JP4756847B2 - 光学機器、レンズユニットおよびカメラ本体 - Google Patents

Description

本発明は、自動焦点機構を有する光学機器に関し、特に、撮像部材の画面サイズを切り換え可能な光学機器や、撮像部材の種類が異なる複数のカメラ本体と、これらのカメラ本体に適用されるレンズユニットとを含む光学機器に関する。

最近、撮像部材として従来のフィルムに替わってＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子を用いたカメラ（デジタルスチルカメラ）がある。これらのカメラに用いられる撮像素子は、半導体技術の進歩によって、固体撮像素子の微細化が進み、撮像素子の画面サイズが１インチ以下（対角１インチ以下）で、画素の数が、数百万（メガピクセル）のタイプの撮像素子が出現している。このように撮像素子は、複数種類の画面サイズ、複数種類の画素サイズのタイプがあり、ユーザー層や用途に応じた撮像素子を選択してカメラに用いている。また、このようなカメラ本体に対して、着脱自在の交換レンズを装着して用いる構成の光学機器（カメラシステム）がある。この光学機器では、撮像部材としてフィルムを用いるカメラ本体に対して、また撮像部材として異なる撮像素子を備えた複数のカメラ本体に対して、共通の交換レンズを装着することが可能となっている。

上述した光学機器（カメラシステム）では、撮像素子が、基準または統一された画面サイズを特に必要としないために、用途に応じて撮像素子の画面サイズを任意に設定し、またカメラのグレード、価格、用途に応じて、撮像素子の画素サイズも任意に設定することができる。しかし、撮像素子の画面サイズが異なるカメラに対しては、引き伸ばし倍率の差から要求されるピント精度が変わり、また、撮像素子が同じ画面サイズであっても、画素サイズが異なると解像力が変わってくるのでピント合わせでの許容錯乱円径が異なってくる。そのため、交換レンズはカメラ毎の許容錯乱円径に合わせて、要求されるピント精度を満足するようにフォーカス駆動制御を行う必要がある。

ここで、交換レンズのフォーカス駆動について簡単に説明する。通常、フォーカスモータの駆動力は数段のギア列を介してフォーカスレンズに伝達されるが、このギア列にはバックラッシュ（ガタ）が存在するため、駆動停止するときにフォーカスモータは停止していてもフォーカスレンズは慣性で止まりきれずに目標停止位置に対して行き過ぎてしまうことがある。これを防止し、レンズの停止精度を向上させるために、駆動残量に応じて徐々に駆動速度を遅くして行き、駆動停止直前にはレンズが慣性で行き過ぎないように十分に減速しておく制御方法が一般的である。

従来、交換レンズにおけるフォーカス駆動の速度制御定数は、画角や価格帯からその交換レンズが最も装着されることが予想されるカメラの許容錯乱円径に合わせて設定されていた。例えば、撮像素子の画素サイズが小さいカメラは許容錯乱円径が小さい（ピント精度が厳しい）ので、交換レンズのフォーカス制御はバックラッシュの影響によるレンズの行き過ぎを防止するために、減速時の駆動速度を低速に設定し、精度良く停止させピント精度を満足するように設定されていた。反対に、撮像素子の画素サイズが大きいカメラは許容錯乱円径が大きい（ピント精度が比較的甘い）ので、バックラッシュの影響でレンズの行き過ぎが発生してもピント精度を満足する範囲内であれば問題ない。従って、交換レンズのフォーカス制御は減速時の駆動速度を高速に設定し可能な限り敏速に停止するように設定されていた。
特開２００４−０８５８４０号公報

上述したように、従来の交換レンズは、装着されることが想定されるカメラの許容錯乱円径に合わせて最適なフォーカス駆動が行われるように速度制御定数が設定されていた。

しかしながら、上記従来の交換レンズを想定外のカメラに装着した場合、必ずしも最適なフォーカス駆動を行えないという問題があった。例えば、撮像素子の画素サイズが大きく許容錯乱円径が大きい（ピント精度が比較的甘い）カメラを想定した交換レンズを、撮像素子の画素サイズが小さく許容錯乱円径が小さい（ピント精度が厳しい）カメラに装着した場合、カメラが要求するピント精度を満足できずにピントがずれた画像が撮影されることがあるという問題があった。反対に、撮像素子の画素サイズが小さく許容錯乱円径が小さい（ピント精度が厳しい）カメラを想定した交換レンズを、撮像素子の画素サイズが大きく許容錯乱円径が大きい（ピント精度が比較的甘い）カメラに装着した場合、カメラが要求する以上のピント精度を出すために、レンズが必要とする以上に減速時の駆動速度を遅くしてしまうので駆動時間が長くなり、結果として無駄に合焦時間が長くなってしまうという問題があった。

同様の問題は、従来のフィルムを用いる場合にも生じる。例えば、同一種のフィルムでも、サイズが大きい場合は許容錯乱円径が大きく、サイズが小さい場合は許容錯乱円径が小さい。また、アスペクト比によっても許容錯乱円径は変わる。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、画面サイズや画素サイズ等（以下、感光特性という）が異なる撮像部材を用いた複数種類のカメラと、これらのカメラに対して、共通して使用可能で、かつそれぞれのカメラに対して最適なフォーカス駆動を行うことができる交換レンズとを含む光学機器を提供することを課題とする。また、撮像部材の感光特性が変わった場合でも、レンズのピントやフォーカス駆動速度を、撮像部材の感光特性に合った最適なものに設定できる光学機器を提供することをさらなる課題とする。

上記課題を解決するための本発明に係る光学機器は、撮像光学系と、前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向に駆動する振動波モータまたはＤＣモータを有し前記撮像光学系からの光学像を記録するための撮像素子に対する前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの駆動量を検出するためのパルス板とフォトインタラプタとを含むエンコーダと、前記焦点調節を行う際の前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの複数の駆動速度パターンに関する情報を記憶する駆動情報記憶手段と、前記撮像素子に関する情報を記憶する感光情報記憶手段と、前記撮像素子に関する情報に応じて、前記駆動情報記憶手段に記憶された前記複数の駆動速度パターンに関する情報のうち１つの駆動速度パターンに関する情報を選択する選択手段と、この選択した駆動速度パターンに関する情報を用いて前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの駆動速度を制御する速度制御手段と、を備え、前記駆動速度パターンに関する情報は、前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの減速を開始する駆動残量パルス数に関する情報であることを特徴とする。

本発明によれば、異なる撮像部材を用いた複数種類のカメラと、これらのカメラに対して、共通して使用可能で、かつそれぞれのカメラに対して最適なフォーカス駆動を行うことができる交換レンズとを含む光学機器、複数種類のカメラに共用可能で、かつ装着したカメラに対して最適なフォーカス駆動を行うことができる交換レンズ、および他種のカメラと交換レンズを共用可能で、かつ装着した交換レンズのフォーカス駆動を最適に行うことができるカメラ本体を提供することができる。また、撮像素子の画面サイズを切り換えたり、分解能やアスペクト比の異なるフィルムを用いる場合に、最適なフォーカス駆動を行うことが可能な光学機器（カメラ）を提供することができる。

以下、本発明の実施態様を列挙する。
［実施態様１］
撮像部材を用いて光学像を記録するカメラ本体と、該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットとを備えた光学機器において、前記カメラ本体の前記撮像部材に応じて前記レンズユニットにおけるフォーカス駆動の速度制御を設定することを特徴とする光学機器。
ここで、撮像部材は、レンズから光学像を取得するフィルム（銀塩フィルム）、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのレンズから光学像を光電変換する撮像素子が用いられる。

［実施態様２］
カメラ本体と、該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットとを備えた光学機器において、フォーカスレンズを有する撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記駆動手段の複数の駆動速度パターンに関する情報を記憶した駆動情報記憶手段と、前記撮像光学系からの光学像を記録するための撮像部材と、焦点調節状態を検出する焦点調節状態検出手段と、前記撮像部材に関する情報を記憶した感光情報記憶手段と、前記撮像部材に関する情報に応じて、前記駆動情報記憶手段に記憶された前記複数の駆動速度パターンに関する情報のうち１つの駆動速度パターンに関する情報を選択し、この選択した駆動速度パターンに関する情報を用いて前記駆動手段の駆動速度を制御する速度制御手段とを備えたことを特徴とする光学機器。

ここで、撮像部材に関する情報は、フィルムの分解能（フィルム面の許容錯乱円径の情報）、撮像素子の撮像画面サイズ（撮像画面の縦、横、対角の寸法）、画素の数、画素のサイズ、撮像画面の許容錯乱円径の各情報である。これらの各情報は、カメラ側のメモリ２３に予め記憶させて用いることができる。また、駆動手段は、振動波モータ、ＤＣモータ、ステッピングモータ等を用いることができる。また、駆動速度パターンとして駆動残量に応じた速度テーブルデータを持ち、速度制御手段はこの速度テーブルに従ってフォーカスレンズの駆動を行う。これらの駆動速度パターンの情報はレンズ側のメモリ１４に予め記憶させて用いることができる。また、焦点調節状態検出手段としては、レンズ光学系の瞳位置で分割した光束の２像の相関からディフォーカス量を検出する位相差方式を用いて構成することができる。

［実施態様３］
カメラ本体と、該カメラ本体に着脱可能なレンズユニットとを備えた光学機器において、フォーカスレンズを有する撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記駆動手段の複数の駆動速度パターンに関する情報を記憶した駆動情報記憶手段と、前記撮像光学系からの光学像を記録するための撮像部材と、焦点調節状態を検出する焦点調節状態検出手段と、前記撮像部材に関する情報を記憶した感光情報記憶手段と、前記カメラ本体と前記レンズユニットとの間の情報通信を行うための通信手段と、前記通信手段を介して得た前記撮像部材に関する情報に応じて、前記駆動情報記憶手段に記憶された前記複数の駆動速度パターンに関する情報のうち１つの駆動速度パターンに関する情報を選択し、この選択した駆動速度パターンに関する情報を用い、前記駆動手段の駆動速度を制御する速度制御手段とを備えたことを特徴とする光学機器。

［実施態様４］
撮像部材と焦点調節状態検出手段とを備えたカメラ本体に対して着脱可能に装着されるレンズユニットにおいて、フォーカスレンズを有し、前記撮像部材の感光面に光学像を形成する撮像光学系と、前記フォーカスレンズを駆動する駆動手段と、前記駆動手段の複数の駆動速度パターンに関する情報を記憶した駆動情報記憶手段と、前記カメラ本体との間で情報通信を行うための通信手段と、前記通信手段を介して得た前記撮像部材に関する情報に応じて、前記駆動情報記憶手段に記憶された前記複数の駆動速度パターンに関する情報のうち１つの駆動速度パターンに関する情報を選択し、この選択した駆動速度パターンに関する情報を用い、前記駆動手段の駆動速度を制御する速度制御手段とを備えたことを特徴とするレンズユニット。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例として、カメラと、カメラに対し着脱マウントを介して着脱可能に装着される交換レンズ（レンズユニット）とを含む光学機器（カメラシステム）を示す概念図である。なお、本発明におけるカメラは、撮像部材としてＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いるものである。

図１において、１は撮像画面サイズの大きさが比較的大きい第１の撮像素子３を使用した第１のカメラである。２は、第１の撮像素子３よりも撮像画面サイズが小さい第２の撮像素子４を使用した第２のカメラである。ここで、第１の撮像素子３は、撮像画面サイズの大きさが２８×１８．７ｍｍ（横の長さ×縦の長さ）、対角の長さが約３３．６ｍｍであり、画素数は６００万画素、１つの画素サイズ（１ピクセルのピッチ）が９．３μｍ程度である。また、第２の撮像素子４は、撮像画面サイズの大きさが１５×１０ｍｍ（横の長さ×縦の長さ）、対角の長さが１８ｍｍであり、画素数は６００万画素、１つの画素サイズ（１ピクセルのピッチ）は５μｍ程度である。ここで、第１の撮像素子３および第２の撮像素子４における撮像画面の縦・横比（アスペクト比）は略同一の比となっている。なお、上述の撮像部材である撮像素子は一例であり、上記以外の撮像画面サイズ、画素数の撮像素子（たとえば画素サイズが２μｍ）を用いても良い。

５は交換レンズを示しており、交換レンズ５は、変倍レンズ（ズームレンズ）およびフォーカスレンズを有するズーム光学系を有している。また、６は第１のカメラ１、第２のカメラ２に設けられた共通したカメラ側マウント部材である。７はカメラ側マウント６に対応したレンズ側マウント部材であり、交換レンズ５に設けられている。これにより交換レンズ５は、レンズ側マウント部材７をカメラ側マウント部材６に装着することにより、第１のカメラ１、第２のカメラ２の両方に装着可能となっている。

そして本実施例では、交換レンズ５を、第１のカメラ１に装着した場合と、第２のカメラ２に装着した場合とで、交換レンズ５のフォーカスレンズの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更して駆動するよう制御している。図１の場合では、第２の撮像素子４の撮像画面サイズおよび画素サイズが、第１の撮像素子３の撮像画面サイズおよび画素サイズより小さいため、撮像素子に対応させてピント精度を変更するように、交換レンズ５のフォーカスレンズの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更して駆動制御している。

このように、撮像部材として撮像素子を用い撮像素子の画面サイズまたは画素サイズの異なる複数のカメラに、共通して装着使用可能な交換レンズは、フォーカス精度の最も厳しいカメラに装着することを想定して構築されている必要がある。ここで、フォーカス駆動の高精度駆動と高速応答駆動は、一般的に相反するために、フォーカス駆動の高精度を必要としないカメラに装着した場合には、フォーカス駆動の高速応答性に重きをおいたフォーカス駆動を行うのが良い。

図２は本実施例の光学機器（カメラシステム）を示すブロック図であり、撮像部材である撮像素子を有するカメラ本体（デジタルスチルカメラ）と、カメラ本体にマウント部材により着脱自在に装着される交換レンズ（レンズユニット）とを含むカメラシステムに適用した場合のブロック図を示す。
図２において、１０は交換レンズ（レンズユニット）、２０はカメラ本体（デジタルスチルカメラ本体）を示している。交換レンズ１０は、第１レンズＬ１、フォーカスレンズＬ２、第２レンズＬ３を有するズーム光学系であり、これらのレンズＬ１からＬ３を光軸方向に移動することによりズームが行われ、フォーカスレンズＬ２を光軸方向に移動することにより焦点調節が行われる。

１１はフォーカスレンズＬ２を光軸方向に移動させるように駆動する駆動手段であるフォーカスモータであり、振動波モータで構成される。１６はフォーカスモータ１１を駆動するためのモータドライバである。フォーカスモータ１１の駆動は、後述するＣＰＵ１３からの周波信号を、モータドライバ１６を介して入力することにより行われ、印加周波信号の周波数を変化させることにより、あるいは印加周波信号のデューティー比を変化させることにより振動波モータ１１の回転数を変化（加速、減速）させる。

１２はエンコーダであり、フォーカスモータ１１の駆動により回転されるパルス板と、フォトインタラプタとで構成される。パルス板には予め決められたピッチで複数のスリットが形成されており、回転されるパルス板のスリットをフォトインタラプタで検出し、フォトインタラプタからパルスが出力されるようにエンコーダ１２は構成されている。したがって、エンコーダ１２から出力されるパルスをカウントすることにより、フォーカスモータ１１の駆動量（回転量）およびフォーカスモータ１１により駆動されるフォーカスレンズＬ２の移動量を検出することができる。また、エンコーダ１２から出力されるパルスのパルス幅を計測することにより、フォーカスモータ１１の駆動速度（回転数）およびフォーカスモータ１１により駆動されるフォーカスレンズＬ２の移動速度を検出することができる。

１３はレンズ側のＣＰＵであり、後述するカメラ本体２０内のカメラ側ＣＰＵ２２との通信により各種の情報の通信を行うとともに、レンズ１０におけるフォーカスモータ１１の駆動や図示を省略した光量調節装置（絞り装置）などの各部の制御を司る。１４はメモリであり、ＲＯＭあるいはＲＡＭや情報の書換え可能な不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭなどの各種のメモリが用いられ、フォーカスレンズＬ２の駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）、即ち、駆動情報を記憶する。この駆動速度パターンは、後述するカメラの撮像素子２１に関する情報である撮像素子の画素サイズに応じて、選択的に使用するために、複数の駆動速度パターンを保持（記憶）している。即ち、画素サイズといった撮像部材に関する情報に応じて記憶された複数の駆動速度パターンに関する情報のうち1つの駆動速度パターンに関する情報を選択して使用するようにしている。

次に、本実施例の速度制御手段について説明する。図３にメモリ１４に保持されている駆動速度パターンの例を示す。本実施例では高精度モード、中精度モード、高速モードの３種類の速度テーブルを保持しており、高精度モードは駆動残量１００パルスから減速を開始しフォーカスレンズがオーバーランしないよう十分に減速することができる。中精度モードは駆動残量６０パルスから減速を開始する。高速モードは駆動残量３０パルスまでは最高速で駆動して、それから急減速して停止するので、高精度モードや中精度モードに対してフォーカスレンズを高速に駆動することができる。なお、メモリ１４には速度テーブルデータとしてエンコーダ１２から出力されるパルスに対する目標パルス幅のデータを保持している。また、メモリ１４はＣＰＵ１３内に持たせた構成としてもよい。

再び図２に戻り、エンコーダ１２から出力されるパルスはＣＰＵ１３に入力され、ＣＰＵ１３は入力されたパルスのパルス幅と、メモリ１４に記憶されている目標速度テーブルデータ（パルス幅に相当）とを比較し、入力されたパルス幅が目標パルス幅より大きい（駆動速度が目標より遅い）場合はフォーカスモータ１１の加速処理をし、入力されたパルス幅が目標パルス幅より小さい（駆動速度が目標より速い）場合はフォーカスモータ１１の減速処理を行う。
１５はレンズ側のマウント部材であり、後述するカメラ本体２０のマウント部材に着脱自在に結合する。

２１はカメラ本体２０内に設けられたＣＣＤなどの撮像部材である撮像素子を示している。ここで撮像素子としてＣＣＤを示すが、ＣＭＯＳなどの他の撮像部材である撮像素子であってもよい。２２はカメラ本体２０における各部の制御を司るカメラ側ＣＰＵを示している。２３はメモリであり、ＲＯＭあるいはＲＡＭや情報の書換え可能な不揮発性のメモリであるＥＥＰＲＯＭなどの各種のメモリが用いられる。メモリ２３はカメラ側ＣＰＵ２２内に持たせた構成としてもよい。

２４はカメラ本体２０に内蔵された、あるいはカメラ本体２０に対し着脱自在とされ電気的に接続される記録媒体である画像保存用のメモリであり、撮像素子２１から出力される画像信号を保存（記憶）する。２５は撮像素子２１から出力される画像信号を画像として表示するディスプレイであり、液晶パネルディスプレイなどの表示デバイスで構成される。また、２６はクイックリターンミラー、２７はサブミラー、２８はプリズム、２９は接眼光学系、３０は一対のラインセンサを有する焦点調節状態検出手段であるＡＦセンサを示している。

クイックリターンミラー２６は、中心部分の一部の領域がハーフミラーで構成され、交換レンズ１０から入射しハーフミラーを透過した光束はサブミラー２７で反射してＡＦセンサ３０に導かれるように構成されている。クイックリターンミラー２６は、カメラ本体２０の図示を省略したレリーズスイッチ（２段スイッチ）が半押し状態に操作されたフォーカス動作状態のときに、交換レンズ１０のズーム光学系の光路に位置（図２の状態）して、交換レンズ１０のズーム光学系における瞳位置で分割された２つの光束を、ハーフミラーを透過させてサブミラー２７により反射させてＡＦセンサ３０に導くとともに、クイックリターンミラー２６は、交換レンズ１０のズーム光学系からの画像光を反射してプリズム２８側に導くようになっている。クイックリターンミラー２６は、レリーズスイッチが半押し状態からさらに全押し状態に操作された撮像状態のときに、サブミラー２７とともに、交換レンズ１０のズーム光学系の光路から退避するように構成されている。

上述したＡＦセンサ３０は、交換レンズ１０のズーム光学系における瞳位置で分割された２つの光束をａ像、ｂ像としてＡＦセンサ３０を構成する一対のラインセンサ上に結像させ、ａ像、ｂ像の２像の相関から焦点調節状態を検出するＴＴＬ位相差検出方式のＡＦ検出系を構成する。上述した一対のラインセンサ上での２像の相関を求める手法は、すでに種々のアルゴリズムが提案されているが、代表的なものは、次のものである。

ａ像とｂ像は対の２つのセンサ上に結像するが、測距の為のデータとして全データを採用する必要はなく、通常はファインダー上の測距点表示と関連させて２つのセンサ上の相関演算用ウインドウエリアを設定する。次に、a、ｂ像の何れかの一方のセンサ出力値を固定し、他方のウインドウエリアの読み出しセルを順次ずらしながら、対応する差分積分値を求め、この最小値が得られる状態で、最も相関のとれた状態とする。位相差方式の最大の特長は、非合焦状態でも、この相関演算からセンサ面上で、何セルのディフォーカスが残存しているか、を知ることができ、この量からピント面上の光軸上でのディフォーカス量に換算し、フォーカスレンズのピント敏感度からレンズの駆動量の方向と量が、ほぼ一意的に決定される点である。即ち、位相差の相関演算が可能なディフォーカス状態であれば、次の測距（フォーカスレンズの駆動）で理想的には一回で合焦状態とすることが可能である。 また、厳密に相関演算値がゼロになる必要はなく、ピントの許容幅（合焦幅）に相当する残存量は許容される。

また、図２において、３１はカメラ側マウント部材であり、交換レンズ１０のレンズ側マウント部材１５を着脱自在に結合する。レンズ側マウント部材１５およびカメラ側マウント部材３１は図示を省略した電気的接点を有しており、交換レンズ１０をカメラ本体２０にマウント部材１５、３１により装着した状態で、カメラ側からレンズへの電源供給、カメラ側ＣＰＵ２２とレンズ側ＣＰＵ１３との通信が行われるようになっている。

上述したカメラ本体２０内のメモリ２３には、撮像部材に関する情報としての撮像素子２１に関する情報である、撮像素子の画素サイズの情報、即ち感光情報が予め記憶されている。そして、カメラ側ＣＰＵ２２は、メモリ２３の撮像素子の情報を取り出して上記の通信により、取り出した情報をレンズ側ＣＰＵ１３に送信するように構成されている。

次に、本実施例におけるカメラ側ＣＰＵ２２とレンズ側ＣＰＵ１３とによるフォーカス動作について、図４のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップ４０１では、交換レンズ１０のマウント部材１５をカメラ本体２０のマウント部材３１に装着することにより交換レンズ１０をカメラ本体２０に装着する。これにより交換レンズ１０とカメラ本体２０とがマウント部材１５、３１の電気接点を介して電源供給と、通信が行える状態に接続される。そしてカメラ側ＣＰＵ２２はメモリ２３から撮像部材に関する情報である撮像素子２１に関する情報（画素サイズ）を読み出して、その撮像部材の情報をレンズ側ＣＰＵ１３に送信する。

次に、ステップ４０２では、レンズ側ＣＰＵ１３は、カメラから送信された撮像素子の画素サイズが４μｍより小さいサイズであるか判別し、４μｍより小さい場合はステップ４０４へ進み、駆動速度パターンを高精度モードに設定する。一方、撮像素子の画素サイズが４μｍ以上の場合はステップ４０３へ進む。ステップ４０３では、撮像素子の画素サイズが７μｍより小さいサイズであるか判別し、７μｍより小さい場合はステップ４０５へ進み、駆動速度パターンを中精度モードに設定する。一方、撮像素子の画素サイズが７μｍ以上の場合はステップ４０６へ進む。ステップ４０６では、駆動速度パターンを高速モードに設定する。

この後、撮影のためのレリーズ操作（レリーズスイッチの半押し操作）が行われると、ステップ４０７へ進み、カメラ側ＣＰＵ２２は、交換レンズ１０のズーム光学系における瞳位置で２つの光束に分割され、ＡＦセンサ３０を構成する一対のラインセンサ上に結像されたａ像、ｂ像の２像の相関からディフォーカス量・方向を求め、このディフォーカス量・方向の情報からフォーカスレンズの駆動量・方向を求めて、フォーカスレンズの駆動量・方向の情報をレンズ側ＣＰＵ２３に送信する。

次に、ステップ４０８では、レンズ側ＣＰＵ２３は、上記のフォーカスレンズの駆動量・方向の情報（目標位置）に基づき、フォーカスモータ１１の駆動を開始し、レンズ側ＣＰＵ１３は、エンコーダ１２が出力するパルスのパルス幅と、ステップ４０４からステップ４０６にて設定した駆動速度パターン（目標パルス幅）とを比較し、目標パルス幅に従ってフォーカスモータ１１が駆動するように速度制御を行う。

次に、ステップ４０９では、レンズ側ＣＰＵ１３でエンコーダ１２が出力するパルスをカウントし、フォーカスモータ１１が目標位置まで駆動したかを判別する。目標位置に到達した場合はステップ４１０へ進む。目標位置に到達していない場合は、フォーカスモータ１１が目標パルス幅に従って駆動するように速度制御しながら、目標位置に到達するまでステップ４０９で待機する。

次に、ステップ４１０では、操作者の操作に応じて（レリーズスイッチの半押し状態から全押し状態の操作）、所定の撮像動作が行われる。ここで、撮像素子により光学像が光電変換されてその画像信号が図示を省略した画像処理回路により処理されたのち、画像保存用のメモリ２４に保存（記憶）されるとともに、ディスプレイ２５に表示される。

以上、説明したように、第１の実施例では、交換レンズ１０に装着したカメラ本体２０の撮像部材に関する情報（画素サイズ）に応じて、交換レンズ１０のフォーカスレンズＬ２を駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更することにより、交換レンズが、撮像素子の画素サイズが小さく、ピント精度が厳しいカメラに取り付けられた場合は、減速時の駆動速度を低速に設定しバックラッシュの影響によるレンズの行き過ぎを防止して精度良くフォーカスレンズを停止させることができる。また、交換レンズが、撮像素子の画素サイズが大きく、ピント精度が比較的甘いカメラに取り付けられた場合は、減速時の駆動速度を高速に設定し可能な限り敏速に停止させ、フォーカスレンズの駆動時間を短縮することにより合焦時間を短くすることができる。

したがって、１つの交換レンズであっても、撮像素子の画素サイズの異なる複数種類のカメラ本体に対して共通して１つの交換レンズを用いることができ、且つそれぞれのカメラに対して最適なフォーカス駆動を行うことができる。

なお、本実施例では、交換レンズ１０にフォーカスモータとして振動波モータを用い、カメラ本体２０の撮像部材（撮像素子の画素サイズ）に関する情報に応じて、振動波モータの駆動速度パターンを変更する例について説明したが、振動波モータに替えて、ＤＣモータやステッピングモータを用いた構成としてもよい。

また、本実施例では、交換レンズ１０に装着したカメラ本体２０の撮像素子の画素サイズに応じて、交換レンズ１０のフォーカスレンズＬ２を駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更する例を説明したが、これに限ったものではなく、カメラが要求するピント精度（合焦幅）に関する情報をカメラ本体２０内のメモリ２３に記憶しておき、交換レンズはカメラから送信されたピント精度（合焦幅）情報に応じてフォーカスレンズＬ２を駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更するような構成にしてもよい。

［第２の実施例］
上述した第１の実施例では、交換レンズに装着したカメラ本体の撮像素子の画素サイズに応じて、交換レンズのフォーカスレンズを駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更する例を説明したが、第２の実施例では交換レンズに装着したカメラ本体の撮像素子の画面サイズに応じて、交換レンズのフォーカスレンズを駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更する例について説明する。

本実施例の光学機器（カメラシステム）の概念図は、第１の実施例における光学機器（カメラシステム）の概念図である図１と全く同じであるため説明は省略する。
また、本実施例の光学機器（カメラシステム）を示すブロック図は、第１の実施例における光学機器（カメラシステム）を示すブロック図である図２と全く同じであるため説明は省略する。但し、カメラ本体２０内のメモリ２３には、撮像部材に関する情報としての撮像素子２１に関する情報である、撮像素子の画面サイズの情報が予め記憶されている。そして、カメラ側ＣＰＵ２２は、メモリ２３の撮像素子の情報を取り出して、取り出した情報をレンズ側ＣＰＵ１３に送信するように構成されている。さらに、レンズ側のメモリ１４はカメラの撮像素子の画面サイズに応じて、選択的に使用するために、複数の駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を保持している。

次に、本実施例におけるカメラ側ＣＰＵ２２とレンズ側ＣＰＵ１３とによるフォーカス動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップ５０１では、交換レンズ１０のマウント部材１５をカメラ本体２０のマウント部材３１に装着することにより交換レンズ１０をカメラ本体２０に装着する。これにより交換レンズ１０とカメラ本体２０とがマウント部材１５、３１の電気接点を介して電源供給および通信が行える状態に接続される。そしてカメラ側ＣＰＵ２２はメモリ２３から撮像部材に関する情報である撮像素子２１に関する情報（画素サイズ）を読み出して、その撮像部材の情報をレンズ側ＣＰＵ１３に送信する。

次に、ステップ５０２では、レンズ側ＣＰＵ１３は、カメラから送信された撮像素子の画面サイズ（対角の長さ）が２０ｍｍより小さいサイズであるか判別し、２０ｍｍより小さい場合はステップ５０４へ進み、駆動速度パターンを高精度モードに設定する。一方、撮像素子の画面サイズ（対角の長さ）が２０ｍｍ以上の場合はステップ５０３へ進む。ステップ５０３では、撮像素子の画面サイズ（対角の長さ）が３５ｍｍより小さいサイズであるか判別し、３５ｍｍより小さい場合はステップ５０５へ進み、駆動速度パターンを中精度モードに設定する。一方、撮像素子の画面サイズ（対角の長さ）が３５ｍｍ以上の場合はステップ５０６へ進む。ステップ５０６では、駆動速度パターンを高速モードに設定する。

以後のステップ５０７〜５１０の動作は図４のステップ４０７〜４１０の動作と同じであるので、説明は省略する。但し、ステップ５０８で用いるフォーカス駆動の駆動速度パターンは、ステップ５０４からステップ５０６にて設定した駆動速度パターン（目標パルス幅）である。

以上、説明したように、第２の実施例では、交換レンズ１０に装着したカメラ本体２０の撮像部材に関する情報（画面サイズ）に応じて、交換レンズ１０のフォーカスレンズＬ２を駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更することにより、交換レンズが撮像素子の画面サイズが小さく、ピント精度が厳しいカメラに取り付けられた場合は、減速時の駆動速度を低速に設定しバックラッシュの影響によるレンズの行き過ぎを防止して精度良くフォーカスレンズを停止させることができる。また、交換レンズが撮像素子の画面サイズが大きく、ピント精度が比較的甘いカメラに取り付けられた場合は、減速時の駆動速度を高速に設定し可能な限り敏速に停止させ、フォーカスレンズの駆動時間を短縮することにより合焦時間を短くすることができる。

したがって、１つの交換レンズであっても、撮像素子の画面サイズの異なる複数種類のカメラ本体に対して共通して１つの交換レンズを用いることができる、且つそれぞれのカメラに対して最適なフォーカス駆動を行うことができる。

なお、本実施例では、交換レンズ１０にフォーカスモータとして振動波モータを用い、カメラ本体２０の撮像部材（撮像素子の画面サイズ）に関する情報に応じて、振動波モータの駆動速度パターンを変更する例について説明したが、振動波モータに替えて、ＤＣモータやステッピングモータを用いた構成としてもよい。
また、本実施例ではカメラの撮像部材としてＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いたが、これに限ったものではなく、撮像部材としてフィルム（銀塩フィルム）を用いたカメラでもよい。

［第３の実施例］
上述した第１および第２の実施例では、交換レンズに装着したカメラ本体の撮像素子の画素サイズ、或いは画面サイズに応じて、交換レンズのフォーカスレンズを駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更する例を説明したが、第３の実施例では、交換レンズに撮像画素数が変更可能な撮像素子を持つカメラが装着された場合に、選択された撮像素子の画素数に応じて、交換レンズのフォーカスレンズを駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更する例について説明する。

図６は、本実施例の光学機器（カメラシステム）を示すブロック図である。
３２はカメラ２０の筐体外面に設けられた撮影画素数選択スイッチであり、ボタンスイッチやダイヤルスイッチ等で構成され、スイッチ操作により撮影画素数を３段階に選択できる。本実施例では、６００万画素、３００万画素、１５０万画素から選択できるものとする。なお、撮影画素数選択スイッチ３２は、他の操作スイッチと兼用したり、ディスプレイ２５に表示される設定メニューから選択したりする方式でもよい。

撮像素子の画素数が異なると、引き伸ばし倍率の差から要求されるピント精度が変わるので、選択された撮像素子の画素数に応じて、交換レンズのフォーカスレンズを駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更した方がよく、高画素のモードが選択されピント精度が厳しい場合は、減速時の駆動速度を低速に設定しバックラッシュの影響によるレンズの行き過ぎを防止して精度良くフォーカスレンズを停止させることができる。また、低画素のモードが選択されピント精度が比較的甘い場合は、減速時の駆動速度を高速に設定し可能な限り敏速に停止させ、フォーカスレンズの駆動時間を短縮することにより合焦時間を短くすることができる。

撮影画素数選択スイッチ３２で選択された撮影画素数の情報は、カメラ本体２０内のメモリ２３に記憶され、カメラ側ＣＰＵ２２は、メモリ２３の撮像素子の情報を取り出して、取り出した情報をレンズ側ＣＰＵ１３に送信するように構成されている。さらに、レンズ側のメモリ１４はカメラの撮像素子の画素数に応じて、選択的に使用するために、複数の駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を保持している。
図６におけるその他のブロックは第１および第２の実施例で説明したものと全く同じであるため説明は省略する。

次に、本実施例におけるカメラ側ＣＰＵ２２とレンズ側ＣＰＵ１３とによるフォーカス動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。
まず、ステップ７０１では、交換レンズ１０のマウント部材１５をカメラ本体２０のマウント部材３１に装着することにより交換レンズ１０をカメラ本体２０に装着する。これにより交換レンズ１０とカメラ本体２０とがマウント部材１５、３１の電気接点を介して電源供給および通信が行える状態に接続される。そしてカメラ側ＣＰＵ２２はメモリ２３から、撮影画素数選択スイッチ３２により選択された撮像部材に関する情報である撮像素子２１に関する情報（画素数）を読み出して、その撮像部材の情報をレンズ側ＣＰＵ１３に送信する。

次に、ステップ７０２では、レンズ側ＣＰＵ１３は、カメラから送信された撮像素子の画素数が６００万画素であるか判別し、６００万画素である場合はステップ７０４へ進み、駆動速度パターンを高精度モードに設定する。一方、撮像素子の画素数が６００万画素ではない場合はステップ７０３へ進む。ステップ７０３では、撮像素子の画素数が３００万画素であるか判別し、３００万画素である場合はステップ７０５へ進み、駆動速度パターンを中精度モードに設定する。一方、撮像素子の画素数が３００万画素ではない場合はステップ７０６へ進む。ステップ７０６では、駆動速度パターンを高速モードに設定する。

以後のステップ７０７〜７１０の動作は図４のステップ４０７〜４１０および図５のステップ５０７〜５１０の動作と同じであるので、説明は省略する。但し、ステップ７０８で用いるフォーカス駆動の駆動速度パターンは、ステップ７０４からステップ７０６にて設定した駆動速度パターン（目標パルス幅）である。

以上、説明したように、第３の実施例では、交換レンズ１０に装着したカメラ本体２０の撮像部材に関する情報（画素数）に応じて、交換レンズ１０のフォーカスレンズＬ２を駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）を変更することにより、高画素のモードが選択されピント精度が厳しい場合は、減速時の駆動速度を低速に設定しバックラッシュの影響によるレンズの行き過ぎを防止して精度良くフォーカスレンズを停止させることができる。また、低画素のモードが選択されピント精度が比較的甘い場合は、減速時の駆動速度を高速に設定し可能な限り敏速に停止させ、フォーカスレンズの駆動時間を短縮することにより合焦時間を短くすることができる。

したがって、撮像素子の画素数モードが選択可能なカメラ本体に装着された場合に、それぞれの画素数モードに対して最適なフォーカス駆動を行うことができる。

なお、本実施例では、交換レンズ１０にフォーカスモータとして振動波モータを用い、カメラ本体２０の撮像部材（撮像素子の画面サイズ）に関する情報に応じて、振動波モータの駆動速度パターンを変更する例について説明したが、振動波モータに替えて、ＤＣモータやステッピングモータを用いた構成としてもよい。

また、上述の実施例においては、駆動速度パターンの選択（図４のステップ４０２〜４０６、図５のステップ５０２〜５０６、図７のステップ７０２〜７０６）をレンズ側ＣＰＵ１３により行っているが、カメラ側ＣＰＵ２２で行ってもよい。さらに、交換レンズ１０のフォーカスレンズＬ２を駆動するフォーカスモータの駆動速度パターン（駆動残量に応じた速度テーブルデータ）をカメラ側のメモリ２３に記憶させてもよい。この場合、従来の交換レンズを装着してそのフォーカスモータを自身に最適な駆動速度パターンで駆動可能なカメラ本体を提供することができる。交換レンズは、レンズ側の情報を通信や接点配置などでカメラ本体が検知できるものであることが好ましい。
また、特に、第３の実施例は、交換レンズが特定のカメラ本体に専用の場合やレンズを交換できないカメラ本体にも適用可能であり、その場合、カメラ側ＣＰＵ２２とレンズ側ＣＰＵ１３の動作を１個のＣＰＵで行わせることも可能である。

本発明の一実施例に係る光学機器の概念を説明するための概念図である。 本発明の第１および第２の実施例を示すブロック図である。 本発明の各実施例におけるフォーカスモータの駆動速度パターンを示す図である。 本発明の第１の実施例におけるフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施例におけるフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施例を示すブロック図である。 本発明の第３の実施例におけるフォーカス動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０：交換レンズ
２０：カメラ本体
１１：フォーカスモータ
１３：レンズ側ＣＰＵ
１４：レンズ側のメモリ
１５，３１：マウント（通信接点）
２１：撮像素子
２２：カメラ側ＣＰＵ
２３：カメラ側のメモリ
３０：ＡＦセンサ
３２：撮影画素数選択スイッチ

Claims (8)

1. 撮像光学系と、前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向に駆動する振動波モータまたはＤＣモータを有し前記撮像光学系からの光学像を記録するための撮像素子に対する前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの駆動量を検出するためのパルス板とフォトインタラプタとを含むエンコーダと、前記焦点調節を行う際の前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの複数の駆動速度パターンに関する情報を記憶する駆動情報記憶手段と、前記撮像素子に関する情報を記憶する感光情報記憶手段と、前記撮像素子に関する情報に応じて、前記駆動情報記憶手段に記憶された前記複数の駆動速度パターンに関する情報のうち１つの駆動速度パターンに関する情報を選択する選択手段と、この選択した駆動速度パターンに関する情報を用いて前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの駆動速度を制御する速度制御手段と、を備え、
   前記駆動速度パターンに関する情報は、前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの減速を開始する駆動残量パルス数に関する情報であることを特徴とする光学機器。
2. 前記撮像素子に関する情報は、撮像素子の画素サイズ、撮像素子の画面サイズ、撮像素子の画素数のうちいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記撮像光学系を有するカメラ本体と、前記撮像光学系および前記振動波モータまたは前記ＤＣモータを有し前記カメラ本体に着脱可能なレンズユニットと、に分割されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光学機器。
4. 前記レンズユニットが前記駆動情報記憶手段を有することを特徴とする請求項３に記載の光学機器。
5. 前記カメラ本体が前記感光情報記憶手段を有することを特徴とする請求項３または４に記載の光学機器。
6. 前記カメラ本体と前記レンズユニットとの間の情報通信を行うための通信手段を備え、前記レンズユニットが前記選択手段を有し、前記選択手段は前記通信手段を介して前記感光情報記憶手段に記憶された前記撮像素子に関する情報を得、前記撮像素子に関する情報に応じ、前記駆動情報記憶手段に記憶された前記複数の駆動速度パターンに関する情報のうち１つの駆動速度パターンに関する情報を選択することを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
7. 撮像光学系と、
   前記撮像光学系の少なくとも一部を光軸方向に駆動する振動波モータまたはＤＣモータを有し、前記撮像光学系からの光学像を記録するための撮像素子に対する前記撮像光学系の焦点調節を行う焦点調節手段と、
   前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの駆動量を検出するためのパルス板とフォトインタラプタとを含むエンコーダと、
   前記焦点調節を行う際の前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの複数の駆動速度パターンに関する情報を記憶する駆動情報記憶手段と、
   装着されたカメラ本体の撮像素子に関する情報に応じて、前記駆動情報記憶手段に記憶された前記複数の駆動速度パターンに関する情報のうち１つの駆動速度パターンに関する情報を選択する選択手段と、
   前記選択した駆動速度パターンに関する情報を用いて前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの駆動速度を制御する速度制御手段と、を備え、
   前記駆動速度パターンに関する情報は、前記振動波モータまたは前記ＤＣモータの減速を開始する駆動残量パルス数に関する情報であることを特徴とするレンズユニット。
8. 前記撮像素子に関する情報は、撮像素子の画素サイズ、撮像素子の画面サイズ、撮像素子の画素数のうちいずれかを含むことを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。

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