JP2014013360A

JP2014013360A - 撮像装置およびその制御方法、並びにレンズ装置およびその制御方法

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Publication number: JP2014013360A
Application number: JP2012207842A
Authority: JP
Inventors: Hideyasu Motomiya; 英育本宮; Atsuya Kawanishi; 敦也川西
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: US10447914B2; CN103475811A; US20130329118A1; EP2672698B1; EP2672698A1; CN103475811B; CN107465876B; CN107465876A; JP5627652B2; US20170332005A1

Abstract

【課題】クロック同期式の通信において、レンズ装置と撮像装置本体との間で撮影モードに応じた適切な通信処理を可能にすること。
【解決手段】カメラ本体２は、動画撮影を指示する第１撮影スイッチ１８と、静止画撮影を指示する第２撮影スイッチ１９を備える。カメラ制御部１２は、交換レンズ１のレンズ制御部８と通信してフォーカスレンズ１０の駆動制御を行う。カメラ制御部１２は、第１撮影スイッチ１８による動画撮影の指示信号を受信した場合、撮像のタイミングを示す基準信号（垂直同期信号等）に従ってレンズ制御部８と固定長のデータを送受信する第１通信モードに変更してフォーカス制御を行う。またカメラ制御部１２は第２撮影スイッチ１９による静止画撮影の指示信号を受信した場合、任意のタイミングでデータの送受信が可能な第２通信モードに変更してフォーカス制御を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、レンズ装置と撮像装置との通信制御技術に関するものである。

一眼レフカメラではフィルム交換式が一般的であったが、近年、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等を用いた撮像素子によるデジタル方式が採用されている。デジタル一眼レフカメラは、システム構成がビデオカメラと類似していることから、近年ではビデオカメラと同様に動画撮影が可能なシステム構成を備える。
特許文献１には、動画撮影時に大量の情報を交換レンズからカメラ本体に送信するに際して、カメラ本体から交換レンズへは不要な通信を無くすために低速通信を行う技術が開示されている。具体的にはカメラ本体とレンズ装置の通信に関し、静止画撮影時には互いにクロック同期式で行われる。また動画撮影時にはレンズ装置からカメラ本体への通信はクロック同期式で行われ、カメラ本体からレンズ装置へはＵＡＲＴ通信方式等の非同期通信に切り替えている。ＵＡＲＴは“Universal Asynchronous Receiver Transmitter”の略号である。つまり、カメラ本体とレンズ装置は、複数種の通信方式を混在させた方法でデータを送受する。

特開２００９−２５８５５８号公報特開２００７−０５２０７２号公報

静止画撮影時においては、ユーザが意図したタイミングで速やかな撮影を可能にするため、レリーズタイムラグを小さくすることが求められる。そのため、ユーザにより撮影開始を指示する操作が行われたら、できるだけ早く合焦させることが必要である。
一方、動画撮影時においては、ピントや露出が適切な画像を連続して撮影するため、フォーカス駆動や絞り駆動など、交換レンズ内のアクチュエータを連続的に動作させる必要がある。そのため、フォーカスレンズや絞り等の状態を頻繁にモニターしながらオートフォーカス（ＡＦ）等を行い、アクチュエータの駆動を制御することが重要である。例えば、フォーカスレンズを前後に微小駆動することによりピント状態を検出するウォブリング方式を使用する場合、画像からＡＦ評価値を取得するための電荷蓄積はフォーカスレンズの駆動停止中に行われることが望ましい。そこで、撮像素子の露光タイミングとフォーカスレンズの駆動タイミングを調整する必要があり、そのためにカメラと交換レンズで定期的に必要な情報を通信する必要がある。
しかしながら、前記特許文献１に開示された従来技術では、動画撮影時に撮像素子の露光タイミングに合わせてカメラ本体と交換レンズで定期的に情報を送受信する構成については開示されていない。また、動画撮影および静止画撮影に応じてクロック同期式とＵＡＲＴ通信方式のように複数の通信方式を切り替えるために複数の通信ユニットが必要となるので、コスト上昇が懸念される。
本発明の目的は、クロック同期式の通信において、レンズ装置と撮像装置本体との間で撮影モードに応じた適切な通信処理を可能にすることである。

上記課題を解決するために、本発明に係る装置は、レンズ装置を装着可能な撮像装置であって、基準信号に同期して電荷蓄積を行い、撮像信号を生成する撮像手段と、装着されたレンズ装置と通信する通信手段を有し、前記レンズ装置内の光学部材の駆動制御を行う制御手段を備える。前記制御手段は、動画撮影を行う場合、前記基準信号に従って前記レンズ装置と固定長のデータを送受信する第１通信モードに設定して前記光学部材の駆動制御を行い、静止画撮影を行う場合、前記基準信号を用いずに前記レンズ装置とデータを送受信する第２通信モードに設定して前記光学部材の駆動制御を行う。

本発明によれば、クロック同期式の通信において、レンズ装置と撮像装置本体との間で撮影モードに応じて適切な通信処理を行うことができる。

本発明の実施形態に係るカメラ本体及び交換レンズの構成例を示すブロック図である。カメラ制御部とレンズ制御部の通信端子を例示する図である。第２通信モードの信号図（Ａ）および第１通信モードの信号図（Ｂ）である。図６から図１４と併せて本発明の第１実施形態を説明するために、カメラ本体が行う通信切替処理例を説明するフローチャートである。図４に続く処理を説明するフローチャートである。レンズ装置が行う通信切替処理例を説明するフローチャートである。ウォブリング制御例を説明するフローチャートである。ウォブリング制御時にカメラ制御部が行う処理例を説明するフローチャートである。図８に続く処理を説明するフローチャートである。ウォブリング制御時にレンズ制御部が行う処理例を説明するフローチャートである。ウォブリング制御例を説明するタイミングチャートである。図４のＳ５１０に示すワンショット制御を説明するフローチャートである。図１２に続く処理を説明するフローチャートである。図１３に続く処理を説明するフローチャートである。本発明の第２実施形態における、デフォーカス量を用いた焦点調節動作の制御例を説明するフローチャートである。図１５に続く処理を説明するフローチャートである。本発明の第３実施形態に係るカメラ本体及び交換レンズの構成例を示すブロック図である。本発明の第３実施形態における駆動制御例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明の各実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、デジタル一眼レフカメラのように、レンズ装置を装着可能な本体部を有する撮像装置等に適用可能である。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置とレンズ装置の構成を例示するブロック図である。図１には、交換レンズ１とカメラ本体２の内部構成例を模式的に示す。
交換レンズ１は、交換式オートフォーカスレンズであり、フォーカスユニット３を備える。フォーカスユニット３は撮像光学系を構成する光学ユニットである。図１にはズームレンズ等の他の光学部材の図示を省略している。また、図１ではフォーカスレンズ１０を１枚のレンズとして図示しているが、複数枚のレンズでフォーカスレンズ１０を構成してもよい。フォーカスユニット３は、フォーカスレンズ１０を撮像光学系の光軸方向に沿って移動可能に支持し、被写体にピントを合わせるための駆動機構を備える。モータ４は、フォーカスユニット３を駆動させるためのアクチュエータであり、レンズ制御部８の制御指令に従って駆動制御が行われる。モータ４には、電磁式、超音波式又はボイスコイル式等のモータが採用可能であり、本実施形態では電磁式を採用する。

移動量検出ユニット５は、モータ４の回転量および回転速度を検出してレンズ制御部８に検出信号を出力する。移動量検出ユニット５は、不図示の円板と、ＬＥＤ等の発光素子と、受光素子を備える。円板は、円周方向に沿って同一ピッチで形成した切り欠き部を有しており、モータ４の回転と同期して回転する。発光素子から投光された光が、円板を通過して受光素子に到達する状態と、円板で遮光される状態に応じた信号の変化が検出される。フォーカスレンズ１０の移動量がモータ４の回転量と比例するので、モータ４の回転量を検出することにより、フォーカスレンズ１０の移動量を計測できる。絶対位置検出ユニット６は、フォーカスレンズ１０の絶対位置を検出し、検出信号をレンズ制御部８に出力する。絶対位置検出ユニット６は、フォーカスレンズ１０に連動して移動する複数の金属製ブラシと、固定された金属パターンとの導通による信号の変化を検出する。この信号変化に基づいてフォーカスレンズ１０の現在位置を検出できる。
記憶部を構成するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）７は、書き換え可能な不揮発性メモリであり、交換レンズ１の調整データ等を記憶する。レンズ制御部８は交換レンズ１内の各部を制御する。レンズ制御部８は、カメラ本体２と双方向通信を行うための通信コントローラ、リセット例外処理、Ａ（Analog）／Ｄ(Digital)変換、タイマ機能、入出力ポート制御、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によるメモリ機能を有する。ＲＯＭは読み出し専用メモリであり、ＲＡＭはランダム・アクセス・メモリである。
接点ユニット９は、交換レンズ１とカメラ本体２との通信を行うための接続手段である。接点ユニット９は複数の金属製接点を有し、レンズ制御部８とカメラ制御部１２とを電気的に接続する。複数の金属製接点は、カメラ本体２側に設けた複数の金属製突起と、交換レンズ１側に設けた複数の金属片を備える。交換レンズ１をカメラ本体２に装着した状態で、複数の金属製突起と複数の金属片とが機械的に接触して接点を構成する。この接点は、カメラ本体２から交換レンズ１への電源供給機能も有する。

次にカメラ本体２の構成を説明する。
撮像素子１３は、撮像光学系を通過した光束を光電変換して撮像信号を生成する。ＡＦ評価値算出部１１は、撮像素子１３で生成された撮像信号に基づいて自動焦点調節（ＡＦ）に使用する評価値を算出する。この算出処理では、撮像信号から画像の高周波数成分を抽出して数値化することでＡＦ評価値（焦点信号）を算出する方式を採用する。この方式（コントラストＡＦ方式）の場合、撮像した画像のコントラスト（鮮鋭度）が高くなるにつれてＡＦ評価値が大きくなり、そのピークとなる位置がフォーカスレンズの合焦位置と判断される。
カメラ制御部１２は、カメラ本体２内の各部を制御する。カメラ制御部１２は、レンズ制御部８と双方向通信を行うための通信コントローラ、Ａ／Ｄ変換、電流検出、タイマ機能、レンズ装置への電源供給部、入出力ポート制御、ＲＯＭ及びＲＡＭ等によるメモリ機能を有する。なお、撮像素子１３の出力信号を処理する信号処理回路等の図示および説明は省略する。
ユーザ操作に使用する操作部は各種スイッチや接触検出装置を備え、図１には第１撮影スイッチ１８および第２撮影スイッチ１９と、タッチパネル２０を例示する。第１撮影スイッチ１８またはタッチパネル２０およびディスプレイ２１上の第１操作領域は、ユーザが動画撮影の開始や終了を装置に指示する第１操作手段である。また、第２撮影スイッチ１９またはタッチパネル２０およびディスプレイ２１上の第２操作領域は、ユーザが静止画撮影を装置に指示する第２操作手段である。ユーザの操作時に操作信号はカメラ制御部１２へ送られる。タッチパネル２０は、ディスプレイ２１の表面に配置した薄膜状のセンサであり、ユーザの手指やスライラス等がその表面に接触した場合に、ディスプレイ２１上での座標情報をカメラ制御部１２へ送信する。なお、タッチパネル２０の検出方式については静電方式または抵抗膜方式等がある。ディスプレイ２１は、カメラ制御部１２の情報や画像情報を表示する表示装置である。撮像素子１３が撮像した画像の表示や、メニュー情報、警告情報、カメラ制御部１２内の情報は、ディスプレイ２１の画面上に表示されてユーザに提示される。カメラ本体２は、その他の様々な機能を備えるが、それらの説明を省略する。なお、デフォーカス量算出ユニット１４については後述の第２実施形態で説明し、第１実施形態では必須でないものとする。

次に、本実施形態に係るＡＦ動作および通信制御について説明する。
まず、撮像装置のＡＦ動作について説明する。カメラ制御部１２は、ユーザ操作によるＡＦ開始指示があるまで待機し、当該指示を受け付けてＡＦ動作を開始させる。なお、本実施形態の場合、ＡＦ開始指示については２つの方式ある。第１の方式は、２つのポジションを持つ第２撮影スイッチ１９をユーザが操作する方式である。第１のポジションでは第１スイッチ（以下、ＳＷ１と記す）がオン状態になった場合にＡＦ動作が開始する。本実施形態では、ＡＦ評価値算出部１１により得られるＡＦ評価値を用いて、コントラストＡＦ方式で焦点調節動作が実行される。さらにユーザが第２撮影スイッチ１９を第２のポジションまで操作して第２スイッチ（以下、ＳＷ２と記す）がオン状態になった場合、カメラ制御部１２は撮像した画像のデータ取り込み動作を制御し、画像データを不図示の記録媒体に保存する処理を行う。また、ＡＦ開始指示についての第２の方式はタッチパネル２０を用いた接触検出方式である。本実施形態では、ユーザの手指やスタイラス等が、ディスプレイ２１上に配置されたタッチパネル２０の所定位置に触れた場合にＡＦ動作が開始する。そして、ＡＦ動作を行い合焦判定がされた場合、カメラ制御部１２は撮像した画像のデータ取り込み動作を制御し、画像データを不図示の記録媒体に保存する一連の処理を行う。なお、タッチパネル２０の接触検出方式は上記に限定されるものではない。
ＡＦモードについては大別して２つのモードがあり、主に動画撮影に使用する第１モード（ウォブリング制御モードという）と、主に静止画撮影に使用する第２モード（ワンショット制御モードという）である。ワンショット制御モードにはさらに２つのモードがあり、１回のみ合焦動作を行わせるワンショットＡＦモードと、被写体に継続して合焦させるために合焦動作を繰り返すサーボＡＦモードがある。
また、撮影モードについては、ＳＷ２がオン状態になった場合に１枚だけ画像データを保存する単写モードと、ＳＷ２のオン状態が継続している間、連続して画像データを保存する連写モードがある。

次に、通信制御処理について説明する。まず、図２を参照して、接点ユニット９を介して行われるレンズ制御部８とカメラ制御部１２との通信処理について説明する。なお、図２の左側にはレンズ制御部８の出力端子Ｌ_ｏｕｔ、入力端子Ｌ_ｉｎ、同期クロック入力端子Ｌ_ｃｌｋを示し、右側にはカメラ制御部１２の入力端子Ｃ_ｉｎと、出力端子Ｃ_ｏｕｔと、同期クロック出力端子Ｃ_ｃｌｋを示す。
一般に、交換レンズ１とカメラ本体２との通信では、各制御部８、１２が有するシリアル通信機能によって両者が各種データを交換する。レンズ制御部８の入力端子Ｌ_ｉｎは、カメラ制御部１２からの出力データを受信する端子である。出力端子Ｌ_ｏｕｔは、カメラ制御部１２へ出力データを送信する端子である。同期クロック入力端子Ｌ_ｃｌｋは、Ｌ_ｉｎ及びＬ_ｏｕｔの各データの通信において、各信号の変化を検出するための同期クロック入力端子である。
カメラ制御部１２の入力端子Ｃ_ｉｎは、レンズ制御部８からの出力データを受信する端子である。出力端子Ｃ_ｏｕｔは、レンズ制御部８へ出力データを送信する端子である。同期クロック出力端子Ｃ_ｃｌｋは、Ｃ_ｉｎ及びＣ_ｏｕｔの各データの通信において、各信号の変化を検出するための同期クロック出力端子である。この通信方式の一般的な名称は、クロック同期式シリアル通信である。例えば、カメラ制御部１２は同期クロック出力端子Ｃ_ｃｌｋから８周期分のクロック信号を出力する。レンズ制御部８はこの信号をＬ_ｃｌｋ端子で受信し、互いにクロック信号に同期させて通信する。１回の通信で１バイト（８bit）単位の情報を送受することができる。

次に、図３を参照して本実施形態におけるクロック同期式シリアル通信の第１通信モードおよび第２通信モードについて説明する。なお、第１通信モードでは撮像タイミングの基準信号を用いて固定長データの通信を行い、第２通信モードでは基準信号を用いることなくカメラの任意のタイミングで通信を行う。
図３（Ａ）は、第２通信モードにおけるクロック同期式シリアル通信の各端子Ｃ_ｉｎ，Ｃ_ｏｕｔ，Ｃ_ｃｌｋの波形例を示す。第２通信モードにおいて、カメラ制御部１２は任意のタイミングでレンズ制御部８に通信要求を送り、Ｃ_ｃｌｋから出力するクロック同期信号に同期してデータの送受信を行う。端子Ｃ_ｃｌｋの信号変化と同じタイミングで、端子Ｃ_ｉｎ及びＣ_ｏｕｔの信号が変化しているのが分かる。図示の通信波形は、カメラの撮影モードが静止画撮影モードに設定された状態での波形例である。１から７の番号を付してそれぞれに示す通信タイミングは特定の信号に同期している訳ではなく、任意の時刻で通信が行われている様子を示している。静止画撮影モード時には撮影者のレリーズ操作のタイミングに対して遅れが生じないように、カメラ操作が行われない時には通信間隔を長くし、レリーズ操作が行われると同時に通信間隔を短くする制御が行われる。
図３（Ｂ）は、第１通信モードにおけるクロック同期式シリアル通信の各端子Ｃ_ｉｎ，Ｃ_ｏｕｔ，Ｃ_ｃｌｋの波形例と、基準信号Ｖｓｙｎｃとの関係を例示する。第１通信モードにおいて、カメラ制御部１２とレンズ制御部８は基準信号Ｖｓｙｎｃに同期して固定長のデータを送受信する。このＶｓｙｎｃ信号とは動画撮影時の被写体像を撮像するタイミングを表す垂直同期信号であり、撮像素子１３はＶｓｙｎｃ信号に同期して電荷蓄積を行う。本実施形態では、Ｖｓｙｎｃ信号をレンズ装置に伝えるための専用の信号線を設けずに、各通信タイミングでＣ_ｃｌｋから出力される信号の最初の立ち下がりタイミングをＶｓｙｎｃ信号としてレンズに伝えることができる。つまり、カメラ制御部１２はＣ_ｃｌｋを用いてＶｓｙｎｃ信号をレンズ制御部８に送信している。端子Ｃ_ｃｌｋの信号変化と同じタイミングで、端子Ｃ_ｉｎ及びＣ_ｏｕｔの信号が変化していることが分かる。図示の通信波形は、カメラが動画撮影モードに設定された状態での波形例である。１から７の番号を付して示すそれぞれの通信タイミングはＶｓｙｎｃ信号に同期している。なお、本実施形態では１Ｖ（垂直同期期間）に２回の固定長データの通信を行っており、１回目の通信をＶｓｙｎｃ信号に同期して行う。２回の通信のうち、１回目の通信でカメラ制御部１２はレンズ制御部８からフォーカスレンズ位置や後述する到達判定結果等の情報を受信し、受信した情報に基づいてＡＦ制御を行った後、２回目の通信でレンズ制御部８にフォーカスレンズの駆動命令を送信する。但し、ＡＦ制御が終わらなくても、Ｖｓｙｎｃ信号の出力から所定時間が経過したら２回目の通信が行われる。この場合、２回目の通信に含まれるフォーカスレンズの駆動命令は無効となる。フォーカスレンズの駆動命令には、後述するデフォーカス量や駆動開始タイミング、到達予測タイミングの情報が含まれる。一般的に、通信間隔は１／３０秒や、その２分の１の１／６０秒、４分の１の１／１２０秒といった時間である。これは、動画撮影モード時には常に撮像動作が繰り返し実行されるため、その撮像タイミングでレンズ装置とカメラ本体が通信することが動画の制御上望ましいからである。

次に、ＡＦ動作の開始や停止の指示に応じた第１通信モードと第２通信モードの切替処理について説明する。
図４は、カメラ本体内でのＡＦ動作の開始指示に応じた通信の切替処理例を示すフローチャートである。なお、第１撮影スイッチ１８や第２撮影スイッチ１９、タッチパネル２０によるユーザ操作の指示信号を受け付けるまでの待機状態では、カメラ制御部１２とレンズ制御部８は第１通信モードで固定長データの通信を行っているものとする。この待機状態では、ディスプレイ２１にライブビュー表示を行ってもよい。
Ｓ５０１でカメラ制御部１２は、ユーザ操作による静止画撮影の指示を判定する。本実施形態では、静止画撮影時にＡＦ動作を開始させるトリガ信号は、第２撮影スイッチ１９のＳＷ１とタッチパネル２０の操作信号の２種類である。よって、カメラ制御部１２はＳＷ１のオン・オフ状態や、タッチパネル２０の接触検出情報から、ユーザの操作状態を判定する。ＡＦ開始指示がないと判定された場合、Ｓ５０２に遷移し、ＡＦ開始指示があると判定された場合、Ｓ５０６に遷移する。
Ｓ５０２でカメラ制御部１２は第１通信モードか否かを判定する。第１通信モードでないと判定された場合、Ｓ５０３に進み、第１通信モードであると判定された場合、Ｓ５０５に遷移する。Ｓ５０３では、固定長データの送受信を行う第１通信モードへの切替処理が行われる。第１通信モードを開始する前にカメラ制御部１２はレンズ制御部８に対して、フォーカスレンズ１０の駆動停止命令等を第２通信モードで送信する。次のＳ５０４では、第１通信モードへの通信切替要求が行われる。第１通信モードの通信を開始するためにカメラ制御部１２はレンズ制御部８へ通信切替要求を送信して、第１通信モードに移行させる。具体的な移行処理については本発明の特徴と無関係であるため、説明を省略する。第１通信モードへの通信切替要求の送信後、処理を終了する。

一方、Ｓ５０５では第１通信モードが確立している状態であり、カメラ制御部１２はＡＦ動作を実行する。本実施形態では、フォーカスレンズ１０を至近側および無限遠側へ周期的に微小駆動させて合焦位置を特定する、ウォブリング駆動制御を行うものとする。なお、この制御に関しては、図７から１０を用いて後述する。
Ｓ５１５でカメラ制御部１２は、第１撮影スイッチ１８がオン状態であるか否かを判定する。第１撮影スイッチ１８がオン状態である場合、動画記録を開始するためにＳ５１６に遷移する。第１撮影スイッチ１８がオフ状態の場合、カメラ制御部１２は記録待機状態を維持し、処理を終了する。Ｓ５１６では、動画データの取り込み処理が実行される。カメラ制御部１２は、撮像素子１３により撮像した画像のデータを処理して、不図示の記録媒体へ断続的に送信して保存する処理を制御する。
Ｓ５０１からＳ５０６に移行した場合、カメラ制御部１２は現在の通信が第２通信モードであるか否かを判定する。判定結果が第２通信モードでない場合、Ｓ５０７に遷移し、判定結果が第２通信モードである場合、Ｓ５０９に遷移する。Ｓ５０７でカメラ制御部１２は、第２通信モードへの切替処理を行う。第２通信モードを開始する前にカメラ制御部１２はレンズ制御部８に対して、フォーカスレンズ１０の駆動停止命令等を第１通信モードで送信する。次のＳ５０８でカメラ制御部１２はレンズ制御部８に対して、第２通信モードへの通信切替要求を行う。第２通信モードを開始する前に、レンズ制御部８へ通信切替要求が送信され、第２通信モードに移行する。具体的な移行処理は本発明の特徴には無関係であるため省略する。通信切替要求の送信後、処理を終了する。

一方、Ｓ５０９では、後述のＡＦ制御（ワンショット制御）にてレンズ停止モードの状態で、カメラ制御部１２はＳＷ２の操作状態、または、タッチパネル２０による操作指示の有無を判定する。ＳＷ２がオン状態の場合、または、タッチパネル２０の操作指示によりＡＦ制御が開始された場合、カメラ制御部１２は、ユーザ操作により画像データの記録指示があったと判定し、図５のＳ５１１に遷移する。また、ユーザ操作により画像データの記録指示がないと判定された場合、Ｓ５１０に遷移する。Ｓ５１０では、静止画撮影でのＡＦ動作開始が要求されているため、静止画撮影に適した焦点調節制御（ワンショット制御）が行われる。この制御に関しては、図１２を参照して後述する。
図５のＳ５１１でカメラ制御部１２はレンズ制御部８に対して、フォーカスレンズ１０の駆動停止命令を送信する。Ｓ５１２にて、撮像素子１３により撮像した画像のデータを取り込んで、不図示の記録媒体へ送って記録する処理が実行される。
Ｓ５１３でカメラ制御部１２は、ＡＦ指示の有無を判定する。ＳＷ２およびＳＷ１がオン状態でない場合、つまり、ＡＦ指示が解除された場合にはＳ５１４に移行する。また、ＳＷ２もしくはＳＷ１、またはＳＷ２およびＳＷ１がオン状態の場合、Ｓ５１６に移行する。Ｓ５１４において第１通信モードへの切替処理が実行される。これは、静止画撮影でのＡＦ制御が終了した時点から、次回のＡＦ動作の開始指示をカメラ制御部１２が受け付けるまでの間、第１通信モードを継続させるためである。次のＳ５１５でカメラ制御部１２は、第１通信モードへの通信切替要求をレンズ制御部８に送信して処理を終了する。静止画撮影が終了すると、待機状態に戻って第１通信モードで通信が行われる。
Ｓ５１６でカメラ制御部１２は、撮影モードが連写モードであるか、または単写モードであるかを判定し、連写モードの場合、Ｓ５１７に移行する。連写モードでない場合には、Ｓ５１３に移行し、ＡＦ指示が解除されているか否かの判定が再度行われる。
Ｓ５１７にて、カメラ制御部１２は設定されたＡＦモードがサーボＡＦモードであるか否かを判定する。判定の結果、サーボＡＦモードである場合、Ｓ５１８に移行し、そうでない場合（ワンショットＡＦモード）には、Ｓ５２０に移行する。Ｓ５１８でカメラ制御部１２は、被写体の動きに追従した焦点調節を行うために、状態を初期化し、再度、至近駆動からワンショット制御を開始させる。
Ｓ５１９でカメラ制御部１２は、ワンショット制御の状態にてレンズ停止モードであるか否かを判定する。判定の結果、レンズ停止モードでない場合、Ｓ５１３に戻り、カメラ制御部１２は被写体の合焦位置が特定できるまでワンショット制御を継続させる。一方、判定の結果、レンズ停止モードであった場合、合焦位置を特定できているため、Ｓ５２０に移行する。Ｓ５２０でカメラ制御部１２は、ＳＷ２がオン状態であるか否かを判定する。判定の結果、ＳＷ２がオン状態である場合、Ｓ５１１に移行し、画像データの取り込み処理が実行される。また、ＳＷ２がオフ状態である場合、Ｓ５１３に移行し、カメラ制御部１２はＡＦ指示の継続を確認する。
なお、上記に説明した通信モードの切り替え処理では、静止画撮影の終了判定をＳＷ１またはＳＷ２の状態で判断している。これに限らず、撮影モードに応じた規定の枚数の画像取り込みが終了した時点で静止画撮影が終了したと判定し、通信モードを切り替える処理を行ってもよい。

次に、図６のフローチャートを参照して、レンズ制御部８内の通信切替処理について説明する。
Ｓ６０１にてレンズ制御部８は現時点で行われている通信が第２通信モードであるか、または第１通信モードであるかを判定する。第２通信モードの場合、Ｓ６０２に進み、第２通信モードの処理が行われる。一方、第１通信モードの場合、Ｓ６０３に進み、第１通信モードの処理が行われる。Ｓ６０２、Ｓ６０３の次にＳ６０４へ進み、レンズ制御部８は送信されてきたカメラ情報に従ってフォーカス制御や絞り制御を含む各種制御処理を行う。次のＳ６０５でレンズ制御部８は、ユーザ操作によるＡＦ開始指示に基づく通信切替要求がカメラ制御部１２から送信されたか否かを判定する。通信切替要求がない場合、処理を終了する。また、通信切替要求がある場合、Ｓ６０６に処理を進め、通信切替要求に応じて通信切替処理が実行される。なお、レンズ制御部８の行う通信処理では、さらに多くの処理や判断が行われるが、それらの説明は省略する。
本実施形態では、ユーザ操作によるＡＦ開始指示に基づいて通信切替処理が実行される。第２通信モードでのＡＦ処理（主に静止画撮影の場合）については、任意のタイミングで通信ができるので、応答性が良い。一方、第１通信モードでのＡＦ処理（主に動画撮影の場合）については、撮影に必要なデータをまとまった単位で送受信できるので、通信効率が良い。さらには、通信が決まった周期で行われるため、レンズの駆動タイミング等を制御し易く、安定したＡＦ動作を実現できる。
さらに、本実施形態ではＡＦモード及び撮影モードに応じて、通信の切り替わるタイミングを異ならせている。サーボＡＦモードの選択時は、ボケの発生を許容する代わりに、合焦位置を素早く特定するため、ＡＦ評価値の変動を監視しワンショット制御を繰り返し行っている。よって、サーボＡＦモードの選択時は、合焦後も第２通信モードにおいて、ＡＦ制御優先で制御を行うのが効果的である。
また、単写モードが設定されている場合、画像データの取り込みを終了した時点で、第１通信モードに切り替わるが、連写モードが設定されている場合には、ＳＷ２のオン状態が継続されている間、第２通信モードを継続させる。これには、連写モード中に通信の切り替えが発生することによる合焦時間の遅延を防ぐ目的がある。また、サーボＡＦモードの選択時には、継続して合焦位置を特定するためにＡＦ制御を優先して行うのが効果的であるという理由による。
このように、ＡＦモード及び撮影モードに適した通信形態の切替処理により、ユーザにとって快適なＡＦ制御を提供できる。

次に、レンズ制御部８およびカメラ制御部１２によって行われる、ウォブリング動作による焦点調節制御の概要について、図７から図１１を参照して説明する。
図７は、ＴＶＡＦ制御の全体的な流れを例示したフローチャートである。ＴＶＡＦ制御では、撮像信号に基づいて焦点調節状態を示す焦点信号（ＡＦ評価値信号）を生成し、焦点信号がピークとなるフォーカス位置を探索して焦点調節を行う。図７に例示する処理は、主にカメラ制御部１２で実行され、通信処理を通じてフォーカスレンズ１０の駆動や位置の管理が行われる。
Ｓ３０１でカメラ制御部１２は、現時点のモードが微小駆動モードであるか否かを判定する。微小駆動モードの場合、Ｓ３０２へ処理を進め、微小駆動モードでない場合にはＳ３０８へ処理を進める。Ｓ３０２では、微小駆動動作が行われ、フォーカスレンズ１０が所定の振幅で駆動される。Ｓ３０３では、合焦状態であるか否かについて判定処理が行われ、Ｓ３０４では、どちらの方向に合焦点が存在するかについて判定処理が行われる。その詳細な動作については図８および図１１を参照して後述する。

Ｓ３０３の合焦判別処理では、Ｓ３０２の微小駆動動作によるフォーカスレンズ１０の位置の履歴情報から、所定回数に亘って同一エリア内でフォーカスレンズ１０が往復しているか否かが判定される。肯定（ＹＥＳ）の判定結果が得られ、合焦判別が行われたと判定された場合、Ｓ３０６へ移行する。また否定（ＮＯ）の判定結果が得られ、合焦判別が行われなかったと判定された場合、Ｓ３０４へ移行する。Ｓ３０４では、Ｓ３０２の微小駆動動作によるフォーカスレンズの位置の履歴情報から、所定回数に亘って連続して同一方向に合焦点が存在しているか否かが判定される。肯定の判定結果が得られ、方向判別が行われたと判定された場合、Ｓ３０５の山登り動作モードヘ移行する。否定の判定結果が得られ、方向判別が行われなかったと判定された場合、処理を終了する。つまり、Ｓ３０１へ戻り、微小駆動動作が継続する。Ｓ３０６でカメラ制御部１２は、合焦時の焦点信号レベルをメモリに格納した後、Ｓ３０７へ処理を進め、再起動判定モードへ移行させる。この再起動判定モードは、再び微小駆動（による方向判別）を行うかどうかを判定する処理を含む（Ｓ３１６、Ｓ３１７にて後述する）。
Ｓ３０８でカメラ制御部１２は、現時点のモードが山登り駆動モードであるか否かを判定する。山登り駆動モードの場合、Ｓ３０９へ移行し、山登り駆動モードでない場合にはＳ３１３へ移行する。Ｓ３０９では、山登り駆動動作が行われ、焦点信号レベルが大きくなる方向へ所定の速度でフォーカスレンズ１０を移動させる、山登り駆動が実行される。山登り駆動動作の詳細については公知であるため、その詳細な説明は省略する。Ｓ３１０は、Ｓ３０９の山登り駆動動作によって焦点信号のピーク位置を検出したか否かについての判定処理である。焦点信号がピークを示す位置（ピーク位置）が検出された場合にはＳ３１１へ遷移し、未検出の場合には処理を終了する。Ｓ３１１では、焦点信号がピークとなったフォーカスレンズ位置が目標位置に設定された後、Ｓ３１２へ進み、レンズ停止モードへ移行した後で処理を終了する。

Ｓ３１３でカメラ制御部１２は、現時点のモードがレンズ停止モードであるか否かを判定する。レンズ停止モードの場合、Ｓ３１４へ移行し、レンズ停止モードでない場合、Ｓ３１６へ移行する。Ｓ３１４は、フォーカスレンズ１０が焦点信号のピーク位置に到達したか否かの判定処理である。フォーカスレンズ１０が焦点信号のピーク位置に到達した場合、Ｓ３１５へ移行し、微小駆動（合焦判別）モードへ移行する。また、フォーカスレンズ１０の位置がピーク位置に到達していない場合には、処理を終了してＳ３０１へ戻し、レンズ停止モードを継続する。
Ｓ３１６でカメラ制御部１２は、現在の焦点信号レベルと、Ｓ３０６でメモリに保持した焦点信号レベルを比較し、両レベルの差から変動量を算出して、これが所定値（閾値）以上であるか否かを判定する。変動量が閾値以上であると判定された場合、Ｓ３１７へ処理を進め、微小駆動（方向判別）モードへ移行する。また、変動量が閾値未満である場合には、処理を終了してＳ３０１へ戻し、再起動判定モードを継続する。

次に、図７のＳ３０２に示す微小駆動動作時における焦点調節制御について、図８ないし図１１を参照して説明する。
図８および図９はカメラ制御部１２の処理例を示すフローチャートである。図１０はレンズ制御部８の処理例を示すフローチャートである。図１１は各部の信号と通信状態を例示する。図１１中の「ＶＤ」はＶｓｙｎｃ信号（垂直同期信号）を示し、「ＣＭＯＳ」は撮像素子１３の出力を示し、「Ｃａｍｅｒａ」はカメラ制御部１２による処理を示す。「Ｓｅｒｉａｌ」はカメラ制御部１２とレンズ制御部８との通信状態を示し、「Ｆｏｃｕｓ」はフォーカスレンズ１０の位置変化を示す。
図８のＳＣ４０１では、映像の垂直同期信号ＶＤに対する現在のタイミングが、予め決められている通信タイミングと一致しているか否かについて判定される。肯定の判定結果が得られた場合、ＳＣ４０２へ処理を進める。また、否定の判定結果が得られた場合、ＳＣ４０１の判定処理が繰り返され、待機状態となる。レンズ装置との通信タイミングについては、撮像素子１３の映像信号の蓄積タイミングを基準とする、任意のタイミングに設定可能である。但し、垂直同期信号ＶＤに対する遅延時間は一定であることを要する。ＳＣ４０２でカメラ制御部１２はレンズ制御部８に対して通信要求を送信し、通信処理を開始させる。

一方、図１０に示すレンズ制御部８の処理にて、ＳＬ４０１では、カメラ制御部１２がＳＣ４０２で送信した通信要求を受信したか否かが判定される。肯定の判定結果が得られた場合、ＳＬ４０２へ処理を進め、否定の判定結果の場合にはＳＬ４０１の判定処理が繰り返される。ＳＬ４０２では、１回目の通信が開始されたことをトリガとして、内部タイマがリセットされ、該タイマにより通信開始時点からの遅延時間が計測される。次のＳＬ４０３では、前回の制御で演算した到達予測結果がカメラ制御部１２に対して送信される。この到達予測の内容については、後述のＳＬ４０８で詳細に説明する。
再び図８のカメラ制御部１２の処理について説明を続けると、ＳＣ４０３にて、レンズ制御部８がＳＬ４０３で送信した到達予測結果をカメラ制御部１２が受信する。このときの状態について図１１を参照して説明する。ＶＤやＣＭＯＳにて円枠内で示す数字は、対応するタイミングを表しており、明細書中ではこれをＴ（ｘ）で表記する（ｘは自然数を表す）。図１１の例で現在のＶＤの時点がＴ（４）であるとした場合、これはＳＣ４０３の処理にてカメラ制御部１２が到達予測結果を受信するタイミングに相当する。

ＳＣ４０４でカメラ制御部１２は、現時点で取得可能な焦点信号が有効であるか否かを判定する。有効性の判定では、焦点信号の生成元である映像信号が、フォーカスレンズ１０の駆動中に蓄積された信号ではなく、過去の目標位置に停止していたときの信号である場合に焦点信号を有効とする。焦点信号が有効であると判定された場合、ＳＣ４０５へ進み、有効でないと判定された場合、図９のＳＣ４１７に遷移する。図１１の例では、現在のＶＤがＴ（４）のタイミングであるとした場合、ここで取得可能な焦点信号はＶＤのＴ（２）で蓄積された映像信号から生成されたものである。このとき、フォーカスレンズ１０は至近側で停止していたため、焦点信号は有効と判定される。また現在のＶＤがＴ（５）のタイミングであるとした場合には、取得可能な焦点信号はＶＤのＴ（３）で蓄積された映像信号から生成された信号である。このとき、フォーカスレンズ１０は至近側から無限遠側へ移動していたため、焦点信号は無効と判定される。
ＳＣ４０５は、ＳＣ４０３で受信した前回の到達予測結果の内容が、「到達可能」であるか否かの判定処理である。到達予測結果として、「到達可能」と予測されている場合、ＳＣ４０６へ処理を進め、そうでない場合、図９のＳＣ４１７へ遷移する。ここで、前回の到達結果が、「到達不可」と予測されていた場合には、現在もなおフォーカスレンズ１０は移動中である。よって、次回に取得可能な焦点信号については、十分なデフォーカス量が得られない可能性が高いので、誤動作を回避するためにＴＶＡＦの制御周期を遅らせる必要がある。ＳＣ４０６は、現時点でフォーカスレンズ１０が制御範囲の中心位置に対して無限遠側に停止している状態であるか否かの判定処理である。肯定の判定結果が得られた場合、図９のＳＣ４０７へ処理を進め、否定の判定結果が得られた場合、図９のＳＣ４１１へ処理を進める。図１１の例では、現在のＶＤがＴ（４）のタイミングであるとした場合、フォーカスレンズ１０は無限遠側で停止していると判定される。また、現在のＶＤがＴ（６）のタイミングであるとした場合、フォーカスレンズ１０は至近側で停止していると判定される。

図９のＳＣ４０７でカメラ制御部１２は、至近側での焦点信号レベルを示すデータをメモリに保存する。図１１の例で現在のＶＤがＴ（４）のタイミングであるとした場合、フォーカスレンズ１０が至近側で停止していた期間、つまりＶＤのＴ（２）のときに蓄積された映像信号から生成された焦点信号レベルのデータがメモリに保存される。ＳＣ４０８では、ＳＣ４０７でメモリに保存した至近側での焦点信号レベルＬｗと、過去において後述のＳＣ４１１でメモリに保存しておいた無限遠側での焦点信号レベルＬｔとの比較処理が行われる。Ｌｗ＞Ｌｔの場合、ＳＣ４０９へ処理を進め、Ｌｗ≦Ｌｔの場合、ＳＣ４１０へ遷移する。図１１の例で現在のＶＤがＴ（４）のタイミングであるとした場合、Ｔ（２）での焦点信号レベルＬｗと不図示の焦点信号レベルＬｔとの大小関係が比較される。
ＳＣ４０９でカメラ制御部１２は、フォーカスレンズ１０の駆動中心である中心位置の、至近方向への移動量を撮像面上でのデフォーカス量として演算する。通常、このデフォーカス量は焦点深度内に設定される。次のＳＣ４１０でカメラ制御部１２は、フォーカスレンズ１０の中心位置に対する、至近方向への駆動量を撮像面上でのデフォーカス量として演算する。この駆動量はフォーカスレンズ１０を駆動させる場合の振幅に相当し、フォーカスレンズ１０の駆動中心位置の移動量とは異なる。駆動量についても、前記した中心位置の移動量と同様、焦点深度内に設定される。そして、Ｓ４１５に進む。

一方、ＳＣ４１１でカメラ制御部１２は、無限遠側での焦点信号レベルを示すデータをメモリに保存する。図１１の例で現在のＶＤがＴ（６）のタイミングであるとした場合、フォーカスレンズ１０が無限遠側で停止していた期間、つまり、Ｔ（４）のときに蓄積された映像信号から生成された焦点信号レベルのデータがメモリに保存される。ＳＣ４１２では、ＳＣ４１１で保存した無限遠側での焦点信号レベルＬｔと、過去にＳＣ４０７で保存しておいた至近側での焦点信号レベルＬｗとの比較処理が行われる。Ｌｔ＞Ｌｗの場合、ＳＣ４１３へ処理を進め、Ｌｔ≦Ｌｗの場合、ＳＣ４１４へ遷移する。図１１の例で現在のＶＤがＴ（６）のタイミングであるとした場合、Ｔ（４）での焦点信号レベルＬｔと、Ｔ（２）での焦点信号Ｌｗとの大小関係が比較される。ＳＣ４１３でカメラ制御部１２は、フォーカスレンズ１０の駆動中心位置の、無限遠方向への移動量を撮像面上でのデフォーカス量として演算する。通常、このデフォーカス量は焦点深度内に設定される。ＳＣ４１４でカメラ制御部１２は、フォーカスレンズ１０の中心位置に対する、無限遠方向への駆動量を撮像面上でのデフォーカス量として演算する。中心位置の移動量と同様、このデフォーカス量も焦点深度内に設定される。そして、ＳＣ４１５に進む。
ＳＣ４１５では、ＳＣ４０９、ＳＣ４１０、ＳＣ４１３、およびＳＣ４１４で求めたデフォーカス量を得るために、カメラ制御部１２は実際にフォーカスレンズ１０の駆動を開始させるタイミングを演算する。この駆動開始タイミングは、撮像素子１３の映像信号の蓄積が完了したタイミングを基準として設定するのが一般的である。なお、本実施形態では、駆動開始タイミングを、前述した１回目の通信開始時点からの遅延時間として定義する。その他、垂直同期信号ＶＤに対する遅延時間等で定義しても構わない。ＳＣ４１６でカメラ制御部１２は到達予測タイミングを演算する。ＳＣ４１５で指定したタイミングでフォーカスレンズ１０を駆動させたとした場合、実際にＳＣ４０９、ＳＣ４１０、ＳＣ４１３、およびＳＣ４１４で求めたデフォーカス量が得られるかどうかを予測する対象となるタイミングが算出される。すなわち、ここで指定した到達予測タイミングにおいてフォーカスレンズ１０が目標位置に到達可能か否かについて予測が行われる。この到達予測タイミングについては、撮像素子１３の映像信号の蓄積開始タイミングを基準として設定するのが一般的である。なお、本実施形態では、この到達予測タイミングを、前述した１回目の通信開始時点からの遅延時間で定義する。その他、垂直同期信号ＶＤに対する遅延時間等で定義しても構わない。ＳＣ４１７でカメラ制御部１２は、レンズ制御部８に対して再度通信要求を送信し、通信処理を開始させる。

一方、図１０に示すレンズ制御部８の処理では、ＳＬ４０４にて、カメラ制御部１２がＳＣ４１７で送信した通信要求が、受信されたか否かについて判定される。レンズ制御部８が通信要求を受信した場合、ＳＬ４０５へ処理を進め、未受信の場合にはＳＬ４０４の判定処理が繰り返され、待機状態となる。
通信が開始されると、図９に示すＳＣ４１８でカメラ制御部１２は、デフォーカス量、駆動開始タイミング、到達予測タイミングの各データをレンズ制御部８へ送信する。デフォーカス量は、ＳＣ４０９、ＳＣ４１０、ＳＣ４１３、およびＳＣ４１４で算出されている。また、駆動開始タイミングと到達予測タイミングは、ＳＣ４１５、ＳＣ４１６でそれぞれ演算されている。これらは、図１１の例で現在のＶＤがＴ（４）のタイミングであるとした場合、Ｔ（６）でのデフォーカス量等の送信タイミングに相当する。

一方、図１０に示すＳＬ４０５にて、レンズ制御部８は、カメラ制御部１２がＳＣ４１８で送信したデフォーカス量、駆動開始タイミングおよび到達予測タイミングのデータを受信する。ＳＬ４０６では、ＳＬ４０５で受信したデフォーカス量が得られるように、現在のフォーカス位置の敏感度を考慮してフォーカスレンズ１０の実駆動量が演算される。ＳＬ４０７では、ＳＬ４０６で求めた実駆動量に応じて、フォーカスレンズ１０の駆動速度が演算される。ＳＬ４０８でレンズ制御部８は到達予測処理を行う。つまり、ＳＬ４０５で受信した駆動開始タイミングにて、ＳＬ４０７で求めた駆動速度でフォーカスレンズ１０を駆動させたとする。この場合に、ＳＬ４０５で受信した到達予測タイミングでの実駆動量と、ＳＬ４０６で求めたフォーカスレンズ１０の実駆動量とが比較され、到達可能性が予測される。到達予測タイミングでの実駆動量以内でフォーカスレンズ１０の駆動が可能である場合、到達予測結果は「到達可能」と判定され、そうでなければ、「到達不可」と判定される。なお、この到達予測結果を示す情報は、次回のＳＬ４０３にて、レンズ制御部８がカメラ制御部１２へ送信する。
ＳＬ４０９でレンズ制御部８は、ＳＬ４０２でリセットした内部タイマの値を参照し、駆動開始タイミングであるか否かを判定する。１回目の通信開始時点からの遅延時間が、ＳＬ４０５で受信した駆動開始タイミングに一致している場合、ＳＬ４１０へ移行し、そうでない場合にはＳＬ４０９の処理が繰り返されて待機状態となる。ＳＬ４１０では、ＳＬ４０６で求めた実駆動量およびＳＬ４０７で求めた駆動速度が設定され、実際にフォーカスレンズ１０が駆動される。図１１の例で現在のＶＤがＴ（４）のタイミングであるとした場合、これは至近側に向けて実際にフォーカスレンズ１０の駆動が開始されるタイミングに相当する。
以上のように、カメラ制御部１２による焦点調節制御では、「再起動判定→微小駆動→山登り駆動→停止→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１０が移動する。これにより、焦点信号レベルが常にピークとなるように制御が行われて合焦状態が維持される。

次に、図１２および図１３のフローチャートを参照して、ワンショット制御（図４のＳ５１０参照）について説明する。
ユーザ操作によるＡＦ開始指示をカメラ制御部１２が受け付けると制御が開始し、Ｓ１００１にてフォーカスレンズ１０の初期位置をメモリに記憶する。次のＳ１００２は、フォーカスレンズ１０の駆動モードが至近駆動モードであるか否かについて判定される。至近駆動モードはフォーカスレンズ１０を可動範囲の中心位置に対して至近側に移動させるモードである。これとは逆に無限遠側にフォーカスレンズ１０を移動させるモードは無限駆動モードである。至近駆動モードの場合、Ｓ１００３に遷移し、無限駆動モードの場合、図１３のＳ１００８に遷移する。
Ｓ１００３はレンズ制御部８に対してレンズ駆動命令を通信する処理であり、至近方向への駆動命令が設定されて、Ｓ１００４に進む。Ｓ１００４でカメラ制御部１２は、ＡＦ評価値算出部１１から、撮像した画像の鮮鋭度に応じた評価値のデータを取得し、その評価値のピークとそのときのレンズ位置のデータをメモリに保存する。Ｓ１００５では、Ｓ１００４でメモリに保存されているピークの評価値よりも、現在の評価値の方が下がっているかについて判定される。ある閾値以上の評価値の減少が確認された場合、本来の合焦方向とは違う方向にフォーカスレンズ１０が駆動されている可能性がある。そこで、駆動方向を反転させるために、Ｓ１００７に処理を進める。また、Ｓ１００４で保持されているピークの評価値と、現在の評価値との差が閾値未満である場合、Ｓ１００６に移行する。Ｓ１００６では、フォーカスレンズ１０が可動範囲の端に到達したか否かについて判定される。フォーカスレンズ１０が端に到達した場合、駆動方向を反転させるためにＳ１００７へ移行し、そうでない場合は、処理を終了する。Ｓ１００７では、フォーカスレンズ１０の駆動モードが無限駆動モードに設定され、処理を終了する。

図１３のＳ１００８では、フォーカスレンズ１０の駆動モードが無限駆動モードであるか否かについて判定される。無限駆動モードの場合、Ｓ１００９に処理を進め、そうでない場合にはＳ１０１５に遷移する。Ｓ１００９は、レンズ制御部８に対してレンズ駆動命令を通信する処理であり、無限遠方向への駆動命令を設定してＳ１０１０に処理を進める。Ｓ１０１０でカメラ制御部１２は、ＡＦ評価値算出部１１から、撮像した画像の鮮鋭度に応じた評価値のデータを取得し、その評価値のピークとそのときのレンズ位置のデータを保持し、Ｓ１０１１に移行する。
Ｓ１０１１では、Ｓ１００４で保持されているピークの評価値よりも、現在の評価値の方が下がっているか否かについて判定され、ある閾値以上の評価値の減少が確認された場合、ピークを越えたと判定され、Ｓ１０１４に移行する。Ｓ１００４で保持されているピークの評価値と、現在の評価値との差が閾値未満の場合、Ｓ１０１２に遷移する。Ｓ１０１２では、フォーカスレンズ１０が可動範囲の端に到達したか否かについて判定される。フォーカスレンズ１０が端に到達した場合、駆動を停止させるために、Ｓ１０１３に進み、そうでない場合は、処理を終了する。

Ｓ１０１３では、無限遠方向にも至近方向にも評価値のピークがなかったと判断され、フォーカスレンズ１０を、ＡＦ開始指示が開始された初期位置（図１２のＳ１００１参照）に戻す制御が行われた後、処理を終える。その際、ディスプレイ２１の画面上には、合焦位置が特定できなかったことをユーザに知らせる警告表示が行われる。なお、本処理にてフォーカスレンズ１０を初期位置に戻す代わりに、所定位置へ移動させてもよい。
Ｓ１０１４では、評価値のピークが検出されているため、カメラ制御部１２はピーク位置に戻す処理を行うために、駆動モードをピーク位置戻しモードに設定する。Ｓ１０１５は、駆動モードがピーク位置戻しモードであるか否かについての判定処理である。ピーク位置戻しモードの場合、Ｓ１０１６に処理を進め、ピーク位置戻しモードでない場合には、図１４のＳ１０１９へ遷移する。
Ｓ１０１６でカメラ制御部１２は、Ｓ１０１０で保持されたピークでのレンズ位置を目標位置に設定し、フォーカスレンズ１０の駆動制御を行う。Ｓ１０１７では、フォーカスレンズ１０がピーク位置に到達したか否かについて判定され、ピーク位置に到達した場合、Ｓ１０１８に移行し、そうでない場合には処理を終了する。Ｓ１０１８でカメラ制御部１２はフォーカスレンズ１０の停止処理を行うために、駆動モードをレンズ停止モードに設定する。
図１４のＳ１０１９では、駆動モードがレンズ停止モードであるか否かについて判定され、レンズ停止モードの場合、Ｓ１０２０に移行し、レンズ停止モードでない場合にはＳ１０２４へ移行する。Ｓ１０２０は、レンズ制御部８に対してフォーカスレンズ１０の駆動停止命令を送信する処理である。フォーカスレンズ１０が合焦位置に到達しており、停止命令の送信、およびフォーカスモータ４の電源ＯＦＦ等の設定が行われた後、Ｓ１０２１に移行する。その際、ディスプレイ２１の画面上には合焦状態になったことをユーザに知らせる表示が行われる。
Ｓ１０２１は、設定されたＡＦモードがサーボＡＦモードであるか否かの判定処理である。判定の結果、サーボＡＦモードの場合、Ｓ１０２２に処理を進め、サーボＡＦモードではない場合には、処理を終了する。
Ｓ１０２２でカメラ制御部１２は、合焦時の焦点信号レベルをメモリに格納した後、Ｓ１０２３へ処理を進め、再起動判定モードへ移行させる。Ｓ１０２４でカメラ制御部１２は、現在の焦点信号レベルと、Ｓ１０２２でメモリに保持した焦点信号レベルとを比較し、両レベルの差から変動量を算出して、これが所定値（閾値）以上であるか否かを判定する。変動量が閾値以上であると判定された場合、Ｓ１０２５へ処理を進め、至近駆動モードへ移行する。また、変動量が閾値未満である場合には、処理を終了してＳ１００１へ戻し、再起動判定モードを継続する。つまり、ＡＦモードとしてサーボＡＦモードが設定されている場合、被写体に一旦合焦したとしても、ＡＦ評価値の変動が監視される。ＡＦ評価値の変動が検出された場合、被写体の変化があった可能性が高いため、再起動判定モードへ移行する。この合焦動作を繰り返すことにより、被写体に追従した焦点調節制御が行われる。
第１実施形態では、ＡＦ開始指示に従い、動画撮影や静止画撮影に適した通信処理方法に変更することで、最適な焦点調節制御を実現できる。すなわち、動画撮影時やライブビュー表示時には、レンズの動作タイミングを厳密に管理する必要があるため、基準信号を用いて定期的に固定長のデータを通信する第１通信モードで通信を行う。一方、静止画撮影時には、レリーズタイムラグを小さくするためできるだけ早く合焦させることを優先するので、カメラが必要なタイミングでデータの取得を要求できる第２通信モードで通信を行う。また、本実施形態によれば、カメラ本体とレンズ装置にそれぞれ複数の通信ユニットを設けて撮影モードに応じて切り替える必要はないので、コスト上昇を抑えることができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態と第１実施形態との相違点は主に焦点調節状態の検出処理およびＡＦ制御処理にある。よって、第２実施形態において、第１実施形態の場合と同様の構成要素については既に使用した符号を用いることにより、それらの詳細な説明を省略し、相違点を説明する。このような説明の仕方は後述の実施形態でも同様である。
図１では、デフォーカス量を算出するデフォーカス量算出ユニット１４が追加されている。デフォーカス量算出ユニット１４は、撮像素子１３で得た信号からデフォーカス量を算出してカメラ制御部１２に出力する。いわゆる撮像面位相差検出方式が採用されている。撮像面位相差検出方式では、撮像素子１３を構成する一部の受光素子において、オンチップマイクロレンズの光軸に対して受光部の感度領域を偏心させることによって、瞳分割機能を付与し、焦点検出用画素として用いる。また、撮像素子１３を構成する一部の受光素子において、受光部を２分割することで瞳分割機能を付与する方法も提案されている。複数の受光素子を焦点検出用画素として用い、撮像用画素群の間に配置することで位相差焦点検出が行われる。焦点検出用画素が配置された箇所は撮像画素の欠損部に相当するため、周辺の撮像面の画素情報を用いて補間処理により画像情報が生成される。デフォーカス量算出ユニット１４は、複数の受光素子で生成された一対の像信号について相関演算を行って位相差を検出し、検出結果に基づいてデフォーカス量を算出する。
本実施形態のカメラ本体２は、２つのＡＦ方式、即ち、撮像素子１３から得たデフォーカス量を用いる第１方式（デフォーカス量検出方式）と、撮像した画像のコントラスト評価値を用いる第２方式（コントラストＡＦ方式）を備える。デフォーカス量検出方式では、デフォーカス量算出ユニット１４から得られるデフォーカス量に基づいてＡＦ動作が実行される。一方、コントラストＡＦ方式は、撮像素子１３で撮像した被写体像のコントラストを検出することでＡＦ動作が行われる。例えば、静止画撮影時には主にデフォーカス量検出方式が使用され、動画撮影時には主にコントラストＡＦ方式が使用され、カメラ制御部１２は複数のＡＦ方式による焦点調節を適宜に変更して制御を行う。

次に、図１５および図１６のフローチャートを参照して、焦点調節動作の制御例を説明する。第１実施形態にて説明した図４の処理において、カメラ制御部１２がユーザ操作によるＡＦ開始指示を受け付け、Ｓ５１０にてワンショット制御を開始させた場合、図１５のＳ１３０１に遷移する。
Ｓ１３０１でカメラ制御部１２は、ＡＦ開始時点でのフォーカスレンズ１０の初期位置をメモリに記憶する。Ｓ１３０２は、デフォーカス量の情報の有無について判定される。デフォーカス量算出ユニット１４から得たデフォーカス量の情報があると判定された場合、Ｓ１３０３に処理を進め、当該情報がない場合にはＳ１３０９に遷移する。Ｓ１３０３でカメラ制御部１２は、デフォーカス量の情報について信頼度が高いか否かを判定する。信頼度の評価方法としては、前記特許文献２（段落００８２，０１４４等を参照）に開示されているＳレベル（ＳＥＬＥＣＴＬＥＶＥＬ）値などを用いる。情報の信頼度が閾値よりも高い場合、そのデフォーカス量を利用して合焦位置を特定するために、Ｓ１３０７に進み、駆動モードとして合焦位置駆動モードが設定された後、処理を終える。
Ｓ１３０３でデフォーカス量の信頼度が閾値より低いと判定された場合、Ｓ１３０４に移行し、カメラ制御部１２は、デフォーカスの方向を示す情報だけ利用して、合焦位置が得られる方向を特定する。デフォーカスの方向が至近側の場合、Ｓ１３０６に処理を進め、駆動モードとして至近駆動モードが設定された後、処理を終える。一方、デフォーカスの方向が無限遠方向の場合、Ｓ１３０５に処理を進め、駆動モードとして無限駆動モードが設定された後、処理を終える。Ｓ１３０９からＳ１３２７の処理は、図１２、図１３の場合と同様であるため、それらの説明を省略する。

図１６のＳ１３２８は、駆動モードが合焦位置駆動モードであるか否かの判定処理である。合焦位置駆動モードの場合、Ｓ１３２９へ処理を進め、合焦位置駆動モードでない場合、処理を終了する。Ｓ１３２９でカメラ制御部１２は、デフォーカス量に基づいて算出した合焦位置へフォーカスレンズ１０を駆動させる制御を行い、Ｓ１３３０に処理を進める。Ｓ１３３０は、合焦位置にフォーカスレンズ１０が到達したか否かの判定処理である。合焦位置にフォーカスレンズ１０が到達した場合、Ｓ１３３１に移行し、駆動モードがレンズ停止モードに設定された後、処理を終了する。また、合焦位置にフォーカスレンズ１０が到達していない場合には、そのまま処理を終了する。
第２実施形態では、ユーザ操作によるＡＦ開始指示を受けて、デフォーカス量検出方式とコントラストＡＦ方式に対応した焦点調節動作が行われる。本実施形態でも、動画撮影や静止画撮影に適した通信処理方法に変更することで、最適な焦点調節制御を実現できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図１７を参照して、第３実施形態に係るカメラ本体の構成例について説明する。
本実施形態では、可動式のミラー部材としてハーフミラー１６が追加されている。ハーフミラー１６は、交換レンズ１を通した入射光を分岐させて、測距ユニット１７に到達させる役割をもつ。ハーフミラー１６が不図示の駆動機構により下降して光軸上に位置している状態では、測距ユニット１７と光学ファインダ２２に光が到達し、いわゆる光学ビューファインダモードの状態になる。一方、ハーフミラー１６が上昇して光軸から退避した状態では、被写体からの光が撮像素子１３に到達する。よって、ユーザはディスプレイ２１の表示画面上で撮像した画像を見ながら撮影が可能であり、いわゆるライブビューモードの状態になる。
測距ユニット１７は、カメラから被写体までの距離に対応するフォーカスユニット３の現在位置において、像面のズレ量を測定することで距離情報を取得する手段である。一般に、オートフォーカスカメラでは、複数のＣＣＤラインセンサを使用したピントずれ検出方式を採用する。この場合、ＣＣＤラインセンサで生成された一対の像信号について相関演算を行って位相差を検出し、検出結果に基づいてデフォーカス量を算出する。なお、その他の測距方式としては、例えば、赤外発光体（ＩＬＥＤ）を使用して三角測距を行う方式があり、本実施形態で採用する測距方式については、特に限定しない。
本実施形態のカメラ本体２は、２つのＡＦ方式、即ち、位相差検出方式とコントラストＡＦ方式とを備える。位相差検出方式は主に静止画撮影を行う場合に機能し、測距ユニット１７による検出データに基づいてＡＦ動作が実行される。一方、コントラストＡＦ方式は主に動画撮影を行う場合に機能し、撮像素子１３で撮像した被写体像のコントラストを検出することでＡＦ動作が行われる。カメラ制御部１２は、各方式によるＡＦ動作を適宜に変更しつつ焦点調節動作を制御する。

次に、図１８のフローチャートを参照して、焦点調節制御例について説明する。第１実施形態で説明した図４の処理において、カメラ制御部１２がユーザ操作によるＡＦ開始指示を受け付け、Ｓ５１０にてワンショット制御を開始させた場合、図１８のＳ１５０１に遷移する。
Ｓ１５０１でカメラ制御部１２は、ハーフミラー１６の状態を判定する。ハーフミラー１６がアップ状態で光軸から退避している場合、Ｓ１５０２に遷移し、ハーフミラー１６がダウン状態で光軸上に位置している場合、Ｓ１５０３に処理を進める。Ｓ１５０２でカメラ制御部１２は、測距ユニット１７を用いて測距処理を行うために、ハーフミラー１６を下げる処理を行う。この処理によりハーフミラー１６が光軸上に配置されるため、ライブビューモードが中断され、光学ビューファインダモードに変更され、光学ファインダ２２によって被写体を観察可能な状態となる。そして、Ｓ１５０３に進む。
Ｓ１５０３でカメラ制御部１２は、測距ユニット１７を構成するＣＣＤラインセンサから情報を取得し、デフォーカス量を算出する。Ｓ１５０５は、Ｓ１５０３で算出したデフォーカス量が許容値（閾値）以下であるか否かについての判定処理である。デフォーカス量が許容値以上である場合、カメラ制御部１２は非合焦と判定してＳ１５０４に処理を進め、フォーカスレンズ１０の駆動制御を行う。その後、判定結果が合焦状態となるまで、Ｓ１５０３からＳ１５０５の処理が繰り返し実行される。そして、Ｓ１５０５にてデフォーカス量が許容値未満になり、合焦状態と判定された場合、Ｓ１５０６に進む。Ｓ１５０６でカメラ制御部１２はレンズ制御部８に対して、フォーカスレンズ１０の駆動停止命令を送信する。その際、ディスプレイ２１の表示画面上に、合焦状態であることをユーザに通知する表示が行われる。
第３実施形態では、ユーザ操作によるＡＦ開始指示を受けて、位相差検出方式とコントラストＡＦ方式に対応した焦点調節動作が行われる。その際、第１通信モード（主に動画撮影）と第２通信モード（主に静止画撮影）を切り替えることで、静止画撮影と動画撮影の両方にてスムーズな焦点調節動作を行える。
なお、前記した各実施形態では、レンズ装置内の光学部材としてフォーカスレンズの駆動制御を例にしてカメラ制御部１２とレンズ制御部８との通信処理を説明した。これに限らず、本発明は手振れ補正用レンズ等の光学部材の駆動制御に適用可能である。

１交換レンズ
２カメラ本体
８レンズ制御部
１２カメラ制御部

本発明の一実施形態の撮像装置は、レンズ装置を装着可能な撮像装置であって、基準信号に同期して電荷蓄積を行い、撮像信号を生成する撮像手段と、装着されたレンズ装置とのデータ通信を制御するとともに、前記レンズ装置から受信したデータを用いて焦点検出を行う制御手段を備える。前記制御手段は、前記基準信号に同期して所定のデータを周期的に通信する第１通信モードで前記レンズ装置とデータ通信を行い、ユーザにより静止画撮影を指示する所定の操作が行われた場合、前記第１通信モードから前記基準信号に非同期でデータを通信する第２通信モードに切り替えて前記レンズ装置とデータ通信を行う。

Claims

レンズ装置を装着可能な撮像装置であって、
基準信号に同期して電荷蓄積を行い、撮像信号を生成する撮像手段と、
装着されたレンズ装置と通信する通信手段を有し、前記レンズ装置内の光学部材の駆動制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、動画撮影を行う場合、前記基準信号に従って前記レンズ装置と固定長のデータを送受信する第１通信モードに設定して前記光学部材の駆動制御を行い、静止画撮影を行う場合、前記基準信号を用いずに前記レンズ装置とデータを送受信する第２通信モードに設定して前記光学部材の駆動制御を行うことを特徴とする撮像装置。
前記基準信号は、垂直同期信号であり、
前記制御手段は、動画撮影を指示する信号を受信した場合、前記レンズ装置に対してデータの送受信を前記第１通信モードで行い、静止画撮影を指示する信号を受信した場合、前記レンズ装置に対してデータの送受信を前記第２通信モードで行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記制御手段は、前記動画撮影又は静止画撮影を指示する信号を受信するまでの待機状態にて、前記レンズ装置に対してデータの送受信を前記第１通信モードで行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記制御手段は、静止画撮影が終了した場合、前記第２通信モードから前記第１通信モードに変更する制御を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記制御手段は、撮像信号の高周波数成分から生成した焦点信号に基づいて合焦位置を検出し、前記レンズ装置と通信してフォーカスレンズを前記合焦位置へ駆動する制御を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
被写体を観察する光学ファインダと、
撮像した画像を表示する表示手段を備え、
前記制御手段は、前記表示手段の表示画面上に撮像した画像を表示させる制御を行っている状態で、前記静止画撮影を指示する信号を受信した場合、前記光学ファインダにより被写体を観察可能な状態に変更する制御を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
基準信号に同期して電荷蓄積を行い、撮像信号を生成する撮像手段を備えた撮像装置に装着可能なレンズ装置であって、
撮像光学系を構成する光学部材およびその駆動手段と、
装着された撮像装置と通信する通信手段を有し、前記駆動手段の駆動制御を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、動画撮影を行う場合、前記基準信号に従って前記撮像装置と固定長のデータを送受信する第１通信モードに設定し、静止画撮影を行う場合、前記基準信号を用いずに前記撮像装置とデータを送受信する第２通信モードに設定し、前記撮像装置から受信した情報に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とするレンズ装置。
前記基準信号は、垂直同期信号であり、
前記光学部材としてフォーカスレンズを有し、
前記制御手段は、前記撮像装置から前記フォーカスレンズの駆動に関する情報を受信し、当該情報に基づいて前記フォーカスレンズの移動量を演算して前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項７に記載のレンズ装置。
レンズ装置を装着可能で、基準信号に同期して電荷蓄積を行い、撮像信号を生成する撮像手段を備えた撮像装置にて実行される制御方法であって、
装着されたレンズ装置と通信する通信ステップと、
前記レンズ装置内の光学部材の駆動制御を行う制御ステップを有し、
前記制御ステップにおいて、動画撮影を行う場合、前記基準信号に従って前記レンズ装置と固定長のデータを送受信する第１通信モードに設定して前記光学部材の駆動制御を行い、静止画撮影を行う場合、前記基準信号を用いずに前記レンズ装置とデータを送受信する第２通信モードに設定して前記光学部材の駆動制御を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
基準信号に同期して電荷蓄積を行い、撮像信号を生成する撮像手段を備えた撮像装置に装着可能で、撮像光学系を構成する光学部材およびその駆動手段を備えたレンズ装置にて実行される制御方法であって、
装着された撮像装置と通信する通信ステップと、
前記駆動手段の駆動制御を行う制御ステップを有し、
前記制御ステップにおいて、動画撮影を行う場合、前記基準信号に従って前記撮像装置と固定長のデータを送受信する第１通信モードに設定し、静止画撮影を行う場合、前記基準信号を用いずに前記撮像装置とデータを送受信する第２通信モードに設定し、前記撮像装置から受信した情報に基づいて前記駆動手段を制御することを特徴とするレンズ装置の制御方法。