特許 6750224 交換レンズ、及び、カメラ

(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】6750224

(24)【登録日】2020年8月17日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】交換レンズ、及び、カメラ

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/08 20060101AFI20200824BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20200824BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20200824BHJP

   H04N 5/238 20060101ALI20200824BHJP

   G03B 17/14 20060101ALI20200824BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/08 C

   H04N5/225 400

   H04N5/232 030

   H04N5/238

   G03B17/14

【請求項の数】11

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2015-257695(P2015-257695)

(22)【出願日】2015年12月29日

(65)【公開番号】特開2017-120350(P2017-120350A)

(43)【公開日】2017年7月6日

【審査請求日】2018年10月22日

(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】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(74)【代理人】

【識別番号】100078189

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆男

(74)【代理人】

【識別番号】100146709

【弁理士】

【氏名又は名称】白石 直正

(72)【発明者】

【氏名】河井 亮彦

(72)【発明者】

【氏名】奥山 哲平

(72)【発明者】

【氏名】朝山 正輝

【審査官】 藏田 敦之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−０７５６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−００７９０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２１９６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７６７２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７８４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７８６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１０２２０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／２８ − ７／４０

Ｇ０２Ｂ ７／０２ − ７／１６

Ｇ０３Ｂ ３／００ − ３／１２

Ｇ０３Ｂ ９／００ − ９／０７

Ｇ０３Ｂ １３／３０ −１３／３６

Ｇ０３Ｂ １７／０４ −１７／１７

Ｇ０３Ｂ ２１／５３

Ｈ０４Ｎ ５／２２２− ５／２５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮影者に操作される操作部に対する操作を検出し検出信号を出力する検出部と、
カメラボディから制御信号を受信する受信部と、
前記検出部から出力された前記検出信号と、前記受信部により受信された前記制御信号とを用いて、光学系の像面速度を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部の操作速度が所定値以上だと前記光学系の前記像面速度を制御する第１のモードと、前記操作部の操作速度が前記所定値以上でも前記光学系の前記像面速度を制御しない第２のモードと、のいずれか一方で制御し、
前記制御部は、前記操作部の操作速度が前記所定値以上だと、前記第１のモードでの前記光学系の前記像面速度を、前記第２のモードでの前記光学系の前記像面速度より速くなるように制御する、交換レンズ。

【請求項2】

請求項１に記載の交換レンズにおいて、
前記制御部は、前記操作部の操作速度が前記所定値以上だと前記光学系の前記像面速度を制御する第３のモードと、前記第１のモードと、前記第２のモードと、のなかの一つで制御し、
前記制御部は、前記操作部の操作速度が前記所定値以上だと、前記第１のモードでの前記光学系の前記像面速度は、前記第３のモードでの前記光学系の前記像面速度より速くなるように制御し、
前記制御部は、前記操作部の操作速度が前記所定値以上だと、前記第３のモードでの前記光学系の前記像面速度は、前記第２のモードでの前記光学系の前記像面速度より速くなるように制御し、
前記制御部は、前記第３のモードでの前記光学系の前記像面速度を、前記操作部の操作量と被写体距離の逆数とが比例するように制御する交換レンズ。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の交換レンズにおいて、
前記制御部は、前記第２のモードでは、前記操作部の操作量に比例する駆動量だけ前記光学系を駆動させるように制御する交換レンズ。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか一項に記載の交換レンズにおいて、
前記制御部は、前記第１のモードおよび前記第２のモードで、前記操作部の操作速度が前記所定値より遅いと、前記光学系の前記像面速度を制御せず、前記操作部の操作量に比例する駆動量だけ前記光学系を駆動させるように制御する交換レンズ。

【請求項5】

撮影者に操作される操作部に対する操作を検出し検出信号を出力する検出部と、
カメラボディから制御信号を受信する受信部と、
前記検出部から出力された前記検出信号と、前記受信部により受信された前記制御信号とを用いて、光学系の像面速度を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部の操作速度が所定値以上だと前記光学系の前記像面速度を制御する第１のモードと、前記操作部の操作速度が前記所定値以上でも前記光学系の前記像面速度を制御しない第２のモードと、のいずれか一方で制御し、
前記制御部は、前記第２のモードでは、前記操作部の操作量に比例する駆動量だけ前記光学系を駆動させるように制御する交換レンズ。

【請求項6】

撮影者に操作される操作部に対する操作を検出し検出信号を出力する検出部と、
カメラボディから制御信号を受信する受信部と、
前記検出部から出力された前記検出信号と、前記受信部により受信された前記制御信号とを用いて、光学系の像面速度を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記操作部の操作速度が所定値以上だと前記光学系の前記像面速度を制御する第１のモードと、前記操作部の操作速度が前記所定値以上でも前記光学系の前記像面速度を制御しない第２のモードと、のいずれか一方で制御し、
前記制御部は、前記第１のモードおよび前記第２のモードで、前記操作部の操作速度が前記所定値より遅いと、前記光学系の前記像面速度を制御せず、前記操作部の操作量に比例する駆動量だけ前記光学系を駆動させるように制御する交換レンズ。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の交換レンズにおいて、
前記受信部は、前記制御信号として第１制御信号及び第２制御信号の少なくとも一方を受信し、
前記制御部は、前記受信部により前記第１制御信号が受信された場合と、前記受信部により前記第２制御信号が受信された場合とで前記光学系の前記像面速度の制御を前記第１のモードと前記第２のモードとの間で異ならせる交換レンズ。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載の交換レンズにおいて、
前記光学系の移動量と像面の移動量との関係を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記像面速度を制御する交換レンズ。

【請求項9】

請求項１〜８のいずれか一項に記載の交換レンズにおいて、
前記検出部は、前記撮影者に操作される第１操作部に対する操作を検出し検出信号を出力し、前記撮影者に操作される第２操作部に対する操作を検出し制御信号を出力し、
前記制御部は、前記検出部から出力された前記検出信号及び前記制御信号を用いて、前記光学系の前記像面速度を制御する交換レンズ。

【請求項10】

請求項９に記載の交換レンズにおいて、
前記第１操作部は、前記光学系に含まれるフォーカス光学系を移動させるための操作環であり、前記第２操作部は、前記第１操作部の操作量に対する前記フォーカス光学系の移動量を設定するためのスイッチであり、
前記制御部は、前記第２操作部に対する操作に基づいて、前記第１のモードと前記第２のモードのいずれか一方で制御する交換レンズ。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか一項に記載の交換レンズを有するカメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交換レンズ、及び、カメラに関する。

【背景技術】

【0002】

フォーカス環の操作量に応じたフォーカシングレンズの駆動を行う撮像装置が知られている（特許文献１）。しかし、特許文献１の技術では、フォーカス環の操作量に応じたフォーカシングレンズの駆動を容易に変更することができないという課題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４−４８１６０号公報

【発明の概要】

【0004】

本発明の第１の態様によると、交換レンズは、撮影者に操作される操作部に対する操作を検出し検出信号を出力する検出部と、カメラボディから制御信号を受信する受信部と、前記検出部から出力された前記検出信号と、前記受信部により受信された前記制御信号とを用いて、光学系の像面速度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部の操作速度が所定値以上だと前記光学系の前記像面速度を制御する第１のモードと、前記操作部の操作速度が前記所定値以上でも前記光学系の前記像面速度を制御しない第２のモードと、のいずれか一方で制御し、前記制御部は、前記操作部の操作速度が前記所定値以上だと、前記第１のモードでの前記光学系の前記像面速度を、前記第２のモードでの前記光学系の前記像面速度より速くなるように制御する。
本発明の第２の態様によると、交換レンズは、撮影者に操作される操作部に対する操作を検出し検出信号を出力する検出部と、カメラボディから制御信号を受信する受信部と、前記検出部から出力された前記検出信号と、前記受信部により受信された前記制御信号とを用いて、光学系の像面速度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部の操作速度が所定値以上だと前記光学系の前記像面速度を制御する第１のモードと、前記操作部の操作速度が前記所定値以上でも前記光学系の前記像面速度を制御しない第２のモードと、のいずれか一方で制御し、前記制御部は、前記第２のモードでは、前記操作部の操作量に比例する駆動量だけ前記光学系を駆動させるように制御する。
本発明の第３の態様によると、交換レンズは、撮影者に操作される操作部に対する操作を検出し検出信号を出力する検出部と、カメラボディから制御信号を受信する受信部と、前記検出部から出力された前記検出信号と、前記受信部により受信された前記制御信号とを用いて、光学系の像面速度を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記操作部の操作速度が所定値以上だと前記光学系の前記像面速度を制御する第１のモードと、前記操作部の操作速度が前記所定値以上でも前記光学系の前記像面速度を制御しない第２のモードと、のいずれか一方で制御し、前記制御部は、前記第１のモードおよび前記第２のモードで、前記操作部の操作速度が前記所定値より遅いと、前記光学系の前記像面速度を制御せず、前記操作部の操作量に比例する駆動量だけ前記光学系を駆動させるように制御する。
本発明の第４の態様によると、カメラは、第１〜３のいずれか一態様による交換レンズを有する。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】第１の実施の形態に係るカメラを示す斜視図である。

【図2】第１の実施の形態に係るカメラの要部構成図である。

【図3】第１の実施の形態に係るカメラにおけるフォーカシングレンズの制御の一例を示す図である。

【図4】第１の実施の形態に係るカメラにおける第２の動作モード時の速度制御の一例を示す図である。

【図5】第１の実施の形態に係るカムデータの一例を示す図である。

【図6】第１の実施の形態に係るカメラの動作例を示すフローチャートである。

【図7】第１の実施の形態に係るカメラにおけるＭＦ環の操作判定閾値の一例を示す表である。

【図8】変形例に係るカメラの要部構成図である。

【図9】変形例に係るカメラにおけるフォーカシングレンズの制御の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

（第１の実施の形態）
図１は、一実施の形態によるデジタルカメラ１（以下、カメラ１と呼ぶ）を示す斜視図である。カメラ１は、カメラボディ２と交換レンズ３とで構成され、カメラボディ２に対して交換レンズ３が着脱可能に構成されている。

【0007】

カメラボディ２には、交換レンズ３が取り付けられるボディ側マウント部２０１が設けられている。また、図１に示すように、ボディ側マウント部２０１の内面側には、接続部２０２が設けられている。この接続部２０２には、複数の電気接点が設けられている。

【0008】

一方、交換レンズ３には、カメラボディ２に取り付けられるレンズ側マウント部３０１が設けられている。また、図１に示すように、レンズ側マウント部３０１の内面側には、接続部３０２が設けられている。この接続部３０２には、複数の電気接点が設けられている。交換レンズ３の鏡筒の外周面に設けられている操作環は、フォーカス環１３５（以下、ＭＦ環とも記す）である。フォーカス環１３５は、撮影者により操作される操作部として機能する。

【0009】

カメラボディ２に交換レンズ３が装着されると、ボディ側マウント部２０１に設けられた接続部２０２の電気接点と、レンズ側マウント部３０１に設けられた接続部３０２の電気接点とが、電気的かつ物理的に接続される。これにより、接続部２０２および接続部３０２を介して、カメラボディ２から交換レンズ３への電力供給や、カメラボディ２および交換レンズ３間の通信が可能となる。

【0010】

＜交換レンズ＞
図２は、図１に例示したカメラ１の要部構成図である。図２に示すように、交換レンズ３には、複数のレンズ３１〜３３を含む光学系と、絞り３４と、レンズ制御部３７と、レンズメモリ３８と、通信部３９とが内蔵されている。交換レンズ３は、さらに、ズームレンズ駆動モータ３２１、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１、絞り駆動モータ３４１などを備えている。

【0011】

レンズ３３は、フォーカシングレンズである。フォーカシングレンズ３３が光軸Ｌ１方向に進退移動することにより、光学系の焦点位置を調節する。フォーカシングレンズ３３は、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１によって駆動される。フォーカシングレンズの位置は、レンズ制御部３７によって管理される。例えば、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１への信号に基づいてフォーカシングレンズ３３の位置を検出するようにしてもよいし、不図示のエンコーダを設けることにより位置を検出するようにしてもよい。

【0012】

フォーカシングレンズ駆動モータ３３１は、例えばステッピングモータによって構成される。フォーカシングレンズ駆動モータ３３１に対する駆動指示は、レンズ制御部３７によって行われる。例えば、カメラボディ２のボディ制御部２１によってフォーカシングレンズ３３の移動方向および移動速度が決定され、決定された移動方向および移動速度を示す制御信号がレンズ制御部３７へ送信される。レンズ制御部３７は、ボディ制御部２１からの制御信号に基づき、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１へ駆動指示を送る。

【0013】

レンズ３２は、ズームレンズである。ズームレンズ３２が光軸Ｌ１方向に進退移動することにより、光学系の焦点距離を変化させる。ズームレンズ３２は、ズームレンズ駆動モータ３２１によって駆動され、ズームレンズ用エンコーダ３２２によってその位置が検出される。ズームレンズ駆動モータ３２１に対する駆動指示は、レンズ制御部３７によって行われる。

【0014】

絞り３４は、光束制限部材である。絞り３４は、光軸Ｌ１を中心に開口径を変化させることにより、上記光学系を通過して撮像素子２２に至る光束を制限する。絞り３４は、絞り駆動モータ３４１によって駆動される。絞り駆動モータ３４１に対する駆動指示は、レンズ制御部３７によって行われる。絞り３４の開口径は、絞り開口センサ３４２によって検出される。絞り３４の開口径は、レンズ制御部３７によって管理される。

【0015】

レンズ制御部３７は、例えば自動露出モードにおいて演算した開口径（絞り値）を示す制御信号を、ボディ制御部２１から受信する。また、レンズ制御部３７は、操作部材２８（例えば絞り環）に対するマニュアル操作によって設定された開口径（絞り値）を示す制御信号を、ボディ制御部２１から受信する。

【0016】

レンズメモリ３８には、例えば、像面移動係数などのレンズ情報が記録される。像面移動係数とは、フォーカシングレンズ３３の移動量と像面の移動量との対応関係を示す値である。レンズメモリ３８は、不揮発性の記憶媒体などで構成される。

【0017】

通信部３９は、カメラボディ２の通信部２９との間で所定の通信を行う。これにより、カメラボディ２側の情報や指示が交換レンズ３のレンズ制御部３７へ伝えられ、交換レンズ３側の情報がカメラボディ２のボディ制御部２１へ伝えられる。通信部３９は、カメラボディ２から信号を受信する受信部として機能し、カメラボディ２に信号を送信する送信部としても機能する。

【0018】

検出部４０は、第１フォトインタラプタおよび第２フォトインタラプタを有する。フォーカス環１３５の内周面には、周方向に一定の間隔で遮蔽板が備えられている。遮蔽板が第１フォトインタラプタおよび第２フォトインタラプタの受光素子に入射する光を遮ることにより、第１フォトインタラプタおよび第２フォトインタラプタの検出信号に変化を生じさせる。検出部４０は、フォーカス環１３５の回転操作を検出し、検出信号（パルス信号）をレンズ制御部３７に出力する。レンズ制御部３７は、検出部４０により出力された検出信号に基づいて、フォーカス環１３５の操作量（移動量）および操作方向（移動方向）を算出する。

【0019】

＜カメラボディ＞
カメラボディ２は、ボディ制御部２１と、撮像素子２２と、シャッター２３と、メモリ２４と、マイク２５と、液晶表示器２７と、操作部材２８と、通信部２９とを含む。

【0020】

ボディ制御部２１は、不図示のマイクロコンピュータやメモリ２１Ａ等を含み、内蔵されている制御プログラムに基づいて、カメラ１の各部の動作を統括的に制御する。例えば、ボディ制御部２１は、撮像素子２２から出力されたデータに対して所定の画像処理（色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整など）を施す。ボディ制御部２１は、交換レンズ３から受信するレンズ情報に基づいて、交換レンズ３の光学系または絞りの駆動を制御する制御信号を生成する。

【0021】

また、ボディ制御部２１は、撮像素子２２から出力されたデータを用いて所定の露出演算を行うとともに、この露出演算によって求めた露出量に基づいてカメラ１の露出制御を行う。自動露出演算の一例を説明すると、ボディ制御部２１は、撮影画面を複数の領域に分割し、分割した各領域に対応するデータを、測光信号として撮像素子２２から読み出す。ボディ制御部２１は、読み出した測光信号に基づいて露出を演算する。
さらにまた、ボディ制御部２１は、光学系の焦点検出処理を行う。焦点検出処理については後述する。

【0022】

撮像素子２２は、複数の光電変換素子が二次元状に配置されたものであって、後述する静止画像、動画像、ライブビュー画像（スルー画像とも呼ばれる）を撮像する。ライブビュー画像は、撮像素子２２によって所定のフレームレートで逐次取得される観察用の画像である。

【0023】

シャッター２３は、ボディ制御部２１によって開閉制御される。メモリ２４は、着脱可能に構成された記録媒体である。メモリ２４は、ボディ制御部２１によって画像データや音声データの書き込みおよび読み出しが制御される。マイク２５は、集音した音を音声信号に変換する。音声信号は、ボディ制御部２１によって増幅、Ａ／Ｄ変換され、デジタル音声データとしてメモリ２４に記録される。

【0024】

液晶表示器２７は、カメラボディ２の背面に設けられている。液晶表示器２７は、ボディ制御部２１の指示に応じて画像を再生表示したり、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や、カメラボディ２に各種設定を行うためのメニュー画面を表示したりする。

【0025】

操作部材２８は、レリーズボタン、録画ボタン、各種設定スイッチなどを含む。カメラ１は、操作部材２８の操作により、静止画撮影モード、動画撮影モード、オートフォーカス（以下、ＡＦと呼ぶ）モード、マニュアルフォーカス（以下、ＭＦと呼ぶ）モードなどの各種モードの切り換えが可能となっている。操作部材２８は、操作に応じた操作信号をボディ制御部２１へ送出する。なお、操作部材２８には、レリーズボタンが半押し操作されるとオンする第１スイッチＳＷ１と、レリーズボタンが全押し操作されるとオンする第２スイッチＳＷ２とが含まれる。

【0026】

ＭＦモードでは、例えば、図１のフォーカス環１３５の回転操作に応じて、レンズ制御部３７がフォーカシングレンズ３３の移動方向および移動速度を決定し、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１へ駆動指示を送る。本実施の形態では、カメラ１は、フォーカシングレンズ３３の駆動を制御するための複数の動作モードを有し、動作モードの切り換えを行うことが可能となっている。

【0027】

上記カメラ１は、静止画撮影と動画撮影とが可能に構成されている。
＜ライブビュー画像＞
ボディ制御部２１は、例えば、撮影待機状態においてライブビューモードにする。ライブビューモードにおける動作の一例を説明すると、ボディ制御部２１が、シャッター２３を開いたままで、交換レンズ３の絞り３４を被写体の明るさに応じた開口径へ制御させるとともに、撮像素子２２によりライブビュー画像を所定のフレームレートで取得させる。ボディ制御部２１は、取得されたライブビュー画像を液晶表示器２７に逐次表示させる。

【0028】

＜静止画像＞
ボディ制御部２１は、例えば、ユーザーによって操作部材２８を構成するレリーズボタンが全押し操作されると、静止画撮影を開始させる。動作の一例を説明すると、シャッター２３を一旦閉じ、交換レンズ３の絞り３４を、被写体の明るさに応じた開口径へ制御させるとともに、シャッター２３を開いて被写体からの光束を撮像素子２２へ導く。ボディ制御部２１は、所定のシャッター秒時が経過するとシャッター２３を閉じ、撮像素子２２によって光電変換された画像のデータに対して所定の画像処理を施す。ボディ制御部２１は、ライブビューモードへ戻るために再びシャッター２３を開くとともに、画像処理後の画像データをメモリ２４に記録する。

【0029】

＜動画像＞
また、ボディ制御部２１は、例えば、ユーザーによって操作部材２８を構成する録画ボタンが押下操作されると、静止画撮影モードから動画撮影モードに切り替えられて、動画撮影を開始させる。動作の一例を説明すると、交換レンズ３の絞り３４の開口径を、被写体の明るさに応じた開口径へ制御させ、撮像素子２２により動画の撮像を所定のフレームレートで行わせる。このとき、上述したマイク２５により集音された音声の録音も行う。ボディ制御部２１は、動画の撮影中に再び録画ボタンが押下操作されると、動画の撮像および音声の録音を終了させる。動画像のデータおよびデジタル音声データは、ボディ制御部２１によってメモリ２４に記録される。

【0030】

上記カメラ１は、以下のような焦点検出が可能に構成されている。
＜コントラストＡＦ＞
ボディ制御部２１は、撮像素子２２から読み出したデータに基づき、コントラスト検出方式による光学系の焦点調節状態の検出（コントラストＡＦ）を行う。例えば、ボディ制御部２１からレンズ制御部３７へ制御信号を送出してフォーカシングレンズ３３を所定のサンプリング間隔(距離)で移動させながら、フォーカシングレンズ３３のそれぞれの位置において撮像素子２２で取得されたデータを撮像素子２２から読み出す。ボディ制御部２１は、読み出したデータに基づいて焦点評価値演算を行う。そして、焦点評価値が最大となるフォーカシングレンズ３３の位置を合焦位置として求める。

【0031】

一般に、コントラストＡＦでは、フォーカシングレンズ３３の移動速度が所定速度を超えることによって焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなり過ぎると、合焦精度の低下を招くおそれがある。そこで、ボディ制御部２１は、焦点評価値を検出するためにフォーカシングレンズ３３を移動させる探索制御において、合焦位置を適切に検出することができるサンプリング間隔に応じた像面駆動速度が得られるようにフォーカシングレンズ３３の移動速度を決定し、フォーカシングレンズ３３を移動させる。探索制御とは、例えば、ウォブリング、所定位置の近傍のみを探索する近傍サーチ（近傍スキャン）、フォーカシングレンズ３３の可動範囲の全域を探索する全域サーチ（全域スキャン）を含む。例えば、ボディ制御部２１は、動画撮影モードにおける探索制御ではフォーカシングレンズ３３を低速で駆動させ、静止画撮影モードにおける探索制御ではフォーカシングレンズ３３を高速で駆動させる。

【0032】

＜位相差ＡＦ＞
また、ボディ制御部２１は、位相差検出方式による焦点検出（位相差ＡＦ）を行うこともできる。位相差検出方式は、光学系の異なる瞳領域を介して入射された一対のフォーカス検出用光束による像の位相差に基づいてデフォーカス量を検出する方式である。この方式では、ボディ制御部２１が、位相差検出用センサの異なる位置に設けられたフォーカス検出用画素列でそれぞれ撮像される一対の像の相対位置ズレ量（相対間隔）に基づいて、合焦に必要なフォーカシングレンズ３３の移動方向および移動量を算出する。ボディ制御部２１は、例えば、焦点状態が合焦状態から大きく外れている場合は、位相差ＡＦを行う。

【0033】

具体的には、ボディ制御部２１が、上記一対の像の強度分布に対して像ズレ検出演算処理（相関演算処理、位相差検出処理）を施すことによって、一対の像の像ズレ量を算出する。ボディ制御部２１はさらに、像ズレ量に所定の変換係数を乗算することによって、交換レンズ３の焦点調節状態を表すデフォーカス量を算出する。このような位相差ＡＦにおけるデフォーカス量演算は公知であるので、位相差ＡＦについての詳細な説明は省略する。

【0034】

なお、位相差検出用センサは、あらかじめ撮像素子２２に含められているフォーカス検出用画素列を用いてもよいし、フォーカス検出用画素列を備えた専用センサを撮像素子２２とは別に備えるように構成してもよい。

【0035】

＜フォーカシングレンズの制御の決定＞
レンズ制御部３７は、ＭＦモードにおいて、検出部４０から出力される検出信号およびボディ制御部２１から出力される制御信号に基づいて、フォーカシングレンズ３３を制御する。レンズ制御部３７は、ボディ制御部２１から出力される制御信号に従ってフォーカシングレンズ３３の動作モードを設定し、フォーカシングレンズ３３を制御する。

【0036】

図３は、第１の実施の形態に係るカメラ１におけるフォーカシングレンズ３３の制御の一例を示す図である。図３において、横軸はフォーカス環１３５の回転速度（単位は、例えばｄｅｇ／ｓ）、縦軸は像面速度（単位は、例えばｍｍ／ｓ）を示している。像面速度は、フォーカシングレンズ３３を移動させたときの像面の移動速度である。図３に示すように、レンズ制御部３７は、例えば３つの動作モードを有する。レンズ制御部３７は、ＭＦモード時において、ボディ制御部２１からの制御信号に基づいて、３つの動作モードのうちの１つの動作モードを設定する。

【0037】

第１の動作モードでは、レンズ制御部３７は、フォーカス環１３５の回転速度に基づいて、フォーカシングレンズ３３の位置制御と速度制御の切り換えを行う。位置制御はフォーカス環１３５の操作量に基づく制御であり、速度制御はフォーカス環１３５の回転速度に基づく制御である。

【0038】

第１の動作モードにおいて、フォーカス環１３５の回転速度が閾値Ｐｔよりも小さい場合は、フォーカシングレンズ３３を、フォーカス環１３５の操作量に比例する駆動量だけ駆動させる。レンズ制御部３７は、例えば、像面移動係数、目標空間周波数および実効Ｆ値に基づいて、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１の１パルス当たりのフォーカシングレンズ３３の駆動量を算出する。レンズ制御部３７は、検出部４０により検出されるパルス数によってフォーカシングレンズ３３の駆動量が決定される位置制御を行う。位置制御においては、レンズ制御部３７は、焦点深度が深いほどフォーカシングレンズ３３の駆動量を大きくする制御を行う。このように、フォーカス環１３５の回転速度が閾値Ｐｔよりも小さい場合は、実効Ｆ値や焦点深度等に基づいてフォーカシングレンズ３３の駆動を制御する位置制御が行われるため、撮影者は細かいピント合わせを行うことができる。

【0039】

第１の動作モードにおいて、フォーカス環１３５の回転速度が閾値Ｐｔよりも大きい場合は、レンズ制御部３７は、フォーカス環１３５の回転速度が増加するにつれて、像面速度が増加する速度制御を行う。速度制御では、フォーカシングレンズ３３の駆動速度は、例えば、フォーカス環１３５の操作量を変数とする２次関数や指数関数などで表される。

【0040】

レンズ制御部３７は、速度制御時には、例えば、次式（１）により演算される駆動速度でフォーカシングレンズ３３を駆動させる。
ｖ＝ａｘ^２＋ｂｘ＋ｃ …（１）
ここで、ｖはフォーカシングレンズ３３の駆動速度、ｘはフォーカス環１３５の操作量、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ所定の定数である。レンズ制御部３７は、上述したような関数に従ってフォーカシングレンズ３３を駆動させるための制御信号を生成し、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１に出力する。また、レンズ制御部３７は、閾値Ｐｔにおいて、位置制御と速度制御の切り替え動作が滑らかになるように定数ｃを調整する。このように、フォーカス環１３５の回転速度が閾値Ｐｔよりも大きい場合は、フォーカス環１３５の回転を早く回すにつれて像面速度が加速される速度制御が行われる。その結果、撮影者は、少ない操作量でフォーカシングレンズ３３を素早く移動させることができ、素早いピント合わせを行うことができる。第１の動作モードは、例えば、静止画撮影を行う際に用いられる。

【0041】

第２の動作モードでは、第１の動作モードと同様に、レンズ制御部３７は、フォーカス環１３５の回転速度に基づいて、フォーカシングレンズ３３の位置制御と速度制御の切り換えを行う。レンズ制御部３７は、フォーカス環１３５の回転速度が閾値Ｐｔよりも小さい場合は位置制御を行い、フォーカス環１３５の回転速度が閾値Ｐｔよりも大きい場合は速度制御を行う。

【0042】

第２の動作モードにおける速度制御では、フォーカス環１３５の操作量（回転角）と、カメラ１と被写体との距離（被写体距離）の逆数とが比例するようなフォーカシングレンズ３３の繰り出しを行う。第２の動作モードは、例えば、動画撮影を行う際に用いられる。

【0043】

図４は、第１の実施の形態に係るカメラ１における第２の動作モード時の速度制御の一例を示す図である。図４（ａ）は、フォーカス環１３５を所定の回転速度（基準回転速度）で操作している場合における、フォーカス環１３５の回転角と、被写体距離Ｒの逆数との関係を示す図である。図４（ａ）に示すように、第２の動作モードにおける速度制御では、フォーカス環１３５の回転角と被写体距離Ｒの逆数とは比例関係となる。図４（ｂ）は、フォーカシングレンズ３３の駆動速度と、被写体距離Ｒの逆数との関係の一例を示す図である。図４（ｂ）において、フォーカス環１３５の回転速度は基準回転速度である。フォーカス環１３５の回転角と被写体距離Ｒの逆数が比例関係となる場合に、フォーカシングレンズ３３の駆動速度と被写体距離Ｒの逆数は、例えば図４（ｂ）に示すような関係となる。

【0044】

図４（ｃ）は、フォーカス環１３５の回転速度とフォーカシングレンズ３３の駆動速度との関係の一例を示す図である。図４（ｃ）に示すように、レンズ制御部３７は、フォーカス環１３５の回転速度が閾値Ｐｔよりも大きい場合は、速度制御を行う。速度制御時におけるフォーカシングレンズ３３の駆動速度は、例えば、フォーカス環１３５の操作量を変数とする１次関数で表される。レンズ制御部３７は、例えば、次式（２）により演算される駆動速度でフォーカシングレンズ３３を駆動させる。
ｖ＝ｂｘ＋ｃ …（２）
レンズ制御部３７は、例えば、フォーカス環１３５の基準回転速度と、図４（ｂ）に示すフォーカス環１３５を基準回転速度で操作した場合のフォーカシングレンズ３３の駆動速度とを用いて定数ｂを演算する。

【0045】

図４（ｂ）に示すフォーカシングレンズ３３の駆動速度は、例えば、フォーカス環１３５の回転角と被写体距離Ｒの逆数とが比例するように仮想的に設計されたカムのカム形状（カム軌跡）に基づいて算出される。設計されたカム形状（カム軌跡）を示すカムデータは、電子データとしてレンズメモリ３８に記憶されている。

【0046】

図５は、第１の実施の形態に係るカムデータの一例を示す図である。図５（ａ）はズームレンズ３２の位置とフォーカシングレンズ３３の位置とに応じて変化する仮想カム形状（以下、仮想カムパターンとも記す）を示し、図５（ｂ）はフォーカシングレンズ３３の位置に応じて変化する仮想カム形状を示している。図５（ａ）および図５（ｂ）において、横軸はカムの回転角度（単位は、例えばｄｅｇ）を示している。フォーカシングレンズ３３の駆動速度は、図５（ａ）に示すカムおよび図５（ｂ）に示すカムの合成カムによるカムデータを用いて算出される。ズームレンズ３２の位置Ｚ、フォーカシングレンズ３３の位置Ｋにおいて、１ｄｅｇ／ｓでカムを駆動する場合におけるフォーカシングレンズ３３の駆動速度は、ＦＣ（Ｚ’＋Ｋ’）×ＦＨＣ（Ｋ’）となる。ここで、ＦＣ（Ｚ’＋Ｋ’）は図５（ａ）に示す仮想カムパターンの微分値（傾き）であり、ＦＨＣ（Ｋ’）は図５（ｂ）に示す仮想カムパターンの微分値である。フォーカシングレンズ３３の駆動速度の単位は、例えばｍｍ／ｄｅｇとなる。このように、第２の動作モードにおける速度制御では、フォーカス環１３５の回転角と被写体距離Ｒの逆数が比例するように、仮想カムパターンの微分値を掛け合わせることで駆動速度を求める。算出された駆動速度は、式（２）の傾きのパラメータに反映される。

【0047】

第３の動作モードでは、レンズ制御部３７は、速度制御は行わずに、常に位置制御を行う。第３の動作モードは、例えば、ライブビューモードにおいて拡大表示を行う際に用いられる。撮影者は、画像を拡大表示させながら、細かいピント合わせを行うことができる。

【0048】

＜フローチャートの説明＞
図６は、第１の実施の形態に係る交換レンズ３とカメラボディ２における動作例を示すフローチャートである。図６（ａ）は交換レンズ３における処理の一例を示すフローチャートであり、図６（ｂ）はカメラボディ２における処理の一例を示すフローチャートである。

【0049】

ステップＳ１００において、交換レンズ３は、接続部２０２および接続部３０２を介して、レンズ情報をカメラボディ２に送信して、ステップＳ１１０へ進む。レンズ情報には、交換レンズ３に設定可能な動作モードを示す情報が含まれる。

【0050】

ステップＳ２００において、カメラボディ２は、交換レンズ３からレンズ情報を受信して、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０において、カメラボディ２は、例えばレンズ情報と撮影モードに基づいて、交換レンズ３の動作モードを決定する。カメラボディ２は、例えば、静止画撮影モードの場合は第１の動作モード、動画撮影モードの場合は第２の動作モード、ライブビューモード等において拡大表示を行っている場合は第３の動作モードを選択する。カメラボディ２は、交換レンズ３を制御するための制御信号を生成し、ステップＳ２２０へ進む。ここで、制御信号には、決定した動作モードを示す情報と、後述するＭＦ環の操作の検出感度を示す情報とが含まれる。ステップ２２０において、カメラボディ２は、接続部２０２および接続部３０２を介して、交換レンズ３に制御信号を送信して、図６（ｂ）に示す処理を終了する。

【0051】

図７は、第１の実施の形態に係るカメラ１におけるフォーカス環１３５の操作判定閾値の一例を示す表である。レンズ制御部３７は、ボディ制御部２１から受信する制御信号に含まれるビット群（図７に示すビット２からビット０）を、０（０００）から７（１１１）の値として扱い、その値に応じて操作判定閾値を設定する。操作判定閾値は、フォーカス環１３５が操作されたと判定するための閾値である。例えば、値「７」、「６」、「５」、「４」、「３」、「２」、「１」、「０」は、それぞれ操作の検出感度を「とても敏感」、「敏感」、「やや敏感」、「普通」、「やや鈍感」、「鈍感」、「とても鈍感」、「普通」に設定する値となる。レンズ制御部３７は、検出感度に応じて、例えば、操作判定閾値を「１」、「２」、「４」、「８」、「１６」、「３２」、「６４」、「８」に設定する。レンズ制御部３７は、フォーカス環１３５の操作により、検出部４０により操作判定閾値のパルス数が検出された場合に、フォーカス環１３５が操作されたと判定する。

【0052】

図６に戻り、ステップＳ１１０において、交換レンズ３は、カメラボディ２から制御信号を受信して、ステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０において、交換レンズ３は、受信した制御信号に基づいて、動作モードおよび操作判定閾値を設定して、ステップＳ１３０へ進む。ステップＳ１３０において、交換レンズ３は、撮影者によりフォーカス環１３５が操作されると、検出部４０により操作判定閾値のパルス数が検出されたか否かを判定する。交換レンズ３は、操作判定閾値のパルス数に基づいてフォーカス環１３５の操作を検出すると、ステップＳ１４０へ進む。

【0053】

ステップＳ１４０において、交換レンズ３は、第１の動作モードまたは第２の動作モードに設定されている場合は、フォーカス環１３５の回転速度を算出し、フォーカス環１３５の回転速度に基づいてフォーカシングレンズ３３の位置制御または速度制御を行う。交換レンズ３は、第３の動作モードに設定されている場合は、フォーカス環１３５の操作量に基づいて、フォーカシングレンズ３３の位置制御を行う。レンズ制御部３７は、フォーカシングレンズ３３の駆動制御が終了すると、図６（ａ）に示す処理を終了する。

【0054】

上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）交換レンズ３は、撮影者に操作される操作部１３５に対する操作を検出し検出信号を出力する検出部４０と、カメラボディ２から制御信号を受信する受信部３９と、検出部４０から出力された検出信号と、受信部３９により受信された制御信号とを用いて、光学系３１〜３３及び絞り３４の少なくとも一方を制御する制御部３７と、を備える。このようにしたので、交換レンズ３は、カメラボディ２からの制御信号に基づいて、フォーカシングレンズ３３の駆動制御を行うことができる。
（２）受信部３９は、制御信号として第１制御信号及び第２制御信号の少なくとも一方を受信し、制御部３７は、受信部３９により第１制御信号が受信された場合と、受信部３９により第２制御信号が受信された場合とで光学系３１〜３３及び絞り３４の少なくとも一方に対する制御を異ならせる。本実施の形態では、レンズ制御部３７は、ボディ制御部２１から受信した制御信号に基づいて、フォーカシングレンズ３３の駆動を制御するための動作モードを設定する。そのため、カメラボディ２からの制御信号に基づいて、フォーカシングレンズ３３の制御を変更することができる。

【0055】

（３）制御信号は、カメラボディ２の動作モードに基づいて生成される。このようにしたので、カメラボディ２の各動作モードに適したフォーカシングレンズ３３の制御を行うことができ、マニュアルフォーカスの操作性を向上させることができる。

【0056】

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形
態と組み合わせることも可能である。

【0057】

（変形例１）
図８は、変形例に係るカメラ１Ｂの要部構成図である。カメラ１Ｂの交換レンズ３Ｂは、撮影者に操作されるスイッチ５０を備える。スイッチ５０は、図１に例示したフォーカス環１３５と共に操作部として機能する。変形例１においては、撮影者がスイッチ５０を操作した場合には、スイッチ５０の操作位置に従ってフォーカシングレンズ３３の動作モードを変更できる構成にする。そのため、撮影者の操作に基づいて、フォーカシングレンズ３３の制御を変更させることができる。

【0058】

例えば、スイッチ５０は、第１の状態から第３の状態の何れかの操作位置に設定可能であり、設定された状態を示す操作信号をレンズ制御部３７へ送信する。レンズ制御部３７は、受信した操作信号に基づいてフォーカシングレンズ３３の動作モードを設定する。例えば、レンズ制御部３７は、スイッチ５０が第１の状態に設定されているとき上述した第１の動作モードで動作し、スイッチ５０が第２の状態に設定されているとき上述した第２の動作モードで動作し、スイッチ５０が第３の状態に設定されているとき上述した第３の動作モードで動作する。例えば、レンズ制御部３７は、フォーカス環１３５の回転操作の検出信号、及び、スイッチ５０の状態（第１の状態〜第３の状態）を用いて、フォーカシングレンズ３３の移動方向および移動速度を決定する。

【0059】

また、例えば、スイッチ５０は、第１の状態から第３の状態の何れかの操作位置に設定可能であり、設定された状態を示す操作信号をレンズ制御部３７へ送信する。レンズ制御部３７は、受信した操作信号に基づいて絞り３４の動作モードを設定する。例えば、レンズ制御部３７は、操作部材２８（例えば絞り環）の回転操作の検出信号、及び、絞り３４の動作モード設定を用いて、絞り３４の移動方向および移動速度を決定する。例えば、フォーカス環１３５、絞り環、及び、スイッチ５０の少なくとも１つは、カメラボディ２に備えられていてもよいし、交換レンズ３に備えられていてもよい。

【0060】

（変形例２）
図９は、変形例に係るフォーカシングレンズ３３の制御の一例を示す図である。交換レンズ３は、低い駆動音でフォーカシングレンズ３３を移動させたい場合に用いる静音速度情報を、例えば測定により予め求めて、レンズメモリ３８に記憶している。レンズ制御部３７は、フォーカシングレンズ３３の駆動速度の上限値を、静音速度情報に基づいて決定する。図９に示すように、フォーカシングレンズ３３の駆動速度を、静音速度情報が示す静音速度で制限することにより、撮影時に記録されるレンズ駆動音を抑制することができる。

【0061】

（変形例３）
上述した実施の形態では、フォーカス環１３５の操作に応じた検出信号とカメラボディ２からの制御信号に基づいてフォーカシングレンズ３３の制御を変更する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。フォーカス環１３５の操作に応じた検出信号とカメラボディ２からの制御信号に基づいて、ズームレンズ３２などの光学系または絞り３４の制御を変更するようにしてもよい。

【0062】

また、制御信号に従ったフォーカシングレンズ３３の動作モードの設定は、上述した実施の形態に限定されるものではない。動作モードとしては、例えば、フォーカス環１３５の回転速度に基づいた速度制御を行い、フォーカス環１３５の回転位置に基づいた位置制御を行わないものであってもよいし、フォーカス環１３５の回転位置に基づいた位置制御を行い、フォーカス環１３５の回転速度に基づいた速度制御を行わないものであってもよいし、フォーカス環１３５の回転速度及び回転位置の少なくとも一方に基づいた速度制御及び位置制御を行うものであってもよい。

【0063】

（変形例４）
上述した実施の形態では、フォーカシングレンズ駆動モータ３３１としてステッピングモータを例に説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、超音波モータ、ＤＣモータ、ボイスコイルモータ等、他のモータを用いることもできる。

【0064】

（変形例５）
上述した実施の形態では、カメラボディ２が第１から第３の動作モードを交換レンズ３に指示して、交換レンズ３がフォーカス環１３５の操作量に応じてフォーカシングレンズ３３を駆動させる例について説明した。しかし、交換レンズ３がカメラボディ２にフォーカス環１３５の操作量を通知し、カメラボディ２はカメラ１の状態に応じてフォーカシングレンズ３３の駆動速度を決定して、交換レンズ３に指示するようにしてもよい。

【0065】

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0066】

２…カメラボディ、３…交換レンズ、３７…レンズ制御部、２９，３９…通信部、４０…検出部、３３…フォーカシングレンズ、３４…絞り、１３５…フォーカス環（操作部）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】