JP2018159785A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エクステンダー光学系を移動させた場合でも、安定した焦点予測を実行可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】エクステンダー光学系の撮像光学系の光路内への進入動作、または光路外への退避動作の完了を検出する移動完了検出手段と、撮像光学系の像ずれ量を検出する焦点検出手段と、像ずれ量および撮像光学系の結像位置に基づいて被写体の像面位置を算出する算出手段と、焦点検出手段が像ずれ量を検出した焦点検出時刻、および焦点検出時刻に対応する被写体の像面位置から構成されるデータを複数記憶する記憶手段と、記憶手段が記憶している複数のデータに基づいて、将来の被写体の像面位置を予測する予測手段と、を有し、予測手段は、動作完了検出手段がエクステンダー光学系の動作完了を検出した動作完了時刻から第１の所定時間の間、動作完了時刻から第２の所定時間より前のデータに基づいて、将来の被写体の像面位置を予測する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

交換レンズと、それが着脱可能なカメラ本体から構成され、過去の焦点検出結果を用いて予測された被写体の像面位置に基づいてレンズを駆動させる撮像システムが提案されている。また、撮像光学系の光路内の位置と光路外の位置との間を移動可能なエクステンダー光学系が内蔵された交換レンズを備える撮像システムも提案されている。

特許文献１では、エクステンダー光学系の移動が行われた場合に、エクステンダー光学系の移動によって変化する情報に基づいて、撮像光学系の特性情報を更新する撮像装置が開示されている。

特開２０１４−１５３６２５号公報

交換レンズに内蔵されたエクステンダー光学系は、交換レンズの鏡筒に設けられたレバーなどの操作部を撮影者が操作することで、光路内の位置と光路外の位置との間を移動する。このとき、カメラ本体で焦点検出を行っていると、焦点検出結果を適切に取得できないおそれがある。不適切な焦点検出結果を用いて予測された被写体の像面位置に基づいてレンズを駆動させると、撮影された画像のピントが不安定になってしまう。

特許文献１には、エクステンダー光学系の挿抜時における焦点検出に対する影響については何ら開示されていない。

このような課題に鑑みて、本発明は、エクステンダー光学系を移動させた場合でも、安定した焦点予測を実行可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮像光学系を備える撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系の前記撮像光学系の光路内への進入動作、または光路外への退避動作の完了を検出する動作完了検出手段と、前記撮像光学系の像ずれ量を検出する焦点検出手段と、前記像ずれ量および前記撮像光学系の結像位置に基づいて被写体の像面位置を算出する算出手段と、前記焦点検出手段が前記像ずれ量を検出した焦点検出時刻、および前記焦点検出時刻に対応する被写体の像面位置から構成されるデータを複数記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶している複数のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測する予測手段と、を有し、前記予測手段は、前記動作完了検出手段が前記エクステンダー光学系の動作完了を検出した動作完了時刻から第１の所定時間の間、前記動作完了時刻から第２の所定時間より前のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を備える撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系の前記撮像光学系の光路内への進入動作、または光路外への退避動作のうち一方の動作の開始を検出する動作開始検出手段と、前記エクステンダー光学系の前記一方の動作の完了を検出する動作完了検出手段と、前記撮像光学系の像ずれ量を検出する焦点検出手段と、前記像ずれ量および前記撮像光学系の結像位置に基づいて被写体の像面位置を算出する算出手段と、前記焦点検出手段が前記像ずれ量を検出した焦点検出時刻、および前記焦点検出時刻に対応する被写体の像面位置から構成されるデータを複数記憶する記憶手段と、前記記憶手段が記憶している複数のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測する予測手段と、を有し、前記予測手段は、前記動作開始検出手段が前記エクステンダー光学系の動作開始を検出した動作開始時刻から前記動作完了検出手段が前記エクステンダー光学系の動作完了を検出した動作完了時刻までの間、および前記動作完了時刻から第１の所定時間の間、前記動作開始時刻より前のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測することを特徴とする。

本発明によれば、エクステンダー光学系を移動させた場合でも、安定した焦点予測を実行可能な撮像装置を提供することができる。

実施例１の撮像装置の概念を示すブロック図である。 実施例１の撮像システムのブロック図である。 実施例１の予測撮影モードに設定された場合の撮影処理を示すフローチャートである。 実施例１の予測処理を示すフローチャートである。 第１から第３の予測処理の説明図である。 実施例２の撮像装置の概念を示すブロック図である。 実施例２の撮像システムのブロック図である。 実施例２の予測処理を示すフローチャートである。 第４から第６の予測処理の説明図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本実施例の撮像装置の概念を示すブロック図である。本実施例の撮像装置は、動作完了検出手段１００、焦点検出手段１０１、算出手段１０２、記憶手段１０３、および予測手段１０４を有する。

動作完了検出手段１００は、撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系の撮像光学系の光路外から光路内への進入動作、または光路内から光路外への退避動作の完了を検出する。焦点検出手段１０１は、撮像光学系の像ずれ量（焦点状態）を検出する。焦点検出手段１０１はさらに、検出した像ずれ量から、像ずれ量に対応するデフォーカス量を取得してもよい。また、像ずれ量に基づいて判定される、合焦状態であるか否かの判定結果を取得してもよい。算出手段１０２は、撮像光学系の、像ずれ量および結像位置に基づいて、被写体の像面位置に対応する情報を算出する。なお、デフォーカス量は像ずれ量に基づいて取得されるため、デフォーカス量および結像位置に基づいて被写体の像面位置に対応する情報を算出することも、像ずれ量および結像位置に基づいて被写体の像面位置に対応する情報を算出するという。また、像面位置に対応する情報とは、像面位置だけでなく、例えば、被写体に合焦するために必要なフォーカスレンズの駆動量やパルス量などを含む。記憶手段１０３は、焦点検出手段１０１が像ずれ量を検出した焦点検出時刻、および焦点検出時刻に対応する被写体の像面位置から構成されるデータを複数記憶する。また、記憶手段１０３は、動作完了検出手段１００がエクステンダー光学系の動作完了を検出した動作完了時刻を記憶している。予測手段１０４は、記憶手段１０３が記憶している複数のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置（将来の被写体の像面位置）を予測する。また、予測手段１０４は、動作完了時刻から第１の所定時間の間、動作完了時刻から第２の所定時間より前のデータに基づいて将来の被写体の像面位置を予測する。

以下、図２を参照して、本実施例の撮像システム１ａについて説明する。図２は、撮像システム１ａのブロック図である。撮像システム１ａは、撮影レンズ２００、およびデジタル一眼レフカメラ本体２３０（以下、「カメラ本体」という）を有する。撮影レンズ２００は、カメラ本体２３０に着脱可能に取り付けられる。撮影レンズ２００とカメラ本体２３０は、通信端子２２３および通信端子２５５を介して情報を通信することができる。また、撮影レンズ２００は、カメラ本体２３０から通信端子２２３および通信端子２５５を介して電力供給も受ける。

まず、撮影レンズ２００の構成について説明する。撮影レンズ２００は、撮影光学系、各種駆動手段、レンズＣＰＵ２２２、およびエクステンダー光学系２１６を有する。

撮影光学系は、物体（被写体）の光学像（被写体像）を結像し、物体側から順に光軸ＯＡに沿って、フォーカスレンズ２１１、変倍レンズ（ズームレンズ）２１２、絞り２１３を備える。なお、各レンズは一または複数のレンズを有してユニット化されているが、図２には簡単のため単レンズとして図示している。

フォーカスレンズ２１１は、レンズ駆動回路２０３によって光軸ＯＡに沿って駆動されて焦点調節を行う。レンズ駆動回路２２０は、例えば、ＤＣモータやステッピングモータによって構成され、レンズＣＰＵ２２２の制御によってフォーカスレンズ２１１の位置を変化させる。

変倍レンズ２１２は、撮影者が不図示の操作手段を手動で操作することで駆動されて焦点距離を変更する。

絞り２１３は、カメラ本体２３０の撮像センサ２３８に入射する光量を調節する。絞り駆動回路２２１は、レンズＣＰＵ２２２の制御によって、絞り２１３を駆動し、光学的な絞り値を変化させる。

エクステンダー光学系２１６は、撮影レンズ２００とカメラ本体２３０の着脱なしに撮像光学系の光路内の位置と光路外の位置との間を移動可能に構成され、撮像光学系の光学特性を異ならせる（具体的には、全系の焦点距離範囲を変更する）光学ユニットである。図２では、エクステンダー光学系２１６は、光路外に位置している。本実施例ではエクステンダー光学系２１６は、撮影者が不図示の操作手段を操作することで移動するが、エクステンダー光学系２１６を駆動する回路を設けて、自動でエクステンダー光学系２１６を移動させてもよい。

エクステンダー切換検出手段（動作完了検出手段）２１４は、エクステンダー光学系２１６が撮像光学系の光路内の所定の位置に位置していることを検出する。そのため、エクステンダー切換検出手段２１４は、エクステンダー光学系２１６の切換を検出することができる。具体的には、エクステンダー切換検出手段２１４は、エクステンダー光学系２１６の光路外から光路内への進入動作の完了、または光路内から光路外への退避動作の開始を検出することができる。

レンズＣＰＵ２２２は、マイクロコンピュータから構成され、撮影レンズ２００の各部を制御するとともに、カメラＣＰＵ２４７と通信可能なレンズ制御手段である。また、レンズＣＰＵ２２２は、撮影レンズ２００に固有の特性情報、各部の制御方法に関するプログラム、および各種データを格納する。

次に、カメラ本体２３０の構成について説明する。

メインミラー２３１は、通常、図２に示されるように、撮影レンズ２００から入射した光束を反射し、ファインダーに導くために、光軸ＯＡ上に配置されている。メインミラー２３１は、その中央部が光の一部を透過できるようにハーフミラーとなっており、光束の一部を透過させる。サブミラー２３２は、焦点検出を行うための焦点検出センサに導くように、メインミラー２３１を透過した光束を反射させる。また、メインミラー２３１は、撮影が行われる場合、光束を撮像センサ２３８に導くために、上方に跳ね上がり、光軸ＯＡから退避する。

ペンタプリズム２３３は、ファインダーを構成する光学素子である。また、ファインダーは、ピント板やアイピースレンズなどの他の光学素子を備える。測光回路２３４は、ピント板に結像された被写体像の色および明るさを、測光回路２３４内に配置されている、カラーフィルタを備えた測光センサによって電気信号に変換する。

焦点検出回路（焦点検出手段）２３６は、焦点検出処理を実行する。メインミラー２３１の中央部を透過し、サブミラー２３２で反射された光束は、焦点検出回路２３６の内部に配置された焦点検出センサに入射する。焦点検出回路２３６は、焦点検出センサの出力に基づいて、焦点検出結果である撮像光学系の像ずれ量（デフォーカス量）を算出する。カメラＣＰＵ２４７は、焦点検出回路２３６の演算結果に基づいて、フォーカスレンズ２１１の駆動量を算出し、通信端子２５５および通信端子２２３を介してレンズＣＰＵ２２２に算出した駆動量を送信する。レンズＣＰＵ２２２は、カメラＣＰＵ２４７から受信したフォーカスレンズ２１１の駆動量に基づいて、レンズ駆動回路２２０にフォーカスレンズ２１１を駆動させる。

シャッタ駆動回路２３７は、カメラＣＰＵ２４７の制御によって、フォーカルプレーンシャッタ２３５を駆動し、フォーカルプレーンシャッタ２３５の開口時間を変化させる。

撮像センサ（撮像素子）２３８は、例えばＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどが用いられ、撮像光学系によって結像された被写体像を電気信号に変換する。クランプ回路２３９やＡＧＣ回路２４０は、撮像センサ２３８から出力されたアナログ信号に対して、基本的なアナログ信号処理を行う。カメラＣＰＵ２４７は、クランプレベルやＡＧＣ基準レベルの変更を行う。Ａ／Ｄ変換器２４１は、アナログ信号をデジタル信号に変換する。

映像信号処理回路２４２は、ゲートアレイなどのロジックデバイスにより実現され、デジタル化された画像データに、フィルタ処理、色変換処理、ガンマ処理を行うとともに、ＪＰＥＧなどの圧縮処理を行う。また、映像信号処理回路２４２は、必要に応じて撮像センサ２３８から出力された信号の露出情報やホワイトバランスなどの情報をカメラＣＰＵ２４７に出力することが可能である。カメラＣＰＵ２４７は、それらの情報に基づいて、ホワイトバランスやゲイン調整の指示を行う。連続撮影動作の場合においては、一旦、未処理画像のままバッファメモリ２４６に画像データを格納し、メモリコントローラ２４３を通して未処理の画像データを読み出し、映像信号処理回路２４２にて画像処理や圧縮処理を行い、連続撮影を行う。連像撮影枚数は、バッファメモリ２４６の大きさに左右される。

メモリコントローラ２４３は、映像信号処理回路２４２から入力された未処理のデジタル画像データをバッファメモリ２４６に格納し、処理済みのデジタル画像データをメモリ(記憶手段)２４４に格納する。また、逆にバッファメモリ２４６やメモリ２４４から画像データを映像信号処理回路２４２に出力する。メモリコントローラ２４３は、コンピュータ等と接続可能な外部インターフェイス２４５を介してメモリ２４４に記憶されている画像を出力可能である。メモリ２４４は、取り外し可能に構成されていてもよい。外部インターフェイス２４５は、コンピュータ等と接続可能である。

カメラＣＰＵ２４７は、マイクロコンピュータから構成され、カメラ本体２３０の各部を制御するとともに、レンズＣＰＵ２２２と通信可能なカメラ制御手段である。また、カメラＣＰＵ２４７は、算出手段および予測手段として機能する。また、カメラＣＰＵ２４７は、各部の制御方法に関するプログラム、および各種データを格納する。

操作部材２４８には、レリーズボタン、ＩＳＯ設定ボタン、画像サイズ設定ボタン、画質設定ボタン、および情報表示ボタンなどのスイッチが接続され、各スイッチの状態をカメラＣＰＵ２４７に出力する。カメラＣＰＵ２４７は、操作部材２４８からの出力に応じて、カメラ本体２３０の各部を制御する。

スイッチ２４９（以下、ＳＷ１）とスイッチ２５０（以下、ＳＷ２）はそれぞれ、レリーズボタンの操作でオンオフするスイッチである。レリーズボタンが半押しされると、ＳＷ１のみがオンの状態になり、オートフォーカス動作や測光動作が行われる。レリーズボタンが全押しされると、ＳＷ１、ＳＷ２がともにオンの状態になり、撮影が行われる。ＳＷ１、ＳＷ２がともにオンし続けている間は、連続撮影動作が行われる。

液晶駆動回路２５１は、カメラＣＰＵ２４７の表示内容命令にしたがって、外部液晶表示部材２５２やファインダー内液晶表示部材２５３を駆動する。ファインダー内液晶表示部材２５３には、ＬＥＤなどのバックライトが配置され、そのＬＥＤも液晶駆動回路２５１により駆動される。
カメラＣＰＵ２４７は、撮影前に設定されているＩＳＯ感度、画像サイズ、および画質に応じた、画像サイズの予測値データに基づいて、メモリコントローラ２４３を通して、メモリ２４４の容量を確認した上で撮影可能残数を演算することができる。撮影可能残数は、必要に応じて、外部液晶表示部材２５２やファインダー内液晶表示部材２５３に表示してもよい。

不揮発性メモリ２５４は、例えばＥＥＰＲＯＭが用いられ、カメラ本体２３０に電源が入れられていない状態でも、データを保存することができる。

電源部２５６は、カメラ本体２３０内の各ＩＣ、駆動系および撮影レンズ２００に必要な電源を供給する。

従来、所定の時刻における被写体の像面に対してレンズを駆動するモード（ワンショット撮影モード）と、将来の被写体の像面を予測しながらレンズを駆動するモード（予測撮影モード）の２種類の撮影モードを備えるカメラが知られている。

以下、図３を参照して、本実施例のカメラ本体２３０が予測撮影モードに設定された場合の撮影処理について説明する。図３は、本実施例の予測撮影モードに設定された場合の撮影処理を示すフローチャートである。

ステップＳ３０１では、カメラＣＰＵ２４７は、ＳＷ１がオンしているかどうかを判定する。ＳＷ１がオンしている場合、ステップＳ３０２に進み、オンしていない場合、予測撮影モードを終了する。

ステップＳ３０２では、カメラＣＰＵ２４７は、焦点検出回路２３６に焦点検出処理を実行させる。焦点検出回路２３６は、焦点検出センサを駆動させ、焦点検出センサからの出力に基づいて撮像光学系の像ずれ量を検出する。カメラＣＰＵ２４７は、撮像光学系の、像ずれ量および結像位置に基づいて、被写体の像面位置を算出する。

ステップＳ３０３では、カメラＣＰＵ２４７は、記憶処理を行う。具体的には、カメラＣＰＵ２４７は、ステップＳ３０２で焦点検出回路２３６が像ずれ量を検出した焦点検出時刻、およびこれに対応する被写体の像面位置から構成されるデータをメモリ２４４に格納する。

ステップＳ３０４では、カメラＣＰＵ２４７は、予測処理を行う。予測処理の詳細は、後述する。

ステップＳ３０５では、カメラＣＰＵ２４７は、ＳＷ２がオンしているかどうかを判定する。ＳＷ２がオンしている場合、ステップＳ３０６に進み、オンしていない場合、ステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０６では、カメラＣＰＵ２４７は、メインミラー２３１を光軸ＯＡから退避させるとともに、フォーカルプレーンシャッタ２３５を駆動させることで、撮影を行う。ステップＳ３０６の処理後、ステップＳ３０１に戻る。

以下、図４を参照して、図３のフローチャートにおけるステップＳ３０４の予測処理について説明する。図４は、本実施例の予測処理を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１では、カメラＣＰＵ２４７は、エクステンダー切換検出手段２１４からエクステンダー光学系２１６の切換（撮像光学系の光路外から光路内への進入動作）が完了したことを通知する信号を受信したかどうかを判定する。信号を受信しない場合、ステップＳ４０２に進み、信号を受信した場合、ステップＳ４０３に進む。また、信号を受信した場合、カメラＣＰＵ２４７は、受信した時刻をエクステンダー光学系２１６の切換が完了した時刻（動作完了時刻）としてメモリ２４４に格納する。

ステップＳ４０２では、カメラＣＰＵ２４７は、第１の予測処理を実行する。第１の予測処理の詳細は、後述する。

ステップＳ４０３では、カメラＣＰＵ２４７は、ステップＳ４０１でメモリ２４４に格納した動作完了時刻から現在時刻までの時間が第１の所定時間より短いかどうか、すなわち現在時刻が動作完了時刻から第１の所定時間の間であるかどうかを判定する。第１の所定時間より短い場合、ステップＳ４０４に進み、第１の所定時間より長い場合、ステップＳ４０５に進む。なお、動作完了時刻から現在時刻までの時間が第１の所定時間と等しい場合、どちらのステップに進むかは、任意に設定することができる。

ステップＳ４０４では、カメラＣＰＵ２４７は、第２の予測処理を実行する。第２の予測処理の詳細は、後述する。

ステップＳ４０５では、カメラＣＰＵ２４７は、第３の予測処理を実行する。第３の予測処理の詳細は、後述する。

ステップＳ４０６では、カメラＣＰＵ２４７は、ステップＳ４０２、ステップＳ４０４、およびステップＳ４０５でそれぞれ予測された、将来の被写体の像面位置に基づいて、フォーカスレンズ２１１を移動させる。

以下、図５を参照して、図４のフローチャートにおけるステップＳ４０２、ステップＳ４０４、およびステップＳ４０５の第１から第３の予測処理について説明する。図５は、第１から第３の予測処理の説明図である。図５では、横軸が時刻を表し、縦軸が被写体の像面位置を表している。また、ｔ_ｉ（ｉ：整数）は焦点検出時刻を表し、ｐ_iは焦点検出時刻ｔ_ｉに対応する被写体の像面を表している。

図５では、エクステンダー光学系２１６の切換（撮像光学系の光路外から光路内への進入動作）は、時刻ｔ_Ａで開始され、時刻（動作完了時刻）ｔ_Ｂで完了したものとする。時刻ｔ_Ｂ以前では、エクステンダー光学系２１６の切換が完了していないので、カメラＣＰＵ２４７は第１の予測処理を実行する。第１の予測処理では、図３のフローチャートにおけるステップＳ３０３で記憶された複数のデータ（過去の複数の焦点検出時刻およびそれぞれが複数の焦点検出時刻に対応する複数の被写体の像面位置）に基づいて、将来の被写体の像面位置が予測される。

時刻ｔ_Ｂから時刻ｔ_Ｃまでの間では、時刻ｔ_Ｂから時刻ｔ_Ｃまでの時間が第１の所定時間Ｔ_Ｄより短いため、カメラＣＰＵ２４７は第２の予測処理を実行する。ここで、第２の所定時間Ｔ_Ｅは、撮影者がエクステンダー光学系２１６の切り換えるために必要と想定される時間である。第２の所定時間Ｔ_Ｅでは、エクステンダー光学系２１６が撮像光学系の光路上を移動しているため、焦点検出結果が不安定になる。また、時刻ｔ_Ｂから時刻ｔ_Ｃまでの間では、焦点距離が変更されてからの焦点検出結果が少ないため、それに基づいた予測は困難である。したがって、第２の予測処理では、ステップＳ３０３で記憶された複数のデータのうち、時刻ｔ_Ｂから第２の所定時間Ｔ_Ｅより前のデータに基づいて、将来の被写体の像面位置が予測される。

なお、時刻ｔ_Ｂ前後で焦点距離が変更されているので、例えば、時刻ｔ_Ａ以前の被写体の像面移動速度に、焦点距離が変更された分を考慮した像面移動速度によって予測をしてもよい。また、予測に用いる過去の焦点検出時刻、および被写体の像面位置の組数を像面移動速度によって決定してもよい。例えば、像面移動速度が速いときは、予測の応答性を上げるため、像面移動速度が遅いときに比べて、予測に用いる過去の焦点検出時刻、および被写体の像面位置の組数を少なくしてもよい。

時刻ｔ_Ｃ以降では、動作完了時刻から現在時刻までの時間は第１の時間Ｔ_Ｄより長いため、カメラＣＰＵ２４７は第３の予測処理を実行する。第３の予測処理では、ステップＳ３０３で記憶された複数のデータに基づいて、将来の被写体の像面位置が予測される。また、第３の予測処理では、時刻ｔ_Ｂ以降の焦点検出時刻および被写体の像面位置に基づいて将来の被写体の像面位置が予測されてもよい。さらに、時刻ｔ_Ｂから第２の所定時間Ｔ_Ｅより前の被写体の像面位置を、エクステンダー光学系２１６による焦点距離変更後の像面位置に変換することで、将来の被写体の像面位置が予測されてもよい。

なお、本実施例では、エクステンダー光学系２１６が光路外から光路内に進入する場合の予測処理について説明したが、本発明は、エクステンダー光学系２１６の光路内から光路外に退避する場合の予測処理についても適用することができる。この場合、エクステンダー光学系２１６が光路外の所定の位置に位置していることを検出する検出手段を、エクステンダー切換検出手段として設ける必要がある。

以上説明したように、本実施例では、撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系を移動させた場合でも、安定した焦点予測を行い、被写体に追従可能な撮像装置を提供することができる。

図６は、本実施例の撮像装置の概念を示すブロック図である。本実施例の撮像装置は、動作開始検出手段６００、動作完了検出手段６０１、焦点検出手段６０２、算出手段６０３、記憶手段６０４、および予測手段６０５を有する。

動作開始検出手段６００は、撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系の撮像光学系の光路外から光路内への進入動作、または光路内から光路外への退避動作の開始を検出する。動作完了検出手段６０１は、動作開始検出手段６００が開始を検出した動作の完了を検出する。焦点検出手段６０２は、撮像光学系の像ずれ量を検出する。算出手段６０３は、撮像光学系の、像ずれ量および結像位置に基づいて、被写体の像面位置を算出する。記憶手段６０４は、焦点検出手段６０２が像ずれ量を検出した焦点検出時刻、および焦点検出時刻に対応する被写体の像面位置から構成されるデータを複数記憶する。また、記憶手段６０４は、動作開始検出手段６００がエクステンダー光学系の動作開始を検出した動作開始時刻、および動作完了検出手段１００がエクステンダー光学系の動作完了を検出した動作完了時刻を記憶している。予測手段６０５は、記憶手段６０４が記憶している複数のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置（将来の被写体の像面位置）を予測する。また、予測手段６０５は、動作開始時刻から動作完了時刻までの間、および動作完了時刻から第１の所定時間の間、動作開始時刻より前のデータに基づいて将来の被写体の像面位置を予測する。

図７は、本実施例の撮像システム１ｂのブロック図である。エクステンダー切換検出手段７０１は、エクステンダー光学系２１６が撮像光学系の光路外の所定の位置に位置していることを検出する。そのため、エクステンダー切換検出手段７０１は、エクステンダー光学系２１６の切換を検出することができる。具体的には、エクステンダー切換検出手段７０１は、エクステンダー光学系２１６の光路外から光路内への進入動作の開始、または光路内から光路外への退避動作の完了を検出することができる。本実施例の撮像システム１ｂは、エクステンダー切換検出手段７０１以外は、実施例１と同一の構成を有する。図７において、図２と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施例のカメラ本体２３０が予測撮影モードに設定された場合の撮影処理は、実施例１において図３のフローチャートに基づいて説明したものと同じである。

以下、図８を参照して、図３のフローチャートにおけるステップＳ３０４の予測処理について説明する。図８は、本実施例の予測処理を示すフローチャートである。

ステップＳ８０１では、カメラＣＰＵ２４７は、エクステンダー光学系２１６の状態を判定する。エクステンダー光学系２１６の状態とは、エクステンダー光学系２１６が撮像光学系の光路外の所定の位置に位置する状態、光路内の所定の位置に位置する状態、または切換（動作）中の状態のいずれかである。

エクステンダー切換検出手段２１４、７０１によりエクステンダー光学系２１６が撮像光学系の光路内外の所定の位置に位置していないことが検出された場合、エクステンダー光学系２１６は切換中の状態と判定される。

エクステンダー光学系２１６が切換中の状態と判定された後、エクステンダー切換検出手段２１４によりエクステンダー光学系２１６が光路内の所定の位置に位置していることが検出された場合、エクステンダー光学系２１６の切換が完了したと判定される。カメラＣＰＵ２４７は、このときの時刻を動作完了時刻としてメモリ２４４に格納する。

一方、エクステンダー光学系２１６が切換中の状態と判定された後、エクステンダー切換検出手段７０１によりエクステンダー光学系２１６が光路外の所定の位置に位置していることが検出された場合、エクステンダー光学系２１６の切換が完了したと判定される。カメラＣＰＵ２４７は、このときの時刻を動作完了時刻としてメモリ２４４に格納する。

ステップＳ８０２では、カメラＣＰＵ２４７は、ステップＳ７０１で判定された状態が切換中の状態であるかどうかを判定する。切換中の状態と判定された場合、ステップＳ８０３に進み、切換中の状態と判定されなかった場合、ステップＳ８０４に進む。

ステップＳ８０３では、カメラＣＰＵ２４７は、第４の予測処理を実行する。第４の予測処理の詳細は、後述する。

ステップＳ８０４では、カメラＣＰＵ２４７は、ステップＳ８０１でメモリ２４４に格納した動作完了時刻から現在時刻までの時間が第１の所定時間より短いかどうか、すなわち現在時刻が動作完了時刻から第１の所定時間の間であるかどうかを判定する。第１の所定時間より短い場合、ステップＳ８０５に進み、第１の所定時間より長い場合、ステップＳ８０６に進む。なお、動作完了時刻から現在時刻までの時間が第１の所定時間と等しい場合、どちらのステップに進むかは、任意に設定することができる。

ステップＳ８０５では、カメラＣＰＵ２４７は、第５の予測処理を実行する。第５の予測処理の詳細は、後述する。

ステップＳ８０６では、カメラＣＰＵ２４７は、第６の予測処理を実行する。第６の予測処理の詳細は、後述する。

ステップＳ８０７では、カメラＣＰＵ２４７は、ステップＳ８０３、ステップＳ８０５およびステップＳ８０６でそれぞれ予測された、将来の被写体の像面位置に基づいて、フォーカスレンズ２１１を移動させる。

以下、図９を参照して、図８のフローチャートにおけるステップＳ８０３、ステップＳ８０５およびステップＳ８０６の第４から第６の予測処理について説明する。図９は、第４から第６の予測処理の説明図である。図９では、横軸が時刻を表し、縦軸が被写体の像面位置を表している。また、ｔ_ｉ（i：整数）は焦点検出時刻を表し、ｐ_iは焦点検出時刻ｔ_ｉに対応する被写体の像面を表している。

図９では、エクステンダー光学系２１６の撮像光学系の光路外から光路内への進入動作は、時刻（動作開始時刻）ｔ_Ａで開始され、時刻（動作完了時刻）ｔ_Ｂで完了したものとする。すなわち、本実施例では、エクステンダー切換検出手段２１４が動作完了検出手段として機能し、エクステンダー切換検出手段７０１が動作開始検出手段として機能する。エクステンダー切換検出手段２１４、７０１により、時刻ｔ_Ａ以前は切換前、時刻ｔ_Ａから時刻ｔ_Ｂまでの間は切換中、および時刻ｔ_Ｂ以降は切換後であると判断できる。

時刻ｔ_Ａ以前および時刻ｔ_Ｃ以降（時刻ｔ_Ｂから第１の所定時間Ｔ_Ｄの経過以降）では、カメラＣＰＵ２４７は第６の予測処理を実行する。第６の予測処理では、ステップＳ３０３で記憶された複数のデータ（過去の焦点検出時刻およびそれぞれが複数の焦点検出時刻に対応する複数の被写体の像面位置）を用いて、将来の被写体の像面位置を予測する。なお、時刻ｔ_Ｃ以降については、時刻ｔ_Ｂ以前の焦点検出時刻および被写体の像面位置を用いなくてもよい。

時刻ｔ_Ａから時刻ｔ_Ｂまでの間では、カメラＣＰＵ２４７は、第４の予測処理を実行する。時刻ｔ_Ａから時刻ｔ_Ｂまでの間は、エクステンダー光学系２１６が撮像光学系の光路上を移動しているため、焦点検出結果が不安定になる。したがって、第４の予測処理では、ステップＳ３０３で記憶された複数のデータのうち、時刻ｔ_Ａより前のデータに基づいて、将来の被写体の像面位置を予測する。また、時刻ｔ_Ａより前の焦点検出時刻および被写体の像面位置に基づく像面移動速度を用いて将来の像面位置を予測してもよい。

時刻ｔ_Ｂから時刻ｔ_Ｃまでの間では、カメラＣＰＵ２４７は、第５の予測処理を実行する。時刻ｔ_Ｂから時刻ｔ_Ｃまでの間では、焦点距離が変更されてからの焦点検出結果が少ないため、それに基づいた予測は困難である。したがって、第５の予測処理では、ステップＳ３０３で記憶された複数のデータのうち、時刻ｔ_Ａより前のデータに基づいて、将来の被写体の像面位置を予測する。このとき、時刻ｔ_Ｂ前後で焦点距離が変更されているので、例えば、時刻ｔ_Ａ以前の被写体の像面移動速度に、焦点距離が変更された分を考慮した像面移動速度によって予測をしてもよい。

なお、本実施例では、エクステンダー光学系２１６の光路外から光路内に進入する場合の予測処理について説明したが、本発明は、エクステンダー光学系２１６の光路内から光路外に退避する場合の予測処理についても適用することができる。この場合、エクステンダー切換検出手段２１４が動作開始検出手段として機能し、エクステンダー切換検出手段７０１が動作完了検出手段として機能する。

以上説明したように、本実施例では、撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系を移動させた場合でも、安定した焦点予測を行い、被写体に追従可能な撮像装置を提供することができる。

２００ 撮影レンズ
２１４ エクステンダー切換検出手段（動作完了検出手段）
２１６ エクステンダー光学系
２３０ カメラ本体（撮像装置）
２３６ 焦点検出回路（焦点検出手段）
２４４ メモリ（記憶手段）
２４７ カメラＣＰＵ（算出手段、予測手段）

Claims (6)

1. 撮像光学系を備える撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系の前記撮像光学系の光路内への進入動作、または光路外への退避動作の完了を検出する動作完了検出手段と、
   前記撮像光学系の像ずれ量を検出する焦点検出手段と、
   前記像ずれ量および前記撮像光学系の結像位置に基づいて被写体の像面位置に対応する情報を算出する算出手段と、
   前記焦点検出手段が前記像ずれ量を検出した焦点検出時刻、および前記焦点検出時刻に対応する被写体の像面位置に対応する情報から構成されるデータを複数記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶している複数のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置に対応する情報を予測する予測手段と、を有し、
   前記予測手段は、前記動作完了検出手段が前記エクステンダー光学系の動作完了を検出した動作完了時刻から第１の所定時間の間、前記動作完了時刻から第２の所定時間より前のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測することを特徴とする撮像装置。
2. 前記予測手段は、前記動作完了時刻から前記第１の所定時間の間、前記動作完了時刻から前記第２の所定時間より前のデータに基づく像面移動速度に基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記記憶手段は、前記動作完了時刻を記憶していることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 撮像光学系を備える撮影レンズに内蔵されたエクステンダー光学系の前記撮像光学系の光路内への進入動作、または光路外への退避動作のうち一方の動作の開始を検出する動作開始検出手段と、
   前記エクステンダー光学系の前記一方の動作の完了を検出する動作完了検出手段と、
   前記撮像光学系の像ずれ量を検出する焦点検出手段と、
   前記像ずれ量および前記撮像光学系の結像位置に基づいて被写体の像面位置を算出する算出手段と、
   前記焦点検出手段が前記像ずれ量を検出した焦点検出時刻、および前記焦点検出時刻に対応する被写体の像面位置から構成されるデータを複数記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶している複数のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測する予測手段と、を有し、
   前記予測手段は、前記動作開始検出手段が前記エクステンダー光学系の動作開始を検出した動作開始時刻から前記動作完了検出手段が前記エクステンダー光学系の動作完了を検出した動作完了時刻までの間、および前記動作完了時刻から第１の所定時間の間、前記動作開始時刻より前のデータに基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測することを特徴とする撮像装置。
5. 前記予測手段は、前記予測手段は、前記動作開始時刻から前記動作完了時刻までの間、および前記動作完了時刻から第１の所定時間の間、前記動作開始時刻より前のデータに基づく像面移動速度に基づいて、現在時刻から所定時間後の時刻の被写体の像面位置を予測することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記記憶手段は、前記動作開始時刻および前記動作完了時刻を記憶することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。