JP2010197646A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカシングレンズの合焦位置を決定するために要する時間を短縮すること。
【解決手段】カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２を移動させながら焦点評価値を算出し、その算出結果に基づいてフォーカシングレンズ２０２の合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量を決定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラに関する。

次のようなデジタルカメラが知られている。このデジタルカメラは、ＴＴＬ位相差ＡＦ方式に対応するように設計された交換レンズを使用してＡＦを行う場合に、合焦までに要する時間を極力短縮させる（例えば、特許文献１）。

特開２００７−３３４１４３号公報

しかしながら、従来のデジタルカメラでは、フォーカスレンズの駆動量はあらかじめ設定されており、この駆動量を変更することにより合焦までに要する時間を短縮するための工夫はなされていなかった。

本発明によるカメラは、被写体像を撮像する撮像手段と、撮影レンズに含まれる焦点調節用レンズを単位駆動量だけ駆動させるごとに、撮像手段からの出力される焦点検出に関する情報に基づいて焦点調節用の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、焦点評価値算出手段による算出結果に基づいて焦点調節用レンズの合焦位置を決定する合焦位置決定手段と、焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、焦点調節用レンズの単位駆動量を決定する単位駆動量決定手段とを備えることを特徴とする。
本発明では、焦点調節用レンズの基準駆動量と、基準駆動量に対する許容駆動幅とがあらかじめ設定されており、単位駆動量決定手段は、基準駆動量と許容駆動幅内の駆動量との中から単位駆動量を決定するようにしてもよい。
焦点評価値算出手段が焦点評価値を算出しながら焦点調節用レンズを駆動させる範囲（駆動範囲）は、あらかじめ設定されており、単位駆動量決定手段は、駆動範囲内を対象として焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短となるように、単位駆動量を決定するようにしてもよい。
撮影レンズは、カメラに着脱可能な交換レンズであって、焦点調節用レンズの単位駆動量当たりの駆動時間は、個々の撮影レンズごとに設定されて撮影レンズ内のメモリに記録されており、単位駆動量決定手段は、単位駆動量当たりの駆動時間を撮影レンズから取得し、取得した単位駆動量当たりの駆動時間に基づいて、焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、単位駆動量を決定するようにしてもよい。
焦点評価値算出手段が、焦点調節用レンズを駆動範囲内で一方向へ駆動させた後に、焦点調節用レンズの駆動方向を反転させて逆方向へ駆動させて焦点評価値を算出する場合には、焦点調節用レンズの単位駆動量当たりの駆動時間は、焦点調節用レンズを一方向へ駆動させるための時間と、逆方向へ駆動させるための時間と、一方向から逆方向へ反転させるために要する待機時間との和であってもよい。
焦点評価値算出手段および合焦位置決定手段は、焦点調節用レンズの合焦位置を決定するに当たって、焦点調節用レンズの駆動範囲内で合焦位置を含む一定の合焦範囲を特定するための低精度の焦点調節処理と、低精度の焦点調節処理で特定した合焦範囲内から焦点調節用レンズの合焦位置を特定するための高精度の焦点調節処理との少なくとも２段階の処理を実行し、単位駆動量決定手段は、低精度の焦点調節処理が実行されているときに、焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、単位駆動量を決定するようにしてもよい。

本発明によれば、焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、焦点調節用レンズの単位駆動量を決定することができる。

カメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。 合焦位置のサーチ方法の具体例を模式的に示す図である。 フォーカシングレンズ２０２の像面移動量に対する駆動時間を管理するテーブルの具体例を示す図である。 各サーチ方法におけるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量に幅を持たせた場合の具体例を示す図である。 図３に示したテーブルの中から粗サーチにおける像面移動量の範囲を含んだ部分を抽出し、各像面移動量ごとにフォーカシングレンズ２０２の駆動回数と、サーチ合計時間とを付加して表した図である。 サーチ時のフォーカシングレンズ２０２の像面移動量の決定処理の流れを示すフローチャート図である。

図１は、本実施の形態におけるカメラの一実施の形態の構成を示すブロック図である。カメラ１００は、レリーズ釦１０１と、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ／自動焦点調整）実行スイッチ１０２と、ＡＦモード設定部１０３と、画像処理部１０４と、コントラストＡＦ演算部１０５と、カメラＣＰＵ１０６と、レンズ通信部１０７と、ボディマウント１０８と、メインミラー（クイックリターンミラー）１０９と、ミラー１１０と、サブミラー１１１と、ＡＦセンサ１１２と、フォーカルプレーンシャッター１１３と、撮像素子１１４と、拡散スクリーン（フォーカシングスクリーン）１１５と、コンデンサレンズ１１６と、ペンタプリズム１１７と、接眼レンズ１１８と、再結像レンズ系１１９と、ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ／自動露出調整）センサ１２０とを備えている。

また、カメラ１００には、撮影レンズユニット（交換レンズ）２００が着脱可能である。撮影レンズユニット２００は、レンズ２０１と、フォーカシングレンズ２０２と、絞り機構２０３と、レンズ位置エンコーダ２０４と、フォーカシングモーター２０５と、レンズ制御部２０６と、カメラ通信部２０７と、レンズＣＰＵ２０８と、レンズマウント２０９とを備えている。なお、カメラ１００と撮影レンズユニット２００とは、ボディマウント１０８とレンズマウント２０９を介して装着可能である。

まず、カメラ１００の撮影機構について説明する。カメラ１００においては、メインミラー１０９が光路上に位置している場合には、撮影レンズユニット２００を透過した被写体像光束を接眼レンズ１１８へ導くことができる。すなわち、メインミラー１０９が光路上に位置している場合には、撮影レンズユニット２００を透過した被写体像光束は、メインミラー１０９により屈曲され、拡散スクリーン１１５に結像される。拡散スクリーン１１５で拡散された被写体像光束は、コンデンサレンズ１１６により集光されるとともに歪曲収差が補正され、ペンタプリズム１１７により正立像に反転されて接眼レンズ１１８へと至る。これにより、使用者は光学ファインダーを介して撮影レンズユニット２００から入射された被写体像を観察することができる。

また、ペンタプリズム１１７により正立像に反転された被写体像光束は、再結像レンズ系１１９を介してＡＥセンサ１２０へ入射される。ＡＥセンサ１２０は、入射された被写体像光束に基づいて、撮影レンズユニット２００の露出調整状態を検出する。

一方、メインミラー１０９が跳ね上げられて光路上から退避している場合には、撮影レンズユニット２００を透過した被写体像光束をフォーカルプレーンシャッター１１３を介して撮像素子１１４へ導くことができる。これにより、撮像素子１１４により被写体像が撮像され、撮像素子１１４から画像処理部１０４へ画像信号が出力される。画像処理部１０４は、アナログ画像信号をデジタル信号に変換（Ａ／Ｄ変換）し、デジタル信号に対して種々の画像処理を施して画像データを生成する。

また、撮影レンズユニット２００を透過した被写体像光束は、サブミラー１１１、およびミラー１１０を介してＡＦセンサ１１２へ入射される。ＡＦセンサ１１２は、入射された被写体像光束に基づいて、撮影レンズユニット２００の焦点調整状態を検出する。

次に、カメラ１００における具体的な撮影処理について説明する。なお、使用者は、光学ファインダーを介して被写体を観察しながら、レリーズ釦１０１を半押しすることにより、ＡＦ処理の実行を指示することができる。本実施の形態では、後述するように、コントラストＡＦ演算部１０５による演算結果に基づいて、カメラＣＰＵ１０６がＡＦ処理を実行する。そして、使用者は、撮影を行いたいタイミングで、レリーズ釦１０１を全押しすることにより、撮影処理の開始を指示することができる。この撮影処理は、カメラＣＰＵ１０６によってカメラ１００の各部が制御されることにより実行される。

具体的には、カメラＣＰＵ１０６は、上述したように、メインミラー１０９を跳ね上げて光路上から退避させ、撮影レンズユニット２００を透過した被写体像光束をフォーカルプレーンシャッター１１３を介して撮像素子１１４へ入射させる。撮像素子１１４としては、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサが用いられ、撮像素子１１４は、撮影レンズユニット２００を通して入力された被写体の光学像を光電変換して、画像信号を画像処理部１０４へ出力する。

画像処理部１０４は、上述したように、入力された画像信号をＡ／Ｄ変換した後、種々の画像処理を施して、所定形式、例えばＪＰＥＧ形式の画像データを生成する。そして、画像処理回路１０４は、生成した画像データに基づいて画像ファイルを生成して、不図示のバッファメモリ、例えばＳＤＲＡＭへ出力する。カメラＣＰＵ１０６は、バッファメモリに記録された画像ファイルを不図示の記憶媒体、例えばメモリカードに記録する。これによって撮影処理が完了する。

次に、本実施の形態におけるＡＦ処理の詳細について説明する。上述したように、ＡＦ処理は、使用者によってレリーズ釦１０１を半押しされると、コントラストＡＦ演算部１０５による演算結果に基づいて、カメラＣＰＵ１０６によって実行される。具体的には、カメラＣＰＵ１０６は、レンズ通信部１０７およびカメラ通信部２０７を介して撮影レンズユニット２００と通信することによりレンズＣＰＵ２０８にフォーカシングレンズ２０２の駆動を指示する。

レンズＣＰＵ２０８は、カメラＣＰＵ１０６からの指示に基づいて、レンズ制御部２０６を制御してレンズ位置エンコーダ２０４からの出力に基づいてフォーカシングレンズ２０２の位置を検出し、フォーカシングモーター２０５によりフォーカシングレンズ２０２をその移動可能範囲内で駆動させる。

カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２を移動させながら、最適なフォーカシングレンズ２０２の位置を決定するための焦点評価値（ＡＦ評価値）をコントラスＡＦ演算部１０５から取得する。コントラストＡＦ演算部１０５は、画像処理部１０４から入力される画像データに基づいて、各フォーカシングレンズ２０２位置におけるコントラスト値を算出し、算出したコントラスト値に基づいて焦点評価値を算出する。なお、焦点評価値はコントラスト値が高いほど高く、コントラスト値が低いほど低く算出される。

カメラＣＰＵ１０６は、コントラストＡＦ演算部１０５によって算出された焦点評価値が最も高く算出されるフォーカシングレンズ２０２の位置、すなわちコントラストが最も高い画像が得られるフォーカシングレンズ２０２の位置を合焦位置として特定し、この合焦位置を撮影時のフォーカシングレンズ２０２位置として決定する。このように、カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２を移動させながらフォーカシングレンズ２０２の合焦位置をサーチする。

そして、カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２を上記合焦位置に移動させるようにレンズＣＰＵ２０８へ指示する。レンズＣＰＵ２０８は、レンズ制御部２０６を制御して、フォーカシングレンズ２０２の位置をカメラＣＰＵ１０６から指示された合焦位置へ移動させる。これによって、一連のＡＦ処理が完了する。

なお、本実施の形態では、カメラＣＰＵ１０６は、上記ＡＦ処理において、以下の（Ａ）から（Ｄ）に示すサーチ方法を使い分けて、フォーカスレンズ２０１の合焦位置を決定する。

（Ａ）通常サーチ
通常サーチは、フォーカシングレンズ２０２の合焦位置が予測しづらいが、合焦位置が現在のフォーカシングレンズ２０２の位置から極端に離れていないと判断した場合に行うサーチ方法である。

（Ｂ）詳細サーチ
詳細サーチは、通常サーチにより、ある程度合焦位置が予測できた場合に行うサーチ方法である。

（Ｃ）合焦近傍サーチ
合焦近傍サーチは、前回の合焦直後や連写中、動画撮影中に合焦位置が現在のフォーカシングレンズ２０２の近くにあると予想される場合に行うサーチ方法である。

（Ｄ）粗サーチ
粗サーチは、現在のフォーカシングレンズ２０２がレンズの端点にある場合など、合焦位置が現在のフォーカシングレンズ２０２から遠くにあることが予想される場合や、通常サーチで合焦位置が予測できなかった場合に行うサーチ方法である。

上記（Ａ）から（Ｄ）のそれぞれのサーチ方法において、フォーカシングレンズ２０２を駆動させて合焦位置のサーチを行うために要するサーチ合計時間は、次式（１）によって表される。
サーチ合計時間（ｍｓ）＝駆動時間（ｍｓ）×駆動回数（回）＋駆動間停止時間（ｍｓ）×（駆動回数（回）−１） ・・・（１）

式（１）に示すように、サーチ合計時間は、合焦位置を特定するためにフォーカシングレンズ２０２を駆動させる回数（駆動回数）と１回のフォーカシングレンズ２０２の駆動に要する時間（駆動時間）との積と、フォーカシングレンズ２０２の駆動と駆動の間の停止時間（駆動間停止時間）と停止回数（フォーカシングレンズ２０２の駆動回数−１）との積との和によって求められる。

なお、駆動回数は、フォーカシングレンズ２０２を駆動させる範囲（サーチ範囲）を１回当たりのフォーカシングレンズ２０２の駆動量（単位駆動量または像面移動量）で割ることにより算出できる。例えば、フォーカシングレンズ２０２のサーチ範囲を６０００μｍであって、像面移動量が１０００μｍである場合には、駆動回数６回となる。また、本実施の形態では、駆動時間（ｍｓ）×駆動回数を「総駆動時間」と呼び、駆動間停止時間（ｍｓ）×（駆動回数−１）を「総停止時間」と呼ぶこととする。

ここで、合焦位置のサーチ方法の具体例を図２を用いて説明する。図２においては、図２（ａ）は、サーチの開始から終了までのフォーカシングレンズ２０２位置の変化とフォーカシングレンズ２０２の各停止位置における焦点評価値の算出結果とを模式的に示した図である。また、図２（ｂ）は、サーチの開始から終了までのフォーカシングレンズ２０２位置の変化と時間経過とを模式的に示した図である。

まず図２（ａ）について説明する。図２（ａ）においては、ｉ＝０で示すサーチ開始位置２ａからｉ＝５で示すサーチ終了位置２ｆまでの間をサーチ範囲とし、このサーチ範囲内でフォーカシングレンズ２０２を移動させながら合焦位置のサーチを行う。まず、フォーカシングレンズ２０２は、サーチ開始位置（１番目の焦点評価値取得位置）２ａに式（１）に示した駆動間停止時間だけ停止し、カメラＣＰＵ１０６は、その間にサーチ開始位置２ａにおける焦点評価値をコントラスＡＦ演算部１０５から取得してバッファメモリに記録する。

次に、カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２をサーチ開始位置２ａからｉ＝１で示す２番目の焦点評価値取得位置２ｂへ移動させる。このときの移動量が上述した１回当たりのフォーカシングレンズ２０２の駆動量（単位駆動量または像面移動量）であり、移動に要する時間が上述したフォーカシングレンズ２０２の駆動時間に相当する。フォーカシングレンズ２０２は、焦点評価値取得位置２ｂに式（１）に示した駆動間停止時間だけ停止し、カメラＣＰＵ１０６は、その間に焦点評価値取得位置２ｂにおける焦点評価値をコントラスＡＦ演算部１０５から取得してバッファメモリに記録する。

同様に、カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２をｉ＝２で示す３番目の焦点評価値取得位置２ｃからｉ＝４で示す５番目の焦点評価値取得位置２ｅまで順番に移動させ、各焦点評価値取得位置において駆動間停止時間中に焦点評価値をコントラスＡＦ演算部１０５から取得してバッファメモリに記録していく。そして、カメラＣＰＵ１０６は、最後にフォーカシングレンズ２０２を５番目の焦点評価値取得位置２ｅからｉ＝５で示すサーチ終了位置（６番目の焦点評価値取得位置）２ｆへ移動させ、サーチ終了位置２ｆにおける駆動間停止時間中に焦点評価値をコントラスＡＦ演算部１０５から取得してバッファメモリに記録する。

そして、カメラＣＰＵ１０６は、バッファメモリに記録しておいた各焦点評価値取得位置における焦点評価値を比較して、その値が最も大きい焦点評価値取得位置をフォーカシングレンズ２０２の合焦位置として特定する。すなわち、図２（ａ）に示す例では、ｉ＝３で示す４番目の焦点評価値取得位置２ｄにおける焦点評価値がもっとも大きいことから、焦点評価値取得位置２ｅをフォーカシングレンズ２０２の合焦位置として特定する。

なお、サーチ方法が粗サーチや通常サーチのように、サーチ精度が低いサーチ方法である場合には、上記サーチによりフォーカシングレンズ２０２の合焦位置にあたりを付け、さらに詳細サーチや合焦近傍サーチなどのサーチ精度が高いサーチ方法を用いてサーチを行うことにより、最終的なフォーカシングレンズ２０２の合焦位置が決定される。

この図２（ａ）に示したサーチ例におけるサーチ合計時間を図示すると図２（ｂ）に示すようになる。すなわち、図２（ｂ）に示す例では、サーチ開始位置２ａにおける駆動間停止時間ｔ１、サーチ開始位置２ａから２番目の焦点評価値取得位置２ｂまでのフォーカシングレンズ２０２の駆動時間ｔ２、２番目の焦点評価値取得位置２ｂにおける駆動間停止時間ｔ３、２番目の焦点評価値取得位置２ｂから３番目の焦点評価値取得位置２ｃまでのフォーカシングレンズ２０２の駆動時間ｔ４、・・・５番目の焦点評価値取得位置２ｅからサーチ終了位置２ｆまでのフォーカシングレンズ２０２の駆動時間ｔ１０、サーチ終了位置２ｆにおける駆動間停止時間ｔ１１の合計時間がサーチ合計時間となる。

なお、フォーカシングレンズ２０２の１回当たりの駆動時間（ｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８、ｔ１０）は、図３で後述するように、フォーカシングレンズ２０２の１回当たりの像面移動量によって決定される。なお、フォーカシングレンズ２０２の１回当たりの像面移動量の基準値は、上記（Ａ）から（Ｄ）のそれぞれのサーチ方法ごとに異なる。各サーチ方法ごとの像面移動量の基準値は、撮影レンズユニット２００ごとに異なり、それぞれの撮影レンズユニット２００に応じた値が設定される。

例えば、本実施の形態における撮影レンズユニット２００では、通常サーチにおける１回当たりの像面移動量の基準値は２００μｍ、詳細サーチにおける１回当たりの像面移動量の基準値は１００μｍ、合焦近傍サーチにおける１回当たりの像面移動量の基準値は５０μｍ、粗サーチにおける１回当たりの像面移動量の基準値は１４００μｍと設定されているものとする。本実施の形態では、ここに示した各サーチ方法における像面移動量の基準値を基準像面移動量（または基準駆動量）と呼ぶ。

フォーカシングレンズ２０２の１回当たりの駆動時間は、図３に示すようにテーブル管理されており、例えば、このテーブルは撮影レンズユニット２００内の不図示のメモリに記録されている。この図３に示す例では、例えば、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量が通常サーチにおける像面移動量である２００μｍの場合には、フォーカシングレンズ２０２の駆動時間は４５ｍｓであり、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量が詳細サーチにおける像面移動量である１００μｍの場合には、フォーカシングレンズ２０２の駆動時間は３５ｍｓであることを示している。なお、このテーブルでは、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量と駆動時間とを対応付けた１組のデータには、それぞれ一意に駆動時間テーブルＮｏが付与されている。

このフォーカシングレンズ２０２の像面移動量に応じたフォーカシングレンズ２０２の駆動時間は、一般的に、個々のレンズ、距離位置、ズーム位置、温度、フォーカシングレンズ２０２の駆動方向により異なる。このため、図３に示す例では、必ずしもフォーカシングレンズ２０２の像面移動量が小さいほど駆動時間が短いわけではない。例えば、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量が５０μｍであるときの駆動時間が５０ｍｓであるのに対して、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量が７０μｍであるときの駆動時間は３５ｍｓとなっている。また、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量が１４００μｍであるときの駆動時間が１４０ｍｓであるのに対して、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量が２０００μｍであるときの駆動時間は８０ｍｓとなっている。

例えば、上述したように、サーチ方法粗サーチの場合には、基準像面移動量は１４００μｍと設定されているが、図３の例によれば、この設定に基づいて像面移動量を１４００μｍとするよりも、像面移動量を１６００μｍ、１８００μｍ、または２０００μｍと増加させた方がフォーカシングレンズ２０２の駆動時間を短縮することができることがわかる。本実施の形態では、この点に着目して、各サーチ方法におけるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量に一定の幅を持たせ、カメラＣＰＵ１０６は、その範囲内で式（１）によるサーチ合計時間の算出結果が最も短くなる像面移動量をサーチ時におけるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量として決定する。

例えば、図４に示すように、各サーチ方法におけるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量を、上述した基準像面移動量を中心として一定の幅を持たせて設定しておく。この図４に示す例では、通常サーチにおける像面移動量を２００±５０μｍ、詳細サーチにおける像面移動量を１００±３０μｍ、合焦近傍サーチにおける像面移動量を５０±２０μｍ、粗サーチにおける像面移動量は１４００±４００μｍと設定している。

以下、各サーチ方法におけるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量を図４に示すように設定した場合の具体的なサーチ方法、すなわちフォーカシングレンズ２０２の合焦位置の決定方法について、サーチ方法を粗サーチとした場合を例として説明する。

サーチ方法を粗サーチとした場合には、図４に示すようにフォーカシングレンズ２０２の像面移動量は１４００±４００μｍとなる。すなわちフォーカシングレンズ２０２の像面移動量は、１０００μｍから１８００μｍの範囲内となり、カメラＣＰＵ１０６は、この範囲内で式（１）によるサーチ合計時間の算出結果が最も短くなる像面移動量をサーチ時におけるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量として決定する。

図５は、図３に示したテーブルの中から像面移動量が上記１０００μｍから１８００μｍの範囲を含んだ部分を抽出し、さらに各像面移動量ごとにフォーカシングレンズ２０２の駆動回数と、式（１）により算出されたサーチ合計時間とを付加して表示した図である。なお、図５においては、図の右上部に記載のある通り、フォーカシングレンズ２０２のサーチ範囲を６０００μｍとし、このサーチ範囲を各像面移動量で割ることによって、各像面移動量に応じた駆動回数を算出している。また、各焦点評価値取得位置におけるフォーカシングレンズ２０２の停止時間、すなわち駆動間停止時間を５ｍｓとしてサーチ合計時間を算出している。

具体的には、像面移動量が１０００μｍである場合には、駆動時間は１２０ｍｓ、駆動回数は６回、駆動間停止時間は５ｍｓであることから、式（１）によりサーチ合計時間＝１２０（ｍｓ）×６（回）＋５（ｍｓ）×（６−１）＝７４５（ｍｓ）となる。同様に、像面移動量が１２００μｍである場合には、駆動時間は１４０ｍｓ、駆動回数は５回、駆動間停止時間は５ｍｓであることから、式（１）によりサーチ合計時間＝１４０（ｍｓ）×５（回）＋５（ｍｓ）×（５−１）＝７２０（ｍｓ）となる。

像面移動量が１４００μｍである場合には、駆動時間は１４０ｍｓ、駆動回数は５回、駆動間停止時間は５ｍｓであることから、式（１）によりサーチ合計時間＝１４０（ｍｓ）×５（回）＋５（ｍｓ）×（５−１）＝７２０（ｍｓ）となる。像面移動量が１６００μｍである場合には、駆動時間は１２０ｍｓ、駆動回数は４回、駆動間停止時間は５ｍｓであることから、式（１）によりサーチ合計時間＝１２０（ｍｓ）×４（回）＋５（ｍｓ）×（４−１）＝４９５（ｍｓ）となる。像面移動量が１８００μｍである場合には、駆動時間は１００ｍｓ、駆動回数は４回、駆動間停止時間は５ｍｓであることから、式（１）によりサーチ合計時間＝１００（ｍｓ）×４（回）＋５（ｍｓ）×（４−１）＝４１５（ｍｓ）となる。

よって、図５に示す例では、カメラＣＰＵ１０６は、粗サーチに用いるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量を、１４００±４００μｍの範囲のうち、サーチ合計時間が最も短くなる１８００μｍに決定する。これによって、像面移動量を粗サーチの基準像面移動量である１４００μｍとしてサーチを行った場合よりも、粗サーチに要するサーチ合計時間を短縮することができる。

なお、ここではサーチ方法を粗サーチとする場合について説明しているが、他のサーチ方法においても図４に示すようにフォーカシングレンズ２０２の像面移動量に幅を持たせて、その中からサーチ合計時間が最短となるものを選択することにより、サーチ合計時間を短縮することができる。そして、その結果、コントラストＡＦによりフォーカシングレンズ２０２の合焦位置を決定するまでに要する時間を短縮することができる。

図６は、本実施の形態におけるサーチ時のフォーカシングレンズ２０２の像面移動量の決定処理の流れを示すフローチャートである。図６の処理は、上記（Ａ）から（Ｄ）のいずれかのサーチ方法によりサーチを行う場合に、サーチに先立って起動するプログラムとして、カメラＣＰＵ１０６によって実行される。なお、図６においては、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量をサーチ駆動量と表している。また、ここではサーチ方法が粗サーチの場合を例として具体的数値を挙げて図６に示す処理を説明するが、他のサーチ方法の場合も処理の内容は同様である。

ステップＳ１０において、カメラＣＰＵ１０６は、最終的に決定する像面移動量Ｄｆに対する仮の像面移動量（仮サーチ駆動量）を変数Ｄｆ´にセットする。例えば、カメラＣＰＵ１０６は、図３に示したテーブルを参照して、粗サーチにおける像面移動量（１４００±４００μｍ）の最小値である１０００μｍを仮サーチ駆動量Ｄｆ´にセットする。その後、ステップＳ２０へ進み、カメラＣＰＵ１０６は、図３に示したテーブルを参照して、粗サーチにおける像面移動量（１４００±４００μｍ）の最大値である１８００μｍをサーチ駆動量最大値を示す変数ＤｆＭａｘにセットする。その後、ステップＳ３０へ進む。

ステップＳ３０では、カメラＣＰＵ１０６は、図３に示したテーブルを参照して、粗サーチにおける像面移動量（１４００±４００μｍ）の最小値である１０００μｍをサーチ駆動量最小値を示す変数ＤｆＭｉｎにセットする。その後、ステップＳ４０へ進み、カメラＣＰＵ１０６は、図３に示したテーブルを参照して、粗サーチにおける像面移動量（１４００±４００μｍ）が最小値となるデータの駆動時間テーブルＮｏ、すなわち４５を駆動時間テーブルＮｏを示す変数ＴＮｏにセットする。その後、ステップＳ５０へ進む。

ステップＳ５０では、カメラＣＰＵ１０６は、図３に示したテーブルを参照し、式（１）を用いて、ステップＳ４０でセットした駆動時間テーブルＮｏ（ＴＮｏ）におけるサーチ合計時間を算出し、算出結果をサーチ駆動合計基準時間を示す変数ＤｆＴｍＴｏｔａｌ０にセットする。ここでは、図５に示すように、ＴＮｏが４５のときのサーチ合計時間である７４５が変数ＤｆＴｍＴｏｔａｌ０にセットされる。その後、ステップＳ６０へ進む。

ステップＳ６０では、カメラＣＰＵ１０６は、現在、ＴＮｏにセットされている値をカウントアップする。例えば、現在のＴＮｏの値がステップＳ４０でセットした４５である場合には、４５に１を加算して４６とする。その後、ステップＳ７０へ進み、カメラＣＰＵ１０６は、現在のＴＮｏに対応する像面移動量Ｄｆ［Ｔｎｏ］が、ステップＳ２０でセットしたサーチ駆動量最大値ＤｆＭａｘ以下であるか否かを判断する。ステップＳ７０で肯定判断した場合には、ステップＳ８０へ進む。

ステップＳ８０では、カメラＣＰＵ１０６は、図３に示したテーブルを参照し、式（１）を用いて、現在のＴＮｏにおけるサーチ合計時間を算出し、算出結果をサーチ駆動合計時間を示す変数ＤｆＴｍＴｏｔａｌ［ＴＮｏ］にセットする。例えば、現在のＴＮｏが４６である場合には、図５に示すように、ＴＮｏが４６のときのサーチ合計時間である７２０が変数ＤｆＴｍＴｏｔａｌ［ＴＮｏ］にセットされる。その後、ステップＳ９０へ進む。

ステップＳ９０では、カメラＣＰＵ１０６は、ステップＳ８０でセットしたサーチ駆動合計時間ＤｆＴｍＴｏｔａｌ［ＴＮｏ］が、サーチ駆動合計基準時間ＤｆＴｍＴｏｔａｌ０より小さいか否かを判断する。ステップＳ９０で肯定判断した場合には、ステップＳ１００へ進み、カメラＣＰＵ１０６は、仮サーチ駆動量ＤＦ´を現在のＴＮｏに対応する像面移動量Ｄｆ［Ｔｎｏ］に置き換えて、ステップＳ１１０へ進む。これに対して、ステップＳ９０で否定判断した場合には、そのままステップＳ１１０へ進む。

ステップＳ１１０では、カメラＣＰＵ１０６は、現在、ＴＮｏにセットされている値をカウントアップする。例えば、現在のＴＮｏの値が４６である場合には、４６に１を加算して４７とする。その後、ステップＳ７０へ戻り、カメラＣＰＵ１０６は、ステップＳ７０で否定判断するまで、ステップＳ７０からステップＳ１１０の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ７０で否定判断した場合には、ステップＳ１２０へ進む。ステップＳ１２０では、カメラＣＰＵ１０６は、現在、仮サーチ駆動量ＤＦ´にセットされている像面移動量を最終的に決定する像面移動量Ｄｆにセットすることによって、粗サーチにおけるサーチ駆動量、すなわち粗サーチにおける像面移動量を決定する。その後、処理を終了する。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２を移動させながら各停止位置で停止させ、各停止位置において焦点評価値を算出し、その算出結果に基づいて、フォーカシングレンズ２０２の合焦位置を決定するために要する時間、すなわちサーチ合計時間が最短になるように、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量を決定するようにした。これによって、フォーカシングレンズ２０２の合焦位置を決定するために要する時間を最短にして、ＡＦ処理にかかる時間を短縮することができる。

（２）各サーチ方法におけるフォーカシングレンズ２０２の像面移動量に一定の幅を持たせるようにし、カメラＣＰＵ１０６は、その範囲内でサーチ合計時間の算出結果が最も短くなるように、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量を決定するようにした。これによって、必ずしもフォーカシングレンズ２０２の像面移動量が小さいほど駆動時間が短いわけではないことを加味して、フォーカシングレンズ２０２の合焦位置を決定するために要する時間を最短にするための最適な像面移動量を決定することができる。

（３）カメラＣＰＵ１０６は、あらかじめ設定されているサーチ範囲内を対象としてサーチ合計時間の算出結果が最も短くなるように、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量を決定するようにした。これによって、設定されているサーチ範囲に応じた最適な像面移動量を決定することができる。

（４）フォーカシングレンズ２０２の１回当たりの駆動時間を管理するテーブルは、撮影レンズユニット２００内の不図示のメモリに記録されており。カメラＣＰＵ１０６は、撮影レンズユニット２００からテーブルのデータを取得して、取得したデータを用いてサーチ合計時間が最短になるように、フォーカシングレンズ２０２の像面移動量を決定するようにした。これによって、カメラＣＰＵ１０６は、マウントされている撮影レンズユニット２００に応じたテーブルのデータを取得して、現在の撮影レンズユニットに適した像面移動量を決定することができる。

―変形例―
なお、上述した実施の形態のカメラは、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、サーチ方法が通常サーチ、詳細サーチ、合焦近傍サーチおよび粗サーチのいずれである場合でも図６に示した像面移動量の算出処理によりフォーカシングレンズ２０２の像面移動量を決定する例について説明した。しかしながら、上記４つのサーチ方法を、低精度のサーチ方法である粗サーチおよび通常サーチと、高精度のサーチ方法である詳細サーチおよび合焦近傍サーチの２段階に分け、少なくとも低精度のサーチ方法である粗サーチと通常サーチにおいて、図６に示した像面移動量の算出処理を実行するようにし、高精度のサーチ方法である詳細サーチと合焦近傍サーチでは、図６に示した像面移動量の算出処理を実行しないようにしてもよい。

（２）上述した実施の形態では、ＡＦの方式をコントラストＡＦとする例について説明したが、他の方式、例えば位相差方式の場合にも本発明は適用可能である。

（３）上述した実施の形態では、カメラＣＰＵ１０６は、図２（ａ）に示したように、ｉ＝０で示すサーチ開始位置２ａからｉ＝５で示すサーチ終了位置２ｆまでの間をサーチ範囲とし、このサーチ範囲内でフォーカシングレンズ２０２を移動させながら合焦位置のサーチを行う例について説明した。すなわち、カメラＣＰＵ１０６は、フォーカシングレンズ２０２を上記サーチ範囲内をサーチ開始位置２ａからサーチ終了位置２ｆに向けて一方向のみに移動させて合焦位置のサーチを行う例について説明した。しかしながら、カメラＣＰＵ１０６は、例えば合焦近傍サーチにおいては、合焦付近でフォーカシングレンズ２０２の移動方向を反転させて合焦付近を往復させることにより、詳細にサーチを行うことが多く、本発明はこのような場合にも適用可能である。具体的には、フォーカシングレンズ２０２の移動方向を反転させる場合には、その間のフォーカシングレンズ２０２の駆動時間は、フォーカシングレンズ２０２を一方向に駆動させるための駆動時間、反転のための待機時間、フォーカシングレンズ２０２を逆方向に駆動させるための駆動時間の和となる。

（４）上述した実施の形態では、フォーカシングレンズを単位駆動量だけ駆動させる毎に一旦レンズ駆動を停止させる駆動方法を採用しているが、本発明はこのような駆動方法に限られるものではない。単位駆動量の駆動毎にレンズ駆動を停止させることのないレンズ駆動方法に本発明を適用しても良い。この場合には、上述したサーチ合計時間は、駆動間停止時間を考慮せずに（上述した駆動時間と駆動回数だけから）算出するようにし、且つそのようにして求められた単位駆動量を駆動する毎に（その単位駆動量近辺で）、上述の実施形態と同様の手法で焦点評価値を取得するようにすれば良い。このように構成すれば更なる高速化にも対応することができる。

なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。

１００ カメラ、１０１ レリーズ釦、１０２ ＡＦ実行スイッチ、１０３ ＡＦモード設定部、１０４ 画像処理部、１０５ コントラストＡＦ演算部、１０６ カメラＣＰＵ、１０７ レンズ通信部、１０８ ボディマウント、１０９ メインミラー（クイックリターンミラー）、１１０ ミラー、１１１ サブミラー、１１２ ＡＦセンサ、１１３ フォーカルプレーンシャッター、１１４ 撮像素子、１１５ 拡散スクリーン（フォーカシングスクリーン）、１１６ コンデンサレンズ、１１７ ペンタプリズム、１１８ 接眼レンズ、１１９ 再結像レンズ系、１２０ ＡＥセンサ、２００ 撮影レンズユニット、２０１ レンズ、２０２ フォーカシングレンズ、２０３ 絞り機構、２０４ レンズ位置エンコーダ、２０５ フォーカシングモーター、２０６ レンズ制御部、２０７ カメラ通信部、２０８ レンズＣＰＵ、２０９ レンズマウント

Claims (6)

1. 被写体像を撮像する撮像手段と、
   撮影レンズに含まれる焦点調節用レンズを単位駆動量だけ駆動させるごとに、前記撮像手段からの出力される焦点検出に関する情報に基づいて焦点調節用の焦点評価値を算出する焦点評価値算出手段と、
   前記焦点評価値算出手段による算出結果に基づいて前記焦点調節用レンズの合焦位置を決定する合焦位置決定手段と、
   前記焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、前記焦点調節用レンズの前記単位駆動量を決定する単位駆動量決定手段とを備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記焦点調節用レンズの基準駆動量と、前記基準駆動量に対する許容駆動幅とがあらかじめ設定されており、
   前記単位駆動量決定手段は、前記基準駆動量と前記許容駆動幅内の駆動量との中から、前記単位駆動量を決定することを特徴とするカメラ。
3. 請求項２に記載のカメラにおいて、
   前記焦点評価値算出手段が前記焦点評価値を算出しながら前記焦点調節用レンズを駆動させる範囲（駆動範囲）は、あらかじめ設定されており、
   前記単位駆動量決定手段は、前記駆動範囲内を対象として前記焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短となるように、前記単位駆動量を決定することを特徴とするカメラ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記撮影レンズは、カメラに着脱可能な交換レンズであって、
   前記焦点調節用レンズの単位駆動量当たりの駆動時間は、個々の撮影レンズごとに設定されて撮影レンズ内のメモリに記録されており、
   前記単位駆動量決定手段は、前記単位駆動量当たりの駆動時間を前記撮影レンズから取得し、取得した前記単位駆動量当たりの駆動時間に基づいて、前記焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、前記単位駆動量を決定することを特徴とするカメラ。
5. 請求項４に記載のカメラにおいて、
   前記焦点評価値算出手段が、前記焦点調節用レンズを前記駆動範囲内で一方向へ駆動させた後に、前記焦点調節用レンズの駆動方向を反転させて逆方向へ駆動させて前記焦点評価値を算出する場合には、前記焦点調節用レンズの単位駆動量当たりの駆動時間は、前記焦点調節用レンズを前記一方向へ駆動させるための時間と、前記逆方向へ駆動させるための時間と、前記一方向から逆方向へ反転させるために要する待機時間との和であることを特徴とするカメラ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記焦点評価値算出手段および前記合焦位置決定手段は、前記焦点調節用レンズの合焦位置を決定するに当たって、前記焦点調節用レンズの駆動範囲内で合焦位置を含む一定の合焦範囲を特定するための低精度の焦点調節処理と、前記低精度の焦点調節処理で特定した前記合焦範囲内から前記焦点調節用レンズの合焦位置を特定するための高精度の焦点調節処理との少なくとも２段階の処理を実行し、
   前記単位駆動量決定手段は、前記低精度の焦点調節処理が実行されているときに、前記焦点調節用レンズの合焦位置を決定するために要する時間が最短になるように、前記単位駆動量を決定することを特徴とするカメラ。

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