《第1実施形態》
図1は、本実施形態の一眼レフデジタルカメラ1を示す斜視図である。また、図2は、本実施形態のカメラ1を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ1(以下、単にカメラ1という。)は、カメラ本体2とレンズ鏡筒3から構成され、これらカメラ本体2とレンズ鏡筒3とが着脱可能に結合されている。
レンズ鏡筒3は、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズである。図2に示すように、レンズ鏡筒3には、レンズ31,32,33,34および絞り35を含む撮影光学系が内蔵されている。
レンズ33は、フォーカスレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ33は、レンズ鏡筒3の光軸L1に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズ用エンコーダ332によってその位置が検出されつつフォーカスレンズ駆動モータ331によってその位置が調節される。
フォーカスレンズ駆動モータ331は、たとえば超音波モータであり、レンズ制御部36から出力される電気信号(パルス)に応じて、フォーカスレンズ33を駆動する。具体的には、フォーカスレンズ駆動モータ331によるフォーカスレンズ33の駆動量は、パルス数で表され、パルス数が多いほど、フォーカスレンズ33の駆動量は多くなる。なお、本実施形態では、カメラ本体2のカメラ制御部21により、フォーカスレンズ33の駆動指示量(単位:駆動パルス数)がレンズ鏡筒3に送信され、レンズ制御部36は、カメラ本体2から送信された駆動指示量(単位:駆動パルス数)に応じたパルス信号を、フォーカスレンズ駆動モータ331に出力することで、フォーカスレンズ33を、カメラ本体2から送信された駆動指示量(単位:駆動パルス数)だけ駆動させる。
また、フォーカスレンズ駆動モータ331は、通常、機械的な駆動伝達機構から構成されており、このような駆動伝達機構は、たとえば、図3に示すように、第1の駆動機構500および第2の駆動機構600からなり、第1の駆動機構500が駆動することにより、これに伴い、フォーカスレンズ33側の第2の駆動機構600を駆動させ、これにより、フォーカスレンズ33を、至近側あるいは無限遠側に移動させるような構成を備えている。そして、このような駆動機構においては、通常、歯車の噛み合わせ部の円滑な動作の観点より、ガタ量Gが設けられている。上述したように、フォーカスレンズ駆動モータ331は、カメラ制御部21により送信された駆動指示量(単位:駆動パルス数)に応じて、第1の駆動機構500を駆動することで、フォーカスレンズ33を駆動させるものであり、ガタ量Gは、フォーカスレンズ駆動モータ331が第1の駆動機構500をガタ量Gだけ駆動させるために必要な駆動パルス数として表される。そのため、仮に、フォーカスレンズ駆動モータ331に送信される駆動指示量(単位:駆動パルス数)がガタ量G(単位:駆動パルス数)よりも小さい場合には、第1の駆動機構500がガタ量Gの範囲内のみで駆動してしまい、その結果、第1の駆動機構500により、フォーカスレンズ33側の第2の駆動機構600を駆動することができず、フォーカスレンズ33を至近側あるいは無限遠側に移動できない場合ある。そこで、後述するように、本実施形態では、フォーカスレンズ駆動モータ331に送信される駆動指示量がガタ量Gよりも大きくなるように、フォーカスレンズ33の駆動制御が行われる。
また、レンズ32は、ズームレンズであり、光軸L1方向に移動することで、撮影光学系の撮影倍率を調節可能となっている。ズームレンズ32も、上述したフォーカスレンズ33と同様に、ズームレンズ用エンコーダ322によってその位置が検出されつつズームレンズ駆動モータ321によってその位置が調節される。ズームレンズ32の位置は、操作部28に設けられたズームボタンを操作することにより、あるいは、カメラ鏡筒3に設けられたズーム環(不図示)を操作することにより調節される。
絞り35は、上記撮影光学系を通過して撮像素子22に至る光束の光量を制限するとともにボケ量を調整するために、光軸L1を中心にした開口径が調節可能に構成されている。絞り35による開口径の調節は、たとえば自動露出モードにおいて演算された絞り値(F値)に応じた開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部36を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体2に設けられた操作部281によるマニュアル操作により、設定された撮影絞り値に応じた開口径がカメラ制御部21からレンズ制御部36に入力される。絞り35の開口径は図示しない絞り開口センサにより検出され、レンズ制御部36で現在の開口径が認識される。
レンズメモリ37は、フォーカスレンズ33の駆動ガタ量G、および、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲の情報を、レンズ鏡筒3に固有のレンズ情報として記憶している。本実施形態において、フォーカスレンズ33のガタ量Gは、フォーカスレンズ駆動モータ331が第1の駆動機構500をガタ量Gだけ駆動させるために必要な駆動パルス数として表すことができ、レンズメモリ37は、フォーカスレンズ33の駆動ガタ量Gを、駆動パルス数を単位とした値で記憶している。また、本実施形態において、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲は、フォーカスレンズ33を至近端から無限遠端まで駆動させるために必要な駆動パルス数として表すことができ、レンズメモリ37は、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲を、駆動パルス数を単位とした値で記憶している。
さらに、レンズメモリ37は、フォーカスレンズ33の駆動量と像面の移動量との対応関係を示す像面移動係数Kを記憶している。像面移動係数Kとは、フォーカスレンズ33の駆動量と像面の移動量との比であり、たとえば、下記式(1)に基づいて算出することができる。
像面移動係数K=(フォーカスレンズ33の駆動量/像面の移動量) ・・・(1)
このように、本実施形態においては、像面移動係数Kが小さくなるほど、フォーカスレンズ33の駆動に伴う像面の移動量は大きくなる。
また、本実施形態のカメラ1においては、フォーカスレンズ33の駆動量が同じ場合であっても、フォーカスレンズ33のレンズ位置によっては、像面の移動量が異なるものとなる。同様に、フォーカスレンズ33の駆動量が同じ場合であっても、ズームレンズ32のレンズ位置によっては、像面の移動量が異なるものとなる。すなわち、像面移動係数Kは、フォーカスレンズ33の光軸方向におけるレンズ位置、さらには、ズームレンズ32の光軸方向におけるレンズ位置に応じて変化するものであり、本実施形態において、レンズ制御部36は、フォーカスレンズ33のレンズ位置ごと、およびズームレンズ32のレンズ位置ごとに、像面移動係数Kを記憶している。
一方、カメラ本体2は、被写体からの光束を撮像素子22、ファインダ235、測光センサ237および焦点検出モジュール261へ導くためのミラー系220を備える。このミラー系220は、回転軸223を中心にして被写体の観察位置と撮像位置との間で所定角度だけ回転するクイックリターンミラー221と、このクイックリターンミラー221に軸支されてクイックリターンミラー221の回動に合わせて回転するサブミラー222とを備える。図1においては、ミラー系220が被写体の観察位置にある状態を実線で示し、被写体の撮像位置にある状態を二点鎖線で示す。
ミラー系220は、被写体の観察位置にある状態では光軸L1の光路上に挿入される一方で、被写体の撮像位置にある状態では光軸L1の光路から退避するように回転する。
クイックリターンミラー221はハーフミラーで構成され、被写体の観察位置にある状態では、被写体からの光束(光軸L1)の一部の光束(光軸L2,L3)を当該クイックリターンミラー221で反射してファインダ235および測光センサ237に導き、一部の光束(光軸L4)を透過させてサブミラー222へ導く。これに対して、サブミラー222は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー221を透過した光束(光軸L4)を焦点検出モジュール261へ導く。
したがって、ミラー系220が観察位置にある場合は、被写体からの光束(光軸L1)はファインダ235、測光センサ237および焦点検出モジュール261へ導かれ、撮影者により被写体が観察されるとともに、露出演算やフォーカスレンズ33の焦点調節状態の検出が実行される。そして、撮影者がレリーズボタンを全押しするとミラー系220が撮影位置に回動し、被写体からの光束(光軸L1)は全て撮像素子22へ導かれ、撮影した画像データをメモリ24に保存する。
クイックリターンミラー221で反射された被写体からの光束(光軸L2)は、撮像素子22と光学的に等価な面に配置された焦点板231に結像し、ペンタプリズム233と接眼レンズ234とを介して観察可能になっている。このとき、透過型液晶表示器232は、焦点板231上の被写体像に焦点検出エリアマークなどを重畳して表示するとともに、被写体像外のエリアにシャッター速度、絞り値、撮影枚数などの撮影に関する情報を表示する。これにより、撮影者は、撮影準備状態において、ファインダ235を通して被写体およびその背景ならびに撮影関連情報などを観察することができる。
測光センサ237は、二次元カラーCCDイメージセンサなどで構成され、撮影の際の露出値を演算するため、撮影画面を複数の領域に分割して領域ごとの輝度に応じた測光信号を出力する。測光センサ237で検出された信号はカメラ制御部21へ出力され、自動露出制御に用いられる。
撮像素子22は、カメラ本体2の、被写体からの光束の光軸L1上であって、レンズ31,32,33,34を含む撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター23が設けられている。この撮像素子22は、複数の光電変換素子が二次元に配置されたものであって、二次元CCDイメージセンサ、MOSセンサまたはCIDなどのデバイスから構成することができる。撮像素子22で光電変換された画像信号は、カメラ制御部21で画像処理されたのち、記録媒体であるカメラメモリ24に記録される。また、本実施形態では、撮像素子22で撮像された画像データを、カメラ制御部21を介して、表示部282のディスプレイに表示することもできる。なお、カメラメモリ24は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。
操作部281は、シャッターレリーズボタン、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ1の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、静止画撮影モード/動画撮影モードの切換、オートフォーカスモード/マニュアルフォーカスモードの切換が行えるようになっている。さらに、本実施形態では、撮影者による操作部281の操作により、ミラー系220を観察位置として、ファインダ235を介して被写体像を観察するファインダ撮影モードと、ミラー系220を撮像位置として、表示部282を介して撮像素子22から出力された被写体像を観察するライブビューモードとの切り替えも可能となっている。操作部281により設定された各種モードはカメラ制御部21へ送出され、当該カメラ制御部21によりカメラ1全体の動作が制御される。また、シャッターレリーズボタンは、ボタンの半押しでONとなる第1スイッチSW1と、ボタンの全押しでONとなる第2スイッチSW2とを含む。
表示部282は、撮像素子22から出力された画像データを、カメラ制御部21を介して取得し、取得した画像データに基づく画像を、表示部282に備えられたディスプレイに表示する。
次いで、カメラ本体2とレンズ鏡筒3との間のデータの通信方法について説明する。
カメラ本体2には、レンズ鏡筒3が着脱可能に取り付けられるボディ側マウント部201が設けられている。また、図1に示すように、ボディ側マウント部201の近傍(ボディ側マウント部201の内周側)の位置には、ボディ側マウント部201の内周側に突出する接続部202が設けられている。この接続部202には複数の電気接点が設けられている。
一方、レンズ鏡筒3には、カメラ本体2に着脱可能な交換レンズであり、カメラ本体2に着脱可能に取り付けられるレンズ側マウント部301が設けられている。また、図1に示すように、レンズ側マウント部301の近傍(レンズ側マウント部301の内周側)の位置には、レンズ側マウント部301の内周側に突出する接続部302が設けられている。この接続部302には複数の電気接点が設けられている。
カメラ本体2にレンズ鏡筒3が装着されると、ボディ側マウント部201に設けられた接続部202の電気接点と、レンズ側マウント部301に設けられた接続部302の電気接点とが、電気的かつ物理的に接続される。これにより、接続部202,302を介して、カメラ本体2からレンズ鏡筒3への電力供給や、カメラ本体2とレンズ鏡筒3とのデータ通信が可能となる。
図4は接続部202,302の詳細を示す模式図である。なお、図4において接続部202がボディ側マウント部201の右側に配置されているのは、実際のマウント構造に倣ったものである。すなわち、本実施形態の接続部202は、ボディ側マウント部201のマウント面よりも奥まった場所(図4においてボディ側マウント部201よりも右側の場所)に配置されている。同様に、接続部302がレンズ側マウント部301の右側に配置されているのは、本実施形態の接続部302がレンズ側マウント部301のマウント面よりも突出した場所に配置されていることを表している。接続部202と接続部302とがこのように配置されることで、ボディ側マウント部201のマウント面とレンズ側マウント部301のマウント面とを接触させて、カメラ本体2とレンズ鏡筒3とをマウント結合させた場合に、接続部202と接続部302とが接続され、これにより、両方の接続部202,302に設けられている電気接点同士が接続する。
図4に示すように、接続部202にはBP1〜BP12の12個の電気接点が存在する。またレンズ3側の接続部302には、カメラ本体2側の12個の電気接点にそれぞれ対応するLP1〜LP12の12個の電気接点が存在する。
電気接点BP1および電気接点BP2は、カメラ本体2内の第1電源回路230に接続されている。第1電源回路230は、電気接点BP1および電気接点LP1を介して、レンズ鏡筒3内の各部(但し、レンズ駆動モータ321,331などの消費電力が比較的大きい回路を除く)に動作電圧を供給する。電気接点BP1および電気接点LP1を介して、第1電源回路230により供給される電圧値は、特に限定されず、たとえば3〜4Vの電圧値(標準的には、この電圧幅の中間にある3.5V近傍の電圧値)とすることができる。この場合、カメラ本体側2からレンズ鏡筒側3に供給される電流値は、電源オン状態において、約数10mA〜数100mAの範囲内の電流値となる。また、電気接点BP2および電気接点LP2は、電気接点BP1および電気接点LP1を介して供給される上記動作電圧に対応する接地端子である。
電気接点BP3〜BP6は、カメラ側第1通信部291に接続されており、これら電気接点BP3〜BP6に対応して、電気接点LP3〜LP6が、レンズ側第1通信部381に接続されている。そして、カメラ側第1通信部291とレンズ側第1通信部381とは、これらの電気接点を用いて互いに信号の送受信を行う。なお、カメラ側第1通信部291とレンズ側第1通信部381とが行う通信の内容については、後に詳述する。
電気接点BP7〜BP10は、カメラ側第2通信部292に接続されており、これら電気接点BP7〜BP10に対応して、電気接点LP7〜LP10が、レンズ側第2通信部382に接続されている。そして、カメラ側第2通信部292とレンズ側第2通信部382とは、これらの電気接点を用いて互いに信号の送受信を行う。なお、カメラ側第2通信部292とレンズ側第2通信部382とが行う通信の内容については、後に詳述する。
電気接点BP11および電気接点BP12は、カメラ本体2内の第2電源回路240に接続されている。第2電源回路240は、電気接点BP11および電気接点LP11を介して、レンズ駆動モータ321,331などの消費電力が比較的大きい回路に動作電圧を供給する。第2電源回路230により供給される電圧値は、特に限定されないが、第2電源回路240により供給される電圧値の最大値は、第1電源回路230により供給される電圧値の最大値の数倍程度とすることができる。また、この場合、第2電源回路240からレンズ鏡筒3側に供給される電流値は、電源オン状態において、約数10mA〜数Aの範囲内の電流値となる。また、電気接点BP12および電気接点LP12は、電気接点BP11および電気接点LP11を介して供給される上記動作電圧に対応する接地端子である。
なお、図4に示すカメラ本体2側の第1通信部291および第2通信部292は、図1に示すカメラ送受信部29を構成し、図4に示すレンズ鏡筒3側の第1通信部381および第2通信部382は、図1に示すレンズ送受信部38を構成する。
次に、カメラ側第1通信部291とレンズ側第1通信部381との通信(以下、コマンドデータ通信という)について説明する。レンズ制御部36は、電気接点BP3およびLP3から構成される信号線CLKと、電気接点BP4およびLP4から構成される信号線BDATと、電気接点BP5およびLP5から構成される信号線LDATと、電気接点BP6およびLP6から構成される信号線RDYとを介して、カメラ側第1通信部291からレンズ側第1通信部381への制御データの送信と、レンズ側第1通信部381からカメラ側第1通信部291への応答データの送信とを、並行して、所定の周期(たとえば、16ミリ秒間隔)で行う、コマンドデータ通信を行う。なお、本実施形態では、コマンドデータ通信として、フォーカスレンズ33の駆動指示などが行われる。
図5は、コマンドデータ通信の一例を示すタイミングチャートである。カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291は、コマンドデータ通信の開始時(T1)に、まず、信号線RDYの信号レベルを確認する。ここで、信号線RDYの信号レベルはレンズ側第1通信部381の通信可否を表しており、通信不可の場合には、レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部381により、H(High)レベルの信号が出力される。カメラ側第1通信部291は、信号線RDYがHレベルである場合には、レンズ鏡筒3との通信を行わず、または、通信中である場合にも、次の処理を実行しない。
一方、信号線RDYがL(LOW)レベルである場合、カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291は、信号線CLKを用いて、クロック信号401をレンズ側第1通信部291に送信する。また、カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291は、このクロック信号401に同期して、信号線BDATを用いて、制御データであるカメラ側コマンドパケット信号402をレンズ側第1通信部291に送信する。また、クロック信号401が出力されると、レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部381は、このクロック信号401に同期して、信号線LDATを用いて、応答データであるレンズ側コマンドパケット信号403を送信する。
レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部291は、レンズ側コマンドパケット信号403の送信完了に応じて、信号線RDYの信号レベルをLレベルからHレベルに変更する(T2)。そして、レンズ制御部36は、時刻T2までに受信したボディ側コマンドパケット信号402の内容に応じて、第1制御処理404を開始する。
たとえば、受信したボディ側コマンドパケット信号402が、レンズ鏡筒3側の特定のデータを要求する内容であった場合、レンズ制御部36は、第1制御処理404として、コマンドパケット信号402の内容を解析するとともに、要求された特定データを生成する処理を実行する。さらに、レンズ制御部36は、第1制御処理404として、コマンドパケット信号402に含まれているチェックサムデータを用いて、コマンドパケット信号402の通信にエラーがないか否かをデータバイト数から簡易的にチェックする通信エラーチェック処理をも実行する。この第1制御処理404で生成された特定データの信号は、レンズ側データパケット信号407としてカメラ本体2側に出力される(T3)。なお、この場合においてコマンドパケット信号402の後でカメラ本体2側から出力されるカメラ側データパケット信号406は、レンズ側にとっては特に意味をなさないダミーデータ (チェックサムデータは含む)となっている。この場合には、レンズ制御部36は、第2制御処理408として、カメラ側データパケット信号406に含まれるチェックサムデータを用いた、上述の如き通信エラーチェック処理を実行する(T4)。
また、たとえば、カメラ側コマンドパケット信号402が、フォーカスレンズ33の駆動指示であり、カメラ側データパケット信号406がフォーカスレンズ33の駆動速度および駆動量であった場合、レンズ制御部36は、第1制御処理404として、コマンドパケット信号402の内容を解析するとともに、その内容を理解したことを表す確認信号を生成する(T2)。この第1制御処理404で生成された確認信号は、レンズ側データパケット信号407としてカメラ本体2に出力される(T3)。またレンズ制御部36は、第2制御処理408として、カメラ側データパケット信号406の内容の解析を実行するとともに、カメラ側データパケット信号406に含まれるチェックサムデータを用いて通信エラーチェック処理を実行する(T4)。そして、第2制御処理408の完了後、レンズ制御部36は、受信したカメラ側コマンドパケット信号406、すなわち、フォーカスレンズ33の駆動速度および駆動量に基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ331を駆動させることで、フォーカスレンズ33を、受信した駆動速度で、受信した駆動量だけ駆動させる(T5)。
また、レンズ制御部36は、第2制御処理408が完了すると、レンズ側第1通信部291に第2制御処理408の完了を通知する。これにより、レンズ制御部36は、信号線RDYにLレベルの信号を出力する(T5)。
上述した時刻T1〜T5の間に行われた通信が、 1回のコマンドデータ通信である。上述のように、1回のコマンドデータ通信では、カメラ制御部21およびカメラ側第1通信部291により、カメラ側コマンドパケット信号402およびカメラ側テータパケット信号406がそれぞれ1つずつ送信される。このように、本実施形態では、カメラ本体2からレンズ鏡筒3に送信される制御データは、処理の都合上2つに分割されて送信されているが、カメラ側コマンドパケット信号402およびカメラ側データパケット信号406は2つ合わせて1つの制御データを構成するものである。
同様に、1回のコマンドデータ通信では、レンズ制御部36およびレンズ側第1通信部381によりレンズ側コマンドパケット信号403およびレンズ側データパケット信号407がそれぞれ1つずつ送信される。このように、レンズ鏡筒3からカメラ本体2に送信される応答データも2つに分割されているが、レンズ側コマンドパケット信号403とレンズ側データパケット信号407とも2つ合わせて1つの応答データを構成する。
次に、カメラ側第2通信部292とレンズ側第2通信部382との通信(以下、ホットライン通信という)について説明する。レンズ制御部36は、電気接点BP7およびLP7から構成される信号線HREQ、電気接点BP8およびLP8から構成される信号線HANS、電気接点BP9およびLP9から構成される信号線HCLK、電気接点BP10およびLP10から構成される信号線HDATを介して、コマンドデータ通信よりも短い周期(たとえば1ミリ秒間隔)で通信を行うホットライン通信を行う。
たとえば、本実施形態では、ホットライン通信により、レンズ鏡筒3のレンズ情報が、レンズ鏡筒3からカメラ本体2に送信される。なお、ホットライン通信により送信されるレンズ情報には、フォーカスレンズ33のレンズ位置情報などが含まれる。
図6は、ホットライン通信の一例を示すタイミングチャートである。図6(a)は、ホットライン通信が所定周期Tn毎に繰り返し実行されている様子を示す図である。また、繰り返し実行されるホットライン通信のうち、ある1回の通信の期間Txを拡大した様子を図6(b)に示す。以下、図6(b)のタイミングチャートに基づいて、フォーカスレンズ33のレンズ位置をホットライン通信で通信する場面を説明する。
カメラ制御部21およびカメラ側第2通信部292は、まず、ホットライン通信による通信を開始するために、信号線HREQにLレベルの信号を出力する(T6)。そして、レンズ側第2通信部382は、この信号が電気接点LP7に入力されたことを、レンズ制御部36に通知する。レンズ制御部36は、この通知に応じて、レンズ位置データを生成する生成処理501の実行を開始する。生成処理501とは、レンズ制御部36がフォーカスレンズ用エンコーダ332にフォーカスレンズ33の位置を検出させ、検出結果を表すレンズ位置データを生成する処理である。
レンズ制御部36が生成処理501を実行完了すると、レンズ制御部36およびレンズ側第2通信部382は信号線HANSにLレベルの信号を出力する(T7)。そして、カメラ制御部21およびカメラ側第2通信部292は、この信号が電気接点BP8に入力されると、電気接点BP9から信号線HCLKに、クロック信号502を出力する。
レンズ制御部36およびレンズ側第2通信部382は、このクロック信号502に同期して、電気接点LP10から信号線HDATに、レンズ位置データを表すレンズ位置データ信号503を出力する。そして、レンズ位置データ信号503の送信が完了すると、レンズ制御部36およびレンズ側第2通信部382は電気接点LP8から信号線HANSにHレベルの信号を出力する(T8)。そして、カメラ側第2通信部292は、この信号が電気接点BP8に入力されると、電気接点LP7から信号線HREQに、Hレベルの信号を出力する(T9)。
なお、コマンドデータ通信とホットライン通信は、同時に、あるいは、並行して実行することが可能である。
次に、カメラ制御部21による光学系の焦点調節について説明する。カメラ制御部21は、ライブビューモードが設定されている場合や動画撮影を行う場合には、コントラスト検出方式による光学系の焦点検出を行い、コントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて、光学系の焦点状態を調節する。具体的には、カメラ制御部21は、まず、撮像素子22の出力を読み出し、読み出した出力に基づいて焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子22からの出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる2つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。
そして、カメラ制御部21は、レンズ制御部36に駆動パルス信号を送出して、フォーカスレンズ33を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させながら、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ33の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。
ここで、図7は、コントラスト検出方式による焦点検出における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。以下においては、図7に示すように、コントラスト検出方式による焦点検出を、待機、ウォブリング駆動、サーチ駆動、および合焦駆動の4つの動作に分けて、それぞれ説明する。なお、図7に示す例では、被写体が光軸方向に移動しており、被写体移動前のフォーカスレンズ位置に対する焦点評価値の変化を実線で表示しており、被写体移動後のフォーカスレンズ位置に対する焦点評価値の変化を破線で表示している。
待機は、フォーカスレンズ33の駆動を停止させた状態で、焦点評価値を繰り返し算出し、焦点評価値が所定値以上変化したか否かを判断する処理である。焦点評価値が所定値以上変化するまでは、フォーカスレンズ33を停止させたままの状態で待機し、焦点評価値が所定値以上変化した場合に、待機からウォブリング駆動へと移行する。
ウォブリング駆動とは、図8に示すように、フォーカスレンズ33を現在のレンズ位置P0近傍で光軸L1方向に微小往復駆動させる動作である。本実施形態では、ウォブリング駆動を行いながら、異なるフォーカスレンズ位置(たとえば、図8に示す例では、中心位置P0、無限遠側位置P1、至近側位置P2)で焦点評価値を算出することで、焦点評価値がピークとなる方向を特定し、特定した焦点評価値のピークの方向を後述するサーチ駆動のサーチ方向として決定する。
具体的には、カメラ制御部21は、中心位置P0の焦点評価値をVctとし、無限遠側位置P1の焦点評価値をVfrとし、至近側位置P2の焦点評価値をVnrとした場合に、焦点評価値Vctと、焦点評価値Vfrと、焦点評価値Vnrとが、下記式(2)の関係を満たす場合には、無限遠側方向をサーチ方向として決定し、一方、下記式(3)の関係を満たす場合には、至近側方向をサーチ方向として決定する。
無限遠側位置P1の焦点評価値Vfr>中心位置P0の焦点評価値Vct>至近側位置P2の焦点評価値Vnr ・・・(2)
無限遠側位置P1の焦点評価値Vfr<中心位置P0の焦点評価値Vct<至近側位置P2の焦点評価値Vnr ・・・(3)
なお、本実施形態では、図8に示すように、ウォブリング駆動におけるフォーカスレンズ33の駆動幅Δwob(以下、ウォブリング駆動幅Δwobという。)を、絞り35の絞り値、フォーカスレンズ33のガタ量G、および、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲に基づいて決定する。なお、ウォブリング駆動幅Δwobの決定方法は後述する。
サーチ駆動とは、ウォブリング駆動で決定したサーチ方向に、フォーカスレンズ33を駆動させながら、焦点評価値を算出することで、焦点評価値のピーク位置(合焦位置)を検出する処理である。なお、合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ33を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が2回上昇した後、さらに、2回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。
そして、合焦駆動とは、サーチ駆動により検出された合焦位置に、フォーカスレンズ33を駆動させる処理である。フォーカスレンズ33を合焦位置まで移動させることで、被写体にピントを適切に合わせることができる。
たとえば、図7に示す例では、最初のサーチ駆動開始時に、フォーカスレンズ33は図7に示すP0に位置しており、P0から、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ33を駆動させながら(サーチ駆動)、焦点評価値の取得を行うことで、フォーカスレンズ33を図7に示すP1の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置(合焦位置)が検出される。そして、P1において、焦点評価値のピーク位置が検出されると、サーチ駆動は停止され、フォーカスレンズ33を合焦位置(図7中、P2の位置)まで駆動する合焦駆動が行なわれる。
合焦駆動によるフォーカスレンズ33の合焦位置への駆動が完了すると、フォーカスレンズ33の駆動を停止した状態で、焦点評価値の算出が繰り返され、焦点評価値が所定値以上変化したか否かの判断が行われる(待機)。図7に示す例では、被写体が光軸方向に移動したことで、焦点評価値がP2からP3に変化しており、これにより、焦点評価値が所定値以上変化したと判断され、ウォブリング駆動が開始される。
ウォブリング駆動では、図7および図8に示すように、フォーカスレンズ33の微小往復駆動が行われ、異なるフォーカスレンズ位置(たとえば、図8に示す例では、中心位置P0、無限遠側位置P1、至近側位置P2)において焦点評価値が取得される。そして、上記式(2),(3)に基づいて、サーチ駆動のサーチ方向が特定され、ウォブリング駆動により特定されたサーチ方向に向けて、サーチ駆動が実行される。たとえば、図7に示す例では、P3から、無限遠側から至近側に向けてサーチ駆動が開始され、その結果、P4において合焦位置が検出され、P4に向けて、合焦駆動が行われる。
このように、本実施形態では、待機、ウォブリング駆動、サーチ駆動、および合焦駆動の4つの動作を繰り返すことで、光学系の焦点状態の調節が行われる。
また、カメラ制御部21は、静止画像を撮像する場合には、位相差検出方式による焦点検出を行う。本実施形態において、焦点検出モジュール261は、撮像光学系の予定焦点面近傍に配置されたマイクロレンズと、このマイクロレンズに対して配置された光電変換素子とを有する画素が複数配列された、一対のラインセンサ(不図示)を有している。そして、フォーカスレンズ33の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を、一対のラインセンサに配列された各画素で受光することで、一対の像信号を取得することができる。そして、一対のラインセンサで取得した一対の像信号の位相ずれを、周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する位相差検出方式による焦点検出を行うことができる。
次に、図9を参照して、第1実施形態に係るカメラ1の動作例を説明する。図9は、第1実施形態に係るカメラ1の動作を示すフローチャートである。なお、以下に説明する動作は、たとえば、ライブビューモード、または、動画撮影モードが選択されている場合、あるいは、ライブビューモードにおいて、シャッターレリーズボタンが半押しされた場合に開始される。
まず、ステップS101では、カメラ制御部21により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子22の撮像画素221の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することにより行われる。なお、焦点評価値の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。
ステップS102では、カメラ制御部21により、サーチ駆動を実行するか否かの判断が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、一定周期で算出される焦点評価値を撮像素子20から取得し、取得した焦点評価値が所定値以上変化したか否かを判断する。そして、焦点評価値が所定値以上変化している場合には、サーチ駆動を実行するために、ステップS103に進み、一方、焦点評価値が所定値以上変化していない場合には、焦点評価値が所定値以上変化するまで、ステップS102で待機する。
ステップS103では、カメラ制御部21により、現在の絞り値(F値)の取得が行われる。また、ステップS104では、カメラ制御部21により、現在のズームレンズ32のレンズ位置、および、現在のフォーカスレンズ33のレンズ位置に応じた像面移動係数Kの取得が行われる。
ステップS105では、カメラ制御部21により、ウォブリング駆動におけるウォブリング駆動幅(図8に示すΔwob)を決定するために、まず、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を算出する仮決定処理が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、ステップS103で取得した絞り値(F値)に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を算出する。
ここで、上述したように、ウォブリング駆動では、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動幅Δwobだけ往復駆動させながら、異なるフォーカスレンズ位置(たとえば、図8に示す例では、中心位置P0、無限遠側位置P1、至近側位置P2)で焦点評価値を取得し、異なるフォーカスレンズ位置で取得した焦点評価値の大小関係を求めることで、ウォブリング範囲内の合焦位置や、サーチ駆動におけるサーチ方向を特定することができる。しかしながら、絞り値が大きいほど(絞り開口径が小さいほど)、被写界深度は大きくなるため、フォーカスレンズ位置に対す焦点評価値の変化(焦点評価値の山)は緩やかとなり、異なるフォーカスレンズ位置で取得した焦点評価値の大小関係が求め難くなる。そのため、ウォブリング駆動において、合焦位置やサーチ方向を特定することが困難となってしまう場合がある。
そこで、本実施形態において、カメラ制御部21は、絞り値が大きいほど(絞り開口径が小さいほど)、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を大きな値で算出する。具体的には、本実施形態では、絞り値(F値)とウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’との対応関係を示すテーブルが、カメラ制御部21のROMに予め記憶されており、カメラ制御部21は、このテーブルを参照することで、現在の絞り値(F値)に対する、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を算出することができる。
なお、図10の(1)に示すように、ROMに記憶されているウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’は、焦点面の移動距離(単位:mm)に基づく値である。一方、本実施形態では、カメラ制御部21からレンズ制御部36に駆動パルス信号を送信することで、フォーカスレンズ駆動モータ311を介して、フォーカスレンズ33を駆動パルス数に対応する移動距離だけ駆動させることができる。そのため、カメラ制御部21は、図10の(2),(3)に示すように、ステップS104で取得した像面移動係数K(単位:駆動パルス数/mm)に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’(単位:mm)を、駆動パルス数を単位とする値に変換する。なお、図10は、ウォブリング駆動幅Δwobの決定方法を説明するための図である。
次いで、ステップS106では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲の取得が行われる。本実施形態では、レンズメモリ37にフォーカスレンズ33の駆動可能範囲の情報が記憶されており、カメラ制御部21は、接続部202,302を介して、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲をレンズメモリ37から取得する。
ステップS107では、カメラ制御部21により、フォーカスレンズ33のガタ量Gの取得が行われる。フォーカスレンズ33のガタ量Gは、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲と同様に、レンズメモリ37に記憶されており、カメラ制御部21は、接続部202,302を介して、フォーカスレンズ33のガタ量をレンズメモリ37から取得する。
ステップS108では、カメラ制御部21により、ウォブリング駆動幅の本決定処理が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、図10の(4),(5)に示すように、ステップS106で取得したフォーカスレンズ33の駆動可能範囲(単位:駆動パルス数)と、ステップS107で取得したフォーカスレンズ33のガタ量G(単位:駆動パルス数)とに基づいて、ウォブリング駆動幅Δwob(単位:駆動パルス数)を本決定する。
具体的には、カメラ制御部21は、まず、下記式(4)に示すように、ステップS106で取得したフォーカスレンズ33の駆動可能範囲に基づいて、ウォブリング駆動幅の上限値Δwobmaxを算出する。
Δwobmax=フォーカスレンズ33の駆動可能範囲×k1 ・・・(4)
なお、上記式(4)中、k1は1未満の定数であり、動画像の見栄え、静音、ウォブリング時間などの観点から、適宜、設定することができる。また、上述したように、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲は、フォーカスレンズ33を至近端から無限遠端までに駆動させるために必要な駆動パルス数で表すことができるため、ウォブリング駆動幅の上限値Δwobmaxとしては、フォーカスレンズ33を至近端から無限遠端まで駆動させる駆動パルス数よりも小さい駆動パルス数が得られることとなる。
次いで、カメラ制御部21は、下記式(5)に示すように、ステップS107で取得したフォーカスレンズ33のガタ量Gに基づいて、ウォブリング駆動幅の下限値Δwobminを算出する。
Δwobmin=フォーカスレンズ33のガタ量G×k2 ・・・(5)
なお、上記式(5)中、k2は1よりも大きい定数であり、レンズ鏡筒3の製造ばらつきを考慮して、1.5〜5の数値とすることが好ましい。また、上述したように、フォーカスレンズ33のガタ量Gは、フォーカスレンズ駆動モータ331が第1の駆動機構500をガタ量Gだけ駆動させるために必要な駆動パルス数で表せることができるため、ウォブリング駆動幅の下限値Δwobminとしては、第1の駆動機構500をガタ量Gを超えて駆動することができる駆動パルス数、すなわち、フォーカスレンズ33側の第2の駆動機構600を駆動することができ、フォーカスレンズ33を至近側あるいは無限遠側に移動することができる駆動パルス数が得られることとなる。
そして、カメラ制御部21は、下記式(6)に示すように、ステップS105で算出したウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’と、ウォブリング駆動幅の上限値Δwob
maxと、ウォブリング駆動幅の下限値Δwob
minとを比較することで、ウォブリング駆動幅Δwobを本決定する。
すなわち、カメラ制御部21は、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’が、ウォブリング駆動幅の下限値Δwobmin以下である場合には、ウォブリング駆動幅の下限値Δwobminをウォブリング駆動幅Δwobとして本決定する。また、カメラ制御部21は、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’が、ウォブリング駆動幅の下限値Δwobminよりも大きく、ウォブリング幅上限値Δwobmaxよりも小さい場合には、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’をウォブリング幅Δwobとして本決定する。さらに、カメラ制御部21は、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’が、ウォブリング駆動幅の上限値Δwobmax以上である場合には、ウォブリング駆動幅の上限値Δwobmaxをウォブリング幅Δwobとして本決定する。
ステップS109では、カメラ制御部21により、ステップS108で本決定されたウォブリング幅Δwobに基づいて、ウォブリング駆動が実行される。すなわち、カメラ制御部21は、図8に示すように、フォーカスレンズ33を、現在のフォーカスレンズ33のレンズ位置である中心位置P0よりもウォブリング駆動幅Δwobだけ無限遠側の無限遠側位置P1と、中心位置P0よりもウォブリング駆動幅Δwobだけ至近側の至近側位置P2との間で駆動させながら、中心位置P0、無限遠側位置P1、至近側位置P2のそれぞれにおいて焦点評価値を算出する。
また、ステップS109において、カメラ制御部21は、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値を用いて、合焦位置の検出、および、サーチ駆動におけるサーチ方向の決定を行う。
具体的には、カメラ制御部21は、中心位置P0の焦点評価値をVctとし、無限遠側位置P1の焦点評価値をVfrとし、至近側位置P2の焦点評価値をVnrとした場合に、中心位置P0の焦点評価値Vctと、無限遠側位置P1の焦点評価値Vfrと、至近側位置P2の焦点評価値Vnrとが、下記式(7)の関係を満たす場合には、ウォブリング駆動においてフォーカスレンズ33を駆動させた範囲内に合焦位置があるものと判断し、ウォブリング駆動の駆動範囲内おいて合焦位置を検出する。
無限遠側位置P1の焦点評価値Vfr<中心位置P0の焦点評価値Vct、かつ、中心位置P0の焦点評価値Vct>至近側位置P2の焦点評価値Vnr ・・・(7)
一方、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値が、上記式(7)の関係を満たさず、ウォブリング駆動の駆動範囲内おいて合焦位置が検出できない場合には、カメラ制御部21は、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値に基づいて、サーチ駆動におけるサーチ方向を決定する。
具体的には、カメラ制御部21は、中心位置P0の焦点評価値Vctと、無限遠側位置P1の焦点評価値Vfrと、至近側位置P2の焦点評価値Vnrとが、下記式(8)の関係を満たす場合には、無限遠方向をサーチ方向として決定し、一方、下記式(9)の関係を満たす場合には、至近方向をサーチ方向として決定する。
無限遠側位置P1の焦点評価値Vfr>中心位置P0の焦点評価値Vct>至近側位置P2の焦点評価値Vnr ・・・(8)
無限遠側位置P1の焦点評価値Vfr<中心位置P0の焦点評価値Vct<至近側位置P2の焦点評価値Vnr ・・・(9)
また、カメラ制御部21は、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値が、上記式(7)〜(9)のいずれの関係も満たさない場合には、サーチ駆動におけるサーチ方向を検出不能と判断し、予め定めた方向(無限遠方向または至近方向)を、サーチ駆動におけるサーチ方向として決定する。なお、サーチ方向が検出不能である場合に、サーチ駆動を行わずに、再び待機する構成としてもよい。
ステップS110では、カメラ制御部21により、ステップS109で実行されたウォブリング駆動において、合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。ウォブリング駆動において合焦位置が検出された場合には、ステップS111に進み、カメラ制御部21により、合焦位置までフォーカスレンズ33を駆動させる合焦駆動が行われる。一方、ウォブリング駆動において合焦位置が検出されなかった場合には、サーチ駆動を行うために、ステップS112に進む。
ステップS112では、カメラ制御部21により、サーチ駆動が実行される。本実施形態において、カメラ制御部21は、ステップS109のウォブリング駆動により決定されたサーチ方向に向けて、フォーカスレンズ33を駆動させることで、サーチ駆動を実行する。
そして、ステップS113では、サーチ駆動により合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。合焦位置が検出された場合には、ステップS111に進み、検出された合焦位置にフォーカスレンズ33を駆動させる合焦駆動が行われる。一方、合焦位置が検出されなかった場合には、ステップS114に進む。
ステップS114では、カメラ制御部21により、サーチ駆動を、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲の全域、すなわち、無限遠端位置から至近端位置の間の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ33の駆動可能範囲の全域について、サーチ駆動を行なっていない場合には、ステップS112に戻り、サーチ駆動、すなわち、フォーカスレンズ33を駆動させながら、コントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で実行する動作を継続して行う。一方、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲の全域について、サーチ駆動の実行を完了している場合には、ステップS115に進み、カメラ制御部21により、表示部282を介して、合焦位置が検出不能である旨の表示が行われる。
以上のように、第1実施形態では、ウォブリング駆動において、フォーカスレンズ33を駆動させるウォブリング駆動幅Δwob(単位:駆動パルス数)が、フォーカスレンズ33のガタ量G(単位:駆動パルス数)よりも大きくなるように、ウォブリング駆動幅Δwobを決定する。従来では、レンズ鏡筒3の種別によっては、ウォブリング駆動幅Δwobがフォーカスレンズ33のガタ量Gよりも小さくなる場合があり、このような場合に、ウォブリング駆動においてフォーカスレンズ33を微小駆動させることができず、その結果、焦点評価値が一点のみで算出され、ウォブリング駆動において合焦位置やサーチ方向を検出することができないという問題があった。これに対して、本実施形態では、ウォブリング駆動を行う際に、ウォブリング駆動幅Δwobがフォーカスレンズ33のガタ量Gよりも大きい値に制限されるため、ウォブリング駆動においてフォーカスレンズ33を微小駆動させることができ、ウォブリング駆動において、合焦位置やサーチ方向を適切に検出することが可能となる。
また、本実施形態では、ウォブリング駆動幅Δwob(単位:駆動パルス数)が、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲(単位:駆動パルス数)よりも小さくなるように、ウォブリング駆動幅Δwobを決定する。従来では、レンズ鏡筒3の種別によっては、ウォブリング駆動幅Δwobがフォーカスレンズ33の駆動可能範囲よりも大きくなる場合があり、このような場合に、無限遠端と至近端の2点でのみ焦点評価値が算出されてしまうため、図8に示すように、3点で焦点評価値を算出することができず、ウォブリング駆動において合焦位置やサーチ方向を適切に検出することができない場合があった。また、無限遠端から至近端までウォブリング駆動させた場合には、ウォブリング駆動に時間がかかり、撮影者の使用感を損なう場合もあった。これに対して、本実施形態では、ウォブリング駆動幅Δwobがフォーカスレンズ33の駆動可能範囲よりも小さい値に制限されるため、このような問題を抑制することができる。
さらに、絞り値が大きいほど(絞り開口径が小さいほど)、被写界深度は大きくなるため、ウォブリング駆動により異なるフォーカスレンズ位置で焦点評価値を算出した場合でも、異なるフォーカスレンズ位置の焦点評価値の変化が小さくなり、合焦位置やサーチ方向を特定することが困難となる場合があった。これに対して、本実施形態では、絞り値が大きいほど(絞り開口径が小さいほど)、ウォブリング駆動幅Δwobを大きくすることで、異なるフォーカスレンズ位置で得られた焦点評価値の変化が小さい場合でも、焦点評価値の大小関係を適切に求めることができるため、合焦位置やサーチ方向を適切に検出することができる。
また、単に、絞り値に基づいて、ウォブリング駆動幅Δwobを設定した場合には、ウォブリング駆動幅Δwobがフォーカスレンズ33のガタ量Gよりも小さくなる場合や、ウォブリング駆動幅Δwobがフォーカスレンズ33の駆動可能範囲よりも大きくなる場合があるが、上述したように、本実施形態では、ウォブリング駆動幅Δwobを、フォーカスレンズ33のガタ量Gおよびフォーカスレンズ33の駆動可能範囲に基づいて決定することで、このように絞り値に基づいてウォブリング駆動幅Δwobを算出した場合でも、ウォブリング駆動を適切に実行することが可能となる。
《第2実施形態》
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。第2実施形態では、図1に示すカメラ1において、以下に説明するように、カメラ1が動作すること以外は、第1実施形態と同様である。
すなわち、第2実施形態において、カメラ制御部21は、図11に示すように、ウォブリング駆動において、フォーカスレンズ33を、ウォブリング駆動幅Δwobにて交互に往復駆動させることで、無限遠側位置P1および至近側位置P2において焦点評価値を繰り返し取得する。なお、図11は、第2実施形態に係るウォブリング駆動時におけるフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。
また、第2実施形態において、カメラ制御部21は、第1実施形態と同様に、絞り値(F値)、フォーカスレンズ33のガタ量G、および、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲に基づいて、ウォブリング駆動幅Δwobを決定する。すなわち、カメラ制御部21は、絞り値(F値)が大きいほどウォブリング駆動幅Δwobを大きくするとともに、ウォブリング駆動幅Δwobに対応する駆動指示量が、フォーカスレンズ33のガタ量Gよりも大きく、かつ、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲よりも小さくなるように、ウォブリング駆動幅Δwobを決定する。
また、カメラ制御部21は、ウォブリング駆動により得られる焦点評価値が一定時間以上変化しない場合には、図12に示すように、ウォブリング駆動位置を変更する。図12は、ウォブリング駆動位置の変更方法を説明するための図である。
具体的には、カメラ制御部21は、たとえば、無限遠側位置で検出された焦点評価値の平均値と、至近側位置で検出された焦点評価値の平均値とを比較し、焦点評価値の平均値が大きい方向にウォブリング駆動位置を修正することができる。たとえば、図12に示す例では、時刻t1において、焦点評価値が一定時間以上変化していないと判断され、無限遠側位置で検出された焦点評価値の平均値と、至近側位置で検出された焦点評価値の平均値との比較が行われる。そして、図12に示す例では、無限遠側位置で得られた焦点評価値の平均値の方が、至近側位置で得られた焦点評価値の平均値よりも大きいと判断され、ウォブリング駆動位置が無限遠側に修正される。このように、ウォブリング駆動位置を、焦点評価値の大きい方向に修正することで、フォーカスレンズ33を被写体に追従させることが可能となる。
なお、ウォブリング駆動位置の移動量(修正量)は、特に限定されないが、たとえば、ウォブリング駆動幅に相当する量だけ、ウォブリング駆動位置を修正することができる。また、ウォブリング駆動により得られる焦点評価値が一定時間以上変化しない場合に、ウォブリング駆動位置を修正する構成に限定されず、たとえば、所定数以上の焦点評価値を取得した場合において、焦点評価値が一定値以上変化していない場合も、ウォブリング駆動位置を修正する構成とすることができる。
次いで、図13を参照して、第2実施形態に係るカメラ1の動作について説明する。図13は、第2実施形態に係るカメラ1の動作を示すフローチャートである。なお、以下においても、ライブビューモードまたは動画撮影モードが選択されている場合における、カメラ1の動作例を説明する。
ステップS201では、第1実施形態のステップS101と同様に、焦点評価値の算出処理が開始される。そして、ステップS202〜S207では、第1実施形態のステップS103〜S108と同様に、絞り値(F値)と像面移動係数Kとの取得が行われ(ステップS202,S203)、取得した絞り値(F値)と像面移動係数Kとに基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’が決定される(ステップS204)。さらに、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲とガタ量Gの取得が行われ(ステップS205,S206)、取得したフォーカスレンズ33の駆動可能範囲とガタ量Gとに基づいて、ウォブリング駆動幅Δwobが本決定される(ステップS207)。
ステップS208では、カメラ制御部21により、図11に示すように、ステップS207で決定されたウォブリング駆動幅Δwobに基づいて、ウォブリング駆動が実行される。第2実施形態では、フォーカスレンズ33をウォブリング駆動幅Δwobで交互に駆動させることで、無限遠側位置P1と至近側位置P2で焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、サーチ駆動におけるサーチ方向を決定する。
具体的には、カメラ制御部21は、無限遠側位置P1の焦点評価値をVfrとし、至近側位置P2の焦点評価値をVnrとした場合に、無限遠側位置P1の焦点評価値Vfrと、至近側位置P2の焦点評価値Vnrとが、下記式(10)の関係を満たす場合には、無限遠側方向をサーチ方向として決定し、一方、下記式(11)の関係を満たす場合には、至近側方向をサーチ方向として決定する。
無限遠側位置P1の焦点評価値Vfr>至近側位置P2の焦点評価値Vnr ・・・(10)
無限遠側位置P1の焦点評価値Vfr<至近側位置P2の焦点評価値Vnr ・・・(11)
そして、ステップS209では、カメラ制御部21により、ステップS208で得られた焦点評価値に基づいて、サーチ駆動を実行するか否かの判断が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、一定時間以上、焦点評価値が一定値以上変化していない場合には、サーチ駆動を実行しないと判断し、ステップS210に進む。ステップS210では、図12に示すように、カメラ制御部21により、ウォブリング駆動位置の修正が行われ、修正されたウォブリング駆動位置でウォブリング駆動が再度実行される。一方、焦点評価値が所定値以上変化した場合には、サーチ駆動を実行するために、ステップS211に進む。
ステップS211では、カメラ制御部21により、サーチ駆動が実行される。具体的には、カメラ制御部21は、ステップS208のウォブリング駆動で決定されたサーチ方向にフォーカスレンズ33を駆動させることで、ウォブリング駆動を実行する。
ステップS212では、第1実施形態のステップS113と同様に、サーチ駆動により合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。合焦位置が検出された場合には、ステップS213に進み、検出された合焦位置にフォーカスレンズ33を駆動させる合焦駆動が行われる。一方、合焦位置が検出されなかった場合には、ステップS214に進み、サーチ駆動をフォーカスレンズ33の駆動可能範囲の全域で行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ33の駆動可能範囲の全域について、サーチ駆動を行なっていない場合には、ステップS211に戻り、サーチ駆動が継続して実行される。一方、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップS215に進み、合焦位置が検出不能である旨の表示が行われる。
以上のように、第2実施形態では、図11に示すように、ウォブリング駆動幅Δwobにて、交互にフォーカスレンズ33を往復駆動させるウォブリング駆動を行う。また、第2実施形態においても、絞り値(F値)、フォーカスレンズ33のガタ量G、および、フォーカスレンズ33の駆動可能範囲に基づいて、ウォブリング駆動幅Δwobを決定することで、ウォブリング駆動幅Δwobを、ウォブリング駆動に適切な大きさとすることができ、ウォブリング駆動において合焦位置やサーチ方向を適切に検出することができる。
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
たとえば、上述した実施形態では、像面移動係数Kを、像面移動係数K=(フォーカスレンズ33の駆動量/像面の移動量)として説明したが、この構成に限定されず、たとえば、像面移動係数K=(像面の移動量/フォーカスレンズ33の駆動量)のように定義をすることもできる。この場合、像面移動係数Kが大きくなるほど、フォーカスレンズ33の駆動に伴う像面の移動量は大きくなる。
また、上述した実施形態では、絞り値とウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’との関係を示すテーブルを参照して、現在の絞り値に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を決定する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、カメラ制御部21は、レンズ鏡筒3の像面移動量に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を決定する構成としてもよい。たとえば、カメラ制御部21は、レンズ鏡筒3がワイドレンズである場合には、ウォブリング駆動における像面移動量が小さくなるように、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を設定し、一方、レンズ鏡筒3がテレレンズである場合には、ウォブリング駆動における像面移動量が大きくなるように、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δwob’を設定することができる。