JP2009053358A - レンズ交換式デジタルカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】高速かつ高精度にＡＦ可能なレンズ交換式デジタルカメラシステムを提供すること。
【解決手段】レンズユニット２０でフォーカスレンズ２１１を駆動しながら、カメラ本体１０において、撮像素子１０２の出力から求めたＡＦに必要なＡＦ評価値と上記撮像素子１０２の露光時刻とを情報記録手段１０７に記録していき、レンズユニット２０では上記フォーカスレンズ２１１の位置情報と当該レンズユニット２０内の時刻とを所定のタイミングにて情報記録手段２０９に記録していき、上記カメラ本体１０の情報記録手段１０７に記録された上記ＡＦ評価値及び上記露光時刻と、上記レンズユニット２０の情報記録手段２０９に記録された上記フォーカスレンズ位置情報及び上記レンズ内時刻とから、情報照合手段１０９により上記ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置情報を演算する。
【選択図】図１

Description

本発明は、オートフォーカス機能を有するレンズ交換可能なレンズ交換式デジタルカメラに関する。

従来、一般的にレンズ交換式の一眼レフレックスタイプ（以下、単に一眼レフと略記する）のスチルカメラのオートフォーカス（ＡＦ）機構としては、ＴＴＬ（Through The Lens）位相差ＡＦが用いられている。

この位相差ＡＦの機構は、カメラ本体に焦点位置のズレを検出するための専用機構が設けられ、その機構により検出された焦点ズレ量により、交換レンズユニット内の焦点調節用のレンズ（フォーカスレンズ）の移動位置を決定している。

一方、コンパクトデジタルカメラやビデオカメラ等では、撮像素子の信号の高周波成分によりコントラスト検知を行う、いわゆるイメージャＡＦが多く用いられている。イメージャＡＦは、レンズユニットのフォーカスレンズを光軸方向に移動させながら、ＡＦ評価値、例えば上記コントラストを繰り返し検出し、そのコントラストが最大になるフォーカスレンズ位置を決定する。

ＴＴＬ位相差ＡＦとイメージャＡＦは、例えば、ＴＴＬ位相差ＡＦはより高速に合焦し、イメージャＡＦはより高精度に合焦するといったように、それぞれ特徴があり、用途に応じて使い分けられている。

レンズ交換式デジタル一眼レフカメラでも、光学ファインダや位相差ＡＦセンサへ光を導くミラーを退避させ、撮像素子で連続的に画像を取り込んでカメラ背面の液晶モニタにリアルタイムに画像を表示させて、コンパクトデジタルカメラのように液晶モニタを見ながらフレーミングを行うことが可能であるが、この状態では位相差ＡＦができないため、マニュアルフォーカスとなり使い勝手が悪く、コンパクトカメラのようなイメージャＡＦが期待されている。

しかし、レンズ交換式のカメラでは、カメラ本体と交換レンズユニットにそれぞれマイコンが組み込まれ、カメラ本体で測距して検出したＡＦ情報を、マイコン間の通信により交換レンズユニットに伝え、フォーカスレンズを合焦位置に動かす構成が一般的であり、一回の測距で焦点ずれ量が検出できるＴＴＬ位相差ＡＦでは高速な合焦動作が可能であるが、フォーカスレンズを移動させながら合焦位置を探すイメージャＡＦでは、合焦動作時間が長くなってしまうという問題があった。また、コンパクトカメラよりも、大型で多様な交換レンズユニットに対応する必要があり、コンパクトカメラで一般的なステッピングモータではなく、ＤＣモータや超音波モータなどが使用されるため、フォーカスレンズの位置を正確に制御するには、レンズ位置を検出してフィードバック制御する必要があり、このこともイメージャＡＦを難しくする要因であった。

レンズ交換式デジタルカメラでのイメージャＡＦの先行例としては、特許文献１がある。これは、撮像画像の信号から制御情報を演算し、その演算結果を、演算終了の次の垂直同期信号に同期させてレンズ駆動手段に送信し、フォーカスレンズを制御するというものである。
特許第２７５６３３９号公報

しかしながら、垂直同期信号に同期して演算手段の演算結果を駆動手段へ送信を行う特許文献１の方式では、高速にイメージャＡＦ動作を行おうとした場合、レンズ駆動の高速化と同時に垂直同期信号の周期を短くする必要があり、交換レンズユニットとカメラ本体間での通信時間が制約となり限界がある。

また、上記特許文献１では、垂直同期信号に同期させて交換レンズユニットに演算結果を送信し、その後、レンズの位置情報を得ているが、フォーカスレンズを連続的に移動させながらこれらの動作を行う場合には、交換レンズユニット内の処理タイミングが通信タイミングに対して必ずしも同期が取れているわけではないので、レンズの位置情報の得られるタイミングが垂直同期信号に対して時間的に変動してしまうという問題がある。そのため、合焦とするレンズ位置を求める際に誤差が発生してしまう。

これに対して、フォーカスレンズを毎回停止してから演算結果の情報を得るようにした場合には、フォーカスレンズが停止した状態でレンズの位置情報を取ることができるので、合焦とするレンズ位置を正確に求めることができる。しかながら、フォーカスレンズの起動と停止を頻繁に繰り返すため、フォーカスレンズを連続的に移動した場合に比べてＡＦ動作に時間がかかることとなる。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、高速かつ高精度にＡＦ可能なレンズ交換式デジタルカメラシステムを提供することを目的とする。

本発明のレンズ交換式デジタルカメラシステムの一態様は、カメラ本体と当該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットから構成される撮像システムであって、
上記カメラ本体は、
上記レンズユニットにより結像した被写体を繰り返し撮影する撮像素子と、
上記レンズユニットのフォーカスレンズの駆動を制御する命令を生成する制御手段と、
上記レンズユニットとの間で通信を行う本体内通信手段と、
上記撮像素子の出力からＡＦに必要なＡＦ評価値を出力するＡＦ評価値出力手段と、
当該カメラ本体内の時刻を設定可能な本体内時刻出力手段と、
上記本体内時刻出力手段の出力に基づいて上記撮像素子の露光時刻を記録すると共に、上記ＡＦ評価値出力手段からのＡＦ評価値を記録する本体内記録手段と、
を有し、
上記レンズユニットは、
当該レンズユニットの焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、
上記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
上記カメラ本体との間で通信を行うレンズ内通信手段と、
上記フォーカスレンズの位置情報を出力するフォーカスレンズ位置情報出力手段と、
当該レンズユニット内の時刻を設定可能なレンズ内時刻出力手段と、
上記レンズ内時刻出力手段によるレンズ内時刻と、上記フォーカスレンズ位置情報出力手段が出力するフォーカスレンズ位置情報とを、所定のタイミングにて記録するレンズ内記録手段と、
を有し、
上記カメラ本体の本体内記録手段に記録された上記ＡＦ評価値及び上記露光時刻と、上記レンズユニットのレンズ内記録手段に記録された上記フォーカスレンズ位置情報及び上記レンズ内時刻とから、情報照合手段により上記ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置情報を演算することを特徴とする。

本発明によれば、高速かつ高精度にＡＦ可能なレンズ交換式デジタルカメラシステムを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。

本実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムは、カメラ本体１０と、該カメラ本体１０に対して着脱可能でカメラ本体１０側と通信可能な交換レンズユニット２０とからなる。

ここで、上記交換レンズユニット２０は、制御手段２０１、レンズ系２０２、フォーカスレンズ駆動手段２０３、フォーカスレンズ位置検出手段２０４、時間出力手段２０５、時間同期手段２０６、一定位置間隔検出手段２０７、一定位置間隔設定手段２０８、情報記録手段２０９、及び通信手段２１０を有している。上記レンズ系２０２は、焦点調節用のフォーカスレンズ２１１を含む複数枚のレンズから構成されている。また、上記時間同期手段２０６は、時間設定手段２１２と起動信号発生手段２１３とからなる。

上記制御手段２０１は、上記カメラ本体１０からのコマンドを上記通信手段２１０を介して受信し、上記フォーカスレンズ駆動手段２０３により上記フォーカスレンズ２１１を光軸方向に移動させて合焦位置に動かす機能を有する。

また、上記フォーカスレンズ位置検出手段２０４は、上記フォーカスレンズ２１１の位置を検出してフォーカスレンズ位置情報を出力する。上記時間出力手段２０５は、タイマもしくはカウンタで構成され、時間情報をレンズ内時刻として出力する。この時間出力手段２０５の初期値及び起動開始のタイミングは、カメラ本体１０からのコマンドに応じた制御手段２０１によって制御される上記時間同期手段２０６の時間設定手段２１２及び起動信号発生手段２１３により、それぞれ設定される。

上記一定位置間隔検出手段２０７は、上記フォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報に基づいて、フォーカスレンズ２１１が一定量移動したことを検出するもので、その一定量は、カメラ本体１０からのコマンドに応じた制御手段２０１によって制御される上記一定位置間隔設定手段２０８によって設定される。そして、上記一定位置間隔検出手段２０７は、フォーカスレンズ２１１のその一定量の移動検出のタイミングで上記情報記録手段２０９に、上記フォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報と上記時間出力手段２０５が出力するレンズ内時刻とを記録させる。具体的には、上記情報記録手段２０９は、例えば、図２（Ａ）に示すように、ＯＲ回路２１４と、アドレス生成手段としてのカウンタ２１５と、メモリ２１６とから構成される。ＯＲ回路２１４は、上記制御手段２０１からの書き込み信号又は上記一定位置間隔検出手段２０７からの検出信号に応じて、カウンタ２１５のカウント値を増加または減少させ、該カウンタ２１５のカウント値をメモリ２１６のアドレスに与えることで、当該アドレスにフォーカスレンズ位置情報Ｍビットとレンズ内時刻Ｎビットを書き込む。こうしてフォーカスレンズ２１１が所定量移動するごとに、メモリ２１６にフォーカスレンズ位置情報とレンズ内時刻が記録されていく。

そして、カメラ本体１０からのコマンドに従って制御手段２０１がフォーカスレンズ駆動手段２０３によるフォーカスレンズ２１１の駆動を停止した後、上記メモリ２１６に記録された上記フォーカスレンズ位置情報及び上記レンズ内時刻が通信手段２１０を介してカメラ本体１０に通信される。

一方、上記カメラ本体１０は、制御／処理手段１０１、撮像素子１０２、画像処理部１０３、ＡＦ評価値出力手段１０４、時間出力手段１０５、時間同期手段１０６、情報記録手段１０７、割り込み信号発生手段１０８、情報照合手段１０９、及び通信手段１１０を有している。上記時間同期手段１０６は、時間設定手段１１１と起動信号発生手段１１２とからなる。

上記制御／処理手段１０１は、ＣＰＵ等によって構成され、図示しない電源スイッチ、レリーズボタンをはじめとする各種ボタン及びスイッチのユーザ操作に応じて、当該カメラ本体１０内の各部を制御するものである。例えば、２段押しのボタンとなっているレリーズボタンの１段階目の操作、所謂１ＳＴレリーズ操作に応じてＡＦ動作を行い、２段階目の操作、所謂２ＮＤレリーズ操作に応じて実際の撮影動作を行う。

即ち、ＡＦ動作においては、ＣＣＤ等の撮像素子１０２で上記レンズ系２０２を通して入ってきた被写体像をアナログ映像信号に変換し、画像処理部１０３で該アナログ映像信号のデジタル画像信号への変換を含む所定の信号処理を行う。この画像処理部１０３からの画像信号は、カメラ本体１０の背面に配された液晶モニタ等の図示しない画像表示部に表示されると共に、ＡＦ評価値出力手段１０４にも送られ、そこでＡＦ評価値が求められる。このＡＦ評価値としては、画像のコントラストや高周波成分の和が用いられ、値が大きいほどフォーカスが合っていることを示している。

また、上記時間出力手段１０５は、タイマもしくはカウンタで構成され、時間情報を本体内時刻として出力する。この時間出力手段１０５の初期値及び起動開始のタイミングは、上記制御／処理手段１０１によって制御される上記時間同期手段１０６の時間設定手段１１１及び起動信号発生手段１１２により、それぞれ設定される。

上記割り込み信号発生手段１０８は、例えば垂直ブランキング信号ＶＤのタイミングで割り込み信号を上記情報記録手段１０７に与え、該割り込み信号に応じて上記情報記録手段１０７に、上記ＡＦ評価値出力手段１０４から出力されるＡＦ評価値を記録させると共に、上記時間出力手段１０５が出力する本体内時刻を上記撮像素子１０２の露光時刻として記録させる。

上記情報照合手段１０９は、上記情報記録手段１０７に記録された上記ＡＦ評価値及び上記露光時刻と、上記通信手段１１０を介して上記レンズユニット２０より受信した上記フォーカスレンズ位置情報及び上記レンズ内時刻から、上記ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置情報を演算する。制御／処理手段１０１は、この情報照合手段１０９で求めたフォーカスレンズ位置情報に基づいて、フォーカスレンズ２１１をその位置に移動させるためのレンズ駆動コマンドを、通信手段１１０を介してレンズユニット２０の制御手段２０１へ送信し、フォーカスレンズ２１１を合焦位置に移動させる。

そして、このＡＦ動作による合焦状態を図示しない画像表示部に表示された画像によって確認したユーザの２ＮＤレリーズ操作がなされると、実際の撮影動作が行われ、撮像素子１０２で撮像され画像処理部１０３で所定の信号処理が施された画像信号が、内蔵若しくは着脱自在なメモリ等の図示しない記録媒体に記録される。勿論この場合、記録前に画像表示部に表示してユーザに当該画像を記録するか確認するようにしても構わない。

図３Ａ及び図３Ｂは、上記ＡＦ動作時におけるカメラ本体１０の動作（ＢＯＤＹ動作）とレンズユニット２０の動作（レンズ動作）の詳細を説明するためのフローチャートを示す図である。また、図４Ａ及び図４Ｂは、そのときのタイミングチャートを示す図である。

まず、制御／処理手段１０１は、通信手段１１０にレンズ通信処理を行わせて、制御手段２０１に対してタイマ設定コマンドを送信すると共に（ステップＳ１０１）、時間設定手段１１１により時間出力手段１０５に初期値を設定するＢＯＤＹタイマ初期値設定処理を実行する（ステップＳ１０２）。

また、通信手段２１０がＢＯＤＹ通信処理により上記制御／処理手段１０１から上記タイマ設定コマンドを受信すると（ステップ２０１）、制御手段２０１は、そのコマンドの内容に従って、時間設定手段２１２により時間出力手段２０５に初期値を、また一定位置間隔設定手段２０８によって一定位置間隔検出手段２０７に所定の位置間隔を、それぞれ設定するレンズタイマ初期値／間隔設定処理を実行する（ステップＳ２０２）。

その後、制御／処理手段１０１は、通信手段１１０にレンズ通信処理を行わせて、制御手段２０１に対してタイマ起動コマンドを送信すると共に（ステップＳ１０３）、起動信号発生手段１１２により時間出力手段１０５を起動するＢＯＤＹタイマ起動処理を実行する（ステップＳ１０４）。これにより、図４Ａに示すように、時間出力手段１０５による本体内時刻の計時が開始される。

また、通信手段２１０がＢＯＤＹ通信処理により上記制御／処理手段１０１から上記タイマ起動コマンドを受信すると（ステップ２０３）、制御手段２０１は、起動信号発生手段２１３により時間出力手段２０５を起動するレンズタイマ起動処理を実行する（ステップＳ２０４）。これにより、図４Ａに示すように、時間出力手段２０５によるレンズ内時刻（レンズタイマ）の計時が開始される。また、制御手段２０１は、図４Ａに示すように、そのときのフォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報と上記時間出力手段２０５が出力するレンズ内時刻とを、それぞれの初期値として情報記録手段２０９に記録させる、タイマ値とレンズ位置の保存処理を実行する（ステップＳ２０５）。

上記ＢＯＤＹタイマ起動処理の実行後、制御／処理手段１０１は、図１には図示しない制御信号によりＡＦ評価値出力手段１０４にＡＦ評価値の取得を開始させるＡＦ評価値取得開始処理を実行する（ステップＳ１０５）。そして、通信手段１１０にレンズ通信処理を行わせて、制御手段２０１に対してレンズ駆動開始コマンドを送信する（ステップＳ１０６）。

また、通信手段２１０がＢＯＤＹ通信処理により上記制御／処理手段１０１から上記レンズ駆動開始コマンドを受信すると（ステップ２０６）、制御手段２０１は、フォーカスレンズ駆動手段２０３によりフォーカスレンズ２１１を駆動するレンズ駆動処理を実行する（ステップＳ２０７）。これにより、フォーカスレンズ２１１が光軸方向に移動していく。またこのとき、制御手段２０１は、図１では図示しない制御信号により、フォーカスレンズ位置検出手段２０４及び一定位置間隔検出手段２０７に動作を開始させる。これにより、フォーカスレンズ位置検出手段２０４は、そのフォーカスレンズ２１１の位置を検出し、図４Ａに示すように、位置情報を出力していく。そして、一定位置間隔検出手段２０７は、上記一定位置間隔設定手段２０８によって設定された所定の位置間隔をフォーカスレンズ２１１が移動したか否かを判別し（ステップＳ２０８）、その所定の位置間隔の移動がなされたならば、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、フォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報と上記時間出力手段２０５が出力するレンズ内時刻（タイマ値）とを情報記録手段２０９に記録させる（ステップＳ２０９）。なお、フォーカスレンズ２１１の加速中はフォーカスレンズ位置検出手段２０４からのフォーカスレンズ位置情報の変化の周期が長く、フォーカスレンズ２１１の移動が速いスピードになると段々短くなっていく。また、図４Ａ及び図４Ｂの例では、上記所定の位置間隔を４周期分の変化としているが、本発明はこれに限定されるものでないことは勿論である。このようなフォーカスレンズ２１１が所定位置間隔移動するごとのフォーカスレンズ位置情報とレンズ内時刻の情報記録手段２０９への記録は、制御／処理手段１０１からレンズ駆動停止要求が送信されてくるまで（ステップＳ２１０）、繰り返し実施される。

一方、カメラ本体１０側では、取り込み信号発生手段１０８によってＡＦ評価値取り込みタイミングとなると（ステップＳ１０７）、割り込み信号を情報記録手段１０７に与えて、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、上記ＡＦ評価値出力手段１０４から出力されるＡＦ評価値を記録させると共に、上記時間出力手段１０５が出力する本体内時刻（タイマ値）を記録させる（ステップＳ１０８）。ここで、上記ＡＦ評価値取り込みタイミングを、垂直ブランキング信号ＶＤのタイミングとすれば、上記本体内時刻（タイマ値）は、上記撮像素子１０２の露光時刻に相当するものとなる。このようなＡＦ評価値取り込みタイミングごとのＡＦ評価値と露光時刻の情報記録手段１０７への記録は、制御／処理手段１０１が上記情報記録手段１０７に記録された各ＡＦ評価値に基づいて、上記ＡＦ評価値がピークを越えたと判断するまで（ステップＳ１０９）、繰り返し実施される。

以上のようにして、レンズユニット２０側でフォーカスレンズ位置情報とレンズ内時刻の記録が繰り返し行われるのと並行して、カメラ本体１０側でＡＦ評価値と露光時刻の記録が繰り返し行われる。

そして、制御／処理手段１０１がＡＦ評価値のピーク越えと判断したならば、図４Ｂに示すように、通信手段１１０にレンズ通信処理を行わせて、制御手段２０１に対してレンズ駆動停止コマンドを送信する（ステップＳ１１０）。これにより、制御手段２０１はレンズ駆動停止要求が送信されてきたと判断して（ステップＳ２１０）、フォーカスレンズ駆動手段２０３によるフォーカスレンズ２１１の駆動を停止すると共に、図４Ｂに示すように、そのときのフォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報と上記時間出力手段２０５が出力するレンズ内時刻とを情報記録手段２０９に記録させる、レンズ駆動停止処理を実行する（ステップＳ２１１）。なお、図４Ｂでは、時間出力手段の動作を継続させているが、ここでその動作を終了させるようにしても構わない。

この後、制御／処理手段１０１は、通信手段１１０にレンズ通信処理を行わせて、制御手段２０１に対してデータ吸い上げコマンドを送信する（ステップＳ１１１）。

通信手段２１０がＢＯＤＹ通信処理により上記制御／処理手段１０１から上記データ吸い上げコマンドを受信すると（ステップ２１２）、制御手段２０１は、通信手段２１０にＢＯＤＹ通信処理を行わせて、情報記録手段２０９に記録されているデータ、つまり一連のフォーカスレンズ位置情報とレンズ内時刻とを、情報照合手段１０９に対して転送する（ステップＳ２１３）。

通信手段１１０がレンズ通信処理により上記フォーカスレンズ位置情報及びレンズ内時刻を受信すると（ステップＳ１１２）、情報照合手段１０９は、そのデータと上記情報記録手段１０７に記録されているＡＦ評価値と露光時刻とを照合する照合処理を実行して（ステップＳ１１３）、ＡＦ評価値のピーク位置に相当するフォーカスレンズ２１１のレンズ位置を算出する（ステップＳ１１４）。そして、通信手段１１０にレンズ通信処理を行わせて、図４Ｂに示すように、その算出した位置へフォーカスレンズ２１１を駆動させるためのレンズ駆動コマンドを制御手段２０１に対して送信する（ステップＳ１１５）。

通信手段２１０がＢＯＤＹ通信処理により上記制御／処理手段１０１から上記レンズ駆動コマンドを受信すると（ステップＳ２１４）、制御手段２０１は、フォーカスレンズ駆動手段２０３により、そのレンズ駆動コマンドで指示されたレンズ位置にフォーカスレンズ２１１を移動させることで、合焦フォーカス位置にフォーカスレンズ２１１を設定する（ステップＳ２１５）。

次に、上記情報照合手段１０９での情報照合及びピークレンズ位置の算出の手法を説明する。

ＡＦ評価値の取得回数をｎ＝１，２，３，・・・とすると、カメラ本体１０内の情報記録手段１０７に記録されるＡＦ評価値はＡＦ（ｎ）、ＡＦ評価値の取得時刻である露光時刻はＴＢ（ｎ）と表され、縦軸にＡＦ評価値、横軸に露光時刻を取ると、図５の上側に白丸で示すような点がプロットされる。ここで、ＡＦ評価値が最大となったカメラ本体内の時刻ＴＢｐｅａｋを求める。例えば、少なくともピークを越えた３点のデータから２次の近似曲線を引き、その２次近似曲線のピークの位置の座標を求める。この座標の時間が上記時刻ＴＢｐｅａｋになる。

一方、フォーカスレンズ２１１が一定位置情報分（ΔＰ）移動した回数をｍ＝１，２，３，・・・とすると、レンズユニット２０内の情報記録手段２０９に記録されるフォーカスレンズ位置情報はＰ（ｍ）、レンズ内時刻はＴＬ（ｍ）と表され、縦軸にレンズ位置、横軸にレンズ内時刻を取ると、図５の下側に白丸で示すような点がプロットされる。

ここで、カメラ本体１０内の時刻とレンズユニット２０内の時間差ΔＴを、
ΔＴ＝ＴＢ（ｓｔａｒｔ）−ＴＬ（ｓｔａｒｔ）
として求めておく。

ＡＦ評価値のピーク位置に相当するフォーカスレンズ２１１のレンズ位置Ｐｐｅａｋは、図５の下側に示すように所定の方法で決定される近似式Ｐ（ｍ）と上記時刻ＴＢｐｅａｋと上記時間差ΔＴとから、
Ｐｐｅａｋ＝Ｐ{（ＴＢｐｅａｋ−ΔＴ｝
によって求まる。

以上のように、本第１実施形態によれば、評価値がピークを越えるまでフォーカスレンズ２１１を連続的に移動させながら、カメラ本体１０とレンズユニット２０が個別に情報を記録しているので、同期信号ごとに通信を行なう必要がなくなり、また、フォーカスレンズ２１１を連続的に移動させることができるので、ＡＦ動作を高速に行うことができる。

また、レンズの位置情報の得られるタイミングが垂直同期信号に対して時間的に変動しても、本実施形態では、記録された情報を照合することで合焦評価値のピークを示す位置を算出するので、誤差が発生しない。即ち、従来は、カメラ本体側から交換レンズユニット側に毎回演算結果を通信するようにしていたため、フレームレートを上げることができず、フォーカスレンズ２１１を連続的に移動させると、サンプリングできるポイントが粗くなってしまうので、正確な合焦評価値のピークを捕らえることができず、合焦とするレンズ位置を求める際に誤差が発生してしまう。これに対して、本実施形態では、従来のような毎回の演算結果の通信は行わないので、通信時間を考慮せずにフレームレートを早くでき、多くのサンプリングポイントで合焦評価値を求められ、高精度に合焦とするレンズ位置を演算できる。従って、高速かつ高精度にＡＦ可能なレンズ交換式デジタルカメラシステムを提供することができる。

更に、フォーカスレンズ２１１の一定移動量ごとに情報を記録するため、同期信号ごとの位置情報よりも精度の良いフォーカスレンズ位置情報が得られ、より高精度なＡＦが可能となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。

図６は、本発明の第２実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。

本実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムは、第１実施形態におけるカメラ本体１０から情報照合手段１０９を削除し、その代わりに、レンズユニット２０内に情報照合手段２１７を設けたことを除いては、上記第１実施形態と同様である。

即ち、上記第１実施形態は、ＡＦ評価値がピークを超えたときに、カメラ本体１０がレンズユニット２０からレンズ内時刻とフォーカスレンズ位置情報を吸い上げて、カメラ本体１０内の情報照合手段１０９でフォーカスレンズ位置情報を算出するようにしていたが、本第２実施形態は、ＡＦ評価値がピークを超えたときに、カメラ本体１０の制御／処理手段１０１にてＡＦ評価値と露光時刻に基づいてピーク時刻ＴＢｐｅａｋを求め、それをレンズユニット２０に送出して、レンズユニット２０内の情報照合手段２１７にてフォーカスレンズ位置情報を算出する。

このようにしても、上記第１実施形態と同様の効果を奏することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。

図７は、本発明の第３実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。

本実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムは、第１実施形態の構成において、カメラ本体１０とレンズユニット２０の間に専用の信号線３０を備え、カメラ本体１０の制御／処理手段１０１から直接レンズユニット２０内の時間同期手段２０６の起動信号発生手段２１３を制御できるようにしたものである。

即ち、制御／処理手段１０１は、カメラ本体１０内の時間同期手段１０６における起動信号発生手段１１２を制御してカメラ本体１０内の時間出力手段１０５を起動すると共に、レンズユニット２０内の時間同期手段２０６における起動信号発生手段２１３を制御してレンズユニット２０内の時間出力手段２０５を起動することができる。

つまり、上記第１実施形態では、コマンド通信によりレンズユニット２０側の計時を開始させているため、若干の遅延が生じるが、本第３実施形態によれば、カメラ本体１０とレンズユニット２０間で各時間出力手段１０５，２０５の起動遅延が小さくなるため、時間精度が高まり、より高精度なＡＦが可能となる。

なお、本実施形態は、上記第２実施形態にも適用可能なことは勿論である。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を説明する。

図８は、本発明の第４実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。

上記第１実施形態においてはフォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報と時間出力手段２０５が出力するレンズ内時刻とを情報記録手段２０９に記録させていたが、本実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムは、フォーカスレンズ位置情報は記録させず、時間出力手段２０５が出力するレンズ内時刻のみを情報記録手段２０９に記録させるようにしたものである。

そのため、本実施形態においては、フォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報は、一定位置間隔検出手段２０７のみに供給されている。

この場合の上記情報記録手段２０９は、例えば、図２（Ｂ）に示すように、ＯＲ回路２１４と、アドレス生成手段としてのカウンタ２１５と、メモリ２１６とから構成され、ＯＲ回路２１４は、上記制御手段２０１からの書き込み信号又は上記一定位置間隔検出手段２０７からの検出信号に応じて、カウンタ２１５のカウント値を増加または減少させ、該カウンタ２１５のカウント値をメモリ２１６のアドレスに与えることで、当該アドレスにレンズ内時刻Ｎビットを書き込む。こうしてフォーカスレンズ２１１が所定量移動するごとに、メモリ２１６にレンズ内時刻が記録されていく。

上記第１実施形態における図２（Ａ）の構成では、フォーカスレンズ位置情報がＭビット、レンズ内時刻がＮビットで、一定位置間隔検出の回数をＰ回とすると、メモリ２１６に必要なメモリ容量はＰ×（Ｍ＋Ｎ）ビットとなる。これに対して、本実施形態では、メモリ２１６に必要なメモリ容量はＰ×Ｎビットとなり、メモリ容量の削減が可能となる。

以上のように、本第４実施形態によれば、情報記録手段２０９のアドレス生成をフォーカスレンズ２１１の所定量移動変化に対応させたため、データとしてフォーカスレンズ２１１の移動量を記録する必要がなくなり、１アドレス当たりのレンズ変化量を固定値として、レンズ内時刻のみを記録すればよいので、情報記録手段２０９を構成するメモリ２１６のメモリ容量の削減が可能となる。

なお、本実施形態は、上記第２及び第３実施形態にも、同様に適用可能なことは勿論である。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を説明する。

図９は、本発明の第５実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。

本実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムは、レンズユニット２０のフォーカスレンズ位置検出手段２０４と一定位置間隔検出手段２０７及び情報記録手段２０９との間に、像面移動量検出手段２１８を設けたことを除いては、上記第１実施形態と同様である。

即ち、本実施形態では、フォーカスレンズ位置検出手段２０４から出力されるフォーカスレンズ位置情報を像面移動量検出手段２１８に入力して像面移動量を検出し、その検出した像面移動量を一定位置間隔検出手段２０７に供給して、像面移動量が一定量となったときに、上記像面移動量検出手段２１８からの像面移動量を、上記時間出力手段２０５が出力するレンズ内時刻と共に情報記録手段２０９に記録するようにしている。

このように像面移動量を記録することで、カメラ本体１０の撮像素子１０２の露光に対応した情報を利用できるので、より高精度なＡＦが可能となる。

なお、本実施形態も勿論、上記第２乃至第４実施形態にも、同様に適用可能である。

以上、実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

図１は、本発明の第１実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。 図２（Ａ）は、図１中の情報記録手段の構成を示す図であり、図２（Ｂ）は図８中の情報記録手段の構成を示す図である。 図３Ａは、ＡＦ動作時におけるカメラ本体の動作（ＢＯＤＹ動作）とレンズユニットの動作（レンズ動作）の詳細を説明するためのフローチャートを示す図である。 図３Ｂは、ＡＦ動作時におけるカメラ本体の動作（ＢＯＤＹ動作）とレンズユニットの動作（レンズ動作）の詳細を説明するためのフローチャートを示す図である。 図４Ａは、ＡＦ動作時におけるタイミングチャートを示す図である。 図４Ｂは、ＡＦ動作時におけるタイミングチャートを示す図である。 図５は、情報照合及びピークレンズ位置の算出の手法を説明するための図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。 図７は、本発明の第３実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。 図８は、本発明の第４実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。 図９は、本発明の第５実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラシステムの構成を示す図である。

符号の説明

１０…カメラ本体、 ２０…レンズユニット、 １０１…制御／処理手段、 １０２…撮像素子、 １０３…画像処理部、 １０４…ＡＦ評価値出力手段、 １０５，２０５…時間出力手段、 １０６，２０６…時間同期手段、 １０７，２０９…情報記録手段、 １０８…割り込み信号発生手段、 １０９，２１７…情報照合手段、 １１０，２１０…通信手段、 １１１，２１２…時間設定手段、 １１２，２１３…起動信号発生手段、 ２０１…制御手段、 ２０２…レンズ系、 ２０３…フォーカスレンズ駆動手段、 ２０４…フォーカスレンズ位置検出手段、 ２０７…一定位置間隔検出手段、 ２０８…一定位置間隔設定手段、 ２１１…フォーカスレンズ、 ２１４…ＯＲ回路、 ２１５…カウンタ、 ２１６…メモリ、 ２１８…像面移動量検出手段。

Claims (7)

1. カメラ本体と当該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットから構成される撮像システムであって、
   上記カメラ本体は、
   上記レンズユニットにより結像した被写体を繰り返し撮影する撮像素子と、
   上記レンズユニットのフォーカスレンズの駆動を制御する命令を生成する制御手段と、
   上記レンズユニットとの間で通信を行う本体内通信手段と、
   上記撮像素子の出力からＡＦに必要なＡＦ評価値を出力するＡＦ評価値出力手段と、
   当該カメラ本体内の時刻を設定可能な本体内時刻出力手段と、
   上記本体内時刻出力手段の出力に基づいて上記撮像素子の露光時刻を記録すると共に、上記ＡＦ評価値出力手段からのＡＦ評価値を記録する本体内記録手段と、
   を有し、
   上記レンズユニットは、
   当該レンズユニットの焦点位置を調整するためのフォーカスレンズと、
   上記フォーカスレンズを駆動するフォーカスレンズ駆動手段と、
   上記カメラ本体との間で通信を行うレンズ内通信手段と、
   上記フォーカスレンズの位置情報を出力するフォーカスレンズ位置情報出力手段と、
   当該レンズユニット内の時刻を設定可能なレンズ内時刻出力手段と、
   上記レンズ内時刻出力手段によるレンズ内時刻と、上記フォーカスレンズ位置情報出力手段が出力するフォーカスレンズ位置情報とを、所定のタイミングにて記録するレンズ内記録手段と、
   を有し、
   上記カメラ本体の本体内記録手段に記録された上記ＡＦ評価値及び上記露光時刻と、上記レンズユニットのレンズ内記録手段に記録された上記フォーカスレンズ位置情報及び上記レンズ内時刻とから、情報照合手段により上記ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置情報を演算することを特徴とするレンズ交換式デジタルカメラシステム。
2. 上記レンズ内記録手段へ記録する所定のタイミングが、上記フォーカスレンズ位置情報出力手段が出力するフォーカスレンズ位置情報から生成されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ交換式デジタルカメラシステム。
3. 上記情報照合手段をカメラ本体に有し、
   上記レンズ内通信手段及び上記本体内通信手段により、上記レンズ内記録手段に記録された上記フォーカスレンズ位置情報及び上記レンズ内時刻を、上記情報照合手段に通信することを特徴とする請求項１に記載のレンズ交換式デジタルカメラシステム。
4. 上記情報照合手段をレンズユニットに有し、
   上記本体内通信手段及び上記レンズ内通信手段により、上記本体内記録手段に記録された上記ＡＦ評価値及び上記露光時刻を、上記情報照合手段に通信することを特徴とする請求項１に記載のレンズ交換式デジタルカメラシステム。
5. 上記レンズ内時刻出力手段によるレンズ内時刻の計時開始を、上記本体内通信手段及び上記レンズ内通信手段とは別の信号線で行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ交換式デジタルカメラシステム。
6. 上記フォーカスレンズ位置情報出力手段が出力するフォーカスレンズ位置情報に基づいて上記フォーカスレンズが所定量移動するごとに、上記レンズ内記録手段のアドレスを増加または減少させることで、上記レンズ内記録手段のアドレスを生成するアドレス生成手段を更に具備し、
   上記レンズ内記録手段への上記フォーカスレンズ位置情報を記録しないことを特徴とする請求項１に記載のレンズ交換式デジタルカメラシステム。
7. 上記レンズ内記録手段に記録されるフォーカスレンズ位置情報が像面移動量であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ交換式デジタルカメラシステム。

Images