JP2009139867A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォーカスレンズの駆動状態に関する情報をレンズ部から送信することで、レンズ側に対して駆動制御の制約を与えずにフォーカス制御を行うことが可能な撮像装置を提供すること。
【解決手段】本体部とレンズ部とが着脱可能である撮像装置であって、レンズ部は、被写体に合焦するためのフォーカスレンズと、本体部からの指示に基づいてフォーカスレンズの位置情報を連続的に取得するフォーカス位置取得部と、位置情報を本体部に送信する送信部と、を含み、本体部は、レンズ部にフォーカスレンズの位置情報の取得を指示するフォーカス位置取得指示部と、レンズ部から受信した複数の位置情報に基づいて被写体の合焦検出処理を行う合焦検出部と、を含むことを特徴とする、撮像装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置および撮像方法に関し、より詳細には、レンズ部が本体部から着脱可能である撮像装置および当該撮像装置における撮像方法に関する。

デジタル一眼レフカメラのように、電子マウント方式によってレンズ部が本体部から着脱可能であり、レンズ部を交換可能な撮像装置において、本体部からレンズ部に内蔵されたフォーカスレンズを移動するように制御して、自動的に被写体にフォーカスを合わせるオートフォーカス（ＡＦ）機能を用いて撮像動作を行う撮像装置がある。

オートフォーカス方式には、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）位相差検出方式によるＡＦと、ビデオＡＦとがある。ＴＴＬ位相差検出方式は、フォーカスレンズを固定した状態で被写体のピントのずれを検出し、ずれが少なくなうようにフォーカスレンズを駆動する方式である。一方ビデオＡＦは、フォーカスレンズを移動させながら被写体を撮像してコントラストのピーク位置を検出し、検出したピーク位置にフォーカスレンズを移動させることで被写体にピントを合わせる方式である。フォーカスレンズを駆動させるための技術として、例えば特許文献１、２が開示されている。

特開２０００−１３１５９４号公報 特許第２７９１０４４号公報

しかし、特許文献１および２に記載の発明は、レンズ部側は同期を取るために送られてきた情報または信号に基づいてフォーカスレンズの駆動の制御を行う必要があるために、フォーカスレンズの駆動制御に対して制約を受ける。情報または信号の交信のタイミングに同期してフォーカスレンズの動作を制御したり、フォーカスレンズの状態を検出したりする方法も考えられるが、正確に同期を行うのが難しく、かつ交信するタイミングの自由性が損なわれる問題があった。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、レンズ部が本体部から着脱可能な撮像装置において、本体部からの指示に基づいてフォーカスレンズに関する情報をレンズ部から送信することで、レンズ側に対して駆動制御の制約を与えずにフォーカス制御を行うことが可能な、新規かつ改良された撮像装置および撮像方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、本体部とレンズ部とが着脱可能である撮像装置であって、レンズ部は、焦点調節を行うフォーカスレンズと、本体部からの指示に基づいてフォーカスレンズの位置情報を連続的に取得するフォーカス位置取得部と、位置情報を本体部に送信する送信部と、含み、本体部は、レンズ部にフォーカスレンズの位置情報の取得を指示するフォーカス位置取得指示部と、レンズ部から受信した複数の位置情報に基づいて、被写体の合焦検出を行う合焦検出部と、を含むことを特徴とする、撮像装置が提供される。

かかる構成によれば、フォーカスレンズは焦点調節を行い、フォーカス位置取得部は本体部からの指示に基づいてフォーカスレンズの位置情報を連続的に取得し、送信部はフォーカス位置取得部が取得した位置情報を本体部に送信する。そしてフォーカス位置取得指示部はレンズ部にフォーカスレンズの位置情報の取得を指示し、合焦検出部はレンズ部から受信した複数の位置情報に基づいて、被写体の合焦検出を行う。その結果、フォーカスレンズに関する情報をレンズ部から送信することで、レンズ側に対して駆動制御の制約を与えずにフォーカス制御を行うことができる。

フォーカス位置取得指示部は、レンズ部に対して同期信号を送信し、フォーカス位置取得部は、同期信号に同期したタイミングでフォーカスレンズの位置情報を取得してもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、本体部と、焦点調節を行うフォーカスレンズを備えるレンズ部とが着脱可能である撮像装置における撮像方法であって、レンズ部にフォーカスレンズの位置情報の取得を指示するフォーカス位置取得指示ステップと、フォーカス位置取得指示ステップの指示に基づいて被写体に合焦するためのフォーカスレンズの位置情報を連続的に取得するフォーカス位置取得ステップと、位置情報を本体部に送信する送信ステップと、レンズ部から受信した複数の位置情報に基づいて、被写体の合焦検出を行う合焦検出ステップと、を含むことを特徴とする、撮像方法が提供される。

フォーカス位置取得指示ステップは、レンズ部に対して同期信号を送信し、フォーカス位置取得ステップは、同期信号に同期したタイミングでフォーカスレンズの位置情報を取得してもよい。

以上説明したように本発明によれば、レンズ部が本体部から着脱可能な撮像装置において、本体部からの指示に基づいてフォーカスレンズに関する情報をレンズ部から送信することで、レンズ側に対して駆動制御の制約を与えずにフォーカス制御を行うことが可能な、新規かつ改良された撮像装置および撮像方法を提供することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置について説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかる撮像装置１００の構成について説明する説明図である。以下、図１を用いて本発明の一実施形態にかかる撮像装置１００の構成について説明する。

図１に示したように、本発明の一実施形態にかかる撮像装置１００は、本体部１００ａと、レンズ部１００ｂと、を含んで構成される。撮像装置１００は、本体部１００ａにレンズ部１００ｂを接続し、本体部１００ａから撮像操作を実行することで被写体の撮像を行うものである。

レンズ部１００ｂは、ズームレンズ１０２と、絞り１０４と、フォーカスレンズ１０６と、駆動装置１０２ａ、１０４ａ、１０６ａと、Ｉ／Ｆ部１４２ｂと、レンズ制御部１４４と、ドライバ１４６と、を含んで構成される。また本体部１００ａは、ＣＣＤイメージセンサ１０８と、アンプ一体型のＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路１１０と、Ａ／Ｄ変換器１１２と、画像入力コントローラ１１４と、画像信号処理部１１６と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）ドライバ１２２と、ＬＣＤ１２４と、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１２６と、制御部１２８と、操作部１３２と、メモリ１３４と、ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３６と、メディアコントローラ１３８と、記録メディア１４０と、Ｉ／Ｆ部１４２ａと、を含んで構成される。

ズームレンズ１０２は、駆動装置１０２ａによって光軸方向に前後して移動させることで焦点距離が連続的に変化するレンズであり、被写体の大きさを変化して撮影する。絞り１０４は、画像を撮影する際に、駆動装置１０４ａによって、ＣＣＤイメージセンサ１０８に入ってくる光量の調節を行う。フォーカスレンズ１０６は、駆動装置１０６ａによって光軸方向に前後して移動させることで被写体のピントを調節するものである。本実施形態では、フォーカスレンズ１０６を遠距離から近距離に駆動させながら、複数の露光制御を行うことで合焦評価値を得る。

本実施形態においては、ズームレンズ１０２およびフォーカスレンズ１０６は１枚のみ示しているが、ズームレンズ１０２の枚数は２枚以上であってもよく、フォーカスレンズ１０６の枚数も２枚以上であってもよい。

ＣＣＤイメージセンサ１０８は、ズームレンズ１０２、絞り１０４およびフォーカスレンズ１０６から入射された光を電気信号に変換するための素子である。本実施形態においては電子シャッタによって入射光を制御して、電気信号を取り出す時間を調節しているが、メカシャッタを用いて入射光を制御して、電気信号を取り出す時間を調節してもよい。

なお、本実施形態ではＣＣＤイメージセンサ１０８を用いているが、本発明は係る例に限定されず、ＣＣＤイメージセンサの代わりにＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサを用いてもよく、またその他のイメージセンサを用いてもよい。ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＣＤイメージセンサよりも高速に被写体の映像光を電気信号に変換できるので、被写体を撮影してから画像の圧縮処理を行うまでの時間を短縮することができる。

ＣＤＳ回路１１０は、ＣＣＤイメージセンサ１０８から出力された電気信号の雑音を除去する、サンプリング回路の一種であるＣＤＳ回路と、雑音を除去した後に電気信号を増幅するアンプとが一体となった回路である。本実施形態ではＣＤＳ回路とアンプとが一体となった回路を用いて撮像装置１００を構成しているが、ＣＤＳ回路とアンプとを別々の回路で構成してもよい。

Ａ／Ｄ変換器１１２は、ＣＣＤイメージセンサ１０８で生成された電気信号をデジタル信号に変換して、画像の生データを生成するものである。

画像入力コントローラ１１４は、Ａ／Ｄ変換器で生成された画像の生データのメモリ１３４への入力を制御するものである。

画像信号処理部１１６は、ＣＣＤイメージセンサ１０８から得られる画像の生データに対して、光量のゲイン補正やホワイトバランスの調整を行うものである。画像信号処理部１１６は、本発明の露光データ取得部としての機能を有しており、撮影した画像の露光データを取得する。露光データには合焦評価値（ＡＦ評価値）やＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ；自動露光）評価値を含んでおり、画像信号処理部１１６において合焦評価値やＡＥ評価値の算出を行う。

圧縮処理部１２０は、画像信号処理部１１６で光量のゲイン補正やホワイトバランスの調整が行われた画像を、適切な形式の画像データに圧縮する圧縮処理を行う。画像の圧縮形式は可逆形式であっても非可逆形式であってもよい。適切な形式の例として、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）形式やＪＰＥＧ２０００形式に変換してもよい。

ＬＣＤ１２４は、撮影操作を行う前のライブビュー表示や、撮像装置１００の各種設定画面や、撮影した画像の表示等を行う。画像データや撮像装置１００の各種情報のＬＣＤ１２４への表示は、ＬＣＤドライバ１２２を介して行われる。

タイミングジェネレータ１２６は、ＣＣＤイメージセンサ１０８にタイミング信号を入力する。タイミングジェネレータ１２６からのタイミング信号によりシャッタ速度が決定される。つまり、タイミングジェネレータ１２６からのタイミング信号によりＣＣＤイメージセンサ１０８の駆動が制御され、ＣＣＤイメージセンサ１０８が駆動する時間内に被写体からの映像光を入射することで、画像データの基となる電気信号が生成される。

制御部１２８は、ＣＣＤイメージセンサ１０８やＣＤＳ回路１１０などに対して信号系の命令を行ったり、操作部１３２の操作に対する操作系の命令を行ったりする。本実施形態においては、制御部を１つだけ含んでいるが、信号系の命令と操作系の命令とを別々の制御部で（例えば、ＣＰＵとＤＳＰに分けて）行うようにしてもよい。

操作部１３２は、撮像装置１００の操作を行ったり、撮影時の各種の設定を行ったりするための部材が配置されている。操作部１３２に配置される部材には、電源ボタン、撮影モードや撮影ドライブモードの選択および効果パラメータの設定を行う十字キーおよび選択ボタン、被写体の撮影動作を開始するシャッタボタン等を含んでいてもよい。

メモリ１３４は、撮影した画像を一時的に記憶するものである。メモリ１３４は、複数の画像を記憶できるだけの記憶容量を有している。メモリ１３４への画像の読み書きは画像入力コントローラ１１４によって制御される。

ＶＲＡＭ１３６は、ＬＣＤ１２４に表示する内容を保持するものであり、ＬＣＤ１２４の解像度や最大発色数はＶＲＡＭ１３６の容量に依存する。

記録メディア１４０は、画像記録部の一例であり、撮影した画像や圧縮処理部１２０で圧縮した画像を記録するものである。記録メディア１４０への入出力は、メディアコントローラ１３８によって制御される。記録メディア１４０には、フラッシュメモリにデータを記録するカード型の記憶装置であるメモリカードを用いることができる。

Ｉ／Ｆ部１４２ａ、１４２ｂは、本体部１００ａおよびレンズ部１００ｂとの間の情報の授受を仲介するものである。Ｉ／Ｆ部１４２ａ、１４２ｂは、例えば本体部１００ａおよびレンズ部１００ｂとの間でやり取りされる各種信号の授受を行うための電子接点であってもよい。

レンズ制御部１４４は、本体部１００ａからの命令に従ってズームレンズ１０２、絞り１０４、およびフォーカスレンズ１０６の駆動を制御したり、本体部１００ａに対してズームレンズ１０２、絞り１０４、およびフォーカスレンズ１０６の情報を送信したりするものである。ドライバ１４６は、レンズ制御部１４４からの制御命令に基づいて駆動装置１０２ａ、１０４ａ、１０６ａに対してズームレンズ１０２、絞り１０４、およびフォーカスレンズ１０６を駆動するように制御を行うものである。

また、上述した制御部１２８は、適正ＡＥ算出部１５２と、同期信号生成部１５４と、フォーカス検出部１５６と、を含んで構成されている。

適正ＡＥ算出部１５２は、撮像装置１００で自動露光を行い、ＥＶ（Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｖａｌｕｅ）値を取得する。取得したＥＶ値に基づいて、適正な露光時間およびシャッタ速度の組が決まる。ＥＶ値は、絞り値がＦ１、シャッタ速度が１秒の時に適切な露出が得られる光量をＥＶ＝０とし、絞り値やシャッタ速度を変化させることでＥＶ値が変化する。ＥＶ値は、Ｆを絞り値、Ｔをシャッタ速度として、ＥＶ＝ｌｏｇ_２（Ｆ^２／Ｔ）で求めることができる。従って、同じ絞り値ではシャッタ速度が高速になればなる程、ＥＶ値が上昇し、同じシャッタ速度では絞り値を大きくすればする程、ＥＶ値が上昇する。

同期信号生成部１５４は、フォーカスレンズ１０６の駆動中に、フォーカスレンズ１０６の位置を取得するための同期信号を生成するものである。生成した同期信号はＩ／Ｆ部１４２ａを介してレンズ部１００ｂに送られる。

フォーカス検出部１５６は、本発明の合焦検出部の一例であり、ビデオＡＦによって被写体にフォーカスが合っているフォーカスレンズ１０６の位置を検出するための処理を実行するものである。フォーカス検出部１５６では、被写体を露光して得られた画像のコントラストを評価した値（ＡＦ評価値。値が大きいほど被写体にフォーカスが合っているものである）を基に、被写体にフォーカスが合っているフォーカスレンズ１０６の位置を検出する。

以上、本発明の第１の実施形態にかかる撮像装置１００の構成について説明した。次に、本発明の第１の実施形態にかかる撮像方法について説明する。

上述したように、オートフォーカスには、主にＴＴＬ位相差検出方式オートフォーカスと、ビデオオートフォーカスがある。ＴＴＬ位相差検出方式オートフォーカスは、フォーカスレンズを動かさなくても、被写体のピントのずれを検出し、検出したずれに基づいてフォーカスレンズを移動させて被写体にフォーカスを合わせる方式である。一方ビデオオートフォーカスは、フォーカスレンズを移動させながら画像のコントラストのピーク位置を検出し、コントラストがピークにある位置をフォーカス位置として、フォーカス位置にフォーカスレンズを移動させることで被写体にフォーカスを合わせる方式である。

本実施形態では、ビデオオートフォーカスによって被写体にフォーカスを合わせる撮像装置における撮像方法について説明する。そして、本実施形態においては、本体部１００ａからレンズ部１００ｂに対してフォーカスレンズ１０６の位置情報の取得を要求し、レンズ部１００ｂは本体部１００ａからのフォーカスレンズ１０６の位置情報の取得要求に応答して、フォーカスレンズ１０６の位置情報を連続的に取得し、本体部１００ａに取得したフォーカスレンズ１０６の位置情報を送信する。そして、レンズ部１００ｂから取得したフォーカスレンズ１０６の位置情報と、本体部１００ａで検出した撮像画像のコントラストとを紐付けて、被写体のフォーカス位置を検出することを特徴とする。

図２は、本発明の一実施形態にかかる撮像装置１００において、本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間でやり取りされる情報の一例について示す説明図である。本発明の一実施形態にかかる撮像装置１００では、本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間でやり取りされる情報は、シリアル・クロック信号、本体部１００ａからレンズ部１００ｂへの送信信号、レンズ部１００ｂから本体部１００ａへの受信信号、本体部１００ａからレンズ部１００ｂへ送信開始を告知するＣＳ信号、および本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間の同期を取るための同期信号で構成されている。

本実施形態においては、本体部１００ａからレンズ部１００ｂへの送信信号は、最初の１バイト目に送信内容を示す命令コードを、２バイト目以降に１バイト目のコードに応じたデータ群が続く。送信内容としては、例えばレンズ部１００ｂに対するフォーカスレンズ１０６の駆動指示や、フォーカスレンズ１０６の位置情報取得指示等がある。本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間の情報のやり取りは定期的に行われる。

本実施形態にかかる撮像装置１００は、操作部１３２の操作によって電源が投入されると、ＣＣＤイメージセンサ１０８を制御して、一定の間隔で露光処理および画像データの読出しを行う。本実施形態では、上記一定の間隔は１／３０秒とする。また、この一定の間隔のことを１フレームと称する。ＣＣＤイメージセンサ１０８を制御して読み出された画像データは、ＬＣＤドライバ１２２を介してＬＣＤ１２４にリアルタイム表示する。また、読み出した画像データから被写体の輝度値の算出を行う。画像データからの被写体の輝度値の算出方法は既知の技術であり、本発明の本質とは関係が無いので詳細な説明は割愛する。

撮像装置１００を使用する撮影者は、操作部１３２に設けられたシャッタボタンを半押しすることで、撮像装置１００にオートフォーカス動作を開始させる。シャッタボタンの半押し操作のことをＳ１操作とも称する。本実施形態においては、撮像装置１００のシャッタボタンに対してＳ１操作を行うことで、（第１段階）フォーカスレンズ１０６を現在位置から最短距離端（近端）への移動、（第２段階）所定の等速度でフォーカスレンズ１０６を最短距離端から最遠距離端の方向へ移動しながら、画像データのコントラストのピークの検出、（第３段階）検出したピーク位置または所定の位置へのフォーカスレンズ１０６の移動、を順に行うことで、被写体に自動的にフォーカスを合わせるオートフォーカス処理を実行する。

以下、図面を参照しながら本発明の第１の実施形態にかかる撮像方法について説明する。図５〜図７は、本発明の第一実施形態にかかる撮像装置１００におけるＡＦ処理について説明する流れ図である。図５は、上記第１段階について説明する流れ図であり、図６は上記第２段階について説明する流れ図であり、図７は上記第３段階について説明する流れ図である。

まず図５を用いて本発明の一実施形態にかかる撮像方法の第１段階について説明する。シャッタボタンにＳ１操作が行われると、本体部１００ａの制御部１２８は、レンズ部１００ｂに対してフォーカスレンズ１０６を近端へ駆動させる命令（近端駆動命令）を送信する（ステップＳ１０２）。

図８は、本発明の一実施形態にかかる撮像方法において、本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間でやり取りされる情報の一例を示す説明図である。情報は全て１６進数でやり取りされ、本実施形態においては、送信内容としてフォーカスレンズ１０６の駆動命令にＡ０ｈを割り当てている。そして、２バイト目以降にどのようにフォーカスレンズ１０６を駆動させるかについてのデータをそれぞれ割り当てており、２バイト目（Ｄａｔａ１）にはどの位置にフォーカスレンズ１０６を駆動させるかについて、３バイト目（Ｄａｔａ２）、４バイト目（Ｄａｔａ３）、および５バイト目（Ｄａｔａ４）にはどのようにフォーカスレンズ１０６を駆動させるかについて、それぞれ割り当てている。図８に示した例に従えば、フォーカスレンズ１０６への近端駆動命令は、制御部１２８から“Ａ００００１ｆｆｈ”（ｆｆは最高速で駆動することを示す）を送信することによって行われる。

制御部１２８からの命令は、Ｉ／Ｆ部１４２ａ、１４２ｂを介してレンズ制御部１４４で受信する（ステップＳ１０４）。命令を送信した制御部１２８は、レンズ部１００ｂからの応答待ちのためのタイマをリセットし（ステップＳ１０６）、近端駆動命令を受信したレンズ制御部１４４は、その命令に従って、ドライバ１４６を介してフォーカスレンズ１０６の近端位置への駆動を開始する（ステップＳ１０８）。

フォーカスレンズ１０６の近端位置への駆動を開始すると、フォーカスレンズ１０６が近端位置に達したかどうかを検出する近端検出処理を定期的に実行する（ステップＳ１１０）。そして、近端検出処理を行ってフォーカスレンズ１０６が近端位置に到達したかどうかを判断する（ステップＳ１１２）。近端検出処理の結果、フォーカスレンズ１０６が近端位置に達していればフォーカスレンズ１０６の駆動処理を停止する（ステップＳ１１４）。

一方、本体部１００ａにおいては、上記ステップＳ１０６でレンズ部１００ｂからの応答待ちのためのタイマをリセットした後に、所定の時間（例えば、５秒間）経過したかどうかを判断し（ステップＳ１１６）、所定の時間が経過してもレンズ部１００ｂからフォーカスレンズ１０６が近端位置に到達したことを確認できなければ、予め定めたエラー処理を実行して（ステップＳ１２４）、処理を終了する。予め定めたエラー処理とは、例えばＬＣＤ１２４へのエラーメッセージの表示等である。一方、まだ所定の時間を経過していなければ、レンズ部１００ｂとの間でフォーカスレンズ１０６の状態を取得するための交信を行う（ステップＳ１１８、Ｓ１２０）。

本実施形態においては、本体部１００ａはレンズ部１００ｂとの間で、０．１秒間隔でフォーカスレンズ１０６の駆動が終了したかどうかを確認するフォーカスレンズ駆動終了確認命令の交信を行う。図８に示した例に従えば、制御部１２８からはフォーカスレンズ駆動終了確認命令として“Ａ１ｈ”をレンズ部１００ｂに対して送信し、フォーカスレンズ駆動終了確認命令を受信したレンズ部１００ｂは、フォーカスレンズ１０６の駆動が終了し、指定位置（つまり近端位置）に達していれば、レンズ制御部１４４から本体部１００ａに対して“Ａ１０１ｈ”を送信し、フォーカスレンズ１０６が近端位置にまだ達していなければ、レンズ制御部１４４から本体部１００ａに対して“Ａ１０２ｈ”を送信する。

レンズ制御部１４４からデータを受け取った制御部１２８は、データの内容を確認し、フォーカスレンズ１０６の駆動が終了したかどうかを判断する（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２２における判断の結果、フォーカスレンズ１０６の駆動が終了していれば第１段階を完了して第２段階に進む。一方、ステップＳ１２２における判断の結果、フォーカスレンズ１０６の駆動が終了していなければ上記ステップＳ１１６に戻って、所定の時間が経過したかどうかの判断を行う。

また、レンズ部１００ｂでは、本体部１００ａとの間でフォーカスレンズ１０６の状態の交信が終わると、ステップＳ１１０に戻って近端検出処理を実行する。上記ステップＳ１１２の判断においてフォーカスレンズ１０６が近端に到達していなければ、フォーカスレンズ１０６が近端に到達するまで一連の処理を繰り返す必要があるからである。

以上、図５を用いて本発明の一実施形態にかかる撮像方法の第１段階について説明した。次に図６を用いて本発明の一実施形態にかかる撮像方法の第２段階について説明する。

第２段階では、まず本体部１００ａの制御部１２８からレンズ部１００ｂに対して、ＣＣＤイメージセンサ１０８の露光動作に同期した同期信号の送信を開始し（ステップＳ１３２）、さらに、制御部１２８からレンズ部１００ｂに対して、フォーカスレンズ１０６を遠方側（∞端）に等速度で駆動するような∞端等速駆動命令を送信する（ステップＳ１３４）。レンズ部１００ｂは、Ｉ／Ｆ部１４２ｂを介してレンズ制御部１４４で∞端等速駆動命令を受信し（ステップＳ１３６）、∞端等速駆動命令の受信に従ってフォーカスレンズ１０６を近端から∞端方向へ等速度で駆動する∞端等速駆動を開始する（ステップＳ１３８）。

本実施形態では、図８に示した例に従うと、上記ステップＳ１３４においては、制御部１２８からレンズ部１００ｂに対して、∞端等速駆動命令として“Ａ００００２３２ｈ”を送信する。４バイト目の“３２”は、フォーカスレンズ１０６を５００ＰＰＳで駆動させることを表している。レンズ制御部１４４が∞端等速駆動命令として“Ａ００００２３２ｈ”を受信することで、レンズ制御部１４４はフォーカスレンズ１０６を５００ＰＰＳで駆動させるように制御することができる。

レンズ制御部１４４はフォーカスレンズ１０６の∞端位置への駆動を開始すると、フォーカスレンズ１０６が∞端位置に達したかどうかを検出する∞端検出処理を定期的に実行する（ステップＳ１４０）。一方、フォーカスレンズ１０６の∞端位置への駆動が開始されると、本体部１００ａではＣＣＤイメージセンサ１０８で露光した画像データについてのオートフォーカス評価値（ＡＦ評価値）を一定の間隔で取得する（ステップＳ１４２）。取得したオートフォーカス評価値は、取得した時間と紐付けてメモリ１３４に一時的に格納する。そして、上記ステップＳ１３２で制御部１２８から送信された同期信号の立ち上がりエッジのタイミングにおいて、当該タイミングにおけるフォーカスレンズ１０６の位置情報を取得する。本体部１００ａに対して取得したフォーカスレンズ１０６の位置状態についての交信を行う（ステップＳ１４４、ステップＳ１４６）。

その後、レンズ部１００ｂでは、上記ステップＳ１４０における∞端検出処理を実行した結果、フォーカスレンズ１０６が∞端に到達しているかどうかを判断する（ステップＳ１４８）。フォーカスレンズ１０６が∞端に到達していればフォーカスレンズ１０６の駆動を停止する（ステップＳ１５０）。フォーカスレンズ１０６が∞端に到達していなければそのままフォーカスレンズ１０６の駆動を継続する。そして、∞端検出処理と並行して、レンズ制御部１４４は制御部１２８から送られる同期信号の立ち上がりエッジのタイミングにおいて、フォーカスレンズ１０６の位置情報を取得する（ステップＳ１５２）。本実施形態におけるフォーカスレンズ１０６の位置情報とは、フォーカスレンズ１０６の基準位置（例えば∞端）からの駆動の最小分解能（ＳＴＥＰ）を単位とする値である。

一方で、本体部１００ａでは、上記ステップＳ１４４におけるフォーカスレンズ１０６の位置情報の交信の結果、制御部１２８でフォーカスレンズ１０６の駆動が終了したか、つまりフォーカスレンズ１０６が∞端に到達したかどうかを判断する（ステップＳ１５４）。フォーカスレンズ１０６の駆動が終了していなければ、レンズ部１００ｂとの間でフォーカスレンズ１０６の位置情報の取得を行う（ステップＳ１５６、Ｓ１５８）。ステップＳ１５６で本体部１００ａが取得したフォーカスレンズ１０６の位置情報は、取得した時間と紐付けてメモリ１３４に一時的に格納する。

図３は、本発明の一実施形態にかかる、時間経過とフォーカスレンズ１０６の位置との関係の一例について、グラフで説明する説明図である。本実施形態においては、本体部１００ａからレンズ部１００ｂに送られる同期信号が立ち上がった時点においてフォーカスレンズ１０６の位置情報を取得してレンズ部１００ｂから本体部１００ａに送っている。その後、本体部１００ａでは被写体の露光処理が行われる。本実施形態では、露光時間の中央時点でのＡＦ評価値を取得する。フォーカスレンズ１０６は等速で近端から∞端まで移動するので、ＡＦ評価値を取得した時刻が分かれば、当該取得時点でのフォーカスレンズ１０６の位置も把握可能である。同期信号が無い場合であっても、交信の開始タイミングで同期をとることが可能である。

このように、ＡＦ評価値と、等速で駆動されているフォーカスレンズ１０６の位置情報とを取得することで、フォーカスレンズ１０６の位置とＡＦ評価値との時間的関係を把握することができる。

レンズ部１００ｂからフォーカスレンズ１０６の位置情報を取得すると、続いて制御部１２８のフォーカス検出部１５６において、上記ステップ１４２で取得し、時間と紐付けてメモリ１３４に格納したＡＦ評価値群から、ＡＦ評価値のピークが存在するかどうかを検出する（ステップＳ１６０）。本実施形態では、ＡＦ評価値の増減傾向によってピークを判断する。例えば、ある時間に取得したＡＦ評価値が１つ前に取得したＡＦ評価値と比較して増→増→減→減と推移していれば、ＡＦ評価値のピークが存在したものとみなす。例えば、ＡＦ評価値が１０００、１０５０、１１００、１０７０、１０２０と推移した場合にはＡＦ評価値のピークが存在したと考えられるため、ＡＦ評価値のピークが存在したことを検出することができる。そして、フォーカス検出部１５６における検出の結果、ＡＦ評価値のピークが存在したかどうかを判断し（ステップＳ１６２）、ピークが存在していれば当該ピークの近傍に被写体にピントが合っている位置が存在すると判断し、第２段階を終了する。ピークが存在しなければ上記ステップＳ１４２に戻ってＡＦ評価値の取得を継続する。

以上、図６を用いて本発明の一実施形態にかかる撮像方法の第２段階について説明した。次に図７を用いて本発明の一実施形態にかかる撮像方法の第３段階について説明する。

第３段階では、本体部１００ａの動作は、上記第２段階においてＡＦ評価値のピークが検出できたか、ＡＦ評価値のピークが検出できずにフォーカスレンズ１０６が∞端まで駆動したかによって異なる。まず、上記第２段階においてＡＦ評価値のピークが検出できた場合の動作について説明する。

上記第２段階においてＡＦ評価値のピークが検出できた場合には、まず上記ステップ１４２で取得し、時間と紐付けてメモリ１３４に格納したＡＦ評価値群から、ピークとみなした値（すなわち最大値）を有するＡＦ評価値および前後の値を抽出する。前後の値の数としては例えば２つ抽出してもよく、この場合はピーク位置と前後２つの計５つのＡＦ評価値をメモリ１３４から抽出する。

そして、抽出したそれぞれのＡＦ評価値に対応するフォーカス位置の算出を行う（ステップＳ１６４）。本実施形態では、上述したように、露光期間の中心時点でのフォーカスレンズ１０６の位置を対応フォーカス位置とする。対応フォーカス位置の算出は、時間と紐付けてメモリ１３４に格納したフォーカスレンズ１０６の位置情報群を用いて算出する。上述のように、フォーカスレンズ１０６は等速で駆動を行っているので、時間と紐付けてメモリ１３４に格納したフォーカスレンズ１０６の位置情報群から、露光期間の中心時点でのフォーカスレンズ１０６の位置を算出することが可能である。

ステップＳ１６４でＡＦ評価値に対応するフォーカス位置の算出が完了すると、続いて抽出したＡＦ評価値および対応するフォーカス位置を用いて真のピーク位置を算出する（ステップＳ１６８）。図４は、本発明の一実施形態にかかる撮像方法において、真のピーク位置を検出する際の検出方法をグラフで説明する説明図である。本実施形態においては、図４に示したように、ＡＦ評価値の最大値および１つ後の値を結ぶ直線と、ＡＦ評価値の最大値の１つ前の値および２つ前の値を結ぶ直線とが交わる位置が、真のピーク位置であると判断する。

上記ステップＳ１６８で真のピーク位置を算出すると、続いて算出したピーク位置に対応するフォーカス位置にフォーカスレンズ１０６を駆動させる命令を本体部１００ａからレンズ部１００ｂに対して送信する（ステップＳ１６８）。本実施形態においては、図８に示した例に従うと、制御部１２８からレンズ部１００ｂに対して、フォーカス位置への駆動命令として“Ａ００２＊＊＊＊ＦＦｈ”（ここで“＊＊＊＊”は上記ステップＳ１６８で算出したピーク位置）を送信する。

以上が上記第２段階においてＡＦ評価値のピークが検出できた場合の本体部１００ａの動作である。一方、上記第２段階においてＡＦ評価値のピークが検出できなかった場合には、フォーカスレンズ１０６を所定の位置まで駆動させる命令を本体部１００ａからレンズ部１００ｂに対して送信する。本実施形態では、撮像装置１００から被写体までの距離が２メートルであると判断して、所定の位置として被写体が２メートルの位置にある場合にピントが合うようにフォーカスレンズ１０６を駆動させる（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０でフォーカスレンズ１０６を駆動させる位置のことを「２メートル位置」と称する。本実施形態においては、図８に示した例に従うと、制御部１２８からレンズ部１００ｂに対して、２メートル位置への駆動命令として“Ａ００１００Ｃ８ＦＦｈ”（ここで“００Ｃ８”は２メートル位置に対応する値）を送信する。

上記ステップＳ１６８またはステップＳ１７０で送信された命令は、レンズ部１００ｂのレンズ制御部１４４で受信する（ステップＳ１７２）。本体部１００ａからのフォーカスレンズ１０６の駆動命令を受信したレンズ制御部１４４は、指定された位置までフォーカスレンズ１０６の駆動を開始する（ステップＳ１７４）。

レンズ制御部１４４はフォーカスレンズ１０６の指定位置への駆動を開始すると、フォーカスレンズ１０６が指定位置に達したかどうかを検出する指定位置到達判定処理を定期的に実行する（ステップＳ１７６）。一方、本体部１００ａは、レンズ部１００ｂとの間で、フォーカスレンズ１０６が指定位置に到達して駆動が終了したかどうかの交信を行う（ステップＳ１７８、Ｓ１８０）。本実施形態においては、本体部１００ａからフォーカスレンズ１０６の指定位置への駆動命令を送信すると、その後０．１秒毎に本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間で交信を行う。図８に示した例に従えば、制御部１２８からはフォーカスレンズ駆動終了確認命令として“Ａ１ｈ”をレンズ部１００ｂに対して送信し、フォーカスレンズ駆動終了確認命令を受信したレンズ部１００ｂは、フォーカスレンズ１０６の駆動が終了し、指定位置（つまりピーク位置または２メートル位置）に達していれば、レンズ制御部１４４から本体部１００ａに対して“Ａ１０１ｈ”を送信し、フォーカスレンズ１０６が近端位置にまだ達していなければ、レンズ制御部１４４から本体部１００ａに対して“Ａ１０２ｈ”を送信する。

なお、上記第１段階のように、フォーカスレンズ１０６の指定位置への駆動命令を送信してから所定の時間（例えば、５秒間）経過したかどうかを判断し、所定の時間が経過してもレンズ部１００ｂからフォーカスレンズ１０６が指定位置に到達したことを確認できなければ、予め定めたエラー処理（例えば、ＬＣＤ１２４へのエラーメッセージの表示等）を実行して、処理を終了してもよい。

本体部１００ａでは、本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間の交信の後、制御部１２８においてフォーカスレンズ１０６の指定位置への駆動が終了したかどうかを判断する（ステップＳ１８２）。フォーカスレンズ１０６の指定位置への駆動が終了していれば、第３段階は終了する。一方、フォーカスレンズ１０６の指定位置への駆動が終了していなければ、上記ステップＳ１７８に戻り本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間の交信を継続する。

一方レンズ部１００ｂでは、本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間の交信の後、フォーカスレンズ１０６が指定位置に到達したかどうかを判断する（ステップＳ１８４）。ステップＳ１８４における判断の結果、フォーカスレンズ１０６が指定位置に到達していれば、フォーカスレンズ１０６の駆動を停止し（ステップＳ１８６）、処理を終了する。一方、フォーカスレンズ１０６がまだ指定位置に到達していない場合には、上記ステップＳ１７６に戻って指定位置到達判定処理を実行する。

制御部１２８は、レンズ部１００ｂから“Ａ１０１ｈ”を受信できれば、オートフォーカス動作は完了したものとみなし、撮影者がシャッタボタンを全押しして撮像動作を実行するまで待機する。

以上、図７を用いて本発明の一実施形態にかかる撮像方法の第３段階について説明した。
以上説明したように、本発明の一実施形態にかかる撮像装置および撮像方法によれば、電子マウント方式によって本体部１００ａからレンズ部１００ｂから着脱可能である撮像装置１００において、レンズ部１００ｂから本体部１００ａに定期的にフォーカスレンズ１０６の位置情報を送信し、本体部１００ａの内部にフォーカスレンズ１０６の位置情報を位置情報の取得時刻と紐付けて格納することで、本体部１００ａにおいてフォーカスレンズ１０６の状態を把握することが可能となる。本体部１００ａにおいてフォーカスレンズ１０６の状態を把握することが可能となることで、電子マウント方式によって本体部１００ａからレンズ部１００ｂから着脱可能である撮像装置１００においてビデオＡＦを実現することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、本体部１００ａで同期信号を生成してレンズ部１００ｂに送信し、本体部１００ａからレンズ部１００ｂに送信された同期信号の立ち上がりのタイミングで、レンズ制御部１４４はフォーカスレンズ１０６の位置情報を取得するように構成されたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、制御部１２８からレンズ部１００ｂに対してフォーカスレンズ１０６の位置情報取得命令を送信し、位置情報取得命令を受信したレンズ制御部１４４は、予め定めた一定の間隔でフォーカスレンズ１０６の位置情報を取得して、本体部１００ａに取得した位置情報を送信してもよい。

本発明は、撮像装置および撮像方法に適用可能であり、より詳細には、レンズ部が本体部から着脱可能である撮像装置および当該撮像装置における撮像方法に適用可能である。

本発明の一実施形態にかかる撮像装置１００の構成について説明する説明図である。 本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間でやり取りされる情報の一例について示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる、時間経過とフォーカスレンズ１０６の位置との関係の一例について、グラフで説明する説明図である。 本発明の一実施形態にかかる撮像方法において、真のピーク位置を検出する際の検出方法をグラフで説明する説明図である。 本発明の第一実施形態にかかる撮像装置１００におけるＡＦ処理の第１段階について説明する流れ図である。 本発明の第一実施形態にかかる撮像装置１００におけるＡＦ処理の第２段階について説明する流れ図である。 本発明の第一実施形態にかかる撮像装置１００におけるＡＦ処理の第３段階について説明する流れ図である。 本発明の一実施形態にかかる撮像方法において、本体部１００ａとレンズ部１００ｂとの間でやり取りされる情報の一例を示す説明図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
１００ａ 本体部
１００ｂ レンズ部
１０２ ズームレンズ
１０４ 絞り
１０６ フォーカスレンズ
１０２ａ，１０４ａ，１０６ａ 駆動装置
１０８ ＣＣＤイメージセンサ
１１０ ＣＤＳ回路
１１２ Ａ／Ｄ変換器
１１４ 画像入力コントローラ
１１６ 画像信号処理部
１２０ 圧縮処理部
１２２ ＬＣＤドライバ
１２４ ＬＣＤ
１２６ タイミングジェネレータ
１２８ 制御部
１３２ 操作部
１３４ メモリ
１３６ ＶＲＡＭ
１３８ メディアコントローラ
１４０ 記録メディア
１４２ａ，１４２ｂ Ｉ／Ｆ部
１４４ レンズ制御部
１４６ ドライバ
１５２ 適正ＡＥ算出部
１５４ 同期信号生成部
１５６ フォーカス検出部

Claims (4)

1. 本体部とレンズ部とが着脱可能である撮像装置であって、
   前記レンズ部は、
   焦点調節を行うフォーカスレンズと、
   前記本体部からの指示に基づいて前記フォーカスレンズの位置情報を連続的に取得するフォーカス位置取得部と、
   前記位置情報を前記本体部に送信する送信部と、
   を含み、前記本体部は、
   前記レンズ部に前記フォーカスレンズの位置情報の取得を指示するフォーカス位置取得指示部と、
   前記レンズ部から受信した複数の前記位置情報に基づいて、被写体の合焦検出を行う合焦検出部と、
   を含むことを特徴とする、撮像装置。
2. 前記フォーカス位置取得指示部は、前記レンズ部に対して同期信号を送信し、
   前記フォーカス位置取得部は、前記同期信号に同期したタイミングで前記フォーカスレンズの位置情報を取得することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
3. 本体部と、焦点調節を行うフォーカスレンズを備えるレンズ部とが着脱可能である撮像装置における撮像方法であって、
   前記レンズ部に前記フォーカスレンズの位置情報の取得を指示するフォーカス位置取得指示ステップと、
   前記フォーカス位置取得指示ステップの指示に基づいて被写体に合焦するための前記フォーカスレンズの位置情報を連続的に取得するフォーカス位置取得ステップと、
   前記位置情報を前記本体部に送信する送信ステップと、
   前記レンズ部から受信した複数の前記位置情報に基づいて、被写体の合焦検出を行う合焦検出ステップと、
   を含むことを特徴とする、撮像方法。
4. 前記フォーカス位置取得指示ステップは、前記レンズ部に対して同期信号を送信し、
   前記フォーカス位置取得ステップは、前記同期信号に同期したタイミングで前記フォーカスレンズの位置情報を取得することを特徴とする、請求項３に記載の撮像方法。

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