JP5393930B2 - カメラ装置、交換レンズ装置、カメラ本体部およびフォーカス制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、所定の視野領域を撮像して光電変換を行うことによって画像データを生成するカメラ装置、レンズ交換可能なカメラ装置、交換レンズ装置、カメラ本体部およびフォーカス制御方法に関する。

近年、デジタルカメラ等の撮像装置として、静止画撮影だけでなく、動画撮影と同時録音も可能なものが実用化されている。動画撮影においては、ハイビジョンテレビ装置での動画再生に合わせてフレームレートを最大で６０ｆｐｓとする装置が存在している。動きのある被写体の撮影に対しては、動画のフレームレートを高速化、例えば１２０ｆｐｓとすることにより、撮影された動画像の不自然な変化を抑圧して高画質で撮影することができる。

ところで、焦点を調整するオートフォーカス（以下、「ＡＦ」という）機構を備えた交換レンズ装置は、動画のフレームレートに同期して、ＡＦ機構内のフォーカスレンズを被写体の焦点深度内で光軸方向に沿って往復動作し、各フレームレートでの取得画像より空間的な輝度変化から得られるコントラスト評価値（以下、「ＡＦ評価値」という）に基づいて、被写体への焦点位置を探索して合焦位置へ追従するＡＦ動作のウォブリング（以下、「Ｗｏｂ」という）駆動を行っている。このため、ＡＦ機構は、動画のフレームレートの高速化に合わせて、フォーカスレンズをＷｏｂ駆動させた場合、Ｗｏｂ駆動の周期が短縮することによって、レンズ駆動時の慣性力が増加し、駆動時の振動やフォーカスレンズを支持する支持部材の反作用の振動が増加するため、レンズ駆動時に生じる駆動音が大きくなる。この結果、動画撮影時に、ＡＦ駆動による駆動音がノイズとして集音マイクに拾われるという問題があった。

そこで、ＡＦ機構において、Ｗｏｂ駆動の高速化と、Ｗｏｂ駆動時の振動や騒音を低減するため、ヴォイスコイルモータ（以下、「ＶＣＭ」という）等のモータを、フォーカスレンズを駆動させる駆動部として採用したものが知られている（たとえば特許文献１を参照）。この技術によれば、動画撮影時でのＷｏｂ駆動時において、フォーカスレンズ移動制御時の最高速度を抑えることによって、フォーカスレンズ駆動部の急激な加速度変化を抑えることで、振動や騒音を抑圧している。

特開２００６−６５１７６号公報

しかしながら、上述した技術では、フォーカスレンズ駆動部が、フォーカスレンズや駆動部材の弾性特性により、振動を強調する固有の共振周波数を有する。このため、交換レンズ装置内のレンズ制御部が駆動部に供給する供給電流に含まれる周波数成分の中に、駆動部の共振周波数が含まれる場合、駆動振幅が増幅してしまい、ＡＦ動作時に駆動音が大きくなってしまう。

また、動画撮影時のフォーカスレンズ移動速度を抑えているため、フレームレートを高速化する場合、フレームレートに同期したフォーカスレンズのＷｏｂ駆動制御の対応が困難になり、高速フレームレート化とＡＦ動作時の駆動音の低減とを両立できない問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、動画撮影時における高速フレームレートでのＡＦ動作によって生じる騒音の低減を実現することができるレンズ装置、交換レンズ装置、カメラ本体部およびフォーカス制御方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるカメラ装置は、光電変換を行うことによって画像データを生成する撮像素子を有するカメラ装置であって、前記撮像素子の撮像面に結像される被写体の焦点位置を調整するフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを当該カメラ装置の光軸方向に沿って進退可能に駆動するレンズ駆動部と、前記光軸上における前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出部と、前記レンズ駆動部を制御するレンズ制御部と、当該カメラ装置の撮影時における撮影動作を制御する制御部と、を備え、前記レンズ制御部は、前記レンズ位置検出部が検出した前記レンズ位置を示すレンズ位置信号と前記制御部から送信される前記フォーカスレンズの前記光軸上における目標位置信号とをそれぞれ第１の時間周期毎にサンプリングし、該サンプリングした前記レンズ位置信号と前記目標位置信号とに基づいて、前記フォーカスレンズの駆動量出力を演算する駆動量演算部と、前記駆動量演算部によって得られた前記駆動量出力に対して、前記第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを行うアップサンプリング部と、前記駆動量出力を前記第２の時間周期でサンプリングした結果に対して、所定の共振周波数帯域における高次共振周波数成分を抑圧する演算を行う共振抑圧演算部と、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記共振抑圧演算部は、前記第２の時間周期の逆数となるサンプリング周波数の２分の１以下に前記高次共振周波数成分を遮断する遮断周波数を設けており、かつ該遮断周波数より低周波域を通過させる特性を有するデジタルフィルタ演算処理を行うことを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記共振抑圧演算部は、前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点の演算値に対して１次ローパスフィルタ特性での１次のＩＩＲフィルタ形成となるデジタルフィルタ演算処理を行うことによって得ることを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記共振抑圧演算部は、ＦＩＲフィルタ形式のデジタルフィルタであり、前記フォーカスレンズの前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点での演算値と１周期前にサンプリングした演算とを平均演算することによって得ることを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記レンズ制御部は、前記制御部から送信される指示信号に基づいて、前記共振周波数帯域を遮断する遮断周波数帯域の設定値を変更するパラメータ変更部をさらに有することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記駆動量演算部は、前記レンズ位置信号と前記目標位置信号との差分に基づいて、前記レンズ駆動部による前記駆動量出力を調整する制御量を演算するフィードバック演算部と、前記フォーカスレンズが移動しているとき、前記目標位置信号に基づいて前記レンズ駆動部による前記駆動量を演算するフィードフォワード演算部と、前記フィードバック演算部が演算した前記制御量と前記フィードフォワード演算部が演算した前記駆動量とを加算した前記駆動量出力を出力する加算器と、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記フィードフォワード演算部は、前記フォーカスレンズが一定位置で待機しているとき、前記目標位置信号に対する演算を停止することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記レンズ駆動部は、リニアモータを有することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ装置は、上記発明において、前記レンズ駆動部に存在する共振周波数帯域は、可聴周波数域に存在することを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、光電変換を行うことによって画像データを生成する撮像素子を有するレンズ交換式のカメラ本体部に着脱自在に装着される交換レンズ装置であって、前記撮像素子の撮像面に結像される被写体の焦点位置を調整するフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを当該交換レンズ装置の光軸に沿って進退可能に駆動するレンズ駆動部と、前記光軸上における前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出する位置検出部と、前記レンズ駆動部を制御するレンズ制御部と、を備え、前記レンズ制御部は、前記位置検出部が検出した前記レンズ位置を示すレンズ位置信号と前記カメラ本体部から送信される前記フォーカスレンズの前記光軸上における目標位置信号とをそれぞれ第１の時間周期毎にサンプリングし、該サンプリングした前記レンズ位置信号と前記目標位置信号とに基づいて、前記レンズ駆動部による前記フォーカスレンズの駆動量出力を演算する駆動量演算部と、前記駆動量演算部によって得られた前記駆動量出力に対して、前記第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを行うアップサンプリング部と、前記駆動量出力を前記第２の時間周期でサンプリングした結果に対して、所定の共振周波数帯域における高次共振周波数成分を抑圧する演算を行う共振抑圧演算部と、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記共振抑圧演算部は、前記第２の時間周期の逆数となるサンプリング周波数の２分の１以下に前記高次共振周波数成分を遮断する遮断周波数を設けており、かつ該遮断周波数より低周波域を通過させる特性を有するデジタルフィルタ演算処理を行うことを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記共振抑圧演算部は、前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点の演算値に対して１次ローパスフィルタ特性での１次のＩＩＲフィルタ形成となるデジタルフィルタ演算処理を行うことによって得ることを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記共振抑圧演算部は、ＦＩＲフィルタ形式のデジタルフィルタであり、前記フォーカスレンズの前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点での演算値と１周期前にサンプリングした演算とを平均演算することによって得ることを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記レンズ制御部は、前記制御部から送信される指示信号に基づいて、前記共振周波数帯域を遮断する遮断周波数帯域の設定値を変更するパラメータ変更部をさらに有することを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記駆動量演算部は、前記レンズ位置信号と前記目標位置信号との差分に基づいて、前記レンズ駆動部による前記駆動量出力を調整する制御量を演算するフィードバック演算部と、前記フォーカスレンズが移動しているとき、前記目標位置信号に基づいて前記レンズ駆動部による前記駆動量を演算するフィードフォワード演算部と、前記フィードバック演算部が演算した前記制御量と前記フィードフォワード演算部が演算した前記駆動量とを加算した前記駆動量出力を出力する加算器と、を有することを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記フィードフォワード演算部は、前記フォーカスレンズが一定位置で待機しているとき、前記目標位置信号に対する演算を停止することを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記レンズ駆動部は、リニアモータを有することを特徴とする。

また、本発明にかかる交換レンズ装置は、上記発明において、前記レンズ駆動部に存在する共振周波数帯域は、可聴周波数域に存在することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ本体部は、光電変換を行うことによって画像データを生成する撮像素子の撮像面に結像される被写体の焦点位置を調整するフォーカスレンズを有する交換レンズ装置を着脱可能なカメラ本体部であって、前記撮像素子を駆動制御して画像信号を取得するとともに、前記交換レンズ装置への制御量を演算する制御部と、静止画撮影または動画撮影のどちらか一方を選択する撮影条件選択部と、前記制御部の演算結果に基づいて、前記制御部から出力された制御信号を前記交換レンズ装置に送信するとともに、前記交換レンズ装置から出力された制御信号を受信する本体通信部と、を備え、前記制御部は、前記交換レンズ内の前記フォーカスレンズを移動させる目標位置と、該目標位置を中心に往復移動させる往復移動量と、往復移動周期とを含む制御量を演算して前記本体通信部に出力するとともに、前記本体通信部を介して前記交換レンズ装置から現在の前記フォーカスレンズの光軸上におけるレンズ位置を示すレンズ位置情報を取得することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ本体部は、上記発明において、前記制御部は、当該カメラ本体部の動画撮影時において、前記撮像素子が生成する前記画像データのフレームレートに同期して、前記本体通信部を介して前記交換レンズ装置から前記レンズ位置情報を取得するとともに、前記制御量を演算して前記交換レンズ装置に出力することを特徴とする。

また、本発明にかかるカメラ本体部は、上記発明において、前記制御部は、前記本体通信部を介して前記交換レンズ装置の共振周波数帯域を遮断する遮断周波数帯域の設定を変更するための制御信号を前記交換レンズ装置へ送信することを特徴とする。

また、本発明にかかるフォーカス制御方法は、光電変換を行うことによって画像データを生成する撮像部を有するカメラ本体部と、前記カメラ本体部に着脱自在に装着可能であり、前記撮像素子の撮像面に結像される被写体の焦点位置を調整するフォーカスレンズおよび前記フォーカスレンズを光軸に沿って進退可能に移動させるレンズ駆動部を有する交換レンズ装置と、を備えたカメラシステムが実行するフォーカス制御方法であって、前記光軸上における前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出する位置検出ステップと、前記位置検出ステップが検出した前記レンズ位置を示すレンズ位置信号と前記カメラ本体部から送信される前記フォーカスレンズの前記光軸上における目標位置信号とをそれぞれ第１の時間周期毎にサンプリングし、該サンプリングした前記レンズ位置信号と前記目標位置信号とに基づいて、前記レンズ駆動部による前記フォーカスレンズの駆動量を示す駆動量出力を演算する駆動量演算ステップと、前記駆動量演算ステップが演算した前記駆動量信号に対して、前記第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを行うアップサンプリングステップと、前記アップサンプリングステップがアップサンプリングした前記駆動量出力に対して、所定の共振周波数帯域における高次共振周波数成分を抑圧する演算を行う共振抑圧演算ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、駆動量演算部が、第１の周期毎に目標位置信号とレンジ位置信号とをサンプリングし、サンプリングした目標位置信号および位置信号とに基づいてレンズ駆動部によるフォーカスレンズの駆動量を示す駆動量信号を演算する。演算した結果を、アップサンプリング部が第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを実施し、共振抑圧演算部が、アップサンプリング部によってアップサンプリングされた駆動量信号に対して、アップサンプリングされた第２の周期毎に、所定の抑圧周波数帯域の出力を減衰させてフォーカスレンズ駆動部の高次共振周波数成分出力を抑圧する演算を行う。この結果、動画撮影時における高速フレームレートでのＡＦ動作、つまりＷｏｂ駆動によって生じる高次共振周波数が励起する騒音の低減を行うことができるという効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる交換レンズ装置が装着されるカメラシステムの模式的な構成図である。 図２は、本発明の実施の形態１にかかる交換レンズ装置が装着されるカメラシステムの構成を示すブロック図である。 図３は、図２に示すレンズ位置検出部およびレンズ制御部の詳細な構成を示すブロック図である。 図４は、図３に示す共振抑圧演算部の構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の実施の形態１にかかるカメラシステムが行う処理の概要を示すフローチャートである。 図６は、図５に示す動画ＡＦ処理の概要を示すフローチャートである。 図７は、本発明の実施の形態１にかかるカメラシステムが行う動画ＡＦ動作の一例を説明するための模式図である。 図８は、制御部の動画ＡＦ処理時における各部の処理のタイミングを示すタイミングチャートである。 図９は、レンズ制御部が行う処理の概要を示すフローチャートである。 図１０は、レンズ制御部の動画ＡＦ処理時における各部の処理のタイミングを示すタイミングチャートである。 図１１は、位相補償演算部の処理結果の伝達特性のボード線図である。 図１２は、第２の演算結果の伝達特性のボード線図である。 図１３は、第１の演算結果に対して、第２の演算処理を行った結果の伝達特性のボード線図である。 図１４は、レンズ駆動部の伝達特性のボード線図である。 図１５は、本発明の実施の形態２にかかる共振抑圧演算部の構成を示すブロック図である。 図１６は、本発明の実施の形態２にかかる第２の演算処理の演算結果を加算した伝達特性のボード線図である。 図１７は、第１の演算処理の演算結果に対して、第２の演算処理が演算した演算結果の伝達特性のボード線図である。

以下に、図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる交換レンズ装置が装着されるカメラシステムの模式的な構成図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかる交換レンズ装置が装着されるカメラシステムの構成を示すブロック図である。なお、図１および図２においては、左側を前方側とし、右側を後方側として説明する。

図１および図２に示すカメラシステム１は、本体部２と、本体部２に装着自在な交換レンズ装置３と、を備える。交換レンズ装置３は、交換レンズ装置３の後方側に設けられた後方側レンズマウント３１を、本体部２の前方側に設けられた本体側マウントリング２１に結合することにより、本体部２に装着される。これにより、本体部２および交換レンズ装置３は、一体的に接続される。なお、上述した本体側マウントリング２１は、たとえばバヨネットタイプであればよい。

本体部２は、シャッタ２０１、シャッタ駆動部２０２と、撮像素子２０３と、撮像素子駆動部２０４と、信号処理部２０５と、Ａ／Ｄ変換部２０６と、ストロボ２０７と、ストロボ駆動部２０８と、音声入出力部２０９と、音声信号処理部２１０と、画像処理部２１１と、入力部２１２と、表示部２１３と、表示駆動部２１４と、ＦＲＯＭ２１５と、ＳＤＲＡＭ２１６と、記録媒体２１７と、電源部２１８と、本体通信部２１９と、制御部２２０（以下、「ＢＣＰＵ２２０」という）と、を備える。

シャッタ２０１は、開閉動作を行うことにより、撮像素子２０３の状態を露光状態または遮光状態に設定する露光動作を行う。シャッタ駆動部２０２は、ステッピングモータ等を用いて構成され、制御部２２０から入力される指示信号に応じてシャッタ２０１を駆動する。

撮像素子２０３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を用いて構成される。撮像素子２０３は、交換レンズ装置３が集光した光を受光して、各画素に光電変換を行い、順次電気信号を転送することによって、２次元の画像データを生成する。撮像素子駆動部２０４は、所定の撮像タイミングで撮像素子２０３の露光および電気信号の転送動作を実施する。撮像素子駆動部２０４は、電気信号の転送動作時に、撮像素子２０３の各画素で光電変換された電荷量出力または電圧出力のアナログ信号の画像データを信号処理部２０５に順次転送出力させる。

信号処理部２０５は、撮像素子２０３から転送される各画素の画像データに対して、アナログ信号処理を施してＡ／Ｄ変換部２０６に出力する。具体的には、信号処理部２０５は、画像データに対して、フィルタリングやバイアスオフセットキャンセル等のノイズ低減処理および画素出力の増幅処理等を行う。

Ａ／Ｄ変換部２０６は、信号処理部２０５で処理された各画素の画像データに対して、順次Ａ／Ｄ変換を行うことにより、撮像素子２０３で検出された水平方向および垂直方向を組み合わせた２次元のデジタル化された画像データ（ＲＡＷデータ）を生成し、制御部２２０に出力する。

ストロボ２０７は、キセノンランプまたはＬＥＤ等によって構成される。ストロボ２０７は、シャッタ２０１の露光動作と同期して所定の視野領域に向けて発光する。ストロボ駆動部２０８は、制御部２２０の制御のもと、ストロボ２０７を発光させる。

音声入出力部２０９は、音声入力部２０９ａと、音声出力部２０９ｂとを有する。音声入力部２０９ａは、マイク等を用いて構成される。音声出力部２０９ｂは、スピーカ等を用いて構成される。音声入力部２０９ａは、音声情報の取得を行う。音声出力部２０９ｂは、取得された音声情報の再生出力を行う。音声信号処理部２１０は、音声入力部２０９ａから入力された音声データ（アナログ信号）に対して、所定の信号処理を行い、Ａ／Ｄ変換を行うことによりデジタルの音声データを生成し、この生成した音声データを制御部(ＢＣＰＵ)２２０に出力し、音声を録音する動作を行う。また、音声信号処理部２１０は、音声の再生を行う場合、ＢＣＰＵ２２０から入力される音声データに対して、Ｄ／Ａ変換を行うことによりアナログの音声データを生成し、この生成した音声データを音声入出力部２０９に含まれる音声出力部２０９ｂに出力し、録音データの再生出力を行う。

画像処理部２１１は、画像データに対して各種の画像処理を施す。具体的には、画像処理部２１１は、画像データに対して、撮像素子の暗電流出力による出力オフセットを補正するオプティカルブラック減算処理、ＲＧＢ出力混合比を調整して、被写体の色温度補正を行うホワイトバランス調整処理、画像データの同時化処理、ＲＧＢ情報の三原色出力から輝度−色差−色相成分に変換するカラーマトリクス演算処理、γ補正処理、色再現処理およびエッジ強調処理等を含む画像処理を行う。

画像処理部２１１は、焦点検出領域内の画像データから、空間周波数における高周波成分（コントラスト）に対し、空間ハイパスフィルタ演算処理により抽出して、所定の空間周波数スペクトラムからＡＦ評価値を算出する算出処理を行う。なお、画像処理部２１１は、画像データを所定の方式、たとえば静止画であれば、ＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）方式を行う。また、画像処理部２１１は、連続した動画撮影データであれば、ＭｏｔｉｏｎＪＰＥＧ方式またはデータ圧縮率がより高いＭＰ４（Ｈ．２６４）方式等に従って圧縮し、圧縮した画像データを記録媒体２１７に記録させる。

入力部２１２は、カメラシステム１の電源状態をオン状態またはオフ状態に切換える電源スイッチ（図示せず）と、静止画撮影の指示を与える静止画レリーズ信号の入力を受け付けるレリーズスイッチ２１２ａと、カメラシステム１に設定された各種撮影モードを切換える撮影モード切換スイッチ（図示せず）と、動画撮影の指示を与える動画レリーズ信号の入力を受け付ける動画スイッチ２１２ｂと、を有する。レリーズスイッチ２１２ａは、外部からの押圧により進退可能であり、半押しされた場合に撮影準備動作を指示するファーストレリーズ信号の入力を受け付ける一方、全押しされた場合に静止画撮影を指示するセカンドレリーズ信号の入力を受け付ける。

表示部２１３は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等からなる表示パネルを用いて構成される。表示駆動部２１４は、撮影した画像データを表示部２１３に表示させる。表示駆動部２１４は、シャッタースピード、絞り値、感度等、撮影日時等を含む各種撮影情報を表示部２１３に表示させる。

ＦＲＯＭ２１５は、不揮発性メモリを用いて構成される。ＦＲＯＭ２１５は、カメラシステム１を動作させるための各種プログラム、プログラムの実行中に使用される各種データおよび画像処理部２１１による画像処理の動作に必要な各種パラメータ等を記憶する。

ＳＤＲＡＭ２１６は、揮発性メモリを用いて構成される。ＳＤＲＡＭ２１６は、制御部２２０の処理中の情報を一時的に記憶する。たとえば、ＳＤＲＡＭ２１６は、静止画を連続して撮影したとき、または動画の撮影時には、デジタル化された画像データを一時的に記憶することによって、画像処理部２１１での信号処理および記録媒体２１７へのデータ転送を滞りなく実行させる。

記録媒体２１７は、本体部２の外部から装着されるメモリカード等を用いて構成される。記録媒体２１７は、メモリＩ／Ｆ（図示せず）を介して本体部２に着脱自在に装着される。記録媒体２１７は、画像データが記録される一方、記録した画像データが読み出される。

電源部２１８は、本体部２に含まれるＢＣＰＵ２２０および電子制御や駆動を行う各構成部に接続され、各構成部に電源供給を行う。電源部２１８は、本体通信部２１９を介して、交換レンズ装置３を構成する各部に電源を供給する。電源部２１８は、本体部２に装着されたバッテリ（非図示）の電圧出力を、所定の直流電圧の平滑化および昇圧等を行い、本体部２内の各構成部に電源を供給する。

本体通信部２１９は、本体部２に装着される交換レンズ装置３とのコマンド通信と電源供給を行うための通信インターフェースである。

ＢＣＰＵ２２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成される。ＢＣＰＵ２２０は、入力部２１２からの指示信号に応じて、カメラシステム１を構成する各部に対応する指示やデータの転送等を行ってカメラシステムの動作を統括的に制御する。ＢＣＰＵ２２０は、本体通信部２１９を介して交換レンズ装置３を駆動する駆動信号および交換レンズ装置３のレンズ状態を要求する要求信号等を送信する。ＢＣＰＵ２２０は、撮像素子２０３が生成する画像データのフレームレート、たとえば動画撮影条件としてフレームレートが１２０ｆｐｓに設定されている場合、このフレームレートに同期して、１２０分の１秒周期で、交換レンズ装置３を駆動する駆動信号を送信する。

外部通信部２２１は、本体部２に対して装着される電子ビューファインダ（ＥＶＦ）およびインターネットを介してパーソナルコンピュータ等の外部処理装置（図示せず）と双方向に通信する通信部等を本体部２に接続するインターフェースとして機能する。

つぎに、交換レンズ装置３の構成について説明する。交換レンズ装置３は、光学系３０１と、レンズ駆動部３０２と、絞り機構３０３と、絞り駆動部３０４と、フォーカスリング３０５と、ズームリング３０６と、レンズ位置検出部３０７と、ズーム位置検出部３０８と、レンズＥＥＰＲＯＭ３０９と、レンズＲＡＭ３１０と、レンズ通信部３１１と、レンズ制御部３１２と、を備える。

光学系３０１は、撮像素子２０３上の撮像面に像を形成する３群構成のレンズ群で構成される。具体的には、光学系３０１は、前方側から後方側の順に、第１群レンズである前群レンズ３０１ａと、第２群レンズであるフォーカスレンズ３０１ｂと、第３群レンズである後群レンズ３０１ｃとを用いて構成される。

前群レンズ３０１ａは、たとえば２枚のレンズを用いて構成され、負屈折力を有する。フォーカスレンズ３０１ｂは、一または複数のレンズを用いて構成され、正屈折力を有する。フォーカスレンズ３０１ｂは、レンズ枠３０１ｄによって支持され、フォーカシング時（ＡＦ時）に光軸Ｏ方向に沿って駆動される。後群レンズ３０１ｃは、たとえば３枚のレンズを用いて構成され、正屈折力を有する。前群レンズ３０１ａ、フォーカスレンズ３０１ｂおよび後群レンズ３０１ｃは、ズーミング時に光軸Ｏ方向に沿って駆動される。

レンズ駆動部３０２は、フォーカシング時にレンズ枠３０１ｄを光軸Ｏ方向に沿って駆動することにより、フォーカスレンズ３０１ｂを光軸Ｏ方向のフォーカシング位置に向けて移動させる。レンズ駆動部３０２は、動画撮影時のフォーカシング動作を行う場合、フォーカスレンズ３０１ｂを光軸Ｏ方向に沿って、往復移動させてＷｏｂ駆動を行う。ここで、Ｗｏｂ駆動とは、カメラシステム１が動画撮影を行う場合において、交換レンズ装置３のフォーカスレンズ３０１ｂを、動画撮影時のフレームレートに同期した周期で、カメラシステム１の合焦位置を中心に行う微小往復駆動のことである。レンズ駆動部３０２は、ヴォイスコイルモータ（以下、「ＶＣＭ」という）またはリニアモータおよびレンズ駆動ドライバ等を用いて構成される。

絞り機構３０３は、複数の絞り羽（図示せず）の開閉動作によって、光透過面積を可変させ、光学系３０１が集光する光の入射量を制限することにより露出の調整を行う。絞り駆動部３０４は、ステッピングモータおよびモータドライバ等を用いて構成され、絞り機構３０３を駆動する。

フォーカスリング３０５は、カメラシステム１がマニュアルフォーカスモード（以下、「ＭＦモード」という）に設定されている状態で、撮影者によって操作された場合、フォーカスレンズ３０１ｂの位置を光軸Ｏ方向に沿って移動させて交換レンズ装置３の焦点位置を調整する。フォーカスリング３０５は、交換レンズ装置３のレンズ鏡筒の周囲に設けられる回転可能なリングである。

ズームリング３０６は、撮影者によって操作された場合、後群レンズ３０１ｃの位置を光軸Ｏ方向に沿って移動させて交換レンズ装置３の画角（焦点距離）を変更する。ズームリング３０６は、交換レンズ装置３のレンズ鏡筒の周囲に設けられる回転可能なリングである。

レンズ位置検出部３０７は、レンズ駆動部３０２によって駆動されたフォーカスレンズ３０１ｂの位置を検出する。レンズ位置検出部３０７は、フォトインタラプタ等を用いて構成される。

ズーム位置検出部３０８は、ズームリング３０６によって駆動された後群レンズ３０１ｃの位置を検出する。ズーム位置検出部３０８は、リニアエンコーダセンサや、可変抵抗素子などのポテンショメータ等によって構成される。ズーム位置検出部３０８は、リニアエンコーダセンサまたはポテンショメータによって得られたアナログ出力電圧をＡ／Ｄ変換回路によってデジタルに変換し、この変換したデジタルな信号に基づいて、ズーム位置を検出する。

レンズＥＥＰＲＯＭ３０９は、光学系３０１の位置および動きを決定するための制御用プログラム、光学系３０１のレンズ特性および各種パラメータを含むレンズデータを記憶する。レンズＥＥＰＲＯＭ３０９は、不揮発性メモリを用いて構成される。

レンズＲＡＭ３１０は、レンズ制御部３１２の処理中の情報を一時的に記憶している。レンズＲＡＭ３１０は、揮発メモリを用いて構成される。

レンズ通信部３１１は、交換レンズ装置３が本体部２に装着されたときに、本体部２の本体通信部２１９と通信を行うための通信インターフェースである。また、レンズ通信部３１１および本体通信部２１９を介して本体２の電源部２１８から、交換レンズ装置３に含まれる各構成へ電源が供給される。

レンズ制御部３１２は、ＣＰＵ等を用いて構成される。レンズ制御部３１２（以下、「ＬＣＰＵ３１２」という。）は、交換レンズ装置３の動作を制御する。具体的には、ＬＣＰＵ３１２は、レンズ駆動部３０２を駆動させて交換レンズ装置３のフォーカシングを行うとともに、絞り駆動部３０４を駆動させて絞り値の変更を行う。ＬＣＰＵ３１２は、交換レンズ装置３が本体部２に装着されることで電気的にＢＣＰＵ２２０に接続され、ＢＣＰＵ２２０からの駆動信号および指示信号に従って制御される。ここで、駆動信号とは、フォーカスレンズ３０１ｂを光軸Ｏに沿って移動させる目標位置と、この目標位置を中心にフォーカスレンズ３０１ｂを往復移動させる往復移動量と、往復移動周期とを含む。

ここで、上述したレンズ位置検出部３０７およびＬＣＰＵ３１２の詳細な構成について説明する。図３は、レンズ位置検出部３０７およびＬＣＰＵ３１２の詳細な構成を示すブロック図である。

図３に示すように、レンズ位置検出部３０７は、フォトインタラプタ３０７ａと、増幅回路３０７ｂと、帯域制限回路３０７ｃと、を有する。

フォトインタラプタ３０７ａは、反射部材（図示せず）と、フォトリフレクタ（図示せず）と、を有する。反射部材およびフォトリフレクタは、レンズ枠３０１ｄおよび交換レンズ装置３の鏡筒内に対向した状態でそれぞれ設けられる。フォトリフレクタからの光は、反射部材で反射され、再度、フォトリフレクタに入射する。これにより、フォトインタラプタ３０７ａは、レンズ位置に応じて、受光される光量変化に対し、光電変換から電圧出力に変換することにより、レンズ枠３０１ｄの位置を検出し、この検出結果に応じた位置信号（アナログ信号）を増幅回路３０７ｂへ出力する。

増幅回路３０７ｂは、フォトインタラプタ３０７ａから入力される位置信号を増幅して帯域制限回路３０７ｃへ出力する。なお、本実施の形態では、レンズ位置検出部３０７は、フォトインタラプタ３０７ａとフォトリフレクタとの組み合わせとしているが、フォトリフレクタの代わりに、一定間隔で着磁された磁気スケールを用いてもよい。さらに、本実施の形態では、フォトインタラプタの代わりに、ホールセンサやMRセンサ（磁気抵抗素子）等の磁気センサを用いてもよい。

帯域制限回路３０７ｃは、ＬＣＰＵ３１２のＡ／Ｄ変換部４０２に接続される。帯域制限回路３０７ｃは、増幅回路３０７ｂから入力される位置信号に所定の帯域制限を施すことによって特定の周波数成分を取り出し、この取り出した周波数成分の位置信号をA＿POS信号として出力する。ここで、周波数の帯域制限は、後述するＬＣＰＵ３１２がＡ／Ｄ変換し、サンプルホールドする第１の周期Ｔ₁の逆数の２分の１となる周波数以下に帯域制限する。

ＬＣＰＵ３１２は、動作クロック生成部４００と、サンプリング同期生成部４０１と、Ａ／Ｄ変換部４０２と、サンプルホールド部４０３と、レンズ位置演算部４０４と、送受信部４０５と、フォーカスレンズ目標値設定部４０６と、減算器４０７と、位相補償演算部４０８と、アップサンプリング部４０９と、共振抑圧演算部４１０と、ＰＷＭ変調部４１１と、を有する。

動作クロック生成部４００は、ＬＣＰＵ３１２の各部が演算する際に参照する基準クロックを生成する。なお、動作クロック生成部４００は、ＢＣＰＵ２２０のクロックに同期して基準クロックを生成してもよい。なお、ＬＣＰＵ３１２内でフォーカスレンズ３０１ｂを制御する際に参照する第１の周期Ｔ₁および第２の周期Ｔ₂は、動作クロック生成部４００のクロック周波数を分周する形で生成される。なお、第１の周期Ｔ₁および第２の周期Ｔ₂については後述する。

サンプリング同期生成部４０１は、ＬＣＰＵ３１２内でフォーカスレンズ３０１ｂを制御する際にＬＣＰＵ３１２の各部が演算する際に参照する第１の周期Ｔ₁および第２の周期Ｔ₂を生成する。

Ａ／Ｄ変換部４０２は、帯域制限回路３０７ｃから入力される位置信号(A＿POS)に対して、Ａ／Ｄ変換を行ってサンプルホールド部４０３へ出力する。

サンプルホールド部４０３は、Ａ／Ｄ変換部４０２から入力される位置信号の波形を整形してレンズ位置演算部４０４へ出力する。具体的には、サンプルホールド部４０３は、Ａ／Ｄ変換部４０２から入力される位置信号に対して、所定のタイミング（サンプリング周期Ｔ₁）でサンプリングし、このサンプリングした位置信号をレンズ位置演算部４０４で演算処理し、次のサンプリング周期の時間まで演算結果をホールドする。

レンズ位置演算部４０４は、サンプルホールド部４０３から入力される位置信号に基づいて、光軸Ｏにおけるフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を演算し、この演算結果として得られるD＿POS信号を減算器４０７へ出力する。

送受信部４０５は、レンズ通信部３１１を介してＢＣＰＵ２２０から送られてくる指示信号をフォーカスレンズ目標値設定部４０６に送信する。また、送受信部４０５は、移動完了判定部４１３の判定結果を示す信号を、レンズ通信部３１１を介してＢＣＰＵ２２０へ出力する。

フォーカスレンズ目標値設定部４０６は、ＢＣＰＵ２２０からの駆動信号に基づいて、フォーカスレンズ３０１ｂを駆動する位置までの目標位置を示す目標位置信号を設定し、この設定した目標位置信号（T＿Pos)を減算器４０７へ出力する。

減算器４０７は、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標位置信号（T＿Pos）とレンズ位置演算部４０４から入力されるレンズ位置信号（D＿Pos）との差分（目標値からの偏差量）を演算し、この演算によって得られる信号(dev）を位相補償演算部４０８へ出力する。

位相補償演算部４０８は、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標位置信号(T＿Pos)および減算器４０７から得られる信号(dev）から位相補償演算部４０８により演算処理を行って、この演算を行った信号（drv1）をアップサンプリング部４０９へ第１の時間周期Ｔ₁毎に出力する。具体的には、位相補償演算部４０８は、レンズ駆動部３０２を目標位置に追従制御するため、第１の時間周期（Ｔ₁）毎に、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標位置信号（T＿Pos)と、減算器４０７の出力信号（dev）とに基づいて、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量（drv1）を演算し、この演算を行った信号をアップサンプリング部４０９へ出力する。位相補償演算部４０８は、ＦＢ（Feedback）演算部４０８ａと、ＦＦ（Feedforward）演算部４０８ｂと、加算器４０８ｃとによって構成される。

ＦＢ演算部４０８ａは、減算器４０７の出力信号(dev)に基づいて、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量となるフィードバック制御による追従制御量を演算し、この演算によって得られる信号(FB＿out)を加算器４０８ｃへ出力する。具体的には、ＦＢ演算部４０８ａは、減算器４０７から出力される信号（dev）に対し、位相進み補償フィルタ演算および位相遅れ補償フィルタ演算をそれぞれ行い、位相進み補償フィルタ演算によりレンズ位置フィードバック制御での制御安定（位相余裕）の確保と、位相遅れ補償によりＷｏｂ駆動時の駆動周波数の追従性能を得るために、Wｏｂ駆動時の駆動周波数でのフィードバック制御系の閉ループゲイン増加を行う。

ＦＦ演算部４０８ｂは、フォーカスレンズ３０１ｂが移動しているとき、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標位置信号（T＿pos）に基づいて、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量を演算し、この演算によって得られる信号（FF＿out）を加算器４０８ｃへ出力する。具体的には、ＦＦ演算部４０８ｂは、第１の時間周期（Ｔ₁）毎に、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標位置信号（FF＿out）に基づき、フォーカスレンズ駆動部の伝達特性の逆特性となる演算後、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量を演算し、この演算によって得られる信号（FF＿out）を加算器４０８ｃへ出力する。さらに、ＦＦ演算部４０８ｂは、フォーカスレンズ３０１ｂが光軸Ｏ上で保持動作しているとき、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標位置信号に対する演算を停止する。

加算器４０８ｃは、ＦＢ演算部４０８ａの出力信号（FB＿out）と、ＦＦ演算部４０８ｂの出力信号（FF＿out）とを加算し、その加算結果（ｄrv1）をアップサンプリング部４０９へ出力する。

アップサンプリング部４０９は、位相補償演算部４０８から入力される信号（ｄrv1）に対して、第１の時間周期（Ｔ₁）の１／２である第２の時間周期（Ｔ₂）でアップサンプリングを行って共振抑圧演算部４１０への入力信号とする。換言すると、アップサンプリング部４０９は、位相補償演算部４０８から入力される信号に対してサンプリング周波数の２倍のサンプリング周波数でサンプリング処理を実行して共振抑圧演算部４１０へ出力する。

共振抑圧演算部４１０は、ローパスフィルタ形式となるデジタルフィルタ演算によって構成される。共振抑圧演算部４１０は、アップサンプリング部４０９がアップサンプリングした信号に対して、交換レンズ装置３固有の共振周波数帯域の高次共振周波数成分を抑圧する演算を行って、ＰＷＭ変調部４１１へ出力する。具体的には、共振抑圧演算部４１０は、アップサンプリング部４０９から入力される信号に対して、所定の周波数以下の周波数帯域を遮断するローパスフィルタ演算処理を施してＰＷＭ変調部４１１へ出力する。ここで、所定の周波数以下の周波数帯域とは、信号に含まれる高次共振周波数帯域の可聴周波数域である。また、共振抑圧演算部４１０は、高次共振周波数を遮断する遮断周波数（ｆ_c）が第２の時間周期（Ｔ₂）の逆数であるサンプリング周波数の２分の１（ｆ／２＝１／２Ｔ₂）以下である低域通過特性を有するデジタルフィルタ演算処理を行う。

図４は、共振抑圧演算部４１０のデジタルフィルタ演算の構成を示すブロック図である。図４に示すように、共振抑圧演算部４１０は、位相補償演算部４０８の演算出力信号（ｄrv1）での、第２の時間周期Ｔ₂であるアップサンプリングした最新の信号（Ｘ(Ｎ)）と、１サンプリング前の信号(Ｘ(Ｎ−1)）と、共振抑圧演算部４１０で１サンプリング前の演算結果Ｙ(Ｎ−１)とをそれぞれ、所定の係数Ａ_０、Ａ₁およびＢ₁で重み付け（積算）したものを加算して、演算出力Ｙ(Ｎ)を得る3項の積和演算構成による一次のＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタによって構成される。共振抑圧演算部４１０は、乗算器４１０ａと、入力遅延部４１０ｂと、乗算器４１０ｃと、加算器４１０ｄと、加算器４１０ｅ、出力遅延部４１０ｆと、乗算器４１０ｇと、によって構成される。

乗算器４１０ａは、アップサンプリング部４０９からの入力信号Ｘ(Ｎ)を所定倍（Ａ₀倍）して出力する。入力遅延部４１０ｂは、アップサンプリング部４０９からの入力信号Ｘ(Ｎ)の出力タイミングを１サンプリング周期分前の入力データを出力する。乗算器４１０ｃは、入力遅延部４１０ｂの出力信号Ｘ(Ｎ−1)を所定倍（Ａ₁倍）して出力する。加算器４１０ｄは、乗算器４１０ｃの出力信号と乗算器４１０ｇの出力信号との和を計算して出力する。加算器４１０ｅは、乗算器４１０ａの出力信号と加算器４１０ｄの出力信号との和を計算して出力する。出力遅延部４１０ｆは、加算器４１０ｇの出力信号Ｙ(Ｎ)の１サンプリング前の値Ｙ(Ｎ−１)を出力する。加算器４１０ｇは、出力遅延部４１０ｆの出力信号Ｙ(Ｎ−１)を所定倍（Ｂ₁倍）して出力する。

アップサンプリング部４０９からの入力信号をＸ（Ｎ）とすると、乗算器４１０ａの出力信号はＡ₀Ｘ（Ｎ）、入力遅延部４１０ｂの出力信号はＸ（Ｎ−１）、乗算器４１０ｃの出力信号はＡ₁Ｘ（Ｎ−１）で与えられる。また、加算器４１０ｅの出力信号をＹ（Ｎ）とすると、出力遅延部４１０ｆの出力信号はＹ（Ｎ−１）、乗算器４１０ｇの出力信号はＢ₁Ｙ（Ｎ−１）で与えられる。したがって、共振抑圧演算部４１０の出力信号Ｙ（Ｎ）は、以下の漸化式（１）で表される。
Ｙ（Ｎ）＝Ａ₀・Ｘ（Ｎ）＋Ａ₁・Ｘ（Ｎ―１）＋Ｂ₁・Ｙ（Ｎ―１） ・・・（１）
式（１）の係数Ａ₀、Ａ₁およびＢ₁は、たとえば以下の式（２）および（３）で定義される。
Ａ₀＝Ａ₁＝１／（１＋ｆ_s2／ｆ_c）／π ・・・・（２）
Ｂ₁＝（ｆ_s2−π・ｆ_c）／（ｆ_s2＋π・ｆ_c） ・・・（３）
ここで、ｆ_cは、共振抑圧演算部４１０の遮断周波数であり、ｆ_s2は、アップサンプリング部４０９のアップサンプリング周波数である。なお、Ｎ＝０のとき、Ｙ（０）＝Ｘ（０）＝０となる。

なお、１次ローパスフィルタとしての共振抑圧演算部４１０の伝達特性としての連続時間系でのラプラス変換による伝達関数をＧ２（ｓ）とおくと、以下の式（４）が成り立つ。
Ｇ２（ｓ）＝２πｆ_c／（ｓ＋２πｆ_c） ・・・（４）
ここで、πは円周率である。

したがって、（４）式での伝達関数から、サンプリング周波数ｆ_s2でのデジタルフィルタ特性は、双一次変換（５）式によって、離散化したラプラス変換の伝達関数（ｚ関数）として表される。
Ｓ=２・ｆ_s2・（1−z^-1）／（1+ z^-1） ・・・（５）
式（５）のz^-1の１サンプリング遅延の伝達特性は、以下の式（６）で定義される。
z^-1＝exp(−ｓ/ｆ_s2) ・・・（６）

ＰＷＭ変調部４１１は、共振抑圧演算部４１０から入力される信号に応じて、レンズ駆動ドライバ３０２ａに対して、ＰＷＭ変調によってスイッチングパルス時間幅に変換したパルス信号を出力する。

パラメータ変更部４１２は、レンズ通信部３１１および送受信部４０５を介してＢＣＰＵ２２０から送信される指示信号に基づいて、レンズＥＥＰＲＯＭ３０９が記憶する各種パラメータを参照して、アップサンプリング部４０９が行う第２の時間周期と、交換レンズ装置３の共振周波数帯域を遮断する遮断周波数帯域の設定値を変更する。

移動完了判定部４１３は、フォーカスレンズ３０１ｂの移動が完了したことを示す信号を、送受信部４０５へ出力する。この信号は、レンズ通信部３１１を介してＢＣＰＵ２２０へ出力される。

つぎに、本実施の形態１にかかるカメラシステム１が行う動作について説明する。図５は、本実施の形態１にかかるカメラシステム１が行う処理の概要を示すフローチャートである。

図５に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、本体通信部２１９を介して交換レンズ装置３からレンズデータを取得する（ステップＳ１０１）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、ＬＣＰＵ３１２にレンズデータ要求信号を送信し、ＬＣＰＵ３１２から送信されたレンズデータを取得する。レンズデータは、フォーカスレンズ３０１ｂの動作パラメータと光学データとを含む。動作パラメータは、フォーカスレンズ３０１ｂの最高動作速度情報およびＷｏｂ駆動情報等である。光学データは、分光透過率情報、歪補正情報および色収差情報等である。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、ＬＣＰＵ３１２とレンズ情報を確認する同期通信を開始する（ステップＳ１０２）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、ＬＣＰＵ３１２に同期周期毎にフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を含むレンズ状態データを要求するレンズ状態データ要求信号を送信し、ＬＣＰＵ３１２から送信されたレンズ状態データを取得する。

その後、ＢＣＰＵ２２０は、撮像素子駆動部２０４を駆動することにより、撮像素子２０３を同期周期毎に動作させて画像データを取得し、取得した画像データに対して画像処理部２１１でライブビュー画像表示用の画像処理を施して表示部２１３にライブビュー画像を表示させる（ステップＳ１０３）。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、動画スイッチ２１２ｂが操作されることにより、動画スイッチ２１２ｂがオン状態である場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ＢＣＰＵ２２０は、動画撮影を開始する（ステップＳ１０５）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、撮像素子駆動部２０４を駆動することにより、撮像素子２０３を同期周期毎に動作させて、撮像素子２０３から連続的に出力される画像データに対し、画像処理部２１１で画像処理を順次施してＳＤＲＡＭ２１６または記録媒体２１７への記憶を開始する。

その後、ＢＣＰＵ２２０は、動画撮影中にピントを自動的に合わせる動画ＡＦ処理を実行する（ステップＳ１０６）。なお、動画ＡＦ処理の詳細については後述する。また、ＢＣＰＵ２２０は、動画ＡＦ処理と並行して測光および露出値の算出処理等の撮影に必要な他の動作も実行する。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、撮像素子駆動部２０４により撮像素子２０３の動作を停止させて動画撮影を終了し（ステップＳ１０７）、ステップＳ１０３へ戻る。

ステップＳ１０４において、動画スイッチ２１２ｂがオン状態でなく（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、レリーズスイッチ２１２ａがオン状態である場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ＢＣＰＵ２２０は、撮像素子２０３から出力される画像データに対し、画像処理部２１１で画像処理を施して記録媒体２１７へ記録する静止画撮影処理を実行する（ステップＳ１０９）。その後、ＢＣＰＵ２２０は、ステップＳ１０３へ戻る。

ステップＳ１０８において、レリーズスイッチ２１２ａがオン状態でなく（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、カメラシステム１の電源がオフ状態である場合（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、カメラシステム１は、本処理を終了する。一方、カメラシステム１の電源がオフ状態でない場合（ステップＳ１１０：Ｎｏ）、カメラシステム１は、ステップＳ１０３へ戻る。

つぎに、図５のステップＳ１０６の動画ＡＦ処理について説明する。図６は、動画ＡＦ処理の概要を示すフローチャートである。

図６に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置の初期化を行う（ステップＳ２０１）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂを初期位置に駆動させるレンズ駆動信号をＬＣＰＵ３１２に送信する。ここで、初期位置とは、フォーカスレンズ３０１ｂの可動範囲における中央の位置である。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂを駆動して合焦させる合焦位置への移動方向を判断する（ステップＳ２０２）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂを現在の位置から所定方向、たとえば至近方向に駆動させる駆動信号をＬＣＰＵ３１２に送信するとともに、同期周期毎に算出したＡＦ評価値とＬＣＰＵ３１２から送信されたフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置とに基づいて合焦位置への移動方向を判断する。

図７は、カメラシステム１が行う動画ＡＦ動作の一例を説明するための模式図である。なお、図７においては、縦軸がＡＦ評価値を示し、横軸がフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を示す。また、図７においては、左側が無限方向を示し、右側が至近方向を示す。また、ＣＤ１〜ＣＤ１４は、フォーカスレンズ３０１ｂの位置に応じて順次取得されるＡＦ評価値を示す。また、ＬＰ１〜ＬＰ１４は、ＢＣＰＵ２２０が撮像素子２０３での撮像動作実行毎にＬＣＰＵ３１２から取得するフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を示す。

図７に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂの至近方向への駆動開始から同期周期４周期分（ＬＤ１）の方向判断用のレンズ駆動ＬＤ１の範囲でＡＦ評価値ＣＤ１〜ＣＤ４とフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置ＬＰ１〜ＬＰ４とを取得し、最小二乗法等でＡＦ評価値が増加傾向であるか否かを判断する。ＢＣＰＵ２２０は、ＡＦ評価値が増加傾向であれば至近方向を合焦する移動方向であると判断する一方、ＡＦ評価値が減少傾向であれば無限方向を合焦する移動方向であると判断する。なお、図７では、至近方向に合焦位置があるものとして考える。

ステップＳ２０２の後、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂを合焦させる合焦位置への移動方向と判断した方向へ向け合焦位置のスキャン駆動を開始させる（ステップＳ２０３）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、合焦位置へフォーカスレンズ３０１ｂを駆動させる駆動信号をＬＣＰＵ３１２へ送信するとともに、ＡＦ評価値を算出してＡＦ評価値のピークを検出する。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、撮像素子駆動部２０４を駆動することにより、撮像素子２０３に撮像動作を同期周期毎に実行させ、画像処理部２１１によりＡＦ評価値を算出させて時系列的にＳＤＲＡＭ２１６に記憶する（ステップＳ２０４）。

その後、ＢＣＰＵ２２０は、撮像素子２０３の撮像動作毎にフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を取得し、画像処理部２１１に算出させたＡＦ評価値に対応付けてＳＤＲＡＭ２１６に記憶する（ステップＳ２０５）。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、ＳＤＲＡＭ２１６に記憶されたＡＦ評価値に基づいて、ＡＦ評価値のピーク越え判断を行う（ステップＳ２０６）。具体的には、図７に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、ステップＳ２０２の方向判断後のレンズ位置ＬＰ４を基準に、フォーカスレンズ３０１ｂの至近方向へ向けてＡＦ評価値のピークを検出するレンズ駆動ＬＤ２の駆動開始から同期周期毎に取得したＡＦ評価値が増加から減少に転じるＡＦ評価値ＣＤ１４が検出された時点をＡＦ評価値のピーク越えと判断する。この際、ＢＣＰＵ２２０は、ＡＦ評価値のピーク越えを判断した時点でＡＦ評価値の最大（極大）値（ＣＤ１３）、およびその前後の時点における値（ＣＤ１２，ＣＤ１４）と、これらのＡＦ評価値それぞれを取得した時点でのレンズ位置（ＬＰ１３、ＬＰ１２およびＬＰ１４）とを対応付けて合焦位置算出用のデータとしてＳＤＲＡＭ２１６に記憶する。

その後、ステップＳ２０６のＡＦ評価値のピーク越え判定でＡＦ評価値のピーク越えがあるとＢＣＰＵ２２０が判断した場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、カメラシステム１は、後述するステップＳ２０８へ移行する。一方、ステップＳ２０６のＡＦ評価値のピーク越え判定でＡＦ評価値のピーク越えがないとＢＣＰＵ２２０が判定した場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、カメラシステム１は、ステップＳ２０４へ戻る。

ステップＳ２０８において、ＢＣＰＵ２２０は、ＡＦ評価値のピークを検出するフォーカスレンズ３０１ｂのスキャン駆動を停止する（ステップＳ２０８）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、ＡＦ評価値のピークを検出した時点で、フォーカスレンズ３０１ｂの駆動停止信号をＬＣＰＵ３１２に送信する。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、ＳＤＲＡＭ２１６に記録された合焦位置算出用のデータに基づいて、カメラシステム１の合焦位置を算出する（ステップＳ２０９）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、３点間補償演算でカメラシステム１の合焦位置（図７のＬＰｍａｘを参照）を算出する。さらに、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂをＷｏｂ駆動する際の振動中心を合焦位置（図７のＬＰｍａｘ）に設定し、この設定した合焦位置の前後（ＣＤ１２〜ＣＤ１４）をＷｏｂ駆動による駆動範囲（図７のＥ₁）として設定する。なお、合焦位置の算出方法は、上述した３点間補償演算に限定されるものでなく、たとえば２次関数近似演算等の他の方法で算出してもよい。

その後、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂにＷｏｂ駆動を開始させる（ステップＳ２１０）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、ＬＣＰＵ３１２に駆動信号を送信する。

続いて、ＢＣＰＵ２２０は、動画スイッチ２１２ｂがオフ状態であるか否かを判断する（ステップＳ２１１）。動画スイッチ２１２ｂがオフ状態でないとＢＣＰＵ２２０が判断した場合（ステップＳ２１１：Ｎｏ）、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂにＷｏｂ駆動を指示する（ステップＳ２１２）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、駆動信号を送信するとともに、Ｗｏｂ駆動を行うためのＷｏｂパラメータをＬＣＰＵ３１２に送信する。ここで、Ｗｏｂパラメータとは、Ｗｏｂ駆動の振幅（図７のＥ₁）および振動中心図７のＬＰｍａｘ）から目標値までの移動量等を含むパラメータである。

ステップＳ２１３〜ステップＳ２１６は、上述したステップＳ２０４〜ステップＳ２０７それぞれに対応する。

ここで、ステップＳ２１３〜ステップＳ２１６のＢＣＰＵ２２０の動画ＡＦ処理時における各部の処理のタイミングについて説明する。図８は、ＢＣＰＵ２２０の動画ＡＦ処理時における各部の処理のタイミングを示すタイミングチャートである。

図８（ｂ）に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、フレーム周期信号（垂直同期信号ＶＤ）を周期的に生成する（たとえばタイミングｔ₁）。

また、図８（ａ）に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、フレーム周期信号に同期させて撮像素子駆動部２０４の駆動および撮像素子２０３の露光を制御することにより、撮像素子２０３に画像データを生成させる（たとえばタイミングｔ₂）。

続いて、図８（ｃ）に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、フレーム周期信号に基づいて、本体−レンズ同期通信を行い、駆動信号をレンズ装置３に送信する（たとえばタイミングｔ₃）。この際、ＢＣＰＵ２２０は、交換レンズ装置３からフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置情報を取得する。

その後、図８（ｄ）に示すように、ＬＣＰＵ３１２は、駆動信号に基づいて、フォーカスレンズ３０１ｂのＷｏｂ駆動、たとえば無限側に向けてフォーカスレンズ３０１ｂを移動（たとえばタイミングｔ₄）または至近側に向けてフォーカスレンズ３０１ｂを移動（タイミングｔ₅）させる。なお、ＬＣＰＵ３１２の詳細な動作について後述する。

続いて、図８（ｅ）に示すように、ＢＣＰＵ２２０は、取得した画像データに基づいて、ＡＦ評価値（ＡＦ１）を算出してＳＤＲＡＭ２１６に記憶する（たとえばタイミングｔ₄）。

このように、カメラシステム１は、ＢＣＰＵ２２０が生成するフレーム周期信号に基づいて、各部が駆動することにより、動画ＡＦ処理時のＷｏｂ駆動が行われる。これにより、被写体を常にピントを合わせながら動画撮影を行うことができる。

図６に戻り、ステップＳ２１７以降の説明を続ける。ステップＳ２１７においてＢＣＰＵ２２０は、ＳＤＲＡＭ２１６に記憶された合焦位置算出用のデータに基づいて、カメラシステム１の合焦位置を算出する。その後、カメラシステム１は、ステップＳ２１１へ戻る。

ステップＳ２１１において、動画スイッチ２１２ｂがオフ状態であるとＢＣＰＵ２２０が判断した場合（ステップＳ２１１：Ｙｅｓ）について説明する。この場合、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂのＷｏｂ駆動を停止させる（ステップＳ２１８）。具体的には、ＢＣＰＵ２２０は、フォーカスレンズ３０１ｂのＷｏｂ駆動を停止させる駆動停止信号をＬＣＰＵ３１２へ送信する。ステップＳ２１８の後、カメラシステム１は、図５に示したメインルーチンへ戻る。

つぎに、交換レンズ装置３のＬＣＰＵ３１２が行う動作について説明する。図９は、交換レンズ装置３のＬＣＰＵ３１２が行う処理の概要を示すフローチャートである。図１０は、ＬＣＰＵ３１２の動画ＡＦ処理時における各部の処理のタイミングを示すタイミングチャートである。

図９に示すように、ＬＣＰＵ３１２は、ＢＣＰＵ２２０から入力される駆動信号に基づいて、レンズ駆動部３０２を駆動することにより、フォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を初期位置に移動させる（ステップＳ３０１）。

続いて、ＬＣＰＵ３１２は、ＢＣＰＵ２２０からフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ状態を要求するレンズ状態要求信号を受信した場合（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、フォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置をＢＣＰＵ２２０に送信する（ステップＳ３０３）。具体的には、ＬＣＰＵ３１２のレンズ位置演算部４０４は、Ａ／Ｄ変換部４０２およびサンプルホールド部４０３を介してレンズ位置検出部３０７から入力されるレンズ位置信号に基づいて、フォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を演算し、この演算結果を示すレンズ位置信号をＢＣＰＵ２２０へ送信する。その後、ＬＣＰＵ３１２は、ステップＳ３０２へ戻る。

ステップＳ３０２において、ＬＣＰＵ３１２は、ＢＣＰＵ２２０からフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ状態を要求するレンズ状態要求信号を受信せず（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、フォーカスレンズ３０１ｂをＷｏｂ駆動するＷｏｂ駆動信号を受信した場合（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、フォーカスレンズ目標値設定部４０６は、レンズ通信部３１１および送受信部４０５を介して受信したＷｏｂ駆動信号に基づいて、フォーカスレンズ３０１ｂの目標位置を示す目標位置信号を設定し、設定した目標位置信号を減算器４０７へ出力する（ステップＳ３０５）。

続いて、レンズ位置演算部４０４は、サンプリング開始クロックに従って、フォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を演算する（ステップＳ３０６）。具体的には、図３に示すように、レンズ位置演算部４０４は、第１の周期（Ｔ₁）に従って、Ａ／Ｄ変換部４０２およびサンプルホールド部４０３を介してレンズ位置検出部３０７から出力されるレンズ位置信号に基づいて、フォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を演算し（以下、「ＡＤＣ処理」という）、演算結果として得られるフォーカスレンズ位置を示すレンズ位置信号を減算器４０７へ出力する。

その後、減算器４０７は、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標値と、レンズ位置演算部４０４から入力されるレンズ位置信号との差分を演算し、この演算によって得られる信号を位相補償演算部４０８へ出力する（ステップＳ３０７）。

続いて、位相補償演算部４０８は、減算器４０７から入力される信号に基づいて、フォーカスレンズ３０１ｂを目標位置に追従制御する際にレンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量を演算する（ステップＳ３０８）。具体的には、位相補償演算部４０８のＦＢ演算部４０８ａは、減算器４０７から入力される差分に基づいて、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量を調整する制御量を演算し、この演算によって得られる信号を加算器４０８ｃへ出力する。位相補償演算部４０８のＦＦ演算部４０８ｂは、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標値信号に基づいて、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量を演算し、演算によって得られる信号を加算器４０８ｃへ出力する。加算器４０８ｃは、ＦＢ演算部４０８ａから入力される信号と、ＦＦ演算部４０８ｂから入力される信号との和を計算してアップサンプリング部４０９へ出力する。

ここで、位相補償演算部４０８の伝達特性について説明する。入力信号の周波数をｆ（Ｈｚ）とした場合において、サンプリング周波数をｆ_s＝１／Ｔ１（Ｈｚ）とし、位相補償演算部４０８の周波数の伝達特性をＧ（ｆ）とすると、サンプリング定理により、入力周波数成分に対する操作量（駆動量）は、ｆ＜ｆ_s／２（ナイキスト周波数）の周波数帯域でしか正しく演算出力できない。

これに対し、入力信号の周波数がｆ_s／２＜ｆ＜ｆ_sであるとき、以下の式（７）が成り立つ。
Ｇ（ｆ）＝Ｇ（ｆ_s／２−（ｆ−（ｆ_s／２）） ・・・（７）
この式（７）は、入力信号の周波数の伝達特性が、ナイキスト周波数を対称軸として、周波数の伝達特性がナイキスト周波数以下で折り返す特性（以下、「エリアジング特性」という）を有していることを示している。

また、入力信号の周波数がｆ_s＜ｆ＜１．５ｆ_sである場合、以下の式（８）が成り立つ。
Ｇ（ｆ）＝Ｇ（ｆ−ｆ_s） ・・・（８）
この式（８）は、入力信号の周波数の伝達特性が、サンプリング周波数だけシフトした周波数の伝達特性と等しくなることを示している。

図１１は、位相補償演算部４０８の処理結果の伝達特性を示すボード線図である。具体的には、図１１（ａ）がゲインの周波数特性を示すボード線図であり、図１１（ｂ）が位相の周波数特性を示すボード線図である。なお図１１においては、サンプリング周波数（ｆ_s）を１２ｋＨｚとして考える。

図１１に示すように、位相補償演算部４０８の伝達特性は、ｆ＜ｆ_s／２の周波数帯域で追従させる周波数帯域のゲインを増加させるため、１００Ｈｚ以下を位相遅れ補償特性でゲインを増加させる。さらに、位相補償演算部４０８の伝達特性は、開ループ特性のゲイン交差周波数（速応性）を２００Ｈｚ〜３００Ｈｚ付近とし、このゲイン交差周波数の制御安定性（位相余裕）を確保するため、位相進み補償によって進相演算を行う。しかしながら、レンズ駆動部３０２の高次共振周波数が、ｆ_s／２よりも高周波領域に存在する場合、位相補償演算部４０８は、エリアジング特性により、位相補償演算部４０８のＦＢ演算部４０８ａで制御できない周波数領域に対して、フォーカスレンズ操作量を出力する伝達のゲインが折り返して大きくして出力する。このため、ＬＣＰＵ３１２は、式（５）に示すエリアジング特性による伝達ゲイン増加を相殺するため、後述する第２の演算処理（ステップＳ３０９〜ステップＳ３１０）を行う。

図９に戻り、ステップＳ３０９以降の説明を続ける。ステップＳ３０９において、アップサンプリング部４０９は、位相補償演算部４０８から入力される信号に対して、位相補償演算部４０８が行う周期Ｔ₁の整数倍となるアップサンプリングクロック（Ｔ₂＝１／２ｆ_s）毎に従って（図１０を参照）、アップサンプリング処理（以下「ＵｐＳａｍｐ」という）を行い、この結果を共振抑圧演算部４１０へ出力する。

続いて、共振抑圧演算部４１０は、アップサンプリング部４０９から入力される信号に対して、高次共振周波数成分を抑圧する演算処理を行い、演算結果をＰＷＭ変調部４１１へ出力する（ステップＳ３１０）。具体的には、共振抑圧演算部４１０は、ローパスフィルタ処理（以下、「ＬＰＦ処理」という）を行うことによって、信号に含まれる高次共振周波数付近の出力を抑圧する。

ローパスフィルタ特性の伝達特性は、アップサンプリング周波数ｆ_s2（Ｈｚ）のナイキスト周波数であるｆ_s2／２（Ｈｚ）でゲインが折り返すエリアジング特性を有する。このため、第２の演算処理による出力抑圧周波数範囲は、ｆ_c（Ｈｚ）〜ｆ_c＋（ｆ_s2／２）（Ｈｚ）となる。すなわち、本実施の形態１では、アップサンプリング部４０９のアップサンプリング周波数ｆ_s2と、遮断周波数ｆ_cとを設定することにより、第２の演算結果による出力抑圧周波数範囲を設定することができる。さらに、第２の演算処理は、レンズ位置演算部４０４、フォーカスレンズ目標値設定部４０６および位相補償演算部４０８を含む演算結果（以下、「第１の演算処理」という）が更新された場合、更新された第１の演算処理結果に基づいて第２の演算処理を行うことにより、レンズ駆動部３０２を駆動する操作量を演算する一方、第１の演算処理結果が更新されていない場合、前回参照した第１の演算処理結果に基づいて、第２の演算処理を行うことにより、レンズ駆動部３０２を駆動する操作量を演算する。

図１２は、第２の演算結果の伝達特性を示すボード線図である。図１３は、第１の演算処理に対して、第２の演算処理を行った結果の伝達特性を示すボード線図である。図１４は、レンズ駆動部３０２の伝達特性を示すボード線図である。図１２（ａ）において、曲線Ｌ１１がＩＩＲフィルタ演算のゲイン特性を示し、曲線Ｌ１２が入力周波数のゲイン特性を示し、図１２（ｂ）において、曲線Ｌ２１がＩＩＲフィルタ演算の位相特性を示し、曲線Ｌ２２が入力周波数の位相特性を示す。また、図１３（ａ）において、曲線Ｌ３１が第２の演算処理のゲイン特性を示し、曲線Ｌ３２が第１の演算結果のゲイン特性を示し、図１３（ｂ）において、曲線Ｌ４１が第２の演算処理の位相特性を示し、曲線Ｌ４２が第１の演算結果の位相特性を示す。また、図１４（ａ）において、曲線Ｌ５１がレンズ駆動部３０２のイメージゲインを示し、曲線Ｌ５２がレンズ駆動部３０２のゲインを示し、図１４（ｂ）において、曲線Ｌ６１がレンズ駆動部３０２のイメージ位相を示し、曲線Ｌ６２がレンズ駆動部３０２の位相を示す。また、図１２および図１３においては、アップサンプリング周波数を２４ｋＨｚとして考える。

図１２〜図１４に示すように、第１の演算処理の演算結果（図１１を参照）に、第２の演算処理（図１２を参照）の演算結果を加算することにより、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂを駆動させる駆動量信号に含まれる３ｋＨｚ〜２０ｋＨｚの周波数帯域の出力成分を抑圧することができる。このように、レンズ駆動部３０２の高次共振周波数帯域が、可聴周波数域（図１４を参照）に存在している場合であっても、共振周波数による振動や騒音を励起しにくく抑圧することができる。

図９に戻り、ステップＳ３１１以降の説明を続ける。ステップＳ３１１において、ＰＷＭ変調部４１１は、共振抑圧演算部４１０から入力される信号に対してＰＷＭ変調したパルス信号をレンズ駆動ドライバ３０２ａへ出力してＶＣＭ３０２ｂを駆動する。

続いて、移動完了判定部４１３は、送受信部４０５およびレンズ通信部３１１を介してフォーカスレンズ３０１ｂの移動が完了したことを示す信号をＢＣＰＵ２２０へ出力する（ステップＳ３１２）。

その後、ＬＣＰＵ３１２は、電源がオフ状態である場合（ステップＳ３１３：Ｙｅｓ）、ＬＣＰＵ３１２は、本処理を終了する。一方、ＬＣＰＵ３１２は、電源がオフ状態でない場合（ステップＳ３１３：Ｎｏ）、ＬＣＰＵ３１２は、ステップＳ３０２へ戻る。

ステップＳ３０４において、ＬＣＰＵ３１２が、ＢＣＰＵ２２０からフォーカスレンズ３０１ｂのレンズ位置を要求するレンズ状態データ要求信号を受信せず（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、フォーカスレンズ３０１ｂをＷｏｂ駆動するＷｏｂ駆動信号を受信していない（ステップＳ３０４：Ｎｏ）場合について説明する。この場合、ＬＣＰＵ３１２は、ステップＳ３１３へ移行する。

以上説明した本発明の実施の形態１によれば、位相補償演算部４０８が、第１の周期毎に、フォーカスレンズ目標値設定部４０６から入力される目標位置信号と、レンズ位置演算部４０４から入力される位置信号とをサンプリングし、サンプリングした目標位置信号および位置信号とに基づいてレンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズ３０１ｂの駆動量を示す駆動量信号を演算し、アップサンプリング部４０９が第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを行い、共振抑圧演算部４１０がアップサンプリング部４０９によってアップサンプリングされた駆動量信号に対して、交換レンズ装置３固有の共振周波数の高次共振周波数成分を抑圧する演算を行う。この結果、動画撮影時における高速フレームレートでのＡＦ動作によって生じる騒音の低減を行うことができる。

さらに、本発明の実施の形態１によれば、パラメータ変更部４１２がＢＣＰＵ２２０の指示信号に基づいて、アップサンプリング部４０９が行う第２の時間周期および共振抑圧演算部４１０の遮断周波数を変更する。この結果、高次共振周波数が交換レンズ装置３固有の高次共振周波数特性の固体変動や温度変動に応じて、適宜変更することができ、異なる高次共振周波数成分を抑圧することができる。

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本発明の実施の形態２にかかるカメラシステムは、上述した共振抑圧演算部の構成が上述したカメラシステムと異なる。このため、以下においては、上述した実施の形態１と異なる構成を説明後、本発明の実施の形態２にかかるカメラシステムの効果について説明する。なお、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。

図１５は、共振抑圧演算部５００の構成を示すブロック図である。図１５に示すように、共振抑圧演算部５００は、位相補償演算部４０８が演算した前回の信号と最新の信号とを平均するＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタによって構成される。共振抑圧演算部５００は、乗算器５００ａと、遅延素子５００ｂと、乗算器５００ｃと、加算器５００ｄとによって構成される。

乗算器５００ａは、アップサンプリング部４０９からの入力信号Ｘ（Ｎ）を所定倍（Ａ₀倍）して出力する。遅延素子５００ｂは、アップサンプリング部４０９からの入力信号の出力タイミングを１サンプリング周期前の値Ｘ(Ｎ−1)を出力する。乗算器５００ｃは、遅延素子５００ｂの出力信号を所定倍（Ａ₁倍）して出力する。加算器５００ｄは、乗算器５００ａの出力信号と乗算器５００ｃの出力信号との和を計算して出力する。

アップサンプリング部４０９からの入力信号をＸ（Ｎ）、加算器５００ｄの出力信号をＹ（Ｎ）とすると、乗算器５００ａの出力信号はＡ₀Ｘ（Ｎ）、遅延素子５００ｂの出力信号はＸ（Ｎ−１）、乗算器５００ｃの出力信号はＡ₁Ｘ（Ｎ−１）で与えられる。したがって、共振抑圧演算部５００の出力信号Ｙ（Ｎ）は、以下の漸化式（９）で表される。
Ｙ（Ｎ）＝Ａ₀・Ｘ（Ｎ）＋Ａ₁・Ｘ（Ｎ―１） ・・・（９）
式（９）の係数Ａ₀およびＡ₁は、1サンプリング前入力と現在の入力の加算平均演算では、以下の式（１０）で定義される。
Ａ₀＝Ａ₁＝０．５ ・・・（１０）

図１６は、本実施の形態２にかかる第２の演算処理の演算結果を加算した伝達特性を示すボード線図である。図１７は、第１の演算処理の演算結果に対して、第２の演算処理が演算した演算結果の伝達特性を示すボード線図である。図１６（ａ）において、曲線Ｌ７１がＦＩＲフィルタ演算のゲイン特性を示し、曲線Ｌ７２が入力周波数のゲイン特性を示し、図１６（ｂ）において、曲線Ｌ８１がＦＩＲフィルタ演算の位相特性を示し、曲線Ｌ８２が入力周波数の位相特性を示す。また、図１７（ａ）において、曲線Ｌ９１が第２の演算処理のゲイン特性を示し、曲線Ｌ９２が第１の演算処理のゲイン特性を示し、図１７（ｂ）において、曲線Ｌ１０１が第２の演算処理の位相特性を示し、曲線Ｌ１０２が第１の演算処理の位相特性を示す。

図１６および図１７に示すように、ＦＩＲフィルタの伝達特性は、アップサンプリング周波数をｆ_s2（Ｈｚ）とした場合、アップサンプリング周波数ｆ_s2のナイキスト周波数ｆ_s2／２で伝達ゲインを最大に抑圧し、エリアジング特性により、アップサンプリング周波数ｆ_s2のナイキスト周波数付近に対して抑圧帯域を持つ特性を有する。これにより、第１の演算処理の演算結果（図１１を参照）に、第２の演算処理の演算結果を加算することにより、レンズ駆動部３０２によるフォーカスレンズの駆動量に含まれる３ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ周波数帯域の出力成分を抑圧することができる。このように、レンズ駆動部３０２の高次共振周波数帯域が、可聴周波数域（図１４を参照）に存在している場合であっても、共振周波数による振動や騒音を励起しにくく抑圧することができる。

以上説明した本発明の実施の形態２によれば、共振抑圧演算部５００をＦＩＲフィルタによって構成しているので、駆動量信号に対して行う演算処理の処理時間をＩＩＲフィルタに比して短縮することができるとともに、動画撮影時における高速フレームレートでのＡＦ動作によって生じる騒音の低減を行うことができる。

さらに、本発明の実施の形態２によれば、共振抑圧演算部５００が1周期前にサンプリングした駆動量信号と最新の駆動量信号とを平均化することにより、積和演算ステップの数を削減することができる。この結果、ＬＣＰＵ３１２は、演算処理時間を短縮することができる。

（その他の実施の形態）
また、上述した実施の形態では、共振抑圧演算部が高次共振周波数を遮断する遮断周波数（ｆ_c）を３ｋＨｚとしていたが、交換レンズ装置の構成に応じて適宜変更することができる。具体的には、遮断周波数ｆ_cをアップサンプリング周波数の２分の１周波数（ナイキスト周波数）以内の周波数を遮断周波数とすることにより、第１の演算処理の演算結果で実施するサンプリング周波数ｆ_sの２分の１周波数（ナイキスト周波数）よりも高周波帯域の駆動量信号成分を抑圧することができる。

また、上述した実施の形態では、位相補償演算部のサンプリング周波数の２倍のアップサンプリング周波数で行っていたが、たとえば位相補償演算部のサンプリング周波数の整数倍、具体的には３倍、４倍および５倍等であってもよい。

また、上述した実施の形態では、位相補償演算部は、位相進み、および遅れ補償による演算を行っていたが、たとえば差分に対する比例演算、時間変化（微分演算）および積算（積分演算）それぞれを行って加算するＰＩＤ演算であってもよい。

また、本発明の実施の形態では、共振抑圧演算部をバンドパスフィルタとし、遮断周波数およびサンプリング周波数等に関する各種のパラメータをパラメータ変更部によって変更するようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態では、共振抑圧演算部に複数種類のフィルタを内蔵させ、パラメータ変更部によってフィルタの種別を変更させるようにしてもよい。たとえば、パラメータ変更部は、動画のフレームレートに基づいて、ＩＩＲフィルタとＦＩＲフィルタとを適宜変更するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、カメラシステムとしてデジタル一眼レフカメラを説明したが、たとえばレンズと本体部が一体に形成されたコンパクトデジタルカメラやデジタルビデオカメラ、および動画機能を有する携帯電話やタブレット型携帯機器等の電子機器にも適用することができる。

１ カメラシステム
２ 本体部
３ 交換レンズ装置
２０１ シャッタ
２０２ シャッタ駆動部
２０３ 撮像素子
２０４ 撮像素子駆動部
２０５ 信号処理部
２０６，４０２ Ａ／Ｄ変換部
２０９ 音声入出力部
２１０ 音声信号処理部
２１１ 画像処理部
２１２ 入力部
２１２ａ レリーズスイッチ
２１２ｂ 動画スイッチ
２１３ 表示部
２１４ 表示駆動部
２１９ 本体通信部
２２０ 制御部
３０１ 光学系
３０１ｂ フォーカスレンズ
３０２ レンズ駆動部
３０７ レンズ位置検出部
３１１ レンズ通信部
３１２ レンズ制御部
４００ 動作クロック生成部
４０１ サンプリング同期生成部
４０３ サンプルホールド部
４０４ レンズ位置演算部
４０５ 送受信部
４０６ フォーカスレンズ目標値設定部
４０７ 減算器
４０８ 位相補償演算部
４０８ａ ＦＢ演算部
４０８ｂ ＦＦ演算部
４０８ｃ 加算器
４０９ アップサンプリング部
４１０，５００ 共振抑圧演算部
４１１ ＰＷＭ変調部

Claims (20)

1. 光電変換を行うことによって画像データを生成する撮像素子を有するカメラ装置であって、
   前記撮像素子の撮像面に結像される被写体の焦点位置を調整するフォーカスレンズと、
   前記フォーカスレンズを当該カメラ装置の光軸方向に沿って進退可能に駆動するレンズ駆動部と、
   前記光軸上における前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出するレンズ位置検出部と、
   前記レンズ駆動部を制御するレンズ制御部と、
   当該カメラ装置の撮影時における撮影動作を制御する制御部と、
   を備え、
   前記レンズ制御部は、
   前記レンズ位置検出部が検出した前記レンズ位置を示すレンズ位置信号と前記制御部から送信される前記フォーカスレンズの前記光軸上における目標位置信号とをそれぞれ第１の時間周期毎にサンプリングし、該サンプリングした前記レンズ位置信号と前記目標位置信号とに基づいて、前記フォーカスレンズの駆動量出力を演算する駆動量演算部と、
   前記駆動量演算部によって得られた前記駆動量出力に対して、前記第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを行うアップサンプリング部と、
   前記駆動量出力を前記第２の時間周期でサンプリングした結果に対して、所定の共振周波数帯域における高次共振周波数成分を抑圧する演算を行う共振抑圧演算部と、
   を有することを特徴とするカメラ装置。
2. 前記共振抑圧演算部は、前記第２の時間周期の逆数となるサンプリング周波数の２分の１以下に前記高次共振周波数成分を遮断する遮断周波数を設けており、かつ該遮断周波数より低周波域を通過させる特性を有するデジタルフィルタ演算処理を行うことを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
3. 前記共振抑圧演算部は、前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点の演算値に対して１次ローパスフィルタ特性での１次のＩＩＲフィルタ形成となるデジタルフィルタ演算処理を行うことによって得ることを特徴とする請求項２に記載のカメラ装置。
4. 前記共振抑圧演算部は、ＦＩＲフィルタ形式のデジタルフィルタであり、
   前記フォーカスレンズの前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点での演算値と１周期前にサンプリングした演算値とを平均演算することによって得ることを特徴とする請求項２に記載のカメラ装置。
5. 前記レンズ制御部は、
   前記制御部から送信される指示信号に基づいて、前記共振周波数帯域を遮断する遮断周波数帯域の設定値を変更するパラメータ変更部をさらに有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一つに記載のカメラ装置。
6. 前記駆動量演算部は、
   前記レンズ位置信号と前記目標位置信号との差分に基づいて、前記レンズ駆動部による前記駆動量出力を調整する制御量を演算するフィードバック演算部と、
   前記フォーカスレンズが移動しているとき、前記目標位置信号に基づいて前記レンズ駆動部による前記駆動量出力を演算するフィードフォワード演算部と、
   前記フィードバック演算部が演算した前記制御量と前記フィードフォワード演算部が演算した前記駆動量出力とを加算した前記駆動量出力を出力する加算器と、
   を有することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一つに記載のカメラ装置。
7. 前記フィードフォワード演算部は、前記フォーカスレンズが一定位置で待機しているとき、前記目標位置信号に対する演算を停止することを特徴とする請求項６に記載のカメラ装置。
8. 前記レンズ駆動部は、リニアモータを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載のカメラ装置。
9. 前記レンズ駆動部に存在する共振周波数帯域は、可聴周波数域に存在することを特徴とする請求項８に記載のカメラ装置。
10. 光電変換を行うことによって画像データを生成する撮像素子を有するレンズ交換式のカメラ本体部に着脱自在に装着される交換レンズ装置であって、
    前記撮像素子の撮像面に結像される被写体の焦点位置を調整するフォーカスレンズと、
    前記フォーカスレンズを当該交換レンズ装置の光軸に沿って進退可能に駆動するレンズ駆動部と、
    前記光軸上における前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出する位置検出部と、
    前記レンズ駆動部を制御するレンズ制御部と、
    を備え、
    前記レンズ制御部は、
    前記位置検出部が検出した前記レンズ位置を示すレンズ位置信号と前記カメラ本体部から送信される前記フォーカスレンズの前記光軸上における目標位置信号とをそれぞれ第１の時間周期毎にサンプリングし、該サンプリングした前記レンズ位置信号と前記目標位置信号とに基づいて、前記レンズ駆動部による前記フォーカスレンズの駆動量出力を演算する駆動量演算部と、
    前記駆動量演算部によって得られた前記駆動量出力に対して、前記第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを行うアップサンプリング部と、
    前記駆動量出力を前記第２の時間周期でサンプリングした結果に対して、所定の共振周波数帯域における高次共振周波数成分を抑圧する演算を行う共振抑圧演算部と、
    を有することを特徴とする交換レンズ装置。
11. 前記共振抑圧演算部は、前記第２の時間周期の逆数となるサンプリング周波数の２分の１以下に前記高次共振周波数成分を遮断する遮断周波数を設けており、かつ該遮断周波数より低周波域を通過させる特性を有するデジタルフィルタ演算処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の交換レンズ装置。
12. 前記共振抑圧演算部は、前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点の演算値に対して１次ローパスフィルタ特性での１次のＩＩＲフィルタ形成となるデジタルフィルタ演算処理を行うことによって得ることを特徴とする請求項１１に記載の交換レンズ装置。
13. 前記共振抑圧演算部は、ＦＩＲフィルタ形式のデジタルフィルタであり、
    前記フォーカスレンズの前記駆動量出力を、前記第２の時間周期でサンプリングした時点での演算値と１周期前にサンプリングした演算値とを平均演算することによって得ることを特徴とする請求項１１に記載の交換レンズ装置。
14. 前記レンズ制御部は、
    前記カメラ本体部の撮影時における撮影動作を制御する制御部から送信される指示信号に基づいて、前記共振周波数帯域を遮断する遮断周波数帯域の設定値を変更するパラメータ変更部をさらに有することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一つに記載の交換レンズ装置。
15. 前記駆動量演算部は、
    前記レンズ位置信号と前記目標位置信号との差分に基づいて、前記レンズ駆動部による前記駆動量出力を調整する制御量を演算するフィードバック演算部と、
    前記フォーカスレンズが移動しているとき、前記目標位置信号に基づいて前記レンズ駆動部による前記駆動量出力を演算するフィードフォワード演算部と、
    前記フィードバック演算部が演算した前記制御量と前記フィードフォワード演算部が演算した前記駆動量出力とを加算した前記駆動量出力を出力する加算器と、
    を有することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一つに記載の交換レンズ装置。
16. 前記フィードフォワード演算部は、前記フォーカスレンズが一定位置で待機しているとき、前記目標位置信号に対する演算を停止することを特徴とする請求項１５に記載の交換レンズ装置。
17. 前記レンズ駆動部は、リニアモータを有することを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一つに記載の交換レンズ装置。
18. 前記レンズ駆動部に存在する共振周波数帯域は、可聴周波数域に存在することを特徴とする請求項１７に記載の交換レンズ装置。
19. 請求項１０〜１８のいずれか一つに記載の交換レンズ装置を着脱可能なカメラ本体部であって、
    前記撮像素子を駆動制御して画像信号を取得するとともに、前記交換レンズ装置への制御量を演算する制御部と、
    静止画撮影または動画撮影のどちらか一方を選択する撮影条件選択部と、
    前記制御部の演算結果に基づいて、前記制御部から出力された制御信号を前記交換レンズ装置に送信するとともに、前記交換レンズ装置から出力された制御信号を受信する本体通信部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記交換レンズ装置内の前記フォーカスレンズを移動させる目標位置と、該目標位置を中心に往復移動させる往復移動量と、往復移動周期とを含む制御量を演算して前記本体通信部に出力するとともに、前記本体通信部を介して前記交換レンズ装置から現在の前記フォーカスレンズの光軸上におけるレンズ位置を示すレンズ位置情報を取得し、かつ、当該カメラ本体部の動画撮影時において、前記撮像素子が生成する前記画像データのフレームレートに同期して、前記本体通信部を介して前記交換レンズ装置から前記レンズ位置情報を取得するとともに、前記制御量を演算して前記交換レンズ装置に出力し、さらに、前記本体通信部を介して前記交換レンズ装置の共振周波数帯域を遮断する遮断周波数帯域の設定を変更するための制御信号を前記交換レンズ装置へ送信することを特徴とするカメラ本体部。
20. 光電変換を行うことによって画像データを生成する撮像部を有するカメラ本体部と、前記カメラ本体部に着脱自在に装着可能であり、撮像素子の撮像面に結像される被写体の焦点位置を調整するフォーカスレンズおよび前記フォーカスレンズを光軸に沿って進退可能に移動させるレンズ駆動部を有する交換レンズ装置と、を備えたカメラシステムが実行するフォーカス制御方法であって、
    前記光軸上における前記フォーカスレンズのレンズ位置を検出する位置検出ステップと、
    前記位置検出ステップが検出した前記レンズ位置を示すレンズ位置信号と前記カメラ本体部から送信される前記フォーカスレンズの前記光軸上における目標位置信号とをそれぞれ第１の時間周期毎にサンプリングし、該サンプリングした前記レンズ位置信号と前記目標位置信号とに基づいて、前記レンズ駆動部による前記フォーカスレンズの駆動量を示す駆動量出力を演算する駆動量演算ステップと、
    前記駆動量演算ステップが演算した前記駆動量出力に対して、前記第１の時間周期の整数分の１である第２の時間周期でアップサンプリングを行うアップサンプリングステップと、
    前記アップサンプリングステップがアップサンプリングした前記駆動量出力に対して、所定の共振周波数帯域における高次共振周波数成分を抑圧する演算を行う共振抑圧演算ステップと、
    を含むことを特徴とするフォーカス制御方法。

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