JP2015111170A - 焦点制御装置、カメラシステム、カメラ本体、交換レンズユニットおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のカメラで用いられる焦点制御において、カメラに近づくあるいは遠ざかる被写体に対して、焦点ずれが発生するという課題がある。【解決手段】光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、前記被写体像が存在する領域のＡＦ評価値を抽出するＡＦ評価値抽出手段と、前記評価値に基づき合焦状態を判定する合焦状態判定手段と、前記ＡＦ評価値抽出手段による合焦状態に関する情報と前記位置検出手段による前記フォーカスレンズの位置検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御して前記所定のタイミング間において前記フォーカスレンズを一定速度に移動制御するレンズ制御手段と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、撮像装置に用いられる焦点制御装置に関し、特に動きのある被写体を撮影する際に、焦点を被写体に合焦させ続ける焦点制御装置、及び本発明に係る焦点制御装置を搭載した撮像装置、カメラシステム、カメラ本体、交換レンズユニットに関する。

従来のカメラで用いられる焦点制御において、カメラに近づくあるいは遠ざかる被写体に対して、焦点ずれが発生するという課題がある。このように焦点ずれが発生するという課題に対応するものとして、特許文献１に開示の技術がある。特許文献１には、フォーカスレンズの位置データと各位置データに対応する時間データとを用いて、フォーカスレンズの合焦位置を求める技術が開示されている。

特開２００８−１７５８８６号公報

しかしながら、上記従来の方法では、予め決められた時刻におけるフォーカスレンズの位置を確定することを前提としており、ある時刻から単位時間経過した次の時刻までの間のフォーカスレンズ位置を正確に制御することは困難である。すなわち、従来の方法ではある時刻から単位時間経過した次の時刻におけるフォーカスレンズ位置はどのように動作させてもよいため、ある時刻から単位時間経過した次の時刻までの間のフォーカスレンズの位置は正確に制御することはできないという課題がある。

本発明は上記課題に鑑み、カメラに被写体が近づくあるいは遠ざかるような動きのある場合でも、オートフォーカス動作の精度を向上することが可能な焦点制御装置および撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の焦点制御装置は、上記課題を解決するものであり、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、前記被写体像が存在する領域のＡＦ評価値を抽出するＡＦ評価値抽出手段と、前記評価値に基づき合焦状態を判定する合焦状態判定手段と、前記ＡＦ評価値抽出手段による合焦状態に関する情報と前記位置検出手段による前記フォーカスレンズの位置検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御して前記所定のタイミング間において前記フォーカスレンズを一定速度に移動制御するレンズ制御手段と、を備える。

上記の構成によって、カメラに被写体が近づくあるいは遠ざかるような動きのある場合でも、オートフォーカス動作の精度を向上することができる。

本発明の実施の形態に係るカメラシステムの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態に係るカメラシステムの撮像準備動作を説明するための信号送受信フロー図 本発明の実施の形態に係るシングルＡＦ制御の基本動作説明図 本発明の実施の形態における動体追尾ＡＦの合焦位置演算アルゴリズム説明図 本発明の実施の形態における動体追尾ＡＦのセグメント範囲検出原理図 本発明の実施の形態に係るカメラシステムの動体追尾方式の動作を説明するためのタイミングチャート 本発明の実施の形態に係るフォーカスレンズ位置の時間変化を示す図

以下、本発明の焦点制御装置をカメラに適用した一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
（１．構成）
（１−１．概要）
図１は、本発明の実施の形態１に係るカメラシステム１の構成を示すブロック図である。カメラシステム１は、カメラボディ１００とそれに着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。カメラシステム１は、ＣＣＤイメージセンサー１１０で生成された画像データに基づいて、コントラスト方式のオートフォーカス動作が可能である。本発明は、より精度よくコントラスト方式のオートフォーカス動作を行うためになされた発明である。

（１−２．カメラボディの構成）
カメラボディ１００は、ＣＣＤイメージセンサー１１０と液晶モニタ１２０とカメラコントローラー１４０とボディマウント１５０と電源１６０とカードスロット１７０とを備える。

カメラコントローラー１４０は、レリーズ釦１３０等の操作部材からの指示に応じて、ＣＣＤイメージセンサー１１０等のカメラシステム１全体を制御する。カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器１１２に送信する。これと並行して、カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。カメラコントローラー１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、レンズコントローラー２４０に周期的に繰り返して送信する。カメラコントローラー１４０は、制御動作や画像処理動作の際に、ＤＲＡＭ１４１をワークメモリとして使用する。

ＣＣＤイメージセンサー１１０は、交換レンズ２００を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する。生成された画像データは、ＡＤコンバーター１１１でデジタル化される。ＡＤコンバーター１１１でデジタル化された画像データは、カメラコントローラー１４０で様々な画像処理が施される。ここで言う様々な画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理等である。

また、本実施の形態におけるカメラコントローラー１４０では、一例としてセグメンテーションという画像処理の手法を用いて、例えば人の頭部や顔を対象となる領域としてセグメンテーションを行い、人の頭部や顔の領域を抽出して、液晶モニタ１２０上での相対的な大きさを演算することができる。セグメンテーションという画像処理の手法とは「画像の認識・理解シンポジウム（ＭＩＲＵ２００７）」における論文「平滑化処理の繰り返しによる画像セグメンテーションのためのグラフカット」に記載されているように、画像から対象となる領域を抽出する手法と定義される。

ＣＣＤイメージセンサー１１０は、タイミング発生器１１２で制御されるタイミングで動作する。ＣＣＤイメージセンサー１１０の動作としては、静止画像の撮像動作、スルー画像の撮像動作等である。ここで、スルー画像とは、撮像後、メモリーカード１７１に記録しない画像である。スルー画像は、主に動画像であり、静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０に表示されるものである。

液晶モニタ１２０は、カメラコントローラー１４０で画像処理された表示用画像データが示す画像を表示する。液晶モニタ１２０は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。

カードスロット１７０は、メモリーカード１７１を装着可能である。カードスロット１７０は、カメラコントローラー１４０からの制御に基づいて、メモリーカード１７１を制御する。メモリーカード１７１は、カメラコントローラー１４０の画像処理により生成された画像データを格納可能である。例えば、メモリーカード１７１は、ＪＰＥＧ画像ファイルを格納できる。また、メモリーカード１７１は、内部に格納する画像データ又は画像ファイルを出力できる。メモリーカード１７１から出力された画像データ又は画像ファイルは、カメラコントローラー１４０で画像処理される。例えば、カメラコントローラー１４０は、メモリーカード１７１から取得した画像データ又は画像ファイルを伸張して表示用画像データを生成する。

電源１６０は、カメラシステム１で消費するための電力を供給する。電源１６０は、例えば、乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源コードにより外部から供給される電力をカメラシステム１に供給するものであってもよい。

ボディマウント１５０は、交換レンズ２００のレンズマウント２５０と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００との間で、データを送受信可能である。ボディマウント１５０は、カメラコントローラー１４０から受信した露光同期信号をレンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０に送信する。また、カメラコントローラー１４０から受信したその他の制御信号をレンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０から受信した信号をカメラコントローラー１４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、電源１６０から受けた電力をレンズマウント２５０を介して交換レンズ２００全体に供給する。

（１−３．交換レンズの構成）
交換レンズ２００は、光学系とレンズコントローラー２４０とレンズマウント２５０とを備える。交換レンズ２００の光学系はズームレンズ２１０、ＯＩＳレンズ２２０、フォーカスレンズ２３０を含む。

ズームレンズ２１０は、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。駆動機構２１１は、使用者が操作可能なズームリング等を含み、使用者による操作をズームレンズ２１０に伝え、ズームレンズ２１０を光学系の光軸方向に沿って移動させる。検出器２１２は、駆動機構２１１における駆動量を検出する。レンズコントローラー２４０は、この検出器２１２における検出結果を取得することにより、光学系におけるズーム倍率を把握することができる。

ＯＩＳレンズ２２０は、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。ＯＩＳレンズ２２０は、カメラシステム１のぶれを相殺する方向に移動することにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。アクチュエータ２２１は、ＯＩＳ用ＩＣ２２３からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０を駆動する。アクチュエータ２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置検出センサー２２２は、光学系の光軸に垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサーである。位置検出センサー２２２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、位置検出センサー２２２の検出結果及びジャイロセンサーなどのぶれ検出器の検出結果に基づいて、アクチュエータ２２１を制御する。ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０からぶれ検出器の検出結果を得る。また、ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０に対して、光学的像ぶれ補正処理の状態を示す信号を送信する。

フォーカスレンズ２３０は、光学系でＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。

フォーカスモータ２３３は、レンズコントローラー２４０の制御に基づいて、フォーカスレンズ２３０が光学系の光軸に沿って進退するよう駆動する。これにより、光学系でＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させることができる。フォーカスモータ２３３は、本実施の形態１では、ＤＣモータを用いることができる。但し、本発明は、これに限定されず、ステッピングモータやサーボモータ、超音波モータなどによっても実現できる。

第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２は、フォーカスレンズ２３０の駆動状態を示す信号を生成するエンコーダである。第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２は、例えば、フォーカスモータ２３３の回転軸に取り付けられた回転子とフォトカプラーとで実現可能である。ここで、回転子は、所定間隔で孔が開いた円盤体である。フォトカプラーは、回転子の一方面から検出用光を発し、他方面から受光する。そのため、回転子が回転することにより、フォトカプラーのオン／オフ状態が相互に切り替わる。レンズコントローラー２４０は、内部にカウンタ２４３を設けており、このカウンタ２４３は、フォトカプラーからのオン／オフ状態の切り替え回数をカウントする。第１エンコーダ２３１と第２エンコーダ２３２とは、位相がずれている。そのため、第１エンコーダ２３１の状態がオフからオンに切り替わったときのフォーカスレンズ２３０の移動方向を判別することができる。すなわち、第１エンコーダ２３１の状態がオフからオンに切り替わったときの第２エンコーダ２３２の状態としては、オンの状態とオフの状態とがある。そこで、カウンタ２４３は、第２エンコーダ２３２の状態がオンのときに、第１エンコーダ２３１の状態がオフからオンに切り替わった場合、これを正転と判断して「＋１」とカウントし、第２エンコーダ２３２の状態がオフのときに、第１エンコーダ２３１の状態がオフからオンに切り替わった場合、これを逆転と判断して「−１」とカウントする。このカウント数を加算することにより、レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０の移動量を把握できる。

レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からの制御信号に基づいて、ＯＩＳ用ＩＣ２２３やフォーカスモータ２３３などの交換レンズ２００全体を制御する。また、検出器２１２、ＯＩＳ用ＩＣ２２３、第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２などから信号を受信して、カメラコントローラー１４０に送信する。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０との送受信の際には、レンズマウント２５０及びボディマウント１５０を介して行う。レンズコントローラー２４０は、制御の際、ＤＲＡＭ２４１をワークメモリとして使用する。また、フラッシュメモリ２４２は、レンズコントローラー２４０の制御の際に使用するプログラムやパラメータを保存する。

（１−４．本発明の構成との対応関係）
フォーカスモータ２３３は、本発明の駆動手段の一例である。第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２及びカウンタ２４３からなる構成は、本発明の位置検出手段の一例である。ＣＣＤイメージセンサー１１０は、本発明の撮像素子の一例である。カメラコントローラー１４０は、本発明のＡＦ評価値抽出手段の一例である。カメラコントローラー１４０は、本発明の合焦状態判定手段の一例である。

（２．動作）
（２−１．撮像準備動作）
まず、撮像準備のためのカメラシステム１の動作を説明する。図２は、カメラシステム１の撮像準備動作を説明するための信号送受信フロー図である。

カメラボディ１００に交換レンズ２００を装着した状態で、使用者が、カメラボディ１００の電源をオンすると、電源１６０は、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００に電力を供給する（Ｓ１１）。次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズ２００の認証情報を要求する（Ｓ１２）。ここで、交換レンズ２００の認証情報には、交換レンズ２００が装着されているか否かに関する情報及びアクセサリーが装着されているか否かに関する情報が含まれる。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からのレンズ認証要求に応答する（Ｓ１３）。

次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、初期化動作をするよう要求する（Ｓ１４）。これを受けて、レンズコントローラー２４０は、絞りのリセット、ＯＩＳレンズ２２０のリセット等の初期化動作を行う。そして、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に対して、レンズ初期化動作が完了した旨を返信する（Ｓ１５）。

次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、レンズデータを要求する（Ｓ１６）。レンズデータは、フラッシュメモリ２４２に格納されている。そこで、レンズコントローラー２４０は、フラッシュメモリ２４２からレンズデータを読み出して、カメラコントローラー１４０に返信する（Ｓ１７）。ここで、レンズデータとは、レンズ名称、Ｆナンバー、焦点距離、フォーカスレンズ駆動速度上限値、フォーカス像面移動量等の交換レンズ２００特有の特性値である。

カメラコントローラー１４０が、カメラボディ１００に装着されている交換レンズ２００のレンズデータを把握すると、撮像可能な状態になる。この状態では、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズ２００の状態を示すレンズ状態データを定期的に要求する（Ｓ１８）。レンズ状態データは、例えば、ズームレンズ２１０によるズーム倍率情報、フォーカスレンズ２３０の位置情報、絞り値情報などが含まれる。この要求に応えて、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に対して、要求されたレンズ状態データを返信する（Ｓ１９）。

また、この状態では、カメラシステム１は、ＣＣＤイメージセンサー１１０で生成した画像データが示す画像をスルー画像として液晶モニタ１２０に表示する制御モードで動作し得る。この制御モードをライブビューモードという。ライブビューモードでは、スルー画像が動画で液晶モニタ１２０に表示されるので、使用者は、液晶モニタ１２０を見ながら静止画像を撮像するための構図を決めることができる。ライブビューモードとするかどうかは使用者が選択可能である。ライブビューモードの他に、使用者が選択できる制御モードとしては、交換レンズ２００からの被写体像を光学ビューファインダー（図示省略）に導く制御モードもある。この制御モードを実現するためには、被写体像を光学ビューファインダー（図示省略）に導くための可動ミラー等が必要である。ライブビューモードにおけるオートフォーカス動作の方式としては、コントラスト方式が適している。ライブビューモードでは、定常的に、ＣＣＤイメージセンサー１１０で画像データを生成しているので、その画像データを用いたコントラスト方式のオートフォーカス動作をするのが容易だからである。

コントラスト方式のオートフォーカス動作を行う際には、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、コントラストＡＦ用データを要求する（Ｓ２０）。コントラストＡＦ用データは、コントラスト方式のオートフォーカス動作の際に必要なデータであり、例えば、カメラ−レンズ間通信周期、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストＡＦ可否情報などが含まれる。

（２−２．コントラスト方式のオートフォーカス動作）
次に、コントラストＡＦ制御動作について説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るシングルＡＦ制御の基本動作説明図である。

フォーカスモータ２３３は、フォーカスレンズ２３０を無限端あるいは至近端から一方向に駆動し続ける。カメラコントローラー１４０は、ボディマウント１５０とレンズマウント２５０を通じてレンズコントローラー２４０にフォーカスレンズ２３０の駆動を指示し、フォーカスレンズ２３０の駆動に合わせて周期的にＡＦ評価値を算出し続ける。なお、ＡＦ評価値は、ＣＣＤイメージセンサー１１０で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して求める方法が知られている。カメラコントローラー１４０は、ＡＦ評価値が上昇し続ける限りフォーカスレンズ２３０を一方向に駆動し続けるようにレンズコントローラー２４０に指示を出す。ＡＦ評価値の上昇が止まり、下降が開始すると、カメラコントローラー１４０は合焦位置を通過したと判断する。そして、カメラコントローラー１４０はフォーカスモータ２３３を逆回転させるようにレンズコントローラー２４０に指示してフォーカスレンズ２３０を今までとは逆方向に駆動し、合焦位置に移動させる。カメラコントローラー１４０は、使用者のレリーズ釦１３０の半押し操作を受け付けて、シングルＡＦ制御動作を実行する。シングルＡＦ制御動作後、フォーカスレンズ２３０が合焦位置に移動すると、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０にフォーカスレンズ２３０を該位置に固定するように指示する。

（２−３．動体追尾ＡＦ制御の基本原理）
本発明の実施の形態における動体追尾ＡＦ制御動作の基本原理を説明する。動体追尾ＡＦ制御動作は、被写体の動きを追尾検出し、該動きを追尾検出された被写体に合焦するようにフォーカスレンズ２３０を調節し続ける制御動作である。使用者は、画像中のいずれの被写体の動きを追尾検出するかを設定することができる。動体追尾ＡＦ制御動作は、一例として、使用者がレリーズ釦１３０を半押しして動作するものとする。本動作モードはカメラコントローラー１４０で制御・認識される。なお、使用者がレリーズ釦１３０を半押しする前から動作する、常時動作にしてもかまわない。

図４は、本発明の実施の形態における動体追尾ＡＦの合焦位置演算アルゴリズム説明図である。被写体、フォーカスレンズ２３０、ＣＣＤイメージセンサー１１０を模式的に示している。被写体がカメラに向かって近づいて来ると（ａ）の状態から（ｂ）の状態に推移し、（ａ）と（ｂ）の双方で被写体に合焦している状態を示し、（ａ）の状態から（ｂ）の状態へは、Ｔ［ｓ］後に推移したものとする。

より具体的に原理を説明するために下記条件（１）〜（４）で示すように具体数値を用いて説明する。

条件（１）焦点距離ｆ＝１５０ｍｍ，絞り値Ｆ＝５．６のレンズを使用
なお、ズームレンズ２１０は動作させないものとするため記載を省略。

条件（２）ＣＣＤイメージセンサーの縦方向のサイズは１３ｍｍ
条件（３）図４（ａ）では被写体を上下１ｍの範囲で捉えている
条件（４）被写体が７ｍ／ｓで向かってくる
これらの条件において、被写体からフォーカスレンズ２３０までの距離ａ０、フォーカスレンズ２３０からＣＣＤイメージセンサーまでの距離ｂ０とすると、次式が成り立つ。

ａ０：ｂ０＝１０００：１３
焦点距離ｆ＝１５０［ｍｍ］と一般式１／ｆ＝１／ａ０＋１／ｂ０とから
ａ０＝ｆ・（１＋１０００／１３）＝１１６８８．４６１５４［ｍｍ］
ｂ０＝１５１．９５［ｍｍ］
が求められる。図４（ａ）の状態から図４（ｂ）の状態へは時間Ｔ＝１／３０［ｓ］が経過したとすると、
Δａ＝７０００／３０＝２３３．３［ｍｍ］
Δｂ＝−（ｂ０２／ａ０２）・Δａ
∵Δ（１／ｂ０）＝Δ（１／ｆ−１／ａ０）
より
Δｂ＝３９．４［μｍ］
したがって
７ｍ／ｓで向かってくる被写体にはフォーカスレンズ２３０を１／３０［ｓ］で３９．４［μｍ］の速度で繰出せば合焦状態を維持することができる。すなわち、フォーカスレンズ２３０からＣＣＤイメージセンサーまでの距離ｂ１とすると
ｂ１＝ｂ０＋Δｂ
＝１５１．９８９４［μｍ］
となる。なお、このとき被写体からフォーカスレンズ２３０までの距離ａ１とすると
ａ１＝ａ０＋ｂ０−ｂ１
＝１１６８８．４２２１４［ｍｍ］
となる。このとき、フォーカスレンズ２３０の光軸方向への単位移動量はＣＣＤイメージセンサーへのピント位置移動量（像面移動量）は等しいものとすると、１／３０［ｓ］での像面移動量は０．４２［Ｆδ］に相当する。但し、δ＝１６．７［μｍ］とする。

図５は本発明の実施の形態における動体追尾ＡＦのセグメント範囲検出原理図である。図４の右側に液晶モニタ１２０に被写体が写し出されている様子を示しているが、図５はその詳細な様子を示しており、被写体の頭部のセグメントを検出し、そのセグメント範囲を演算する原理図を示している。図５（ａ）においては、図４（ａ）と同様に被写体に対して合焦している状態を示しており、図５（ｂ）においては、被写体がΔａだけカメラに近づいた状態で図４（ｂ）と同様に被写体に対して合焦している状態を示している。

図５（ａ）においては、液晶モニタ１２０の縦方向の撮像範囲Ｌに対して、セグメンテーションを利用して認識された被写体の頭部の大きさを縦方向でセグメント範囲ｈ０として検知している様子を示している。撮像範囲Ｌに対するセグメント範囲ｈ０の比率はｋ０＝ｈ０／Ｌで表すことができる。図５（ｂ）においては、図４（ｂ）と同様に被写体に対して合焦の状態を示しており、液晶モニタ１２０の縦方向の撮像範囲Ｌに対して、セグメンテーションを利用して認識された被写体の頭部の大きさを縦方向でセグメント範囲ｈ１として検知している様子を示している。撮像範囲Ｌに対するセグメント範囲ｈ１の比率はｋ１＝ｈ１／Ｌで表すことができる。

ここで、ｋ０とｋ１との関係は、次式で表すことができる。

ｋ１＝ｋ０・（ａ０／ａ１）・（ｂ１／ｂ０）
なお、ａ０，ａ１，ｂ０，ｂ１については先に示したようにカメラコントローラー１４０にて既知の値である。また、ｋ０およびｋ１もセグメンテーションを利用したセグメント範囲の比率であり、同様にカメラコントローラー１４０にて既知の値である。したがって、上記の関係式については図４（ａ）・図５（ａ）と図４（ｂ）・図５（ｂ）とではいずれも被写体に対して合焦状態であれば成り立つということである。

仮に、図４（ｂ）におけるフォーカスレンズ２３０の位置の状態で被写体に対して合焦していない状態を想定する。図４（ｃ）においては、フォーカスレンズ２３０の位置の状態で被写体に対して合焦していない状態を示している。被写体とフォーカスレンズ２３０までの距離をａ２（ａ２＞ａ１、すなわち被写体が近づいた分がΔａより小さい）とすると、図５（ｃ）におけるセグメント範囲ｈ２の比率ｋ２は次式で表すことができる。

ｋ２＝ｋ０・（ａ０／ａ２）・（ｂ１／ｂ０）
なお、ｋ０，ａ０，ａ１，ｂ０，ｂ１はカメラコントローラー１４０にて認識されている既知の値である。また、ｋ２においても、図５（ｃ）に示すようにセグメント範囲ｈ２を検知することによって、ｋ２＝ｈ２／Ｌで表すことができる。したがって、上式での未知数は被写体とフォーカスレンズ２３０までの距離ａ２であるが、ａ２は既知の数値で全て表すことができるため、ａ２を正確に求めることができる。

ａ２＝（ａ０／ｋ２）・（ｂ１／ｂ０）
ここで、Δａ１＝ａ２−ａ１とすると、一般式Δｂ１＝−（ｂ１２／ａ１２）・Δａ１で求められるように、ｂ１をｂ１＋Δｂ１になるように、フォーカスレンズ２３０をＣＣＤイメージセンサー側にΔｂ１分だけ近づけることによって被写体に対して合焦させることができる。

以上で説明したように、本発明の実施の形態においては、セグメンテーションなどを用いて被写体の大きさを検知し、過去にＣＣＤイメージセンサーに撮像された被写体の大きさと現在のＣＣＤイメージセンサーに撮像されている被写体の大きさとを比較することによって、被写体に対する合焦または非合焦を判定することができる。また、非合焦の場合にはフォーカスレンズ２３０をどれだけ移動すればよいかカメラコントローラー１４０にてその移動量を演算することができる一例を示した。

以上で説明したように、本発明の実施の形態においてはカメラ方向に動く被写体に対して合焦状態を維持するフォーカスレンズ移動量を演算することが可能となり、演算した移動量を用いてフォーカスレンズを駆動制御することによりカメラ方向に動く被写体に対して合焦状態を維持する動体追尾ＡＦ制御動作を行うことが可能となる。

さらに、本発明の実施の形態における動体追尾ＡＦ制御動作の詳細について、図６と図７を用いて説明する。図６は、本発明の実施の形態に係るカメラシステムの動体追尾方式の動作を説明するためのタイミングチャートであり、図７は、本発明の実施の形態に係るフォーカスレンズ位置の時間変化を示すグラフである。なお、カメラ−レンズ間通信周期をＴとする。すなわち、ｔ０からｔ１までの経過時間Ｔ、ｔ１〜ｔ２までの経過時間Ｔ・・・、ｔ８〜ｔ９までの経過時間Ｔとする。

カメラコントローラー１４０は、ライブビューモードで動作しているとする。この状態で、カメラコントローラー１４０は、図６Ａに示すように、ＣＣＤＶＤ（以下、垂直同期信号と称す）を定期的に生成する。また、カメラコントローラー１４０は、これと並行して、垂直同期信号に基づいて、図６Ｃに示すように、露光同期信号を生成する。これは、カメラコントローラー１４０が垂直同期信号を基準にして、露光開始タイミングと露光終了タイミングとを予め把握しているために、露光同期信号を生成することができる。カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器１１２に出力し、露光同期信号をレンズコントローラー２４０に出力する。レンズコントローラー２４０は、露光同期信号に同期して、フォーカスレンズ２３０の位置情報を取得する。この点については、後述する。

タイミング発生器１１２は、垂直同期信号に基づいて、ＣＣＤイメージセンサー１１０の読み出し信号と図６Ｂに示すように電子シャッター駆動信号とを定期的に生成する。タイミング発生器１１２は、読み出し信号及び電子シャッター駆動信号に基づいて、ＣＣＤイメージセンサー１１０を駆動する。すなわち、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、読み出し信号に応じて、ＣＣＤイメージセンサー１１０内に多数存在する光電変換素子（図示省略）で生成された画素データを垂直転送部（図示省略）に読み出す。本発明の実施の形態では、読み出し信号と垂直同期信号とは一致しているが、本発明を実施する上で、このことは必須事項ではない。つまり、垂直同期信号と読み出し信号とがずれていてもよい。要するに、垂直同期信号と読み出し信号との同期がとれていればよい。

また、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、電子シャッター駆動信号に応じて、電子シャッター動作を行う。これにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、不要電荷を外部に掃き出すことができる。電子シャッター駆動信号は、短時間の間に定期的に発信される複数の信号の群からなる。例えば、５個の信号を一群として発信する。ＣＣＤイメージセンサー１１０は、一群の電子シャッター駆動信号が発信されている間、一つの信号に対して、一回の電子シャッター動作を行う。一群の電子シャッター駆動信号に含まれる信号数を増やせば、ＣＣＤイメージセンサー１１０内に蓄積した電荷を確実に掃き出すことができる。しかし、ＣＣＤイメージセンサー１１０の駆動方法が煩雑になる。

従って、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、電子シャッター駆動信号により電荷を掃き出し、読み出し信号により画素データを垂直転送部（図示省略）に読み出すので、一群の電子シャッター駆動信号の最後の信号から垂直同期信号までの期間、スルー画像用の画像データのために露光動作を行うことになる（図６Ｃ参照）。

以上の状態で、カメラコントローラー１４０は、レリーズ釦１３０が半押しされるかどうかを監視する。今、図６において、時間ｔ０にレリーズ釦１３０が半押しされたとする。すると、カメラコントローラー１４０は、図６Ｄに示すように、レンズコントローラー２４０に対して、ＡＦ開始コマンドを発信する。ＡＦ開始コマンドは、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する旨を示すコマンドであると同時に、本発明の実施の形態においては動体追尾ＡＦ制御動作を開始する旨を示すコマンドでもある。

カメラコントローラー１４０は、図６Ｅに示すように、レンズコントローラー２４０に対して、リニア駆動開始コマンドを発信する。このコマンドを受信してレンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０をカメラ−レンズ間通信周期Ｔの間をリニア（直線的）に駆動するように準備を行う。カメラコントローラー１４０では、図６Ｈに示すように、レンズコントローラー２４０に対して、周期的に、レンズ位置取得コマンドを送信する。これを受けて、図６Ｇに示すように、レンズコントローラー２４０は、ＤＲＡＭ２４１に保存されたパルス数を露光同期信号と関連付けた状態でカメラコントローラー１４０に送信し、カメラコントローラー１４０ではフォーカスレンズ２３０の位置情報に相当するパルス数をＤＲＡＭ２４１に保存する。なお、フォーカスモータ２３３をカメラコントローラー１４０からの指示に応じて駆動すると共に、露光同期信号がオフからオンに切り替わったときのカウンタ２４３のパルス数と露光同期信号がオンからオフに切り替わったときのカウンタ２４３のパルス数とを順次ＤＲＡＭ２４１に保存するものとする。

次に、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、露光期間中に露光され、生成された画像データをＡＤコンバーター１１１を介してカメラコントローラー１４０に送信する。カメラコントローラー１４０は、受信した画像データに基づいて、オートフォーカス動作用のＡＦ評価値を算出する。この算出したＡＦ評価値は、露光同期信号と関連付けた状態でＤＲＡＭ１４１に保存される。そして、レンズコントローラー２４０から取得したレンズ位置情報も露光同期信号と関連付けられている。そのため、カメラコントローラー１４０は、ＡＦ評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる。また、カメラコントローラー１４０では、受信した画像データに基づいて、セグメンテーションにより被写体のセグメント範囲を算出する。したがって、図６Ｊに示すように、露光同期信号と、レンズコントローラー２４０から取得したレンズ位置情報、ＣＣＤイメージセンサー１１０から取得したＡＦ評価値およびセグメント範囲情報とは関連付けられてＤＲＡＭ１４１に保存される。

動体追尾ＡＦ制御動作においては、カメラコントローラー１４０では、フォーカスレンズ２３０の位置情報、ＡＦ評価値、セグメント範囲情報を用いることによって、図６Ｆに示す目標位置指定コマンドにより、デジタルカメラに近づくあるいは遠ざかる被写体に対して合焦状態を維持するようにレンズコントローラー２４０にフォーカスレンズ２３０の駆動制御を行うように指示を出す。

動体追尾ＡＦ制御動作の一例を説明する。例えば、先に説明したシングルＡＦ制御によって時刻ｔ０において合焦している状態を考える。図６Ｃ中の期間ａにおいて露光された画像データを用いて算出された被写体のセグメント範囲情報と、図６Ｃ中の期間ｂにおいて露光された画像データを用いて算出された被写体のセグメント範囲情報を用いて、先に動体追尾ＡＦの合焦位置演算アルゴリズムにて説明したように、カメラコントローラー１４０にてフォーカスレンズ２３０の移動量を算出する。図６Ｆに示すように目標位置指定コマンドとしてフォーカスレンズ２３０の位置ｐ４をカメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に送信する。レンズコントローラー２４０では、カメラコントローラー１４０から送信されたフォーカスレンズ２３０の位置ｐ４に従って、期間Ｔをｐ０からｐ４に掛けてリニアに駆動させる（図７のｔ３〜ｔ４の期間における駆動方法１）。すなわち、フォーカスレンズ２３０を速度ｖとすると、ｖ＝（ｐ４−ｐ０）／Ｔとなる一定速度ｖで駆動させる。

ここで、フォーカスレンズ２３０の位置ｐ４をカメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に送信するに際して、時刻ｔ０で合焦している状態から、時刻ｔ４において合焦状態を維持するようにフォーカスレンズ２３０を移動させる必要がある。そこで、図６Ｃ中の期間ａと期間ｂにおいて算出された被写体のセグメント範囲情報では期間Ｔの間での被写体の移動量（先の説明ではΔａに相当）と被写体に合焦させるためのフォーカスレンズ２３０の移動量（先の説明ではΔｂに相当）と考えられるが、時刻ｔ４においては合焦している時刻ｔ０から４・Ｔ分時間が経過しているので、被写体の移動量は４・Δａとなる。したがって、時刻ｔ４において合焦させることができるフォーカスレンズ２３０の移動量は４・Δｂであり、時刻ｔ４でのフォーカスレンズ２３０の位置ｐ４は次式で与えられる。

ｐ４＝ｐ０＋４・Δｂ
次に、図６Ｃ中の期間ｂにおいて露光された画像データを用いて算出された被写体のセグメント範囲情報と、図６Ｃ中の期間ｃにおいて露光された画像データを用いて算出された被写体のセグメント範囲情報を用いて、カメラコントローラー１４０にてフォーカスレンズ２３０の移動量を算出する。図６Ｆに示すように目標位置指定コマンドとしてフォーカスレンズ２３０の位置ｐ５をカメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に送信する。レンズコントローラー２４０では、カメラコントローラー１４０から送信されたフォーカスレンズ２３０の位置ｐ５に従って、期間Ｔをｐ４からｐ５に掛けてリニアに駆動させる（図７のｔ４〜ｔ５の期間）。すなわち、フォーカスレンズ２３０を速度ｖとすると、ｖ＝（ｐ５−ｐ４）／Ｔとなる一定速度ｖで駆動させる。

ここで、フォーカスレンズ２３０の位置ｐ５をカメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に送信するに際して、時刻ｔ４で合焦している状態から、時刻ｔ５において合焦状態を維持するようにフォーカスレンズ２３０を移動させる必要がある。そこで、図６Ｃ中の期間ｂと期間ｃにおいて算出された被写体のセグメント範囲情報では期間Ｔの間での被写体の移動量（先の説明ではΔａに相当）と被写体に合焦させるためのフォーカスレンズ２３０の移動量（先の説明ではΔｂに相当）と考えられるが、時刻ｔ５においては合焦している時刻ｔ４からＴ分時間が経過しているので、被写体の移動量はΔａとなる。したがって、時刻ｔ５において合焦させることができるフォーカスレンズ２３０の移動量はΔｂであり、時刻ｔ５でのフォーカスレンズ２３０の位置ｐ５は次式で与えられる。

ｐ５＝ｐ４＋Δｂ＝ｐ０＋５・Δｂ
以降、同様にしてフォーカスレンズ２３０の位置を周期Ｔ毎にカメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に目標位置指定コマンドを送信することにより、ｐ９まで移動させる例を示している。

図７を用いて説明したように、フォーカスレンズ２３０を期間Ｔ毎にリニアに駆動させることで時刻ｔ４以降において、デジタルカメラに向かって近づくあるいは遠ざかる被写体に対して常に合焦状態を維持するようにフォーカスレンズ２３０を駆動制御することができる。したがって、連写においても時刻ｔ４以降であれば、デジタルカメラに向かって近づくあるいは遠ざかる被写体に対していつ露光を行っても合焦状態を維持した画像データを取得することができ、動画撮影においても常に合焦状態を維持した画像データを取得することができる。

なお、ＣＣＤイメージセンサー１１０で露光している時間やカメラコントローラー１４０でセグメント範囲情報などの評価値を演算し取得するまでの時間、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０へのコマンドを送信する時間、レンズコントローラー２４０でフォーカスレンズ２３０を駆動するまでに要する時間の各時間を考慮して、合焦位置を維持するフォーカスレンズ２３０の位置を求めることによって本発明の実施の形態における動体追尾ＡＦ制御における合焦精度をさらに向上させることができる。

また、図４（ｃ）を用いて説明したように、被写体のセグメント範囲が合焦状態からずれて非合焦状態であったとしても、フォーカスレンズ２３０の移動量をそのずれ分だけ補正することによって、デジタルカメラに向かって近づくあるいは遠ざかる被写体の速度が変化した場合においても、本発明の実施の形態においては合焦状態を維持するように自動的に補正を掛けることが可能である。

また、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間をリニアにフォーカスレンズ２３０を駆動させる例を示したが、理想の駆動プロフィールで示しているように合焦を維持することができるフォーカスレンズ２３０の位置にいち早く移動させて、時刻ｔ４を待たずともそれまでに合焦状態を維持することができるフォーカスレンズ２３０を移動させるようにしてもよい（図７のｔ３〜ｔ４の期間における駆動方法２）。これにより、できる限り早く合焦状態を維持するようにフォーカスレンズ２３０を駆動制御することが可能となる。

なお、本発明の実施の形態では、レリーズ釦１３０の半押し後に、オートフォーカス動作を開始するとしたが、本発明はこれに限定されず、レリーズ釦１３０の操作に関わらず、常に被写体に対してオートフォーカス動作を行う形態についても適用可能である。

（その他の実施の形態）
以上により、本発明の実施の形態を説明した。しかし、本発明は、これらには限定されない。そこで、本発明の他の実施の形態を本欄にまとめて説明する。

本発明の実施の形態では、ズームレンズ２１０及びＯＩＳレンズ２２０を有する構成を例示したが、これらは、本発明に必須の構成ではない。すなわち、ズーム機能を有することのない単焦点レンズを装着したカメラシステムにも本発明は適用可能であるし、手振れ補正機能を有することのない交換レンズを装着したカメラシステムにも本発明は適用可能である。手振れ補正機能を有することのない交換レンズを装着したカメラシステムにおいて、手振れの検出は、動き検出手段等を用いて行うことができる。

本発明の実施の形態では、可動ミラーを備えないカメラボディを例示したが、本発明はこれには限定されない。例えば、カメラボディ内に可動ミラーを備えてもよいし、被写体像を分けるためのプリズムを備えてもよい。また、カメラボディ内ではなく、アダプター内に可動ミラーを備える構成でもよい。可動ミラーを備えたカメラボディからなるカメラシステムでは、レリーズ操作後に可動ミラーを退避し、撮影を開始するために、シャッタータイムラグは、可動ミラーのないカメラボディからなるカメラシステムと比較して、大きくなる。

本発明の実施の形態では、レンズ交換式のカメラシステムを用いて説明したが、本発明はこれに限られず、カメラボディとレンズとが一体となったカメラについても、適用可能である。

本発明の実施の形態では、フォーカスレンズ２３０の位置を直接検出せず、フォーカスモータ２３３の回転軸の回転角を検出することにより、間接的に検出した。このように、本発明においては、フォーカスレンズ２３０の位置を直接的に検出してもよいし、フォーカスレンズ２３０に連動する機構部材の位置を検出することによって間接的に検出してもよい。例えば、フォーカスモータ２３３の駆動出力を何パルス送ったかを、ソフトウェア若しくは専用ＩＣで管理し、位置検出手段としてもよい。要するに、結果として、フォーカスレンズの位置を特定できればよい。

本発明の実施の形態では、位相差検出センサーを搭載しないカメラシステムを例示した。しかし、本発明はこのような実施形態には限定されない。位相差検出センサーを搭載して、位相差方式のオートフォーカス動作とコントラスト方式のオートフォーカス動作を選択的に実行できるようにしてもよい。この場合、コントラスト方式のオートフォーカス動作を実行しているときに、本発明は適用可能である。

本発明の実施の形態では、本発明のタイミング信号として、ＣＣＤイメージセンサー１１０の露光同期信号を用いた。しかし、本発明はこれには限らない。例えば、ＣＣＤイメージセンサー１１０のための垂直同期信号と電子シャッター駆動信号とを、タイミング信号としてレンズコントローラー２４０に送信するようにしてもよい。これにより、カメラコントローラー１４０は、露光同期信号を送信する必要がないので、制御を容易にすることができる。ただし、この場合、電子シャッター駆動信号の仕様（１群内における発信間隔や発信数等）を予め、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に通知しておく必要がある。レンズコントローラー２４０は、通知された仕様に従って、電子シャッター駆動信号と垂直同期信号とに基づいて、カウンタ２４３のパルス値を読み出す。

本発明の実施の形態では、フォーカスレンズ２３０を単レンズとして説明したが、複数レンズで構成されるフォーカスレンズとしてもよい。また、複数のモータにて独立で駆動するフォーカスレンズ群として構成してもよい。さらに、フォーカスレンズ２３０の光軸方向の移動量はＣＣＤイメージセンサー１１０への合焦位置の移動量に対応する例で説明したが、これに係らずフォーカスレンズ２３０の光軸方向の単位移動量に対してＣＣＤイメージセンサー１１０への合焦位置の移動量が大きくなってもよいし、小さくなってもよい。この場合にはレンズコントローラー２４０からカメラコントローラー１４０にフォーカスレンズ２３０の単位移動量に対するＣＣＤイメージセンサー１１０への合焦位置の移動量に関する情報を予め通知すればよい。

本発明は、レンズ交換式のカメラシステムに適用できる。具体的には、デジタルスチルカメラやムービーなどに適用可能である。

１ カメラシステム
１００ カメラボディ
１１０ ＣＣＤイメージセンサー
１１２ タイミング発生器
１３０ レリーズ釦
１４０ カメラコントローラー
２００ 交換レンズ
２３０ フォーカスレンズ
２３１ 第１エンコーダ
２３２ 第２エンコーダ
２３３ フォーカスモータ
２４０ レンズコントローラー

Claims (15)

1. 光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、
   前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、
   前記フォーカスレンズの位置に関する情報を検出する位置検出手段と、
   所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、
   前記画像データにおける前記被写体像に対応する領域のＡＦ評価値を抽出するＡＦ評価値抽出手段と、
   前記ＡＦ評価値に基づき合焦状態を判定する合焦状態判定手段と、
   前記ＡＦ評価値抽出手段による前記ＡＦ評価値と前記位置検出手段による前記フォーカスレンズの位置に関する情報に基づいて、前記駆動手段を制御して前記所定のタイミング間において前記フォーカスレンズを一定速度で移動させるレンズ制御手段と、
   を備えた焦点制御装置。
2. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像のコントラストを抽出するコントラスト抽出手段を含んで構成され、前記ＡＦ評価値を前記コントラストから得るように構成された請求項１記載の焦点制御装置。
3. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記画像データにおける前記被写体像に対応する領域が過去に撮像した画像データの前記被写体像に対応する領域より拡大しているか縮小しているかに基づいて被写体が近づいているか遠ざかっているかを判断する被写体移動判断手段を含んで構成され、
   前記レンズ制御手段は、前記被写体移動判断手段の判断結果に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動するように構成された請求項２記載の焦点制御装置。
4. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像の位相差を抽出する位相差抽出手段を含んで構成され、ＡＦ評価値を前記位相差から得るように構成された請求項１記載の焦点制御装置。
5. カメラ本体および前記カメラ本体に装着可能な交換レンズユニットを備えたカメラシステムであって、
   前記カメラ本体は、
   所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、
   前記画像データにおける前記被写体像に対応する領域のＡＦ評価値を抽出するＡＦ評価値抽出手段と、
   前記ＡＦ評価値に基づき合焦状態を判定する合焦状態判定手段と、
   を備え、
   前記交換レンズユニットは、
   光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、
   前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、
   前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、
   前記ＡＦ評価値抽出手段による前記ＡＦ評価値と前記位置検出手段による前記フォーカスレンズの位置に関する情報に基づいて、前記駆動手段を制御して前記所定のタイミング間において前記フォーカスレンズを一定速度で移動させるレンズ制御手段と、
   を備えたカメラシステム。
6. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記画像データにおける前記被写体像に対応する領域が過去に撮像した画像データの前記被写体像に対応する領域より拡大しているか縮小しているかに基づいて被写体が近づいているか遠ざかっているかを判断する被写体移動判断手段を含んで構成され、
   前記レンズ制御手段は、前記被写体移動判断手段の判断結果および前記位置検出手段による前記フォーカスレンズの位置に関する情報に基づいて、前記駆動手段を制御して前記所定のタイミング間において前記フォーカスレンズを一定速度で移動させる請求項５記載のカメラシステム。
7. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像のコントラストを抽出するコントラスト抽出手段を含んで構成され、合焦状態に関する情報を前記コントラストから得るように構成された請求項５記載のカメラシステム。
8. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像が存在する領域が過去に撮像した画像データの被写体像が存在する領域より拡大しているか縮小しているかに基づいて被写体が近づいているか遠ざかっているかを判断する被写体移動判断手段を含んで構成され、前記被写体移動判断手段の判断結果に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動するように構成された請求項５記載のカメラシステム。
9. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像の位相差を抽出する位相差抽出手段を含んで構成され、合焦状態に関する情報を前記位相差から得るように構成された請求項５記載のカメラシステム。
10. 交換レンズユニットを装着可能なカメラ本体であって、
    前記交換レンズユニットは、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、を備え、
    前記カメラ本体は、
    所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、
    前記画像データにおける前記被写体像に対応する領域のＡＦ評価値を抽出するＡＦ評価値抽出手段と、
    前記画像データにおける前記被写体像に対応する領域が過去に撮像した画像データの前記被写体像に対応する領域より拡大しているか縮小しているかに基づいて被写体が近づいているか遠ざかっているかを判断する被写体移動判断手段と、
    前記被写体移動判断手段の判断結果および前記位置検出手段による前記フォーカスレンズの位置検出結果に基づいて、前記駆動手段を制御して前記所定のタイミング間において前記フォーカスレンズを一定速度に移動制御するように前記交換レンズユニットに指示する通信手段と、
    を備えたカメラ本体。
11. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像のコントラストを抽出するコントラスト抽出手段を含んで構成され、合焦状態に関する情報を前記コントラストから得るように構成された請求項１０記載のカメラ本体。
12. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像が存在する領域が過去に撮像した画像データの被写体像が存在する領域より拡大しているか縮小しているかに基づいて被写体が近づいているか遠ざかっているかを判断する被写体移動判断手段を含んで構成され、前記被写体移動判断手段の判断結果に基づいて、前記フォーカスレンズを駆動するように構成された請求項１０記載のカメラ本体。
13. 前記ＡＦ評価値抽出手段は、前記被写体像の位相差を抽出する位相差抽出手段を含んで構成され、合焦状態に関する情報を前記位相差から得るように構成された請求項１０記載のカメラ本体。
14. カメラ本体に装着可能な交換レンズユニットであって、
    前記カメラ本体は、所定のタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、前記画像データにおける前記被写体像に対応する領域のＡＦ評価値を抽出するＡＦ評価値抽出手段と、を備え、
    前記交換レンズユニットは、
    光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、
    前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、
    前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、
    前記ＡＦ評価値抽出手段による前記ＡＦ評価値と前記位置検出手段による前記フォーカスレンズの位置に関する情報に基づいて、前記駆動手段を制御して前記所定のタイミング間において前記フォーカスレンズを一定速度で移動させるレンズ制御手段と、
    を備えた交換レンズユニット。
15. 請求項１〜４のうちいずれかに記載の焦点制御装置を備えた撮像装置。