特許 5948769 交換レンズ

(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】5948769

(24)【登録日】2016年6月17日

(45)【発行日】2016年7月6日

(54)【発明の名称】交換レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/08 20060101AFI20160623BHJP

   G02B 7/02 20060101ALI20160623BHJP

   G03B 17/14 20060101ALI20160623BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20160623BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20160623BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/08 C

   G02B7/08 Z

   G02B7/02 E

   G03B17/14

   H04N5/225 D

   H04N5/232 A

   H04N5/225 F

【請求項の数】1

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2011-200183(P2011-200183)

(22)【出願日】2011年9月14日

(65)【公開番号】特開2013-33182(P2013-33182A)

(43)【公開日】2013年2月14日

【審査請求日】2014年9月11日

(31)【優先権主張番号】特願2011-146207(P2011-146207)

(32)【優先日】2011年6月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】110000486

【氏名又は名称】とこしえ特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】前田 敏彰

【審査官】 荒井 良子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−０２４２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−２１０３１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８５９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９７５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２６５５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０４２４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０８５９１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８４３３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０８

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０３Ｂ １７／１４

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズ情報の要求信号をカメラボディから受信する受信部と、
前記受信部が前記レンズ情報の要求信号を受信した後に、前記レンズ情報を、前記カメラボディに送信する送信部と、
前記カメラボディからの前記レンズ情報の要求信号の受信間隔が、所定の第１間隔よりも長い第２間隔であるか否かを判定する判定部と、
前記レンズ情報の要求信号の受信間隔が前記第１間隔であると判定された場合には、フォーカスレンズを、所定の第１速度以下の速度で駆動させ、前記レンズ情報の要求信号の受信間隔が前記第２間隔であると判定された場合には、前記フォーカスレンズを、前記第１速度よりも遅い第２速度以下の速度で駆動させる制御部とを有する交換レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズ鏡筒およびカメラボディに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、レンズ情報を、カメラボディに送信するレンズ鏡筒が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８−２５８５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来技術では、カメラボディにレンズ情報を送信する間隔を考慮しないで、焦点調節用レンズの制御が行われるため、焦点調節用レンズの制御が適切に行えない場合があった。

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、フォーカスレンズを適切に制御することができる交換レンズを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、以下においては、本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】

［１］本実施形態に係る交換レンズは、レンズ情報の要求信号をカメラボディから受信する受信部と、前記受信部が前記レンズ情報の要求信号を受信した後に、前記レンズ情報を、前記カメラボディに送信する送信部と、前記カメラボディからの前記レンズ情報の要求信号の受信間隔が、所定の第１間隔よりも長い第２間隔であるか否かを判定する判定部と、前記レンズ情報の要求信号の受信間隔が前記第１間隔であると判定された場合には、フォーカスレンズを、所定の第１速度以下の速度で駆動させ、前記レンズ情報の要求信号の受信間隔が前記第２間隔であると判定された場合には、前記フォーカスレンズを、前記第１速度よりも遅い第２速度以下の速度で駆動させる制御部とを有する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、フォーカスレンズを適切に制御することができる交換レンズを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、本実施形態に係るカメラを示すブロック図である。

【図2】図２は、図１に示す撮像素子の撮像面における焦点検出エリアを示す正面図である。

【図3】図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。

【図4】図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図である。

【図5】図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図である。

【図6】図６は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す断面図である。

【図7】図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す断面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す断面図である。

【図8】図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図である。

【図9】図９は、本実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0017】

図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラボディ２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラボディ２とレンズ鏡筒３はマウント部４により着脱可能に結合されている。

【0018】

レンズ鏡筒３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズである。図１に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３、および絞り３４を含む撮影光学系が内蔵されている。

【0019】

レンズ３２は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３２は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、エンコーダ３５によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ３６によってその位置が調節される。

【0020】

このフォーカスレンズ３２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。一例を挙げれば、レンズ鏡筒３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３２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、フォーカスレンズ駆動モータ３６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３２が光軸Ｌ１に沿って直進移動することになる。

【0021】

上述したようにレンズ鏡筒３に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ３２は光軸Ｌ１方向に直進移動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ３６がレンズ鏡筒３に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ３６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、フォーカスレンズ駆動モータ３６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３２が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進移動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ３６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３２は光軸Ｌ１の逆方向へ直進移動することになる。

【0022】

フォーカスレンズ３２の位置はエンコーダ３５によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ３２の光軸Ｌ１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３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】

本実施形態のエンコーダ３５としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の移動量（回転方向でも光軸方向の何れでもよい）に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。

【0024】

フォーカスレンズ３２は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）までの間を光軸Ｌ１方向に移動することができる。ちなみに、エンコーダ３５で検出されたフォーカスレンズ３２の現在位置情報は、レンズ制御部３７を介して後述するカメラ制御部２１へ送出され、フォーカスレンズ駆動モータ３６は、この情報に基づいて演算されたフォーカスレンズ３２の駆動位置が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより駆動する。

【0025】

絞り３４は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２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３４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絞り値に応じた開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３７を介して送出されることにより行われる。また、カメラボディ２に設けられた操作部２８によるマニュアル操作により、設定された撮影絞り値に応じた開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３７に入力される。絞り３４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３７で現在の開口径が認識される。

【0026】

また、レンズ制御部３７は、レンズ制御部３７に備えるメモリに、光学系の焦点距離などのレンズ固有のレンズ情報を記憶している。本実施形態では、レンズ制御部３７のメモリに記憶されている焦点距離に加えて、エンコーダ３５により検出されたフォーカスレンズ３２の位置、および絞り３４の開口径に基づく絞り値の情報が、レンズ情報として、カメラボディ２のカメラ制御部２１に送信される。

【0027】

一方、カメラボディ２には、上記撮影光学系からの光束Ｌ１を受光する撮像素子２２が、撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。撮像素子２２はＣＣＤやＣＭＯＳなどのデバイスから構成され、受光した光信号を電気信号に変換してカメラ制御部２１に送出する。カメラ制御部２１に送出された撮影画像情報は、逐次、液晶駆動回路２５に送出されて観察光学系の電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６に表示されるとともに、操作部２８に備えられたレリーズボタン（不図示）が全押しされた場合には、その撮影画像情報が、記録媒体であるメモリ２４に記録される。メモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。なお、撮像素子２２の撮像面の前方には、赤外光をカットするための赤外線カットフィルタ、および画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタが配置されている。撮像素子２２の構造の詳細は後述する。

【0028】

カメラ本体２には、撮像素子２２で撮像される像を観察するための観察光学系が設けられている。本実施形態の観察光学系は、液晶表示素子からなる電子ビューファインダ（ＥＶＦ）２６と、これを駆動する液晶駆動回路２５と、接眼レンズ２７とを備えている。液晶駆動回路２５は、撮像素子２２で撮像され、カメラ制御部２１へ送出された撮影画像情報を読み込み、これに基づいて電子ビューファインダ２６を駆動する。これにより、ユーザは、接眼レンズ２７を通して現在の撮影画像を観察することができる。なお、光軸Ｌ２による上記観察光学系に代えて、または、これに加えて、液晶ディスプレイをカメラ本体２の背面等に設け、この液晶ディスプレイに撮影画像を表示させることもできる。

【0029】

カメラボディ２にはカメラ制御部２１が設けられている。カメラ制御部２１は、マウント部４に設けられた電気信号接点部４１によりレンズ制御部３７と電気的に接続され、このレンズ制御部３７からレンズ情報を受信するとともに、レンズ制御部３７へデフォーカス量や絞り開口径などの情報を送信する。なお、カメラ制御部２１は、レンズ情報を要求するための要求信号を、レンズ制御部３７に送信することで、この要求信号に応じて、レンズ制御部３７から、レンズ情報を取得する。また、カメラ制御部２１は、上述したように撮像素子２２から画素出力を読み出すとともに、読み出した画素出力について、必要に応じて所定の情報処理を施すことにより画像情報を生成し、生成した画像情報を、電子ビューファインダ２６の液晶駆動回路２５やメモリ２４に出力する。また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２からの画像情報の補正やレンズ鏡筒３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。

【0030】

また、カメラ制御部２１は、上記に加えて、撮像素子２２から読み出した画素データに基づき、位相検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出、およびコントラスト検出方式による撮影光学系の焦点状態の検出を行う。なお、具体的な焦点状態の検出方法については、後述する。

【0031】

操作部２８は、シャッターレリーズボタン、動画撮影ボタン、および撮影者がカメラ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が行えるようになっている。また、操作部２８は、静止画撮影モード／動画撮影モードの切換が行えるようにもなっている。この操作部２８により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでＯＮとなる第１スイッチＳＷ１と、ボタンの全押しでＯＮとなる第２スイッチＳＷ２とを含む。なお、操作部２８により設定された静止画撮影モードまたは動画撮影モードの情報は、カメラ制御部２１により、レンズ制御部３７にも送信される。

【0032】

次に、本実施形態に係る撮像素子２２について説明する。

【0033】

図２は、撮像素子２２の撮像面を示す正面図、図３は、図２のIII部を拡大して焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの配列を模式的に示す正面図である。

【0034】

本実施形態の撮像素子２２は、図３に示すように、複数の撮像画素２２１が、撮像面の平面上に二次元的に配列され、緑色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する緑画素Ｇと、赤色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する赤画素Ｒと、青色の波長領域を透過するカラーフィルタを有する青画素Ｂがいわゆるベイヤー配列（Bayer Arrangement）されたものである。すなわち、隣接する４つの画素群２２３（稠密正方格子配列）において一方の対角線上に２つの緑画素が配列され、他方の対角線上に赤画素と青画素が１つずつ配列されている。このベイヤー配列された画素群２２３を単位として、当該画素群２２３を撮像素子２２の撮像面に二次元状に繰り返し配列することで撮像素子２２が構成されている。

【0035】

なお、単位画素群２２３の配列は、図示する稠密正方格子以外にも、たとえば稠密六方格子配列にすることもできる。また、カラーフィルタの構成や配列はこれに限定されることはなく、補色フィルタ（緑：Ｇ、イエロー：Ｙｅ、マゼンタ：Ｍｇ，シアン：Ｃｙ）の配列を採用することもできる。

【0036】

図４は、撮像画素２２１の一つを拡大して示す正面図、図６は断面図である。一つの撮像画素２２１は、マイクロレンズ２２１１と、光電変換部２２１２と、図示しないカラーフィルタから構成され、図６の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２１２が造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２１１が形成されている。光電変換部２２１２は、マイクロレンズ２２１１により撮影光学系の射出瞳（たとえばＦ１．０）を通過する撮像光束を受光する形状とされ、撮像光束を受光する。

【0037】

また、撮像素子２２の撮像面の中心、ならびに中心から左右対称位置の３箇所には、上述した撮像画素２２１に代えて焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂが配列された焦点検出画素列２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。そして、図３に示すように、一つの焦点検出画素列は、複数の焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂが、互いに隣接して交互に、横一列（２２ａ，２２ｃ，２２ｃ）に配列されて構成されている。本実施形態においては、焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、ベイヤー配列された撮像画素２２１の緑画素Ｇと青画素Ｂとの位置にギャップを設けることなく密に配列されている。

【0038】

なお、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの位置は図示する位置にのみ限定されず、何れか一箇所、二箇所にすることもでき、また、四箇所以上の位置に配置することもできる。また、実際の焦点検出に際しては、複数配置された焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃの中から、撮影者が操作部２８を手動操作することにより所望の焦点検出画素列を、焦点検出位置として選択することもできる。

【0039】

図５（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの一つを拡大して示す正面図、図７（Ａ）は、焦点検出画素２２２ａの断面図である。また、図５（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの一つを拡大して示す正面図、図７（Ｂ）は、焦点検出画素２２２ｂの断面図である。焦点検出画素２２２ａは、図５（Ａ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ａと、半円形状の光電変換部２２２２ａとから構成され、図７（Ａ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ａが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ａが形成されている。また、焦点検出画素２２２ｂは、図５（Ｂ）に示すように、マイクロレンズ２２２１ｂと、光電変換部２２２２ｂとから構成され、図７（Ｂ）の断面図に示すように、撮像素子２２の半導体回路基板２２１３の表面に光電変換部２２２２ｂが造り込まれ、その表面にマイクロレンズ２２２１ｂが形成されている。そして、これら焦点検出画素２２２ａおよび２２２ｂは、図３に示すように、互いに隣接して交互に、横一列に配列されることにより、図２に示す焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する。

【0040】

なお、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは、マイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより撮影光学系の射出瞳の所定の領域（たとえばＦ２．８）を通過する光束を受光するような形状とされる。また、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにはカラーフィルタは設けられておらず、その分光特性は、光電変換を行うフォトダイオードの分光特性と、図示しない赤外カットフィルタの分光特性を総合したものとなっている。ただし、撮像画素２２１と同じカラーフィルタのうちの一つ、たとえば緑フィルタを備えるように構成することもできる。

【0041】

また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示す焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂは半円形状としたが、光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの形状はこれに限定されず、他の形状、たとえば、楕円形状、矩形状、多角形状とすることもできる。

【0042】

ここで、上述した焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの画素出力に基づいて撮影光学系の焦点状態を検出する、いわゆる位相差検出方式について説明する。

【0043】

図８は、図３のVIII-VIII線に沿う断面図であり、撮影光軸Ｌ１近傍に配置され、互いに隣接する焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２が、射出瞳３４の測距瞳３４１，３４２から照射される光束ＡＢ１−１，ＡＢ２−１，ＡＢ１−２，ＡＢ２−２をそれぞれ受光していることを示している。なお、図８においては、複数の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのうち、撮影光軸Ｌ１近傍に位置するもののみを例示して示したが、図８に示す焦点検出画素以外のその他の焦点検出画素についても、同様に、一対の測距瞳３４１，３４２から照射される光束をそれぞれ受光するように構成されている。

【0044】

ここで、射出瞳３４とは、撮影光学系の予定焦点面に配置された焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂの前方の距離Ｄの位置に設定された像である。距離Ｄは、マイクロレンズの曲率、屈折率、マイクロレンズと光電変換部との距離などに応じて一義的に決まる値であって、この距離Ｄを測距瞳距離と称する。また、測距瞳３４１，３４２とは、焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂのマイクロレンズ２２２１ａ，２２２１ｂにより、それぞれ投影された光電変換部２２２２ａ,２２２２ｂの像をいう。

【0045】

なお、図８において焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２の配列方向は一対の測距瞳３４１，３４２の並び方向と一致している。

【0046】

また、図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１，２２２ｂ−１，２２２ａ−２，２２２ｂ−２のマイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２は、撮影光学系の予定焦点面近傍に配置されている。そして、マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２の背後に配置された各光電変換部２２２２ａ−１，２２２２ｂ−１，２２２２ａ−２，２２２２ｂ−２の形状が、各マイクロレンズ２２２１ａ−１，２２２１ｂ−１，２２２１ａ−２，２２２１ｂ−２から測距距離Ｄだけ離れた射出瞳３４上に投影され、その投影形状は測距瞳３４１，３４２を形成する。

【0047】

すなわち、測距距離Ｄにある射出瞳３４上で、各焦点検出画素の光電変換部の投影形状（測距瞳３４１，３４２）が一致するように、各焦点検出画素におけるマイクロレンズと光電変換部の相対的位置関係が定められ、それにより各焦点検出画素における光電変換部の投影方向が決定されている。

【0048】

図８に示すように、焦点検出画素２２２ａ−１の光電変換部２２２２ａ−１は、測距瞳３４１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−１に向う光束ＡＢ１−１によりマイクロレンズ２２２１ａ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ａ−２の光電変換部２２２２ａ−２は測距瞳３４１を通過し、マイクロレンズ２２２１ａ−２に向う光束ＡＢ１−２によりマイクロレンズ２２２１ａ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。

【0049】

また、焦点検出画素２２２ｂ−１の光電変換部２２２２ｂ−１は測距瞳３４２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−１に向う光束ＡＢ２−１によりマイクロレンズ２２２１ｂ−１上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。同様に、焦点検出画素２２２ｂ−２の光電変換部２２２２ｂ−２は測距瞳３４２を通過し、マイクロレンズ２２２１ｂ−２に向う光束ＡＢ２−２によりマイクロレンズ２２２１ｂ−２上に形成される像の強度に対応した信号を出力する。

【0050】

そして、上述した２種類の焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂを、図３に示すように直線状に複数配置し、各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂの光電変換部２２２２ａ，２２２２ｂの出力を、測距瞳３４１と測距瞳３４２とのそれぞれに対応した出力グループにまとめることにより、測距瞳３４１と測距瞳３４２とのそれぞれを通過する焦点検出光束が焦点検出画素列上に形成する一対の像の強度分布に関するデータが得られる。そして、この強度分布データに対し、相関演算処理または位相差検出処理などの像ズレ検出演算処理を施すことにより、いわゆる位相差検出方式による像ズレ量を検出することができる。

【0051】

そして、得られた像ズレ量に一対の測距瞳の重心間隔に応じた変換演算を施すことにより、予定焦点面に対する現在の焦点面（予定焦点面上のマイクロレンズアレイの位置に対応した焦点検出位置における焦点面をいう。）の偏差、すなわちデフォーカス量を求めることができる。

【0052】

なお、これら位相差検出方式による像ズレ量の演算と、これに基づくデフォーカス量の演算は、カメラ制御部２１により実行される。

【0053】

また、カメラ制御部２１は、撮像素子２２の撮像画素２２１の出力を読み出し、読み出した画素出力に基づき、焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２の撮像画素２２１からの画像出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出し、それぞれを積算することでも求めることができる。

【0054】

そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３７に制御信号を送出してフォーカスレンズ３２を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させ、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３２の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。なお、この合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ３２を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が、２回上昇した後、さらに、２回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。

【0055】

次に、図９を参照して、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９は、本実施形態に係るカメラ１の動作を示すフローチャートである。

【0056】

まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、動画像の撮影が行われているか否かの判断が行われる。本実施形態において、カメラ制御部２１は、たとえば、撮影者により、操作部２８に備えられた動画撮影ボタンが押下され、動画像の撮影が開始された場合に、動画像の撮影が行われていると判断することができる。動画像の撮影が行われていると判断された場合は、ステップＳ１０８に進み、一方、動画像の撮影が行われていないと判断された場合は、ステップＳ１０２に進む。

【0057】

ステップＳ１０２では、静止画像の撮影が行われると判断されているため、カメラ制御部２１により、レンズ情報の要求信号の送信が、所定の第１間隔（たとえば、１ｍｓｅｃ間隔）で開始される。これにより、レンズ情報の要求信号が、所定の第１間隔で、レンズ鏡筒３に送信され、この要求信号に応じて、レンズ鏡筒３から、レンズ情報が、カメラボディ２に送信される。その結果、カメラボディ２のカメラ制御部２１は、レンズ情報を、レンズ鏡筒３から第１間隔で取得することができる。なお、レンズ鏡筒３から送信されるレンズ情報としては、フォーカスレンズ３２のレンズ位置、焦点距離、および絞り値などの情報が挙げられる。

【0058】

ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたかどうかの判断が行なわれる。シャッターレリーズボタンが半押しされた場合は、ステップＳ１０４に進み、一方、シャッターレリーズボタンが半押しされていない場合は、ステップＳ１０３で待機する。

【0059】

ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、焦点検出演算が行われる。具体的には、撮像素子２２により光学系からの光束の受光が行われ、カメラ制御部２１により撮像素子２２の３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃを構成する各焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂから一対の像に対応した一対の像データの読み出しが行われる。この場合、撮影者の手動操作により、特定の焦点検出位置が選択されているときは、その焦点検出位置に対応する焦点検出画素からのデータのみを読み出すような構成としてもよい。そして、カメラ制御部２１は、読み出された一対の像データに基づいて像ズレ検出演算処理(相関演算処理)を実行し、３つの焦点検出画素列２２ａ〜２２ｃに対応する焦点検出位置における像ズレ量を演算し、さらに像ズレ量をデフォーカス量に変換する。

【0060】

ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２を、所定の第１駆動速度で、合焦位置まで駆動させる焦点調節処理が行われる。ここで、第１駆動速度とは、静止画像を撮影する場合など、レンズ情報の要求信号を第１間隔で送信する場合において、フォーカスレンズ３２を駆動させる速度のうち最大の速度であり、たとえば、フォーカスレンズ３２が駆動可能な速度のうち最大の速度とすることができる。なお、本実施形態においては、シャッターレリーズボタンを半押ししてからフォーカスレンズ３２が合焦位置に駆動するまでのレスポンスを考慮して、第１駆動速度を、後述する第２駆動速度（動画像を撮影する際にフォーカスレンズ３２を駆動させる速度のうち最大の速度）よりも速い速度とする。

【0061】

具体的には、ステップＳ１０５においては、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０４で算出されたデフォーカス量に基づいて、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させるために必要となるレンズ駆動量の算出が行われ、算出されたレンズ駆動量と、所定の第１駆動速度とが、レンズ制御部３７を介して、フォーカスレンズ駆動モータ３６に送出される。これにより、フォーカスレンズ駆動モータ３６により、算出されたレンズ駆動量に基づいて、フォーカスレンズ３２が、第１駆動速度で、合焦位置まで駆動される。

【0062】

そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１０６に進み、カメラ制御部２１により、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたか否か判断される。第２スイッチＳＷ２がオンの場合には、ステップＳ１０７に進み、一方、第２スイッチＳＷ２がオンではない場合には、ステップＳ１０６で待機する。なお、ステップＳ１０６で、第２スイッチＳＷ２がオンではない場合には、ステップＳ１０３に戻る構成としてもよい。

【0063】

ステップＳ１０７では、静止画像の撮像が行われる。具体的には、静止画像を撮影するための露光動作が撮像素子２２により行われ、撮像素子２２により撮像された画像データが、カメラ制御部２１により読み出される。そして、カメラ制御部２１において、読み出された画像データに対して、所定の画像処理が施された後、画像処理された画像データが、メモリ２４に記憶される。

【0064】

また、ステップＳ１０１で、動画像の撮影が行われていると判断された場合は、ステップＳ１０８に進む。ここで、動画像の撮影においては、近年、動画像の高精細化により処理対象となる画像データのデータ量が増加したことに加え、高効率な画像圧縮処理、音声記録の圧縮処理、記録媒体への記憶処理などが連続的に行われるため、静止画像の撮影を行う場合と比べて、カメラ１の処理負荷が増大する傾向にある。そこで、ステップＳ１０８においては、カメラ制御部２１により、レンズ情報の要求信号の送信を、第１間隔で行えるか否かの判断が行われる。動画像を撮影する際の処理負荷が大きく、レンズ情報の要求信号の送信を第１間隔で行えないと判断された場合には、レンズ情報の要求信号を送信できる送信間隔を算出するためにステップＳ１０９に進み、一方、動画像を撮影するための処理負荷が小さく、レンズ情報の要求信号の送信を第１間隔で行えると判断された場合には、ステップＳ１１１に進む。

【0065】

ステップＳ１０９では、動画像を撮影する際の処理負荷が大きく、レンズ情報の要求信号の送信を第１間隔で行えないと判断されているため、カメラ制御部２１により、動画像を撮影する際の処理負荷において、レンズ情報の要求信号を送信することができる間隔である第２間隔を算出する処理が行われる。なお、第２間隔は、カメラ１の処理負荷の小さい静止画像を撮影する場合の第１間隔よりも長い時間間隔として算出される。

【0066】

そして、ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、レンズ情報の要求信号の送信が、ステップＳ１０９で算出した第２間隔で開始される。これにより、カメラボディ２から、レンズ情報の要求信号が、第２間隔ごとに、レンズ鏡筒３に送信され、カメラボディ２から送信されたレンズ情報の要求信号に応じて、レンズ鏡筒３から、レンズ情報が、カメラボディ２に送信される。その結果、カメラ制御部２１は、レンズ情報を、第２間隔で、レンズ鏡筒３から取得することができる。

【0067】

一方、ステップＳ１０８において、動画像を撮影する際の処理負荷が小さく、レンズ情報の要求信号の送信が第１間隔で行えると判断された場合には、ステップＳ１１１に進む。ステップＳ１１１では、ステップＳ１０２と同様に、レンズ情報の要求信号の送信が、所定の第１間隔で開始される。

【0068】

ステップＳ１１２では、ステップＳ１０３と同様に、操作部２８に備えられたシャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたかどうかの判断が行なわれ、シャッターレリーズボタンが半押しされた場合には、ステップＳ１１６に進み、一方、シャッターレリーズボタンが半押しされていない場合は、ステップＳ１１３に進む。

【0069】

ステップＳ１１３では、ステップＳ１０４と同様に、焦点検出演算が行われる。そして、続くステップＳ１１４において、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２を、動画像撮影用の速度で、合焦位置まで駆動させる焦点調節処理が行われる。なお、動画像撮影用の速度は、動画像の見栄えを良好なものとし、さらに、フォーカスレンズ３２の駆動音を低減するために、静止画像を撮影する際のフォーカスレンズ３２の駆動速度よりも遅い速度とされる。

【0070】

そして、ステップＳ１１５では、動画像の撮像が行われる。具体的には、撮像素子２２により動画像の撮像のための露光動作が行われ、撮像素子２２により撮像された画像データが、カメラ制御部２１により読み出される。そして、カメラ制御部２１により、読み出された画像データが、メモリ２４に記憶される。なお、ステップＳ１１４の焦点調節処理により、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させている間も、ステップＳ１１５の動画像の撮像は、所定のフレームレートで行われる。

【0071】

一方、ステップＳ１１２で、シャッターレリーズボタンが半押しされたと判断された場合には、ステップＳ１１６に進む。ここで、本実施形態においては、動画像を撮影している際に、シャッターレリーズボタンが半押しされた場合には、静止画像を撮影している際にシャッターレリーズボタンが半押しされた場合と同様に、合焦位置の検出を行い、動画像撮影用の速度よりも速い速度で、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させ、さらに、シャッターレリーズボタンが全押しされた場合には、合焦位置において静止画像を撮影する処理を行う。以下においては、上記の処理を行うステップＳ１１６〜Ｓ１２３について説明する。

【0072】

すなわち、まず、ステップＳ１１６では、カメラ制御部２１により、レンズ情報の要求信号の送信が第２間隔で行われているか否かの判断が行われる。レンズ情報の要求信号の送信が第２間隔で行われている場合には、ステップＳ１１７に進み、一方、レンズ情報の要求信号の送信が第１間隔で行われている場合には、ステップＳ１２２に進む。

【0073】

ステップＳ１１７では、カメラ制御部２１により、第２駆動速度の算出が行われる。ここで、第２駆動速度とは、動画像を撮影している場合など、レンズ情報の要求信号を第２間隔で送信する場合において、フォーカスレンズ３２を駆動させる速度のうち最大の速度であり、以下に説明するように算出することができる。

【0074】

すなわち、本実施形態においては、フォーカスレンズ３２の第２駆動速度Ｖ２を、下記式（１）に基づいて算出することができる。
第２駆動速度Ｖ２ ＝ Ｖ１×（１／Ｎ） …（１）
なお、上記式（１）において、Ｖ１は、レンズ情報の要求信号を第１間隔で送信する場合のフォーカスレンズ３２の最大駆動速度である第１駆動速度であり、Ｎは、レンズ情報の要求信号を第２間隔で１回送信する間に、レンズ情報の要求信号を第１間隔で送信することができる回数である。

【0075】

たとえば、静止画像の撮影時において、レンズ情報の要求信号が１ｍｓｅｃごとに送信され、動画像の撮影時において、レンズ情報の要求信号が３ｍｓｅｃごとに送信される場面においては、動画像の撮影時においてレンズ情報の要求信号を第２間隔（３ｍｓｅｃ間隔）で１回送信する間に、静止画像の撮影においては、レンズ情報の要求信号を第１間隔（１ｍｓｅｃ間隔）で３回送信することができるため、この場面例において、第２駆動速度Ｖ２は、第１駆動速度Ｖ１の１／３の速度として算出される。

【0076】

そして、ステップＳ１１８では、ステップＳ１０４，Ｓ１１３と同様に、焦点検出演算が行われ、続くステップＳ１１９では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３２を、ステップＳ１１７で算出した第２駆動速度で、合焦位置まで駆動させる焦点調節処理が行われる。そして、フォーカスレンズ３２の合焦位置への駆動が完了すると、ステップＳ１２０に進み、シャッターレリーズボタンの全押し（第２スイッチＳＷ２のオン）がされたか否か判断される。第２スイッチＳＷ２がオンの場合には、ステップＳ１２１に進み、ステップＳ１２１において、静止画像の撮像が行われる。一方、ステップＳ１２０で、第２スイッチＳＷ２がオンではない場合には、ステップＳ１１５に進み、動画像の撮影が行われる。なお、ステップＳ１１９の焦点調節処理により、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させている間も、ステップＳ１１５の動画像の撮影が、所定のフレームレートで繰り返し行われる。

【0077】

また、ステップＳ１１６で、レンズ情報の要求信号の送信が第１間隔で行われていると判断された場合には、ステップＳ１２２に進む。ステップＳ１２２では、ステップＳ１０４と同様に、焦点検出演算が行われ、続くステップＳ１２３では、ステップＳ１０５と同様に、フォーカスレンズ３２を、所定の第１駆動速度で、合焦位置まで駆動させる焦点調節処理が行われる。このように、動画像が撮影されている場合でも、カメラ１の処理負荷が小さく、レンズ情報の要求信号の送信が第１間隔で行われている場合には、第２駆動速度よりも速い第１駆動速度で、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる。

【0078】

そして、ステップＳ１２４では、カメラ制御部２１により、動画像の撮影が終了されたか否かの判断が行われる。たとえば、カメラ制御部２１は、動画像を撮影している際に、撮影者により操作部２８に備えられた動画撮影ボタンが押下された場合には、動画像の撮影が終了されたと判断することができる。動画像の撮影が終了されたと判断された場合には、上述したカメラ１の処理を終了し、一方、動画像の撮影が継続されていると判断された場合には、ステップＳ１１２に戻る。

【0079】

以上のように、本実施形態では、静止画像を撮影する際に、レンズ情報の要求信号の送信を第１間隔で行い、一方、動画像を撮影する際には、カメラ１の処理負荷に応じて、レンズ情報の要求信号の送信を、第１間隔よりも時間間隔の長い第２間隔で行う。これにより、本実施形態では、動画像の撮影のために、カメラ１の処理負荷が大きくなってしまう場合でも、レンズ鏡筒３とカメラボディ３との間の通信負荷を減らすことができるため、動画像を撮影する際のカメラ１の処理負荷を軽減することができる。特に、本実施形態では、動画像を撮影する際には、動画像の見栄えを良好なものとし、さらに、フォーカスレンズ３２の駆動音を低減するために、フォーカスレンズ３２の駆動速度が、静止画像の撮影時におけるフォーカスレンズ３２の駆動速度よりも遅い速度に設定されるため、レンズ情報の要求信号の送信を、第１間隔よりも時間間隔の長い第２間隔で行った場合でも、フォーカスレンズ３２の駆動速度に対して、レンズ情報を適切な間隔で取得することができ、フォーカスレンズ３２の制御を適切に行うことができる。

【0080】

また、本実施形態では、動画像を撮影している際にシャッターレリーズボタンが半押しされた場合において、レンズ情報の要求信号を第２間隔で送信している場合には、このレンズ情報の要求信号の送信間隔に応じて、フォーカスレンズ３２を、レンズ情報の要求信号を第１間隔で送信する場合の第１駆動速度よりも遅い第２駆動速度で、合焦位置まで駆動させる。このように、本実施形態では、レンズ情報の要求信号の送信間隔に応じて、フォーカスレンズ３２の駆動速度を変えることで、レンズ情報を、フォーカスレンズ３２の駆動速度に合わせて適切な間隔で取得することができ、取得したレンズ情報に基づいて、フォーカスレンズ３２を適切に制御することができる。一方、たとえば、フォーカスレンズ３２の処理負荷が高く、レンズ情報の要求信号を第２間隔で送信している場合において、静止画像を撮影する際の最大駆動速度である第１駆動速度で、フォーカスレンズ３２を合焦位置まで駆動させる構成では、フォーカスレンズ３２の駆動速度に対して、レンズ情報の取得間隔が長くなり過ぎてしまうため、フォーカスレンズ３２の制御を適切に行えない場合があった。たとえば、フォーカスレンズ３２の駆動速度に対して、レンズ情報の取得間隔が長くなり過ぎてしまう場合には、合焦位置にフォーカスレンズ３２が停止した場合でも、カメラボディ２においては、レンズ情報が取得されるまで、フォーカスレンズ３２が駆動していると判断してしまい、その結果、フォーカスレンズ３２の合焦精度を低下させてしまう場合があった。これに対して、本実施形態では、フォーカスレンズ３２の駆動速度に合わせて、レンズ情報を適切な間隔で取得することができるため、フォーカスレンズ３２の合焦精度を向上させることができる。加えて、本実施形態では、レンズ情報の送信間隔に応じて、フォーカスレンズ３２の駆動速度を変えることで、フォーカスレンズ３２の駆動速度に対して、レンズ情報の要求情報の送信間隔が短くなり過ぎることを有効に防止することができるため、省電力を図ることができる。

【0081】

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

【0082】

たとえば、上述した実施形態では、レンズ情報の要求信号を第１間隔で送信する場合には、フォーカスレンズ３２を、第１駆動速度（たとえば、フォーカスレンズ３２が駆動可能な速度のうち最大の速度である最大駆動速度）で駆動させる構成を例示しているが、レンズ情報の要求信号を第１間隔で送信する際のフォーカスレンズ３２の駆動速度は、第１駆動速度以下の速度であればよく、第１駆動速度に限定されるものではない。同様に、上述した実施形態では、レンズ情報の要求信号を第２間隔で送信する場合には、フォーカスレンズ３２を、第２駆動速度（たとえば、第２間隔が第１間隔の３倍長い場合には、第１駆動速度の１／３の速度）で駆動させる構成を例示しているが、レンズ情報の要求信号を第２間隔で送信する場合のフォーカスレンズ３２の駆動速度は、第２駆動速度以下の速度であればよく、第２駆動速度に限定されるものではない。

【0083】

さらに、上述した実施形態では、動画像を撮影している際にシャッターレリーズボタンが半押しされた場合であって、レンズ情報の要求信号の送信が第１間隔よりも長い第２間隔で行われている場合には、カメラボディ２のカメラ制御部２１において、フォーカスレンズ３２の駆動速度を、レンズ情報の要求信号の送信を第１間隔で行う場合よりも遅い第２駆動速度に設定する構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、たとえば、レンズ鏡筒３のレンズ制御部３７が、カメラボディ２からのレンズ情報の要求信号の受信間隔が、所定の第１間隔よりも長い第２間隔であるか否かを判定し、レンズ情報の要求信号の受信間隔が第２間隔であると判定した場合に、フォーカスレンズ３２の駆動速度を、レンズ情報の要求信号の受信が第１間隔で行われていると判定された場合よりも遅い第２駆動速度に設定する構成としてもよい。

【0084】

また、上述した実施形態では、位相差検出方式により焦点検出を行う構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、コントラスト検出方式により焦点検出を行う構成としてもよいし、位相差検出方式により焦点検出を行い、位相差検出方式では焦点状態を検出できない場合に、コントラスト検出方式により焦点検出を行う構成としてもよい。あるいは、位相差検出方式により焦点検出を行い、位相差検出方式では焦点状態を検出できない場合に、位相差検出方式による焦点検出と、コントラスト検出方式により焦点検出とを同時に行う構成としてもよい。

【0085】

さらに、上述した実施形態では、静止画像を撮影しており、レンズ情報の要求信号を第１間隔で送信している場合には、フォーカスレンズ３２を第１駆動速度で合焦位置まで駆動させているが、たとえば、フォーカスレンズ３２を第１駆動速度以下の速度で合焦位置まで駆動させる構成としてもよい。同様に、動画像を撮影しており、レンズ情報の要求信号を第２間隔で送信している場合には、シャッターレリーズボタンの半押しがされた場合に、フォーカスレンズ３２を第２駆動速度で合焦位置まで駆動させているが、たとえば、フォーカスレンズ３２を第２駆動速度以下の速度で合焦位置まで駆動させる構成としてもよい。

【0086】

上述した実施形態では、撮像素子２２が撮像画素２２１と焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂとを有し、撮像素子２２が有する焦点検出画素２２２ａ，２２２ｂにおいて、位相差検出方式による焦点検出を行う構成を例示したが、この構成に限定されるものではなく、位相差検出方式による焦点検出を行うための焦点検出モジュールを、撮像素子２２と独立して設ける構成としてもよい。

【0087】

なお、本実施形態に係るカメラ１は、特に限定されず、例えば、一眼レフデジタルカメラ、デジタルコンパクトカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0088】

１…デジタルカメラ
２…カメラボディ
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
２２１…撮像画素
２２２ａ，２２２ｂ…焦点検出画素
２８…操作部
３…レンズ鏡筒
３２…フォーカスレンズ
３６…フォーカスレンズ駆動モータ
３７…レンズ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】