特許 5769979 バックラッシュ補正機能を有するカメラ又はカメラシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5769979

(24)【登録日】2015年7月3日

(45)【発行日】2015年8月26日

(54)【発明の名称】バックラッシュ補正機能を有するカメラ又はカメラシステム

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/28 20060101AFI20150806BHJP

   G03B 13/36 20060101ALI20150806BHJP

   G02B 7/36 20060101ALI20150806BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/28 N

   G03B13/36

   G02B7/36

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2011-28493(P2011-28493)

(22)【出願日】2011年2月14日

(65)【公開番号】特開2012-168319(P2012-168319A)

(43)【公開日】2012年9月6日

【審査請求日】2014年2月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】000131326

【氏名又は名称】株式会社シグマ

(72)【発明者】

【氏名】輿水 陽介

【審査官】 荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１６５１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７８７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４５４９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２８５５５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｇ０２Ｂ ７／３６

Ｇ０３Ｂ １３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズ光学系の一部を構成するＡＦレンズ群の現在位置にてＡＦ評価データを取得し、光軸方向へ前記ＡＦレンズ群を駆動させてコントラストＡＦ動作を行うことが可能なカメラ又はカメラシステムにおいて、
前記ＡＦレンズ群を初期位置から合焦位置を通り過ぎた直後のレンズ群の位置である合焦位置付近へ駆動させ、第１のＡＦ評価データを取得し、
前記ＡＦレンズ群を、前記合焦位置付近へ駆動させた方向とは逆方向へ所定のパルス数分、逆転駆動させて第２のＡＦ評価データを取得し、
さらに、前記第１のＡＦ評価データと前記第２のＡＦ評価データとを比較し、
前記第２のＡＦ評価データが、前記第１のＡＦ評価データから変化した場合には、
前記第２のＡＦ評価データを取得するために前記ＡＦレンズ群を駆動させた所定のパルス数からパルス数１を減算したパルス数をバックラッシュ量として記憶する、ことを特徴とするカメラ又はカメラシステム。

【請求項2】

請求項１のカメラ又はカメラシステムにおいて、
前記第１のＡＦ評価データと前記第２のＡＦ評価データとを比較し、
前記第２のＡＦ評価データが、前記第１のＡＦ評価データと同じ場合には、
前記ＡＦレンズ群を初期位置へ戻し、再度初期位置から前記合焦位置付近へ駆動させ、第１のＡＦ評価データを取得し、
前記ＡＦレンズ群を、前記合焦位置付近へ駆動させた方向とは逆方向へ、前回、前記第２のＡＦ評価データを取得するために前記ＡＦレンズ群を駆動させた所定のパルス数よりも多いパルス数分、逆転駆動させて第２のＡＦ評価データを取得することを繰り返す、ことを特徴とする請求項１に記載のカメラ又はカメラシステム。

【請求項3】

請求項１又は請求項２のカメラ又はカメラシステムにおいて、
前記コントラストＡＦ動作において、逆転駆動時に逆転駆動パルス数に対し前記バックラッシュ量を加算してバックラッシュを補正する、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカメラ又はカメラシステム。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカメラ又はカメラシステムにおいて、
前記バックラッシュ量は、パルス数としてバックラッシュ量記憶部に記憶される、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のカメラ又はカメラシステム。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカメラ又はカメラシステムにおいて、
前記バックラッシュ量の測定はカメラのバックラッシュキャリブレーションモードにより開始される、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のカメラ又はカメラシステム。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のカメラ又はカメラシステムにおいて、
前記バックラッシュ量が、所定のパルス数以上である場合には、バックラッシュ量の測定に失敗したと判断する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のカメラ又はカメラシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バックラッシュ補正機能を有するカメラ又はカメラシステムに関し、特にカメラ又は交換レンズの減速機構等において発生するバックラッシュ量を補正し、ＡＦ動作時にＡＦレンズ群を適切に駆動することができるカメラ又はカメラシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年のデジタルスチルカメラやビデオカメラを用いて撮影する場合、自動焦点調整機能（ＡＦ）を採用することが一般的となっている。ＡＦの方式は、主に大きく２つの方式に分類され、位相差検出方式（位相差ＡＦ）とコントラスト検出方式（コントラストＡＦ）とがある。

【0003】

位相差ＡＦでは、撮影レンズの光軸に対して、左右若しくは上下から分割して入射する光束の像を位相差ＡＦセンサへ導き、この２つの像の位相差を検出してピントのズレ量及びズレ方向を判断する。判断されたピントのズレ量及びズレ方向に基づいて、ズレ量に相当する駆動パルス数をＡＦ駆動部に与え、ＡＦレンズ群を駆動させる。このＡＦレンズ群の駆動をズレ量が０になるまで繰り返すことで合焦位置を決定する。

【0004】

一方、コントラストＡＦでは、ＡＦレンズ群の現在位置におけるＡＦ評価データを撮像素子より取得し、ＡＦレンズ群を僅かに駆動させて順次新たなＡＦ評価データを取得し、現在位置でのＡＦ評価データと直前のＡＦ評価データとの比較を繰り返すことで合焦位置を探索する。ＡＦレンズ群は、ＡＦ評価データの増大する方向へ駆動され、カメラ制御部は、ＡＦ評価データが極大値をとるＡＦレンズ群の位置を合焦位置として決定する。ここでのＡＦ評価データは、撮像素子の所定の領域で取得される輝度信号の高周波成分から算出されるコントラストデータである。

【0005】

さらに近年、デジタルスチルカメラやビデオカメラにおいてライブビューモードを備えるものが普及している。特に従来の一眼レフカメラにおいてもライブビューモードが採用されてきており、一眼レフファインダーを覗くのではなく、撮像素子により光電変換された像をＬＣＤ等の表示装置に表示させ、被写体を観察することが可能である。

【0006】

一眼レフカメラにおけるライブビューモードでは、ミラーを跳ね上げたまま被写体像を撮像素子へ露光し続ける状態であるため、上述した位相差ＡＦセンサには光が導かれず、位相差ＡＦを行うことは一般的に不可能である。

【0007】

このため、一眼レフカメラでのライブビューモードにおけるＡＦには、撮像素子で光電変換された画像信号を利用したコントラストＡＦが採用される。

【0008】

ここで、図５を用いて、コントラストＡＦの例を示す。

【0009】

コントラストＡＦでは、例えば、まずＡＦレンズ群を無限遠位置である図５のＡ地点から、至近端位置であるＢ地点まで所定量移動するごとにＡＦ評価データを取得し、ＡＦレンズ群位置を軸としてプロットする。そして、ＡＦ評価データが極大値となるＣ地点でのＡＦレンズ群位置を合焦位置と判断し、この合焦位置を目標としてＡＦレンズ群を駆動させ、ＡＦ動作を行う。

【0010】

ライブビューモード等において採用される上記のコントラストＡＦでは、位相差ＡＦに比べ、バックラッシュによる問題が発生しやすい。

【0011】

バックラッシュとは、カメラ又はカメラシステムに含まれる減速機構や連結機構において意図して設けられたアソビや、設計上の公差により発生するガタ等を指す。バックラッシュを含む機構を駆動制御するためには、そのバックラッシュ量を正確に考慮することが肝要である。バックラッシュ量を考慮せずに駆動制御すると、バックラッシュ量に相当する駆動パルス数が、バックラッシュにより吸収されてしまい、被駆動部の実際の移動量が不足するため、正確な駆動制御を実行できない。

【0012】

位相差ＡＦでは、ＡＦレンズ群の現在位置と合焦位置とについて、２つの像の位相差を利用したＡＦ評価データのズレ量（デフォーカス量）が０に収束するよう常にフィードバックすることでＡＦレンズ群の駆動を繰り返す、クローズドループ制御であるため、上記バックラッシュによる影響はあまり問題とはならない。

【0013】

これに対して、コントラストＡＦでは、ＡＦ評価データが極大値となるＡＦレンズ群の位置を合焦位置（目標位置）として一旦決定すると、現在位置から合焦位置までの距離に相当する駆動パルス数を予め算出し、ＡＦレンズ群を駆動及び停止させるのみのオープンループ制御であるため、合焦停止精度に関してバックラッシュの影響を受けやすい。

【0014】

コントラストＡＦにおけるバックラッシュの発生について、図５と図４を用いて詳細に説明する。図４は、バックラッシュの発生元となる減速機構の歯車の一部を拡大し模式化したものである。実際には、複数の減速機構や連結機構等によるバックラッシュ量の総和が、カメラ又はカメラシステム全体のバックラッシュとなっている。

【0015】

まず、図４（ａ）は、図５においてＡＦレンズ群を無限遠位置（Ａ地点）から至近端位置（Ｂ地点）まで駆動させる場合での、駆動し始めの駆動歯車Ｘの歯Ｘｇと被駆動歯車Ｙの歯Ｙｇとの位置関係を示す。図４（ａ）の状態から、さらに駆動歯車Ｘが駆動され続けると、図４（ｂ）に示すように、歯Ｘｇは駆動方向にある歯Ｙｇに必然的に接触することとなる。すなわち、コントラストＡＦにおいて、無限遠位置（Ａ地点）から至近端位置（Ｂ地点）までＡＦレンズ群を駆動させる間に、バックラッシュは確実に除去されることとなる。

【0016】

しかしながら、ＡＦ評価データを取得し、その極大値となるＡＦレンズ群位置（Ｃ地点）の特定が完了した後で、ＡＦレンズ群をＢ地点からＡ地点へ向かってＣ地点まで逆転駆動させる際にバックラッシュによる影響が発生してしまう。すなわち、図４（ｂ）に示すような歯Ｘｇが歯Ｙｇに接触した状態から駆動歯車Ｘを逆転駆動させて被駆動歯車Ｙを駆動させるには、図４（ｃ）に示すように、駆動歯車Ｘの逆転駆動開始時において歯Ｘｇが逆転駆動方向の歯Ｙｇに接触するまで、逆転駆動方向にあるバックラッシュを除去するだけのための駆動をしなければならない。

【0017】

ここでバックラッシュ量を正確に把握出来ていないと、コントラストＡＦは上述したようにオープンループ制御であるため、駆動歯車Ｘの逆転駆動開始時において、バックラッシュ除去のために駆動量が消化され、被駆動歯車Ｙは実際には駆動されず、ＡＦレンズ群の合焦位置での停止精度に悪影響が発生してしまう。

【0018】

図５及び図４を用いたバックラッシュの説明では、ＡＦレンズ群が駆動可能範囲すべてで駆動されるコントラストＡＦ動作にそって説明したが、一般的な「山登りＡＦ」においても、ＡＦ評価データが極大値となる合焦位置に向かってＡＦレンズ群が逆転駆動されることについては同様であるため、バックラッシュの影響を受けやすいことに変わりはない。

【0019】

従来、上述したコントラストＡＦにおいて発生するバックラッシュの影響を除去するため、次の特許文献等が開示されている。

【0020】

特許文献１（特開昭６０−５２８１２号公報）には、交換レンズごとにバックラッシュ量に関するデータ予め記憶し、フォーカシングレンズを駆動する際にバックラッシュ量に相当する駆動量を補正する自動焦点調節装置の発明が記載されている。

【0021】

特許文献２（特開昭６３−１７２２４１号公報）には、第一の駆動トルクで被駆動部材を駆動し始めた後、第一のトルクよりも低く被駆動部材を駆動するために必要な駆動トルクよりも低い第二の駆動トルクでバックラッシュを除去し、さらに第三のトルクで被駆動部材を駆動する駆動装置を備えた光学機器の発明が記載されている。

【0022】

特許文献３（特開平３−２９９０９号公報）には、合焦光学系を両端の移動制限により区切られた区間で駆動させ、このときに検出された駆動量と予め記憶された予定駆動量との差分に基づいてバックラッシュ量を算出する電動合焦装置の発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0023】

【特許文献1】特開昭６０−５２８１２号公報

【特許文献2】特開昭６３−１７２２４１号公報

【特許文献3】特開平３−２９９０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0024】

特許文献１に記載された発明では、バックラッシュ量が交換レンズごとに固定値として記憶されているため、バックラッシュ量の経年変化や個体ごとのバラツキに対応できず、精度の高いバックラッシュの補正ができない。

【0025】

特許文献２に記載された発明では、駆動トルクを３段階に変化させて設定し、それぞれの駆動トルクを給電レベルと給電時間の複雑なパラメータにより制御しなければならないため、精度の高いバックラッシュの補正を行うためには調整コストが高くなる。

【0026】

また、駆動トルクを変化させるための制御手段を追加する必要があり、部品コストが高くなる。

【0027】

また、設計時に設定したそれぞれの段階での駆動トルクや駆動時間が適切であったとしても、駆動機構を構成する部品が経年変化してしまうことで、適切な駆動トルクや駆動時間でなくなってしまうおそれがある。

【0028】

特許文献３に記載された発明では、合焦光学系を両端の移動制限により区切られた区間で駆動させることが必要であるため、バックラッシュ量の測定に時間がかかってしまう。

【0029】

また、バックラッシュ量の測定時に駆動させた駆動量と比較する予定駆動量は、設計値に基づいているものであるため、両端の移動制限により区切られた物理的な区間が経年変化や衝撃により変化してしまうと、駆動させた駆動量と予定駆動量との差異を測定したとしても、正確なバックラッシュ量を測定できたことにはならないおそれがある。

【課題を解決するための手段】

【0030】

上記課題を解決するため、本発明に係る第１の発明は、レンズ光学系の一部を構成するＡＦレンズ群の現在位置にてＡＦ評価データを取得し、光軸方向へ前記ＡＦレンズ群を駆動させてコントラストＡＦ動作を行うことが可能なカメラ又はカメラシステムにおいて、前記ＡＦレンズ群を初期位置から合焦位置を通り過ぎた直後のレンズ群の位置である合焦位置付近へ駆動させ、第１のＡＦ評価データを取得し、前記ＡＦレンズ群を、前記合焦位置付近へ駆動させた方向とは逆方向へ所定のパルス数分、逆転駆動させて第２のＡＦ評価データを取得し、さらに、前記第１のＡＦ評価データと前記第２のＡＦ評価データとを比較し、前記第２のＡＦ評価データが、前記第１のＡＦ評価データから変化した場合には、前記第２のＡＦ評価データを取得するために前記ＡＦレンズ群を駆動させた所定のパルス数からパルス数１を減算したパルス数をバックラッシュ量として記憶する、ことを特徴とするカメラ又はカメラシステムとした。

【0031】

さらに、本発明に係る第２の発明は、第１の発明のカメラ又はカメラシステムにおいて、前記第１のＡＦ評価データと前記第２のＡＦ評価データとを比較し、前記第２のＡＦ評価データが、前記第１のＡＦ評価データと同じ場合には、前記ＡＦレンズ群を初期位置へ戻し、再度初期位置から前記合焦位置付近へ駆動させ、第１のＡＦ評価データを取得し、前記ＡＦレンズ群を、前記合焦位置付近へ駆動させた方向とは逆方向へ、前回、前記第２のＡＦ評価データを取得するために前記ＡＦレンズ群を駆動させた所定のパルス数よりも多いパルス数分、逆転駆動させて第２のＡＦ評価データを取得することを繰り返す、ことを特徴とする第１の発明のカメラ又はカメラシステムとした。

【0032】

さらに、本発明に係る第３の発明は、第１又は第２の発明のカメラ又はカメラシステムにおいて、前記コントラストＡＦ動作において、逆転駆動時に逆転駆動パルス数に対し前記バックラッシュ量を加算してバックラッシュを補正する、ことを特徴とする第１又は第２の発明のカメラ又はカメラシステムとした。

【0033】

さらに、本発明に係る第４の発明は、第１乃至第３の発明のいずれかのカメラ又はカメラシステムにおいて、前記バックラッシュ量は、パルス数としてバックラッシュ量記憶部に記憶される、ことを特徴とする第１乃至第３の発明のいずれかのカメラ又はカメラシステムとした。

【0034】

さらに、本発明に係る第５の発明は、第１乃至第４の発明のいずれかのカメラ又はカメラシステムにおいて、前記バックラッシュ量の測定はカメラのバックラッシュキャリブレーションモードにより開始される、ことを特徴とする第１乃至第４の発明のいずれかのカメラ又はカメラシステムとした。

【0035】

さらに、本発明に係る第６の発明は、第１乃至第５の発明のいずれかのカメラ又はカメラシステムにおいて、前記バックラッシュ量が、所定のパルス数以上である場合には、バックラッシュ量の測定に失敗したと判断する、ことを特徴とする第１乃至第５の発明のいずれかのカメラ又はカメラシステムとした。

【発明の効果】

【0036】

本発明により、経年変化するバックラッシュ量を迅速に測定可能であり、測定したバックラッシュ量に基づきＡＦレンズ群の駆動量に相当する駆動パルス数を補正可能な、カメラ又はカメラシステムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】本発明に係る実施例のカメラシステムを示すブロック図である。

【図2】本発明に係る実施例のバックラッシュキャリブレーションモードを説明するフローチャートである。

【図3】本発明に係る実施例のＡＦ動作を説明するフローチャートである。

【図4】バックラッシュの発生を説明する模式図である。

【図5】コントラストＡＦを説明する概念図である。

【図6】ＡＦ評価データの変化の傾きを説明する概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、本発明にかかる実施例について図面を用いて詳細に説明する。

【0039】

本発明の実施例に係るカメラシステムは、カメラボディに対してレンズ交換可能なレンズ交換式カメラシステムとする。

【0040】

本実施例に係るカメラシステムについて、図１のブロック図を用いて説明する。

【0041】

図１は、本発明に係る実施例のカメラシステム全体を示すブロック図である。１００はカメラボディ、２００は交換レンズを示している。

【0042】

カメラボディ１００の構成について説明する。

【0043】

カメラボディ１００において、１０１はバッテリ、１０２は電源装置を示している。バッテリ１０１からは、電源装置１０２を介してカメラボディ１００や交換レンズ２００の制御系等に電力が供給されている。また、バッテリ１０１からは、カメラボディ１００や交換レンズ２００の駆動系等に電力が供給されている。カメラボディ１００から交換レンズ２００への電力供給は後述するマウントに設けられた接続端子を介して行われる。

【0044】

１０３は撮像装置を示している。撮像装置１０３には撮像素子やシャッタ等が含まれ、一眼レフカメラの場合にはクイックリターンミラー等が含まれる。

【0045】

１０４はカメラＣＰＵを示している。カメラＣＰＵ１０４は、電源装置１０２から電力供給を受け、カメラボディ１００の各種駆動系を各種センサからの情報に基づいて制御したり、後述するレンズＣＰＵとの通信を行ったりする。

【0046】

１０５はＡＦセンサ（位相差ＡＦセンサ）、１０６はＡＥセンサを示している。

【0047】

カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦセンサ１０５により得られた信号値を演算して測距を行い、測距の情報をレンズＣＰＵへ送信し、交換レンズ２００にＡＦ動作を行わせる。また、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＥセンサ１０６により得られた信号値を演算して測光を行い、測光の情報に基づいて撮像装置１０３の露光量を決定し、レンズＣＰＵにより交換レンズ２００の絞り制御等を行わせる。

【0048】

１０７はカメラボディ１００の操作系を示している。

【0049】

操作系１０７によりカメラＣＰＵ１０４へ、撮影者の命令が入力される。カメラＣＰＵ１０４は、この命令に従って各種駆動系の制御やレンズ制御部との通信等を行う。

【0050】

操作系１０７には、カメラボディ１００の電源を入切する電源ボタンや、撮影方法を設定するモードダイヤルや、ＡＦ動作や撮影を指示するためのレリーズボタンや、その他メニューボタン等を含む。

【0051】

操作系１０７のうち、特にレリーズボタンは２段階で押下する機構となっており、１段階押下した状態を「レリーズ半押し」とし、２段階押下した状態を「レリーズ全押し」とする。また、レリーズ半押しの際、カメラボディ１００は、交換レンズ２００に対してＡＦ動作を命令するとともに、交換レンズ２００が手ブレ補正機構を有している場合は、手ブレ補正動作を開始するように命令する。さらに、レリーズ全押し状態となることで、カメラボディ１００は撮影動作を開始する。

【0052】

１０８は画像処理部を示している。

【0053】

カメラＣＰＵ１０４の命令で撮影装置１０３により取得された画像信号は、画像処理部１０８に送られ、ガンマ補正、ＹＣｂＣｒ信号への変換、ノイズ除去等の一連の画像処理が施される。

【0054】

１０９は記憶装置を示している。

【0055】

画像処理部１０８により一連の画像処理が施された画像信号は、記憶装置１０９にメモリされる。

【0056】

１１０は表示装置を示している。

【0057】

表示装置１１０は、撮像素子等により得られる撮影前のスルー画を表示したり、撮影後に記憶装置１０９に格納された画像信号を再生表示したり、カメラボディ１００等の設定情報を表示したりする。

【0058】

１１１は、本発明において測定したバックラッシュ量を記憶するためのバックラッシュ量記憶部を示している。

【0059】

カメラボディ１００と交換レンズ２００との物理的な接続はマウント３００を介して行われる。また、カメラボディ１００と交換レンズ２００との電気的な接続はマウント３００に設けられた接点端子群を介して行われる。

【0060】

本実施例のカメラボディ１００側のマウント３００の接点端子群には、制御用電源端子Ｃ＿ＶＤＤ、クロック信号端子Ｃ＿ＣＬＫ、コマンド信号端子Ｃ＿ＣＭＤ、アンサ信号端子Ｃ＿ＡＮＳ、モータ用電源端子Ｃ＿ＭＰ、グランド端子Ｃ＿ＧＮＤが含まれる。

【0061】

制御用電源端子Ｃ＿ＶＤＤからは交換レンズ２００のレンズ制御部に対して電力が供給され、モータ用電源端子Ｃ＿ＭＰからは交換レンズ２００の各種駆動系に対して電力が供給される。
また、コマンド信号端子Ｃ＿ＣＭＤからはカメラボディ１００が交換レンズ２００に対してレンズデータを求めるコマンド信号ＣＭＤが出力され、アンサ信号端子Ｃ＿ＡＮＳへは交換レンズ２００から送信されるレンズデータ等のアンサ信号ＡＮＳが入力される。

【0062】

次に交換レンズ２００の構成について説明する。交換レンズ２００には、不図示のレンズ光学系が含まれる。

【0063】

交換レンズ２００において、２０１はレンズＣＰＵを示している。レンズＣＰＵ２０１は、カメラボディ１００から電力供給を受け、カメラＣＰＵ１０４と通信を行ったり、交換レンズ２００内の各種駆動系を制御したりする。

【0064】

２０２はエンコーダを示している。エンコーダ２０２からの信号により、レンズ制御部２０１は、現在のＡＦレンズ群位置を検知したり、さらに交換レンズ２００がズームレンズの場合には、現在の焦点距離を検知したりする。

【0065】

交換レンズ２００内の各種駆動系として、次の駆動系があげられる。

【0066】

２０３は絞り、２０４は絞り駆動部を示す。絞り２０３は、レンズＣＰＵ２０１からの命令を受けた絞り駆動部２０４により駆動される。また、絞り駆動部２０４には、カメラボディ１００から電力が供給される。
２０５はＡＦレンズ群、２０６はＡＦ駆動部を示す。ＡＦレンズ群２０５は、不図示のレンズ光学系の一部であり、レンズＣＰＵ２０１から命令を受けたＡＦ駆動部２０６により駆動される。また、ＡＦ駆動部２０６には、カメラボディ１００からの電力が供給される。

【0067】

交換レンズ２００において、３００はマウントを示し、前述した通り、交換レンズ２００がカメラボディ１００と物理的に接続するための接続部である。また、マウント３００には、カメラボディ１００側と同様に交換レンズ２００とカメラボディ１００が電気的に接続するための接点端子群が設けられている。

【0068】

接点端子群として、交換レンズ２００においても、前述したカメラボディ１００のマウント３００に設けられた各接点端子に対応する、制御用電源端子Ｌ＿ＶＤＤ、クロック信号端子Ｌ＿ＣＬＫ、コマンド信号端子Ｌ＿ＣＭＤ、アンサ信号端子Ｌ＿ＡＮＳ、モータ用電源端子Ｌ＿ＭＰ、グランド端子Ｌ＿ＧＮＤが設けられている。

【0069】

次に、本発明に係るバックラッシュ量の測定方法について詳細に説明する。

【0070】

本実施例では、カメラボディ１００に、バックラッシュ量測定のためのモードとして、「バックラッシュキャリブレーションモード」を設けた。バックラッシュキャリブレーションモードでは、後述するバックラッシュ量の測定をカメラボディ主体で行う。

【0071】

カメラボディ主体によるバックラッシュキャリブレーションモードは、撮影者がカメラボディ１００の操作系１０７を操作することにより、カメラボディ１００に搭載されたメニュー設定等において実行される。

【0072】

次に、本実施例のバックラッシュ量測定のフローについて、図２のフローチャートを用いて詳細に説明する。

【0073】

まず、撮影者がカメラボディ１００の操作系１０７を操作することにより、メニュー設定を呼び出し、その中からバックラッシュキャリブレーションモードを選択する（Ｓ１０１）。

【0074】

さらに、撮影者はカメラボディ１００の操作系１０７を操作し、バックラッシュキャリブレーションモードを実行する（Ｓ１０２）。

【0075】

バックラッシュキャリブレーションモードが実行されると、カメラＣＰＵ１０４は、まず、ＡＦレンズ群２０５を合焦位置付近から逆転駆動させるパルス数の初期値をＮ＝Ｎ０として任意に設定する（Ｓ１０３）。ＡＦレンズ群２０５の合焦位置付近からの逆転駆動については、後述する。

【0076】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦ駆動部２０６に一般的なコントラストＡＦの手法である「山登りＡＦ」を開始するように命令し、ＡＦレンズ群２０５を、まず初期位置（無限遠位置）へ移動させる（Ｓ１０４）。そして、ＡＦレンズ群２０５を、一般的な山登りＡＦの手法に従って、ＡＦ測距点においてＡＦ評価データが極大値付近となる合焦位置付近Ｘ１まで駆動させ、停止させる（Ｓ１０５）。

【0077】

Ｓ１０５における山登りＡＦでは、まず、駆動パルス数をカウントするためのパルスカウンタを０にリセットし、さらに初期位置（無限遠位置）におけるＡＦ評価データを取得する。そして、パルスカウンタを「１」繰り上げ、ＡＦレンズ群２０５を至近端位置方向へ１パルス数分、僅かに駆動させ、さらにＡＦ評価データを取得する。そして、ＡＦレンズ群２０５の駆動前後において取得した両者のＡＦ評価データを比較する。このようにして、ＡＦ評価データの極大値が発見されるまで、パルスカウンタを「１」繰り上げ、ＡＦレンズ群２０５を駆動させ、さらにＡＦ評価データの取得・比較することを順次繰り返す。

【0078】

また、Ｓ１０５の山登りＡＦにおいて、ＡＦレンズ群２０５が停止する位置は、ＡＦ評価データが極大値となるＡＦレンズ群２０５の位置からさらに進んだ「合焦位置付近Ｘ１」とした。すなわち、「合焦位置付近Ｘ１」は、ＡＦ評価データが極大値となる「合焦位置」を通り過ぎた直後のＡＦレンズ群２０５の位置を意味する。

【0079】

したがって、Ｓ１０５では、ＡＦレンズ群２０５は、一方向へ駆動され続けた後であるため、バックラッシュは、図４（ｂ）に示すように完全に除去された状態にある。

【0080】

バックラッシュキャリブレーションモードにおいては、上述した通り、山登りＡＦ（Ｓ１０５）によるＡＦレンズ群２０５の最初の停止位置を、合焦位置ではなく「合焦位置付近Ｘ１」としている。これは、バックラッシュキャリブレーションモードにおいては、一般的な山登りＡＦのように、ＡＦ評価データが極大値となる「合焦位置」を通り過ぎた後に、再び「合焦位置」へ戻るための逆転駆動を実行する必要がないためである。

【0081】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、Ｓ１０５の山登りＡＦによりＡＦレンズ群２０５が停止した合焦位置付近Ｘ１においてＡＦ評価データを取得し、これをＡＦ評価データＹ１とする（Ｓ１０６）。また、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦ評価データＹ１を取得した時点でのパルスカウンタの値をＰ１とする。

【0082】

本実施例において、ＡＦ評価データＹ１を取得するために山登りＡＦを利用し、ＡＦレンズ群２０５の停止位置を「合焦位置付近Ｘ１」とした理由は、後述するＡＦレンズ群２０５の逆転駆動においてＡＦ評価データの変化をより敏感に検出するためである。

【0083】

図６に示すように、ＡＦレンズ群２０５が合焦位置付近Ｘ１にある場合では、ＡＦ評価データが極大値付近にあるため、ＡＦレンズ群２０５の駆動に対するＡＦ評価データの変化の傾きが大きく、ＡＦ評価データの変化を敏感に検出するのに適している。

【0084】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、Ｓ１０６でＡＦ評価データＹ１を取得するために駆動させた方向とは逆方向へＡＦレンズ群２０５を駆動させるようにＡＦ駆動部２０６に対して命令する。これによりＡＦレンズ群２０５は合焦位置付近Ｘ１からＮパルス数分、逆転駆動され、停止する（Ｓ１０７）。ここで、Ｎパルス数の初期値は、Ｓ１０３で設定したＮ０である。

【0085】

Ｓ１０７で、ＡＦレンズ群２０５が、Ｎパルス数分、逆転駆動される際、パルスカウンタはＮ繰り下がる。

【0086】

次に、Ｓ１０７で、合焦位置付近Ｘ１からＮパルス数分、逆転駆動されて停止したＡＦレンズ群２０５の位置Ｘ２において、ＡＦ評価データを取得し、これをＡＦ評価データＹ２とする（Ｓ１０８）。また、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦ評価データＹ２を取得した時点でのパルスカウンタの値をＰ２とする。

【0087】

ＡＦ評価データＹ２は、Ｓ１０７で、ＡＦレンズ群２０５がＮパルス数分、逆転駆動されるたびに更新される。

【0088】

次に、Ｓ１０６及びＳ１０８において、ＡＦ評価データＹ１とＡＦ評価データＹ２の取得が完了した後、両者のＡＦ評価データに差異があるかどうか判断する（Ｓ１０９）。

【0089】

Ｓ１０９で、ＡＦ評価データＹ１とＡＦ評価データＹ２との間に差異があると判断された場合には、Ｓ１０７でＡＦレンズ群２０５を逆転駆動させたＮパルス数により、バックラッシュがすべて除去され、実質的にＡＦレンズ群２０５が駆動されたものと判断される（Ｓ１１０）。

【0090】

ＡＦ評価データＹ１とＡＦ評価データＹ２とに差異があるということは、合焦位置付近Ｘ１で取得したＡＦ評価データＹ１から変化が確認されたということであり、すなわち、ＡＦレンズ群２０５が、Ｓ１０７におけるＮパルス数分の逆転駆動により、合焦位置付近Ｘ１から“実質的に”駆動され始めたということを意味している。

【0091】

Ｓ１０９で、ＡＦ評価データＹ１とＡＦ評価データＹ２との間に差異がないと判断された場合には、Ｓ１０７においてＡＦレンズ群２０５を逆転駆動させたＮパルス数では、依然としてバックラッシュが除去されている途中であるとし、実質的にＡＦレンズ群２０５が駆動されていないと判断される（Ｓ１１１）。

【0092】

そして、さらにＡＦレンズ群２０５を逆転駆動させ、バックラッシュをすべて除去するため、Ｓ１０７で逆転駆動させたＮパルス数に１を加算し、「Ｎ＝Ｎ＋１」としてＮパルス数を更新する（Ｓ１１２）。

【0093】

Ｓ１１２で、Ｎパルス数を更新した後、このより多いＮパルス数をもって、ＡＦ評価データＹ１とＡＦ評価データＹ２とに差異が確認されるまで、Ｓ１０４から山登りＡＦ及び逆転駆動を繰り返す（Ａ）。

【0094】

次に、Ｓ１０９で、ＡＦ評価データに変化が確認された場合において、ＡＦ評価データＹ１に対応するパルスカウンタの値Ｐ１とＡＦ評価データＹ２に対応するパルスカウンタの値Ｐ２との差異（＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）が所定のパルス数Ｐｄ以上であるかどうか判断する（Ｓ１１３）。所定のパルス数Ｐｄ以上である場合には、ＡＦ評価データに変化が確認されたとしても、バックラッシュ量の測定に失敗したと判断し、ＡＦ評価データＹ１の取得からやり直すため、Ｓ１０３へ戻る。

【0095】

ここで、所定のパルス数Ｐｄとは、予めカメラＣＰＵ１０４に記憶され、バックラッシュを除去するための十分なパルス数を示す。

【0096】

例えば、Ｓ１０６でＡＦ評価データＹ１を取得するためにＡＦレンズ群２０５を移動させた合焦位置付近Ｘ１において、ＡＦ評価データの変化が平坦であった場合、ＡＦ評価データの変化がないままＡＦレンズ群２０５が実質的に逆転駆動されてしまうおそれがある。この場合、バックラッシュの除去に十分以上のパルス数分、駆動されてしまう可能性がある。そこで、Ｐ１とＰ２との差異が所定のパルス数Ｐｄ以上である場合には、バックラッシュ量の測定自体に失敗したと判断することとする。

【0097】

所定のパルス数Ｐｄは、減速機構に用いるギヤの仕様や連結機構に用いる連結部材の仕様などから設計値として予め決定されたり、耐用試験により予期されるバックラッシュの経年変化等から実験的に予め決定されたりする。

【0098】

次に、Ｓ１１３で、ＡＦ評価データに変化が確認された際の、ＡＦ評価データＹ１に対応するパルスカウンタの値Ｐ１とＡＦ評価データＹ２に対応するパルスカウンタの値Ｐ２との差異（＝｜Ｐ１−Ｐ２｜）が許容範囲内であると確認された場合には、ＡＦ評価データに変化が確認される直前までに駆動されたパルス数である「Ｎ−１」を、バックラッシュがすべて除去されるためのバックラッシュ量と決定し、これをバックラッシュ量記憶部１１１に記憶する（Ｓ１１４）。

【0099】

以上で、バックラッシュ量を測定するための、バックラッシュキャリブレーションモードが終了する。

【0100】

次に、バックラッシュキャリブレーションモードで測定したバックラッシュ量を用いた、本実施例のＡＦ動作のフローについて、図３のフローチャートを用いて詳細に説明する。

【0101】

まず、撮影者が、操作系１０７に含まれるレリーズボタンをレリーズ半押しすることにより、一般的な山登りＡＦが開始される（Ｓ２０１）。

【0102】

山登りＡＦが開始されると、カメラＣＰＵ１０４はＡＦ駆動部２０６に命令して、ＡＦレンズ群２０５を無限遠位置まで駆動させる（Ｓ２０２）。また、ここで駆動パルス数をカウントするためのパルスカウンタを０にリセットする。

【0103】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦレンズ群２０５を移動させた無限遠位置において、ＡＦ評価データを取得する（Ｓ２０３）。

【0104】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦレンズ群２０５を至近端位置方向へ１パルス数分、駆動させる（Ｓ２０４）。また、パルスカウンタを「１」繰り上げる。

【0105】

さらに、ＡＦレンズ群２０５が、Ｓ２０４で１パルス数分、駆動された後、ＡＦレンズ群２０５の現在位置において新たにＡＦ評価データを取得する（Ｓ２０５）。

【0106】

カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦレンズ群２０５の現在位置で取得したＡＦ評価データをＹｌとする。そして、さらにＡＦレンズ群２０５が、１パルス数分、駆動され、新たにＡＦ評価データを取得した場合にはこれを新たなＹｌとして更新する。同時に前回取得されたＡＦ評価データはＹｆとし、ＡＦレンズ群２０５が、１パルス数分、駆動されるたびに更新する。

【0107】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦレンズ群２０５の現在位置で取得したＡＦ評価データＹｌと前回取得したＡＦ評価データＹｆとを比較する（Ｓ２０６）。「前回取得したＡＦ評価データＹｆ」とは、山登りＡＦ開始直後であれば、ＡＦレンズ群２０５の無限遠位置において取得したＡＦ評価データであり、山登りＡＦの途中であれば、Ｓ２０４で１パルス数分、駆動させる前のＡＦレンズ群２０５の位置において取得したＡＦ評価データである。

【0108】

Ｓ２０６で、前回取得したＡＦ評価データＹｆよりも、ＡＦレンズ群２０５の現在位置で取得したＡＦ評価データＹｌのほうが小さくない場合、次に取得するＡＦ評価データもこのまま増大し続ける可能性がある。したがって、カメラＣＰＵ１０４は、さらにＡＦレンズ群２０５をさらに１パルス数分、駆動させ、新たなＡＦ評価データを取得するため、Ｓ２０４へ戻る。

【0109】

Ｓ２０６で、前回取得したＡＦ評価データＹｆよりも、ＡＦレンズ群２０５の現在位置で取得したＡＦ評価データＹｌのほうが小さい場合、カメラＣＰＵ１０４は、前回取得したＡＦ評価データＹｆが山登りＡＦにおけるＡＦ評価データの極大値Ｙｍａｘであると判断し、極大値Ｙｍａｘに対応するＡＦレンズ群２０５の位置を合焦位置Ｘｍａｘとして決定する（Ｓ２０７）。

【0110】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、ＡＦレンズ群２０５を現在位置から合焦位置Ｘｍａｘへ逆転駆動させるため、現在位置と合焦位置Ｘｍａｘとの距離差に相当する逆転駆動パルス数Ｐｂを算出する（Ｓ２０８）。

【0111】

次に、カメラＣＰＵ１０４は、バックラッシュキャリブレーションモードで測定した、バックラッシュをすべて除去するためのバックラッシュ量「Ｎ−１」を、バックラッシュ量記憶部１１１から読み出し、Ｓ２０８で算出した逆転駆動パルス数Ｐｂに加算して、バックラッシュを補正する（Ｓ２０９）。

【0112】

本実施例では、ＡＦレンズ群２０５を逆転駆動させる際に、逆転駆動パルス数Ｐｂに対して予めバックラッシュに相当するパルス数を加算しておくことで、バックラッシュを考慮した逆転駆動が可能となる。

【0113】

次に、ＡＦレンズ群２０５は、Ｓ２０９で補正された駆動パルス数分、逆転駆動され、合焦位置Ｘｍａｘに到達し、山登りＡＦを終了する（Ｓ２１０）。

【0114】

なお、バックラッシュキャリブレーションモードは、メニュー設定による選択・実行で開始するのではなく、カメラボディ若しくは交換レンズ等に専用ボタンを設け、これにより開始することとしてもよい。

【0115】

また、バックラッシュキャリブレーションモードは、カメラボディ若しくはカメラシステムの起動時に自動的に実行される制御としてもよい。

【0116】

また、バックラッシュキャリブレーションモードは、本実施例に示したコントラストＡＦ方式に限らず、位相差ＡＦ方式においても適用可能である。

【0117】

また、ＡＦ動作は、山登りＡＦの実行を繰り返す制御とし、逆転駆動のたびにバックラッシュの補正を行う制御としてもよい。

【0118】

以上説明したとおり、本発明によれば、ＡＦレンズ群を駆動可能領域すべてについて駆動させる必要がなく、バックラッシュ量の測定が迅速であり、さらに、経年変化するバックラッシュ量を精度よく測定することが可能であり、測定したバックラッシュ量に基づきＡＦレンズ群の駆動量を補正し、ＡＦレンズ群を精度よく駆動させることが可能なカメラ又はカメラシステムを提供することができる。

【符号の説明】

【0119】

１００ カメラボディ
１０１ バッテリ
１０２ 電源装置
１０３ 撮像装置
１０４ カメラＣＰＵ
１０５ ＡＦセンサ
１０６ ＡＥセンサ
１０７ 操作系
１０８ 画像処理部
１０９ 記憶装置
１１０ 表示装置
１１１ バックラッシュ量記憶部

２００ 交換レンズ
２０１ レンズＣＰＵ
２０２ エンコーダ
２０３ 絞り
２０４ 絞り駆動部
２０５ ＡＦレンズ群
２０６ ＡＦ駆動部

３００ マウント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】