JP2004109689A - レンズ装置およびカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】カメラの画素ピッチに対して要求されるオートフォーカス精度に合ったフォーカスレンズの駆動制御が可能なレンズ装置が求められている。
【解決手段】互いに画素ピッチが異なる撮像素子を備えた複数のカメラ１に対して着脱が可能なレンズ装置２に、フォーカスレンズ８を駆動するフォーカス駆動手段１１と、このレンズ装置が装着されたカメラから、撮影光学系の合焦を得るためのフォーカス駆動指令を受信することに応じてフォーカス駆動手段を制御する制御手段とを設ける。制御手段は、カメラに備えられた撮像素子４の画素ピッチに関する情報をカメラから受信し、該画素ピッチが所定値より大きいときはフォーカス駆動手段を所定駆動単位で制御し、該画素ピッチが上記所定値より小さいときはフォーカス駆動手段を上記所定駆動単位で制御した後、この所定駆動単位よりも小さな駆動単位で制御する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動焦点調節機能を有するビデオカメラやスチルカメラ等のデジタルカメラに着脱交換可能に装着されるレンズ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のデジタルカメラの発展は目覚しく、ＣＣＤ等の撮像素子の単位面積あたりでの画素数は益々増加する傾向にある。
【０００３】
このような傾向の中、カメラのオートフォーカスの精度は、撮像素子の画素数が増え、画素ピッチ（画素サイズ）が小さいほど高精度が要求される。その一方、カメラでの速写性を確保するためには、オートフォーカスの高速性も重要である。
【０００４】
従来、カメラシステムにおいて、オートフォーカス高速化と高精度化を両立させるための手法について様々な提案がなされている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、フォーカスレンズを粗いステップ間隔で駆動しながら概略の合焦位置を検出した後、微小ステップ間隔で駆動しながら合焦位置を検出するモードとの選択を可能としたオートフォーカス装置が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−６６４９４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、様々な画素サイズのカメラが混在する中で、各画素サイズに対して要求されるオートフォーカス精度に合ったフォーカスレンズの駆動制御が可能なレンズ装置を専用に用意するのでは、カメラとレンズ装置との組み合わせ自由度を制限することになり、カメラシステムとしての使い勝手が悪くなる。
【０００８】
本発明は、互いに画素ピッチが異なる撮像素子を備えた複数のカメラに対して使用することができ、かつオートフォーカスの高速化と高精度化を両立させることができるようにしたレンズ装置およびカメラシステムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明では、互いに画素ピッチが異なる撮像素子を備えた複数のカメラに対して着脱が可能で、カメラとの通信が可能なレンズ装置に、フォーカスレンズを含む撮影光学系と、フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、このレンズ装置が装着されたカメラから、撮影光学系の合焦を得るためのフォーカス駆動指令を受信することに応じてフォーカス駆動手段を制御する制御手段とを設ける。そして、制御手段は、装着されたカメラに備えられた撮像素子の画素ピッチに関する情報をカメラから受信し、該画素ピッチが所定値より大きいときはフォーカス駆動手段を所定駆動単位で制御する一方、該画素ピッチが上記所定値より小さいときはフォーカス駆動手段を上記所定駆動単位で制御した後、この所定駆動単位よりも小さな駆動単位で制御する。
【００１０】
すなわち、カメラの画素ピッチ（画素サイズ）が大きいときには、フォーカス駆動手段を所定駆動単位で高速駆動する。一方、画素ピッチが小さいときには、はじめは上記所定駆動単位で高速駆動し、最終的に高い合焦精度を得るために上記所定駆動単位よりも小さな駆動単位で低速駆動する。これにより、カメラ側の画素ピッチに応じた合焦精度を確保でき、かつ高速性に優れたオートフォーカス制御が可能なレンズ装置およびカメラシステムを実現することが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるレンズ交換式デジタル一眼レフカメラの光学的構成を示している。１はデジタルカメラ、２はデジタルカメラ１に対して着脱可能な交換レンズである。
【００１２】
まず、カメラ１の構成について説明する。３はハーフミラーである。このハーフミラー３は、撮影開始前は交換レンズ２内の撮影光学系を通ってきた撮影光束の光路上に配置されて、撮影光束の一部を撮像素子４に、残りをファインダー光学系に反射する。また、撮影中は撮影光路から退避する。
【００１３】
撮像素子４は、撮影光学系を通ってきた撮影光束により形成される被写体象を光電変換する。
【００１４】
ファインダー光学系は、ペンタプリズム５および接眼レンズ６により構成されている。ペンタプリズム５では、ハーフミラー３から入射した光束の一部を焦点検出部７に分光する。焦点検出部７は入射した光束を２つの光束に分割するコンデンサレンズ７ａと、分割されたそれぞれの光束を再結像させる２つのセパレータレンズ７ｂと、結像した２像を光電変換するＣＣＤ等の一対のラインセンサにより構成されている。これら一対のラインセンサ７ｃ上に結像した２像のずれから、撮影光学系のピントずれ量（焦点調節状態）であるデフォーカス（Ｄｅｆ）量を検出することができる。この焦点検出方式を位相差検出方式という。
【００１５】
次に、交換レンズ２の構成について説明する。２ａはカメラのマウント１ａに対して着脱可能に結合されるレンズ側マウントであり、後述するレンズ接点が設けられている。８は光軸方向に移動することにより焦点調節を行うフォーカスレンズである。９はフォーカスレンズ８を保持するフォーカス保持枠である。１０はフォーカス保持枠９を光軸方向に移動可能に保持する保持鏡筒である。
【００１６】
１１はフォーカス駆動手段（アクチュエータ）としてのステッピングモータであり、出力軸がリードスクリューとなっており、このリードスクリューとフォーカス保持枠９に形成されたラック部（図示せず）とが噛み合っている。このため、ステッピングモータ１１が回転すると、フォーカス保持枠９（フォーカスレンズ８）が光軸方向に駆動される。
【００１７】
なお、交換レンズ２内には、図示しない絞りユニットが配置されており、撮像素子４に到達する撮影光量を調節することができるようになっている。
【００１８】
図２には、本実施形態のデジタルカメラシステムの電気的構成を示している。図２中、２００はデジタルカメラ１側の電気回路、３００は交換レンズ２側の電気回路を示している。
【００１９】
カメラ側電気回路２００において、２０１はマイクロコンピュータで構成されるカメラＣＰＵであり、カメラ側電気回路２００内の種々の回路の動作を制御するとともに、カメラ接点２０２およびレンズ接点３０２を介してレンズＣＰＵ３０１との通信を行う。カメラ接点２０２は、レンズ２側との通信を行う信号伝達接点とレンズ２側に電源を供給する電源用接点とから構成されている。
【００２０】
２０３は外部より操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ２０１を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給およびシステムの動作を可能な状態とするためのスイッチである。
【００２１】
２０４は外部より操作可能な２段ストローク式のレリーズスイッチである。レリーズスイッチ２０４からの信号はカメラＣＰＵ２０１に入力される。カメラＣＰＵ２０１は、レリーズスイッチ２０４を構成する第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）からのＯＮ信号が入力されることにより、測光回路２０５および上述した焦点検出部７のラインセンサ７ｃを含む焦点検出回路２０６を動作させる。カメラＣＰＵ２０１は、測光回路２０５からの出力に基づいて撮像素子４の露光量（電荷蓄積時間）を決定する。また、焦点検出回路２０６からの出力に基づいて撮影光学系のデフォーカス量を演算し、さらにこのデフォーカス量に基づいて被写体に対する合焦を得るために必要なフォーカスレンズ８（つまりはステッピングモータ１１）の目標駆動量を算出する。
【００２２】
また、カメラＣＰＵ２０１は、レリーズスイッチ２０４を構成する第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）からのＯＮ信号が入力されることにより、露光回路２０８に露光開始命令を出力する。露光開始命令を受けた露光回路２０８は撮像素子４を駆動して、撮像素子４上に結像した被写体像を光電変換させる。撮像素子４から出力された画像信号は、画像処理回路２１０でデジタル化されて圧縮され、画像記録回路２１１にてフラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録される。
【００２３】
次に、レンズ側電気回路３００において、レンズＣＰＵ３０１は、レンズ側電気回路３００内の種々の回路の動作を制御するとともに、レンズ接点３０２を介してカメラＣＰＵ２０１との通信を行う。
【００２４】
レンズ接点３０２は、カメラ側との通信を行うための信号伝達接点と、カメラ側から電源供給を受ける電源用接点とから構成されている。３０３はレンズＣＰＵ３０１からの制御信号に応じてステッピングモータ１１を駆動するフォーカス駆動回路である。３０８は絞り駆動回路であり、レンズＣＰＵ３０１からの制御信号に応じて、図１においては図示しない絞りユニットを駆動する。
【００２５】
上記構成において、カメラＣＰＵ２０１では、後述するフローチャートに従い、自身が持つ撮像素子４の画素ピッチに応じて異なるＡＦ処理を行う。撮像素子４の画素ピッチが所定値より大きいカメラでは、カメラＣＰＵ２０１は、焦点検出回路２０６からの出力に基づいて、デフォーカス量を第１の合焦範囲内とするために必要なフォーカスレンズ８の目標駆動量を演算するとともに、レンズＣＰＵ３０１に対してこの目標駆動量の情報（フォーカス駆動指令）を送信する。また、カメラＣＰＵ２０１は、自身が持つ撮像素子４の画素ピッチの情報をレンズＣＰＵ３０１に対して送信する。
【００２６】
一方、撮像素子４の画素ピッチが上記所定値以下のカメラの場合は、カメラＣＰＵ２０１は、まず焦点検出回路２０６からの出力に基づいて、デフォーカス量を第１の合焦範囲内とするために必要なフォーカスレンズ８の目標駆動量を演算するとともに、レンズＣＰＵ３０１に対してこの目標駆動量の情報（フォーカス駆動指令）を送信する。さらにその後、焦点検出回路２０６からの出力に基づいて、デフォーカス量を第２の合焦範囲内とするために必要なフォーカスレンズ８の目標駆動量を演算するとともに、レンズＣＰＵ３０１に対してこの目標駆動量の情報（フォーカス駆動指令）を送信する。また、カメラＣＰＵ２０１は、自身が持つ撮像素子４の画素ピッチの情報をレンズＣＰＵ３０１に対して送信する。
【００２７】
ここで、第１の合焦範囲は、上記所定値より大きな画素ピッチ（画素サイズ）に対応した許容錯乱円径に応じて設定されており、第２の合焦範囲は、上記所定値より小さな画素ピッチ（画素サイズ）に対応した許容錯乱円径に応じて設定されている。すなわち、第２の合焦範囲は、第１の合焦範囲に比べてより精度の高い合焦状態が得られる範囲である。
【００２８】
また、レンズＣＰＵ３０１では、後述するフローチャートに従い、装着されたカメラが持つ撮像素子４の画素ピッチの情報に応じて異なるフォーカスレンズ駆動制御を行う。具体的には、カメラＣＰＵ２０１から受信した撮像素子４の画素ピッチの情報が上記所定値より大きいときは、第１の駆動制御モードによってステッピングモータ１１に通常ステップ駆動（基本ステップ単位又は基本ステップの１／２単位での駆動）を行わせてステッピングモータ１１を高速回転させ、フォーカスレンズ８をデフォーカス量が第１の合焦範囲内になるまで高速で駆動する。
【００２９】
一方、カメラＣＰＵ２０１から受信した撮像素子４の画素ピッチの情報が上記所定値以下のときは、まず第１の駆動制御モードによってステッピングモータ１１に通常ステップ駆動を行わせてステッピングモータ１１を高速回転させ、フォーカスレンズ８をデフォーカス量が第１の合焦範囲内になるまで高速で駆動する。その後、第２の駆動制御モードによってステッピングモータ１１にマイクロステップ駆動を行わせてステッピングモータ１１を低速（微速）回転させ、フォーカスレンズ８をデフォーカス量が第２の合焦範囲内になるまで低速で駆動する。
【００３０】
図３および図４には、本実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャートを示している。なお、図３および図４中において、同じ丸囲みの数字が付されている部分は互いにつながっていることを示す。また、本実施形態では、説明を分かり易くするため、カメラＣＰＵ２０１の動作フローとレンズＣＰＵ３０１の動作フローとを一緒にして示しているが、これらは実際には別々のプログラムとして動作するものである。
【００３１】
まず、カメラＣＰＵ２０１は、レリーズスイッチ２０４からＳＷ１のＯＮ信号が入力されているか否かを判別し（ステップ〈図ではＳと記す〉４００１）、入力されていれば焦点検出回路２０６からの出力に基づいてデフォーカス量（Ｄｅｆ）を演算し（ステップ４００２）、演算したデフォーカス量が第１の合焦範囲内かどうかを判別する（ステップ４００３）。デフォーカス量が第１の合焦範囲外であればステップ４００５へ、第１の合焦範囲内ならばステップ４００４へ進む。
【００３２】
ステップ４００５では、レンズＣＰＵ３０１により第１の駆動制御モードが初期設定される。このとき、カメラＣＰＵ２０１からはフォーカスレンズ８の目標駆動量（ステッピングモータ１１の駆動ステップ数換算値）がレンズＣＰＵ３０１に送信される。レンズＣＰＵ３０１は、上記目標駆動量分、ステッピングモータ１１の通常ステップ駆動制御を行い（ステップ４００６）、ステップ４００２へ戻る。この第１の駆動制御モードによるステッピングモータ１１の通常ステップ駆動制御は、デフォーカス量が第１の合焦範囲内に入るまで繰り返し行われる。
【００３３】
こうして、デフォーカス量が第１の合焦範囲内に入ると（ステップ４００２、４００３）、レンズＣＰＵ３０１はカメラが持つ撮像素子４の画素ピッチが所定値より大きいか否かを判別する（ステップ４００４）。ここで、カメラＣＰＵ２０１から上記所定値より大きい画像ピッチの情報を受信したときは、ステップ５００１へ進み、それ以外（上記所定値以下の画像ピッチの情報を受信したとき）は、画素ピッチが上記所定値より大きい撮像素子４に対応した合焦精度が得られたものとしてＡＦ動作を終了する（ステップ４００７）。
【００３４】
ステップ５００１では、カメラＣＰＵ２０１は焦点検出回路２０６の出力に基づいて再度、デフォーカス量を演算し、ステップ５００２で、演算したデフォーカス量が第２の合焦範囲内かどうかを判別する。第２の合焦範囲外であればステップ５００４へ、第２の合焦範囲内であれば、上記所定値より小さな画素ピッチを有する撮像素子４に対応した高精度の合焦が得られたものとしてステップ５００３へ進み、ＡＦ動作を終了する。
【００３５】
また、ステップ５００４では、レンズＣＰＵ３０１は第２の駆動制御モードを設定する。このとき、カメラＣＰＵ２０１からはフォーカスレンズ８の目標駆動量（ステッピングモータ１１の駆動ステップ数換算値）がレンズＣＰＵ３０１に送信される。レンズＣＰＵ３０１は、上記目標駆動量分、第２の駆動制御モードによるステッピングモータ１１のマイクロステップ駆動制御を行う。この第２の制御モードによるステッピングモータ１１のマイクロステップ駆動制御は、デフォーカス量が第２の合焦範囲内に入るまで繰り返し行われる。
【００３６】
こうして、デフォーカス量が第２の合焦範囲内に入ると（ステップ５００１、５００２）、レンズＣＰＵ３０１はステップ５００３へ進み、ＡＦ動作を終了する。
【００３７】
（第２実施形態）
図５には、本発明の第２実施形態であるレンズ交換式デジタル一眼レフカメラシステムの電気的構成を示している。なお、本実施形態のカメラシステムの光学的構成は、基本的に図１に示したものと同じであるが、本実施形態では、第１実施形態にて説明した位相差検出方式での焦点検出に加え、撮影前において、ハーフミラー３を透過した光束を撮像素子４にて光電変換し、その出力信号の高周波成分を抽出して焦点検出を行う。すなわち、撮像素子４をコントラスト検出方式による焦点検出部として用いる。
【００３８】
図５中、４００はデジタルカメラ１側の電気回路、５００は交換レンズ２側の電気回路を示している。
【００３９】
カメラ側電気回路４００において、４０１はマイクロコンピュータで構成されるカメラＣＰＵであり、カメラ側電気回路４００内の種々の回路の動作を制御するとともに、カメラ接点４０２およびレンズ接点４０２を介してレンズＣＰＵ５０１との通信を行う。カメラ接点４０２は、レンズ２側との通信を行う信号伝達接点とレンズ２側に電源を供給する電源用接点とから構成されている。
【００４０】
４０３は外部より操作可能な電源スイッチであり、カメラＣＰＵ４０１を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給およびシステムの動作を可能な状態とするためのスイッチである。
【００４１】
４０４は外部より操作可能な２段ストローク式のレリーズスイッチである。レリーズスイッチ４０４からの信号はカメラＣＰＵ４０１に入力される。カメラＣＰＵ４０１は、レリーズスイッチ４０４を構成する第１ストロークスイッチ（ＳＷ１）からのＯＮ信号が入力されることにより、測光回路４０５および焦点検出部７のラインセンサ７ｃを含む第１の焦点検出回路４０６を動作させる。また、撮像素子４を入力部として含むコントラスト検出方式による焦点検出を行う第２の焦点検出回路４０７も動作させる。
【００４２】
カメラＣＰＵ４０１は、測光回路４０５からの出力に基づいて撮像素子４の露光量（電荷蓄積時間）を決定する。また、第１の焦点検出回路４０６からの出力に基づいて撮影光学系のデフォーカス量を演算し、さらにこのデフォーカス量に基づいて被写体に対する合焦を得るために必要なフォーカスレンズ８（つまりはステッピングモータ１１）の目標駆動量を算出する。
【００４３】
また、カメラＣＰＵ４０１は、レリーズスイッチ４０４を構成する第２ストロークスイッチ（ＳＷ２）からのＯＮ信号が入力されることにより、露光回路４０８に露光開始命令を出力する。露光開始命令を受けた露光回路４０８は撮像素子４を駆動して、撮像素子４上に結像した被写体像を光電変換させる。撮像素子４から出力された画像信号は、画像処理回路４１０でデジタル化されて圧縮され、画像記録回路４１１にてフラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク等の記録媒体に記録される。
【００４４】
次に、レンズ側電気回路５００において、レンズＣＰＵ５０１は、レンズ側電気回路５００内の種々の回路の動作を制御するとともに、レンズ接点５０２を介してカメラＣＰＵ４０１との通信を行う。
【００４５】
レンズ接点５０２は、カメラ側との通信を行うための信号伝達接点と、カメラ側から電源供給を受ける電源用接点とから構成されている。５０３はレンズＣＰＵ５０１からの制御信号に応じてステッピングモータ１１を駆動するフォーカス駆動回路である。５０８は絞り駆動回路であり、レンズＣＰＵ５０１からの制御信号に応じて、絞りユニットを駆動する。
【００４６】
上記構成において、カメラＣＰＵ４０１では、後述するフローチャートに従い、自身が持つ撮像素子４の画素ピッチに応じて異なるＡＦ処理を行う。撮像素子４の画素ピッチが所定値より大きいカメラでは、カメラＣＰＵ４０１は、第１の焦点検出回路４０６からの出力に基づいて、デフォーカス量を第１の合焦範囲内とするために必要なフォーカスレンズ８の目標駆動量を演算するとともに、レンズＣＰＵ５０１に対してこの目標駆動量の情報（フォーカス駆動指令）を送信する。また、カメラＣＰＵ４０１は、自身が持つ撮像素子４の画素ピッチの情報をレンズＣＰＵ５０１に対して送信する。
【００４７】
一方、撮像素子４の画素ピッチが所定値以下のカメラでは、カメラＣＰＵ４０１は、第１の焦点検出回路４０６からの出力に基づいて、デフォーカス量を第１の合焦範囲内とするために必要なフォーカスレンズ８の目標駆動量を演算するとともに、レンズＣＰＵ５０１に対してこの目標移動量の情報（フォーカス駆動指令）を送信する。さらにその後、第２の焦点検出回路４０７によって撮像素子４の出力から高周波成分が抽出されると、カメラＣＰＵ４０１はその高周波成分が最大となるフォーカスレンズ８の位置（第２の合焦範囲内にあること）を検出するために、フォーカスレンズ８を光軸方向前方又は後方に所定量移動させるためのフォーカス駆動指令をレンズＣＰＵ５０１に送信する。また、カメラＣＰＵ４０１は、自身が持つ撮像素子４の画素ピッチの情報をレンズＣＰＵ５０１に対して送信する。
【００４８】
ここで、第１の合焦範囲は、上記所定値より大きな画素ピッチ（画素サイズ）に対応した許容錯乱円径に応じて設定されており、第２の合焦範囲は、上記所定値より小さな画素ピッチ（画素サイズ）に対応した許容錯乱円径に応じて設定されている。すなわち、第２の合焦範囲は、第１の合焦範囲に比べてより精度の高い合焦状態が得られる範囲である。
【００４９】
また、レンズＣＰＵ５０１では、後述するフローチャートに従い、装着されたカメラが有する撮像素子４の画素ピッチに応じて異なるフォーカスレンズ駆動制御を行う。具体的には、カメラＣＰＵ４０１から受信した画素ピッチの情報が上記所定値より大きいときは、第１の駆動制御モードによってステッピングモータ１１に通常ステップ駆動（基本ステップ単位又は基本ステップの１／２単位での駆動）を行わせてステッピングモータ１１を高速回転させ、フォーカスレンズ８をデフォーカス量が第１の合焦範囲内になるまで高速で駆動する。
【００５０】
一方、カメラＣＰＵ４０１から受信した画素ピッチの情報が上記所定値以下のときは、まず第１の駆動制御モードによってステッピングモータ１１に通常ステップ駆動を行わせてステッピングモータ１１を高速回転させ、フォーカスレンズ８をデフォーカス量が第１の合焦範囲内になるまで高速で駆動する。その後、第２の駆動制御モードによってステッピングモータ１１にマイクロステップ駆動を行わせてステッピングモータ１１を低速（微速）回転させ、第２の焦点検出回路４０７によって抽出された撮像素子４の出力からの信号の高周波成分の最大値がピークとなるようにフォーカスレンズ８を低速で駆動する。
【００５１】
図６および図７は、本実施形態におけるＡＦ動作を示すフローチャートを示している。なお、図６および図７中において、同じ丸囲みの数字が付されている部分は互いにつながっていることを示す。また、本実施形態では、説明を分かり易くするため、カメラＣＰＵ４０１の動作フローとレンズＣＰＵ５０１の動作フローとを一緒にして示しているが、これらは実際には別々のプログラムとして動作するものである。
【００５２】
まず、カメラＣＰＵ４０１は、レリーズスイッチ４０４からＳＷ１のＯＮ信号が入力されているか否かを判別する（ステップ６００１）。入力されていればステップ６００２に進み、装着されているカメラの撮像素子４の画素ピッチが所定値より大きいか否かを判別する（ステップ６００２）。画素ピッチが上記所定値より大きいときはステップ６００４に進み、上記所定値以下のときはステップ７００１に進む。
【００５３】
ステップ６００４では、レンズＣＰＵ５０１により第１の駆動制御モードが初期設定される。
【００５４】
一方、ステップ６００５では、カメラＣＰＵ４０１は、第１の焦点検出回路４０６からの出力に基づいてデフォーカス量（Ｄｅｆ）を演算し、演算したデフォーカス量が第１の合焦範囲内かどうかを判別する（ステップ６００６）。デフォーカス量が第１の合焦範囲外であればステップ６００７へ、第１の合焦範囲内ならばステップ６００８へ進んでＡＦ動作を終了する。
【００５５】
ステップ６００７では、カメラＣＰＵ４０１からは、デフォーカス量に基づいて算出されたフォーカスレンズ８の目標駆動量（ステッピングモータ１１の駆動ステップ数換算値）がレンズＣＰＵ５０１に送信される。レンズＣＰＵ５０１は、上記目標駆動量分、ステッピングモータ１１の通常ステップ駆動制御を行い、ステップ６００２へ戻る。この第１の駆動制御モードによるステッピングモータ１１の通常ステップ駆動制御は、デフォーカス量が第１の合焦範囲内に入るまで繰り返し行われる。
【００５６】
こうして、デフォーカス量が第１の合焦範囲内に入ると（ステップ６００５、６００６）、上記所定値より大きい画素ピッチを有する撮像素子４に対応した合焦精度が得られたものとしてステップ６００８へ進んでＡＦ動作を終了する。
【００５７】
一方、ステップ７００１に進んだ場合は、レンズＣＰＵ５０１は第１の駆動制御モードを設定する。そして、ステップ７００２では、カメラＣＰＵ４０１は第１の焦点検出回路４０６からの出力に基づいてデフォーカス量（Ｄｅｆ）を演算し、演算したデフォーカス量が第１の合焦範囲内かどうかを判別する（ステップ７００３）。デフォーカス量が第１の合焦範囲外であればステップ７００４へ、第１の合焦範囲内ならばステップ７００５へ進む。
【００５８】
ステップ７００４では、カメラＣＰＵ４０１から、デフォーカス量に基づいて算出されたフォーカスレンズ８の目標駆動量がレンズＣＰＵ５０１に送信される。レンズ内ＣＰＵ５０１は、第１の駆動制御モードによるステッピングモータ１１の通常ステップ駆動制御を行ってステッピングモータ１１を高速回転させ、フォーカスレンズ８を、算出された目標駆動量を越えない十分手前の位置まで高速駆動し、その後、減速して停止させる。
【００５９】
ここで、ステッピングモータ１１の高速（一定速）駆動中においては、カメラＣＰＵ４０１は、可能な限り繰り返し第１の焦点検出回路４０６からの出力に基づいてデフォーカス量（Ｄｅｆ）を演算し、演算したデフォーカス量が第１の合焦範囲内かどうかを判別する（ステップ７００２，７００３）。こうしてデフォーカス量が第１の合焦範囲内に入ると、ステップ７００５へ進む。
【００６０】
ステップ７００５では、レンズ内ＣＰＵ５０１は第２の駆動制御モードを設定し、ステップ７００６へ進む。ステップ７００６では、カメラＣＰＵ４０１は初期設定を行い、ステップ７００７へ進む。この初期設定は、後述するコントラスト方式の焦点検出によって抽出される被写体像の高周波成分の最大値を格納するβの値をゼロとするものである。
【００６１】
次に、カメラＣＰＵ４０１は第２の焦点検出回路４０７により、コントラスト検出方式による焦点検出を開始する（ステップ７００７）。カメラＣＰＵ４０１は、撮像素子４上に結像した被写体像の高周波成分を抽出してその最大値を求め（ステップ７００８）、その値とβを比較して（ステップ７００９）、βより小さい場合はステップ７０１２へ、それ以外の場合はステップ７０１０へ進む。
【００６２】
ステップ７０１０では、カメラＣＰＵ４０１はβを新たに求めた最大値に更新する。そして、ステップ７０１１では、カメラＣＰＵ４０１は、レンズＣＰＵ５０１に対して、ステッピングモータ１１を前述したステップ７００４で駆動した方向と同じ方向に焦点深度幅に相当する量、駆動させるためのフォーカス駆動指令を送信する。レンズＣＰＵ５０１は、このフォーカス駆動指令に応じて、第２の駆動制御モードによってステッピングモータ１１（フォーカスレンズ８）を、ステップ７００４で駆動した方向と同じ方向に、焦点深度幅に相当する量、単位駆動（マイクロステップ駆動）し、ステップ７００７へ戻る。
【００６３】
一方、ステップ７００９からステップ７０１２へ進んだ場合は、カメラＣＰＵ４０１はβの更新が１回以上あったか否かを判別し、更新がないときは異常とみなしてステップ７００２へ戻る。βの更新が１回以上あった場合は、被写体像の高周波成分の最大値がピークを越したとして、ステップ７０１３へ進む。
【００６４】
ステップ７０１３では、カメラＣＰＵ４０１は、レンズＣＰＵ５０１に対して、ステッピングモータ１１を前回の駆動方向と反対方向に焦点深度幅に相当する量、駆動させるためのフォーカス駆動指令を送信する。レンズＣＰＵ５０１は、このフォーカス駆動指令に応じて、第２の駆動制御モードによってステッピングモータ１１を前回の駆動方向とは逆方向に、焦点深度幅に相当する量、単位駆動（マイクロステップ駆動）し、ステップ７０１４へ進む。
【００６５】
ステップ７０１４では、ＡＦ動作を終了する。これにより、上記所定値以下の画素ピッチを有する撮像素子４に対応した高精度の合焦が得られたことになる。
【００６６】
なお、上記各実施形態においては、フォーカスレンズ８を駆動するアクチュエータ（フォーカス駆動手段）としてステッピングモータを用いた場合について説明したが、本発明においてはこれに限られず、直流モータや振動型モータを用いてもよい。
【００６７】
但し、直流モータを用いる場合は、例えばモータの回転量を検出するパルス板に長短のスリットを交互に形成し、第１の駆動制御モードでは長いスリットのみをフォトインターラプタで検出して大きな駆動単位でモータを制御する一方、第２の駆動制御モードでは長短のスリットをフォトインターラプタで検出して小さな駆動単位でモータを制御するといった構成を用いるとよい。
【００６８】
また、振動型モータを用いる場合には、電気−機械エネルギー変換素子に入力する複数相のパルス信号の周波数を、第１の駆動制御モードでは低くして大きな駆動単位で制御する一方、第２の駆動制御モードでは高くして小さな駆動単位で制御するといった構成を用いるとよい。
【００６９】
また、上記各実施形態では、レンズ交換式デジタルカメラシステムについて説明したが、本発明はレンズ一体型のカメラにも適用することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、カメラ側の撮像素子の画素ピッチに応じた合焦精度を確保でき、かつ高速性に優れたオートフォーカス制御が可能なレンズ装置およびカメラシステムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるデジタルカメラシステムの光学的構成を示す断面図。
【図２】上記第１実施形態のデジタルカメラシステムの電気的構成を示すブロック図。
【図３】上記第１実施形態のデジタルカメラシステムのＡＦ動作を示すフローチャート。
【図４】上記第１実施形態のデジタルカメラシステムのＡＦ動作を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２実施形態のデジタルカメラシステムの電気的構成を示すブロック図。
【図６】上記第２実施形態のデジタルカメラシステムのＡＦ動作を示すフローチャート。
【図７】上記第２実施形態のデジタルカメラシステムのＡＦ動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１　　デジタルカメラ
２　　交換レンズ
３　　ハーフミラー
４　　撮像素子
５　　ペンタプリズム
６　　接眼レンズ
７　　焦点検出部
８　　フォーカスレンズ
９　　フォーカス保持枠
１０　　保持鏡筒
１１　　ステッピングモータ

Claims (3)

1. 互いに画素ピッチが異なる撮像素子を備えた複数のカメラに対して着脱が可能で、前記カメラとの通信が可能なレンズ装置であって、
   フォーカスレンズを含む撮影光学系と、
   前記フォーカスレンズを駆動するフォーカス駆動手段と、
   このレンズ装置が装着されたカメラから、前記撮影光学系の合焦を得るためのフォーカス駆動指令を受信することに応じて前記フォーカス駆動手段を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、前記装着されたカメラに備えられた撮像素子の画素ピッチに関する情報を前記カメラから受信し、該画素ピッチが所定値より大きいときは前記フォーカス駆動手段を所定駆動単位で制御し、該画素ピッチが前記所定値より小さいときは前記フォーカス駆動手段を前記所定駆動単位で制御した後、この所定駆動単位よりも小さな駆動単位で制御することを特徴とするレンズ装置。
2. 前記フォーカス駆動手段がステッピングモータであり、
   前記制御手段は、前記画素ピッチが前記所定値より大きいときは前記ステッピングモータの通常ステップ駆動制御を行い、前記画素ピッチが前記所定値より小さいときは前記フォーカス駆動手段の通常ステップ駆動制御を行った後、マイクロステップ駆動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 請求項１又は２に記載のレンズ装置と、
   撮像素子を備えるとともに、前記撮影光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出手段を備え、前記焦点検出手段の検出結果に基づいて前記レンズ装置にフォーカス駆動指令を送信するカメラとを有することを特徴とするカメラシステム。

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