着脱可能に接続され、可動レンズを含むレンズシステムを有するレンズ装置における上記可動レンズの位置の初期化処理を行う手順と、上記撮像装置との通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う手順とを実行するためのプログラムを記録している。
【００３３】
本発明による撮像装置は、撮像装置本体と、該撮像装置本体に着脱可能に接続されたレンズ等のアクセサリとからなり、上記アクセサリの初期化処理を行う初期化手段と、上記撮像装置本体と上記アクセサリとの通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う通信手段とを設けている。
【００３４】
本発明による撮像装置においては、可動レンズを有するレンズシステムと、上記可動レンズの位置の初期化処理を行う初期化手段と、各種情報の通信を行うと共に、その通信処理を上記初期化処理とは独立して並列に行う第１の通信手段とを有するレンズユニットと、上記第１の通信手段との通信処理を行う第２の通信手段と、電源オンに応じて、上記第２の通信手段に上記第１の通信手段との通信を開始させると共に、上記初期化手段を独立に且つ並行して動作させる制御手段とを有するカメラ本体とを設けている。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明によるレンズ交換可能な撮像システムの構成を示す図である。図１において、被写体からの光はレンズユニット１２７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）を通る。
【００３６】
そして３原色中の赤の成分はカメラ本体１２８内のＣＣＤ等の撮像素子１０６上に、緑の成分はＣＣＤ等の撮像素子１０７上に、青の成分はＣＣＤ等の撮像素子１０８の上にそれぞれ結像される。各撮像素子上のそれぞれの像は光電変換され、増幅器１０８、１０９、１１０でそれぞれ最適なレベルに増幅されカメラ信号処理部１１２へ入力され、標準テレビ信号に変換されると共に、ＡＦ信号処理回路１１３へ入力される。ＡＦ信号処理回路１１３で生成されたＡＦ評価値は、本体マイコン１１４内で読み出し、通信線１１５によりレンズマイコン１１６へ転送される。
【００３７】
レンズユニット１２７において、スイッチ１３３、１３５はそれぞれレンズ群１０２と１０５が基準位置にあることを検出するためのスイッチであって、図においてはそれぞれがフォトセンサ１３４、１３６と共に各レンズに組み込まれている。このスイッチ１３３、１３５はそれぞれレンズ群１０２と１０５に固定されており、このレンズ群１０２と１０５が光軸と平行に移動するのに伴って一体的に移動する。
【００３８】
そして、各レンズ群の移動可能領域において、中間付近を境界としてフォトセンサ１３４、１３６の出力光を遮るか遮らないかのＯＮ／ＯＦＦ動作を行う。出力光が遮られているか、または遮られていないかに応じてフォトセンサ１３４、１３６の光検出部は１か０の信号を出力するので、この出力信号の変化するところを上記基準位置として、レンズがそこにあるのかどうかを検出できる。
【００３９】
図５は、レンズ位置カウンタの動作を行うリセットスイッチの構成図であって、フォトセンサ１３４（または１３６）を構成する発光部５０１から受光部５０２への光路をレンズと共に光軸と平行に移動する遮蔽板１３３（または１３５）が遮ったとき、受光部５０２の出力信号はＬｏｗレベルに、また遮らないときＨｉレベルになる。
【００４０】
また、本体マイコン１１４は、ズームスイッチ１３０及びＡＦスイッチ１３１の状態を読み込み、そのスイッチの状態をレンズマイコン１１６に送る。レンズマイコン１１６では、本体マイコン１１４からの情報で、ＡＦスイッチ１３１がオフで、かつズームスイッチ１３０が押されているときは、メモリ１１９に格納されているコンピュータズームプログラムがテレまたはワイドの押されている方向に駆動すべく、レンズマイコン１１６内部にあらかじめ記憶されたレンズカムデータ１２０に基づいて、ズームモータドライバ１２２に信号を送ることで、ズームモータ１２１を介して変倍レンズ１０２を駆動する。これと同時に、フォーカスモータドライバ１２６に信号を送り、フォーカスモータ１２５を介してフォーカスレンズ１０５を動かすことで変倍動作を行う。
【００４１】
ＡＦスイッチ１３１がオンで、かつズームスイッチ１３０が押されているときは、合焦状態を保ちつづける必要があるので、上記コンピュータズームプログラムが、レンズマイコン１１６内部にあらかじめ記憶されたレンズカムデータ１２０のみならず、本体マイコン１１４から送られたＡＦ評価値信号も参照にして、ＡＦ評価値が最大になる位置を保ちつつ変倍動作を行う。また、ＡＦスイッチ１３１がオンでかつズームスイッチ１３０が押されていないときは、ＡＦプログラム１１７が本体マイコン１１４から送られたＡＦ評価値信号が最大になるようにフォーカスモータドライバ１２６に信号を送りフォーカスモータ１２５を介してフォーカスレンズ１０５を動かすことで自動焦点調節動作を行う。
【００４２】
尚、上記メモリ１１９は、本発明による記録媒体であり、上記コンピュータズームプログラムの外に、後述する図４、図１４、図１５、図１６に示すフローチャートの処理等を実行するためのプログラムが記録されている。また、カメラ本体１２８における本体マイコン１１４で用いられるメモリ１３７は、後述する図１３のフローチャートの処理等のためのプログラムが記録されている。上記の各記録媒体としては、半導体メモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気媒体等を用いてよく、ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリカード、フロッピディスク、ＣＤ等に構成してよい。
【００４３】
次に図２を用いてＡＦ信号処理部１１３について説明する。図１の増幅器１０８、１０９、１１０でそれぞれ最適なレベルに増幅された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のＣＣＤ出力は、それぞれ図２のＡ／Ｄ変換器２０６、２０７、２０８でディジタル信号に変換され、図１のカメラ信号処理部１１２へと送られるこれと共に、それぞれ増幅器２０９、２１０、２１１で適切に増幅され、加算器２０８で加算されて自動焦点調節用輝度信号Ｓ５が作られる。
【００４４】
この信号Ｓ５はガンマ回路２１３へ入力され、前もって決められたガンマカーブでガンマ変換され、低輝度成分を強調し高輝度成分を抑圧した信号Ｓ６が作られる。ガンマ変換された信号Ｓ６は、カットオフ周波数の高いＬＰＦであるＴＥ−ＬＰＦ２１４と、カットオフ周波数の低いＬＰＦであるＦＥ−ＬＰＦ２１５へと入力され、本体マイコン１１４がマイコンインターフェース２５３を通して決定したそれぞれのフィルタ特性で低域成分が抽出され、ＴＥ−ＬＰＦ２１４出力信号Ｓ７及びＦＥ−ＬＰＦ２１５出力信号Ｓ８が作られる。
【００４５】
信号Ｓ７及び信号Ｓ８は、スイッチ２１６で水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する信号であるＬｉｎｅＥ／０信号により選択され、ハイパスフィルタ（以下ＨＰＦ）２１７へ入力される。つまり、偶数ラインは信号Ｓ７をＨＰＦ２１７へ通し、奇数ラインは信号Ｓ８を通す。ＨＰＦ２１７では、本体マイコン１１４がマイコンインターフェース２５３を通して決定した奇数／偶数それぞれの、フィルタ特性で高域成分のみを抽出され、絶対値回路２１８で絶対値化することで、正の信号Ｓ９が作られる。信号Ｓ９は、ピークホールド回路２２５、２２６、２２７、及びラインピークホールド回路２３１へと入力される。
【００４６】
枠生成回路２５４は、図３で示されるような画面内の位置に焦点調節用のゲート信号Ｌ枠、Ｃ枠、Ｒ枠を生成する。ピークホールド回路２２５には、枠生成回路２５４出力のＬ枠及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する信号であるＬｉｎｅＥ／０信号が入力され、図３で示されるように焦点調節用Ｌ枠の先頭である左上のＬＰ１の各場所で、ピークホールド回路２２５の初期化を行い、本体マイコン１１４からマイコンインターフェース２５３を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１でバッファ２２８に枠内のピークホールド値を転送し、ＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。
【００４７】
同様に、ピークホールド回路２２６には、枠生成回路２５４出力のＣ枠及びＬｉｎｅＥ／０信号が入力され、図３で示される焦点調節用Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホールド回路２２５の初期化を行い、マイコンからマイコンインターフェース２５３を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１でバッファ２２９に枠内のピークホールド値を転送し、ＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。
【００４８】
さらに同様に、ピークホールド回路２２７には、枠生成回路２５４出力のＲ枠及びＬｉｎｅＥ／０信号が入力され、図３で示される焦点調節用Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピークホールド回路２２７の初期化を行い、本体マイコン１１４からマイコンインターフェース２５３を通して指定した偶数ラインか奇数ラインのどちらかの各枠内の信号Ｓ９をピークホールドし、ＩＲ１でバッファ２３０に枠内のピークホールド値を転送し、ＴＥ／ＦＥピーク評価値を生成する。
【００４９】
ラインピークホールド回路２１３には、信号Ｓ９及び枠生成回路２５４出力のＬ枠、Ｃ枠、Ｒ枠が入力され、各枠内の水平方向の開始点で初期化され、各枠内の信号Ｓ９の１ラインのピーク値をホールドする。
【００５０】
積分回路２３２、２３３、２３４、２３５、２３６、２３７には、ラインピークホールド回路２３１出力及び水平ラインが偶数番目か奇数番目かを識別する信号であるＬｉｎｅＥ／０信号が入力されると同時に、積分回路２３２、２３５には、枠生成回路２５４出力のＬ枠、積分回路２３３、２３６には枠生成回路２５４出力のＣ枠、積分回路２３４、２３７には枠生成回路２５４出力のＲ枠が入力される。積分回路２３２は、焦点調節用Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１で、積分回路２３２の初期化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ１でバッファ２３８にピークホールド値を転送し、ラインピーク積分評価値を生成する。
【００５１】
積分回路２３３は、焦点調節用Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１の各場所で、積分回路２３３の初期化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホールド回路２５１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ１でバッファ２３９にピークホールド値を転送し、ラインピーク積分評価値を生成する。積分回路２３４は、焦点調節用Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で積分回路２３４の初期化を行い、各枠内の偶数ラインの終了直前でラインピークホールド回路２３１の出力を内部レジスタに加算し、ＩＲ１で、バッファ２４０にピークホールド値を転送し、ラインピーク積分評価値を生成する。
【００５２】
積分回路２３５、２３６、２３７は、それぞれ積分回路２３２、２３３、２３４が偶数ラインのデータについて加算する代わりに、それぞれ奇数ラインのデータの加算を行い、それぞれバッファ２４１、２４２、２４３に結果を転送する。また、信号Ｓ７は、ピークホールド回路２１９、２２０、２２１及びライン最大値ホールド回路２４４及びライン最小値ホールド回路２４５に入力される。ピークホールド回路２１９には枠生成回路２５４出力のＬ枠が入力され、Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１で、ピークホールド回路２１９の初期化を行い、各枠内の信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２２にピークホールド結果を転送し、Ｙピーク評価値を生成する。
【００５３】
同様に、ピークホールド回路２２０には、枠生成回路２５４出力のＣ枠が入力され、Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１でピークホールド回路２２０の初期化を行い、各枠内の信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２３にピークホールド結果を転送し、Ｙピーク評価値を生成する。さらに同様に、ピークホールド回路２２１には、枠生成回路２５４出力のＲ枠が入力され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピークホールド回路２２１の初期化を行い、各枠内の信号Ｓ７をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２２４にピークホールド結果を転送し、Ｙピーク評価値を生成する。
【００５４】
ライン最大値ホールド回路２４４及びライン最小値ホールド回路２４５には、枠生成回路２５４出力のＬ枠、Ｃ枠、Ｒ枠が入力され、各枠内の水平方向の開始点で初期化され、各枠内の信号Ｓ７の１ラインのそれぞれ最大値及び最小値をホールドする。これらでホールドされた最大値及び最小値は引き算器２４６へ入力されて（最大値−最小値）信号Ｓ１０が計算され、ピークホールド回路２４７、２４８、２４９に入力される。
【００５５】
ピークホールド回路２４７には枠生成回路２５４出力のＬ枠が入力され、Ｌ枠の先頭である左上のＬＲ１でピークホールド回路２４７の初期化を行い、各枠内の信号Ｓ１０をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２５０にピークホールド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。同様にピークホールド回路２４８には枠生成回路２５４出力のＣ枠が入力され、Ｃ枠の先頭である左上のＣＲ１で、ピークホールド回路２４８の初期化を行い、各枠内の信号Ｓ１０をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２５１にピークホールド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ値を生成する。
【００５６】
さらに同様にピークホールド回路２４９には枠生成回路２５４出力のＲ枠が入力され、Ｒ枠の先頭である左上のＲＲ１で、ピークホールド回路２４９の初期化を行い、各枠内の信号Ｓ１０をピークホールドし、ＩＲ１で、バッファ２５２にピークホールド結果を転送し、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を生成する。
【００５７】
ＩＲ１の各場所では、バッファ２２２、２２３、２２４、２２８、２２９、２３０、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２５０、２５１、２５２にデータを転送するのと同時に枠生成回路２５４から、マイコン１１４に対して割り込み信号を送出する。マイコン１１４は、前記割り込み信号を受けてマイコンインターフェース２５３を通してバッファ２２２、２２３、２２４、２２８、２２９、２３０、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２、２４３、２５０、２５１、２５２内の各データを下の枠が終了してバッファに次のデータが転送されるまでに読み取り、レンズマイコン１１６に転送する。
【００５８】
図３はＡＦ信号処理部１１３内のタイミングを説明するための図である。外側の枠は撮像素子１０６、１０７、１０８の出力の有効映像画面である。内側の３分割された枠は焦点調節用のゲート枠で、左側のＬ枠、中央のＣ枠、右側のＲ枠が枠生成回路２５４から出力される。
【００５９】
これらの枠の開始位置でリセット信号をＬ、Ｃ、Ｒ各枠ごとに出力し、ＬＲ１、ＣＲ１、ＲＲ１を生成し、積分回路、ピークホールド回路等をリセットする。また枠の終了時にデータ転送信号ＩＲ１を生成し、各積分値、ピークホールド値を各バッファに転送する。また、偶数フィールドの走査を実線で、奇数フィールドの走査を点線で示す。偶数フィールド、奇数フィールド共に、偶数ラインはＴＥ−ＬＰＦ出力を選択し、奇数ラインはＦＥ−ＬＰＦ出力を選択する。
【００６０】
次に各枠内のＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値、Ｙピーク評価値、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値を使用してマイコンがどのように自動焦点調節動作をするかについて説明する。ＴＥ／ＦＥピーク評価値は合焦度を表わす評価値で、ピークホールド値なので比較的被写体依存が少なくカメラのぶれ等の影響が少なく、合焦度判定、再起動判定に最適である。ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値も合焦度を表わすが、積分効果でノイズの少ない安定した評価値なので方向判定に最適である。
【００６１】
さらにピーク評価値もラインピーク積分評価値も、ＴＥの方がより高い高周波成分を抽出しているので合焦近傍に最適で、逆にＦＥは合焦から遠い大ボケ時に最適である。また、Ｙピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ評価値は合焦度にあまり依存せず被写体に依存するので、合焦判定度、再起動判定、方向判定を確実に行うために、被写体の状況把握するのに最適である。
【００６２】
つまりＹピーク評価値で高輝度被写体か低照度被写体かの判定を行い、Ｍａｘ−Ｍｉｎ評価値でコントラストの大小の判定を行い、ＴＥ／ＦＥピーク評価値、ＴＥラインピーク積分評価値、ＦＥラインピーク積分評価値の山の大きさを予測し補正することで最適な制御をする。これらの評価値はカメラ本体１２８からレンズユニット１２７に転送され、レンズユニット１２７内のレンズマイコン１１６で自動焦点調節動作が行われる。
【００６３】
図４はレンズユニット１２７内のレンズマイコン１１６での、変倍動作が行われていないときの、自動焦点調節動作のアルゴリズムのフローチャートである。最初起動（Ａ１）し、ＴＥやＦＥのピークのレベルで速度制御をかけ、山の頂上付近ではＴＥラインピーク積分評価値、山の麓ではＦＥラインピーク積分評価値を主に使用して方向制御することで山登り制御（Ａ２）を行う。
【００６４】
次に、ＴＥやＦＥピーク評価値の絶対値やＴＥラインピーク積分評価値の変化量で山の頂点判断（Ａ３）を行い、最もレベルの高い点で停止し、再起動待機（Ａ４）に入る。再起動待機では、ＴＥやＦＥピーク評価値のレベルが下がったことを検出して再起動（Ａ５）する。この自動焦点調節動作のループの中で、ＴＥ／ＦＥピークを用いて速度制御をかける度合いや、山の頂上判断の絶対レベル、ＴＥラインピーク積分評価値の変化量等は、Ｙピーク評価値やＭａｘ−Ｍｉｎ評価値を用いた被写体判断より山の大きさの予測を行い、これに基づいて決定する。
【００６５】
次に、変倍動作を行うときの、変倍レンズ１０２及びフォーカスコンペレンズ１０５の移動の関係、そして、ワイドからテレへの変倍動作中のＡＦ評価値信号の参照の仕方について説明する。図１のように構成されたレンズシステムでは、フォーカスレンズ１０５がコンペ機能と焦点調節機能とを兼ね備えているため、焦点距離が等しくても、撮像素子１０６、１０７、１０８の撮像面に合焦するためのフォーカスレンズ１０５の位置は、被写体距離によって異なってしまう。
【００６６】
各焦点距離において被写体距離を変化させたとき、撮像面上に合焦させるためのフォーカスレンズ１０５の位置を連続してプロットすると、図２１のようになる。変倍中は、被写体距離に応じて図２１に示された軌跡を選択し、その軌跡どおりにフォーカスレンズ１０５を移動させれば、ボケのないズームが可能になることは従来例で述べた通りである。
【００６７】
前玉フォーカスタイプのレンズシステムでは、変倍レンズに対して独立したコンペレンズが設けられており、さらに変倍レンズとコンペレンズとが機械的なカム環で結合されている。従って、例えばこのカム環にマニュアルズーム用のツマミを設け、手動で焦点距離を変えようとした場合、ツマミをいくら速く動かしても、カム環はこれに追従して回転し、変倍レンズとコンペレンズはカム環のカム溝に沿って移動するので、フォーカスレンズのピントがあっていれば、上記動作によってボケを生じることはない。
【００６８】
しかし、上述のような特徴を有するインナーフォーカスタイプのレンズシステムの制御においては、合焦を保ちながら変倍動作を行うとする場合、レンズマイコン１１６に図２１の軌跡情報をレンズカムデータ１２０として記憶しておき、変倍レンズの位置または移動速度に応じて軌跡情報を読み出して、その情報に基づいてフォーカスレンズを移動させる必要がある。
【００６９】
図６は従来から提案されている軌跡追従方法の一例を説明するための図面である。図６において、Ｚ０、Ｚ１、Ｚ２、…、Ｚ６は変倍レンズ位置を示しており、ａ０、ａ１、ａ２、…、ａ６及びｂ０、ｂ１、ｂ２、…、ｂ６はそれぞれマイコン１１６に記憶している代表軌跡である。またｐ０、ｐ１、ｐ２、…、ｐ６は、上記２つの軌跡を基に算出された軌跡である。この軌跡の算出式を以下に記す。
ｐ（ｎ＋１）＝｜ｐ（ｎ）−ａ（ｎ）｜／｜ｂ（ｎ）−ａ（ｎ）｜＊｜ｂ（ｎ＋１）−ａ（ｎ＋１）｜＋ａ（ｎ＋１）                    ………（１）
【００７０】
（１）式によれば、例えば図６において、フォーカスレンズ１０５がｐ０にある場合、ｐ０が線分ｂ０−ａ０を内分する比を求め、この比に従って線分ｂ１−ａ１を内分する点をｐ１としている。このｐ１−ｐ０の位置差と、変倍レンズ１０２がＺ０〜Ｚ１まで移動するのに要する時間から、合焦を保つためのフォーカスレンズ１０５の移動速度が分かる。
【００７１】
次に、変倍レンズ１０２の停止位置には、記憶された代表軌跡データを所有する境界上のみという制限がないとした場合について説明する。図７は変倍レンズ位置方向の内挿方法を説明するための図であり、図６の一部を抽出し、変倍レンズ位置を任意としたものである。
【００７２】
図７において、縦軸はフォーカスレンズ位置、横軸は変倍レンズ位置を示しており、レンズ制御マイコンで記憶している代表軌跡位置（変倍レンズ位置に対するフォーカスレンズ位置）を、変倍レンズ位置Ｚ０、Ｚ１、…、Ｚk-1 、Ｚｋ、…、Ｚｎに対して、その時のフォーカスレンズ位置を被写体距離別に、それぞれ、
ａ０、ａ１、…、ａk-1 、ａｋ、…、ａｎ
ｂ０、ｂ１、…、ｂk-1 、ｂｋ、…、ｂｎ
で表わしている。
【００７３】
今、変倍レンズ位置がズーム境界上でないＺｘにあり、フォーカスレンズ位置がＰｘである場合、ａｘ、ｂｘを求めると、
ａｘ＝ａｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）＊（ａｋ−ａk-1 ）／（Ｚｋ−Ｚk-1 ）………（２）
ｂｘ＝ｂｋ−（Ｚｋ−Ｚｘ）＊（ｂｋ−ｂk-1 ）／（Ｚｋ−Ｚk-1 ）………（３）
となる。
【００７４】
つまり、現在の変倍レンズ位置とそれを挟む２つのズーム境界位置（例えば図７のＺｋとＺk-1 ）とから得られる内分比に従い、記憶している４つの代表軌跡データ（図７で、ａｋ、ａk-1 、ｂｋ、ｂk-1 ）のうち同一被写体距離のものを上記内分比で内分することによりａｘ、ｂｘを求めることができる。そしてａｘ、Ｐｘ、ｂｘから得られる内分比に従い、記憶している４つの代表データ（図７で、ａｋ、ａk-1 、ｂｋ、ｂk-1 ）の内、同一焦点距離のものを（１）式のように上記内分比で内分することによりｐｋ、ｐk-1 を求めることができる。
【００７５】
また、ワイドからテレへのズーム時には追従先フォーカス位置ｐｋと現フォーカス位置ｐｘとの位置差と、変倍レンズがＺｘ〜Ｚｋまで移動するのに要する時間とから、合焦を保つためのフォーカスレンズの移動速度が分かる。また、テレからワイドへのズーム時には追従先フォーカス位置ｐk-1 と現フォーカス位置Ｐｘとの位置差と、変倍レンズがＺｘ〜ＺK-1 まで移動するのに要する時間とから、合焦を保つためのフォーカスレンズの移動速度が分かる。
【００７６】
また、上述の軌跡追従を行うためには、フォーカスレンズや変倍レンズの位置を、絶対位置として認識する必要がある。そこで、電源投入時には、フォーカスレンズや変倍レンズを所定位置（リセット位置）である無限端やワイド端に突き当てて、その位置が図２１のＰ（０，０）に一致するように、レンズマイコン１１６で絶対位置を認識する。これが、フォーカスレンズや変倍レンズの初期化動作である。
【００７７】
さらに、この初期化動作を高速化するためには、電源切断時に後処理として、フォーカスレンズや変倍レンズの位置をレンズマイコン１１６で記憶した後、リセット位置の近傍まで移動させておき、電源再投入時には、初期化動作を行ったうえで、上記記憶したフォーカスレンズや変倍レンズの位置に再び移動することで、電源切断前と同じ状態を再現するような方法を用いるのが望ましい。このレンズリセットのシーケンスについては、図１５、図１６を用いて後に詳しく説明する。
【００７８】
次に、通信線１１５を介して行われる本体マイコン１１４とレンズマイコン１１６との通信方法について説明する。
まず、レンズユニット１２７内のレンズマイコン１１６とカメラ本体１１４内の本体マイコン１１４の通信線１１５の内容について説明する。通信方法は、本体マイコン１１４がマスター、レンズマイコン１１６がスレーブとなり３線式クロック同期シリアル通信により１９バイト固定長で行う。
【００７９】
図８は、本体マイコン１１４とレンズマイコン１１６間の通信線１１５を具体的に示し、本体マイコン１１４からレンズマイコン１１６の通信タイミング制御のためのチップセレクト（ＣＳ）、クロック同期信号（ＳＣＬＫ）、データ（ＤＣＴＬ）、レンズマイコン１１６から本体マイコン１１４のデータ（ＤＬＴＣ）である。
【００８０】
図９は通信タイミングを示し、垂直同期信号ＶＤ（ａ）の立ち上がりから、本体マイコン１１４は、通信開始のＣＳ（ｂ）を立ち下げ、クロックＳＣＬＫ（ｃ）を８ビットずつ１９回送り、これに同期してデータのＤＣＴＬ（ｄ）をＭＳＢまたはＬＳＢでＣＴＬ０〜ＣＴＬ１８を送信する。同時に、レンズマイコン１１６は、ＳＣＬＫに同期してデータのＤＬＴＣ（ｅ）をＭＳＢまたはＬＳＢでＬＴＣ０〜ＬＴＣ１８を送信する。
【００８１】
図１０は通信内容を示し、本体マイコン１１４からレンズマイコン１１６への初期時の通信内容（ＤＣＴＬ初期）、制御時の通信内容（ＤＣＴＬ制御）、レンズマイコン１１６から本体マイコン１１４への初期時の通信内容（ＤＬＴＣ制御）、制御時の通信内容（ＤＬＴＣ制御）で、それぞれ、０バイトから１８バイトの内容を有している。空欄は未定義である。各内容の０バイト目は通信内容のヘッダであり、１８バイト目は誤り検出のためのチェックサムである。
【００８２】
ヘッダの構成の詳細を図１１に示す。各０バイトの０ビットが１、１ビットが０の時初期通信、０ビットが０、１ビットが１の時制御通信、ＤＬＴＣ初期の０バイトの６ビットはイニシャル完了フラグで、０の時イニシャル完了、１の時イニシャル中、ＤＬＴＣ制御の０バイトの７ビットが１の時イニシャル要求フラグを表す。
【００８３】
また、１８バイト目のチェックサムは、各通信において、０バイトから１８バイトの合計がＯＦＦ（Ｈｅｘ）なる値を１８バイト目に代入して送信する。つまり、０バイト＋１バイト＋２バイト＋３バイト＋…＋１８バイト＝ＯＦＦ（Ｈｅｘ）となる。一方、受信したデータを０バイトから１８バイトを合計してＯＦＦＨｅｘになるかをチェックすることによって誤り検出を行う。ＯＦＦ（Ｈｅｘ）になる時正常な受信データ、そうでない時正常でない受信データと判断する。
【００８４】
次に図１２において通信のハンドシェークを説明する。（ａ）はシステムの状態、（ｂ）は本体マイコンからレンズマイコンへの通信カテゴリー、（ｃ）はレンズマイコンから本体マイコンへの通信カテゴリー、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ３、…は時間軸を表している。Ｔ０でシステムの状態がＯＦＦからＯＮになる時、ＤＣＴＬは初期通信から通信開始、ＤＬＴＣもＴ１から初期通信で開始する。
【００８５】
Ｔ２時レンズマイコン１１６がイニシャル完了すると、本体マイコン１１４は初期通信から制御通信に変更する。これに伴って、Ｔ３時、レンズマイコンは初期通信から制御通信に変更して双方が制御通信になり、システムが制御動作になる。本体マイコンが制御通信から初期通信に変更希望の場合、Ｔ４時ヘッダを制御通信から初期通信に変更する。これに伴って、Ｔ５時レンズマイコンは制御通信から初期通信に変更して双方が初期通信になり、システムが初期動作になる。
【００８６】
レンズマイコンが制御通信から初期通信に変更希望の場合、Ｔ８時イニシャル要求を本体マイコンに送信することにより、Ｔ９時本体マイコンが制御通信から初期通信に変更され、Ｔ１０時レンズマイコンは制御通信から初期通信に変更して双方が初期通信になり、システムが初期動作になる。システムが初期通信から制御通信になる動作Ｔ６、Ｔ７及びＴ１１、Ｔ１２はＴ２、Ｔ３時の動作と同等となる。
【００８７】
次に図１３、図１４を用いて本体マイコン１１４とレンズマイコン１１６との通信フローを説明する。相互通信は、図９に示したように垂直同期信号ＶＤに同期して行われる。
【００８８】
図１３は本体マイコン１１４の通信フローであり、Ｓ１２０１でＯＦＦ状態からＳ１２０２でパワーＯＮして、Ｓ１２０３でマイコンのハードリセットがかかり、Ｓ１２０４でマイコン内のイニシャル処理が行われてから、Ｓ１２０５でＶＤの立ち下がりまで待機して通信実行を図９のタイミングになるように設定し、Ｓ１２０６からヘッダを初期通信にて送信開始する。
【００８９】
同時にＳ１２０７で受信して、Ｓ１２０８でチェックサムデータをチェックする。正常ならＳ１２０９へ、異状ならＳ１２０５へ戻る。Ｓ１２０９で受信データのヘッダを調べ初期通信ならＳ１２１０へ、制御通信ならＳ１２０５へ戻る。Ｓ１２１０で受信データをストアしてＳ１２１１で前記イニシャル完了フラグをチェックしてイニシャル完了ならＳ１２１２へ、イニシャル中ならＳ１２０５へ戻る
【００９０】
Ｓ１２１２で再びＶＤが来るまで待機し通信タイミングを管理した後、Ｓ１２１３でヘッダを制御通信にして送信する。Ｓ１２１４で受信して、Ｓ１２１５でチェックサムデータをチェックする。正常ならＳ１２１６へ、異状ならＳ１２１２へ戻る。Ｓ１２１６で受信データのヘッダを調べ、初期通信ならＳ１２１２へ戻り、制御通信ならＳ１２１７へ行く。Ｓ１２１７で受信データをストアして、Ｓ１２１８でレンズリセットが完了しているかを判別する。
【００９１】
レンズリセット状態の判別は、図１０のＤＬＴＣ制御の５バイト目のデータを調べることで行う。レンズリセットが完了していたら、Ｓ１２２０で出画を許可し、未完了状態ならＳ１２１９で出画を禁止状態とする。そして、Ｓ１２２１で本体制御を実行する。Ｓ１２２２はレンズユニットの脱着が行われたかどうかの判別で、レンズ交換があったらＳ１２０５へ戻り、無かったらＳ１２２３へ行き、上記イニシャル要求フラグをチェックして、要求があればＳ１２０５へ、無ければＳ１２１２へ戻る
【００９２】
図１４はレンズマイコン１１６の通信フローであり、Ｓ１３０１でＯＦＦ状態からＳ１３０２でパワーＯＮして、Ｓ１３０３でマイコンのハードリセットがかかり、Ｓ１３０４でマイコン内のイニシャル処理及び前記イニシャル完了フラグをリセットして、Ｓ１３０５でマスターである本体マイコン１１４からＶＤに同期したＣＳ信号がＬｏｗになっているかを判別し、通信タイミングを図９の状態とする。
【００９３】
次にＳ１３０６からヘッダを初期通信にて送信開始する。同時にＳ１３０７で受信して、Ｓ１３０８でチェックサムデータをチェックする。正常ならＳ１３０９へ、異状ならＳ１３０５へ戻る。Ｓ１３０９で受信データのヘッダを調べ初期通信ならＳ１３１０へ、制御通信ならＳ１３１４へ行く。Ｓ１３１０で受信データをストアして、Ｓ１３１１で上記イニシャル要求フラグをリセットする（ただし、リセットスタートではイニシャル要求フラグは無関係）。
【００９４】
Ｓ１３１２で上記イニシャル完了フラグをチェックしてイニシャル完了ならＳ１３１３へ、イニシャル中ならＳ１３０５へ戻る。Ｓ１３１３で上記イニシャル中フラグをクリアしてＳ１３０５へ戻る。Ｓ１３１４はＳ１３０９で受信ヘッダが制御通信であった場合であり、上記イニシャル中フラグをチェックして、完了（クリア状態）ならばＳ１３１５へ、イニシャル中（セット状態）ならばＳ１３０５へ戻る。
【００９５】
次にＳ１３１５で、ＣＳがＬｏｗ状態になるまで待機し、Ｓ１３１６でヘッダを制御通信にして送信する。Ｓ１３１７で受信して、Ｓ１３１８でチェックサムデータをチェックする。正常ならＳ１３１９へ、異状ならＳ１３１５へ戻る。Ｓ１３１９で受信データのヘッダを調べ初期通信ならＳ１３０５へ戻り、制御通信ならＳ１３２０へ行く。Ｓ１３２０で受信データをストアして、Ｓ１３２１でレンズ制御を実行する。Ｓ１３２２でレンズマイコンが初期通信が必要な時、Ｓ１３２３で上記イニシャル要求フラグをセットしてＳ１３１５へ行き、必要が無ければＳ１３１５へ戻る。
【００９６】
尚、図１４の処理で用いられるＣＳの操作については、特に明記しなかったが、図１３のＳ１２０６、１２０７、１２１３、１２１４の処理が実行される前にＬｏｗに設定され、実行後にＨｉｇｈに戻るよう制御されている。また、レンズ脱着時には、レンズユニットに供給される電源が一旦遮断されるので、再び装着されたときには、Ｓ１３０１から実行することになる。
【００９７】
また、Ｓ１３２１のレンズ制御では、レンズリセットで決定されるフォーカスレンズ１０５の絶対位置に対し、図１０のＣＤＴＬ初期で得られたフランジパックずれ情報を加味して、上記絶対位置にオフセットを設けることで、ピント面ズレを補正している。つまり、基準レンズに対する各カメラ本体のフランジバックずれ量を生産工程時に予め測定して、フランジパック設計値からのずれ量としてカメラ本体に記憶しておき、その情報をＤＣＴＬ初期通信でレンズユニットへ送る。
【００９８】
レンズユニットでは、この情報を基にずれの方向と量に応じたオフセット値分（正負の値）をフォーカス絶対位置の位置カウンタから予め加算した値を，フォーカス制御用の位置カウンタとして用いることで、フランジバックの誤差を除去することが可能となる。
【００９９】
また、Ｓ１３２２で判別される「イニシャル要求」は、レンズユニット側が再び初期通信を要求することで可能なようにするためのもので、例えばフランジ面でのレンズ着脱をしなくとも、テレコン、ワイドコン、が可能な、いわゆるアタッチメントレンズ等を内蔵したレンズユニットを想定したもので、アタッチメントレンズの装着に伴い、レンズユニットの光学系状態の変化時、再度初期通信を実行できるようにしている。
【０１００】
即ち、アタッチメントレンズの装着で、焦点距離やＦナンバ等が変化し、場合によっては実使用可能な焦点距離範囲が制限されることろを撮影者に知らせるために、光学データを再び通信するようにしている。この手法を取らない場合は、初期通信でやりとりするレンズ光学データを常に制御時にも通信しなくてはならないので、通信データの増加に繁がり、マイコン処理の負荷が増大してしまうことになる。Ｓ１３２２でイニシャル要求がセットされると、次の制御通信で本体マイコンはイニシャル要求を認識できるので、次の通信から再度初期通信に切替えが行われる。
【０１０１】
次に、レンズリセット動作について、図１５、図１６を用いて詳しく説明する。図１５、図１６はレンズマイコン１１６で処理される、本発明を実施するためのレンズリセット動作フローであり、前述のレンズユニット１２７とカメラ本体１２８との相互通信とは独立に実行される動作フローである。
【０１０２】
図１の交換レンズシステムでは、映像信号の取込周期やＡＦ評価値を本体よりレンズ側へ供給する周期は、垂直同期周期の１フィールド単位となり、通信周期も垂直同期ＶＤに同期して行われることは、既に説明した。これと同様に、図１５の動作フローもフィールド周期単位で制御されるものとして説明する。尚、図１６の処理は図１５のＳ８０４の処理内容をさらに詳細に説明するための動作フローであり、Ｓ８０５も制御対象がフォーカスレンズ１０５に変更されるだけで、動作シーケンスは図１６と同様であるので、ここではフォーカスレンズのリセット動作のシーケンスの詳細説明は省略する。
【０１０３】
図１５において、Ｓ８０１で処理を開始し、Ｓ８０２でレンズユニットに電源が供給されていれば、Ｓ８０３で垂直同期信号ＶＤが来るまで待機し、待機後、Ｓ８０４、８０５でズームレンズ及びフォーカスレンズのリセット動作を実行する。そしてＳ８０６で両レンズともリセットが完了したかを確認し、リセット完了時には完了フラグをセットし、未完了時には完了フラグをクリアする。この完了フラグは図１０のＤＬＴＣ制御通信のレンズリセット完了情報に相当し、この情報に応じて、本体マイコンは出画の許可／禁止を制御している。Ｓ８０７及びＳ８０８実行後、再びＳ８０３へ戻り次のＶＤを待つ。
【０１０４】
以上の処理を繰り返し行うことで、最終的にはレンズリセット動作が完了するのであるが、このシーケンスについて図１６を用いて詳しく説明する。
図１６は図１５のＳ８０４で実行される処理のフローである。図１６において、Ｓ９０１でズームレンズのリセット動作モードＭｚを確認する。Ｍｚは０、１、２、３、４の値をとり、それぞれモード０、１、２、３、４に対応する。
【０１０５】
レンズ装着時や電源投入時には、レンズマイコン１１６のＲＡＭクリア等により、Ｍｚ＝０であり、Ｓ９０２からの処理に移行する。Ｓ９０２でズームレンズ用位置検出カウンタＣｚをクリアし、Ｓ９０３でフォトセンサ１３４の出力信号がＨｉｇｈレベルかどうかを確認する。例えば遮光と透光の境界がレンズ移動可能範囲のほぼ中間にある場合、フォトセンサ１３４の出力信号の状態から上記境界が現在のレンズ位置よりもテレ側にあるのがワイド側にあるのかが判別できる。
【０１０６】
図５を例にとると、フォトセンサ１３４の出力信号がＬｏｗレベルである場合は遮光されているので、ズームレンズ１０２は上記境界よりもテレ側に位置しており、ズームレンズ１０２をワイド側に移動することによってフォトセンサ１３４の出力信号のＬｏｗからＨｉｇｈへの変化を得ることができる。始めにフォトセンサ１３４の出力信号がＨｉｇｈレベルの時にはその逆になる。
【０１０７】
従って、Ｓ９０３でフォトセンサ１８４の出力信号の状態を確認し、Ｈｉｇｈレベルであれば、Ｓ９０４でズームレンズ１０２をテレ方向に移動させて境界点を得ようとする。またこの時、ズームレンズ用位置検出カウンタＣｚを、ズームモータ１２１の歩進パルスに同期させインクリメントする。一方、Ｓ９０３でフォトセンサ１３４の出力信号がＬｏｗレベルであると判断された場合には、Ｓ９０５でそれぞれＳ９０４とは逆の動作及び判断を行って、Ｓ９０６でモードを１つすすめＭｚ＝１とし、本処理を抜ける。
【０１０８】
次の垂直同期で再びＳ９０１に至ると、ズームリセットモードＭｚは１であるので、Ｓ９０７からの処理に行く。Ｓ９０７ではモード０で決定しているズームレンズの移動方向がテレ方向であるかどうかを判別する。テレ方向である場合、Ｓ９０８でフォトセンサ１３４の出力がＨｉｇｈ→Ｌｏｗに変化したかを確認し、変化がないならＳ９１０でＳ９０４と同様の処理を行い本処理を抜ける。
【０１０９】
一方、Ｓ９０７でワイド方向に移動していると判別された場合には、Ｓ９０９でフォトセンサ１３４の出力がＬｏｗ→Ｈｉｇｈになったかを確認する。変化がない場合はＳ９１１でＳ９０５と同様の処理を行い本処理を抜ける。この場合、Ｍｚ＝１のままなので、次に図１５のＳ８０３に来るときには、再びＳ９０７からの処理を行う。
【０１１０】
これを繰り返している内に、Ｓ９０８又はＳ９０９でフォトセンサ１３４の状態が変化し、Ｓ９１２でモードＭｚ＝２となる。モードが２の場合には、Ｓ９１３からの処理に移行する。Ｓ９１３に処理が移行したとき、カウンタＣｚの値は電源投入直後、リセット動作を行う前のズームレンズ位置とリセットスイッチ位置との間のズームモータ１２１の歩進パルス数を示しており、この値が即ちズームレンズ１０２の電源投入前の位置とリセットスイッチ位置１３３との距離を表すことになる。
【０１１１】
そこでＳ９１３では、この時のカウンタＣｚの値をメモリＣ０に一旦格納し、カウンタＣｚには予め測定、又は決められているリッセトスイッチの位置を表す数値（例えばズームレンズ移動範囲内にある光学設計上定められた原点から測定したリセットスイッチ位置を、モータ１２１の歩進パルス数に換算した値）をＳ９１４で代入する。Ｓ９１４の処理が完了した時点で、ズームレンズ位置検出カウンタＣｚのリセットが完了する。
【０１１２】
次にＳ９１５において、Ｓ９１４で新たに決められたカウンタＣｚの値からメモリＣ０の値を減じ、この結果を改めてメモリＣ０に代入する。Ｓ９１５ではある原点から測定したリセットスイッチの位置を基準として（そこからリセットスイッチ〜初めてのズームレンズ位置間の距離を減じて）初めのズームレンズ１０２の絶対位置を求め、メモリＣ０に代入しているのであるから、カウンタＣｚの値がメモリＣ０の値になるまでズームレンズ１０２を移動させれば、電源投入前の位置に戻ることができる。
【０１１３】
尚、Ｓ９０５、Ｓ９１１を通った場合、Ｓ９１３でメモリするＣ０の値は負の値となっているが、これをそのままＳ９１５の式に代入すれば、結果はＳ９１４のカウンタＣｚより大きくなり、初めのレンズ位置がリセットスイッチよりもテレ側にあることを意味するので、何等差し支えない。
【０１１４】
以上のようにして初めのレンズ位置を求め、Ｓ９１６からの処理に移る。Ｓ９１６に移り、先位置メモリＣ０とリセット完了済みのズームレンズ位置カウンタＣｚとが等しいかを判別し、真ならば、既にズームレンズ位置は戻り先位置にいることになるので、Ｓ９２６へ行く。Ｓ９１６で偽ならば、Ｓ９１７で戻り先位置Ｃ０が現在のズーム位置Ｃｚより大きいかを判別する。大きいならば、戻り方向はテレ方向であるとして、Ｓ９１８でテレ方向にズームレンズを駆動して、ズーム位置カウンタＣｚをインクリメントする。
【０１１５】
一方、Ｓ９１７で偽と判断された場合は、戻り先位置がズームレンズの現在位置よりもワイド側にある場合で、その時Ｓ９１９の処理を行う。そして、ズームリセットモードＭｚを３として、次回よりＳ９２１からの処理へ移行する。
【０１１６】
Ｓ９２１ではズームレンズ１０２の移動方向がテレ方向であるかを判別し、テレ方向であればＳ９２２で、戻り先位置Ｃ０に到達したかを確認する。到達が確認されたらＳ９２６の処理へ行き、まだ到達していない場合にはＳ９２４でテレ方向にレンズを駆動する。
【０１１７】
一方、Ｓ９２１でワイド方向に移動していると判断された場合は、Ｓ９２３で、ズームレンズが戻り先位置に到達したかの確認を行い、到達したらＳ９２６の処理へ行き、Ｍｚ＝４とし、Ｓ９２７でズームレンズを停止させる。未到達の場合にはＳ９２５ワイド方向への移動を行い、モードを更新せずに本処理を抜ける。
【０１１８】
Ｓ９２２、Ｓ９２３では、ズーム位置カウンタＣｚと戻り先位置Ｃ０との比較は、Ｃｚが戻り先位置Ｃ０を通過することも許可しているが、実際には判別周期がズームレンズの移動速度に比べ早いので、Ｃｚ＝Ｃ０となってズーム停止する。ズームリセットモードＭｚが４になると、ズームレンズのリセット動作は全て完了し、次回よりＳ９０１に来る場合には、Ｍｚ＝４のＳ９２８のように本処理を抜ける。
【０１１９】
また、図１５のフォーカスのリセット動作処理Ｓ８０５については詳しい説明を省いたが、図１６に示す処理をフォーカスレンズ１０５、フォーカスリセット用フォトセンサ１３６について当てはめれば、同様に行える。そして、Ｓ８０６のリセット完了の判別はズーム、フォーカスのリセットのモードが共に４になっているかを判別することで行っている。
【０１２０】
尚、図１５、図１６の処理は垂直同期信号に同期して行うとして説明してきたが、１垂直同期時間Ｖ当たりのレンズ移動量は各処理Ｓ９０４、Ｓ９０５、Ｓ９１０、Ｓ９１１、Ｓ９１８、Ｓ９１９、Ｓ、９２４、Ｓ９２５から明らかなように１パルスである。垂直同期周期が１／６０秒であれば、レンズの移動速度は６０ｐｐｓとなる。例えばズームレンズのストロークが１０倍相当の１２００パルス程度で、その中央にリセット基準位置が設けられている場合には、最長で２０秒もリセット完了に時間がかかることになる。
【０１２１】
従って、実際には、図１５の処理は垂直同期に同期する処理ルーチンではなく、ステップモータの最高速度に応じた周期で割り込む、割込処理となるのが望ましい。例えばレンズが脱調しないステッピングモータの最高速度が１２００ｐｐｓ程度であれば、図１５の処理は１／１２００秒で割り込む割込処理（この場合８０３の処理は１／１２００秒周期の割込待機時間となる）とすることで、１２００パルスのズームストロークを１秒程度のリセット時間で完了することが可能となる。
【０１２２】
また、図１４のＤＬＴＣ初期通信のフランジバック情報は、図１４のＳ１３２１でリセット済みのフォーカス絶対位置にオフセットすることで補正をかけるとして既に説明したが、通信処理とレンズリセット処理とが独立に並列制御できるので、図１６のＳ９１４に相当するフォーカス用の処理で、フォーカスレンズ位置カウンタＣｆに代入する、フォーカスリセット位置数値にオフセット量を加算するようにしてもよい。
【０１２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、レンズユニットに含まれる可動レンズ群位置の初期化を行う初期化処理と、レンズとカメラ本体との間の通信を行う通信処理とを、独立に並列処理することにより、前玉タイプのレンズシステムのみならずインナーフォーカスタイプのレンズシステムであっても、レンズ交換が可能となるだけでなく、レンズ位置の初期化動作に要する時間を短くできるので、電源投入後の出画に要する時間を短くすることが可能となる。
【０１２４】
特に、初期化処理実行中あるいは終了後時に、上記通信手段により得られたフランジバックずれ情報等の補正情報を基に初期化される可動レンズ位置を補正する補正手段を設けることにより、レンズユニット及びカメラユニット個々のフランジパック長の誤差が大きくても、誤差を除去するようにレンズ位置を補正するので、変倍中にボケを発生しないインナーフォーカスタイプの交換レンズシステムを実現することが可能になり、あらゆるレンズタイプのレンズユニットとあらゆるタイプのカメラユニットを組み合わせても、ボケのないズーミング機能を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す構成図である。
【図２】ＡＦ処理部の構成を示すブロック図である。
【図３】枠生成の動作を示す構成図である。
【図４】自動焦点調節動作を示すフローチャートである。
【図５】リセットスイッチの構成図である。
【図６】軌跡追従方法を説明するための特性図である。
【図７】変倍レンズの位置方向の内挿方法を説明するための特性図である。
【図８】本体マイコンとレンズマイコンとの間の通信線を示す構成図である。
【図９】通信タイミングを示すタイミングチャートである。
【図１０】通信内容を示す構成図である。
【図１１】ヘッダの詳細な構成図である。
【図１２】通信のハンドシェークを説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】本体マイコンの通信動作を示すフローチャートである。
【図１４】レンズマイコンの通信動作を示すフローチャートである。
【図１５】レンズリセット動作を示すフローチャートである。
【図１６】図１５の処理の一部を詳しく示すフローチャートである。
【図１７】従来の交換レンズシステムを示す構成図である。
【図１８】従来のカメラ本体の通信動作を示すフローチャートである。
【図１９】従来のレンズユニットの通信動作を示すフローチャートである。
【図２０】インナーフォーカスタイプレンズシステムの構成図である。
【図２１】変倍レンズの焦点距離とフォーカスタイプレンズの位置との関係を被写体距離毎に示す特性図である。
【符号の説明】
１０２  ズームレンズ
１０５  フォーカスレンズ
１０６〜１０８  撮像素子
１１２  カメラ信号処理部
１１３  ＡＦ信号処理部
１１４  本体マイコン
１１５  通信線
１１６  レンズマイコン
１１７  ＡＦプログラム
１１８  モニタ制御部
１２０  レンズカムデータ
１２１  ズームモータ
１２２  モータドライバ
１２５  フォーカスモータ
１２６  モータドライバ
１２７  レンズユニット
１２８  カメラ本体
１３２  リセット制御部
１３４、１３６  フォトセンサ
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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