JP5411975B2 - カメラシステム - Google Patents

Description

本発明は、レンズ交換式のカメラシステムに関する。特に、コントラスト方式のオートフォーカス動作が可能なカメラシステムに関する。

特許文献１は、位相差検出方式とコントラスト方式とを併用するオートフォーカス制御について、開示している。特許文献１に開示する撮像装置は、コントラスト方式により得られた合焦情報に基づいて、位相差検出方式で求めた合焦制御情報を補正する。この制御は、高速性に優れた位相差検出方式での検出精度の不十分さを補うための補正情報を、高精度での合焦判定が可能な撮影画像のコントラスト検出を用いた合焦状態を示す情報に基づいて、求めるようにしている。したがって、位相差検出方式によるハイブリッド方式等に比べて、より高速で、かつ十分に高い精度での合焦制御を行うことができる。

特開２００３−２９５０４７号公報

特許文献１は、レンズ交換式のカメラシステムの合焦精度の向上について開示している。しかしながら、特許文献１は、コントラスト方式により得られた合焦情報に基づいて、位相差検出方式で求めた合焦制御情報を補正することにより、位相差検出方式の合焦精度を向上させるという発明を開示するのであって、コントラスト方式により得られる合焦情報そのものの精度を向上させることについては開示していない。

本発明は、コントラスト方式のオートフォーカス動作の精度を向上できるレンズ交換式のカメラシステムを提供することを目的とする。

本発明のカメラシステムは、交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムであって、前記カメラボディは、被写体を撮像し、定期的に生成される第１のタイミング信号に応じて露光の開始と終了とを行って連続的に画像データを生成する撮像手段と、前記撮像手段での露光の開始と終了とのそれぞれのタイミングに対応させた第２のタイミング信号を生成し、前記交換レンズに送信するタイミング信号送信手段と、を備え、前記交換レンズは、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズの位置を検出する位置検出手段と、前記カメラボディから送信された前記第２のタイミング信号を受信するタイミング信号受信手段と、該交換レンズの動作を制御するレンズ制御手段と、を備え、前記レンズ制御手段は、前記カメラボディから受信した前記第２のタイミング信号に応じて前記フォーカスレンズの位置を検出するように制御を行う。

本発明によれば、レンズ交換式のカメラシステムにおいて、コントラスト方式のオートフォーカス動作の精度を向上できる。

実施の形態１及び２に係るカメラシステムの構成を示すブロック図 実施の形態１及び２に係るカメラシステムの撮像準備動作を説明するための図 実施の形態１に係るカメラシステムのコントラスト方式のオートフォーカス動作を説明するためのフローチャート 実施の形態１に係るカメラシステムのコントラスト方式のオートフォーカス動作を説明するためのタイミングチャート 実施の形態２に係るカメラシステムのコントラスト方式のオートフォーカス動作を説明するためのタイミングチャート 実施の形態３に係るカメラシステムの露光タイミングを示すタイミングチャート 実施の形態４に係るカメラシステムのウォブリング動作のタイミングを示すタイミングチャート 実施の形態４に係る垂直同期信号と露光期間のタイミングチャート

（実施の形態１）
〔１．カメラシステムの構成〕
〔１−１．カメラシステムの概要〕
図１は、本発明の実施の形態１に係るカメラシステム１の構成を示すブロック図である。カメラシステム１は、カメラボディ１００とそれに着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。カメラシステム１は、ＣＣＤイメージセンサー１１０（CCD：charge coupled device）で生成された画像データに基づいて、コントラスト方式のオートフォーカス動作が可能である。本発明は、本実施の形態１のようなレンズ交換式のカメラシステムにおいて、より精度よくコントラスト方式のオートフォーカス動作を行うためになされた発明である。

〔１−２．カメラボディの構成〕
カメラボディ１００は、ＣＣＤイメージセンサー１１０と液晶モニタ１２０とカメラコントローラー１４０とボディマウント１５０と電源１６０とカードスロット１７０とを備える。

カメラコントローラー１４０は、レリーズ釦１３０等の操作部材からの指示に応じて、ＣＣＤイメージセンサー１１０等のカメラシステム１全体を制御する。カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器１１２に送信する。これと並行して、カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号に基づいて、露光同期信号を生成する。カメラコントローラー１４０は、生成した露光同期信号を、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、レンズコントローラー２４０に周期的に繰り返して送信する。カメラコントローラー１４０は、制御動作や画像処理動作の際に、ＤＲＡＭ（dynamic random access memory）１４１をワークメモリとして使用する。

ＣＣＤイメージセンサー１１０は、交換レンズ２００を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する。生成された画像データは、ＡＤコンバーター１１１（AD:analog-digital）でデジタル化される。ＡＤコンバーター１１１でデジタル化された画像データは、カメラコントローラー１４０で様々な画像処理が施される。ここで言う「様々な画像処理」とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理等（JPEG：Joint Photographic Expert Group）である。

ＣＣＤイメージセンサー１１０は、タイミング発生器１１２で制御されるタイミングで動作する。ＣＣＤイメージセンサー１１０の動作としては、静止画像の撮像動作、スルー画像の撮像動作等である。ここで、スルー画像とは、撮像後、メモリーカード１７１に記録しない画像である。スルー画像は、主に動画像であり、静止画像の撮像のための構図を決めるために液晶モニタ１２０に表示されるものである。

液晶モニタ１２０は、カメラコントローラー１４０で画像処理された表示用画像データが示す画像を表示する。液晶モニタ１２０は、動画像も静止画像も選択的に表示可能である。

カードスロット１７０は、メモリーカード１７１を装着可能である。カードスロット１７０は、カメラコントローラー１４０からの制御に基づいて、メモリーカード１７１を制御する。メモリーカード１７１は、カメラコントローラー１４０の画像処理により生成された画像データを格納可能である。例えば、メモリーカード１７１は、ＪＰＥＧ画像ファイルを格納できる。また、メモリーカード１７１は、内部に格納する画像データ又は画像ファイルを出力できる。メモリーカード１７１から出力された画像データ又は画像ファイルは、カメラコントローラー１４０で画像処理される。例えば、カメラコントローラー１４０は、メモリーカード１７１から取得した画像データ又は画像ファイルを伸張して表示用画像データを生成する。

電源１６０は、カメラシステム１で消費するための電力を供給する。電源１６０は、例えば、乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源コードにより外部から供給される電力をカメラシステム１に供給するものであってもよい。

ボディマウント１５０は、交換レンズ２００のレンズマウント２５０と機械的及び電気的に接続可能である。ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００との間で、データを送受信可能である。ボディマウント１５０は、カメラコントローラー１４０から受信した露光同期信号をレンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０に送信する。また、カメラコントローラー１４０から受信したその他の制御信号をレンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、レンズマウント２５０を介してレンズコントローラー２４０から受信した信号をカメラコントローラー１４０に送信する。また、ボディマウント１５０は、電源１６０から受けた電力をレンズマウント２５０を介して交換レンズ２００全体に供給する。

〔１−３．交換レンズの構成〕
交換レンズ２００は、光学系とレンズコントローラー２４０とレンズマウント２５０とを備える。交換レンズ２００の光学系はズームレンズ２１０、ＯＩＳレンズ２２０、フォーカスレンズ２３０を含む。

ズームレンズ２１０は、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ２１０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。駆動機構２１１は、使用者が操作可能なズームリング等を含み、使用者による操作をズームレンズ２１０に伝え、ズームレンズ２１０を光学系の光軸方向に沿って移動させる。検出器２１２は、駆動機構２１１における駆動量を検出する。レンズコントローラー２４０は、この検出器２１２における検出結果を取得することにより、光学系におけるズーム倍率を把握することができる。

ＯＩＳレンズ２２０（OIS：optical image stabilizer）は、交換レンズ２００の光学系で形成される被写体像のぶれを補正するためのレンズである。ＯＩＳレンズ２２０は、カメラシステム１のぶれを相殺する方向に移動することにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０上の被写体像のぶれを小さくする。ＯＩＳレンズ２２０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。アクチュエータ２２１は、ＯＩＳ用ＩＣ２２３からの制御を受けて、光学系の光軸に垂直な面内でＯＩＳレンズ２２０を駆動する。アクチュエータ２２１は、例えば、マグネットと平板コイルとで実現可能である。位置検出センサー２２２は、光学系の光軸に垂直な面内におけるＯＩＳレンズ２２０の位置を検出するセンサーである。位置検出センサー２２２は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、位置検出センサー２２２の検出結果及びジャイロセンサーなどのぶれ検出器の検出結果に基づいて、アクチュエータ２２１を制御する。ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０からぶれ検出器の検出結果を得る。また、ＯＩＳ用ＩＣ２２３は、レンズコントローラー２４０に対して、光学的像ぶれ補正処理の状態を示す信号を送信する。

フォーカスレンズ２３０は、光学系でＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ２３０は、１枚又は複数枚のレンズで構成される。

フォーカスモータ２３３は、レンズコントローラー２４０の制御に基づいて、フォーカスレンズ２３０が光学系の光軸に沿って進退するよう駆動する。これにより、光学系でＣＣＤイメージセンサー１１０上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させることができる。フォーカスモータ２３３は、本実施の形態１では、ＤＣモータを用いることができる。但し、本発明は、これに限定されず、ステッピングモータやサーボモータ、超音波モータなどによっても実現できる。

第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２は、フォーカスレンズ２３０の駆動状態を示す信号を生成するエンコーダである。第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２は、例えば、フォーカスモータ２３３の回転軸に取り付けられた回転子とフォトカプラーとで実現可能である。ここで、回転子は、所定間隔で孔が開いた円盤体である。フォトカプラーは、回転子の一方面から検出用光を発し、他方面から受光する。そのため、回転子が回転することにより、フォトカプラーのＯＮ／ＯＦＦ状態が相互に切り替わる。レンズコントローラー２４０は、内部にカウンタ２４３を設けており、このカウンタ２４３は、フォトカプラーからのＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替え回数をカウントする。第１エンコーダ２３１と第２エンコーダ２３２とは、両者のフォトカプラーのＯＮ／ＯＦＦ状態に同期したパルスが出力されるように構成され、第１エンコーダ２３１から出力されるパルスと第２エンコーダ２３２から出力されるパルスとは互いに位相がずれている。そのため、第１エンコーダ２３１の状態がＯＦＦからＯＮに切り替わったときの第２エンコーダ２３２の状態に基づいて、フォーカスレンズ２３０の移動方向を判別することができる。すなわち、第１エンコーダ２３１の状態がＯＦＦからＯＮに切り替わったときの第２エンコーダ２３２の状態としては、ＯＮの状態とＯＦＦの状態とがある。そこで、カウンタ２４３は、第２エンコーダ２３２の状態がＯＮのときに、第１エンコーダ２３１の状態がＯＦＦからＯＮに切り替わった場合、これを「フォーカスモータ２３３が正転している」と判断して「＋１」とカウントし、第２エンコーダ２３２の状態がＯＦＦのときに、第１エンコーダ２３１の状態がＯＦＦからＯＮに切り替わった場合、これを「フォーカスモータ２３３が逆転している」と判断して「−１」とカウントする。このカウント数を加算することにより、レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０の移動量を把握できる。

ところで、レンズコントローラー２４０は、第１制御モード又は第２制御モードでフォーカスモータ２３３を制御する。第１制御モードは、フォーカスレンズ２３０の位置に関する位置検出手段の検出結果のみではフォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転をレンズコントローラー２４０が検出できない制御モードである。第２制御モードは、位置検出手段の検出結果のみに基づいてフォーカスレンズ２４０の駆動方向の反転をレンズコントローラー２４０が検出できる制御モードである。具体的には、第１制御モードでは、レンズコントローラー２４０は、第１エンコーダ２３１のみを用いて、フォーカスモータ２３３を制御する。第１エンコーダ２３１を用いた場合、第１エンコーダ２３１の状態がＯＦＦからＯＮに切り替わったことが分かっただけでは、フォーカスモータ２３３が正転しているのか、逆転しているのかを判断できない。そのため、レンズコントローラー２４０は、第１制御モードでは、フォーカスレンズ２３０の駆動方向が反転したことを検出不能なのである。一方、第２制御モードでは、レンズコントローラー２４０は、第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２を用いて、フォーカスモータ２３３を制御する。第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２を用いた場合、上述したように、第２エンコーダ２３２の状態によって、第１エンコーダ２３１の状態がＯＦＦからＯＮに切り替わったときに正転しているのか、逆転しているのかを判断できる。そのため、レンズコントローラー２４０は、第２制御モードでは、フォーカスレンズ２３０の駆動方向が反転したことを検出可能なのである。

レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からの制御信号に基づいて、ＯＩＳ用ＩＣ２２３やフォーカスモータ２３３などの交換レンズ２００全体を制御する。また、レンズコントローラー２４０は、検出器２１２、ＯＩＳ用ＩＣ２２３、第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２などから信号を受信して、カメラコントローラー１４０に送信する。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０との間で信号の送受信を行う際には、レンズマウント２５０及びボディマウント１５０を介して行う。レンズコントローラー２４０は、制御の際、ＤＲＡＭ２４１をワークメモリとして使用する。また、フラッシュメモリ２４２は、レンズコントローラー２４０の制御の際に使用するプログラムやパラメータを保存する。

〔１−４．本発明の構成との対応関係〕
ＣＣＤイメージセンサー１１０は、本発明の撮像素子の一例である。カメラコントローラー１４０は、本発明のボディ制御部の一例である。フォーカスモータ２３３は、本発明の駆動手段の一例である。レンズコントローラー２４０は、本発明のレンズ制御部の一例である。カメラコントローラー１４０は、本発明の信号生成手段の一例である。カメラコントローラー１４０は、本発明の評価値算出手段の一例である。第１エンコーダ２３１及びカウンタ２４３からなる構成は、本発明の第１制御モードにおける位置検出手段の一例である。第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２及びカウンタ２４３からなる構成は、本発明の第２制御モードにおける位置検出手段の一例である。

〔２．カメラシステムの動作〕
〔２−１．撮像準備動作〕
まず、撮像準備のためのカメラシステム１の動作を説明する。図２は、カメラシステム１の撮像準備動作を説明するための信号送受信の遷移を示す図である。

カメラボディ１００に交換レンズ２００を装着した状態で、使用者が、カメラボディ１００の電源をＯＮすると、電源１６０は、ボディマウント１５０及びレンズマウント２５０を介して、交換レンズ２００に電力を供給する（Ｓ１１）。

次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズ２００の認証情報を要求する（Ｓ１２）。ここで、交換レンズ２００の認証情報には、交換レンズ２００が装着されているか否かに関する情報及びアクセサリーが装着されているか否かに関する情報が含まれる。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からのレンズ認証要求に応答する（Ｓ１３）。

次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、初期化動作をするよう要求する（Ｓ１４）。

レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からの初期化要求を受けて、絞りのリセット、ＯＩＳレンズ２２０のリセット等の初期化動作を行う。そして、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０に対して、レンズ初期化動作が完了した旨を返信する（Ｓ１５）。

次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、レンズデータを要求する（Ｓ１６）。

レンズデータは、フラッシュメモリ２４２に格納されている。そこで、レンズコントローラー２４０は、フラッシュメモリ２４２からレンズデータを読み出して、カメラコントローラー１４０に返信する（Ｓ１７）。ここで、「レンズデータ」とは、レンズ名称、Ｆナンバー、焦点距離等の交換レンズ２００特有の特性値である。

カメラコントローラー１４０が、カメラボディ１００に装着されている交換レンズ２００のレンズデータを把握すると、撮像可能な状態になる。この状態では、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、交換レンズ２００の状態を示すレンズ状態データを定期的に要求する（Ｓ１８）。レンズ状態データは、例えば、ズームレンズ２１０によるズーム倍率情報、フォーカスレンズ２３０の位置情報、絞り値情報などが含まれる。

レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０からのレンズ状態データ要求を受けて、カメラコントローラー１４０に対して、要求されたレンズ状態データを返信する（Ｓ１９）。

また、この状態では、カメラシステム１は、ＣＣＤイメージセンサー１１０で生成した画像データが示す画像（スルー画像）を液晶モニタ１２０に表示する制御モードで動作し得る。この制御モードを「ライブビューモード」という。ライブビューモードでは、ＣＣＤイメージセンサー１１０で撮像されている画像（スルー画像）が液晶モニタ１２０に表示されるので、使用者は、液晶モニタ１２０に表示されているスルー画像を見ながら静止画像を撮像するための構図を決めることができる。カメラシステム１をライブビューモードに設定するかどうかは、使用者が選択可能である。ライブビューモードの他に、使用者が選択できる制御モードとしては、交換レンズ２００からの被写体像を光学ビューファインダー（図示省略）に導く制御モードもある。この制御モードを実現するためには、被写体像を光学ビューファインダー（図示省略）に導くための可動ミラー等が必要である。ライブビューモードにおけるオートフォーカス動作の方式としては、コントラスト方式が適している。ライブビューモードでは、定常的に、ＣＣＤイメージセンサー１１０で画像データを生成しているので、その画像データを用いたコントラスト方式のオートフォーカス動作をするのが容易だからである。

コントラスト方式のオートフォーカス動作を行う際には、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、コントラストＡＦ用データを要求する（Ｓ２０）。コントラストＡＦ用データは、コントラスト方式のオートフォーカス動作の際に必要なデータであり、例えば、フォーカス駆動速度、フォーカスシフト量、像倍率、コントラストＡＦ可否情報などが含まれる。

〔２−２．コントラスト方式のオートフォーカス動作〕
以上により、撮像準備が完了したカメラシステム１におけるオートフォーカス動作について、図３及び図４を参照して説明する。ここでは、コントラスト方式のオートフォーカス動作について説明する。

図３は、オート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。図４は、オートフォーカス動作の際のタイミングチャートである。

カメラコントローラー１４０は、ライブビューモードで動作しているとする。この状態で、カメラコントローラー１４０は、図４（ａ）に示すように、垂直同期信号を定期的に生成する。また、カメラコントローラー１４０は、これと並行して、垂直同期信号に基づいて、図４（ｃ）に示すように、露光同期信号を生成する。これは、カメラコントローラー１４０が垂直同期信号を基準にして、露光開始タイミングと露光終了タイミングとを予め把握しているために、露光同期信号を生成できるのである。カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号をタイミング発生器１１２に出力し、露光同期信号をレンズコントローラー２４０に出力する。レンズコントローラー２４０は、露光同期信号に同期して、フォーカスレンズ２３０の位置情報を取得する。この点については、後述する。

タイミング発生器１１２は、垂直同期信号に基づいて、ＣＣＤイメージセンサー１１０の読み出し信号と図４（ｂ）に示すように電子シャッター駆動信号とを定期的に生成する。タイミング発生器１１２は、読み出し信号及び電子シャッター駆動信号に基づいて、ＣＣＤイメージセンサー１１０を駆動する。

すなわち、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、読み出し信号に応じて、ＣＣＤイメージセンサー１１０内に多数存在する光電変換素子（図示省略）で生成された画素データを垂直転送部（図示省略）に読み出す。本実施の形態１では、読み出し信号と垂直同期信号とは一致しているが、本発明を実施する上で、このことは必須事項ではない。つまり、垂直同期信号と読み出し信号とがずれていてもよい。要するに、垂直同期信号と読み出し信号との同期がとれていればよい。

また、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、電子シャッター駆動信号に応じて、電子シャッター動作を行う。これにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、不要電荷を外部に掃き出すことができる。電子シャッター駆動信号は、短時間の間に定期的に発信される複数の信号の群からなる。例えば、１０個の信号を一群として発信する。ＣＣＤイメージセンサー１１０は、一群の電子シャッター駆動信号が発信されている間、一つの信号に対して、一回の電子シャッター動作を行う。一群の電子シャッター駆動信号に含まれる信号数を増やせば、ＣＣＤイメージセンサー１１０内に蓄積した電荷を確実に掃き出すことができる。しかし、ＣＣＤイメージセンサー１１０の駆動方法が煩雑になる。

従って、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、電子シャッター駆動信号により電荷を掃き出し、読み出し信号により画素データを垂直転送部（図示省略）に読み出すので、一群の電子シャッター駆動信号の最後の信号から垂直同期信号までの期間、スルー画像用の画像データのために露光動作を行うことになる（図４（ｃ）参照）。

以上の状態で、カメラコントローラー１４０は、レリーズ釦１３０が半押し操作されるかどうかを監視する（Ｓ３１）。今、図４において、タイミングｔ１にレリーズ釦１３０が半押し操作されたとする。すると、カメラコントローラー１４０は、図４（ｄ）に示すように、レンズコントローラー２４０に対して、ＡＦ開始コマンドを発信する。ＡＦ開始コマンドは、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する旨を示すコマンドである。

レンズコントローラー２４０は、ＡＦ開始コマンドを受けて、フォーカスモータ２３３の制御モードを第１制御モードから第２制御モードに変更する（Ｓ３２）。第１制御モードは、レンズコントローラー２４０が意図しないフォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転について相対的に検出精度が劣る制御モードであり、第２制御モードは、レンズコントローラー２４０が意図しないフォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転について相対的に検出精度が優れる制御モードである。より具体的には、第１制御モードは、第１エンコーダ２３１の検出結果のみに基づいて、フォーカスモータ２３３を制御する制御モードであり、第２制御モードは、第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２の検出結果に基づいて、フォーカスモータ２３３を制御する制御モードである。

また、レンズコントローラー２４０は、第２制御モードに変更したときのカウンタ２４３の数値（パルス数）をＤＲＡＭ２４１に記憶しておく。そして、レンズコントローラー２４０は、この値を基準にして、フォーカスモータ２３３を制御する。

このように、コントラスト方式のオートフォーカス動作中において、フォーカスモータ２３３の制御モードを第２制御モードとするのは、コントラスト方式のオートフォーカス動作の場合、合焦点を算出する途中でフォーカスモータ２３３が反転してしまう場合があり、そのような反転を正確に把握する必要があるからである。フォーカスレンズ２３０の駆動の反転は、フォーカスモータ２３３に印加している駆動電力の正負を判別することにより、ある程度は把握することができる。しかし、フォーカスレンズ２３０を駆動しているときには、フォーカスモータ２３３に印加する駆動電力の正負状態は変わらないのに、フォーカスレンズ２３０の駆動方向が反転してしまう場合がある。このような場合に第１制御モードで制御していたのでは、レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０の駆動方向が反転したことを把握できない。そのため、フォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転について相対的に検出精度が劣ることになる。これに対して、第２制御モードで制御すれば、レンズコントローラー２４０は、逆転中のパルス数の変化を減算することにより、現在のパルス数を正確に算出できる。つまり、フォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転について、相対的に検出精度が優れることになる。この精度の優劣は、フォーカスレンズ２３０の移動方向の反転のうち、レンズコントローラー２４０が意図しない反転について、レンズコントローラー２４０が把握できるかどうかによって、決定される。

次に、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する前に第１制御モードで制御しておく理由を説明する。端的に説明すれば、このようなコントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する前の状態では、レンズコントローラー２４０は、意図しないフォーカスモータ２３３の反転を把握する必要がないからである。必要がない場合に、第２制御モードで制御すると、単にシステムを複雑化してしまうだけなので、このような場合には第１制御モードで制御するのである。コントラスト方式のオートフォーカス動作をしない場合には、ある位置から一方向についてあるパルス数を移動させれば十分なのである。言い換えれば、コントラスト方式のオートフォーカス動作では、フォーカスモータ２３３の反転を考慮した絶対的な位置制御が必要なのに対し、それ以外の動作では、フォーカスモータ２３３の反転を考慮しない相対的な位置制御で十分なのである。

また、絶対的な位置制御を続けていると、カウンタ２４３でカウントされているパルス数と実際の位置とが乖離してくる場合がある。これは、反転の際のフォーカスモータ２３３等のバックラッシュに基づく誤差が蓄積するからである。これに対して、コントラスト方式のオートフォーカス動作開始の前後で、制御モードを第１制御モードから第２制御モードに変更するようにすると、コントラスト方式のオートフォーカス動作中のフォーカスレンズ２３０の位置制御を正確に行うことができる。制御モードを第１制御モードから第２制御モードに変更するようにすると、その変更の際に、基準となるパルス数を記憶する必要があり、コントラスト方式のオートフォーカス動作においてその動作開始直前のパルス数を基準にしてフォーカスレンズ２３０の位置制御を行うからである。コントラスト方式のオートフォーカス動作開始直前のパルス数を基準にすることで、絶対的な位置制御の基準パルス値とフォーカスレンズ２３０の実際の位置との乖離を小さくできるのである。基準パルス値を把握した時点からのコントラスト方式のオートフォーカス動作までの時間を短くでき、その時間が短いということは、フォーカスモータ２３３の反転回数も少ないということが言えるからである。

その後、カメラコントローラー１４０は、タイミングｔ２に、レンズコントローラー２４０に対して、開始点移動コマンドを送信する。このコマンドは、コントラスト方式のオートフォーカス動作を開始する際に、フォーカスレンズ２３０をどの位置に移動し、ＡＦ評価値を検出中にどの方向にフォーカスレンズ２３０を移動させるかを示すコマンドである。レンズコントローラー２４０は、これを受けて、フォーカスモータ２３３を制御する。フォーカスモータ２３３は、レンズコントローラー２４０の制御により、開始点移動コマンドが示す位置にフォーカスレンズ２３０を移動させる（Ｓ３３）。

次に、カメラコントローラー１４０は、タイミングｔ３に、レンズコントローラー２４０に対して、移動開始コマンドを発信する（Ｓ３４）。レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０の位置情報の周期的な送信を開始する。

この期間では、図４（ｈ）に示すように、レンズコントローラー２４０は、フォーカスモータ２３３をカメラコントローラー１４０からの指示に応じて駆動すると共に、露光同期信号がＯＦＦからＯＮに切り替わったときのカウンタ２４３のパルス数と、露光同期信号がＯＮからＯＦＦに切り替わったときのカウンタ２４３のパルス数とを、順次ＤＲＡＭ２４１に保存する（Ｓ３５）。

次に、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、周期的に、レンズ位置情報取得コマンドを送信する。これを受けて、レンズコントローラー２４０は、ＤＲＡＭ２４１に保存されたパルス数を露光同期信号と関連付けた状態でカメラコントローラー１４０に送信する（Ｓ３６）。

一方、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、露光期間中に露光され、生成された画像データをＡＤコンバーター１１１を介してカメラコントローラー１４０に送信する（Ｓ３７）。

カメラコントローラー１４０は、受信した画像データに基づいて、オートフォーカス動作用の評価値（以下、便宜上、ＡＦ評価値という）を算出する。具体的には、ＣＣＤイメージセンサー１１０で生成された画像データから輝度信号を求め、輝度信号の画面内における高周波成分を積算して、ＡＦ評価値を求める方法が知られている。この算出したＡＦ評価値は、露光同期信号と関連付けた状態でＤＲＡＭ１４１に保存される。そして、レンズコントローラー２４０から取得したレンズ位置情報も露光同期信号と関連付けられている。そのため、カメラコントローラー１４０は、ＡＦ評価値をレンズ位置情報と関連付けて保存することができる（Ｓ３８）。例えば、図４（ｃ）中の期間ｂにおいて露光された画像データを用いて算出されたＡＦ評価値は、タイミングｔ４におけるフォーカスレンズ２３０の位置とタイミングｔ５におけるフォーカスレンズ２３０の位置との平均値と関連付けられて保存される。そのようにして、図４（ｃ）中の期間ｂにおいて露光された画像データを用いて算出されたＡＦ評価値は、タイミングｔ６にＤＲＡＭ１４１に保存される。

次に、カメラコントローラー１４０は、ＤＲＡＭ１４１に保存されたＡＦ評価値に基づいて、合焦点を抽出できたかどうかを監視する（Ｓ３９）。具体的には、ＡＦ評価値が極大値となるフォーカスレンズ２３０の位置を合焦点として抽出する。合焦点を抽出できなかった場合には、ステップＳ３５に戻る。そして、合焦点を抽出できるまで、ステップＳ３５〜ステップＳ３９までの動作を繰り返す。

ステップＳ３９において、合焦点を抽出できると、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、合焦位置移動コマンドを送信する。合焦位置移動コマンドは、どの方向からどの位置にフォーカスレンズ２３０を移動させるかを示すコマンドである。レンズコントローラー２４０は、この合焦位置移動コマンドに従って、フォーカスモータ２３３を駆動する。カメラコントローラー１４０は、合焦点への移動が完了すると、レンズコントローラー２４０に対して、ＡＦ完了コマンドを送信する（タイミングｔ８、Ｓ４０）。レンズコントローラー２４０は、これを受けて、図４（ｅ）に示すように、フォーカスモータ２３３の制御方法を、第２制御モードから第１制御モードに戻す。以上により、コントラスト方式でオートフォーカス動作を完了し、ライブビューモードでの制御に戻る（Ｓ４０）。

〔３．実施の形態の効果、他〕
以上のように、本発明の実施の形態１に係るカメラシステム１は、交換レンズ２００とカメラボディ１００とを含む。カメラボディ１００は、定期的にタイミング信号を生成するカメラコントローラー１４０と、生成されたタイミング信号と相関のあるタイミングで露光して、画像データを生成するＣＣＤイメージセンサー１１０と備える。また、カメラコントローラー１４０は、生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する。また、カメラコントローラー１４０は、カメラボディ１００を制御する。交換レンズ２００は、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズ２３０と、フォーカスレンズ２３０を駆動するためのフォーカスモータ２３３と、フォーカスレンズ２３０又はフォーカスレンズ２３０に連動する機構部材の位置を検出する第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２及びカウンタ２４３からなる構成と、カメラコントローラー１４０からの制御信号に応じて、フォーカスモータ２３３を制御するレンズコントローラー２４０と、を備える。レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０とタイミング発生器１１２とからなる構成で生成されたタイミング信号をカメラボディ１００から取得し、タイミング信号の取得に応じて第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２及びカウンタ２４３からなる構成にフォーカスレンズ２３０の位置を検出させ、その検出されたフォーカスレンズ２３０の位置をカメラボディ１００に通知する。カメラコントローラー１４０は、カメラコントローラー１４０とタイミング発生器１１２とからなる構成で生成されたタイミング信号に基づいて、レンズコントローラー２４０から取得したフォーカスレンズ２３０又は機構部材の位置とカメラコントローラー１４０で算出された評価値とを関連付け、該関連付けられた位置及び評価値に基づいて、カメラシステム１のオートフォーカス動作を制御する。

これにより、カメラコントローラー１４０がレンズコントローラー２４０に対して露光同期信号を送信し、レンズコントローラー２４０は露光同期信号に同期してフォーカスレンズ２３０の位置情報を取得するので、カメラコントローラー１４０は、フォーカスレンズ２３０の位置情報の取得タイミングを正確に把握できる。また、カメラコントローラー１４０は、露光同期信号に同期したＡＦ評価値を算出できる。そのため、レンズコントローラー２４０から取得したフォーカスレンズ２３０の位置情報と算出したＡＦ評価値とを正確に対応付けることができる。そのため、コントラスト方式のオートフォーカス動作において、合焦点を正確に求めることができる。以上より、フォーカス状態の良好なカメラシステム１を得ることができる。

ここで、本実施の形態１では、本発明のタイミング信号として、ＣＣＤイメージセンサー１１０の露光同期信号を用いた。露光同期信号は、ＣＣＤイメージセンサー１１０における露光の開始を示す信号とＣＣＤイメージセンサー１１０における露光の終了を示す信号とからなる信号である。すなわち、露光同期信号の立ち上がりは、ＣＣＤイメージセンサー１１０における露光の開始を示し、露光同期信号の立ち下がりは、ＣＣＤイメージセンサー１１０における露光の終了を示す。

また、本実施の形態１のカメラシステムにおいて、レンズコントローラー２４０は、第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２及びレンズコントローラー２４０からなる構成で検出されたフォーカスレンズ２３０の位置に基づいて、第１制御モード又は第２制御モードでフォーカスモータ２３３を制御するとした。ここで、第１制御モードは、第１エンコーダ２３１及びカウンタ２４３からなる構成の検出結果のみでは、フォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転をレンズコントローラー２４０が検出できない制御モードである。第２制御モードは、第１エンコーダ２３１、第２エンコーダ２３２及びカウンタ２４３からなる構成の検出結果のみに基づいて、フォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転をレンズコントローラー２４０が検出できる制御モードである。そして、レンズコントローラー２４０は、カメラボディ１００から送られるオートフォーカス動作を開始する命令を含む信号に応じて、制御モードを第１制御モードから第２制御モードに切り替える。

これにより、コントラスト方式のオートフォーカス中においては、フォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転をより正確に判別することにより、合焦点をより正確に抽出することができる。一方、その他の動作時は、より容易なフォーカスレンズ２３０の位置検出方式を採用することにより、カメラシステム１の制御を容易にすることができる。

より詳細には、本実施の形態１では、交換レンズ２００は、フォーカスモータ２３３の駆動量を検出するための第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２を、さらに備える。レンズコントローラー２４０は、第１制御モードでは、第１エンコーダ２３１からの信号に基づいて、フォーカスモータ２３３を制御する一方、第２制御モードでは、第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２からの信号に基づいて、フォーカスモータ２３３を制御可能な構成とした。

（実施の形態２）
上述したように、本実施の形態１では、カメラコントローラー１４０で生成されるタイミング信号として、ＣＣＤイメージセンサー１１０の露光同期信号を用いた。これに対して、本実施の形態２では、カメラコントローラー１４０で生成されるタイミング信号として、ＣＣＤイメージセンサー１１０の垂直同期信号を用いる。なお、本発明の実施の形態２に係るカメラシステムは、実施の形態１に係るカメラシステム１と同様の構成であるため、図１に示すブロック図を参照して説明する。

図５は、実施の形態２に係るカメラシステム１のコントラスト方式のオートフォーカス動作におけるタイミングチャートである。

カメラコントローラー１４０は、図５（ａ）に示すように、タイミング発生器１１２に対して垂直同期信号を送信するとともに、レンズコントローラー２４０に対しても垂直同期信号を送信する。

ＣＣＤイメージセンサー１１０は、図５（ｂ）に示すように、実施の形態１と同様に、タイミング発生器１１２の制御に基づいて、ＡＦ評価値算出用の画像データを垂直同期信号に同期して生成する。

一方、レンズコントローラー２４０は、図５（ｇ）に示すように、垂直同期信号を受けたタイミングでフォーカスレンズ２３０の位置情報を取得する。つまり、垂直同期信号を受けたタイミングでカウンタ２４３のパルス数を取得する。

これにより、カメラコントローラー１４０は、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ２３０の位置情報とを関連付けて保存する。例えば、図５（ｂ）に示すように、期間ｂに露光された画像データ（タイミングｔ１４の垂直同期信号に同期して生成された画像データ）に基づいて算出されたＡＦ評価値と、タイミングｔ１４の垂直同期信号に同期して取得されたフォーカスレンズ２３０の位置情報とを、互いに関連付けた状態で、ＤＲＡＭ１４１に記憶する（図５（ｊ）における期間ｂ参照）。

このようにして、ＡＦ評価値をフォーカスレンズ２３０の位置情報と関連付けて順次保存することができる。その他の点は、実施の形態１に示すのと同様である。

なお、本実施の形態２では、ＡＦ評価値を、垂直同期信号に同期して取得したフォーカスレンズ２３０の位置情報と関連付けることとしたが、これには限らない。例えば、垂直同期信号に同期して取得したフォーカスレンズ２３０の位置情報を補間処理することにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０の露光期間におけるフォーカスレンズ２３０の平均位置を求め、この平均位置をＡＦ評価値と関連付けるようにしてもよい。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態１では、撮像素子は、ＣＣＤイメージセンサー１１０で構成したが、ＭＯＳイメージセンサーで構成してもよい（MOS：metal oxide semiconductor）。ＭＯＳイメージセンサーは、ＣＣＤイメージセンサーと異なって、一画面内において、露光タイミングが異なるので、その点を考慮して、ＡＦ評価値とフォーカスレンズ２３０の位置情報とを対応付ける必要がある。そのため、ＭＯＳイメージセンサーを搭載する場合には、一画面内の露光タイミングの遅延時間（以下、便宜上、露光遅延時間という）を把握し、露光遅延時間にも同期してフォーカスレンズ２３０の位置情報を取得するのが望ましい。

なお、ＭＯＳイメージセンサーを備えたカメラシステムは、図１において、ＣＣＤイメージセンサー１１０に代え、ＭＯＳイメージセンサーを備えた構成に等しい。そのため、ＭＯＳイメージセンサーを備えたカメラシステム（以下、カメラシステム３という）の構成の詳細な説明は省略する。

図６は、カメラシステム３の露光タイミングを示すタイミングチャートである。カメラシステム３においても、カメラコントローラー１４０は、垂直同期信号を生成する。また、カメラコントローラー１４０は、露光同期信号を生成する。図６（ｂ）に示すように、露光同期信号は、図６（ａ）に示す垂直同期信号と同期する。

露光同期信号が立ち上がると、図６（ｃ）に示すように、ＭＯＳイメージセンサーの第１ラインの露光が開始される（タイミングｔ２１）。次に、少し遅延したタイミングに第２ラインの露光が開始される。このようにして、各ラインごとに露光開始タイミングが少しずつずれて、最終ラインは、タイミングｔ２２に露光が開始される。その後、タイミングｔ２３に第１ラインの露光が完了し、タイミングｔ２４に最終ラインの露光が完了する。

ここで、タイミングｔ２１とタイミングｔ２２との間の遅延時間又はタイミングｔ２３とタイミングｔ２４との間の遅延時間を露光遅延時間という。この露光遅延時間は、各ＭＯＳイメージセンサー特有の値であり、カメラボディ１００の製造時にメーカーが予め入力することにより、カメラコントローラー１４０が把握できる値である。露光遅延時間は、露光時間の長短に影響を受けることのないほぼ一定の値である。

したがって、カメラコントローラー１４０は、露光同期信号に基づいて、最終ラインの露光終了タイミングを算出できる。そこで、カメラコントローラー１４０は、露光同期信号の立ち上がり時、立ち下がり時、及び最終ラインの露光終了時に、それぞれ対応する位置検出同期信号を生成する（図６（ｄ）参照）。

カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して位置検出同期信号を送信する。これを受信したレンズコントローラー２４０は、位置検出同期信号に同期して、カウンタ２４３のパルス値を読み出す。そして、読み出したパルス値をカメラコントローラー１４０に送信する。

以上により、カメラコントローラー１４０は、最終ラインの露光完了時のフォーカスレンズ２３０の位置情報も得ることができるので、ＡＦ評価値とフォーカスレンズの位置との対応付けをより正確に行うことができる。

なお、本実施の形態３では、最終ラインの露光完了時のフォーカスレンズ２３０の位置情報を取得するとしたが、これには限らない。例えば、最終ラインの露光開始時のフォーカスレンズ２３０の位置情報を取得するようにしてもよい。要するに、ＭＯＳイメージセンサーを用いることにより生じる露光遅延時間に関係するタイミングで、フォーカスレンズ２３０の位置情報を取得するようにすればよい。

また、本実施の形態３では、カメラコントローラー１４０が露光遅延時間に関係するタイミングで位置検出同期信号を生成し、この位置検出同期信号をレンズコントローラー２４０に送信する構成としたが、この構成には限らない。例えば、カメラコントローラー１４０が露光遅延時間を予めレンズコントローラー２４０に送信しておく構成にしてもよい。この場合、図２に示す撮像準備動作において、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に露光遅延時間を通知するようにすればよい。また、この場合、カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、露光同期信号を送信し、レンズコントローラー２４０が受信した露光同期信号と通知された露光遅延時間とに基づいて、位置検出同期信号に相当する信号を生成して、この信号に同期してフォーカスレンズ２３０の位置情報を取得するようにすればよい。

（実施の形態４）
本発明の実施の形態１〜３においては、主に静止画撮像の際のコントラスト方式のオートフォーカス動作について説明した。本実施の形態４では、動画撮像の際のコントラスト方式のオートフォーカス動作について説明する。なお、本実施の形態４では、「動画撮像」は、スルー画像用の動画撮像と、メモリーカード１７１への記録用の動画撮像とを含む。

本実施の形態４のカメラシステムの構成は、図１に示す本発明の実施の形態１のカメラシステム１の構成と同様であるため、説明を省略する。

カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０に対して、露光同期信号を送信する。この送信動作は、静止画撮像の際だけでなく、動画撮像の際にも行われる。そして、レンズコントローラー２４０は、露光同期信号に同期してウォブリング制御を行う。ここで、「ウォブリング制御」とは、レンズコントローラー２４０が行う制御である。ウォブリング制御モードにおいて、レンズコントローラー２４０は、フォーカスレンズ２３０を微小距離だけ周期的に進退させるようフォーカスモータ２３３を制御する。これにより、カメラコントローラー１４０は、動画撮像中に、被写体のカメラに対する相対位置が変動した場合に、被写体にフォーカスを合わせるためのフォーカスレンズ２３０の移動方向を、迅速に把握できる。

本発明は、ウォブリング制御を露光同期信号に同期させることを主眼とするものである。これにより、ＣＣＤイメージセンサー１１０による動画撮像とフォーカスレンズ２３０のウォブリング制御とを簡単に同期させることができる。これにより、簡単な方法でウォブリングの影響を最小限に抑えることができるため、良好な動画を撮像できる。また、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して送信されるウォブリングに必要な情報の種類を少なくできるので、カメラシステム１の制御を簡単にできる。

図７を参照して、本実施の形態４のウォブリング動作を詳細に説明する。図７は、ウォブリング動作中のタイミングチャートである。

カメラコントローラー１４０は、図７（ａ）に示すように、レンズコントローラー２４０に対して、露光同期信号を送信する。また、カメラコントローラー１４０は、ウォブリング動作を始める際に、ウォブリング動作を開始する旨を示すウォブリング開始コマンドをレンズコントローラー２４０に対して送信する。ここでは、タイミングｔ３１に、カメラコントローラー１４０がウォブリング開始コマンドを送信したとする。このウォブリング開始コマンドは、ウォブリングの振幅と移動量を含むコマンドである。「振幅」とは、フォーカスレンズ２３０の微小振動の振幅である。「移動量」とは、微小振動の一周期における初めと終わりとの振幅差である。移動量が０でなく、正又は負の値を有する場合、フォーカスレンズ２３０は、ウォブリングしながら一方方向に移動していることを示す。これに対して、移動量が０の場合、フォーカスレンズ２３０は、一定位置においてウォブリングしていることを示す。

レンズコントローラー２４０は、ウォブリング開始コマンドを受信すると、露光同期信号の次の立ち下がりのタイミングに同期して、ウォブリング制御を開始する（タイミングｔ３２）。ウォブリング制御において、レンズコントローラー２４０は、露光同期信号がＨｉｇｈのときは、フォーカスレンズ２３０を一定位置に保持するようフォーカスモータ２３３を制御する一方、露光同期信号がＬｏｗのときは、フォーカスレンズ２３０を移動するようフォーカスモータ２３３を制御する。露光同期信号がＨｉｇｈのとき、ＣＣＤイメージセンサー１１０は、動画の１フレームを撮像するのであるが、この期間はフォーカスレンズ２３０を動かさないようにして、動画撮像に対するウォブリング動作の影響が最小限になるようにしているのである。従って、図７（ｄ）に示すように、タイミングｔ３２〜ｔ３３及びタイミングｔ３４〜ｔ３５の間（この期間を停止期間という）はフォーカスレンズ２３０を移動し、タイミングｔ３３〜ｔ３４及びタイミングｔ３５〜ｔ３７の間（この期間を露光期間という）はフォーカスレンズ２３０の位置を一定位置に保つ。なお、図７（ａ）及び図７（ｄ）に示す通り、露光同期信号の２周期分で、ウォブリング動作の１周期分に相当する。

レンズコントローラー２４０は、ウォブリング開始コマンドに含まれる振幅及び移動量に従って、フォーカスレンズ２３０を、タイミングｔ３２〜ｔ３３の期間は振幅分だけ負方向に移動させ、タイミングｔ３３〜ｔ３４の期間は一定位置に保持させ、タイミングｔ３４〜ｔ３５の期間は振幅と移動量を加算した分だけ正方向に移動させ、タイミングｔ３５〜ｔ３７の期間は一定位置に保持させる。

次に、タイミングｔ３６に、カメラコントローラー１４０が新たなウォブリング開始コマンドを送信したとする。すると、レンズコントローラー２４０は、新たなウォブリング開始コマンドに含まれる振幅及び移動量に従って、ウォブリング制御を更新する（タイミングｔ３７）。

そして、最後に、カメラコントローラー１４０は、ウォブリング動作を終了させる際に、レンズコントローラー２４０に対して、ウォブリング終了コマンドを送信する（タイミングｔ３８）。これを受けて、レンズコントローラー２４０は、ウォブリング制御を終了する（タイミングｔ３９）。

以上のように、本発明の実施の形態４にかかるカメラシステム１は、交換レンズ２００とカメラボディ１００とを含むカメラシステムである。カメラボディ１００は、定期的に露光同期信号を生成するカメラコントローラー１４０と、生成された露光同期信号と相関のあるタイミングで露光して、画像データを生成するＣＣＤイメージセンサー１１０と、生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出し、また、カメラボディ１００を制御するカメラコントローラー１４０と、を備える。交換レンズ２００は、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズ２３０と、フォーカスレンズ２３０を駆動するためのフォーカスモータ２３３と、カメラコントローラー１４０からの制御信号に応じて、フォーカスモータ２３３を制御するレンズコントローラー２４０と、を備える。そして、レンズコントローラー２４０は、カメラコントローラー１４０で生成された露光同期信号をカメラボディ１００から取得し、取得した露光同期信号に同期してフォーカスレンズ２３０を微小距離だけ周期的に進退させるようフォーカスモータ２３３を制御する。

これにより、簡単な構成で、ＣＣＤイメージセンサー１１０による動画撮像とフォーカスレンズ２３０のウォブリング制御とを簡単に同期させることができる。これにより、簡単な方法でウォブリングの影響を抑えることができるため、良好な動画を撮像できる。

また、仮に、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して露光同期信号を送信しない場合には、次のような動作が考えられる。第１に、カメラコントローラー１４０が、露光同期信号に同期させた状態で、ウォブリングに関する制御信号を、レンズコントローラー２４０に対して送信する動作が考えられる。第２に、レンズコントローラー２４０が露光同期信号と一致する信号を自ら生成して、その信号に同期してウォブリング制御を行う。これらは、いずれにしても、カメラボディ１００と交換レンズ２００との通信を煩雑にし、又は、露光タイミングとウォブリング制御との同期が取れ難いものとなる。従って、本発明のように、カメラコントローラー１４０がレンズコントローラー２４０に対して露光同期信号を送信し、レンズコントローラー２４０が露光同期信号に同期してウォブリング制御するよう構成することにより、カメラボディ１００と交換レンズ２００との通信を簡素化でき、又は、露光タイミングとウォブリング制御との同期を取り易くできるのである。そのため、簡単な方法で、ウォブリングの影響を抑えた良好な動画を撮像できるのである。

（その他の実施の形態）
以上により、本発明の実施の形態として、実施の形態１〜４を説明した。しかし、本発明は、これらには限定されない。そこで、本発明の他の実施の形態を本欄にまとめて説明する。

本発明の実施の形態１では、第１エンコーダ２３１及び第２エンコーダ２３２を用いる第２制御モードを例示した。しかし、本発明の第２制御モードはこれには限定されない。例えば、１つのエンコーダと線状の位置検出センサーとを用いた場合でも第２制御モードを実現できる。線状の位置検出センサーとは、例えば、フォーカスレンズ２３０の駆動範囲と同じ長さの線状の抵抗体と、その抵抗体の上を接触しつつ、フォーカスレンズ２３０の駆動と連動して移動する接触子とによって実現できる位置センサーである。要するに、第２制御モードは、第１制御モードに比べて、レンズコントローラー２４０が意図しないフォーカスレンズ２３０の駆動方向の反転について相対的に位置検出精度が優れる制御モードであればよい。

本発明の実施の形態１〜３では、ズームレンズ２１０及びＯＩＳレンズ２２０を有する構成を例示したが、これらは、本発明に必須の構成ではない。すなわち、ズーム機能を有することのない単焦点レンズを装着したカメラシステムにも本発明は適用可能であるし、手振れ補正機能を有することのない交換レンズを装着したカメラシステムにも本発明は適用可能である。

本発明の実施の形態１〜３では、可動ミラーを備えないカメラボディを例示したが、本発明はこれには限定されない。例えば、カメラボディ内に可動ミラーを備えてもよいし、被写体像を分けるためのプリズムを備えてもよい。また、カメラボディ内ではなく、アダプター内に可動ミラーを備える構成でもよい。

本発明の実施の形態１〜３では、フォーカスレンズ２３０の位置を直接検出せず、フォーカスモータ２３３の回転軸の回転角を検出することにより、間接的に検出した。このように、本発明においては、フォーカスレンズ２３０の位置を直接的に検出してもよいし、フォーカスレンズ２３０に連動する機構部材の位置を検出することによって間接的に検出してもよい。要するに、結果として、フォーカスレンズの位置を特定できればよい。

本発明の実施の形態１〜３では、位相差検出センサーを搭載しないカメラシステムを例示した。しかし、本発明はこのような実施例には限定されない。位相差検出センサーを搭載して、位相差方式のオートフォーカス動作とコントラスト方式のオートフォーカス動作を選択的に実行できるようにしてもよい。この場合、コントラスト方式のオートフォーカス動作を実行しているときに、本発明は適用可能である。

本発明の実施の形態１では、ＣＣＤイメージセンサー１１０の露光同期信号を、本発明のタイミング信号の一例として示した。しかし、本発明のタイミング信号は露光同期信号には限らない。例えば、ＣＣＤイメージセンサー１１０のための垂直同期信号と電子シャッター駆動信号とを、タイミング信号としてレンズコントローラー２４０に送信するようにしてもよい。これにより、カメラコントローラー１４０は、露光同期信号を送信する必要がないので、制御を容易にすることができる。ただし、この場合、電子シャッター駆動信号の仕様（１群内における発信間隔や発信数等）を予め、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に通知しておく必要がある。レンズコントローラー２４０は、通知された仕様に従って、電子シャッター駆動信号と垂直同期信号とに基づいて、カウンタ２４３のパルス値を読み出す。

本発明の実施の形態４では、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して露光同期信号を送信し、ウォブリング動作を露光同期信号に同期させるようにしたが、本発明はこの制御には限定されない。例えば、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して垂直同期信号を送信し、ウォブリング動作を垂直同期信号に同期させるようにしてもよい。図８は、垂直同期信号と露光期間のタイミングチャートである。図８（ａ）は垂直同期信号、図８（ｂ）は周波数が垂直同期信号の２倍の時の露光期間、図８（ｃ）は周波数が垂直同期信号と同じ時の露光期間、図８（ｄ）は周波数が垂直同期信号の１／２倍の時の露光期間を示す。但し、この場合、垂直同期信号と露光期間とのタイミングが分かる情報を、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して送信するようにしなければならない。レンズコントローラー２４０は、ウォブリング動作期間中の一定位置保持期間を、垂直同期信号だけでは特定できないからである。垂直同期信号と露光期間とのタイミングが分かる情報としては、例えば、垂直同期信号に対する露光期間の周期を表す周波数や、ウォブリング動作期間中の一定位置保持期間を特定する情報が挙げられる。反対に言えば、本発明の実施の形態４では、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して露光同期信号を送信し、ウォブリング動作を露光同期信号に同期させるようにしたため、垂直同期信号に対する露光期間の周期を表す周波数やウォブリング動作期間中の一定位置保持期間を特定するための情報等を通信する必要がないので、通信を簡単化することができる。

本発明の実施の形態４では、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して露光同期信号を送信し、ウォブリング動作を露光同期信号に同期させるようにしたが、本発明はこの制御には限定されない。例えば、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して垂直同期信号を送信し、ウォブリング動作を垂直同期信号に同期させるようにしてもよい。但し、この場合、垂直同期信号と露光期間とのタイミングが分かる情報を、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して送信するようにしなければならない。レンズコントローラー２４０は、ウォブリング動作期間中の一定位置保持期間は、垂直同期信号だけでは特定できないからである。垂直同期信号と露光期間とのタイミングが分かる情報としては、例えば、停止期間を特定する情報が挙げられる。反対に言えば、本発明の実施の形態４では、カメラコントローラー１４０からレンズコントローラー２４０に対して露光同期信号を送信し、ウォブリング動作を露光同期信号に同期させるようにしたため、停止期間を特定するための情報等を通信する必要がないので、通信を簡単化することができる。

また、カメラボディ１００が交換レンズ２００に対して通信を開始するためのトリガ信号を、タイミング信号としてレンズコントローラー２４０に送信するようにしてもよい。これにより、カメラコントローラー１４０は、露光同期信号をレンズコントローラー２４０に送信する必要がないので、制御を容易にすることができる。ただし、この場合、カメラコントローラー１４０は、上記トリガ信号の送信からレンズコントローラー２４０が応答するまでの遅延時間を測定しておく必要がある。レンズコントローラー２４０は、トリガ信号に基づいて、カウンタ２４３のパルス値を読み出す。カメラコントローラー１４０は、レンズコントローラー２４０によって読み出されたパルス値に対して、フォーカスレンズ２３０の駆動速度と上記遅延時間を使って補正を行う。これにより、上記トリガ信号に対応するフォーカスレンズ２３０の位置情報を得ることが可能である。

〔付記１〕
本発明の第１のカメラシステムは、交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムであって、前記カメラボディは、定期的にタイミング信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段で生成されたタイミング信号と相関のあるタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子で生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する評価値算出手段と、前記カメラボディを制御するボディ制御部と、を備え、前記交換レンズは、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、前記ボディ制御部からの制御信号に応じて、前記駆動手段を制御するレンズ制御部と、を備え、前記レンズ制御部は、前記信号生成手段で生成されたタイミング信号を前記カメラボディから取得し、前記タイミング信号の取得に応じて前記位置検出手段に前記フォーカスレンズ又は前記機構部材の位置を検出させ、その検出された前記フォーカスレンズ又は前記機構部材の位置を前記カメラボディに通知し、前記ボディ制御部は、前記信号生成手段で生成されたタイミング信号に基づいて、前記レンズ制御部から取得した前記フォーカスレンズ又は前記機構部材の位置と前記評価値算出手段で算出された評価値とを関連付け、該関連付けられた位置及び評価値に基づいて、カメラシステムのオートフォーカス動作を制御するものである。

これにより、カメラ制御部がレンズ制御部に対してタイミング信号を送信し、レンズ制御部はタイミング信号に同期してフォーカスレンズ又は機構部材の位置を取得するので、カメラ制御部は、フォーカスレンズ又は機構部材の位置の取得タイミングを正確に把握できる。また、カメラ制御部は、タイミング信号に同期した評価値を算出できる。そのため、レンズ制御部から取得したフォーカスレンズ又は機構部材の位置と算出した評価値とを正確に対応付けることができる。そのため、コントラスト方式のオートフォーカス動作において、合焦点を正確に求めることができる。以上より、フォーカス状態の良好なカメラシステムを得ることができる。

〔付記２〕
本発明の第１のカメラシステムにおいて、前記信号生成手段で生成されるタイミング信号は、前記撮像素子における露光の開始タイミングを示す信号と前記撮像素子における露光の終了タイミングを示す信号とからなる構成とすることができる。

これにより、交換レンズは、撮像素子の露光タイミングに同期してフォーカス位置を取得できる。また、露光開始のタイミングを通知する信号と、露光終了のタイミングを通知する信号とは、情報量が少ない制御信号であるため、制御信号の通信のためのデータ量を少なくできる。

〔付記３〕
本発明の第１のカメラシステムにおいて、前記信号生成手段で生成されるタイミング信号は、前記撮像素子の駆動のための垂直同期信号と、前記撮像素子における電子シャッターの駆動のための電子シャッター駆動信号とからなる構成とすることができる。

これにより、交換レンズは、撮像素子の露光タイミングに同期してフォーカス位置を取得できる。

〔付記４〕
本発明の第１のカメラシステムにおいて、前記信号生成手段で生成されるタイミング信号は、前記撮像素子の駆動のための垂直同期信号である構成とすることができる。

〔付記５〕
本発明の第２のカメラシステムは、交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムであって、前記カメラボディは、定期的にタイミング信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段で生成されたタイミング信号と相関のあるタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子で生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する評価値算出手段と、前記交換レンズに対して通信を開始するためのトリガ信号を生成するとともに、前記カメラボディを制御するボディ制御部と、を備え、前記交換レンズは、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、前記ボディ制御部からの制御信号に応じて、前記駆動手段を制御するレンズ制御部と、を備え、前記レンズ制御部は、前記ボディ制御部で生成されたトリガ信号を前記カメラボディから取得し、前記トリガ信号の取得に応じて前記位置検出手段に前記フォーカスレンズ又は前記機構部材の位置を検出させ、その検出されたフォーカスレンズ又は機構部材の位置を前記カメラボディに通知し、前記ボディ制御部は、前記ボディ制御部で生成されたトリガ信号に基づいて、前記レンズ制御部から取得した前記フォーカスレンズ又は前記機構部材の位置と前記評価値算出手段で算出された評価値とを関連付け、該関連付けられた位置及び評価値に基づいて、カメラシステムのオートフォーカス動作を制御するものである。

これにより、ボディ制御部は、露光同期信号をレンズ制御部に送信する必要がないので、制御を容易にすることができる。

〔付記６〕
本発明の第３のカメラシステムは、交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムであって、前記カメラボディは、画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子で生成された画像データに基づいて、カメラシステムのオートフォーカス動作を制御するボディ制御部と、を備え、前記交換レンズは、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記フォーカスレンズ又は前記フォーカスレンズに連動する機構部材の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段で検出された前記フォーカスレンズ又は前記機構部材の位置に基づいて、第１制御モード又は第２制御モードで前記駆動手段を制御するレンズ制御部と、を備え、前記第１制御モードは、前記位置検出手段の検出結果のみでは前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を前記レンズ制御部が検出できない制御モードであり、前記第２制御モードは、前記位置検出手段の検出結果のみに基づいて前記フォーカスレンズの駆動方向の反転を前記レンズ制御部が検出できる制御モードであり、前記レンズ制御部は、前記カメラボディからのオートフォーカス動作を開始する旨の信号に応じて、制御モードを前記第１制御モードから前記第２制御モードに切り替えるものである。

これにより、コントラスト方式のオートフォーカス中においては、フォーカスレンズの駆動方向の反転をより正確に判別することにより、合焦点をより精度良く抽出できる。一方、その他の動作時は、より容易なフォーカスレンズの位置検出方式（第１制御モード）を採用することにより、カメラシステムの制御を容易にすることができる。

〔付記７〕
本発明の第３のカメラシステムにおいて、前記交換レンズは、前記駆動手段の駆動量を検出するための第１エンコーダ及び第２エンコーダを、さらに備え、前記レンズ制御部は、前記第１制御モードでは、前記第１エンコーダからの信号に基づいて、前記駆動手段を制御する一方、前記第２制御モードでは、前記第１エンコーダ及び前記第２エンコーダからの信号に基づいて、前記駆動手段を制御する構成とすることができる。

これにより、エンコーダ又は／及び線状位置検出センサーの検出結果を選択的に利用できる。そのため、駆動制御に必要な精度に応じて、適切な検出方法を採用できる。

〔付記８〕
本発明の第３のカメラシステムにおいて、前記交換レンズは、前記駆動手段の駆動量を検出するためのエンコーダ及び前記フォーカスレンズと連動する機構部材の位置を検出する線状位置検出センサーを、さらに備え、前記レンズ制御部は、前記第１制御モードでは、前記エンコーダからの信号に基づいて、前記駆動手段を制御する一方、前記第２制御モードでは、前記エンコーダ及び前記線状位置検出センサーからの信号に基づいて、前記駆動手段を制御する構成とすることができる。

これにより、エンコーダ又は／及び線状位置検出センサーの検出結果を選択的に利用できる。そのため、駆動制御に必要な精度に応じて、適切な検出方法を採用できる。

〔付記９〕
本発明の第４のカメラシステムは、交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムであって、前記カメラボディは、定期的にタイミング信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段で生成されたタイミング信号と相関のあるタイミングで露光して、画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子で生成された画像データに基づいて、オートフォーカス用の評価値を算出する評価値算出手段と、前記カメラボディを制御するボディ制御部と、を備え、前記交換レンズは、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段と、前記ボディ制御部からの制御信号に応じて、前記駆動手段を制御するレンズ制御部と、を備え、前記レンズ制御部は、前記信号生成手段で生成されたタイミング信号を前記カメラボディから取得し、前記取得したタイミング信号に同期して前記フォーカスレンズを微小距離だけ周期的に進退させるよう前記駆動手段を制御するものである。

これにより、微小距離の進退動作の周期とカメラボディの露光とを同期させているので、ピントが遠側及び近側のどちらにあるのかを迅速に判断できる。そのため、オートフォーカス制御を高速に行なうことができる。また、微小距離の進退動作を遠側及び近側のどちらかにシフトさせることにより、連続的にオートフォーカスを追従させる制御が可能となる。

〔付記１０〕
本発明の第４のカメラシステムにおいて、前記ボディ制御部は、前記レンズ制御部に対して、前記フォーカスレンズを微小距離だけ周期的に進退させる際の振幅と移動量は送信するが、周波数又は停止期間の少なくとも一方は送信しない構成とすることができる。

これにより、微小距離の進退動作の周波数や停止期間を、通信で制御する必要が無いため、制御のための負荷を軽減できる。

本発明は、レンズ交換式のカメラシステムに適用できる。具体的には、デジタルスチルカメラやビデオカメラなどに適用可能である。

１００ カメラボディ
１１０ ＣＣＤ
１１１ ＡＤＣ
１１２ ＴＧ
１２０ 液晶モニタ
１３０ レリーズ釦
１４０ カメラコントローラ
１４１ ＤＲＡＭ
１５０ ボディマウント
１６０ 電源
１７０ カードスロット
１７１ メモリーカード
２００ 交換レンズ
２１０ ズームレンズ
２１１ 駆動機構
２１２ 検出器
２２０ ＯＩＳレンズ
２２１ アクチュエータ
２２２ 位置検出センサー
２２３ ＯＩＳ用ＩＣ
２３０ フォーカスレンズ
２３１ 第１のエンコーダ
２３２ 第２のエンコーダ
２３３ フォーカスモータ
２４０ レンズコントローラ
２４１ ＤＲＡＭ
２４２ フラッシュメモリ
２４３ カウンタ
２５０ レンズマウント

Claims (3)

1. 交換レンズとカメラボディとを含むカメラシステムであって、
   前記カメラボディは、被写体を撮像し、定期的に生成される第１のタイミング信号に応じて露光の開始と終了とを行って連続的に画像データを生成する撮像手段と、前記撮像手段での露光の開始と終了とのそれぞれのタイミングに対応させた第２のタイミング信号を生成し、前記交換レンズに送信するタイミング信号送信手段と、を備え、
   前記交換レンズは、光軸方向に進退することにより、被写体像のフォーカス状態を変化させるフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズの位置を検出する位置検出手段と、前記カメラボディから送信された前記第２のタイミング信号を受信するタイミング信号受信手段と、該交換レンズの動作を制御するレンズ制御手段と、を備え、
   前記レンズ制御手段は、前記カメラボディから受信した前記第２のタイミング信号に応じて前記フォーカスレンズの位置を検出するように制御を行う、カメラシステム。
2. 前記交換レンズは、前記検出されたフォーカスレンズの位置に関する情報を格納する記憶手段と、前記記憶手段に格納されたフォーカスレンズの位置に関する情報を前記カメラボディに送信する位置情報送信手段と、をさらに備える、請求項１記載のカメラシステム。
3. 前記交換レンズは、前記フォーカスレンズを駆動するための駆動手段をさらに備え、
   前記カメラボディは、前期交換レンズから送信されたフォーカスレンズの位置に関する情報に基づき、前記フォーカスレンズを駆動させるための駆動信号を生成し、前記交換レンズに送信する駆動信号送信手段とさらに備え、
   前記レンズ制御手段は、前記カメラボディから送信された駆動信号に基づき、前記フォーカスレンズを駆動する、請求項２記載のカメラシステム。

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