JP2022072542A - フォーカス制御装置、レンズ装置、撮像装置およびフォーカス制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子の駆動音が録音されることを抑えつつ、ピントずれや収差を低減する。【解決手段】フォーカス制御装置１０６は、フォーカシングにおいて第１光学素子１０４と第２光学素子１０５をそれぞれ被写体距離に応じた第１目標位置と第２目標位置に向かわせるように第１および第２光学素子の駆動を制御する制御手段１０６ｂ、１０６ｄと、第１光学素子の実位置と第１目標位置との位置差と、第１および第２光学素子のそれぞれのフォーカス敏感度とを用いて、第２目標位置に対する補正値を算出する算出手段１０６ｃとを有する。制御手段は、録音を伴わない撮像において、第２光学素子の実位置と第２目標位置との位置差に補正値を加算して第２目標位置を補正し、録音を伴う撮像において、第２目標位置の上記補正値による補正を制限する。【選択図】図２

Description

本発明は、フォーカシングにおいて光学素子の移動を制御する技術に関する。

撮像装置やレンズ装置には、フォーカシングにおいて複数のフォーカスレンズを移動させるものがある。特許文献１には、分解能が低い第２フォーカスレンズの位置偏差により生じるピントずれ（像面誤差）をより分解能が高い第１フォーカスレンズを移動させて低減するレンズ装置が開示されている。

特開２０１２－０７３５８４号公報

しかしながら、特許文献１にて開示されたレンズ装置において、第１フォーカスレンズの駆動に急激な加速駆動や反転駆動が発生すると、大きな駆動音が発生し、動画撮像時に駆動音が録音されるおそれがある。

本発明は、光学素子の駆動音が録音されることを抑えつつ、ピントずれや収差を低減できるようにしたフォーカス制御装置等を提供する。

本発明の一側面としてのフォーカス制御装置は、フォーカシングにおいて第１光学素子と第２光学素子をそれぞれ被写体距離に応じた第１目標位置と第２目標位置に向かわせるように第１および第２光学素子の駆動を制御する制御手段と、第１光学素子の実位置と第１目標位置との位置差と、第１および第２光学素子のそれぞれのフォーカス敏感度とを用いて、第２目標位置に対する補正値を算出する算出手段とを有する。制御手段は、録音を伴わない撮像において、第２光学素子の実位置と第２目標位置との位置差に補正値を加算して第２目標位置を補正し、録音を伴う撮像において、第２目標位置の上記補正値による補正を制限することを特徴とする。なお、フォーカス制御装置を有するレンズ装置や撮像装置も、本発明の他の一側面を構成する。

また本発明の他の一側面としてのフォーカス制御方法は、第１光学素子と第２光学素子をそれぞれ被写体距離に応じた第１目標位置と第２目標位置に向かわせるように第１および第２光学素子の駆動を制御するステップと、第１光学素子の実位置と第１目標位置との位置差と、第１および第２光学素子のそれぞれのフォーカス敏感度とを用いて、第２目標位置に対する補正値を算出するステップとを有する。録音を伴わない撮像において、第２光学素子の実位置と第２目標位置との位置差に上記補正値を加算して第２目標位置を補正し、録音を伴う撮像において、第２目標位置の上記補正値による補正を制限することを特徴とする。なお、フォーカス制御方法に従う処理をコンピュータに実行させるプログラムも、本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、第１の光学素子の位置偏差によるピントずれや収差を補正するための第２の光学素子の駆動音を抑えることができ、撮像時に駆動音が録音されにくくすることができる。

本発明の実施例１であるレンズ交換式カメラシステムの構成を示す図。 実施例１におけるレンズ制御部の構成を示す図。 実施例１における被写体距離ごとのフォーカス目標位置を示す図。 実施例１における被写体距離ごとのフォーカス敏感度を示す図。 実施例１における第２フォーカス補正値の算出方法を示す図。 実施例１における制御周期ごとに第２フォーカスレンズの補正駆動を行う方法を示す図。 実施例１における第２フォーカスレンズの補正駆動の具体例を示す図。 実施例１における第２フォーカスレンズの駆動制御処理を示すフローチャート。 実施例２における第２フォーカスレンズの駆動制御処理を示すフローチャート。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施例１であるレンズ交換式カメラシステムの構成を示している。このカメラシステムは、撮像装置（以下、カメラ本体という）２００と、該カメラ本体２００に着脱可能な光学装置としてのレンズ装置（以下、交換レンズという）１００とにより構成されている。カメラ本体２００と交換レンズ１００は、不図示のマウントを介して機械的および電気的に接続されている。カメラ本体２００は、マウントに設けられた電源端子部を介して交換レンズ１００に電源を供給し、またマウントに設けられた通信端子部を介して交換レンズ１００と通信を行う。

交換レンズ１００は、撮像光学系１０１を有する。撮像光学系１０１は、不図示の被写体からの光を結像させて、カメラ本体２００内の撮像素子２０１上に光学像（被写体像）を形成する。交換レンズ１００は、後述するフォーカス制御装置を含む。

本実施例の撮像光学系１０１は、単焦点レンズである。撮像光学系１０１は、被写体側から順に、フィールドレンズ１０２、絞りユニット１０３、第１フォーカスレンズ（第１光学素子）１０４および第２フォーカスレンズ（第２光学素子）１０５を有する。

第１フォーカスレンズ１０４は主として被写体に対するフォーカシングを行うために撮像光学系１０１の光軸方向に移動可能であり、第１フォーカス駆動部（第１の駆動手段）１０８のアクチュエータによって駆動される。第２フォーカスレンズ１０５は、第１フォーカスレンズ１０４の移動によって生じるピントずれを低減させるピント補正と、同じく第１フォーカスレンズ１０４の移動によって生じる収差を低減するための収差補正とを行うために光軸方向に移動可能である。第２フォーカスレンズ１０５は、第２フォーカス駆動部（第２の駆動手段）１１０のアクチュエータによって駆動される。第１フォーカスレンズ１０４と第２フォーカスレンズ１０５のそれぞれの位置は、第１フォーカス位置検出部１０９と第２フォーカス位置検出部１１１によって検出される。なお、本実施例では第２フォーカスレンズ１０５が収差補正を行うが、第１フォーカスレンズ１０４が収差補正を行ってもよい。

なお本実施例では、第１フォーカスレンズ１０４と第２フォーカスレンズ１０５がともに単焦点レンズである場合について説明するが、焦点距離を変更できる変倍レンズや収差状態を変更できる収差可変レンズであてもよい。

フィールドレンズ１０２は、周辺光の進行方向を調整する。絞りユニット１０３は、絞り駆動部１０７のアクチュエータにより不図示の絞り羽根を開閉駆動して開口径を変化させることで光量調節を行う。

レンズ制御部１０６は、ＣＰＵや内部メモリ等を有するコンピュータである。レンズ制御部１０６は、絞り駆動部１０７、第１フォーカス駆動部１０８および第２フォーカス駆動部１１０を制御する。また、オートフォーカス（ＡＦ）制御に必要な情報をカメラ制御部２０５との間で通信したりする。さらにカメラ制御部２０５から、現在においてカメラ本体２００にて設定されている撮像モード（動画撮像モード、静止画撮像モード、ライブビューモード等）を受信する。

メモリ（記憶手段）１１２は、ＲＯＭやＲＡＭ等によって構成され各種データを記憶する。メモリ１１２に記憶されるデータには、被写体距離と合焦状態および良好な収差補正状態が得られる第１フォーカスレンズ１０４と第２フォーカスレンズ１０５のそれぞれの位置（フォーカシング位置）との関係を示すデータがある。また、被写体距離と第１フォーカスレンズ１０４と第２フォーカスレンズ１０５のそれぞれの単位移動量に対する像面位置の移動量の比率を示すフォーカス敏感度（後述する第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度）との関係を示すデータが含まれている。

カメラ本体２００は、撮像素子２０１、信号処理部２０２、記録処理部２０３、デフォーカス検出部２０４、カメラ制御部２０５、メモリ２０６、操作部２０７および表示部２０８を有する。撮像素子２０１は、撮像光学系１０１により形成された被写体像を光電変換（撮像）して電気信号（アナログ撮像信号）を生成し、信号処理部２０２に出力する。撮像素子２０１は、画像データを生成するための撮像用画素に加えて、撮像光学系１０１の焦点状態を検出するための焦点検出用画素を有する。

信号処理部２０２は、撮像素子２０１からのアナログ撮像信号をデジタル撮像信号に変換し、該デジタル撮像信号に対してノイズ除去や色補正等の各種画像処理を行って画像データを生成する。信号処理部２０２は、画像データを記録処理部２０３に出力して記録媒体に記録させたり、表示部２０８に出力して表示させたりする。

デフォーカス検出部２０４は、焦点検出用画素からの信号を用いて撮像光学系１０１の焦点状態（デフォーカス量）を検出する。具体的には、デフォーカス検出部２０４は、焦点検出用画素からデフォーカス量に応じた位相差を有する対の像信号を取得し、これら対の像信号に対して相関演算を行うことで位相差を算出し、該位相差からデフォーカス量を算出する。デフォーカス検出部２０４は、検出したデフォーカス量をカメラ制御部２０５に出力する。

カメラ制御部２０５は、ＣＰＵや内部メモリ等を有するコンピュータであり、記録処理部２０３、デフォーカス検出部２０４およびメモリ２０６と電気的に接続されている。カメラ制御部２０５は、メモリ２０６に記録されたコンピュータプログラムを読み出して実行したり、オートフォーカス（ＡＦ）制御に必要な情報をレンズ制御部１０６との間で通信したりする。また、レンズ制御部１０６に対して、前述した現在カメラ本体２００において設定されているモードを送信する。

さらにカメラ制御部２０５は、不図示の撮像スイッチや各種設定スイッチを含むカメラ操作部２０７からの入力に応じてカメラ本体２００および交換レンズ１００を制御する。例えば、カメラ制御部２０５は、撮像スイッチの半押し操作に応じてデフォーカス検出部２０４にデフォーカス量を検出させる。カメラ制御部２０５は、デフォーカス量に応じて、第１および第２フォーカスレンズ１０４，１０５をレンズ制御部１０６から取得したそれらの現在位置から合焦状態が得られ、かつ収差が良好に補正される位置（フォーカシング位置）まで移動させるためのフォーカス駆動量を算出する。そしてカメラ制御部２０５は、フォーカス駆動量を含むフォーカス駆動指令をレンズ制御部１０６に送信する。

図２は、レンズ制御部１０６のうち第１および第２フォーカスレンズ１０４，１０５の駆動制御に関わる構成を示している。フォーカス制御装置に相当するレンズ制御部１０６は、目標位置生成部１０６ａ、第１フォーカス制御部１０６ｂ、補正値算出部１０６ｃおよび第２フォーカス制御部１０６ｄを有する。第１フォーカス制御部１０６ｂと第２フォーカス制御部１０６ｄにより制御手段が構成される。

目標位置生成部１０６ａは、カメラ制御部２０５からレンズ制御部１０６に出力されたフォーカス駆動指令に含まれるフォーカス駆動量に応じて、第１フォーカス目標位置（第１目標位置）と第２フォーカス目標位置（第２目標位置）を生成する。第１フォーカス目標位置と第２フォーカス目標位置はそれぞれ、同一被写体距離に対する第１フォーカスレンズ１０４と第２フォーカスレンズ１０５のフォーカシング位置である。

第１フォーカス制御部１０６ｂは、目標位置生成部１０６ａから取得した第１フォーカス目標位置と第１フォーカス位置検出部１０９で検出された第１フォーカスレンズ１０４の実際の位置（以下、第１フォーカス実位置という）との差分である位置差を算出する。そして第１フォーカス制御部１０６ｂは、該位置差である第１フォーカス位置偏差を補正値算出部１０６ｃに出力する。また第１フォーカス制御部１０６ｂは、算出した第１フォーカス位置偏差に対してＰＩＤゲインを乗じることで第１フォーカス駆動量を算出してこれを第１フォーカス駆動部１０８に出力する。

補正値算出部（算出手段）１０６ｃは、第２フォーカス目標位置に対する補正値である第２フォーカス補正値を算出する。具体的には、第１フォーカス制御部１０６ｂで算出された第１フォーカス位置偏差と、メモリ１１２に記憶された第１および第２フォーカスレンズ１０４、１０５のそれぞれのフォーカス敏感度としての第１フォーカス敏感度および第２フォーカス敏感度を用いて第２フォーカス補正値を算出する。

第２フォーカス制御部１０６ｄは、目標位置生成部１０６ａで取得した第２フォーカス目標位置と第２フォーカス位置検出部１１１で検出された第２フォーカスレンズ１０５の実際の位置（以下、第２フォーカス実位置という）との位置差を算出する。そして第２フォーカス制御部１０６ｄは、該位置差である第２フォーカス位置偏差と補正値算出部１０６ｃから取得した第２フォーカス補正値とを加算して第２フォーカス補正目標位置（補正された第２目標位置）を算出する。また第２フォーカス制御部１０６ｄは、第２フォーカス実位置から第２フォーカス補正目標位置までの移動量にＰＩＤゲインを乗じて第２フォーカス駆動量を算出してこれを第２フォーカス駆動部１１０に出力する。

レンズ制御部１０６は、第１フォーカス駆動部１０８による第１フォーカス駆動量の算出、補正値算出部１０６ｃによる第２フォーカス補正値の算出および第２フォーカス駆動部１１０による第２フォーカス駆動量の算出を所定の制御周期で繰り返し行わせる。さらにレンズ制御部１０６は、上記制御周期で第１フォーカス駆動部１０８に第１フォーカスレンズ１０４を第１フォーカス駆動量で駆動させるとともに第２フォーカス駆動部１１０に第２フォーカスレンズ１０５を第２フォーカス駆動量で駆動させる。これにより、第１フォーカスレンズ１０４によるフォーカシングと第２フォーカスレンズ１０５によるピントずれおよび収差の補正を行う。第２フォーカスレンズ１０５の駆動の詳細については後述する。

前述したように、レンズ制御部１０６は、カメラ制御部２０５から送信されたフォーカス駆動量に応じて第１フォーカス目標位置を生成し、さらにピントずれと収差を良好に補正するための第２フォーカス目標位置を生成する。以下、図３（ａ），（ｂ）を用いて、第２フォーカス目標位置を生成する方法を説明する。

図３（ａ）は被写体距離と第１フォーカスレンズ１０４のフォーカシング位置（第１フォーカス目標位置）との関係を示し、図３（ｂ）は被写体距離と第２フォーカスレンズ１０５のフォーカシング位置（第２フォーカス目標位置）との関係を示している。横軸は被写体距離を、縦軸は各被写体距離に対する第１フォーカスレンズ１０４と第２フォーカスレンズ１０５のフォーカシング位置を示している。第１フォーカスレンズ１０４が位置ａ_０にあり、第２フォーカスレンズ１０５が位置ｂ_０にあると、被写体距離ｘ_０に対して合焦状態かつ良好な収差補正状態が得られる。

図３（ａ）において被写体距離がｘ_０からｘ_１に変化して第１フォーカスレンズ１０４の位置がａ_０からａ_１に移動したとき、第２フォーカスレンズ１０５の位置も連動して被写体距離ｘ_１に対する適切な位置に移動しないとピントずれや収差が生ずる。このため本実施例では、第１フォーカスレンズ１０４の位置ａ_１から被写体距離ｘ_１を算出し、図３（ｂ）に示すように第２フォーカスレンズ１０５を位置ｂ_０から被写体距離ｘ_１に対するフォーカシング位置としての第２フォーカス目標位置ｂ_１に移動させる。これにより、被写体距離が変化してもピントずれが生じず、良好な収差補正状態を維持することができる。

交換レンズ１００内のメモリ１１２は、複数の代表被写体距離に対する第１フォーカスレンズ１０４と第２フォーカスレンズ１０５のフォーカシング位置のデータを記憶している。レンズ制御部１０６は、代表被写体距離以外の被写体距離に対する各フォーカシング位置については、その被写体距離の近傍のいくつかの代表被写体距離に対応するフォーカシング位置を用いた線形補間によって算出する。

なお、本実施例では、メモリ１１２に被写体距離と各フォーカスレンズのフォーカシング位置との関係を示すデータを記憶している場合について説明しているが、焦点距離や収差状態と各フォーカシング位置との関係を示すデータを記憶してもよい。

前述したようにレンズ制御部１０６（補正値算出部１０６ｃ）は、メモリ１１２に記憶された第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度に応じて第２フォーカス補正値を算出する。以下、図４（ａ），（ｂ）を用いて、第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度について説明する。

図４（ａ）は被写体距離と第１フォーカス敏感度との関係を示しており、図４（ｂ）は、被写体距離と第２フォーカス敏感度との関係を示している。横軸は被写体距離を、縦軸は第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度を示している。曲線は、各被写体距離における第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度を示している。

本実施例では、第１フォーカスレンズ１０４を移動させて被写体に対する焦点状態の粗調節を行い、第２フォーカスレンズ１０５を移動させて焦点状態の微調節としての補正と収差の補正を行う。このため、各被写体距離において、図４（ａ）に示す第１フォーカス敏感度が図４（ｂ）に示す第２フォーカス敏感度より大きい値となっている。すなわち、第１フォーカスレンズ１０４を単位移動量だけ移動させた場合の像面の移動量が第２フォーカスレンズ１０５を単位移動量だけ移動させた場合の像面の移動量よりも大きい。

交換レンズ１００内のメモリ１１２は、複数の代表的な被写体距離に対する第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度を記憶している。レンズ制御部１０６は、代表被写体距離以外の被写体距離に対する各フォーカス敏感度については、その被写体距離の近傍のいくつかの代表被写体距離に対応するフォーカス敏感度を用いた線形補間算によって算出する。
なお、本実施例では、メモリ１１２に被写体距離と敏感度との関係を示すデータを記憶しているが、焦点距離や収差状態とフォーカス敏感度との関係を示すデータを記憶してもよい。

以下、図５を用いて、第２フォーカス補正値の算出方法を説明する。図５は、光軸１３上の位置である第１フォーカス目標位置１０ａと第１フォーカス実位置１０ｂを示すとともに、これらの位置差である第１フォーカス位置偏差１０ｃを示している。また同図は、光軸１３上の位置である第２フォーカス目標位置１１ａと第２フォーカス実位置１１ｂを示すとともに、これらの位置差である第２フォーカス位置偏差１１ｃを示している。第２フォーカス目標位置１１ａは、前述したように第１フォーカス目標位置１０ａに対応する被写体距離に対してピントずれおよび収差を良好に補正できる位置である。

第１および第２フォーカスレンズ１０４，１０５が撮像素子側に移動すると至近側の被写体に対して合焦状態かつ良好な収差補正状態が得られ、被写体側に移動すると無限遠側の被写体に対して合焦状態かつ良好な収差補正状態が得られる。以下の説明では、被写体側への移動方向を正方向とし、撮像素子側への移動方向を負方向とする。

図５では、第１フォーカスレンズ１０４は第１フォーカス目標位置１０ａに対して無限側に第１フォーカス位置偏差１０ｃだけずれており、同様に第２フォーカスレンズ１０５も第２フォーカス目標位置１１ａに対して無限側に第２フォーカス位置偏差１１ｃだけずれている。

このとき、撮像素子２０１に対して、無限側にずれた位置に被写体像が結像されるため、ピントずれが生じる。このため、レンズ制御部１０６（補正値算出部１０６ｃ）は、メモリ１１２から第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度を取得して、以下の式（１）により第２フォーカス補正値ΔＤを算出する。
ΔＤ＝Δｘａ×（α／β） （１）
式（１）において、Δｘａは第１フォーカス位置偏差１０ｃを示し、αは第１フォーカス敏感度を示し、βは第２フォーカス敏感度を示している。なお、α＞βである。このようにレンズ制御部１０６は、第１フォーカスレンズ１０４の移動によって生じたデフォーカス量（Δｘａ×α）を第２フォーカス敏感度βで除算して、該デフォーカス量を第２フォーカスレンズ１０５の移動で打ち消すための移動量としての第２フォーカス補正値ΔＤを算出する。そして、レンズ制御部１０６は、第２フォーカスレンズ１０５を第２フォーカス実位置１１ｂから第２フォーカス位置偏差１１ｃと第２フォーカス補正値ΔＤとの和の移動量だけ、すなわち第２フォーカス補正目標位置１１ｄに移動させる。

これにより、第１フォーカスレンズ１０４の移動によって撮像素子２０１に対して無限側にずれた像面を、そのずれ量分だけ第２フォーカスレンズ１０５の移動によって至近側に戻すことができるので、ピントずれおよび収差が補正される。

さらに第１フォーカス位置偏差１０ｃが微小値であり、第１フォーカス敏感度を有する第１フォーカスレンズ１０４の移動だけでは補正不可能である場合に、第１フォーカス敏感度より小さい第２フォーカス敏感度を有する第２フォーカスレンズ１０５の移動により補正することができる。

さらにレンズ制御部１０６は、第１フォーカスレンズ１０４の駆動、第２フォーカス補正値の算出および第２フォーカスレンズ１０５の駆動（以下、補正駆動という）を所定の制御周期ごとに行う。図６（ａ）、（ｂ）は、所定の制御周期での第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動を行う方法を示す。図６（ａ）は、所定の制御周期で第２フォーカス補正値を算出する例を示し、時刻ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３での第１フォーカス目標位置（白丸）と第１フォーカス実位置（黒丸）を示している。縦軸は第１フォーカスレンズ１０４の位置を、横軸は時間を示している。

レンズ制御部１０６は、各時刻において第１フォーカス目標位置と第１フォーカス実位置から第１フォーカス位置偏差を計算する。レンズ制御部１０６は、この第１フォーカス位置偏差に応じて第１フォーカス駆動部１０８に第１フォーカスレンズ１０４を第１フォーカス目標位置に近づけるように駆動させる。

またレンズ制御部１０６は、各時刻における第１フォーカス位置偏差とメモリ１１２から取得した第１フォーカス敏感度および第２フォーカス敏感度とから第２フォーカス補正値を算出する。具体的には、以下の式（２）により時刻ｔ_２における第２フォーカス補正値ΔＤ_２を算出する。
ΔＤ_２＝Δｘ_１×α_１／β_１ （２）
式（２）において、Δｘ_１は時刻ｔ_１での第１フォーカス位置偏差を示し、α_１は時刻ｔ_１においてメモリ１１２から取得した第１フォーカス敏感度を示し、β１は時刻ｔ_１においてメモリ１１２から取得した第２フォーカス敏感度を示している。

図６（ｂ）は、所定の制御周期で第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動を行う例を示す。図６（ｂ）は、時刻ｔ_１，ｔ_２，ｔ_３での第２フォーカス目標位置（白丸）、第２フォーカス実位置（黒丸）、第２フォーカス補正目標位置（白四角）を示している。縦軸は第２フォーカスレンズ１０５の位置を示し、横軸は時間を示している。第２フォーカス補正目標位置は、第２フォーカス目標位置に第２フォーカス補正値を加えて算出される。

レンズ制御部１０６は、以下の式（３）を用いて、時刻ｔ_２における第２フォーカス補正目標位置に対する第２フォーカス実位置の位置差である第２フォーカス位置偏差Δｘ_２′を算出する。
Δｘ_２′＝Δｘ_２＋ΔＤ_２′ （３）
式（３）において、Δｘ_２は時刻ｔ_２での第２フォーカス目標位置に対する第２フォーカス位置偏差を示し、ΔＤ_２′は時刻ｔ_２での第２フォーカス補正値を示している。

レンズ制御部１０６は、この第２フォーカス位置偏差Δｘ_２′に応じて、第２フォーカス駆動部１１０に第２フォーカスレンズ１０５を第２フォーカス補正目標位置に近づけるように駆動させる。これにより、第２フォーカスレンズ１０５の移動範囲を収差を発生させない範囲に限定しつつ、所定の制御周期で第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動を行うことができるため、合焦精度や撮像画質の低下を抑制することができる。

図７（ａ）、（ｂ）を用いて、第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動の具体例について説明する。図７（ａ）は、第１フォーカス目標位置、第１フォーカス実位置およびそれらの位置差である第１フォーカス位置偏差の時間変化を示している。レンズ制御部１０６（第１フォーカス制御部１０６ｂ）は、所定の制御周期で第１フォーカス実位置と第１フォーカス目標位置とから第１フォーカス位置偏差を算出し、第１フォーカスレンズ１０４が該制御周期で第１フォーカス目標位置に追従するようにその駆動を制御する。

図７（ｂ）は、第２フォーカス補正値の時間変化を示している。レンズ制御部１０６（補正値算出部１０６ｃ）は、第１フォーカス制御部１０６ｂから制御周期ごとに出力される第１フォーカス位置偏差とメモリ１１２から取得した第１フォーカス敏感度および第２フォーカス敏感度とに応じて、第２フォーカス補正値を算出する。

図７（ｃ）は、第２フォーカス目標位置、第２フォーカス補正目標位置、第２フォーカス実位置および第２フォーカス目標位置と第２フォーカス実位置の位置差である第２フォーカス位置偏差の時間変化を示している。レンズ制御部１０６（第２フォーカス制御部１０６ｄ）は、上記制御周期で第２フォーカス位置偏差と補正値算出部１０６ｃから出力される第２フォーカス補正値とから第２フォーカス補正目標位置を算出する。そして、第２フォーカスレンズ１０４が該制御周期で第２フォーカス補正目標位置に追従するようにその駆動を制御する。

図８のフローチャートは、レンズ制御部１０６がコンピュータプログラムに従って実行する第２フォーカスレンズ１０５の駆動制御処理（フォーカス制御方法）を示している。ステップＳ３０１では、レンズ制御部１０６は、カメラ本体２００の現在の撮像モードが録音を伴う撮像を行う動画撮像モードか否かを判定する。動画撮像モードでない場合、すなわち録音を伴わない撮像を行う静止画撮像モードである場合はステップＳ３０２に進み、動画撮像モードの場合はステップＳ３０８に進む。なお、撮像モードが動画撮像モードであっても録音が行われない場合はステップＳ３０２に進んでもよいし、静止画撮像モードであっても録音が行われる場合はステップＳ３０８に進んでもよい。

次にステップＳ３０２では、レンズ制御部１０６は、目標位置生成部１０６ｂにて算出された第１フォーカス目標位置と第１フォーカス位置検出部１０９にて検出された第１フォーカス実位置との位置差である第１フォーカス位置偏差を算出する。

次にステップＳ３０３では、レンズ制御部１０６は、メモリ１１２から被写体距離に応じた第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度を取得する。

次にステップＳ３０４では、レンズ制御部１０６は、第１フォーカス位置偏差と、第１フォーカス敏感度と第２フォーカス敏感度との比とを用いて第２フォーカス補正値を算出する。

ステップＳ３０５では、レンズ制御部１０６は、目標位置生成部１０６ｂにて算出された第２フォーカス目標位置と第２フォーカス位置検出部１１１にて検出された第２フォーカス実位置との位置差である第２フォーカス位置偏差を算出する。

次にステップＳ３０６では、レンズ制御部１０６は、ステップＳ３０５で算出した第２フォーカス位置偏差に、ステップＳ３０４で算出した第２フォーカス補正値を加算して第２フォーカス補正目標位置を算出する。

次にステップＳ３０７では、レンズ制御部１０６は、ステップ３０６で算出した第２フォーカス補正目標位置にＰＩＤゲインを乗じて第２フォーカス駆動量に変換し、該第２フォーカス駆動量を第２フォーカス駆動部１１０に出力する。これにより、静止画撮像時には、第２フォーカスレンズ１０５は第２フォーカス補正目標位置まで補正駆動される。

一方、動画撮像モードにおけるステップＳ３０８では、レンズ制御部１０６は、目標位置生成部１０６ｂにて算出された第２フォーカス目標位置と第２フォーカス位置検出部１１１にて検出された第２フォーカス実位置との位置差である第２フォーカス位置偏差を算出する。

次にステップＳ３０９では、レンズ制御部１０６は、ステップ３０８で算出した第２フォーカス位置偏差にＰＩＤゲインを乗じて第２フォーカス駆動量に変換し、該第２フォーカス駆動量を第２フォーカス駆動部１１０に出力する。すなわち、第２フォーカス目標位置の第２フォーカス補正値による補正が制限される（行われない）。これにより、第２フォーカスレンズ１０５は第２フォーカス目標位置まで駆動される。

以上説明したように、本実施例では、動画撮像モードにおいては第１フォーカスレンズ１０４の位置偏差に対する第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動を行わない。このため、動画撮像時に第２フォーカスレンズ１０５の急激な加速駆動や反転駆動に起因する駆動音が録音されにくくすることができる。

図９のフローチャートは、本発明の実施例２においてレンズ制御部１０６がコンピュータプログラムに従って実行する第２フォーカスレンズ１０５の駆動制御処理を示している。本実施例では、動画撮像モードにおいて録音される入力音のレベルが低い場合に第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動を行う。カメラ制御部２０５は、レンズ制御部１０６に対して、カメラ本体２００で録音されるマイクからの入力音のレベルを常時通信する。カメラ本体２００には、不図示の内蔵マイクが設けられているか、外付けマイクが接続されている。

ステップＳ４０１では、レンズ制御部１０６は、カメラ本体２００の現在の撮像モードが動画撮像モードか否かを判定し、動画撮像モードでない場合はステップＳ４０２に進み、動画撮像モードの場合はステップＳ４０８に進む。

ステップＳ４０２からステップＳ４０７までの処理は実施例１（図８）のステップＳ３０２からステップＳ３０７の処理と同じであり、第２フォーカスレンズ１０５は第２フォーカス補正目標位置まで補正駆動される。

一方、動画撮像モードにおけるステップＳ４０８では、レンズ制御部１０６は、カメラ制御部２０５から受信した入力音のレベルが所定値より小さいか否かを判定し、所定値以上である場合はステップＳ４０２に進む。この場合は、ステップＳ４０２からステップＳ４０７までの処理により第２フォーカスレンズ１０５は第２フォーカス補正目標位置まで補正駆動される。

入力音のレベルが所定値より小さい場合は、レンズ制御部１０６はステップＳ４０９、さらにステップＳ４１０に進む。ステップＳ４０９とステップＳ４１０の処理は、実施例１のステップＳ３０８とステップＳ３０９の処理と同じであり、第２フォーカスレンズ１０５は第２フォーカス目標位置まで駆動される。

動画撮像モードであっても録音する入力音のレベルが所定値以上であれば、第２フォーカスレンズ１０５の駆動音が目立ちにくい。このため、本実施例では、入力音のレベルが所定値以上である場合は第１フォーカスレンズ１０４の位置偏差に対する第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動を行って、ピントずれや収差を良好に補正する。一方、録音する入力音のレベルが所定値より小さい場合は、第２フォーカスレンズ１０５の駆動音が目立ち易い。このため、第１フォーカスレンズ１０４の位置偏差に対する第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動を行わないようにすることで、第２フォーカスレンズ１０５の駆動音が録音され難くすることができる。

なお、録音に使用されるマイクが外付けマイクである場合よりも内蔵マイクの場合の方が第２フォーカスレンズ１０５の駆動音を拾い易い。このため、使用マイクが内蔵マイクか外付けマイクかの情報をカメラ制御部２０５からレンズ制御部１０６に伝えるようにして、動画撮像モードで、かつ内蔵マイクが使用される場合に第２フォーカスレンズ１０５を補正駆動しないようにしてもよい。

また、第２フォーカス目標位置が補正された結果、第２フォーカスレンズ１０５の次の駆動方向が現在の駆動方向と反対方向になる（駆動方向が反転する）ときに駆動音が大きくなり易い。このため、動画撮像モードで、かつ第２フォーカス補正目標位置への第２フォーカスレンズ１０５の駆動方向が反転する場合に第２フォーカスレンズ１０５を補正駆動しないようにしてもよい。

また、第２フォーカスレンズ１０５の駆動量が大きいときに駆動加速度が大きくなり、その結果、駆動音が大きくなり易い。このため、動画撮像モードで、かつ第２フォーカス補正目標位置までの第２フォーカスレンズ１０５の駆動量が所定値より大きくなる場合に第２フォーカスレンズ１０５を補正駆動しないようにしてもよい。

ただし、第２フォーカス補正目標位置までの第２フォーカスレンズ１０５の駆動量が所定値より大きくなる場合に、駆動量が該所定値より大きくならない、第２フォーカス補正値とは別の補正値を用いて第２フォーカス目標位置を補正してもよい。この場合も、第２フォーカス目標位置の第２フォーカス補正値による補正が制限される場合に該当するが、上記別の補正値を用いた第２フォーカスレンズ１０５の補正駆動は行われるので、補正駆動が行われない場合に比べてピントずれや収差を改善することができる。

また、第１フォーカスレンズ１０４が順次生成される第１フォーカス目標位置のうち最終の第１フォーカス目標位置（停止位置）に対して所定範囲内に近づいたときにのみ第２フォーカスレンズ１０５を補正駆動してもよい。

なお、上記各実施例では第２フォーカスレンズ１０５を補正駆動する場合について説明したが、第２の光学素子として撮像素子を用い、該撮像素子を補正駆動してもよい。

さらに各実施例では、交換レンズ１００内にフォーカス制御装置（レンズ制御部１０６）が設けられている場合について説明した。しかし、フォーカス制御装置をカメラ本体２００内に設け、カメラ本体２００側から交換レンズ１００内の第１および第２フォーカスレンズ１０、，１０５の駆動を制御するようにしてもよい。さらに撮像光学系を内蔵するレンズ一体型の撮像装置にフォーカス制御装置を設けてもよい。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１００ 交換レンズ
１０４ 第１フォーカスレンズ
１０５ 第２フォーカスレンズ
１０６ レンズ制御部
１０６ｂ 第１フォーカス制御部
１０６ｄ 第２フォーカス制御部
１０６ｃ 補正値算出部

Claims (12)

1. フォーカシングにおいて第１光学素子と第２光学素子をそれぞれ被写体距離に応じた第１目標位置と第２目標位置に向かわせるように前記第１および第２光学素子の駆動を制御する制御手段と、
   前記第１光学素子の実位置と前記第１目標位置との位置差と、前記第１および第２光学素子のそれぞれのフォーカス敏感度とを用いて、前記第２目標位置に対する補正値を算出する算出手段とを有し、
   前記制御手段は、
   録音を伴わない撮像において、前記第２光学素子の実位置と前記第２目標位置との位置差に前記補正値を加算して前記第２目標位置を補正し、
   録音を伴う撮像において、前記第２目標位置の前記補正値による補正を制限することを特徴とするフォーカス制御装置。
2. 前記制御手段は、録音を伴う撮像において、前記補正値により補正された前記第２目標位置に向かう前記第２光学素子の駆動方向が反転する場合に前記補正を制限することを特徴とする請求項１に記載のフォーカス制御装置。
3. 前記制御手段は、録音を伴う撮像において、前記補正値により補正された前記第２目標位置への前記第２光学素子の駆動量が所定値より大きくなる場合に前記補正を制限することを特徴とする請求項１または２に記載のフォーカス制御装置。
4. 前記補正値による補正を制限する前記制御手段は、前記駆動量が前記所定値より大きくならない、前記補正値とは別の補正値により前記第２目標位置を補正することを特徴とする請求項３に記載のフォーカス制御装置。
5. 前記制御手段は、録音を伴う撮像において、マイクからの入力音のレベルが所定値より小さい場合に前記補正を制限することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のフォーカス制御装置。
6. 前記制御手段は、録音を伴う撮像において、撮像装置の内蔵マイクにより録音が行われる場合に前記補正を制限することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のフォーカス制御装置。
7. 前記制御手段は、前記第１光学素子の位置が最終の前記第１目標位置に対して所定範囲内に近づいてから前記第２目標位置の前記補正値による補正を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のフォーカス制御装置。
8. 前記光学素子の移動に対する像面位置の移動の敏感度が、前記第２光学素子の前記敏感度より高いことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のフォーカス制御装置。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載のフォーカス制御装置と、
   前記第１および第２光学素子としてのレンズを有することを特徴とするレンズ装置。
10. 請求項１から８のいずれか一項に記載のフォーカス制御装置を有し、
    前記第１および第２光学素子を用いて撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
11. フォーカシングにおいて第１光学素子と第２光学素子をそれぞれ被写体距離に応じた第１目標位置と第２目標位置に向かわせるように前記第１および第２光学素子の駆動を制御するステップと、
    前記第１光学素子の実位置と前記第１目標位置との位置差と、前記第１および第２光学素子のそれぞれのフォーカス敏感度とを用いて、前記第２目標位置に対する補正値を算出するステップとを有し、
    録音を伴わない撮像において、前記第２光学素子の実位置と前記第２目標位置との位置差に前記補正値を加算して前記第２目標位置を補正し、
    録音を伴う撮像において、前記第２目標位置の前記補正値による補正を制限することを特徴とするフォーカス制御方法。
12. コンピュータに、請求項１１に記載のフォーカス制御方法に従う処理を実行させることを特徴とするプログラム。

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