JP2012118471A - 撮像装置及びレンズユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 ＴＶＡＦ評価値生成部とフォーカスレンズ駆動制御部がカメラ側とレンズ側に分かれている交換レンズシステムでは、評価値生成の遅れ等により、フォーカスレンズを無限／至近に振ったタイミングとＴＶＡＦ評価値との関係がずれてしまうと、レンズ側は違うタイミングのＴＶＡＦ評価値を参照してしまい誤動作するおそれがある。
【解決手段】 撮像装置から受信した情報に基づいてフォーカスレンズの駆動タイミングを制御するレンズユニットを着脱可能な撮像装置が、被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、撮像信号に対して画像処理を行う信号処理回路と、画像処理された撮像信号より焦点信号を抽出する抽出手段と、焦点信号を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する。前記制御手段は、画像処理の内容に応じて焦点信号の抽出タイミングに関する情報を前記レンズユニットへ送信する。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、レンズユニットを交換可能な撮像装置、及び当該撮像装置に着脱可能なレンズユニットに関するものである。

近年、ビデオカメラ等のオートフォーカス装置は、撮像素子等により被写体像を光電変換して得られた映像信号中から画面の鮮鋭度を検出した値をＡＦ評価値として、それが最大となるようにフォーカスレンズ位置を制御する焦点調節方式（以下、ＴＶＡＦ方式）が主流である。

前記ＴＶＡＦ方式のＡＦ評価値としては、一般にある帯域のバンドパスフィルタ−により抽出された映像信号の高周波成分のレベルを用いている。図２は、ＴＶＡＦ方式におけるフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係の一例を示している。通常の被写体像を撮影した場合、図２のように焦点が合ってくるにしたがってＡＦ評価値は大きくなり、そのレベルが最大になる点が合焦位置となる。

特許文献１には、この種の自動焦点調節方式をレンズユニットが交換できるビデオカメラに使用し、焦点信号をレンズユニットに引き渡し、自動焦点調節の制御をレンズユニット側に持つことが開示されている。この構成により、どのようなレンズユニットを装着してもレンズユニット個々に最適な応答性等を決定でき、脱着できる全てのレンズユニットに対して最適な性能をだすことができる。

特開平９−９１３０号公報

上述のような交換レンズシステムでは、ＴＶＡＦ評価値生成部がカメラ側に、レンズ駆動制御部がレンズユニット側にある。そのため、ＴＶＡＦ評価値生成の遅れ等により、フォーカスレンズを無限／至近に振ったタイミングとＴＶＡＦ評価値との関係がずれてしまっても、カメラ側にあるＴＶＡＦ制御部が認識することができない。レンズユニット側はフォーカスレンズを無限／至近に振った時に蓄積された撮像信号から得られたＴＶＡＦ評価値を参照しているつもりでも、実際は違うタイミングのＴＶＡＦ評価値を参照してしまい誤動作するおそれがある。

上記課題に鑑みて、第１の本発明は、フォーカスレンズを備え、撮像装置から受信した情報に基づいて当該フォーカスレンズの駆動タイミングを制御するレンズユニットを着脱可能で、被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像手段から出力された撮像信号に対して画像処理を行う信号処理回路と、前記信号処理回路において画像処理された撮像信号のうち、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する当該撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された焦点信号を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、前記制御手段は、前記信号処理回路における画像処理の内容に応じて、焦点信号の抽出タイミングに関する情報を前記レンズユニットへ送信することを特徴とする撮像装置である。

第２の本発明は、被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段とを備えた撮像装置に着脱可能で、フォーカスレンズと、前記撮像装置から受信した情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、前記レンズ側制御手段は、前記撮像装置から焦点信号及び当該焦点信号の抽出タイミングに関する情報を受信し、当該焦点信号の抽出タイミングに関する情報に基づいて、参照する焦点信号を選択することを特徴とするレンズユニットである。

本発明によれば、ＴＶＡＦ評価値生成部とフォーカスレンズ駆動制御部がカメラ側とレンズ側に分かれている交換レンズシステムにおいて、フォーカスレンズを無限／至近に移動した時に蓄積された撮像信号から得られた正しいＴＶＡＦ評価値を参照してＴＶＡＦ制御を行うことができる。

本発明の第１の実施形態であるカメラの構成 ＴＶＡＦ信号を説明する図 ＴＶＡＦ枠を説明する図 本発明の第１の実施形態のＴＶＡＦのフローチャート 本発明の第１の実施形態の微小駆動のフローチャート 本発明の第１の実施形態の微小駆動を説明する図 ＣＭＯＳセンサの蓄積タイミングを説明する図 本発明の第１の実施形態の通信データと通信データで変更する内容 本発明の第１の実施形態である高解像度カメラの構成 本発明の第１の実施形態の解像度変換を示す図 本発明の第１の実施形態の高解像度カメラの微小駆動を説明する図 本発明の第１の実施形態の山登り駆動のフローチャート 山登り駆動を説明する図

（実施例１）
以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
図１は、本発明を実施したカメラの構成を示す図である。同図において、１１７はレンズユニット、１１８はカメラユニットを示し、レンズユニットはカメラユニットに対して着脱自在で、いわゆる交換レンズシステムを構成している。

被写体からの光は、レンズユニット１１７内の固定されている第１のレンズ群１０１、変倍を行う第２のレンズ群１０２、絞り１０３、固定されている第３のレンズ群１０４、焦点調節機能と変倍による焦点面の移動を補正するコンペ機能とを兼ね備えた第４のレンズ群１０５（以下フォーカスレンズと称す）を通って、カメラユニット内のＣＭＯＳセンサ等の撮像素子へと結像される。

カメラユニット内の撮像素子１０６は、ＣＭＯＳセンサなどにより構成される光電変換素子である。撮像素子１０６に結像された像は、光電変換されて増幅器１０７で最適なレベルに増幅された後、カメラ信号処理回路１０８へと入力される。

１０８はカメラ信号処理回路であり、増幅器１０７からの出力信号に対して各種の画像処理を施し、映像信号を生成する。１０９はＬＣＤ等により構成されるモニタであり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を表示する。１１０は記録部であり、カメラ信号処理回路１０８からの映像信号を半導体メモリ等の記録媒体に記録する。

１１３は増幅器１０７からの全画素の出力信号のうち、焦点検出に用いられる領域の信号のみを通すＴＶＡＦゲートである。ＴＶＡＦ信号処理回路１１４は、ＴＶＡＦゲート１１３を通過した信号から高周波成分を抽出してＴＶＡＦ評価値信号を生成する。ＴＶＡＦ評価値信号は、カメラマイコン１１６に出力される。ＴＶＡＦ評価値信号は、撮像素子１０６からの出力信号に基づいて生成される映像の鮮鋭度（コントラスト状態）を表すものであるが、鮮鋭度は撮像光学系の焦点状態によって変化するので、結果的に図２のように撮像光学系の焦点状態を表す信号となる。

図３は、撮像画面におけるＴＶＡＦ枠を示している。制御手段としてのカメラマイコン１１６は、ビデオカメラ全体の動作の制御を司るとともに、図３のように撮像画面に対して所定の割合でＴＶＡＦ枠を設定するようにＴＶＡＦゲート１１３を制御し、ＴＶＡＦ信号処理回路１１４から取得したＴＶＡＦ評価値信号をレンズマイコン１１５に送信する。

１１１は変倍レンズ１０２を移動させるためのズーム駆動源である。１１２はフォーカスレンズ１０５を移動させるためのフォーカス駆動源である。ズーム駆動源１１１及びフォーカス駆動源１１２は、ステッピングモータ、ＤＣモータ、振動型モータ及びボイスコイルモータ等のアクチュエータにより構成される。

レンズマイコン１１５は、ＴＶＡＦ方式でのフォーカス制御（以下、ＴＶＡＦ制御という）を行う。レンズマイコン１１５は、カメラマイコン１１６からＴＶＡＦ評価値を受け取り、このＴＶＡＦ評価値に基づいてフォーカス駆動源１１２で、フォーカスレンズ１０５を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う。

一方、図１のカメラユニットより高解像度なカメラユニットに前述のレンズユニットを装着した場合を説明する。その構成を図９に示す。図９のカメラユニット１００１では、ＴＶＡＦゲート１１３の入力がカメラ信号処理回路１０８からの出力であり、カメラ信号処理回路１０８に画像メモリ１００２が付いている。また、撮像素子の画素数が図１より多くなっている（例えば、図１の撮像素子１０６がフルＨＤ出力に対して、図９の撮像素子１００３が４Ｋ出力）。そこで、ＴＶＡＦ評価値生成の処理負荷を減らすため、増幅器１０７からの出力信号について、カメラ信号処理回路１０８で一度ダウンコンバートしてからＡＦゲートに入力される。図１０は、ＴＶＡＦ評価値生成のための解像度変換を示している。この際ダウンコンバートを行うのに一度画像メモリ１００２に全画面を記録して、縮小処理を行いながらＡＦゲートに出力するため、ＴＶＡＦ評価値の生成に遅れが生じる。以上説明したように、縮小処理を行うことによってＴＶＡＦ評価値生成に遅れが生じた場合、この遅れ時間をＴＶＡＦ生成ディレイ時間とする。なお、ダウンコンバート前後の画素数は本実施例で示したものに限定されない。

次に、本発明の特徴となるカメラからレンズへの通信データを説明する。図８は、カメラからレンズへ送る通信データと、通信データを受けてレンズが変更する内容を示している。通信データには、ＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間、ＴＶＡＦ評価値が含まれる。これらのデータをカメラマイコンからレンズマイコンに通信して、レンズマイコンでフォーカスレンズの駆動を決定し、実際の駆動を行う。ここで、ＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間より、参照するＴＶＡＦ評価値を変更する。変更の仕方については、図５を用いて後述する。

次に、レンズマイコン１１５で行われるＴＶＡＦ制御について説明する。図４は、ＴＶＡＦ制御のフローチャートである。このＴＶＡＦ制御は、レンズマイコン１１５内に格納されたコンピュータプログラムに従って実行される。

Ｓｔｅｐ４０１は処理の開始を示している。Ｓｔｅｐ４０２で微小駆動動作を行い、合焦か、合焦でないならどちらの方向に合焦点があるかを判別する。細かい動作の説明は図５に譲る。

Ｓｔｅｐ４０３においては、Ｓｔｅｐ４０２で合焦判定できたかどうか判別し、合焦判別できた場合はＳｔｅｐ４０７へ進み合焦停止・再起動判定処理を行い、合焦判定できていない場合はＳｔｅｐ４０４へ進む。

Ｓｔｅｐ４０４においては、Ｓｔｅｐ４０２で判別した方向に、所定の速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、ＴＶＡＦ評価値がピークとなるフォーカスレンズ位置を探す。細かい動作の説明は図１２に譲る。

Ｓｔｅｐ４０５では、山登り駆動動作中のＴＶＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズを戻す。

Ｓｔｅｐ４０６においては、ＴＶＡＦ評価値がピークのフォーカスレンズ位置に戻ったかどうか判別し、ピークのフォーカスレンズ位置に戻っている場合はＳｔｅｐ４０２へ戻り再び微小駆動動作を行う。ピークのフォーカスレンズ位置に戻っていない場合はＳｔｅｐ４０５へ戻りピークのフォーカスレンズ位置に戻す動作を継続する。

次に、Ｓｔｅｐ４０７からの合焦停止・再起動判定処理について説明する。
Ｓｔｅｐ４０７ではカメラマイコンからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ４０８へ進み、無ければＳｔｅｐ４０７でウエイトする。
Ｓｔｅｐ４０８ではカメラマイコンと通信しＴＶＡＦ評価値などを取得する。
Ｓｔｅｐ４０９では合焦判定された合焦位置へフォーカスレンズを移動する。
Ｓｔｅｐ４１０では合焦位置へ移動したかどうかを判別し、移動していればＳｔｅｐ４１１へ進み、移動していなければＳｔｅｐ４０７へ戻る。
Ｓｔｅｐ４１１では合焦点におけるＴＶＡＦ評価値を保持する。

Ｓｔｅｐ４１２ではカメラマイコンからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ４１３へ進み、無ければＳｔｅｐ４１２でウエイトする。
Ｓｔｅｐ４１３ではカメラマイコンと通信しＴＶＡＦ評価値などを取得する。
Ｓｔｅｐ４１４では、Ｓｔｅｐ４１１で保持したＴＶＡＦ評価値とＳｔｅｐ４１３で取得した最新のＴＶＡＦ評価値とを比較しＴＶＡＦ評価値の変動が大きいか判定する。ＴＶＡＦ評価値が大きく変動していれば被写体が変わったものとして、Ｓｔｅｐ４０２へ進み微小駆動動作を再開し、ＴＶＡＦ評価値が変動していなければＳｔｅｐ４１２へ行く。

次に、Ｓｔｅｐ４０２の微小駆動動作について説明する。図５は、微小駆動制御のフローチャートである。
Ｓｔｅｐ５０１は、処理の開始を示している。
Ｓｔｅｐ５０２ではカメラマイコンからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ５０３へ進み、無ければＳｔｅｐ５０２でウエイトする。
Ｓｔｅｐ５０３では、カメラマイコンと通信しＴＶＡＦ評価値や本発明の特徴であるＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間（本実施例では０Ｖと１Ｖの場合を示す）などを取得する。

Ｓｔｅｐ５０４では、駆動周期、駆動ディレイ時間を求める。本実施例では駆動周期２Ｖ、駆動ディレイ時間１／２Ｖとなる。

Ｓｔｅｐ５０５では、現在のＭｏｄｅが０か判別し、０であればＳｔｅｐ５０６へ進み後述の至近側のフォーカスレンズ位置における処理を行う。Ｍｏｄｅが０でなければＳｔｅｐ５１１へ進む。

＜至近側のフォーカスレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５０６ではＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間が０Ｖか判定し、そうでなければＳｔｅｐ５０８へ進む。０ＶであればＳｔｅｐ５０７へ進み、Ｓｔｅｐ５０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値を無限側（無限側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。

Ｓｔｅｐ５０８でＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。

＜共通の処理＞
Ｓｔｅｐ５０９においては、所定回数１連続して合焦方向と判断される方向が同一であればＳｔｅｐ５３２へ進み、そうでなければＳｔｅｐ５１０へ進む。
Ｓｔｅｐ５１０においては、所定回数２フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していればＳｔｅｐ５３３へ進み、所定回数フォーカスレンズが同一エリアで往復を繰り返していなければＳｔｅｐ５０２へ戻る。

Ｓｔｅｐ５３２では方向判別できたとして、Ｓｔｅｐ５３５へ進み処理を終了し山登り駆動へ移行する。
Ｓｔｅｐ５３３においては、過去のレンズ位置から合焦位置演算を行う。Ｓｔｅｐ５３４では合焦判定できたとして、Ｓｔｅｐ５３５へ進み処理を終了し合焦停止・再起動判定へ移行する。

Ｓｔｅｐ５１１では、現在のＭｏｄｅが１か判別し、１であればＳｔｅｐ５１２へ進み後述のフォーカスレンズを無限に駆動する処理を行い、そうでなければＳｔｅｐ５２０へ進む。

＜フォーカスレンズを無限に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５１２ではＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間が１Ｖか判定し、そうでなければＳｔｅｐ５１４へ進む。１ＶであればＳｔｅｐ５１３へ進み、Ｓｔｅｐ５０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値を無限側（無限側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。

Ｓｔｅｐ５１４では、振動振幅、中心移動振幅が演算される。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。

Ｓｔｅｐ５１５では、前述のＭｏｄｅ＝０あるいは１における無限側ＴＶＡＦ評価値と後述のＭｏｄｅ＝２あるいは３における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較する。無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５１６へ進み、無限側ＴＶＡＦ評価値が至近側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５１７へ進む。

Ｓｔｅｐ５１６では、駆動振幅を、
駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅
とする。

Ｓｔｅｐ５１７では、駆動振幅を、
駆動振幅＝振動振幅
とする。

Ｓｔｅｐ５１８では無限方向へＳｔｅｐ５１６あるいはＳｔｅｐ５１７で決められた振幅で駆動する。

Ｓｔｅｐ５１９では、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。
Ｓｔｅｐ５２０では、現在のＭｏｄｅが２か判別し、２であればＳｔｅｐ５２１へ進み後述の無限のフォーカスレンズ位置における処理へ進む。Ｍｏｄｅが２でなければＳｔｅｐ５２４へ進む。

＜無限側のフォーカスレンズ位置における処理＞
Ｓｔｅｐ５２１ではＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間が０Ｖか判定し、そうでなければＳｔｅｐ５２３へ進む。０ＶであればＳｔｅｐ５２２へ進み、Ｓｔｅｐ５０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値を至近側（至近側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。

Ｓｔｅｐ５２３ではＭｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。

＜フォーカスレンズを至近に駆動する処理＞
Ｓｔｅｐ５２４ではＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間が１Ｖか判定し、そうでなければＳｔｅｐ５２６へ進む。１ＶであればＳｔｅｐ５２５へ進み、Ｓｔｅｐ５０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値を至近側（至近側にフォーカスレンズがいる時に蓄積したセンサ出力に基づくので）ＴＶＡＦ評価値として保存する。

Ｓｔｅｐ５２６では、振動振幅、中心移動振幅が演算される。ここでは詳しく述べないが焦点深度を基準に、深度が浅い時は振幅を小さく、深度が深いときは振幅を大きくするのが一般的である。

Ｓｔｅｐ５２７では、前述のＭｏｄｅ＝０あるいは１における無限側ＴＶＡＦ評価値と前述のＭｏｄｅ＝２あるいは２における至近側ＴＶＡＦ評価値を比較する。至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも大きければＳｔｅｐ５２８へ進み、至近側ＴＶＡＦ評価値が無限側ＴＶＡＦ評価値よりも小さければＳｔｅｐ５２９へ進む。

Ｓｔｅｐ５２８では、駆動振幅を、
駆動振幅＝振動振幅＋中心移動振幅
とする。

Ｓｔｅｐ５２９では、駆動振幅を、
駆動振幅＝振動振幅
とする。

Ｓｔｅｐ５３０では無限方向へＳｔｅｐ５２８あるいはＳｔｅｐ５２９で決められた振幅で駆動する。

Ｓｔｅｐ５３１では、Ｍｏｄｅを加算（４以上になった場合は０に戻す）して、Ｓｔｅｐ５０９へ進む。Ｓｔｅｐ５０９以降は前述の通りである。

上記フォーカスレンズ動作の時間経過をＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間＝０Ｖについて示したのが図６である。ここで横軸は時間で、最上部にある下に凸の周期は映像信号のＶ同期信号、その下のひし形はＣＭＯＳセンサの蓄積時間、その下のＥＶｘはそのタイミングで得られるＴＶＡＦ評価値、さらにその下の↓はそのＴＶＡＦ評価値がカメラマイコンからレンズマイコンに通信されることを表す。一番下はフォーカスレンズ位置である。ＣＭＯＳセンサの駆動について図７で説明する。左は撮像面と走査ラインを示している。右は、各走査ラインごとの蓄積時間、転送時間を示している。ＣＭＯＳセンサは、ローリングシャッターと言って各走査ラインごとにシャッタを切る方式であるため、画面の上部と下部で、図のように蓄積時間、転送時間が異なる。この蓄積時間を表したのが図６のひし形である。

図６にあるようにフォーカスレンズを至近、無限と動かしながらＴＶＡＦ評価値を監視し合焦方向にフォーカスレンズを移動させる。ＴＶＡＦ評価値は、フォーカスレンズが至近／無限側に位置している間にＣＭＯＳセンサに蓄積された映像信号から得る必要がある。そのため、フォーカスレンズを駆動するタイミングをＣＭＯＳセンサの蓄積時間に合わせる必要がある。ここで、ＣＭＯＳセンサの蓄積時間の全ての時間においてフォーカスレンズを至近／無限側で停止させる必要は必ずしもない。図３に示したように、通常ＴＶＡＦ枠は撮像画面に対して小さく設定されるので、ＴＶＡＦ枠内の走査ラインの蓄積の間、フォーカスレンズが至近／無限側に位置するようにすれば十分である。

図６では、Ｖ同期の直後にカメラマイコンがＴＶＡＦ評価値を取得する。ここで蓄積時間３の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３が時刻Ｔ３でレンズマイコンに通信され、蓄積時間５の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ５が時刻Ｔ５で通信される。時刻Ｔ６では、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ３、ＥＶ５を比較し、ＥＶ５＞ＥＶ３であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ３＞ＥＶ５であれば振動中心を移動しない。このようにして、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。カメラーレンズ通信では、ＴＶＡＦ評価値を含め、フォーカスの駆動を決定するのに必要なデータをレンズに通信する。レンズマイコンはフォーカスの駆動を決定するのに必要なデータを受け取った後で、図６に示した微小駆動の目標位置や、フォーカスレンズの駆動タイミングを演算する。演算した駆動タイミングに基づいてレンズ駆動処理を行い、実際にレンズを駆動する。

次に、本発明の特徴となる通信データを用いてレンズマイコンがＴＶＡＦ制御を変更し、図９のように高解像度のカメラユニット１００１でも正しく動作することを説明する。

前述したように、カメラユニット１００１では、増幅器からの出力信号に対してカメラ信号処理回路で縮小処理を施した信号を用いてＴＶＡＦ評価値を生成する。そのため、ＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間が生じてしまう。

図９のカメラユニット１００１のＴＶＡＦ制御について、ＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間＝１Ｖとしたときのフォーカスレンズ動作の時間経過を図１１に示す。ここでは蓄積時間３の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ３が時刻Ｔ４（図６より１Ｖ遅れ）でレンズマイコンに通信され、蓄積時間５の間にＣＭＯＳセンサに蓄積された電荷に対するＴＶＡＦ評価値ＥＶ５が時刻Ｔ６（図６より１Ｖ遅れ）で通信される。このとき、カメラからレンズへＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間（ここでは１Ｖ）を通信している。図５で説明したように、レンズマイコン１１５は受信したＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間に基づいて、方向判定に用いるＴＶＡＦ評価値を保存するタイミングを変更することで、適切なＴＶＡＦ評価値を用いてフォーカス制御を行うことができる。時刻Ｔ６では、ＴＶＡＦ評価値ＥＶ３、ＥＶ５を比較し、ＥＶ５＞ＥＶ３であれば振動中心を移動し、一方ＥＶ３＞ＥＶ５であれば振動中心を移動しない。このようにして、合焦方向の判別と合焦の判定を行っている。

以上のように、ＴＶＡＦ評価値生成の遅れの違いに対して、必要なデータをカメラマイコンからレンズマイコンに送って、レンズマイコンで取得したデータに基づいて参照するＴＶＡＦ評価値を変更することで、正しいタイミングでＴＶＡＦ評価値を取得することができる。

なお、本実施例ではＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間が０Ｖと１Ｖの場合を例示したが、ＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間はこれらに限定されるものではない。また、本実施例のように高解像度の信号を縮小処理する場合に限らず、他の原因でＴＶＡＦ評価値生成に遅れが生じる場合であっても本発明を適用できる。例えば、撮像した画像に対してカメラ信号処理回路で収差補正を行い、補正された信号を用いてＴＶＡＦ評価値を生成する場合でも本発明を適用できる。

次に、山登り駆動動作について図１２を用いて説明する。
Ｓｔｅｐ１３０１は処理の開始を示している。
Ｓｔｅｐ１３０２ではカメラマイコンからの通信要求があるか判定し、あればＳｔｅｐ１３０３へ進み、無ければＳｔｅｐ１３０２でウエイトする。

Ｓｔｅｐ１３０３ではカメラマイコンと通信しＴＶＡＦ評価値や本発明の特徴であるＴＶＡＦ評価値生成ディレイ時間や、その他フォーカスレンズの駆動タイミングを決定するための情報を取得する。

Ｓｔｅｐ１３０４では山登り駆動スピードを設定する。ここでは詳しく述べないが、焦点深度を基準に、深度が浅い時はスピードを小さく、深度が深いときはスピードを大きくするのが一般的である。

Ｓｔｅｐ１３０５においては、Ｓｔｅｐ１３０３で取り込んだＴＶＡＦ評価値が前回のＴＶＡＦ評価値より所定量小さいどうか判別して、小さくなければＳｔｅｐ１３０６へ進み、小さければＳｔｅｐ１３１１へ進む。ここで、所定量とはＴＶＡＦ評価値のＳ／Ｎを考慮して決められる値であり、被写体固定、フォーカスレンズ一定でのＴＶＡＦ評価値の変動幅以上の値とする。そうしないと、ＴＶＡＦ評価値の変動の影響を受け正しい方向に山登り駆動できない。

Ｓｔｅｐ１３０６ではフォーカスレンズが無限端に達しているかどうか判定する。無限端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も無限寄りの位置である。無限端に達していればＳｔｅｐ１３０７へ進む。達していなければＳｔｅｐ１３０８へ進む。

Ｓｔｅｐ１３０８ではフォーカスレンズが至近端に達しているかどうか判定する。至近端とは設計上決められたフォーカスレンズストロークの最も至近寄りの位置である。至近端に達していればＳｔｅｐ１３０９へ進む。達していなければＳｔｅｐ１３１０へ進む。

Ｓｔｅｐ１３０７、１３０９ではそれぞれ反転した端を記憶するフラグをセットしてＳｔｅｐ１５１２へ進み、フォーカスレンズを逆方向に反転して山登り駆動を続ける。

Ｓｔｅｐ１３１０では前回の順方向にＳｔｅｐ１３０４で決定した速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、Ｓｔｅｐ１３０２へ進み今回の処理を終わる。
Ｓｔｅｐ１３１１においては、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていなければＳｔｅｐ１３１２へ進み、ＴＶＡＦ評価値がピークを越えて減っていればＳｔｅｐ１３１４へ進み山登り駆動を終了し、Ｓｔｅｐ１３１５へ進み処理を終了し微小駆動動作へ移行する。

Ｓｔｅｐ１３１２では、所定回数連続して減少しているか判別し、連続して減少していればＳｔｅｐ１３１３へ進み、連続して減少していなければＳｔｅｐ１３１０へ進む。
Ｓｔｅｐ１３１０では前回の順方向にＳｔｅｐ１３０４で決定した速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、Ｓｔｅｐ１３０２へ進み今回の処理を終わる。
Ｓｔｅｐ１３１３では、前回と逆方向にＳｔｅｐ１３０４で決定した速度でフォーカスレンズを山登り駆動し、Ｓｔｅｐ１３０２へ進み今回の処理を終わる。

上記山登り駆動動作時のフォーカスレンズの動きを示したのが、図１３である。ここで、Ａはピークを越えて減少しているので合焦点があるとして山登り駆動動作を終了し、微小駆動動作に移行する。一方、Ｂはピークが無く減少しているので方向を間違えたものとして反転し、山登り駆動動作を続ける。

以上説明したように、レンズマイコン１１５は、再起動判定→微小駆動→山登り駆動→微小駆動→再起動判定を繰り返しながらフォーカスレンズを移動させＴＶＡＦ評価値を常に最大にするように制御を行い、合焦状態を維持する。

このようにカメラユニットの種類や撮像モードによるＴＶＡＦ信号処理の遅れの違いに対して、必要なデータをカメラマイコンからレンズマイコンに送って、レンズマイコンで取得したデータに基づいてＴＶＡＦ評価値を参照するタイミングを変更する。これによりフォーカスレンズを無限／至近に振った時に蓄積された撮像信号から得られた焦点信号を参照することで合焦方向を正しく判定することができるようになる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０３ 絞り
１０５ フォーカスレンズ
１０６ 撮像素子
１０７ 増幅器
１０８ カメラ信号処理回路
１０９ モニタ装置
１１０ 記録装置
１１２ フォーカス駆動源
１１３ ＴＶＡＦゲート
１１４ ＴＶＡＦ信号処理回路
１１５ レンズマイコン
１１６ カメラマイコン
１１７ レンズユニット
１１８ カメラユニット
１００１ カメラユニット
１００２ 画像メモリ
１００３ 撮像素子

Claims (4)

1. フォーカスレンズを備え、撮像装置から受信した情報に基づいて当該フォーカスレンズの駆動タイミングを制御するレンズユニットを着脱可能で、
   被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力された撮像信号に対して画像処理を行う信号処理回路と、
   前記信号処理回路において画像処理された撮像信号のうち、前記撮像手段の撮像面内における焦点検出領域内に相当する当該撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段と、
   前記抽出手段により抽出された焦点信号を前記レンズユニットへ送信する制御手段とを有する撮像装置であって、
   前記制御手段は、前記信号処理回路における画像処理の内容に応じて、焦点信号の抽出タイミングに関する情報を前記レンズユニットへ送信することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像手段の画素数が第１の画素数より大きい第２の画素数のとき、前記信号処理回路は、前記撮像手段から出力された撮像信号に対して画素数を縮小する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記信号処理回路は、前記撮像手段から出力された撮像信号に対して収差を補正する処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 被写体像を光電変換して撮像信号を生成する撮像手段と、前記撮像信号中より焦点信号を抽出する抽出手段とを備えた撮像装置に着脱可能で、
   フォーカスレンズと、
   前記撮像装置から受信した情報に基づいて前記フォーカスレンズの駆動を制御するレンズ側制御手段とを有するレンズユニットであって、
   前記レンズ側制御手段は、前記撮像装置から焦点信号及び当該焦点信号の抽出タイミングに関する情報を受信し、当該焦点信号の抽出タイミングに関する情報に基づいて、参照する焦点信号を選択することを特徴とするレンズユニット。

Images