JP6168831B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器に関する。

一眼レフカメラやミラーレスカメラで使用される位相差方式の焦点検出（以下、「位相差ＡＦ」と称する場合がある）はある程度の明るさが必要であり、露光終了後に、毎回開放位置に絞りを駆動してから次回の焦点検出を行っていた。このため、静止画撮影時の連写コマ速（単位時間当たりの撮影コマ数）の高速化の障害になっていた。そこで、特許文献１は、連写中の位相差ＡＦを可能にするとともに、絞り駆動時間を短縮する手法として、位相差ＡＦが可能な所定の絞り値を起点として絞りを駆動する方法を提案している。

特開２０００−１６２４９４号公報

しかしながら、特許文献１の方法では所定の絞り値よりも開放側に目標絞り値が設定された場合には高速撮影の効果が得られない。

本発明の目的は、位相差方式の焦点検出が可能な最小の絞り径よりも開放側に絞り値が設定されている場合にも高速撮影を行うことが可能な光学機器を提供することである。

本発明の光学機器は、焦点検出手段が、光学系を通過した一対の被写体像の像信号の位相差を検出することによって前記光学系の焦点検出を行うことが可能な、前記光学系に含まれる絞りの最小の絞り径に対応する限界絞り値よりも目標絞り値が開放側にある場合、前記目標絞り位置における露光終了後に、前記絞りを開放絞り値の位置まで移動せずに、前記目標絞り値の位置において前記焦点検出手段に次回の露光のために前記光学系の焦点検出を行わせる制御手段を有する光学機器であって、前記制御手段は、連写中に、前記焦点検出手段に焦点検出を行わせ、前記焦点検出手段は、第１の焦点検出手段と、前記第１の焦点検出手段よりも焦点検出精度は低いが前記第１の焦点検出手段よりも前記限界絞り値に対応する絞り径が小さい第２の焦点検出手段と、を有し、前記制御手段は、連写中は前記第２の焦点検出手段を使用することを特徴とする。

本発明によれば、位相差方式の焦点検出が可能な最小の絞り径よりも開放側に絞り値が設定されている場合にも高速撮影を行うことが可能な光学機器を提供することができる。

本実施形態のカメラシステムの断面図である。 図１に示す焦点検出手段の光路図である。 図１に示すカメラシステムの制御系のブロック図である。 従来の絞り駆動と本実施形態の絞り駆動を比較する図である。 コマ速優先モードで使用されるプログラム線図である。 図３に示す絞り駆動部のステップ数と絞り値の相関を示すグラフである。 図１に示すカメラシステムの動作を説明するためのフローチャートである。

図１は、本実施形態のカメラシステム（光学機器）のブロック図である。カメラシステムは、カメラ本体１（光学機器、撮像装置）と、カメラ本体１に着脱可能に装着される交換レンズ２から構成される。本実施形態のカメラ本体１は一眼レフカメラであるが、ミラーレスカメラとして構成されてもよい。また、カメラシステムはレンズ一体型のカメラであってもよい。

カメラ本体１は、主ミラー３ａ、サブミラー３ｂ、焦点検出手段４、シャッター５、撮像素子６、ファインダー光学系、表示部９を有する。

主ミラー３ａとサブミラー３ｂは、撮像素子６に至る光路に挿入されるミラーダウン位置と光路から退避するミラーアップ位置の間で移動可能に構成され、図１はミラーダウン位置を示している。主ミラー３ａはハーフミラーから構成される。ミラーダウン位置では、主ミラー３ａは、光束の一部をファインダー光学系に反射すると共に残りを透過し、サブミラー３ｂは主ミラー３ａを透過した光束を焦点検出手段４に反射する。主ミラー３ａとサブミラー３ｂがミラーアップ位置にある時は撮影光束が撮像素子６に導かれる。

焦点検出手段４は、入射した光線を二つの光束に分割するコンデンサレンズ、光線を再結像させる二つのセパレータレンズ、結像された被写体像を光電変換するＣＣＤ等のラインセンサーを有し、位相差方式の焦点検出を行う焦点検出手段である。「位相差方式の焦点検出」とは、撮影光学系を通過した一対の被写体像の像信号の位相差を検出することによって焦点検出を行うことをいい、本実施形態の焦点検出手段は撮影光学系を経た光束を利用する内測系である。

但し、本発明は他の焦点検出手段にも適用可能である。例えば、撮像素子６の撮像面に撮影用画素とは異なる焦点検出用画素を設け、これによって撮像面で位相差ＡＦを行ってもよい。撮像面位相差ＡＦでも、ＡＦ検出系への光束がケラレない絞り値をＡＦ限界絞り値として設定することによって位相差ＡＦと高速撮影を両立することができる。

シャッター５は開閉自在に構成され、開口することによって撮像素子６を露光する。撮像素子６は、撮影光学系が形成した光学像を光電変換する、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサから構成される。ファインダー光学系は、ペンタプリズム７と接眼レンズ８から構成される。表示部９は撮影した画像等を表示する。

交換レンズ２は、物体の光学像（被写体像）を形成する撮影光学系を有し、撮影光学系は、固定レンズ１１、フォーカスレンズ１２、ズーム（変倍）レンズ１３、絞り１４を有する。なお、各レンズは作図の便宜上１枚として構成されているが、複数のレンズ群から構成されてもよい。フォーカスレンズ１２はステッピングモータなどから構成されるフォーカスユニット１５によって一点鎖線で示す光軸方向に移動されて焦点調節を行う。ズームレンズ１３は光軸方向に移動されて焦点距離を変更する。絞り１４は、図３を参照して後述する絞り駆動部１４ａと絞り駆動部１４ａによって開閉駆動される絞り羽根１４ｂを有し、撮像素子６に入射する光量を調節する。

図２（ａ）は第１のＡＦユニット（第１の焦点検出手段）の光路図であり、図２（ｂ）は第２のＡＦユニット（第２の焦点検出手段）の光路図である。焦点検出手段４は、第１のＡＦユニットと第２のＡＦユニットから構成され、ＡＦモード選択手段（第２の選択手段）により選択可能となっている。

第１のＡＦユニットは、コンデンサレンズ３１、視野マスク３２、セパレータレンズ３３ａ、３３ｂ、ラインセンサー３４ａ、３４ｂを有する。コンデンサレンズ３１は光束を集光すると共に、撮像光学系の射出瞳３５を二つのＡＦ系射出瞳３６ａ、３６ｂに分割する。視野マスク３２は、開口部３２ａ、３２ｂを有してコンデンサレンズ３１からの光束を二つに分割する。セパレータレンズ３３ａは開口部３１ａを経た光束を再結像し、セパレータレンズ３３ｂは開口部３１ｂを経た光束を再結像する。ラインセンサー３４ａ、３４ｂは、結像された被写体像を光電変換するＣＣＤ等から構成される。

ＡＦ系射出瞳３６ａ、３６ｂにケラレが生じなければ位相差ＡＦが可能であるが、絞り１４の絞り径が小さくなって射出瞳径が３７よりも小さくなり、ＡＦ系射出瞳３６ａ、３６ｂがケラレると、正確なＡＦができなくなる。ＡＦ射出瞳３６ａ、３６ｂにケラレが生じない限界の絞り値が第１のＡＦユニットのＡＦ限界絞り値となる。

第２のＡＦユニットは、コンデンサレンズ４１、視野マスク４２、セパレータレンズ４３ａ、４３ｂ、ラインセンサー４４ａ、４４ｂを有する。コンデンサレンズ４１は光束を集光すると共に、撮像光学系の射出瞳３５を二つのＡＦ系射出瞳４６ａ、４６ｂに分割する。視野マスク４２は、開口部４２ａ、４２ｂを有してコンデンサレンズ４１からの光束を二つに分割する。セパレータレンズ４３ａは開口部４１ａを経た光束を再結像し、セパレータレンズ４３ｂは開口部４１ｂを経た光束を再結像する。ラインセンサー４４ａ、４４ｂは、結像された被写体像を光電変換するＣＣＤ等から構成される。

ＡＦ系射出瞳４６ａ、４６ｂにケラレが生じなければ位相差ＡＦが可能であるが、絞り１４の絞り径が小さくなって射出瞳径が４７よりも小さくなり、ＡＦ系射出瞳４６ａ、４６ｂがケラレると、正確なＡＦができなくなる。ＡＦ射出瞳４６ａ、４６ｂにケラレが生じない限界の絞り値が第２のＡＦユニットのＡＦ限界絞り値となる。

図２（ａ）、（ｂ）から分かるように、第１のＡＦユニットの方が第２のＡＦユニットよりもＡＦ系射出瞳が大きく焦点検出精度が高いものの、ＡＦ限界絞り値に対応する絞り径も大きくなる。撮影者は後述するＡＦモード選択手段１０８を介して第１のＡＦユニットと第２のＡＦユニットの一方を選択することができ、これにより、異なるＡＦ限界絞り値を設定することができる。

また、交換レンズ２には、図示しない挿抜操作部材により撮影者が手動でエクステンダー１６が撮影光学系の光軸に挿抜可能に設けられている。エクステンダー１６は交換レンズ２に内蔵される内蔵エクステンダーである。挿抜検出手段１７は、エクステンダー１６が撮影光学系の光軸に対して挿抜されたことを検出し、検出結果を後述するレンズＣＰＵ２０１に送信する。

エクステンダー１６は、交換レンズ２とカメラ本体１の着脱なしに撮影光学系の光軸に挿抜されて撮影光学系の光学特性を異ならせる（具体的には、全系の焦点距離範囲を変更する）光学ユニットである。図１は、エクステンダー１６が光軸から退避した状態を示している。エクステンダー１６を駆動する駆動回路を設けて、光軸に自動でエクステンダー１６を挿抜することも可能である。

この他、交換レンズ２とカメラ本体１の着脱なしに撮影光学系の光軸に挿抜されて明るさを異ならせる光学ユニットとして光学フィルタがある。このような光学フィルタとしては、偏光フィルタ、ＮＤフィルタ、シャープカットフィルタ、紫外線フィルタなどを含む。

図３は、カメラシステムの制御系のブロック図である。

１０１は、マイクロコンピュータ（プロセッサ）として構成されるカメラＣＰＵで、カメラ本体１の各部の動作を制御する制御手段であり、交換レンズ２の装着時にはカメラ接点１０２を介してレンズＣＰＵ２０１と通信を行う。通信される情報は、絞り制御情報や、フォーカスレンズ１２の駆動情報等を含む。

カメラ接点１０２は、レンズ側に信号を伝達する信号伝達接点、レンズ側に電源を供給する電源用接点からなる。

１０３は、外部より操作可能な電源スイッチ（ＳＷ）であり、カメラＣＰＵ１０１を立ち上げてシステム内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給およびシステムの動作を可能な状態とする。

１０４は、連写モードか単写モードかを選択する選択手段であり、どちらのモードが選択されるかによりカメラシステムの制御が変更される。なお、本実施形態による高速撮影の効果は連写モードで効果が大きいが、単写モードでも２枚以上を撮影する場合には速写の効果がある。

１０５は外部より操作可能な２段ストローク式のレリーズＳＷで、その信号はカメラＣＰＵ１０１に入力される。カメラＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１０５の半押しによって発生するＳＷ１信号に応じて、測光手段１０７による測光結果またはユーザが設定した絞り値に応じた絞り１４の駆動量を算出し、レンズＣＰＵ２０１に送信する。レンズＣＰＵ２０１は、これに応じて絞り１４を駆動する。カメラＣＰＵ１０１は、レリーズボタンの全押しによって発生するＳＷ２信号に応じて、主ミラー３ａとサブミラー３ｂをミラーアップ位置に移動させ、撮像素子６の前に設置されたシャッター５を駆動し、撮影光学系からの光束を撮像素子６に導き、撮影を行う。

１０６は露光モード選択手段（第１の選択手段）であり、選択されるモードとしては、絞り優先、シャッター優先の他に連写モード時のみ有効となるコマ速優先モードがあり、その情報はカメラＣＰＵ１０１に入力される。絞り優先モードが選択された状態では絞り値が、シャッター優先モードが選択された状態ではシャッター秒時が撮影者により入力される。シャッター５は、ＡＥ制御手段１１４によりシャッター秒時が決定される。撮像素子６の出力は、デジタル変換された後で信号処理部１０９によって処理されて画像信号として出力され、画像記録手段１１０に記録、保存される。

カメラＣＰＵ１０１は、ＡＥ制御手段１１４とＡＦ限界絞り値設定手段１１５を有する。

ＡＥ制御手段（自動露出制御手段）１１４には、連写／単写選択手段１０４からの撮影モード情報、露光モードＳＷ１０６からの露光モード情報、測光手段１０７からの測光情報、ＡＦ限界絞り値設定手段１１５からのＡＦ限界絞り値が入力される。ＡＥ制御手段１１４は、これらの情報と、不図示の設定手段で入力されるＩＳＯ感度情報に基づいてシャッター秒時、絞り値を決定し、不図示のシャッター駆動手段を制御してシャッター５の開閉を行うとともに、レンズＣＰＵに絞り駆動命令を行う。各モードのＡＥ制御及び絞りの駆動制御については図４を用いて後述する。

ＡＦ限界絞り値設定手段１１５は、ＡＦモード選択手段１０８によって選択された焦点検出手段のＡＦ系射出瞳がケラレない絞り値を記憶しており、選択された焦点検出手段の情報に基づいてＡＥ制御手段１１４にＡＦ限界絞り値を設定する。例えば、ＡＦ限界絞り値設定手段１１５は、光学ユニットの挿抜情報に基づいてＡＦ限界絞り値を変更してもよい。エクステンダー１６が挿入されると、一般には、明るさは暗くなる。このため、ＡＦ限界絞り値設定手段１１５はエクステンダー１６が挿入された場合のＡＦ限界絞り値に対応する絞り径をエクステンダー１６が退避された場合のＡＦ限界絞り値に対応する絞り径よりも大きくする。また、図２に示すように、第１のＡＦユニットと、第１のＡＦユニットよりも焦点検出精度は低いが第１のＡＦユニットよりも限界絞り値に対応する絞り径が小さい第２のＡＦユニットがある場合を考える。この場合、ＡＦ限界絞り値設定手段１１５は、より広い範囲で位相差ＡＦを行うために、連写中は第２のＡＦユニットを使用してそのＡＦ限界絞り値を設定してもよい。もちろん、より高精度な焦点検出を行うために第１のＡＦユニットを選択してそのＡＦ限界絞り値を設定してもよい。

２０１は、マイクロコンピュータ（プロセッサ）として構成されるレンズＣＰＵであり、交換レンズ２の各部の駆動を制御する制御手段であり、レンズ接点２０２を介してカメラＣＰＵ１０１との通信を行なう。

２０２はレンズ接点であり、カメラ側より信号を伝達される信号伝達接点、カメラ側から電源を供給される電源用接点からなる。

２０３は絞り駆動制御手段であり、ＡＥ制御手段１１４の駆動命令に基づき、絞り１４の駆動制御を行う。駆動制御にあたっては、絞りデータ記憶手段２０４に記憶されている駆動方向毎の相関データに基づき絞り１４の（不図示の絞り駆動部の）駆動制御を行う。相関データについては図６を用いて後述する。絞り１４は、絞り駆動部１４ａと、絞り駆動部１４ａによって駆動され、開口面積を決定する絞り羽根１４ｂと、を有する。

２０５はフォーカス駆動制御手段でカメラ本体１からのＡＦ情報に基づいてフォーカスユニット１５を制御する。

本実施形態の連写中の露光モードには、絞り優先モード、シャッター優先モード、コマ速優先モードの３つのモードがある。

図４は、従来の絞り駆動と本実施形態の各露光モードにおける絞り駆動を比較する図であり、横軸は絞り１４の絞り値を表している。左端が開放絞り値であり、右端が最小絞り値である。「ＡＦ限界絞り値」はそれよりも小絞り側（右側）に絞り値が設定されると明るさ不足から位相差ＡＦが行えなくなる最小の絞り径（図２のＡＦ系射出瞳がケラレない最小の絞り径）に対応する絞り値である。

図４（ａ）は従来の絞り駆動を示しており、一回の露光が終了するたびに絞りを開放位置に駆動する。（１）は、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも小絞り側にある場合であり、このとき絞りは開放絞り値の位置から目標絞り値の位置まで駆動され、この位置で露光される。（２）では、１コマの露光終了後に、絞りの絞り羽根は目標絞り値から開放絞り値の位置まで駆動される。（３）は、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも開放側にある場合であり、このとき絞りは開放絞り値の位置から目標絞り値の位置まで駆動され、この位置で露光される。（４）では、１コマの露光終了後に、絞りは目標絞り値から開放絞り値まで駆動される。このように、従来の絞り駆動では、目標絞り値がＡＦ限界絞り値の小絞り側であっても開放側であっても露光終了後に開放絞り値の位置まで戻されるので高速連写を実現しづらかった。

一方、本実施形態の露光モードにおける絞り駆動は以下のようになる。

まず、絞り優先モードでは、撮影者により設定された絞り値になるように絞りの駆動が行われる。

目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも開放側の場合は、図４（ｂ）（１）に示すように、開放絞り値から目標絞り値に絞り１４の絞り羽根１４ｂが駆動された後は、連写が終了するまで目標絞り値に固定され、絞り１４は駆動されない。図４（ｂ）（２）はこの状態を示しており、カメラＣＰＵ１０１またはレンズＣＰＵ２０１は、目標絞り値の位置で測光、位相差ＡＦ、露光を行わせる。なお、連写終了後は、図４（ｂ）（３）に示すように、絞り１４の絞り羽根１４ｂは開放絞り値の位置に駆動される。

一方、図４（ｂ）（４）に示すように、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも小絞り側の場合、開放絞り値から目標絞り値に絞り１４が駆動された後は、一回の露光が終了するたびにＡＦ限界絞り値またはＡＦ限界絞り値と開放絞り値の間の位置に絞り１４を駆動する。図４（ｂ）（５）はこの状態を示しており、上記制御手段はこの位置で測光と位相差ＡＦを行わせる。なお、一回の露光が終了するたびにＡＦ限界絞り値に戻した方が高速化を図れるが、絞り駆動停止位置のバラツキを配慮してＡＦ限界絞り値と開放位置の間としている。そして、図４（ｂ）（６）に示すように、次回の露光の開始前に目標絞り値に絞り１４を駆動する。連写終了後は、図４（ｂ）（７）に示すように、絞り１４は開放絞り値の位置に駆動される。

絞り優先モードでは、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも開放側の場合は位相差ＡＦが可能であると共に、一回の露光が終了するたびに絞り１４を開放位置まで駆動しないので高速連写が可能である。また、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも小絞り側の場合であっても、露光後に絞り１４を開放位置に駆動しないので高速連写が可能になる。また、ＡＦ限界絞り値またはＡＦ限界絞り値と開放位置の間に絞り１４を駆動するので位相差ＡＦが可能となる。

次に、シャッター優先モードでは、撮影者により設定されたシャッター秒時になるように、測光値から絞り値が設定され（シャッタースピード固定）、目標絞り値に駆動制御が行われる。

図４（ｃ）（１）に示すように、今回の目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも開放側の場合には、開放絞り値から今回の目標絞り値に絞り１４が駆動された後は、連写中、露光量の変化分のみ絞りを駆動する相対絞り駆動を行う。図４（ｃ）（２）は１コマ目の露光終了後に絞り１４の駆動を行わず、今回の目標絞り値の位置において次回の露光のために測光と位相差ＡＦを行わせる。図４（ｃ）（３）は２コマ目の露光開始前に１コマ目の目標絞り値から２コマ目の目標絞り値に両者の差分だけ絞り１４を駆動することを示している。連写終了後は、図４（ｃ）（４）に示すように、絞り１４は開放絞り値の位置に駆動される。

一方、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも小絞り側の場合は、図４（ｄ）（１）に示すように、今回の目標絞り値に絞り１４が駆動された後は、一回の露光が終了するたびにＡＦ限界絞り値またはＡＦ限界絞り値と開放絞り値の間の位置に絞り１４を駆動する。図４（ｄ）（２）はこの状態を示しており、この位置で測光と位相差ＡＦが行われる。そして、図４（ｄ）（３）に示すように、次回の露光の開始前に次回の目標絞り値の位置に絞り１４を駆動する。連写終了後は、図４（ｄ）（４）に示すように、絞り１４は開放位置に駆動される。

シャッター優先モードでも、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも開放側の場合は位相差ＡＦが可能であると共に、一回の露光が終了するたびに絞り１４を開放位置まで駆動せずに、撮影コマ毎の露光量の変化分のみ絞り１４を駆動するので高速連写が可能となる。また、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも小絞り側の場合でも、露光後に絞り１４を開放位置に駆動しないので高速連写が可能になる。更に、ＡＦ限界絞り値またはＡＦ限界絞り値と開放絞り値の間の位置に絞り１４を駆動するので位相差ＡＦが可能となる。

なお、連写中、絞り値の設定値が変化し、ＡＦ限界絞り値内から限界外へ、あるいはＡＦ限界絞り値外から限界内へ変更された場合には、その都度、絞り駆動制御は切り替わる。

最後に、コマ速優先モードでは、ＡＥ制御手段１１４により絞り値を決定するにあたり、プログラム線図に従い絞り値を決定する。このため、目標絞り値は常にＡＦ限界絞り値よりも開放側に設定される。

図５はプログラム線図の一例を示し、横軸はシャッター秒時、縦軸は絞り値（Ｆ値）、斜めの１点鎖線が露光量（ＥＶ値）である。太線のプログラム線と各ＥＶ値の１点鎖線が交わるポイントの絞り値、シャッター秒時が選択される。選択（設定）はカメラＣＰＵ１０１が行ってもよいし、レンズＣＰＵ２０１が行ってもよい。

ＡＦ限界絞り値をＦ５．６とすると、プログラム線上では絞り値は常にＦ５．６以下が設定されるように（限界絞り値以上の絞り径が選択されるように）なっている。例えば、ＥＶ０ではシャッター秒時４秒、絞り値Ｆ２が選択され、ＥＶ８ではシャッター秒時１／６０秒、絞り値Ｆ２が選択され、ＥＶ１４ではシャッター秒時１／５００秒、絞り値Ｆ５．６が選択される。ＥＶ８までは開放絞り値Ｆ２が選択され、手ぶれ防止への配慮からできるだけ速いシャッター秒時が選択される。ＥＶ８からＥＶ１４までは絞り値、シャッター秒時共に変化する設定になっている。ＥＶ１４以上はＡＦ光束ＡＦ限界絞り値Ｆ５．６に固定され、連写中、ＡＦのために露光終了の度に開放側に絞り駆動を行わない設定となり、連写コマ速アップを図っている。

プログラム線図にて決定された絞り値に絞り１４が駆動された後は、連写中、露光量の変化分のみ絞りを駆動する相対絞り駆動を行う。連写終了後は絞り１４は開放位置に駆動される。絞り駆動は、図４（ｃ）と同様である。

コマ速優先モードでも、目標絞り値がＡＦ限界絞り値よりも開放側の場合は位相差ＡＦが可能であると共に、一回の露光が終了するたびに絞り１４を開放位置まで駆動せずに、撮影コマ毎の露光量の変化分のみ絞り１４を駆動するので高速連写が可能となる。

単写モード時は露光モードによらず、常に露光開始前に開放から絞り１４を設定値に駆動するとともに、露光終了とともに開放に戻す制御を行ってもよいし、露光モードによる絞り駆動を行ってもよい。

絞り駆動部１４ａ（アクチュエータ）により絞り羽根１４ｂを駆動する際に、両者の駆動伝達部にはバックラッシュが発生するため、駆動方向でヒステリシスが生じる。そこで、予め駆動方向毎に絞り駆動部１４ａの駆動ステップ（駆動量）と実際の絞り値の相関を測定して取得する。図６は、図４（ｃ）に示す相対駆動時の絞り駆動部１４ａの駆動量と絞り値との関係を示すグラフである。横軸がステッピングモータとして構成される絞り駆動部１４ａの駆動ステップ（駆動量）、縦軸は絞り１４の絞り値（Ｆ値）を示している。線図Ａが開放から小絞りに駆動した時の相関を、線図Ｂが小絞りから開放側に駆動した時の相関を示している。例えば、Ｆ８に絞り値を得るために、開放側からは３６ステップの駆動が必要であるのに対し、小絞り側からは３２ステップの駆動が必要となる。このように、駆動方向ごとに絞り駆動部１４ａの駆動量と絞り値との関係は異なる。

図７は、本実施形態のカメラシステムの動作を示すフローチャートである、「Ｓ」はステップ（工程）、「Ｎ」は「Ｎｏ（いいえ）」、「Ｙ」は「Ｙｅｓ（はい）」を表す。図７に示すフローチャートはコンピュータに各ステップの機能を実現させるためのプログラムとして具現化が可能である。なお、絞り駆動処理の主体は、ここではカメラＣＰＵ１０１であるが、レンズＣＰＵ２０１でもよいし、両者が分担してもよい。

まず、カメラＣＰＵ１０１はカメラ本体１の電源ＳＷ１０３がＯＮになったかどうかを判断する（Ｓ１００１）。電源ＳＷ１０３がＯＮになると、交換レンズ２に電源の供給が開始され、カメラ本体１と交換レンズ２との間で通信が開始される（新しい電池を入れた場合やカメラ本体１に交換レンズ２を装着された場合も同様である）。

カメラＣＰＵ１０１が絞り駆動処理の主体となる場合には、この通信において、レンズＣＰＵ２０１から図５、図６の情報を含む絞りの情報を受信する。逆に、レンズＣＰＵ２０１が絞り駆動処理の主体となる場合には、シャッター５の情報をレンズＣＰＵ２０１に送信する。

次に、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１０５のＳＷ１信号が発生しているか否かを判別し（Ｓ１００２）、発生していればＳ１００３へ進み、発生していなければＳ１０２９へと進む。

次に、カメラＣＰＵ１０１のＡＦ限界絞り値設定手段１１５は、焦点検出手段４に選択されているＡＦユニットに応じてＡＦ限界絞り値を設定する（Ｓ１００３）。レンズＣＰＵ２０１が絞り駆動処理の主体となる場合には、カメラＣＰＵ１０１は、この情報をレンズＣＰＵ２０１に送信する。

次に、カメラＣＰＵ１０１は、測光手段１０７による測光結果と焦点検出手段４による焦点検出結果を取得し、フォーカスレンズ１２の駆動命令を送信する。レンズＣＰＵ２０１は、それに従ってフォーカスユニット１５を介してフォーカスレンズ１２を駆動する（Ｓ１００４）。

次に、カメラＣＰＵ１０１は、連写モードが選択されているか単写モードが選択されているかを判定する（Ｓ１００５）。連写モードであればＳ１００６へ、単写モードであればＳ１０２４へと進む。なお、図７では、単写モードでは一回の露光ごとに開放位置に絞りが駆動される。

Ｓ１００６では、カメラＣＰＵ１０１は、露光モード選択手段１０６によってコマ速優先モードが選択されている否かを判断し、選択されていればＳ１００７へ、そうでない場合はＳ１０１１へと進む。

Ｓ１００７では、カメラＣＰＵ１０１のＡＥ制御手段１１４は、測光手段１０７による測光結果と、設定されたＩＳＯ感度から露光量（ＥＶ値）を算出し、図５に示すプログラム線図に基づき、絞り値とシャッター秒時を設定する。

Ｓ１００８では、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１０５のＳＷ２信号が発生しているか否かを判別し、ＳＷ２信号が発生していればＳ１００９へ、発生していなければＳ１００２へと進む。

Ｓ１００９では露光準備が開始され、カメラＣＰＵ１０１は、ミラーアップと共に目標絞り値に絞り１４を駆動する信号をレンズＣＰＵ２０１に送信する。レンズＣＰＵ２０１の絞り駆動制御手段２０３は、図４（ｃ）を参照して説明したように、絞り駆動部１４ａを介して絞り羽根１４ｂを駆動する。また、今回の目標絞り位置と次回の目標絞り値の関係から、絞りの駆動方向を判定し、図６に示す相関データに基づいて絞りは駆動される。

Ｓ１０１０では、ミラーアップと絞り駆動完了の後に露光動作が開始され、シャッター５を開いて撮像素子６を露光し、撮像素子６の出力が信号処理部１０９によって処理されて画像記録部１１０によって記録され、ミラーダウンしてＳ１００２へ戻る。

Ｓ１０１１では、カメラＣＰＵ１０１は、露光モード選択手段１０６によって絞り優先モードが選択されているか否かを判定し、選択されていれば１０１２へ、選択されていなければシャッター優先モードとしてＳ１０１８へと進む。

Ｓ１０１２では、カメラＣＰＵ１０１のＡＥ制御手段１１４は、測光手段１０７による測光結果と、設定されたＩＳＯ感度から露光量（ＥＶ値）を算出し、目標絞り値に基づいてシャッター秒時を設定する。

Ｓ１０１３では、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１０５のＳＷ２信号が発生しているか否かを判別し、ＳＷ２が発生していればＳ１０１４へ、発生していなければＳ１００２へと進む。

Ｓ１０１４では露光準備が開始され、カメラＣＰＵ１０１は、ミラーアップと共に目標絞り値に絞り１４を駆動する信号をレンズＣＰＵ２０１に送信する。レンズＣＰＵ２０１の絞り駆動制御手段２０３は、図４（ｂ）を参照して説明したように、絞り駆動部１４ａを介して絞り羽根１４ｂを駆動する。

Ｓ１０１５では、ミラーアップと絞り駆動完了の後に露光動作が開始され、シャッター５を開いて撮像素子６を露光し、撮像素子６の出力が信号処理部１０９によって処理されて画像記録部１１０によって記録され、ミラーダウンしてＳ１０１６へ進む。

Ｓ１０１６では、カメラＣＰＵ１０１は、現在の絞り値がＡＦ限界絞り値の開放側か否かを判定する。開放側であればＳ１００２へ、小絞り側であればカメラＣＰＵ１０１はＡＦ限界絞り値またはＡＦ限界絞り値と開放絞り値の間の位置に絞り１４を駆動する信号をレンズＣＰＵ２０１に送信し（Ｓ１０１７）、Ｓ１００２へと進む。

Ｓ１０１８では、カメラＣＰＵ１０１のＡＥ制御手段１１４は、測光手段１０７による測光結果と、設定されたＩＳＯ感度から露光量（ＥＶ値）を算出し、設定シャッター秒時に基づいて絞り値を設定する。

Ｓ１０１９では、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１０５のＳＷ２信号が発生しているか否かを判別し、ＳＷ２が発生していればＳ１０２０へ、発生していなければＳ１００２へと進む。

Ｓ１０２０では露光準備が開始され、カメラＣＰＵ１０１は、ミラーアップと共に目標絞り値に絞り１４を駆動する信号をレンズＣＰＵ２０１に送信する。レンズＣＰＵ２０１の絞り駆動制御手段２０３は、図４（ｃ）（ｄ）を参照して説明したように、絞り駆動部１４ａを介して絞り羽根１４ｂを駆動する。また、今回の目標絞り位置と次回の目標絞り値の関係から、絞りの駆動方向を判定し、図６に示す相関データに基づいて絞りは駆動される。

Ｓ１０２１では、ミラーアップと絞り駆動完了の後に露光動作が開始され、シャッター５を開いて撮像素子６を露光し、撮像素子６の出力が信号処理部１０９によって処理されて画像記録部１１０によって記録され、ミラーダウンしてＳ１０２２へ進む。

Ｓ１０２２では、カメラＣＰＵ１０１は、現在の絞り値がＡＦ限界絞り値の開放側か否かを判定する。開放側であればＳ１００２へ、小絞り側であればカメラＣＰＵ１０１はＡＦ限界絞り値またはＡＦ限界絞り値と開放絞り値の間の位置に絞り１４を駆動する信号をレンズＣＰＵ２０１に送信し（Ｓ１０２３）、Ｓ１００２へと進む。

一方、Ｓ１０２４では、カメラＣＰＵ１０１のＡＥ制御手段１１４は、測光手段１０７による測光結果と、設定されたＩＳＯ感度から露光量（ＥＶ値）を算出し、シャッター秒時と絞り値を設定する。

Ｓ１０２５では、カメラＣＰＵ１０１は、レリーズＳＷ１０５のＳＷ２信号が発生しているか否かを判別し、ＳＷ２が発生していればＳ１０２６へ、発生していなければＳ１００２へと進む。

Ｓ１０２６では露光準備が開始され、カメラＣＰＵ１０１は、ミラーアップと共に目標絞り値に絞り１４を駆動する信号をレンズＣＰＵ２０１に送信し、レンズＣＰＵ２０１の絞り駆動制御手段２０３は絞り駆動部１４ａを介して絞り羽根１４ｂを駆動する。なお、絞り１４は常に開放位置から目標絞り値に駆動される。

Ｓ１０２７では、ミラーアップと絞り駆動完了の後に露光動作が開始され、シャッター５を開いて撮像素子６を露光し、撮像素子６の出力が信号処理部１０９によって処理されて画像記録部１１０によって記録され、ミラーダウンしてＳ１０２８へ進む。

Ｓ１０２８では、絞り１４を開放位置に駆動した後で、Ｓ１００２へ戻る。

Ｓ１０２９では、カメラＣＰＵ１０１は、絞り１４が開放状態か否かを判定し、Ｓ１０３０へと進み、開放であればＳ１００２に進み、開放でなければ開放にしてから（Ｓ１０３０）Ｓ１００２へと進む。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、図５において、シャッター秒時はＩＳＯ感度であってもよい。

本発明は、例えば、デジタルカメラに適用することができる。

１…カメラ本体（光学機器）、２…交換レンズ（光学機器）、４…焦点検出手段、１４…絞り、１０１…カメラＣＰＵ（制御手段）、２０１…レンズＣＰＵ（制御手段）

Claims (13)

1. 焦点検出手段が、光学系を通過した一対の被写体像の像信号の位相差を検出することによって前記光学系の焦点検出を行うことが可能な、前記光学系に含まれる絞りの最小の絞り径に対応する限界絞り値よりも目標絞り値が開放側にある場合、前記目標絞り位置における露光終了後に、前記絞りを開放絞り値の位置まで移動せずに、前記目標絞り値の位置において前記焦点検出手段に次回の露光のために前記光学系の焦点検出を行わせる制御手段を有する光学機器であって、
   前記制御手段は、連写中に、前記焦点検出手段に焦点検出を行わせ、
   前記焦点検出手段は、第１の焦点検出手段と、前記第１の焦点検出手段よりも焦点検出精度は低いが前記第１の焦点検出手段よりも前記限界絞り値に対応する絞り径が小さい第２の焦点検出手段と、を有し、
   前記制御手段は、連写中は前記第２の焦点検出手段を使用することを特徴とする光学機器。
2. 前記光学系が形成した被写体像を光電変換する撮像素子と、
   前記焦点検出手段と、
   を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
3. 前記絞り値を設定させる絞り優先モードを選択する第１の選択手段を更に有し、
   前記第１の選択手段が前記絞り優先モードを選択した場合に、前記制御手段は、前記焦点検出手段に焦点検出を行わせることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
4. 前記撮像素子を露光するシャッターを更に有し、
   前記シャッターのシャッター秒時を設定させるシャッター優先モードを選択する第１の選択手段を更に有し、
   前記第１の選択手段が前記シャッター優先モードを選択した場合に、前記制御手段は、前記焦点検出手段に焦点検出を行わせることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
5. 前記撮像素子を露光するシャッターと、
   前記シャッターのシャッター秒時、前記絞り値および露光量の関係を示すプログラム線図に基づいて限界絞り値以上の絞り径が選択されるように前記露光量に対応する前記シャッター秒時と前記絞り値を設定するコマ速優先モードを選択する第１の選択手段と、
   を更に有し、
   前記第１の選択手段が前記コマ速優先モードを選択し、かつ、連写中の場合に、前記制御手段は、前記焦点検出手段に焦点検出を行わせることを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
6. 前記制御手段は、前記目標絞り値と前記次回の露光に使用される目標絞り値の差分だけ前記絞りを移動することを特徴とする請求項４または５に記載の光学機器。
7. 前記制御手段は、前記目標絞り値と前記次回の露光に使用される目標絞り値を比較することによって取得した前記絞りの駆動方向と、前記絞りの駆動方向ごとに異なる前記絞りの駆動量と前記絞り値との関係と、を利用して前記絞りを移動することを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
8. 前記制御手段は、連写中に、前記限界絞り値よりも前記目標絞り値が小絞り側にある場合、前記目標絞り位置における露光終了後に、前記絞りを前記限界絞り値の位置または前記限界絞り値と前記開放絞り値の間の位置に移動させてから前記焦点検出手段に焦点検出を行わせ、その後、前記次回の露光に使用される目標絞り値の位置に前記絞りを移動させることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の光学機器。
9. 前記光学機器は、前記第１の焦点検出手段と前記第２の焦点検出手段の一方を選択する第２の選択手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記第２の選択手段によって選択された前記第１の焦点検出手段と前記第２の焦点検出手段の一方の前記限界絞り値を使用することを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の光学機器。
10. 前記光学機器は、前記光学系を有する交換レンズが着脱可能に装着される撮像装置であり、
    前記光学系は、前記交換レンズと前記撮像装置の着脱なしに前記光学系の光軸に挿抜されて前記光学系の光学特性を異ならせる光学ユニットを更に含み、
    前記制御手段は前記光学ユニットが前記光軸に挿入された場合の前記限界絞り値に対応する絞り径を前記光学ユニットが前記光軸から退避した場合の前記限界絞り値に対応する絞り径よりも大きくする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の光学機器。
11. 前記光学系を更に有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
12. 前記光学機器は、前記光学系を有する交換レンズと、前記焦点検出手段を有して前記交換レンズが着脱可能に装着される撮像装置と、を有し、
    前記交換レンズと前記撮像装置の一方は前記制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
13. 焦点検出手段が、光学系を通過した一対の被写体像の像信号の位相差を検出することによって前記光学系の焦点検出を行うことが可能な、前記光学系に含まれる絞りの最小の絞り径に対応する限界絞り値よりも目標絞り値が開放側にある場合、前記目標絞り位置における露光終了後に、前記絞りを開放絞り値の位置まで移動せずに、前記目標絞り値の位置において前記焦点検出手段に次回の露光のために前記光学系の焦点検出を行わせる制御手段を有する光学機器であって、
    前記光学機器は、前記光学系を有する交換レンズが着脱可能に装着される撮像装置であり、
    前記光学系は、前記交換レンズと前記撮像装置の着脱なしに前記光学系の光軸に挿抜されて前記光学系の光学特性を異ならせる光学ユニットを更に含み、
    前記制御手段は前記光学ユニットが前記光軸に挿入された場合の前記限界絞り値に対応する絞り径を前記光学ユニットが前記光軸から退避した場合の前記限界絞り値に対応する絞り径よりも大きくすることを特徴とする光学機器。