JP5177184B2 - 焦点調節装置および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節装置および撮像装置に関するものである。

従来より、フォーカスレンズをサーチ駆動させながら、光学系による像のコントラストに関する焦点評価値を取得することにより、光学系の焦点状態を検出する焦点調節装置が知られている。たとえば、特許文献１では、光学系の焦点距離に応じて、焦点評価値を取得する際における、フォーカスレンズのサーチ駆動の態様を異ならせる技術が提案されている。具体的には、上記特許文献１では、光学系の焦点距離が比較的長い場合には、光学系の焦点調節可能範囲も比較的広いと判断し、焦点検出可能な速度でサーチ駆動を行う第１のサーチ駆動を行った後に、第１のサーチ駆動よりもサーチ速度の速い第２のサーチ駆動を行なうことにより、焦点評価値を取得する際における、サーチ駆動に要する時間の短縮を図っている。そして、その一方で、光学系の焦点距離が比較的短い場合には、光学系の焦点調節可能範囲も比較的狭いと判断し、この場合には、サーチ速度の速い第２のサーチ駆動を行なう必要はないため、焦点検出可能な速度でサーチ駆動を行う第１のサーチ駆動のみを行なう構成となっている。

特開２００８−２４９９６６号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、光学系の焦点距離から、光学系の焦点調節可能範囲を判断し、これに基づいて、フォーカスレンズのサーチ駆動の態様を決定するものであるため、次のような問題が生じる場合があった。すなわち、使用するレンズ鏡筒の種類によっては、光学系の焦点距離が比較的長い場合でも、光学系の焦点調節可能範囲が比較的狭い場合もあり、この場合に、上記特許文献１においては、光学系の焦点距離が比較的長いために、光学系の焦点調節可能範囲は比較的広いと判断され、第２のサーチ駆動、および第２のサーチ駆動に続いて、焦点検出可能な速度でサーチ駆動を行う第３のサーチ駆動が行われてしまい、その結果、サーチ駆動に要する時間が長くなってしまう場合があった。また、使用するレンズ鏡筒の種類によっては、光学系の焦点距離が比較的短い場合でも、光学系の焦点調節可能範囲が比較的広い場合もあり、この場合に、上記特許文献１においては、光学系の焦点距離が比較的短いために、光学系の焦点調節可能範囲が比較的狭いと判断され、焦点検出可能な速度でサーチ駆動を行う第１のサーチ駆動のみが行われてしまい、その結果、サーチ駆動に要する時間が長くなってしまう場合があった。

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点検出を効率化し、焦点検出に要する時間を短縮できる焦点調節装置を提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって上記課題を解決する。なお、発明の実施形態を示す図面に対応する符号を付して説明するが、この符号は発明の理解を容易にするためだけのものであって発明を限定する趣旨ではない。

［１］本発明に係る焦点調節装置は、焦点調節光学系（２１３）を駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動手段（２３１）と、異なる複数の焦点状態において、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を検出することで、前記光学系の焦点検出を行う焦点検出手段（１７０）と、前記焦点調節光学系の駆動可能な速度のうち最大の速度である最大駆動速度を取得する取得手段（１７０）と、前記駆動手段に、前記焦点調節光学系を所定の範囲および速度で駆動させる第１の駆動動作、または、前記第１の駆動動作と異なる第２の駆動動作を行なわせる制御手段（１７０）と、を備え、前記制御手段は、前記第１の駆動動作を行った結果、前記所定の範囲において、前記評価値のピークが検出されない場合に、前記最大駆動速度と、前記第１の駆動動作における前記焦点調節光学系の駆動速度である第１の駆動速度とを比較し、前記最大駆動速度と前記第１の駆動速度とが同程度の速度ではなく、かつ、前記最大駆動速度が前記第１の駆動速度よりも速い場合には、前記駆動手段に、前記第１の駆動動作に続いて、前記第１の駆動動作における前記第１の駆動速度よりも速い速度で前記焦点調節光学系を駆動させる前記第２の駆動動作を行なわせ、前記最大駆動速度と前記第１の駆動速度とが同程度の速度となる場合には、前記駆動手段に、前記第２の駆動動作を行わせないことを特徴とする。

［２］上記焦点調節装置に係る発明において、前記第１の駆動動作と、前記第２の駆動動作とは、前記焦点調節光学系（２１３）の駆動範囲が、互いに異なるように構成することができる。

［３］上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）は、前記駆動手段（２３１）に前記第２の駆動動作を行わせない場合に、駆動範囲を拡大して、前記第１の駆動動作を、前記駆動手段に行わせるように構成することができる。

［４］上記焦点調節装置に係る発明において、前記制御手段（１７０）は、前記駆動手段（２３１）に、前記第１駆動作に続いて前記第２の駆動動作を行わせる場合には、前記第２の駆動動作に続いて、前記第２の駆動動作とは異なる第３の駆動動作を、前記駆動手段に行わせるように構成することができる。

［５］本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置を備えることを特徴とする。

［６］本発明に係る撮像装置は、上記焦点調節装置と、前記焦点調節光学系（２３１）を有するレンズ鏡筒（２００）と、を備え、前記取得手段（１７０）は、前記レンズ鏡筒から、前記最大駆動速度を取得することを特徴とする。

本発明によれば、光学系の焦点検出を効率化し、焦点検出に要する時間を短縮することができる。

図１は、第１実施形態に係るカメラ１の構成を示すブロック図である。 図２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（その１）である。 図３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（その２）である。 図４は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのグラフである。 図５は、第１実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのグラフである。 図６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（その１）である。 図７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（その２）である。 図８は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのグラフである。 図９は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのグラフである。

≪第１実施形態≫
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１実施形態に係るカメラ１を示すブロック図であり、本発明の撮像装置に関する構成以外のカメラの一般的構成については、その図示と説明を一部省略する。

本実施形態のカメラ１は、図１に示すように、カメラボディ１００とレンズ鏡筒２００とから構成される。

レンズ鏡筒２００には、レンズ２１１，２１２，２１３，２１４、および絞り２２０を含む撮影光学系が内蔵されている。

フォーカスレンズ２１３は、レンズ鏡筒２００の光軸Ｌ１に沿って駆動可能に設けられ、フォーカスレンズ用エンコーダ２６１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２３１によってその位置が調節される。

このフォーカスレンズ２１３の光軸Ｌ１に沿う駆動機構の具体的構成は特に限定されない。一例を挙げれば、レンズ鏡筒２００に固定された固定筒に回転可能に回転筒を挿入し、この回転筒の内周面にヘリコイド溝（螺旋溝）を形成するとともに、フォーカスレンズ２１３を固定するレンズ枠の端部をヘリコイド溝に嵌合させる。そして、フォーカスレンズ駆動モータ２３１によって回転筒を回転させることで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ２１３が光軸Ｌ１に沿って直進駆動することになる。なお、レンズ鏡筒２００にはフォーカスレンズ２１３以外のレンズ２１１，２１２，２１４が設けられているが、ここではフォーカスレンズ２１３を例に挙げて本実施形態を説明する。

上述したようにレンズ鏡筒２００に対して回転筒を回転させることによりレンズ枠に固定されたフォーカスレンズ２１３は光軸Ｌ１方向に直進駆動するが、その駆動源としてのフォーカスレンズ駆動モータ２３１がレンズ鏡筒２００に設けられている。フォーカスレンズ駆動モータ２３１と回転筒とは、たとえば複数の歯車からなる変速機で連結され、フォーカスレンズ駆動モータ２３１の駆動軸を何れか一方向へ回転駆動すると所定のギヤ比で回転筒に伝達され、そして、回転筒が何れか一方向へ回転することで、レンズ枠に固定されたフォーカスレンズ２１３が光軸Ｌ１の何れかの方向へ直進駆動することになる。なお、フォーカスレンズ駆動モータ２３１の駆動軸が逆方向に回転駆動すると、変速機を構成する複数の歯車も逆方向に回転し、フォーカスレンズ２１３は光軸Ｌ１の逆方向へ直進駆動することになる。

フォーカスレンズ２１３の位置はフォーカスレンズ用エンコーダ２６１によって検出される。既述したとおり、フォーカスレンズ２１３の光軸Ｌ１方向の位置は回転筒の回転角に相関するので、たとえばレンズ鏡筒２００に対する回転筒の相対的な回転角を検出すれば求めることができる。

本実施形態のフォーカスレンズ用エンコーダ２６１としては、回転筒の回転駆動に連結された回転円板の回転をフォトインタラプタなどの光センサで検出して、回転数に応じたパルス信号を出力するものや、固定筒と回転筒の何れか一方に設けられたフレキシブルプリント配線板の表面のエンコーダパターンに、何れか他方に設けられたブラシ接点を接触させ、回転筒の駆動量（回転方向でも光軸方向の何れでもよい）に応じた接触位置の変化を検出回路で検出するものなどを用いることができる。

フォーカスレンズ２１３は、上述した回転筒の回転によってカメラボディ１００側の端部（至近端ともいう）から被写体側の端部（無限端ともいう）までの間を光軸Ｌ１方向に駆動することができる。ちなみに、フォーカスレンズ用エンコーダ２６１で検出されたフォーカスレンズ２１３の現在位置情報は、レンズ制御部２５０を介して後述するカメラ制御部１７０へ送出される。そして、フォーカスレンズ２１３の位置情報に基づいて算出されたフォーカスレンズ２１３の駆動量が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して送出され、これに基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ２３１は駆動する。

また、本実施形態において、レンズ制御部２５０は、カメラ制御部１７０の指示により、フォーカスレンズ２１３を所定のレンズ駆動速度で駆動させるため、レンズ駆動速度に応じた駆動パルス信号を、フォーカスレンズ駆動モータ２３１に送信する。また、レンズ制御部２５０は、レンズ制御部２５０が備えるメモリ（不図示）に、フォーカスレンズ２１３が駆動可能な速度のうち最大の速度である最大駆動速度を記憶している。

ズームレンズ２１２は、レンズ鏡筒２００の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、ズームレンズ用エンコーダ２６０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２３０によってその位置が調節される。ズームレンズ２１２の位置は、例えば、撮影者によりレンズ鏡筒２００のズーム環（不図示）が回されることによって変化し、それに応じて光学系の焦点距離が変わることとなる。そして、ズームレンズ用エンコーダ２３０で検出されたズームレンズ２１２の位置情報は、レンズ制御部２５０へ送信される。なお、ズームレンズ２１２の移動機構は、上述のフォーカスレンズ２１３の移動機構と同様とすればよく、さらに、ズームレンズ用エンコーダ２６０も、上述のフォーカスレンズ用エンコーダ２６１と同様のものを用いることができる。

絞り２２０は、光学系を通過して、カメラボディ１００に備えられた撮像素子１１０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２２０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適切な開口径が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０を介して絞り駆動部２４０に送出されることにより行われる。また、カメラボディ１００に設けられた操作部１５０を介したマニュアル操作により設定された開口径が、カメラ制御部１７０からレンズ制御部２５０に入力される。絞り２２０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２５０で現在の開口径が認識される。

一方、カメラボディ１００は、被写体からの光束を撮像素子１１０、ファインダ１３５、測光センサ１３７および位相差式ＡＦ検出モジュール１６０へ導くためのミラー系１２０を備える。このミラー系１２０は、回転軸１２３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１２１と、このクイックリターンミラー１２１に軸支されてクイックリターンミラー１２１の回動に合わせて回転するサブミラー１２２とを備える。図１においては、ミラー系１２０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１２０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１２１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１２１で反射してファインダ１３５および測光センサ１３７に導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー１２２へ導く。これに対して、サブミラー１２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー１２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を、固定ミラー１４０を介して、位相差式ＡＦ検出モジュール１６０へ導く。

したがって、ミラー系１２０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１３５、測光センサ１３７および位相差式ＡＦ検出モジュール１６０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２１３の焦点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１２０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１１０へ導かれ、撮影した画像データを図示しないメモリに保存する。

クイックリターンミラー１２１で反射された被写体からの光束（光軸Ｌ２）は、撮像素子１１０と光学的に等価な面に配置された焦点板１３１に結像し、ペンタプリズム１３３と接眼レンズ１３４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１３２は、焦点板１３１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１３５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１３７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、撮像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１３７で検出された信号はカメラ制御部１７０へ出力され、自動露出制御に用いられる。

一方、カメラボディ１００には、被写体からの光束を受光する撮像素子１１０が、光軸Ｌ１上であって、撮影光学系の予定焦点面に設けられている。撮像素子１１０は二次元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され、受光した光信号を画像信号に変換する。撮像素子１１０により出力された画像信号は、カメラ制御部１７０に送信され、画像データに変換されてメモリに保存される。また、本実施形態において、撮像素子１１０により出力された画像信号は、カメラ制御部１７０に送信され、コントラスト方式の焦点検出、およびスルー画像の出力に用いられる。なお、図示していないが、撮像素子１１０の撮像面の前方には、赤外光をカットするための赤外線カットフィルタ、および画像の折り返しノイズを防止するための光学的ローパスフィルタが配置されている。

位相差式ＡＦ検出モジュール１６０は、一対の開口が形成された絞りマスク（不図示）、および一対のラインセンサ（不図示）を有する。位相差式ＡＦ検出モジュール１６０は、光学系からの光束を、一対の絞りマスクにより分割した後、一対のラインセンサに結像させる。そして、位相差式ＡＦ検出モジュール１６０は、ラインセンサに再結像された像の像ズレ量を求め、この像ズレ量に基づいて、デフォーカス量を算出する。そして、デフォーカス量に応じたフォーカスレンズ２１３の駆動量が、カメラ制御部１７０を介して、レンズ制御部２５０に送信され、フォーカスレンズ駆動モータ２３１が駆動する。

カメラ制御部１７０は、メモリ、ＣＰＵその他の周辺部品から構成され、撮像素子１１０から送信された画像信号を取得する。そして、カメラ制御部１７０は、撮像素子１１０から送信された画像信号に基づいて、スルー画像および撮像画像の生成を行う。また、第１実施形態では、カメラ制御部１７０は、撮像素子１１０から送信された画像信号に基づいて、焦点検出を行うためのサーチ動作を実行する。サーチ動作は、焦点調節可能範囲において、フォーカスレンズ２１３を所定のサーチ速度で駆動させることにより、複数の像面において取得した画像信号に基づいて、複数の像面における焦点評価値を算出し、算出した焦点評価値に基づいて、合焦位置を検出する一連の処理である。さらに、第１実施形態では、カメラ制御部１７０は、このサーチ動作において、後述するように、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度を、レンズ制御部２５０から取得するとともに、サーチ動作のサーチ速度を算出し、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度と、サーチ動作のサーチ速度とを比較することで、該比較結果に基づいて、サーチ動作の動作態様を異ならせるものである。

操作部１５０は、例えば、シャッターレリーズボタン、カメラ１の各種動作モードを設定するためのモード設定スイッチなどを備えている。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。また、モード設定スイッチは、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。操作部１５０により設定されたシャッターレリーズボタンのスイッチＳＷ１，ＳＷ２、各種モードの情報は、カメラ制御部１７０へ送信される。

液晶モニタ１８０は、カメラボディ１００の背面に設けられ、撮像素子１１０により得られた画像信号に基づくスルー画像を、液晶モニタ１８０が備えるディスプレイに表示する。

次に、図２および図３を参照して、本実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図２および図３は、カメラ１の動作例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ１０１では、撮像素子１１０により、撮影光学系からの光束の受光が行われ、スルー画像表示用の撮影が行われる。そして、撮像素子１１０により出力された画像信号が、カメラ制御部１７０により受信され、スルー画像が生成される。カメラ制御部１７０により生成されたスルー画像は、液晶モニタ１８０に送信され、液晶モニタ１８０が備えるディスプレイに表示される。

ステップＳ１０２では、カメラ制御部１７０により、シャッターレリーズボタンの半押し（第１スイッチＳＷ１のオン）がされたか否かの判断が行われる。第１スイッチＳＷ１がオンであると判断された場合はステップＳ１０３へ進み、第１スイッチＳＷ１がオンではないと判断された場合はステップＳ１０１に戻り、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、スルー画像の表示が行われる。

ステップＳ１０３では、カメラ制御部１７０により、フォーカスレンズ２１３を所定の初期レンズ位置まで駆動させる初期駆動が行われる。なお、初期駆動における初期レンズ位置は、特に限定されず、例えば、カメラボディ側の端部または被写体側の端部であってもよく、撮影シーンによって決定される位置であってもよい。また、ステップＳ１０３においては、初期駆動を行うことなく、フォーカスレンズ２１３を現在の位置のままとしてもよい。

ステップＳ１０４では、カメラ制御部１７０により、フォーカスレンズ２１３が駆動可能な速度のうち最大の速度である最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}の取得が行われる。具体的には、カメラ制御１７０は、レンズ制御部２５０から、レンズ制御部２５０のメモリに記憶された最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}を取得する。ここで、取得された最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}は、フォーカスレンズ２１３の実際の駆動速度に基づく速度である。ステップＳ１０４では、カメラ制御部１７０は、フォーカスレンズ２１３の実際の駆動速度に基づく最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}を、像面移動速度に基づく最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}に変換する。具体的には、カメラ制御部１７０は、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}とともに、レンズ制御部２５０から、像面移動係数（フォーカスレンズ２１３の駆動に伴う像面移動速度／フォーカスレンズ２１３の実際の駆動速度）を含むレンズ情報を取得する。そして、カメラ制御部１７０は、レンズ制御部２５０から取得したレンズ情報に基づいて、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}を、像面移動速度に基づく最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}に変換する。

そして、ステップＳ１０５では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ動作の第１サーチ速度Ｖ_１の算出が行われる。ここで、第１サーチ動作とは、所定のサーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、後述する第１サーチ速度Ｖ_１で駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、合焦位置の検出を行う一連の処理をいう。また、第１サーチ速度Ｖ_１とは、第１サーチ動作においてフォーカスレンズ２１３を駆動させる像面移動速度に基づく速度であり、例えば、合焦位置を検出できる速度とすることができる。例えば、カメラ制御部１７０は、合焦位置を検出できる焦点評価値の取得間隔が像面移動量で２００μｍ〜３００μｍ程度であり、焦点評価値を算出するための時間間隔が１／６０秒である場合には、第１サーチ動作の第１サーチ速度Ｖ_１を、３００×６０＝１８０００（μｍ／秒）＝１８（ｍｍ／秒）として算出することができる。このように算出された第１サーチ速度Ｖ_１は、レンズ制御部２５０に送信され、レンズ制御部２５０により駆動パルス信号に変換された後、フォーカスレンズ駆動モータ２３１に送信されることにより、第１サーチ動作において第１サーチ速度Ｖ_１でフォーカスレンズ２１３が駆動されることとなる。なお、絞り２００を絞ると焦点深度は深くなるため、合焦位置を検出できる焦点評価値の取得間隔が大きくなる場合があり、この場合、第１サーチ速度Ｖ_１を、さらに速い速度として算出することができる。

ステップＳ１０６では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ１０４で取得された最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と、ステップＳ１０５で算出された第１サーチ速度Ｖ_１とに基づいて、下記式（１）の関係を満たすか否か判断される。
最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}×ｋ１≧第１サーチ速度Ｖ_１（但し、０＜ｋ１≦１）・・・（１）
ここで、ｋ１は、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが、上記式（１）を満たせば、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}が、第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速い速度であると判断できる値であり、例えば、０．８〜０．９とすることができる。フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが、上記式（１）の関係を満たす場合はステップＳ１０７に進み、一方、上記式（１）の関係を満たさない場合にはステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０７では、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが上記式（１）を満たしており、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}が、第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速いと判断されているため、カメラ制御部１７０により、第２サーチ動作の実行を許可する処理が行われる。ここで、第２サーチ動作とは、第１サーチ範囲において第１サーチ動作で合焦位置を検出できない場合に、第１サーチ範囲よりも広い第２サーチ範囲を速くサーチするために、第１サーチ動作に引き続いて行われるものであり、第２サーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、第１サーチ速度Ｖ_１よりも速い第２サーチ速度Ｖ_２で駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピークの検出を行う処理である。第２サーチ速度Ｖ_２は、第２サーチ動作においてフォーカスレンズ２１３を駆動させる像面移動速度に基づく速度であり、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}以下の速度に設定される。また、第２サーチ速度Ｖ_２は、焦点評価値のピークの存在を検出できる速度とすればよく、必ずしも、合焦位置を検出できる速度とする必要はない。例えば、カメラ制御部１７０は、第２サーチ速度Ｖ_２を、５０〜１００（ｍｍ／秒）として算出することができる。そして、ステップＳ１０８では、第１サーチ動作に引き続いて、第２サーチ動作を実行するため、カメラ制御部１７０は、第１サーチ動作を行うサーチ範囲を、第１サーチ範囲に限定する。

一方、ステップＳ１０６において、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが、上記式（１）の関係を満たさないと判断された場合は、ステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが、上記式（１）の関係を満たしておらず、第１サーチ速度Ｖ_１と最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}とが同程度の速度であると判断されているため、カメラ制御部１７０により、第２サーチ動作の実行を禁止する処理が行われる。そして、ステップＳ１１０では、第１サーチ動作に引き続いて、第２サーチ動作が実行されないため、カメラ制御部１７０は、第１サーチ動作のサーチ範囲を、第１サーチ範囲に限定せずに、焦点調節可能範囲の全域に設定する。

ステップＳ１１１では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ動作が実行される。具体的には、カメラ制御部１７０は、ステップＳ１０８またはステップＳ１１０で設定されたサーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、第１サーチ速度Ｖ_１で駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得する。そして、カメラ制御部１７０は、取得した複数の焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピークの検出を行う。なお、焦点評価値を算出する方法は、特に限定されず、例えば、撮像素子１１０から受信した画像信号を、高周波フィルタで処理し、フィルタ処理した画像信号を積算処理することで、焦点評価値を算出することができる。

ステップＳ１１２では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ動作において合焦位置が検出されたか否か判断される。具体的には、カメラ制御部１７０は、第１サーチ動作において焦点評価値のピークが検出された場合には、検出された焦点評価値のピークの位置を合焦位置と判断し、合焦位置が検出されたと判断する。ステップＳ１１２において、合焦位置が検出されたと判断された場合は、ステップＳ１１３に進み、検出された合焦位置にフォーカスレンズ２１３を駆動させる合焦駆動が行われる。一方、ステップＳ１１２において、合焦位置が検出されていないと判断された場合は、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ動作のサーチ範囲全域において、第１サーチ動作が実行されたか否か判断される。ここで、ステップＳ１０８において、第１サーチ動作のサーチ範囲が、第１サーチ範囲に限定されている場合は、カメラ制御部１７０は、第１サーチ範囲の全域において第１サーチ動作が実行されたか否かを判断する。また、ステップＳ１１０において、第１サーチ動作のサーチ範囲が、第１サーチ範囲に限定されなかった場合は、カメラ制御部１７０は、第１サーチ範囲を含む焦点調節可能範囲の全域において、第１サーチ動作が実行されたか否か判断する。第１サーチ動作のサーチ範囲の全域において、第１サーチ動作が実行された場合は、第１サーチ動作により合焦位置が検出できなかったものと判断され、図３に示すステップＳ１１５に進む。一方、第１サーチ動作のサーチ範囲の全域において、第１サーチが実行された場合は、ステップＳ１１１に戻り、引き続き、第１サーチ動作が完了していないサーチ範囲において、合焦位置の検出が行われる。

図３に示すステップＳ１１５では、カメラ制御部１７０により、第２サーチが許可されている否かの判断が行われる。具体的には、カメラ制御部１７０は、ステップＳ１０７において第２サーチ動作が許可されたか否かを判断する。第２サーチ動作が許可されている場合は、ステップＳ１１６に進み、一方、第２サーチ動作が許可されていない場合は、ステップＳ１２２に進む。

ステップＳ１１６では、カメラ制御部１７０により、第２サーチ動作が実行される。具体的には、カメラ制御部１７０は、第２サーチ速度Ｖ_２で、フォーカスレンズ２１３を駆動させるように、レンズ制御部２５０に指示を行う。レンズ制御部２５０は、カメラ制御部１７０からの指示に基づき、フォーカスレンズ２１３を駆動するための駆動パルス信号を生成し、生成した駆動パルス信号をフォーカスレンズ駆動モータ２３１に送信することにより、フォーカスレンズ２１３を第２サーチ速度Ｖ_２で駆動させる。そして、カメラ制御部１７０は、第２サーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、第２サーチ速度Ｖ_２で駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した複数の焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピークの検出を行う。なお、上述したように、第２サーチ速度Ｖ_２は最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}以下の速度に設定されるため、カメラ制御部１７０は、第２サーチ速度Ｖ_２でフォーカスレンズ２１３を駆動させるように指示を行うことで、第２サーチ動作において、フォーカスレンズ２１３を、第２サーチ速度Ｖ_２で駆動させることができる。

ステップＳ１１７では、カメラ制御部１７０により、第２サーチ動作において焦点評価値のピークが検出されたか否か判断される。焦点評価値のピークが検出されたと判断された場合は、第２サーチ動作に続いて、第３サーチ動作を実行するため、ステップＳ１１９に進み、一方、焦点評価値のピークが検出されないと判断された場合は、ステップＳ１１８に進む。

ステップＳ１１８では、第２サーチ範囲の全域において第２サーチ動作が実行されたか否か判断される。第２サーチ範囲の全域において第２サーチ動作が実行された場合は、第２サーチ動作により焦点評価値のピークが検出できなかったものとして、ステップＳ１２２に進む。一方、第２サーチ範囲の全域において第２サーチ動作が実行されていない場合は、ステップＳ１１６に戻り、引き続き、焦点評価値の検出が行われていない第２サーチ範囲において、第２サーチ動作が実行される。

一方、ステップＳ１１７において、焦点評価値のピークが検出されたと判断された場合はステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９では、カメラ制御部１７０により、第３サーチ動作が実行される。第３サーチ動作とは、第２サーチ動作で焦点評価値のピークが検出された場合に、第２サーチ動作で検出された焦点評価値のピーク位置の周辺において合焦位置を検出するため、第２サーチ動作に引き続いて行わるものであり、後述する第３サーチ速度Ｖ_３で、フォーカスレンズ２１３を駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピークの検出を行う処理である。また、第３サーチ速度Ｖ_３は、第３サーチ動作においてフォーカスレンズ２１３を駆動させる像面移動速度に基づく速度であり、第１サーチ速度Ｖ_１と同様に、合焦位置を検出できる速度とすることができる。

ステップＳ１２０では、カメラ制御部１７０により、第３サーチ範囲において、第３サーチ動作により、合焦位置が検出されたか否か判断される。具体的には、カメラ制御部１７０は、第３サーチ動作において焦点評価値のピークを検出できた場合には、検出された焦点評価値のピークを合焦位置と判断し、合焦位置が検出されたと判断する。第３サーチ動作により合焦位置が検出されたと判断された場合は、図２に示すステップＳ１１３に進み、検出された合焦位置にフォーカスレンズ２１３を駆動させる合焦駆動が行われる。一方、第３サーチ動作により合焦位置が検出されないと判断された場合は、ステップＳ１２１に進む。

ステップＳ１２１では、カメラ制御部１７０により、第３サーチ範囲の全域において第３サーチ動作が実行されたか否か判断される。第３サーチ範囲の全域において第３サーチ動作が実行された場合は、第３サーチ動作により合焦位置が検出できなかったものとして、ステップＳ１２２に進む。一方、第３サーチ範囲の全域において第３サーチ動作が実行されていない場合は、ステップＳ１１９に戻り、引き続き、第３サーチ動作が実行されていない第３サーチ範囲において、合焦位置の検出が行われる。

一方、ステップＳ１１５で第２サーチ動作が許可されていないと判断された場合、ステップＳ１１８で第２サーチ動作により焦点評価値のピークが検出されなかったと判断された場合、または、ステップＳ１２１で第３サーチ動作により合焦位置が検出されなかったと判断された場合は、ステップＳ１２２に進む。ステップＳ１２２では、カメラ制御部１７０により、フォーカスレンズ２１３が、所定の位置に駆動されるとともに、合焦位置を検出できなかった旨の表示が、例えば、透過型液晶表示器１３２や液晶モニタ１８０に表示される。なお、ステップＳ１２２において、フォーカスレンズ２１３が駆動する所定の位置は、特に限定されず、例えば、予め決められた位置でもよいし、焦点評価値が最大となる位置でもよいし、或いは、現在の位置のままとしてもよい。そして、ステップＳ１２２が終了した後は、図２に示すステップＳ１０１に戻り、再度、上述した処理が繰り返される。

以上のように、第１実施形態のカメラ１は動作する。ここで、図４および図５は、本実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのグラフである。以下、図４および図５を参照して、第１実施形態に係るカメラ１の動作を説明する。

まず、図４に示す例について説明する。図４に示す例では、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが同程度の速度であるため、第１サーチ動作に続いて第２サーチ動作を実行しない場面を示している。図４に示す例では、まず、初期駆動が行われた後（ステップＳ１０３）、所定のサーチ範囲において第１サーチ動作が実行される（ステップＳ１１１）。ここで、図４に示す例では、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが同程度の速度であり、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが、上記式（１）の関係、すなわち、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}×ｋ１≧第１サーチ速度Ｖ_１（但し、０＜ｋ１≦１）の関係を満たしていない（ステップＳ１０６＝ＮＯ）。そのため、図４に示す例では、第１サーチ動作に続く第２サーチ動作が禁止される（ステップＳ１０９）とともに、第１サーチ動作のサーチ範囲が、第１サーチ範囲に限定されず（ステップＳ１１０）、焦点調節可能範囲の全域に設定される。その結果、図４に示す例では、第１サーチ範囲を含む拡大されたサーチ範囲において、第１サーチ動作が実行される（ステップＳ１１１）。そして、図４に示す例では、第１サーチ動作により、合焦位置が検出され（ステップＳ１１２＝ＹＥＳ）、検出された合焦位置にフォーカスレンズ２１３を駆動させる合焦駆動が行われる（ステップＳ１１３）。

このように、第１実施形態では、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが同程度の速度となる場合に、第１サーチ動作に続く第２サーチ動作を禁止し、焦点調節可能範囲の全域において第１サーチ動作のみを行うものである。従来のように、光学系の焦点距離が比較的長い場合に、光学系の焦点調節可能範囲が比較的広いと判断し、第２サーチ動作を実行する構成では、次の問題があった。すなわち、従来では、焦点調節可能範囲が狭く、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが同程度の速度である場合であっても、焦点距離が長いと判断されれば、第２サーチ動作および第３サーチ動作が実行され、焦点検出に要する時間が長くなるという問題があった。これに対して、第１実施形態では、図４に示すように、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と第１サーチ速度Ｖ_１とが同程度の速度となる場合に、第２サーチ動作を禁止し、第１サーチ動作のみを行うことで、焦点検出に要する時間を短縮することができる。

次に、図５に示す例について説明する。図５に示す例では、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}が第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速い速度であるため、第１サーチ動作に続いて第２サーチ動作を実行する場面を示している。図５に示す例では、初期駆動が行われた後（ステップＳ１０３）、所定のサーチ範囲において第１サーチ動作が行われる（ステップＳ１１１）。ここで、図５に示す例では、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}が第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速く、上記式（１）の関係を満たしている（ステップＳ１０６＝ＹＥＳ）。そのため、図５に示す例では、第１サーチ動作に続く第２サーチ動作が許可される（ステップＳ１０７）とともに、第１サーチ動作のサーチ範囲が、第１サーチ範囲に限定される（ステップＳ１０８）こととなる。そのため、図５に示すように、第１サーチ動作で合焦位置を検出できない場合に（ステップ１１４＝ＹＥＳ）、第１サーチ範囲よりも広い第２サーチ範囲において、第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速い第２サーチ速度Ｖ_２で、第２サーチ動作が実行される（ステップＳ１１６）。そして、図５に示す例では、第２サーチ動作において焦点評価値のピークが検出されたため（ステップＳ１１７＝ＹＥＳ）、第２サーチ動作に続いて第３サーチ動作が実行され（ステップＳ１１９）、第３サーチ動作で検出された合焦位置に、合焦駆動が行われる（ステップＳ１１３）。

このように、第１実施形態では、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}が第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速い場合に、第１サーチ動作に引き続いて、第２サーチ動作を実行するものである。従来のように、光学系の焦点距離が比較的短い場合に、光学系の焦点調節可能範囲が比較的狭いと判断し、第１サーチ動作のみを行う構成では、次の問題があった。すなわち、従来では、焦点調節可能範囲が広く、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}が第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速い場合でも、焦点距離が短いと判断されれば、第１サーチ動作のみが実行され、焦点検出に時間がかかるという問題があった。これに対して、第１実施形態では、図５に示すように、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}が第１サーチ速度Ｖ_１よりも十分に速い場合に、第１サーチ動作に続いて、第２サーチ動作を実行することで、焦点検出に要する時間を短縮することができる。

≪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、図６および図７に示すように、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。以下において、図６および図７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。なお、図６および図７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。

まず、図６に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０３では、第１実施形態のステップＳ１０１〜Ｓ１０３と同様に、第１スイッチＳＷ１がオンされるまで、スルー画像の表示が行われ（ステップＳ２０１，Ｓ２０２）、第１スイッチＳＷ１がオンされた場合に、フォーカスレンズ２１３を初期レンズ位置に駆動させる初期駆動が行われる（ステップＳ２０３）。

ステップＳ２０４では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ動作のサーチ範囲が、第１サーチ範囲に設定される。ここで、第１サーチ動作とは、所定のサーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、後述する第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}に対応する速度で駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、合焦位置の検出を行う一連の処理をいう。また、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}とは、第１サーチ動作においてフォーカスレンズ２１３を駆動させた際の像面移動速度に基づく速度であり、合焦位置を検出できる速度とされる。

そして、ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で設定された第１サーチ範囲において、カメラ制御部１７０により、第１サーチ動作が実行される。具体的には、カメラ制御部１７０は、第１サーチ動作の実行の指示と、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}とを、レンズ制御部２５０に送信する。レンズ制御部２５０は、カメラ制御部１７０から受信した第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}に基づき、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}に対応するフォーカスレンズ２１３の駆動速度を算出し、算出した駆動速度に基づいて、フォーカスレンズ２１３を駆動するための駆動パルス信号を生成する。そして、レンズ制御部２５０は、生成した駆動パルス信号をフォーカスレンズ駆動モータ２３１に送信することにより、フォーカスレンズ２１３を第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}に対応する速度で駆動させる。このように、カメラ制御部１７０は、第１サーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}に対応する速度で駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、合焦位置の検出を行う。

ステップＳ２０６では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ範囲において、第１サーチ動作により、合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。カメラ制御部１７０は、第１実施形態と同様に、第１サーチ動作において焦点評価値のピークが検出された場合には、検出された焦点評価値のピークの位置を合焦位置と判断し、合焦位置が検出されたと判断する。そして、合焦位置が検出されたと判断された場合は、ステップＳ２０７に進み、合焦位置にフォーカスレンズ２１３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と判断された場合は、ステップＳ２０８に進む。

ステップＳ２０８では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ範囲の全域において、第１サーチ動作が実行されたか否かの判断が行われる。第１サーチ範囲の全域において、第１サーチ動作が実行されていない場合は、ステップＳ２０５に戻り、引き続き、第１サーチ動作が実行されていないサーチ範囲において第１サーチ動作が実行される。一方、第１サーチ範囲の全域において、第１サーチ動作が実行された場合は、第１サーチ範囲において、第１サーチ動作により合焦位置が検出できなかったものと判断され、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０９では、カメラ制御部１７０により、後述するステップＳ２１６において、第１サーチ動作のサーチ範囲の限定が解除されたか否かの判断が行われる。第１サーチ動作のサーチ範囲が第１サーチ範囲に限定されていないと判断された場合は、焦点調節可能範囲の全域で合焦位置を検出できなかったものとして、ステップＳ２１０に進み、所定のレンズ位置にフォーカスレンズ２１３が駆動されるとともに、合焦位置を検出できなかった旨の表示が、例えば、透過型液晶表示器１３２や液晶モニタ１８０に表示される。一方、第１サーチ動作のサーチ範囲が、第１サーチ範囲に限定されていると判断された場合は、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２１１では、カメラ制御部１７０により、第１サーチ動作における第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｌｎｓ}の測定が行われる。ここで、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｌｎｓ}とは、第１サーチ動作において、フォーカスレンズ２１３の駆動させた際のフォーカスレンズ２１３の実際の駆動速度に基づく速度である。本実施形態において、カメラ制御部１７０は、カメラ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ用エンコーダ２６１から、第１サーチ動作を実行している際のフォーカスレンズ２１３の位置情報を、所定の時間間隔で取得し、所定の時間間隔で取得したフォーカスレンズ２１３の位置情報に基づいて、第１サーチ動作における第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｌｎｓ}を算出する。そして、ステップＳ２１２では、カメラ制御部１７０により、フォーカスレンズ２１３の実際の駆動速度に基づく第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｌｎｓ}から、像面移動速度に基づく第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}への変換が行われる。具体的には、カメラ制御部１７０は、レンズ制御部２５０から、像面移動係数を含むレンズ情報を取得し、取得したレンズ情報に基づいて、フォーカスレンズ２１３の実際の駆動速度に基づく第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｌｎｓ}を、像面移動速度に基づく第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}に変換する。

ステップＳ２１３では、第１サーチ動作により合焦位置を検出することができなかったため、カメラ制御部１７０により、第２サーチ動作を実行するための指示が行われる。ここで、第２サーチ動作とは、第１サーチ動作で合焦位置が検出できない場合に、第１サーチ範囲よりも広い第２サーチ範囲を速くサーチするために、第１サーチ動作に引き続いて行われるものであり、第２サーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}よりも十分に速い第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｉｍｇ}に基づく速度で駆動させながら、焦点評価値のピークの検出を行う処理である。また、第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｉｍｇ}は、第２サーチ動作においてフォーカスレンズ２１３を駆動させた際の像面移動速度に基づく速度であり、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}よりも十分に速い速度とされる。そのため、第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｉｍｇ}は、通常、合焦位置を検出できない速度となることとなる。

ステップＳ２１４では、カメラ制御部１７０により、第２サーチ動作の実行指示後の実際のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}の算出が行われる。ここで、ステップＳ２１３において第２サーチ動作の実行が指示されると、フォーカスレンズ駆動モータ２３１は、フォーカスレンズ２１３を、カメラ制御部１７０から指示された第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｌｎｓ}で駆動させようとする。しかしながら、例えば、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度が、カメラ制御部１７０により指示された第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｌｎｓ}よりも遅い速度である場合などに、第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｌｎｓ}でフォーカスレンズを駆動できない場合がある。そのため、ステップＳ２１４において、カメラ制御部１７０は、第２サーチ動作の実行指示後に、フォーカスレンズ２１３が実際に駆動したサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｌｎｓ}を測定する。また、第２実施形態において、カメラ制御部１７０は、フォーカスレンズ２１３の位置情報とともに、レンズ制御部２５０から、像面移動係数を含むレンズ情報を取得する。そして、カメラ制御部１７０は、レンズ制御部２５０から取得したレンズ情報に基づいて、フォーカスレンズ２１３の実際の駆動速度に基づくサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｌｎｓ}を、像面移動速度に基づくサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}に変換する。なお、以下においては、第２サーチ動作の実行指示後のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}でのサーチ動作を、変更指示後サーチ動作として説明する。

ステップＳ２１５では、カメラ制御部１７０により、ステップＳ２１２で得た第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と、ステップＳ２１４で得た変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}との比較が行われ、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、下記式（２）の関係を満たすか否かの判断が行われる。
変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}≧第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}×ｋ２（但し、ｋ２≧１） ・・・（２）
なお、上記ｋ２は、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、上記式（２）の関係を満たす場合に、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}に比べて、十分に速い速度であると判断できる値であり、これにより、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が、合焦位置を検出できない速度であると判断できる値である。第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、上記式（２）の関係を満たさないと判断された場合は、ステップＳ２１６に進み、一方、上記式（２）の関係を満たすと判断された場合は、ステップＳ２１８に進む。

ステップＳ２１６では、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、上記式（２）の関係を満たさないと判断されているため、カメラ制御部１７０は、変更指示後サーチ動作におけるサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が、第１サーチ動作における第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と同じ速度であるか、または少しだけ速い速度であるため、変更指示後サーチ動作が、合焦位置を検出できる速度で焦点検出を行うものであると判断し、変更指示後サーチ動作を第１サーチ動作として扱う。すなわち、カメラ制御部１７０は、合焦指示後サーチ動作を、合焦位置を検出できる速度で焦点検出を行うサーチ動作として扱う。そして、ステップＳ２１７では、変更指示後サーチ動作が第１サーチ動作として扱われており、第１サーチ範囲以外のサーチ範囲においても第１サーチ動作を実行するため、ステップＳ２０４で限定された第１サーチ動作のサーチ範囲が解除され、第１サーチ動作のサーチ範囲が、第１サーチ範囲よりも広い範囲、例えば、焦点調節可能範囲の全域に拡大される。ステップＳ２１７で、第１サーチ動作のサーチ範囲の限定が解除された後は、ステップＳ２０５に戻り、第１サーチ範囲以外のサーチ範囲において、第１サーチ動作が実行される。

一方、ステップＳ２１５において、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、上記式（２）の関係を満たすと判断された場合は、ステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８では、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、上記式（２）の関係を満たすと判断されているため、カメラ制御部１７０は、変更指示後サーチ動作におけるサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が、第１サーチ動作における第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}よりも十分に速い速度であるため、変更指示後サーチ動作が、合焦位置を検出できない速度で焦点検出を行うものであると判断し、変更指示後サーチ動作を第２サーチ動作として扱う。すなわち、カメラ制御部１７０は、変更指示後サーチ動作を、合焦位置を検出できない速度で焦点検出を行うサーチ動作として扱う。

図７に示すステップＳ２１９では、変更指示後サーチ動作が、合焦位置を検出できない速度で焦点検出を行うものであると判断され、変更指示後サーチ動作が第２サーチ動作として扱われているため、カメラ制御部１７０により、第２サーチ範囲において、第２サーチ動作が実行される。具体的には、カメラ制御部１７０は、第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｉｍｇ}で、フォーカスレンズ２１３を駆動させるように、レンズ制御部２５０に指示を行う。レンズ制御部２５０は、カメラ制御部１７０の指示に基づき、フォーカスレンズ２１３を駆動するための駆動パルス信号を生成し、生成した駆動パルス信号をフォーカスレンズ駆動モータ２３１に送信することにより、フォーカスレンズ２１３を第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｉｍｇ}で駆動させる。そして、カメラ制御部１７０は、第２サーチ範囲において、フォーカスレンズ２１３を、第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｉｍｇ}で駆動させながら、複数の像面において焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、焦点評価値のピークの検出を行う。

ステップＳ２２０〜Ｓ２２４では、第１実施形態のステップＳ１１７〜１２１と同様の処理が行われる。すなわち、第２サーチ動作において焦点評価値のピークを検出した場合に（ステップＳ２２０＝ＹＥＳ）、検出した焦点評価値のピークを含む所定のサーチ範囲を、合焦位置を検出できる速度でサーチする第３サーチ動作の実行が指示され、第３サーチが実行される（ステップＳ２２２）。第３サーチ動作で合焦位置が検出された場合に（ステップＳ２２３＝ＹＥＳ）、検出された合焦位置にフォーカスレンズ２１３を駆動させる合焦駆動が行われる（ステップＳ２０７）。一方、第２サーチ動作において焦点評価値のピークを検出できなかった場合（ステップＳ２２１＝ＹＥＳ）、および第３サーチ動作において合焦位置を検出できなかった場合（ステップＳ２２４＝ＹＥＳ）は、フォーカスレンズ２１３が、所定の位置に駆動されるとともに、合焦位置を検出できなかった旨の表示が、例えば、透過型液晶表示器１３２や液晶モニタ１８０に表示される（ステップＳ２１０）。

以上のように、第２実施形態のカメラ１は動作する。ここで、図８および図９は、第２実施形態に係るカメラ１の動作を説明するためのグラフである。以下、図８および図９を参照して、第２実施形態に係るカメラ１の動作を説明する。

まず、図８に示す例について説明する。図８に示す例では、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが同程度の速度であり、変更指示後サーチ動作が第１サーチ動作として扱われる場面例を示している。図８に示す例では、像面位置Ｐ_０から第１サーチ動作が実行される（ステップＳ２０５）。具体的には、フォーカスレンズ２１２を駆動させながら、異なる複数の像面（像面位置Ｐ_０，Ｐ_１，Ｐ_２，Ｐ_３，Ｐ_４，Ｐ_５）において焦点評価値が取得され、取得された焦点評価値に基づいて、焦点評価値がピークとなる合焦位置の検出が行われる。図８に示すように、図８に示す例では、像面位置Ｐ_０から像面位置Ｐ_５までの第１サーチ範囲において、第１サーチ動作により、合焦位置を検出することができない（ステップＳ２０８＝ＹＥＳ）ため、像面位置Ｐ_４におけるフォーカスレンズ２１３の位置情報と、像面位置Ｐ_５におけるフォーカスレンズ２１３の位置情報とを、カメラ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ用エンコーダ２６１から取得し、第１サーチ動作の第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}を算出する（ステップＳ２１１）。また、第１サーチ動作により、合焦位置を検出することができなかったため、第１サーチ動作に続けて、第２サーチ動作を実行するための指示が行われる（ステップＳ２１３）。これにより、図８に示す例では、フォーカスレンズ２１３が駆動され、像面位置Ｐ_５から像面位置Ｐ_７にかけて、変更指示後サーチ動作が実行される。図８に示す例では、例えば、像面位置Ｐ_６におけるフォーカスレンズ２１３の位置情報と、像面位置Ｐ_７におけるフォーカスレンズ２１３の位置情報とを、レンズ制御部２５０を介して、フォーカスレンズ用エンコーダ２６１から取得し（ステップＳ２１１）、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}を算出する（ステップＳ２１２）。そして、カメラ制御部１７０は、第１サーチ動作の第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、上記式（２）の関係、すなわち、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}≧第１サーチ速度Ｖ_１×ｋ２（但し、ｋ２≧１）の関係を満たしているか判断する（ステップＳ２１５）。図８に示す例では、第１サーチ動作の第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが同程度の速度となっているため、上記式（２）の関係を満たしていないと判断される（ステップＳ２１５＝ＮＯ）。そのため、変更指示後サーチ動作は、合焦位置を検出できる速度で焦点検出を行うものであると判断され、変更指示後サーチ動作が、第１サーチ動作として扱われる（ステップＳ２１６）。そして、図８に示す例では、第１サーチ動作のサーチ範囲が拡大され（ステップＳ２１７）、拡大されたサーチ範囲において、第１サーチ動作が実行されることとなる。

次に、図９に示す例について説明する。図９に示す例では、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}よりも十分に速い速度であり、変更指示後サーチ動作が第２サーチ動作として扱われる場面を示している。図９に示す例では、図８に示す例と同様に、像面位置Ｐ_０から像面位置Ｐ_５までの第１サーチ範囲において、第１サーチ動作で合焦位置を検出することができない（ステップＳ２０８＝ＹＥＳ）ため、第１サーチ動作に続けて、第２サーチ動作を実行するための指示が行われる（ステップＳ２１３）。図９に示す例では、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}よりも十分に速い速度であり、第１サーチ動作の第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが、上記式（２）の関係を満たしていると判断される（ステップＳ２１５＝ＹＥＳ）。そのため、変更指示後サーチ動作は、合焦位置を検出できない速度で焦点検出を行うものであると判断され、変更指示後サーチ動作が第２サーチ動作として扱われる（ステップＳ２１８）。これにより、図９に示す例では、第１サーチ動作に引き続いて、第２サーチ動作が実行されることとなる。なお、図８および図９に示す例では、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}を算出する際に、像面位置Ｐ_５から像面位置Ｐ_６までの速度ではなく、像面位置Ｐ_６から像面位置Ｐ_７までの速度を算出している。これは、像面位置Ｐ_６から像面位置Ｐ_７までの速度は、第２サーチ動作の実行指示によりフォーカスレンズの駆動速度が変化された直後でなく、安定した変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}を求めることができるためである。

このように、第２実施形態では、第１サーチ動作の第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とを比較し、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}と変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}とが同程度の速度であると判断した場合には、変更指示後サーチ動作は、合焦位置を検出できる速度で焦点検出を行うものであると判断し、変更指示後サーチ動作を第１サーチ動作として扱い、第２サーチ動作の指示後においても、第２サーチ動作を実行せずに、第１サーチ動作のみを実行する。一方、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}よりも十分に速い速度であると判断した場合には、変更指示後サーチ動作は、合焦位置を検出できない速度で焦点検出を行うものであると判断し、変更指示後サーチ動作を第２サーチ動作として扱い、第２サーチ動作の指示後に、第１サーチ動作に続いて、第２サーチ動作を行うものである。これにより、第２実施形態によれば、フォーカスレンズ２１３の最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}を取得できない場合であっても、変更指示後サーチ動作のサーチ速度Ｖ_{ｓ＿ｉｍｇ}が、第１サーチ速度Ｖ_{１＿ｉｍｇ}であるか、あるいは、第２サーチ速度Ｖ_{２＿ｉｍｇ}であるかを判断することができ、この判断結果に基づいて、第１サーチ範囲において第１サーチ動作で合焦位置が検出できなかった場合に、引き続いて、第１サーチ動作のまま合焦位置の検出を行うか、あるいは、第１サーチ動作よりも速い速度で合焦位置を検出する第２サーチ動作を実行するかを決定することにより、焦点検出をより効率的に行うことができる。

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。

例えば、上述した第１実施形態では、フォーカスレンズ２１３の駆動速度に基づく最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}を、像面移動速度に基づく最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}に変換することにより、像面移動速度に基づく最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と、像面移動速度に基づく第１サーチ速度Ｖ_１とを比較しているが、この構成に限定されるものではなく、例えば、像面移動速度に基づく第１サーチ速度Ｖ_１を、フォーカスレンズ２１３の駆動速度に基づく第１サーチ速度に変換することにより、フォーカスレンズ２１３の駆動速度に基づく最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｌｎｓ}と、フォーカスレンズ２１３の駆動速度に基づく第１サーチ速度とを比較する構成としてもよい。

また、上述した第１実施形態では、ステップＳ１１１の後に、ステップＳ１０６からステップＳ１１０を行う構成としてもよい。すなわち、ステップＳ１１１で第１サーチ動作を行いながら、第１サーチ速度Ｖ_１を実際に測定することで、最大駆動速度Ｖ_{ｍａｘ＿ｉｍｇ}と、測定した第１サーチ速度とを比較し、第２サーチ動作を許可するか否かを判断する構成としてもよい。

また、上述した実施形態において、カメラ１は、位相差式ＡＦ検出モジュール１６０を備えているが、この構成に限定されるものではなく、位相差式ＡＦ検出モジュール１６０を備えない構成としてもよい。

なお、本実施形態のカメラ１は特に限定されず、例えば、デジタルビデオカメラ、一眼レフデジタルカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。

１…カメラ
１００…カメラボディ
１１０…撮像素子
１３０…操作部
１７０…カメラ制御部
１８０…液晶モニタ
２００…レンズ鏡筒
２１２…ズームレンズ
２１３…フォーカスレンズ
２２０…絞り
２３１…フォーカスレンズ駆動モータ
２４０…絞り駆動部
２５０…レンズ制御部
２６１…フォーカスレンズ用エンコーダ

Claims (6)

1. 焦点調節光学系を駆動することで、光学系の焦点状態を変化させる駆動手段と、
   異なる複数の焦点状態において、前記光学系による像のコントラストに関する評価値を検出することで、前記光学系の焦点検出を行う焦点検出手段と、
   前記焦点調節光学系の駆動可能な速度のうち最大の速度である最大駆動速度を取得する取得手段と、
   前記駆動手段に、前記焦点調節光学系を所定の範囲および速度で駆動させる第１の駆動動作、または、前記第１の駆動動作と異なる第２の駆動動作を行なわせる制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１の駆動動作を行った結果、前記所定の範囲において、前記評価値のピークが検出されない場合に、前記最大駆動速度と、前記第１の駆動動作における前記焦点調節光学系の駆動速度である第１の駆動速度とを比較し、前記最大駆動速度と前記第１の駆動速度とが同程度の速度ではなく、かつ、前記最大駆動速度が前記第１の駆動速度よりも速い場合には、前記駆動手段に、前記第１の駆動動作に続いて、前記第１の駆動動作における前記第１の駆動速度よりも速い速度で前記焦点調節光学系を駆動させる前記第２の駆動動作を行なわせ、前記最大駆動速度と前記第１の駆動速度とが同程度の速度となる場合には、前記駆動手段に、前記第２の駆動動作を行わせないことを特徴とする焦点調節装置。
2. 請求項１に記載の焦点調節装置において、
   前記第１の駆動動作と、前記第２の駆動動作とは、前記焦点調節光学系の駆動範囲が、互いに異なることを特徴とする焦点調節装置。
3. 請求項１または２に記載の焦点調節装置において、
   前記制御手段は、前記駆動手段に前記第２の駆動動作を行わせない場合には、駆動範囲を拡大して、前記第１の駆動動作を、前記駆動手段に行わせることを特徴とする焦点調節装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の焦点調節装置において、
   前記制御手段は、前記駆動手段に、前記第１駆動作に続いて前記第２の駆動動作を行わせる場合には、前記第２の駆動動作に続いて、前記第２の駆動動作とは異なる第３の駆動動作を、前記駆動手段に行わせることを特徴とする焦点調節装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の焦点調節装置を備えた撮像装置。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の焦点調節装置と、
   前記焦点調節光学系を有するレンズ鏡筒と、を備える撮像装置において、
   前記取得手段は、前記レンズ鏡筒から、前記最大駆動速度を取得することを特徴とする撮像装置。

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