JP2014052491A

JP2014052491A - 焦点調節装置

Info

Publication number: JP2014052491A
Application number: JP2012196161A
Authority: JP
Inventors: Tetsuharu Kamata; 徹治鎌田; Satoru Sanada; 覚真田; Satoshi Kazahaya; 聡志風早; Yoshihiro Ito; 良浩伊藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-03-20

Abstract

【課題】本発明の課題は、好適な焦点調節制御が可能な焦点調節装置を提供することである。
【解決手段】撮影レンズ２００は、光軸方向にそれぞれ移動可能なフォーカスレンズ２１０およびウォブリングレンズ２２０と、不揮発性メモリ２５１とを備える。不揮発性メモリ２５１には基準位置情報が記憶されている。基準位置情報は、フォーカスレンズ２１０が移動可能な複数の所定位置にそれぞれ対応するウォブリングレンズ２２０の複数の基準位置に関する情報である。フォーカスレンズ２１０が移動するごとにそのときのフォーカスレンズ２１０の位置に対応するウォブリングレンズ２２０の基準位置が基準位置情報に基づいて決定される。そして、ウォブリングレンズ２２０は、ウォブリングレンズ駆動部２２１により決定された基準位置に移動される。
【選択図】図１

Description

本発明は焦点調節装置に関する。

デジタルカメラでは、撮像素子で撮像された画像の高周波成分を鮮鋭度に置き換えた焦点評価値を利用して焦点自動調節（以下ではＡＦと記す）を行うコントラスト方式ＡＦが利用されている。コントラストＡＦには、たとえばウォブリング動作を用いる山登りと呼ばれる動作で焦点評価値のピークを探査する山登り方式や、焦点調節用の光学系をその可動範囲全域にわたり駆動するとともに焦点評価値を算出して焦点評価値が最大となる合焦位置を探査する方式（以降、全域スキャン方式と称する）などが知られている。

ウォブリング動作を用いた山登り方式コントラストＡＦでは、デジタルカメラは、山登り動作中に焦点調節用の光学系や撮像素子を小刻みに前後移動させるウォブリング動作を行いながら焦点評価値を算出する。そして、デジタルカメラは、その焦点評価値に基づいて焦点調節用レンズの駆動方向および合焦位置を決定する。

ウォブリング動作用の光学系として焦点調節用レンズ以外のウォブリングレンズを備える撮像装置が知られている（たとえば、特許文献１）。特許文献１の撮像装置では、ウォブリングレンズが合焦位置探査中に行うウォブリング動作の動作中心位置や合焦位置探査後のウォブリングレンズの位置は、フォーカスレンズの位置によらず同一位置である。
しかしながら、撮影レンズの光学特性等が適切となるウォブリングレンズの位置は、フォーカスレンズの位置によって一定とは限らない。しかし、従来のデジタルカメラでは、フォーカスレンズの位置ごとに適切な位置にウォブリングレンズを位置付けられなかった。

特許４４３７２４４号

本発明の課題は、好適な焦点調節制御が可能な焦点調節装置を提供することである。

本発明による焦点調節装置は、光軸方向にそれぞれ移動可能な第１および第２のフォーカスレンズを備える撮影光学系と、少なくとも第１のフォーカスレンズの複数の所定位置にそれぞれ対応する第２のフォーカスレンズの複数の基準位置に関する基準位置情報を記憶する基準位置記憶手段と、第１のフォーカスレンズを移動する第１フォーカスレンズ移動手段と、第１フォーカスレンズ移動手段によって第１のフォーカスレンズが第１の所定量ずつ移動される毎に、その時の第１のフォーカスレンズの位置に対応する、基準位置記憶手段に記憶された基準位置へ第２のフォーカスレンズを移動させる第２フォーカスレンズ移動手段と、撮影光学系による被写体像を受光する光電変換手段と、第２フォーカスレンズ移動手段が第２のフォーカスレンズを基準位置へ移動させる毎に、光電変換手段の出力信号に基づいて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り算出される焦点評価値に基づいて、第１のフォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、好適な焦点調節制御が可能な焦点調節装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態による焦点調節装置を有するデジタルカメラのブロック構成図である。本発明の一実施の形態による焦点調節装置を有するデジタルカメラのフォーカスレンズとウォブリングレンズについて説明する図である。基準位置情報の一例を示す図である。基準位置情報を撮影レンズの製造工程または検査調整工程において測定した結果の一例である。山登り方式のコントラストＡＦによる焦点調節処理のフローチャートの一例である。山登り方式のコントラストＡＦによる焦点調節処理のフローチャートの一例である。全域スキャン方式のコントラストＡＦによる焦点調節処理のフローチャートの一例である。本発明の一実施の形態による焦点調節装置を有するデジタルカメラを示す図であって、デジタルカメラの一部である撮影レンズに関するブロック構成図である。

（デジタルカメラの構成）
図１は本発明の一実施の形態による焦点調節装置を搭載したレンズ交換式デジタルカメラのブロック図である。図１に図示されたレンズ交換式のデジタルカメラは、カメラボディ１００と撮影レンズ２００とを備える。撮影レンズ２００は、カメラボディ１００に着脱可能に装着される。

撮影レンズ２００は、焦点調節を行うためのフォーカスレンズ２１０と、それを駆動するためのモータおよび駆動回路で構成されるフォーカスレンズ駆動部２１１と、フォーカスレンズ２１０の光軸方向の位置を検出するフォーカスレンズ位置検出部２１２とを有する。

また、撮影レンズ２００は、ウォブリング動作を行うためのウォブリングレンズ２２０と、それを駆動するためのモータおよび駆動回路で構成されるウォブリングレンズ駆動部２２１と、ウォブリングレンズ２２０の光軸方向の位置を検出するウォブリングレンズ位置検出部２２２とを有する。

図２は、フォーカスレンズ２１０およびウォブリングレンズ２２０の駆動について説明するための図である。図２には、フォーカスレンズ２１０の駆動範囲２１と、ウォブリングレンズ２２０の駆動範囲２２とが示されている。駆動範囲２１は、撮像素子側に撮像素子側端２１ａを有し、被写体側に被写体側端２１ｂを有する。駆動範囲２２は、撮像素子側に撮像素子側端２２ａを有し、被写体側に被写体側端２２ｂを有する。図２には、駆動範囲２２の撮像素子側端２２ａと被写体側端２２ｂとの中心位置Ｏに破線２３が図示されている。

ウォブリングレンズ２２０によるウォブリング動作は、駆動範囲２２の内側で行われる。ウォブリング動作の動作中心は、フォーカスレンズ２１０の位置により可変である。以降、ウォブリング動作の動作中心のことを基準位置と称する。

なお本実施の形態では、フォーカスレンズ２１０のパワーの正負とウォブリングレンズ２２０のパワーの正負とが一致しているものとしているが、本発明の権利範囲はその内容に制限されない。

さらに、撮影レンズ２００は、レンズコントローラ２５０と不揮発性メモリ２５１とを有する。レンズコントローラ２５０は、カメラボディ１００の指示に従って撮影レンズ２００内のフォーカスレンズ２１０の駆動速度と駆動目標位置とを算出して、フォーカスレンズ位置検出部２１２から出力されるフォーカスレンズ２１０の位置に関する情報をフィードバックしながらフォーカスレンズ２１０の位置決め制御を行う。この位置決め制御では、フォーカスレンズ２１０の駆動目標位置は、図２に示した駆動範囲２１の内側に設定される。

不揮発性メモリ２５１には、図３に例示されるような基準位置情報３０が少なくとも記憶されている。基準位置情報３０は、フォーカスレンズ２１０の代表位置情報３１と、オフセット距離情報３２とを含む。

代表位置情報３１は、フォーカスレンズ２１０の所定の代表位置を表す。図３の代表位置情報３１には、複数の代表位置が、駆動範囲２１の被写体側端２１ｂからの距離で示されている。

オフセット距離情報３２は、代表位置情報３１の各代表位置に対応するウォブリングレンズ２２０の基準位置を表す。オフセット距離情報３２では、基準位置はウォブリングレンズ２２０の中心位置Ｏからのオフセット距離で表されている。図３では、オフセット距離情報３２の正負は、中心位置Ｏから撮像素子側端２２ａに向かう方向が正であり、中心位置Ｏから被写体側端２２ｂに向かう方向が負であるものとする。

レンズコントローラ２５０は、フォーカスレンズ２１０を駆動目標位置に向けて位置決め制御を行ったら、不揮発性メモリ２５１に記憶された基準位置情報３０に基づいて、そのフォーカスレンズ２１０の駆動目標位置に対応するウォブリングレンズ２２０の基準位置を決定する。たとえば、フォーカスレンズ２１０が被写体側端２１ｂから３．０ｍｍの位置に位置決めされた場合、図３の基準位置情報に基づいてウォブリングレンズ２２０の基準位置を中心位置Ｏから−０．０２ｍｍの位置に決定する。

レンズコントローラ２５０は、ウォブリングレンズ２２０の基準位置を決定した後、ウォブリングレンズ駆動部２２１を制御してウォブリングレンズ２２０をその基準位置に向けて移動させる。ウォブリングレンズ２２０は、ウォブリング動作を行う場合、移動後の基準位置をその動作中心とする。

基準位置情報３０は、撮影レンズの製造工程または検査調整工程において不揮発性メモリ２５１に記憶される。図４は、基準位置情報３０を撮影レンズの製造工程または検査調整工程において測定した結果の一例である。図４の横軸はウォブリングレンズ２２０の位置であり、縦軸は撮影レンズ２００の光学性能（収差等）に基づいて所定の演算により算出された指標値である。図４には、測定結果の例として第１グラフ４１と第２グラフ４２とが示されている。

第１グラフ４１は、フォーカスレンズ２１０を３．０ｍｍの位置に設置して、ウォブリングレンズ２２０を被写体側端２２ｂから撮像素子側端２２ａへ向けて駆動させたときに算出された指標値を表す。第１グラフ４１は、ウォブリングレンズ２２０がその中心位置Ｏから−０．０２ｍｍの位置にあるときピークとなる。これは、図３においてフォーカスレンズ２１０の代表位置３．０ｍｍに対応するウォブリングレンズ２２０の基準位置が中心位置から−０．０２ｍｍの位置になっていることに対応する。

第２グラフ４２は、フォーカスレンズ２１０を６．０ｍｍの位置に設置して、ウォブリングレンズ２２０を被写体側端２２ｂから撮像素子側端２２ａへ向けて駆動させたときに算出された指標値を表す。第２グラフ４２は、ウォブリングレンズ２２０がその中心位置Ｏから＋０．０２ｍｍの位置にあるときピークとなる。これは、図３においてフォーカスレンズ２１０の代表位置６．０ｍｍに対応するウォブリングレンズ２２０の基準位置が中心位置から＋０．０２ｍｍになっていることに対応する。

カメラボディ１００は、撮像素子１０１とアナログ信号処理部１０２とＡ／Ｄ変換器１０３とデジタル信号処理部１１１とバッファメモリ１１２とＥｎｃ／Ｄｅｃ処理部１１３と外部記憶媒体１１５とＶＲＡＭ１２０とＬＣＤモニタ１２１とボディコントローラ１５０と操作部１８０とを有する。

撮像素子１０１は、ＣＣＤ撮像素子やＭＯＳ型撮像素子などによって構成される。撮影レンズ２００により結像される被写体像は撮像素子１０１の撮像面上に投影される。撮像素子１０１は撮像面上に結像された被写体像の光強度に応じた電気信号（撮像信号）をアナログ信号処理部１０２へ出力する。

アナログ信号処理部１０２は、ＣＤＳ回路、ＡＧＣ回路および色分離回路などを備えており、撮像素子１０１から出力された撮像信号に対して各種アナログ信号処理を行う。アナログ信号処理部１０２で処理された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器１０３へ出力される。Ａ／Ｄ変換器１０３は、アナログ信号処理部１０２で処理された撮像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１０３によりＡ／Ｄ変換された撮像信号は、デジタル信号処理部１１１およびボディコントローラ１５０に入力される。

デジタル信号処理部１１１は、ゲイン制御回路、輝度信号生成回路、および色差信号生成回路などの信号処理回路を備えている。デジタル信号処理部１１１は、Ａ／Ｄ変換器１０３によりＡ／Ｄ変換された撮像信号に対して輪郭強調やガンマ補正やホワイトバランス調整などの種々の画像処理を行う。

バッファメモリ１１２は、撮像素子１０１で撮像された複数フレーム分のデータを記憶する。デジタル信号処理部１１１は、輪郭強調やガンマ補正やホワイトバランス調整などの種々の画像処理を実行する際にバッファメモリ１１２を作業領域として用いる。デジタル信号処理部１１１に入力された撮像信号は、バッファメモリ１１２に記憶される。そして、バッファメモリ１１２に記憶された撮像信号は、輪郭強調やガンマ補正やホワイトバランス調整などの種々の画像処理を行うたびに読み出され、処理後の撮像信号はバッファメモリ１１２に格納される。デジタル信号処理部１１１による一連の処理が施されてバッファメモリ１１２に格納された撮像信号は、Ｅｎｃ／Ｄｅｃ処理部１１３に出力される。

Ｅｎｃ／Ｄｅｃ処理部１１３は、デジタル信号処理部１１１による一連の処理が施されてバッファメモリ１１２に格納された撮像信号を所定のデータ形式にデータエンコード処理し、画像データとしてメモリカード等の外部記憶媒体１１５に記録する。Ｅｎｃ／Ｄｅｃ処理部１１３がエンコードするデータ形式は、例えば、静止画ではＪＰＥＧ形式であり、動画ではＭＰＥＧ２やＨ２６４／ＡＶＣ等の形式である。また、Ｅｎｃ／Ｄｅｃ処理部１１３は、外部記憶媒体１１５からエンコード処理済の画像データを読み込む際にデータデコード処理を行う。Ｅｎｃ／Ｄｅｃ処理部１１３には、外部記憶媒体１１５とデータ通信を行うためのインタフェースも含まれている。

撮像素子１０１により所定時間間隔毎に撮像された撮像信号は、アナログ信号処理部１０２、Ａ／Ｄ変換器１０３、デジタル信号処理部１１１により信号処理された後、ＶＲＡＭ１２０にも転送される。転送された画像データは、ＶＲＡＭ１２０に記憶される。ＬＣＤモニタ１２１は、撮影時にＥＶＦ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＶｉｅｗＦｉｎｄｅｒ）として機能し、ＶＲＡＭ１２０に記憶された画像データがスルー画像と呼ばれる画像として表示される。また、ＬＣＤモニタ１２１は、外部記憶媒体１１５に記憶された画像データを画像表示することができる。ＬＣＤモニタ１２１は、外部記憶媒体１１５から読み出された画像データがＶＲＡＭ１２０に転送され、ＬＣＤモニタ１２１に再生表示される。

ボディコントローラ１５０は、焦点評価値演算部１５１とＡＥ演算部１５２とＡＷＢ演算部１５３とその他の演算部とを備えており、カメラ全体の制御を行う。ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と通信しており、レンズコントローラ２５０を介してフォーカスレンズ２１０およびウォブリングレンズ２２０の駆動指示を行うことができる。

焦点評価値演算部１５１は、フォーカスレンズ２１０およびウォブリングレンズ２２０を駆動してコントラストＡＦ処理に利用される焦点評価値を算出する。焦点評価値演算部１５１は、撮像画面上に予め設定されたＡＦエリアの画像データの空間周波数から所定の高周波成分を抽出し、抽出された高周波成分の絶対値を積算することにより、焦点評価値を算出する。撮像画面内の所定位置に所定の大きさのＡＦエリアが複数配置されている場合、これらの複数のＡＦエリアの積算値が焦点評価値であり、ＡＦエリアまたはＡＦエリアとして設定された特定被写体エリア内の画像のコントラストを表している。

ＡＥ演算部１５２は、Ａ／Ｄ変換器１０３からの撮像信号に基づき、被写体を適正露出で撮影するための自動露出演算を行う。ＡＷＢ演算部１５３は、Ａ／Ｄ変換器１０３からの画像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号）に基づいてホワイトバランス調整用ゲインの設定を行う。

操作部１８０は、ユーザによる動作指示や各種設定を行うための操作部材であって、例えばレリーズボタンや動画記録開始・停止ボタン、各種設定等を行うための設定ボタン等である。

ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、山登り方式や全域スキャン方式などのコントラストＡＦによる焦点調節処理を実行する。焦点検出処理を実行している間、ウォブリングレンズ２２０の基準位置は、フォーカスレンズ２１０の位置が移動する毎にその時のフォーカスレンズ２１０の位置に対応する基準位置情報３０に基づいて決定される。ウォブリングレンズ２２０は、その基準位置が決定されるたびにウォブリングレンズ駆動部２２１によりその基準位置へ移動する。

（山登り方式のコントラストＡＦ）
図５および図６は、山登り方式のコントラストＡＦによる焦点調節処理のフローチャートの一例である。図５および図６に示される焦点調節処理は、ボディコントローラ１５０がレンズコントローラ２５０と協働して実行する。

図５のステップ１０１では、ボディコントローラ１５０はレンズコントローラ２５０に焦点調節処理の実行開始を表す開始信号を送信し、レンズコントローラ２５０はフォーカスレンズ位置検出部２１２が検出したフォーカスレンズ２１０の位置を取得する。

ステップＳ１０２では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、ステップＳ１０１で取得したフォーカスレンズ２１０の位置に対応した基準位置へウォブリングレンズ２２０を移動させる。まずボディコントローラ１５０はレンズコントローラ２５０にウォブリングレンズ２２０を基準位置に移動させるよう指示する。次にレンズコントローラ２５０は、ステップＳ１０１で取得したフォーカスレンズ２１０の位置に対応するウォブリングレンズ２２０の基準位置を、不揮発性メモリ２５１に記憶された基準位置情報３０に基づいて決定する。なお、ステップＳ１０１で取得されたフォーカスレンズ２１０の位置に対応する基準位置が基準位置情報３０に含まれていない場合は、そのフォーカスレンズ２１０の位置に近い二つの位置に関する基準位置に基づいて補間する。次にレンズコントローラ２５０は、ウォブリングレンズ駆動部２２１を制御して、基準位置情報３０に基づいて決定した基準位置にウォブリングレンズ２２０を移動させる。ウォブリングレンズ２２０の移動が完了した後、ステップＳ１０３では、ボディコントローラ１５０が焦点評価値演算部１５１を用いて焦点評価値ｆ０を演算する。

ステップＳ１０４では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、基準位置に位置しているウォブリングレンズ２２０を撮像素子側に向けて所定距離Ｄ１だけ駆動させる。まずボディコントローラ１５０はレンズコントローラ２５０にウォブリングレンズ２２０を撮像素子側に向けて所定距離Ｄ１だけ駆動するよう指示する。次にレンズコントローラ２５０は、ウォブリングレンズ駆動部２２１を制御して、撮像素子側に向けて所定距離Ｄ１だけ駆動する。ウォブリングレンズ２２０の移動が完了した後、ステップＳ１０５では、ボディコントローラ１５０が焦点評価値演算部１５１を用いて焦点評価値ｆ１を演算する。

ステップＳ１０６では、ボディコントローラ１５０は、ステップＳ１０３で演算された焦点評価値ｆ０とステップＳ１０５で演算された焦点評価値ｆ１とを比較して、焦点評価値ｆ０が焦点評価値ｆ１よりも大きいか否かを判定する。ボディコントローラ１５０は、焦点評価値ｆ０が焦点評価値ｆ１よりも大きい場合、撮影レンズ２００が焦点調節状態となるフォーカスレンズ２１０の位置が基準位置または基準位置よりも被写体側の位置にあると判断して、ステップＳ１０７に焦点調節処理を進める。逆に焦点評価値ｆ０が焦点評価値ｆ１以下の場合にはボディコントローラ１５０は、撮影レンズ２００が焦点調節状態となるフォーカスレンズ２１０の位置が基準位置よりも撮像素子側にあると判断して、焦点調節処理をステップＳ１３０に進める。

ステップＳ１０７では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、基準位置に位置しているウォブリングレンズ２２０を被写体側に向けて所定距離２×Ｄ１だけ駆動させる。すなわち、ウォブリングレンズ２２０を基準位置から被写体側に所定距離Ｄ１だけ移動した位置に位置付ける。ステップＳ１０７で行う処理は、ステップＳ１０４と移動距離と移動方向とが異なるだけでステップＳ１０４と同様である。

ウォブリングレンズ２２０の移動が完了した後、ステップＳ１０８では、ボディコントローラ１５０が焦点評価値演算部１５１を用いて焦点評価値ｆ２を演算する。ステップＳ１０９では、ボディコントローラ１５０は、ステップＳ１０３で演算された焦点評価値ｆ０とステップＳ１０８で演算された焦点評価値ｆ２とを比較して、焦点評価値ｆ０が焦点評価値ｆ２よりも大きいか否かを判定する。ボディコントローラ１５０は、焦点評価値ｆ０が焦点評価値ｆ２よりも大きい場合、すなわちｆ０＞ｆ１かつｆ０＞ｆ２であり焦点評価値ｆ０がピーク値である場合には、図６のステップＳ１１０に焦点調節処理を進める。逆に焦点評価値ｆ０が焦点評価値ｆ２以下の場合には、撮影レンズ２００が焦点調節状態となるフォーカスレンズ２１０の位置が被写体側にあると判断して、ボディコントローラ１５０は、焦点調節処理をステップＳ１３１に進める。

ステップＳ１３０では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、フォーカスレンズ２１０を撮像素子側へ所定距離Ｄ２だけ駆動させる。まずボディコントローラ１５０はレンズコントローラ２５０にフォーカスレンズ２１０を撮像素子側に向けて所定距離Ｄ２だけ駆動するよう指示する。次にレンズコントローラ２５０は、フォーカスレンズ駆動部２１１を制御して、撮像素子側に向けて所定距離Ｄ２だけ駆動する。ボディコントローラ１５０は、フォーカスレンズ２１０の駆動が完了したら焦点調節処理をステップＳ１０１に進め、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理を実行させる。

ステップＳ１３１では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、フォーカスレンズ２１０を被写体側へ所定距離Ｄ２だけ駆動させる。まずボディコントローラ１５０はレンズコントローラ２５０にフォーカスレンズ２１０を被写体側に向けて所定距離Ｄ２だけ駆動するよう指示する。次にレンズコントローラ２５０は、フォーカスレンズ駆動部２１１を制御して、被写体側に向けて所定距離Ｄ２だけ駆動する。ボディコントローラ１５０は、フォーカスレンズ２１０の駆動が完了したら焦点調節処理をステップＳ１０１に進め、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０６の処理を実行させる。

ステップＳ１０６およびステップＳ１０９が共に肯定判定された場合、焦点調節処理は、図６のステップＳ１１０に進む。図６のステップＳ１１０では、焦点評価値ｆ１と焦点評価値ｆ２との差の絶対値｜ｆ１−ｆ２｜が所定の閾値Ｔ以下であるか否かを判定する。ボディコントローラ１５０は、｜ｆ１−ｆ２｜≦Ｔの場合は焦点調節処理をステップＳ１１１に進め、｜ｆ１−ｆ２｜＞Ｔの場合は焦点調節処理をステップＳ１１２に進める。

ステップＳ１１１では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、図５のステップＳ１０１で取得したフォーカスレンズ２１０の位置に対応した基準位置へウォブリングレンズ２２０を移動させる。ステップＳ１１１の処理は、図５のステップＳ１０２の処理と同様にして実行する。ウォブリングレンズ２２０の駆動が完了した後、ボディコントローラ１５０は、撮影レンズ２００が焦点調節状態となったとして、図５および図６の焦点調節処理を終了する。

ステップＳ１１２では、ボディコントローラ１５０は、焦点評価値ｆ１が焦点評価値ｆ２よりも大きいか否かを判定する。ボディコントローラ１５０は、焦点評価値ｆ１が焦点評価値ｆ２よりも大きい場合は焦点調節処理をステップＳ１１３に進め、焦点評価値ｆ２が焦点評価値ｆ１以下の場合は焦点調節処理をステップＳ１１４に進める。

ステップＳ１１３では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、フォーカスレンズ２１０を撮像素子側へ所定距離Ｄ２だけ駆動させる。ステップＳ１１３の内容は、図５のステップＳ１３０と同様にして実行する。フォーカスレンズ２１０の駆動が完了した後、ボディコントローラ１５０は、焦点検出処理を図５のステップＳ１０１に進め、再度ステップＳ１０１から順に処理を繰り返す。

ステップＳ１１４では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、フォーカスレンズ２１０を被写体側へ所定距離Ｄ２だけ駆動させる。ステップＳ１１３の内容は、図５のステップＳ１３１と同様にして実行する。フォーカスレンズ２１０の駆動が完了した後、ボディコントローラ１５０は、焦点検出処理を図５のステップＳ１０１に進め、再度ステップＳ１０１から順に処理を繰り返す。

（全域スキャンのコントラストＡＦ）
図７は、全域スキャン方式のコントラストＡＦによる焦点調節処理のフローチャートの一例である。図７に示される焦点調節処理は、ボディコントローラ１５０がレンズコントローラ２５０と協働して実行する。

ステップＳ２０１では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、フォーカスレンズ２１０を初期位置に移動させる。フォーカスレンズ２１０の初期位置は被写体側端２１ｂである。

ステップＳ２０２では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、フォーカスレンズの初期位置（被写体側端２１ｂの位置、すなわち図３の代表位置０ｍｍ）に対応した基準位置（たとえば、ウォブリングレンズ２２０の中心位置Ｏからオフセット距離「−０．０３ｍｍ」の位置）へウォブリングレンズ２２０を移動させる。ステップＳ２０３では、ボディコントローラ１５０は、焦点評価値演算部１５１を用いて焦点評価値を演算する。

ステップＳ２０４では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、スキャン動作を開始する。ここで、スキャン動作とは、フォーカスレンズ２１０を被写体側端２１ｂから撮像素子側端２１ａまで駆動して、その駆動中に定期的にフォーカスレンズ２１０の各位置に対応する焦点評価値を演算することである。

ステップＳ２０５では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０を介してフォーカスレンズ２１０の位置を取得する。ステップＳ２０６では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、ステップＳ２０５で取得したフォーカスレンズ２１０の位置に対応した基準位置へウォブリングレンズ２２０を移動させる。ウォブリングレンズ２２０の移動が完了した後、ステップＳ２０７では、ボディコントローラ１５０は、焦点評価値演算部１５１を用いて焦点評価値を演算する。ステップＳ２０８では、ボディコントローラ１５０は、ステップＳ２０５で取得したフォーカスレンズ２１０の位置と、ステップＳ２０７で演算した焦点評価値とを対にして、バッファメモリ１１２などのメモリに記憶する。

ステップＳ２０９では、ボディコントローラ１５０は、スキャン動作を終了するか否かを判定する。たとえば、ボディコントローラ１５０は、フォーカスレンズ２１０の位置が撮像素子側端２１ａに到達したか否かを判定する。ボディコントローラ１５０は、ステップＳ２０９が肯定判定された場合は焦点調節処理をステップＳ２１０に進め、ステップＳ２０９が否定判定された場合は焦点調節処理をステップＳ２１１に進めて、ステップＳ２０５〜ステップＳ２０８の処理を繰り返させる。

ステップＳ２１０では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、ステップＳ２０８で記憶した焦点評価値に基づいて、フォーカスレンズ２１０をその合焦位置へ移動させる。まず、ボディコントローラ１５０は、ステップＳ２０８でバッファメモリ１１２または不図示のメモリに記憶させた焦点評価値の中から最大値を抽出する。次に抽出した最大の焦点評価値と対を成すフォーカスレンズ２１０の位置を抽出し、その位置をフォーカスレンズ２１０の合焦位置とする。そして、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０にその合焦位置を送信する。レンズコントローラ２５０は、フォーカスレンズ駆動部２１１を用いてフォーカスレンズ２１０を受信した合焦位置に移動させる。

ステップＳ２１１では、ボディコントローラ１５０は、レンズコントローラ２５０と協働して、フォーカスレンズ２１０の合焦位置に対応する基準位置にウォブリングレンズ２２０を移動させる。

以上で説明した実施の形態によれば、次の作用効果を奏する。
デジタルカメラは、カメラボディ１００と撮影レンズ２００を備える。撮影レンズ２００は、光軸方向にそれぞれ移動可能なフォーカスレンズ２１０とウォブリングレンズ２２０とを有する。撮影レンズ２００は不揮発性メモリ２５１を備え、不揮発性メモリ２５１には基準位置情報が記憶されている。その基準位置情報には、図３に例示するように、フォーカスレンズ２１０の代表位置情報３１とオフセット距離情報３２とが含まれる。オフセット距離情報３２は、代表位置情報３１に含まれるフォーカスレンズ２１０が移動可能な複数の所定位置（０〜８．０）にそれぞれ対応するウォブリングレンズ２２０の複数の基準位置に関する情報である。カメラボディ１００は撮像素子１０１とボディコントローラ１５０とを備える。ボディコントローラ１５０は、フォーカスレンズ駆動部２１１がフォーカスレンズ２１０を所定量移動させる毎に、その時のフォーカスレンズ２１０の位置に対応する基準位置を基準位置情報に基づいて決定し、ウォブリングレンズ駆動部２２１がその基準位置にウォブリングレンズ２２０を移動させる（図５のステップＳ１０２、ならびに図７のステップＳ２０２、ステップＳ２０６、およびステップＳ２１１）。ボディコントローラ１５０は、ウォブリングレンズ駆動部２２１がウォブリングレンズ２２０を移動させた後に、撮像素子１０１の出力信号に基づいて焦点評価値演算部１５１が焦点評価値を演算する（図５のステップＳ１０３、ステップＳ１０５、およびステップＳ１０８、ならびに図７のステップＳ２０４およびステップＳ２０７）。そして、演算された焦点評価値に基づいて、フォーカスレンズ２１０の合焦位置を検出する（図６のステップＳ１１０、図７のステップＳ２１０）。本発明によれば、フォーカスレンズ２１０の位置ごとに適切な位置にウォブリングレンズ２２０の位置を設定できる。
本実施例において、不揮発メモリ２５１には、例えば、フォーカスレンズ２１０の光軸方向における位置のそれぞれに対して、最も光学特性が良くなるウォブリングレンズ２２０の光軸方向の位置を記憶させることができる。
本実施例の発明は、例えば、焦点評価値演算部１５１の演算結果に基づいてフォーカスレンズ２１０を駆動制御した後、不揮発メモリ２５１の情報を用いてフォーカスレンズ位置検出部２１２により検出されたフォーカスレンズ２１０の位置に対応する位置にウォブリングレンズ２２０を駆動するので、フォーカスレンズ２１０を駆動制御した後、最も光学特性が良くなる位置にウォブリングレンズ２２０を駆動することができる。
また、本実施例において、不揮発メモリ２５１には、例えば、フォーカスレンズ２１０の光軸方向における位置のそれぞれに対して、最も光学特性が良くなるウォブリングレンズ２２０の光軸方向の位置をテーブルとして記憶させることもできる。

以上で説明した実施の形態は、以下のように変形して実施できる。
（変形例１）上記の実施の形態では、不揮発性メモリ２５１に記憶される基準位置情報は、ウォブリングレンズ２２０の基準位置に関する情報がウォブリングレンズ２２０の駆動範囲２２の中心位置Ｏからのオフセット距離に関するオフセット距離情報として記憶されていた。しかし、ウォブリングレンズ２２０の基準位置に関する情報は、その可動範囲の一端からのオフセット距離として記憶されることにしてもよい。

（変形例２）上記の実施の形態では、撮影レンズ２００の焦点距離を一定としたが、焦点距離が可変のズーム光学系であってもよい。図８は、図１の撮影レンズ２００の代わりにカメラボディ１００に着脱可能に装着される、焦点距離が可変の第２撮影レンズ４００のブロック図である。第２撮影レンズ４００は、ズームレンズ２３０を有し、その位置は調節可能である。第２撮影レンズ４００は、ズームレンズ位置検出部２３２を有し、ズームレンズ２３０の位置に関する情報をレンズコントローラ４５０に出力する。第２不揮発性メモリ４５１には、オフセット距離情報３２がフォーカスレンズ２１０の代表位置情報３１とズームレンズ２３０の位置に関する情報との組み合わせに対応付けられた第２基準位置情報が記憶されている。

レンズコントローラ４５０は、図５のステップＳ１０１や図７のステップＳ２０５において、フォーカスレンズ２１０の位置の取得だけでなくズームレンズ２３０の位置も取得する。そして、図５のステップＳ１０２や、図７のステップＳ２０２、ステップＳ２０６などでは、取得したズームレンズ２３０の位置とフォーカスレンズ２１０の位置に関する情報とに対応するウォブリングレンズ２２０の基準位置を、第２不揮発性メモリ４５１の第２基準位置情報に基づいて決定する。

（変形例３）図５のステップＳ１３０およびステップＳ１３１と図６のステップＳ１１３およびステップＳ１１４とでフォーカスレンズ２１０を移動させる距離は、所定距離Ｄ２でなくてもよい。たとえば、移動するときのフォーカスレンズ２１０の位置や、｜ｆ１−ｆ２｜の演算結果の大きさになどに基づく変数としてもよい。

上記の実施の形態や変形例は、発明の特徴が損なわれない限り、組み合わせて実行してよい。また、上記の実施の形態や変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。

３０基準位置情報
１００カメラボディ
１０１撮像素子
１１２バッファメモリ
１５０ボディコントローラ
１５１焦点評価値演算部
２００撮影レンズ
２１０フォーカスレンズ
２１１フォーカスレンズ駆動部
２１２フォーカスレンズ位置検出部
２２０ウォブリングレンズ
２２１ウォブリングレンズ駆動部
２２２ウォブリングレンズ位置検出部
２３０ズームレンズ
２５０レンズコントローラ
２５１不揮発性メモリ
４５０レンズコントローラ
４５１第２不揮発性メモリ

Claims

光軸方向にそれぞれ移動可能な第１および第２のフォーカスレンズを備える撮影光学系と、
少なくとも前記第１のフォーカスレンズの複数の所定位置にそれぞれ対応する前記第２のフォーカスレンズの複数の基準位置に関する基準位置情報を記憶する基準位置記憶手段と、
前記第１のフォーカスレンズを移動する第１フォーカスレンズ移動手段と、
前記撮影光学系による被写体像を受光する光電変換手段と、
前記第１フォーカスレンズ移動手段によって前記第１のフォーカスレンズが第１の所定量ずつ移動される毎に、その時の前記第１のフォーカスレンズの位置に対応する、前記基準位置記憶手段に記憶された基準位置へ前記第２のフォーカスレンズを移動させる第２フォーカスレンズ移動手段と、
前記第１のフォーカスレンズが第１の所定量ずつ移動される毎に前記第２フォーカスレンズ移動手段が前記第２のフォーカスレンズを前記基準位置へ移動させた後に、前記光電変換手段の出力信号に基づいて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り算出される前記焦点評価値に基づいて、前記第１のフォーカスレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
を備えることを特徴とする焦点調節装置。
請求項１に記載の焦点調節装置において、
前記第２フォーカスレンズ移動手段は、前記基準位置へ前記第２のフォーカスレンズを移動させた後、当該基準位置から前方の前方位置と、当該基準位置から後方の後方位置とにそれぞれ前記第２のフォーカスレンズを移動させ、
前記焦点評価値算出手段は、前記第２のフォーカスレンズの前記前方位置および前記後方位置において前記焦点評価値を算出し、
前記合焦位置検出手段は、
前記第２のフォーカスレンズが前記基準位置と前記前方位置と前記後方位置とにある場合に前記焦点評価値算出手段がそれぞれ算出した第１、第２、および第３の焦点評価値に基づいて、前記第１のフォーカスレンズが合焦位置にあるか否かを判定する判定手段を有し、
前記焦点調節装置は、
前記判定手段が前記第１のフォーカスレンズの位置が前記合焦位置にないと判定されたときは、前記第１、第２、および第３の焦点評価値に基づいて、前記第１のフォーカスレンズの移動方向を決定する移動方向決定手段をさらに備え、
前記第１フォーカスレンズ移動手段は、前記移動方向決定手段によって決定された移動方向に前記第１のフォーカスレンズを前記第１の所定量移動させることを特徴とする焦点調節装置。
請求項１に記載の焦点調節装置において、
第１フォーカスレンズ移動手段は、前記第１のフォーカスレンズを、その可動範囲の一端から他端まで前記第１の所定量ずつ移動し、
前記合焦位置検出手段は、前記第１フォーカスレンズ移動によって前記第１フォーカスレンズが前記可動範囲の一端から他端まで移動されたときに、前記焦点評価値算出手段によって算出された前記焦点評価値に基づき前記第１のフォーカスレンズの合焦位置を検出することをさらに備えることを特徴とする焦点調節装置。
請求項１から３のいずれか一項に記載の焦点調節装置において、
前記撮影光学系は、光軸方向にそれぞれ移動可能なズームレンズを更に有し、
前記基準位置記憶手段は、前記第１のフォーカスレンズが移動可能な複数の所定位置と前記ズームレンズが移動可能な複数の所定ズーム位置との組み合わせに対応する前記基準位置を、前記基準位置情報として記憶することを特徴とする焦点調節装置。
光軸方向に移動する第１フォーカスレンズ、及び、前記光軸方向にウォブリングする第２フォーカスレンズを駆動制御する制御部と、
前記第１フォーカスレンズ及び前記第２フォーカスレンズを含む光学系の焦点調節状態を検出する焦点検出部と、
前記第１フォーカスレンズの前記光軸方向の位置情報と、前記第２フォーカスレンズの前記光軸方向の位置情報とを対応付けて記憶する記憶部と、
前記前記第１フォーカスレンズの位置を検出する位置検出部とを含み、
前記制御部は、前記焦点検出部の焦点検出結果に基づいて前記第１フォーカスレンズを駆動制御した後、前記記憶部の情報を用いて前記位置検出部により検出された前記第１フォーカスレンズの位置に対応する位置に前記第２フォーカスレンズを駆動することを特徴とする焦点調節装置。
請求項５に記載された焦点調節装置において、
前記制御部は、前記第２フォーカスレンズをウォブリングさせることにより前記焦点検出部が検出した焦点検出結果に基づいて前記第１フォーカスレンズを駆動制御した後、前記記憶部の情報を用いて前記位置検出部により検出された前記第１フォーカスレンズの位置に対応する位置に前記第２フォーカスレンズを駆動することを特徴とする焦点調節装置。
請求項５に記載された焦点調節装置において、
前記制御部は、前記第１フォーカスレンズをスキャン動作させることにより前記焦点検出部が検出した焦点検出結果に基づいて前記第１フォーカスレンズを駆動制御した後、前記記憶部の情報を用いて前記位置検出部により検出された前記第１フォーカスレンズの位置に対応する位置に前記第２フォーカスレンズを駆動することを特徴とする焦点調節装置。
請求項７に記載された焦点調節装置において、
前記制御部は、前記第１フォーカスレンズのスキャン動作中に、前記記憶部の情報を用いて前記位置検出部により検出された前記第１フォーカスレンズの位置に対応する位置に前記第２フォーカスレンズを駆動することを特徴とする焦点調節装置。