JP6519696B2 - 焦点調節装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、焦点調節装置および光学機器に関する。

従来より、光軸方向に沿ってフォーカスレンズを微小に往復駆動させるウォブリング駆動を行ないながら、光学系の焦点調節を行なう焦点調節装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１０−１９１１４０号公報

本発明が解決しようとする課題は、光学系の焦点状態を適切に調節できる焦点調節装置又は光学機器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。

[１]本発明に係る焦点調節装置は、レンズ鏡筒が備える焦点調節レンズの駆動ガタ量の情報を取得する取得部と、前記焦点調節レンズの駆動幅に対応する駆動指示量により前記焦点調節レンズにウォブリング駆動を実行させる駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記レンズ鏡筒の絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動ガタ量よりも大きいと、前記絞り値による駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行し、前記絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動ガタ量以下であると、前記駆動ガタ量に対応する駆動幅よりも大きい駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行する。
[２]上記焦点調節装置に係る発明において、前記取得部は、前記焦点調節レンズの駆動可能範囲の情報をさら取得し、前記駆動制御部は、前記駆動指示量と、前記焦点調節レンズの駆動ガタ量と、前記焦点調節レンズの駆動可能範囲とにより前記ウォブリング駆動を実行する。
[３]上記焦点調節装置に係る発明において、前記駆動制御部は、前記駆動指示量が前記駆動可能範囲よりも小さい駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅とする。
[４]上記焦点調節装置に係る発明において、前記駆動制御部は、前記絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動可能範囲よりも小さいと、前記絞り値による駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行し、前記絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動可能範囲以上であると、前記駆動可能範囲に対応する駆動幅よりも小さい駆動幅を、前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行する。
[５] 本発明に係る光学機器は、上記焦点調節装置を備える。

本発明によれば、光学系の焦点状態を適切に調節することができる。

図１は、本実施形態に係るカメラを示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係るカメラを示す要部構成図である。 図３は、フォーカスレンズ３３の駆動伝達機構のガタ量Ｇを説明するための図である。 図４は、接続部２０２，３０２の詳細を示す模式図である。 図５は、コマンドデータ通信の一例を示す図である。 図６は、ホットライン通信の一例を示す図である。 図７は、コントラスト検出方式による焦点検出を説明するための図である。 図８は、第１実施形態に係るウォブリング駆動時におけるフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。 図９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である。 図１０は、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂの決定方法を説明するための図である。 図１１は、第２実施形態に係るウォブリング駆動時におけるフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。 図１２は、ウォブリング駆動位置の変更方法を説明するための図である。 図１３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。

《第１実施形態》
図１は、本実施形態の一眼レフデジタルカメラ１を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態のカメラ１を示す要部構成図である。本実施形態のデジタルカメラ１（以下、単にカメラ１という。）は、カメラ本体２とレンズ鏡筒３から構成され、これらカメラ本体２とレンズ鏡筒３とが着脱可能に結合されている。

レンズ鏡筒３は、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズである。図２に示すように、レンズ鏡筒３には、レンズ３１，３２，３３，３４および絞り３５を含む撮影光学系が内蔵されている。

レンズ３３は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の焦点距離を調節可能となっている。フォーカスレンズ３３は、レンズ鏡筒３の光軸Ｌ１に沿って移動可能に設けられ、フォーカスレンズ用エンコーダ３３２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３３１によってその位置が調節される。

フォーカスレンズ駆動モータ３３１は、たとえば超音波モータであり、レンズ制御部３６から出力される電気信号（パルス）に応じて、フォーカスレンズ３３を駆動する。具体的には、フォーカスレンズ駆動モータ３３１によるフォーカスレンズ３３の駆動量は、パルス数で表され、パルス数が多いほど、フォーカスレンズ３３の駆動量は多くなる。なお、本実施形態では、カメラ本体２のカメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３３の駆動指示量（単位：駆動パルス数）がレンズ鏡筒３に送信され、レンズ制御部３６は、カメラ本体２から送信された駆動指示量（単位：駆動パルス数）に応じたパルス信号を、フォーカスレンズ駆動モータ３３１に出力することで、フォーカスレンズ３３を、カメラ本体２から送信された駆動指示量（単位：駆動パルス数）だけ駆動させる。

また、フォーカスレンズ駆動モータ３３１は、通常、機械的な駆動伝達機構から構成されており、このような駆動伝達機構は、たとえば、図３に示すように、第１の駆動機構５００および第２の駆動機構６００からなり、第１の駆動機構５００が駆動することにより、これに伴い、フォーカスレンズ３３側の第２の駆動機構６００を駆動させ、これにより、フォーカスレンズ３３を、至近側あるいは無限遠側に移動させるような構成を備えている。そして、このような駆動機構においては、通常、歯車の噛み合わせ部の円滑な動作の観点より、ガタ量Ｇが設けられている。上述したように、フォーカスレンズ駆動モータ３３１は、カメラ制御部２１により送信された駆動指示量（単位：駆動パルス数）に応じて、第１の駆動機構５００を駆動することで、フォーカスレンズ３３を駆動させるものであり、ガタ量Ｇは、フォーカスレンズ駆動モータ３３１が第１の駆動機構５００をガタ量Ｇだけ駆動させるために必要な駆動パルス数として表される。そのため、仮に、フォーカスレンズ駆動モータ３３１に送信される駆動指示量（単位：駆動パルス数）がガタ量Ｇ（単位：駆動パルス数）よりも小さい場合には、第１の駆動機構５００がガタ量Ｇの範囲内のみで駆動してしまい、その結果、第１の駆動機構５００により、フォーカスレンズ３３側の第２の駆動機構６００を駆動することができず、フォーカスレンズ３３を至近側あるいは無限遠側に移動できない場合ある。そこで、後述するように、本実施形態では、フォーカスレンズ駆動モータ３３１に送信される駆動指示量がガタ量Ｇよりも大きくなるように、フォーカスレンズ３３の駆動制御が行われる。

また、レンズ３２は、ズームレンズであり、光軸Ｌ１方向に移動することで、撮影光学系の撮影倍率を調節可能となっている。ズームレンズ３２も、上述したフォーカスレンズ３３と同様に、ズームレンズ用エンコーダ３２２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３２１によってその位置が調節される。ズームレンズ３２の位置は、操作部２８に設けられたズームボタンを操作することにより、あるいは、カメラ鏡筒３に設けられたズーム環（不図示）を操作することにより調節される。

絞り３５は、上記撮影光学系を通過して撮像素子２２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３５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絞り値（Ｆ値）に応じた開口径が、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６を介して送出されることにより行われる。また、カメラ本体２に設けられた操作部２８１によるマニュアル操作により、設定された撮影絞り値に応じた開口径がカメラ制御部２１からレンズ制御部３６に入力される。絞り３５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３６で現在の開口径が認識される。

レンズメモリ３７は、フォーカスレンズ３３の駆動ガタ量Ｇ、および、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の情報を、レンズ鏡筒３に固有のレンズ情報として記憶している。本実施形態において、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇは、フォーカスレンズ駆動モータ３３１が第１の駆動機構５００をガタ量Ｇだけ駆動させるために必要な駆動パルス数として表すことができ、レンズメモリ３７は、フォーカスレンズ３３の駆動ガタ量Ｇを、駆動パルス数を単位とした値で記憶している。また、本実施形態において、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲は、フォーカスレンズ３３を至近端から無限遠端まで駆動させるために必要な駆動パルス数として表すことができ、レンズメモリ３７は、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲を、駆動パルス数を単位とした値で記憶している。

さらに、レンズメモリ３７は、フォーカスレンズ３３の駆動量と像面の移動量との対応関係を示す像面移動係数Ｋを記憶している。像面移動係数Ｋとは、フォーカスレンズ３３の駆動量と像面の移動量との比であり、たとえば、下記式（１）に基づいて算出することができる。
像面移動係数Ｋ＝（フォーカスレンズ３３の駆動量／像面の移動量） ・・・（１）
このように、本実施形態においては、像面移動係数Ｋが小さくなるほど、フォーカスレンズ３３の駆動に伴う像面の移動量は大きくなる。

また、本実施形態のカメラ１においては、フォーカスレンズ３３の駆動量が同じ場合であっても、フォーカスレンズ３３のレンズ位置によっては、像面の移動量が異なるものとなる。同様に、フォーカスレンズ３３の駆動量が同じ場合であっても、ズームレンズ３２のレンズ位置によっては、像面の移動量が異なるものとなる。すなわち、像面移動係数Ｋは、フォーカスレンズ３３の光軸方向におけるレンズ位置、さらには、ズームレンズ３２の光軸方向におけるレンズ位置に応じて変化するものであり、本実施形態において、レンズ制御部３６は、フォーカスレンズ３３のレンズ位置ごと、およびズームレンズ３２のレンズ位置ごとに、像面移動係数Ｋを記憶している。

一方、カメラ本体２は、被写体からの光束を撮像素子２２、ファインダ２３５、測光センサ２３７および焦点検出モジュール２６１へ導くためのミラー系２２０を備える。このミラー系２２０は、回転軸２２３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２２１と、このクイックリターンミラー２２１に軸支されてクイックリターンミラー２２１の回動に合わせて回転するサブミラー２２２とを備える。図１においては、ミラー系２２０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２２０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２２１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２２１で反射してファインダ２３５および測光センサ２３７に導き、一部の光束（光軸Ｌ４）を透過させてサブミラー２２２へ導く。これに対して、サブミラー２２２は全反射ミラーで構成され、クイックリターンミラー２２１を透過した光束（光軸Ｌ４）を焦点検出モジュール２６１へ導く。

したがって、ミラー系２２０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２３５、測光センサ２３７および焦点検出モジュール２６１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３３の焦点調節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２２０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２２へ導かれ、撮影した画像データをメモリ２４に保存する。

クイックリターンミラー２２１で反射された被写体からの光束（光軸Ｌ２）は、撮像素子２２と光学的に等価な面に配置された焦点板２３１に結像し、ペンタプリズム２３３と接眼レンズ２３４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２３２は、焦点板２３１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２３５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２３７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、撮影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２３７で検出された信号はカメラ制御部２１へ出力され、自動露出制御に用いられる。

撮像素子２２は、カメラ本体２の、被写体からの光束の光軸Ｌ１上であって、レンズ３１，３２，３３，３４を含む撮影光学系の予定焦点面に設けられ、その前面にシャッター２３が設けられている。この撮像素子２２は、複数の光電変換素子が二次元に配置されたものであって、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することができる。撮像素子２２で光電変換された画像信号は、カメラ制御部２１で画像処理されたのち、記録媒体であるカメラメモリ２４に記録される。また、本実施形態では、撮像素子２２で撮像された画像データを、カメラ制御部２１を介して、表示部２８２のディスプレイに表示することもできる。なお、カメラメモリ２４は着脱可能なカード型メモリや内蔵型メモリの何れをも用いることができる。

操作部２８１は、シャッターレリーズボタン、動画撮影開始スイッチなどの撮影者がカメラ１の各種動作モードを設定するための入力スイッチであり、静止画撮影モード／動画撮影モードの切換、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ようになっている。さらに、本実施形態では、撮影者による操作部２８１の操作により、ミラー系２２０を観察位置として、ファインダ２３５を介して被写体像を観察するファインダ撮影モードと、ミラー系２２０を撮像位置として、表示部２８２を介して撮像素子２２から出力された被写体像を観察するライブビューモードとの切り替えも可能となっている。操作部２８１により設定された各種モードはカメラ制御部２１へ送出され、当該カメラ制御部２１によりカメラ１全体の動作が制御される。また、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。

表示部２８２は、撮像素子２２から出力された画像データを、カメラ制御部２１を介して取得し、取得した画像データに基づく画像を、表示部２８２に備えられたディスプレイに表示する。

次いで、カメラ本体２とレンズ鏡筒３との間のデータの通信方法について説明する。

カメラ本体２には、レンズ鏡筒３が着脱可能に取り付けられるボディ側マウント部２０１が設けられている。また、図１に示すように、ボディ側マウント部２０１の近傍（ボディ側マウント部２０１の内周側）の位置には、ボディ側マウント部２０１の内周側に突出する接続部２０２が設けられている。この接続部２０２には複数の電気接点が設けられている。

一方、レンズ鏡筒３には、カメラ本体２に着脱可能な交換レンズであり、カメラ本体２に着脱可能に取り付けられるレンズ側マウント部３０１が設けられている。また、図１に示すように、レンズ側マウント部３０１の近傍（レンズ側マウント部３０１の内周側）の位置には、レンズ側マウント部３０１の内周側に突出する接続部３０２が設けられている。この接続部３０２には複数の電気接点が設けられている。

カメラ本体２にレンズ鏡筒３が装着されると、ボディ側マウント部２０１に設けられた接続部２０２の電気接点と、レンズ側マウント部３０１に設けられた接続部３０２の電気接点とが、電気的かつ物理的に接続される。これにより、接続部２０２，３０２を介して、カメラ本体２からレンズ鏡筒３への電力供給や、カメラ本体２とレンズ鏡筒３とのデータ通信が可能となる。

図４は接続部２０２，３０２の詳細を示す模式図である。なお、図４において接続部２０２がボディ側マウント部２０１の右側に配置されているのは、実際のマウント構造に倣ったものである。すなわち、本実施形態の接続部２０２は、ボディ側マウント部２０１のマウント面よりも奥まった場所(図４においてボディ側マウント部２０１よりも右側の場所)に配置されている。同様に、接続部３０２がレンズ側マウント部３０１の右側に配置されているのは、本実施形態の接続部３０２がレンズ側マウント部３０１のマウント面よりも突出した場所に配置されていることを表している。接続部２０２と接続部３０２とがこのように配置されることで、ボディ側マウント部２０１のマウント面とレンズ側マウント部３０１のマウント面とを接触させて、カメラ本体２とレンズ鏡筒３とをマウント結合させた場合に、接続部２０２と接続部３０２とが接続され、これにより、両方の接続部２０２，３０２に設けられている電気接点同士が接続する。

図４に示すように、接続部２０２にはＢＰ１〜ＢＰ１２の１２個の電気接点が存在する。またレンズ３側の接続部３０２には、カメラ本体２側の１２個の電気接点にそれぞれ対応するＬＰ１〜ＬＰ１２の１２個の電気接点が存在する。

電気接点ＢＰ１および電気接点ＢＰ２は、カメラ本体２内の第１電源回路２３０に接続されている。第１電源回路２３０は、電気接点ＢＰ１および電気接点ＬＰ１を介して、レンズ鏡筒３内の各部（但し、レンズ駆動モータ３２１，３３１などの消費電力が比較的大きい回路を除く）に動作電圧を供給する。電気接点ＢＰ１および電気接点ＬＰ１を介して、第１電源回路２３０により供給される電圧値は、特に限定されず、たとえば３〜４Ｖの電圧値（標準的には、この電圧幅の中間にある３．５Ｖ近傍の電圧値）とすることができる。この場合、カメラ本体側２からレンズ鏡筒側３に供給される電流値は、電源オン状態において、約数１０ｍＡ〜数１００ｍＡの範囲内の電流値となる。また、電気接点ＢＰ２および電気接点ＬＰ２は、電気接点ＢＰ１および電気接点ＬＰ１を介して供給される上記動作電圧に対応する接地端子である。

電気接点ＢＰ３〜ＢＰ６は、カメラ側第１通信部２９１に接続されており、これら電気接点ＢＰ３〜ＢＰ６に対応して、電気接点ＬＰ３〜ＬＰ６が、レンズ側第１通信部３８１に接続されている。そして、カメラ側第１通信部２９１とレンズ側第１通信部３８１とは、これらの電気接点を用いて互いに信号の送受信を行う。なお、カメラ側第１通信部２９１とレンズ側第１通信部３８１とが行う通信の内容については、後に詳述する。

電気接点ＢＰ７〜ＢＰ１０は、カメラ側第２通信部２９２に接続されており、これら電気接点ＢＰ７〜ＢＰ１０に対応して、電気接点ＬＰ７〜ＬＰ１０が、レンズ側第２通信部３８２に接続されている。そして、カメラ側第２通信部２９２とレンズ側第２通信部３８２とは、これらの電気接点を用いて互いに信号の送受信を行う。なお、カメラ側第２通信部２９２とレンズ側第２通信部３８２とが行う通信の内容については、後に詳述する。

電気接点ＢＰ１１および電気接点ＢＰ１２は、カメラ本体２内の第２電源回路２４０に接続されている。第２電源回路２４０は、電気接点ＢＰ１１および電気接点ＬＰ１１を介して、レンズ駆動モータ３２１，３３１などの消費電力が比較的大きい回路に動作電圧を供給する。第２電源回路２３０により供給される電圧値は、特に限定されないが、第２電源回路２４０により供給される電圧値の最大値は、第１電源回路２３０により供給される電圧値の最大値の数倍程度とすることができる。また、この場合、第２電源回路２４０からレンズ鏡筒３側に供給される電流値は、電源オン状態において、約数１０ｍＡ〜数Ａの範囲内の電流値となる。また、電気接点ＢＰ１２および電気接点ＬＰ１２は、電気接点ＢＰ１１および電気接点ＬＰ１１を介して供給される上記動作電圧に対応する接地端子である。

なお、図４に示すカメラ本体２側の第１通信部２９１および第２通信部２９２は、図１に示すカメラ送受信部２９を構成し、図４に示すレンズ鏡筒３側の第１通信部３８１および第２通信部３８２は、図１に示すレンズ送受信部３８を構成する。

次に、カメラ側第１通信部２９１とレンズ側第１通信部３８１との通信（以下、コマンドデータ通信という）について説明する。レンズ制御部３６は、電気接点ＢＰ３およびＬＰ３から構成される信号線ＣＬＫと、電気接点ＢＰ４およびＬＰ４から構成される信号線ＢＤＡＴと、電気接点ＢＰ５およびＬＰ５から構成される信号線ＬＤＡＴと、電気接点ＢＰ６およびＬＰ６から構成される信号線ＲＤＹとを介して、カメラ側第１通信部２９１からレンズ側第１通信部３８１への制御データの送信と、レンズ側第１通信部３８１からカメラ側第１通信部２９１への応答データの送信とを、並行して、所定の周期（たとえば、１６ミリ秒間隔）で行う、コマンドデータ通信を行う。なお、本実施形態では、コマンドデータ通信として、フォーカスレンズ３３の駆動指示などが行われる。

図５は、コマンドデータ通信の一例を示すタイミングチャートである。カメラ制御部２１およびカメラ側第１通信部２９１は、コマンドデータ通信の開始時（Ｔ１）に、まず、信号線ＲＤＹの信号レベルを確認する。ここで、信号線ＲＤＹの信号レベルはレンズ側第１通信部３８１の通信可否を表しており、通信不可の場合には、レンズ制御部３６およびレンズ側第１通信部３８１により、Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号が出力される。カメラ側第１通信部２９１は、信号線ＲＤＹがＨレベルである場合には、レンズ鏡筒３との通信を行わず、または、通信中である場合にも、次の処理を実行しない。

一方、信号線ＲＤＹがＬ（ＬＯＷ）レベルである場合、カメラ制御部２１およびカメラ側第１通信部２９１は、信号線ＣＬＫを用いて、クロック信号４０１をレンズ側第１通信部２９１に送信する。また、カメラ制御部２１およびカメラ側第１通信部２９１は、このクロック信号４０１に同期して、信号線ＢＤＡＴを用いて、制御データであるカメラ側コマンドパケット信号４０２をレンズ側第１通信部２９１に送信する。また、クロック信号４０１が出力されると、レンズ制御部３６およびレンズ側第１通信部３８１は、このクロック信号４０１に同期して、信号線ＬＤＡＴを用いて、応答データであるレンズ側コマンドパケット信号４０３を送信する。

レンズ制御部３６およびレンズ側第１通信部２９１は、レンズ側コマンドパケット信号４０３の送信完了に応じて、信号線ＲＤＹの信号レベルをＬレベルからＨレベルに変更する（Ｔ２）。そして、レンズ制御部３６は、時刻Ｔ２までに受信したボディ側コマンドパケット信号４０２の内容に応じて、第１制御処理４０４を開始する。

たとえば、受信したボディ側コマンドパケット信号４０２が、レンズ鏡筒３側の特定のデータを要求する内容であった場合、レンズ制御部３６は、第１制御処理４０４として、コマンドパケット信号４０２の内容を解析するとともに、要求された特定データを生成する処理を実行する。さらに、レンズ制御部３６は、第１制御処理４０４として、コマンドパケット信号４０２に含まれているチェックサムデータを用いて、コマンドパケット信号４０２の通信にエラーがないか否かをデータバイト数から簡易的にチェックする通信エラーチェック処理をも実行する。この第１制御処理４０４で生成された特定データの信号は、レンズ側データパケット信号４０７としてカメラ本体２側に出力される（Ｔ３）。なお、この場合においてコマンドパケット信号４０２の後でカメラ本体２側から出力されるカメラ側データパケット信号４０６は、レンズ側にとっては特に意味をなさないダミーデータ (チェックサムデータは含む)となっている。この場合には、レンズ制御部３６は、第２制御処理４０８として、カメラ側データパケット信号４０６に含まれるチェックサムデータを用いた、上述の如き通信エラーチェック処理を実行する（Ｔ４）。

また、たとえば、カメラ側コマンドパケット信号４０２が、フォーカスレンズ３３の駆動指示であり、カメラ側データパケット信号４０６がフォーカスレンズ３３の駆動速度および駆動量であった場合、レンズ制御部３６は、第１制御処理４０４として、コマンドパケット信号４０２の内容を解析するとともに、その内容を理解したことを表す確認信号を生成する（Ｔ２）。この第１制御処理４０４で生成された確認信号は、レンズ側データパケット信号４０７としてカメラ本体２に出力される（Ｔ３）。またレンズ制御部３６は、第２制御処理４０８として、カメラ側データパケット信号４０６の内容の解析を実行するとともに、カメラ側データパケット信号４０６に含まれるチェックサムデータを用いて通信エラーチェック処理を実行する（Ｔ４）。そして、第２制御処理４０８の完了後、レンズ制御部３６は、受信したカメラ側コマンドパケット信号４０６、すなわち、フォーカスレンズ３３の駆動速度および駆動量に基づいて、フォーカスレンズ駆動モータ３３１を駆動させることで、フォーカスレンズ３３を、受信した駆動速度で、受信した駆動量だけ駆動させる（Ｔ５）。

また、レンズ制御部３６は、第２制御処理４０８が完了すると、レンズ側第１通信部２９１に第２制御処理４０８の完了を通知する。これにより、レンズ制御部３６は、信号線ＲＤＹにＬレベルの信号を出力する（Ｔ５）。

上述した時刻Ｔ１〜Ｔ５の間に行われた通信が、 １回のコマンドデータ通信である。上述のように、１回のコマンドデータ通信では、カメラ制御部２１およびカメラ側第１通信部２９１により、カメラ側コマンドパケット信号４０２およびカメラ側テータパケット信号４０６がそれぞれ１つずつ送信される。このように、本実施形態では、カメラ本体２からレンズ鏡筒３に送信される制御データは、処理の都合上２つに分割されて送信されているが、カメラ側コマンドパケット信号４０２およびカメラ側データパケット信号４０６は２つ合わせて１つの制御データを構成するものである。

同様に、１回のコマンドデータ通信では、レンズ制御部３６およびレンズ側第１通信部３８１によりレンズ側コマンドパケット信号４０３およびレンズ側データパケット信号４０７がそれぞれ１つずつ送信される。このように、レンズ鏡筒３からカメラ本体２に送信される応答データも２つに分割されているが、レンズ側コマンドパケット信号４０３とレンズ側データパケット信号４０７とも２つ合わせて１つの応答データを構成する。

次に、カメラ側第２通信部２９２とレンズ側第２通信部３８２との通信（以下、ホットライン通信という）について説明する。レンズ制御部３６は、電気接点ＢＰ７およびＬＰ７から構成される信号線ＨＲＥＱ、電気接点ＢＰ８およびＬＰ８から構成される信号線ＨＡＮＳ、電気接点ＢＰ９およびＬＰ９から構成される信号線ＨＣＬＫ、電気接点ＢＰ１０およびＬＰ１０から構成される信号線ＨＤＡＴを介して、コマンドデータ通信よりも短い周期（たとえば１ミリ秒間隔）で通信を行うホットライン通信を行う。

たとえば、本実施形態では、ホットライン通信により、レンズ鏡筒３のレンズ情報が、レンズ鏡筒３からカメラ本体２に送信される。なお、ホットライン通信により送信されるレンズ情報には、フォーカスレンズ３３のレンズ位置情報などが含まれる。

図６は、ホットライン通信の一例を示すタイミングチャートである。図６（ａ）は、ホットライン通信が所定周期Ｔｎ毎に繰り返し実行されている様子を示す図である。また、繰り返し実行されるホットライン通信のうち、ある１回の通信の期間Ｔｘを拡大した様子を図６（ｂ）に示す。以下、図６（ｂ）のタイミングチャートに基づいて、フォーカスレンズ３３のレンズ位置をホットライン通信で通信する場面を説明する。

カメラ制御部２１およびカメラ側第２通信部２９２は、まず、ホットライン通信による通信を開始するために、信号線ＨＲＥＱにＬレベルの信号を出力する（Ｔ６）。そして、レンズ側第２通信部３８２は、この信号が電気接点ＬＰ７に入力されたことを、レンズ制御部３６に通知する。レンズ制御部３６は、この通知に応じて、レンズ位置データを生成する生成処理５０１の実行を開始する。生成処理５０１とは、レンズ制御部３６がフォーカスレンズ用エンコーダ３３２にフォーカスレンズ３３の位置を検出させ、検出結果を表すレンズ位置データを生成する処理である。

レンズ制御部３６が生成処理５０１を実行完了すると、レンズ制御部３６およびレンズ側第２通信部３８２は信号線ＨＡＮＳにＬレベルの信号を出力する（Ｔ７）。そして、カメラ制御部２１およびカメラ側第２通信部２９２は、この信号が電気接点ＢＰ８に入力されると、電気接点ＢＰ９から信号線ＨＣＬＫに、クロック信号５０２を出力する。

レンズ制御部３６およびレンズ側第２通信部３８２は、このクロック信号５０２に同期して、電気接点ＬＰ１０から信号線ＨＤＡＴに、レンズ位置データを表すレンズ位置データ信号５０３を出力する。そして、レンズ位置データ信号５０３の送信が完了すると、レンズ制御部３６およびレンズ側第２通信部３８２は電気接点ＬＰ８から信号線ＨＡＮＳにＨレベルの信号を出力する（Ｔ８）。そして、カメラ側第２通信部２９２は、この信号が電気接点ＢＰ８に入力されると、電気接点ＬＰ７から信号線ＨＲＥＱに、Ｈレベルの信号を出力する（Ｔ９）。

なお、コマンドデータ通信とホットライン通信は、同時に、あるいは、並行して実行することが可能である。

次に、カメラ制御部２１による光学系の焦点調節について説明する。カメラ制御部２１は、ライブビューモードが設定されている場合や動画撮影を行う場合には、コントラスト検出方式による光学系の焦点検出を行い、コントラスト検出方式による焦点検出結果に基づいて、光学系の焦点状態を調節する。具体的には、カメラ制御部２１は、まず、撮像素子２２の出力を読み出し、読み出した出力に基づいて焦点評価値の演算を行う。この焦点評価値は、たとえば撮像素子２２からの出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出することで求めることができる。また、遮断周波数が異なる２つの高周波透過フィルタを用いて高周波成分を抽出することでも求めることができる。

そして、カメラ制御部２１は、レンズ制御部３６に駆動パルス信号を送出して、フォーカスレンズ３３を所定のサンプリング間隔(距離)で駆動させながら、それぞれの位置における焦点評価値を求め、該焦点評価値が最大となるフォーカスレンズ３３の位置を合焦位置として求める、コントラスト検出方式による焦点検出を実行する。

ここで、図７は、コントラスト検出方式による焦点検出における、フォーカスレンズ位置と焦点評価値との関係、およびフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。以下においては、図７に示すように、コントラスト検出方式による焦点検出を、待機、ウォブリング駆動、サーチ駆動、および合焦駆動の４つの動作に分けて、それぞれ説明する。なお、図７に示す例では、被写体が光軸方向に移動しており、被写体移動前のフォーカスレンズ位置に対する焦点評価値の変化を実線で表示しており、被写体移動後のフォーカスレンズ位置に対する焦点評価値の変化を破線で表示している。

待機は、フォーカスレンズ３３の駆動を停止させた状態で、焦点評価値を繰り返し算出し、焦点評価値が所定値以上変化したか否かを判断する処理である。焦点評価値が所定値以上変化するまでは、フォーカスレンズ３３を停止させたままの状態で待機し、焦点評価値が所定値以上変化した場合に、待機からウォブリング駆動へと移行する。

ウォブリング駆動とは、図８に示すように、フォーカスレンズ３３を現在のレンズ位置Ｐ０近傍で光軸Ｌ１方向に微小往復駆動させる動作である。本実施形態では、ウォブリング駆動を行いながら、異なるフォーカスレンズ位置（たとえば、図８に示す例では、中心位置Ｐ０、無限遠側位置Ｐ１、至近側位置Ｐ２）で焦点評価値を算出することで、焦点評価値がピークとなる方向を特定し、特定した焦点評価値のピークの方向を後述するサーチ駆動のサーチ方向として決定する。

具体的には、カメラ制御部２１は、中心位置Ｐ０の焦点評価値をＶ_ｃｔとし、無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値をＶ_ｆｒとし、至近側位置Ｐ２の焦点評価値をＶ_ｎｒとした場合に、焦点評価値Ｖ_ｃｔと、焦点評価値Ｖ_ｆｒと、焦点評価値Ｖ_ｎｒとが、下記式（２）の関係を満たす場合には、無限遠側方向をサーチ方向として決定し、一方、下記式（３）の関係を満たす場合には、至近側方向をサーチ方向として決定する。
無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒ＞中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔ＞至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒ ・・・（２）
無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒ＜中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔ＜至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒ ・・・（３）

なお、本実施形態では、図８に示すように、ウォブリング駆動におけるフォーカスレンズ３３の駆動幅Δｗｏｂ（以下、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂという。）を、絞り３５の絞り値、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇ、および、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲に基づいて決定する。なお、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂの決定方法は後述する。

サーチ駆動とは、ウォブリング駆動で決定したサーチ方向に、フォーカスレンズ３３を駆動させながら、焦点評価値を算出することで、焦点評価値のピーク位置（合焦位置）を検出する処理である。なお、合焦位置は、たとえば、フォーカスレンズ３３を駆動させながら焦点評価値を算出した場合に、焦点評価値が２回上昇した後、さらに、２回下降して推移した場合に、これらの焦点評価値を用いて、内挿法などの演算を行うことで求めることができる。

そして、合焦駆動とは、サーチ駆動により検出された合焦位置に、フォーカスレンズ３３を駆動させる処理である。フォーカスレンズ３３を合焦位置まで移動させることで、被写体にピントを適切に合わせることができる。

たとえば、図７に示す例では、最初のサーチ駆動開始時に、フォーカスレンズ３３は図７に示すＰ０に位置しており、Ｐ０から、無限遠側から至近側に向けてフォーカスレンズ３３を駆動させながら（サーチ駆動）、焦点評価値の取得を行うことで、フォーカスレンズ３３を図７に示すＰ１の位置に移動させた時点において、焦点評価値のピーク位置（合焦位置）が検出される。そして、Ｐ１において、焦点評価値のピーク位置が検出されると、サーチ駆動は停止され、フォーカスレンズ３３を合焦位置（図７中、Ｐ２の位置）まで駆動する合焦駆動が行なわれる。

合焦駆動によるフォーカスレンズ３３の合焦位置への駆動が完了すると、フォーカスレンズ３３の駆動を停止した状態で、焦点評価値の算出が繰り返され、焦点評価値が所定値以上変化したか否かの判断が行われる（待機）。図７に示す例では、被写体が光軸方向に移動したことで、焦点評価値がＰ２からＰ３に変化しており、これにより、焦点評価値が所定値以上変化したと判断され、ウォブリング駆動が開始される。

ウォブリング駆動では、図７および図８に示すように、フォーカスレンズ３３の微小往復駆動が行われ、異なるフォーカスレンズ位置（たとえば、図８に示す例では、中心位置Ｐ０、無限遠側位置Ｐ１、至近側位置Ｐ２）において焦点評価値が取得される。そして、上記式（２），（３）に基づいて、サーチ駆動のサーチ方向が特定され、ウォブリング駆動により特定されたサーチ方向に向けて、サーチ駆動が実行される。たとえば、図７に示す例では、Ｐ３から、無限遠側から至近側に向けてサーチ駆動が開始され、その結果、Ｐ４において合焦位置が検出され、Ｐ４に向けて、合焦駆動が行われる。

このように、本実施形態では、待機、ウォブリング駆動、サーチ駆動、および合焦駆動の４つの動作を繰り返すことで、光学系の焦点状態の調節が行われる。

また、カメラ制御部２１は、静止画像を撮像する場合には、位相差検出方式による焦点検出を行う。本実施形態において、焦点検出モジュール２６１は、撮像光学系の予定焦点面近傍に配置されたマイクロレンズと、このマイクロレンズに対して配置された光電変換素子とを有する画素が複数配列された、一対のラインセンサ（不図示）を有している。そして、フォーカスレンズ３３の射出瞳の異なる一対の領域を通る一対の光束を、一対のラインセンサに配列された各画素で受光することで、一対の像信号を取得することができる。そして、一対のラインセンサで取得した一対の像信号の位相ずれを、周知の相関演算によって求めることにより焦点調節状態を検出する位相差検出方式による焦点検出を行うことができる。

次に、図９を参照して、第１実施形態に係るカメラ１の動作例を説明する。図９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である。なお、以下に説明する動作は、たとえば、ライブビューモード、または、動画撮影モードが選択されている場合、あるいは、ライブビューモードにおいて、シャッターレリーズボタンが半押しされた場合に開始される。

まず、ステップＳ１０１では、カメラ制御部２１により、焦点評価値の算出処理が開始される。本実施形態では、焦点評価値の算出処理は、撮像素子２２の撮像画素２２１の画素出力を読み出し、読み出した画素出力の高周波成分を、高周波透過フィルタを用いて抽出し、これを積算することにより行われる。なお、焦点評価値の算出処理は、所定の間隔で繰り返し実行される。

ステップＳ１０２では、カメラ制御部２１により、サーチ駆動を実行するか否かの判断が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、一定周期で算出される焦点評価値を撮像素子２０から取得し、取得した焦点評価値が所定値以上変化したか否かを判断する。そして、焦点評価値が所定値以上変化している場合には、サーチ駆動を実行するために、ステップＳ１０３に進み、一方、焦点評価値が所定値以上変化していない場合には、焦点評価値が所定値以上変化するまで、ステップＳ１０２で待機する。

ステップＳ１０３では、カメラ制御部２１により、現在の絞り値（Ｆ値）の取得が行われる。また、ステップＳ１０４では、カメラ制御部２１により、現在のズームレンズ３２のレンズ位置、および、現在のフォーカスレンズ３３のレンズ位置に応じた像面移動係数Ｋの取得が行われる。

ステップＳ１０５では、カメラ制御部２１により、ウォブリング駆動におけるウォブリング駆動幅（図８に示すΔｗｏｂ）を決定するために、まず、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を算出する仮決定処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０３で取得した絞り値（Ｆ値）に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を算出する。

ここで、上述したように、ウォブリング駆動では、フォーカスレンズ３３をウォブリング駆動幅Δｗｏｂだけ往復駆動させながら、異なるフォーカスレンズ位置（たとえば、図８に示す例では、中心位置Ｐ０、無限遠側位置Ｐ１、至近側位置Ｐ２）で焦点評価値を取得し、異なるフォーカスレンズ位置で取得した焦点評価値の大小関係を求めることで、ウォブリング範囲内の合焦位置や、サーチ駆動におけるサーチ方向を特定することができる。しかしながら、絞り値が大きいほど（絞り開口径が小さいほど）、被写界深度は大きくなるため、フォーカスレンズ位置に対す焦点評価値の変化（焦点評価値の山）は緩やかとなり、異なるフォーカスレンズ位置で取得した焦点評価値の大小関係が求め難くなる。そのため、ウォブリング駆動において、合焦位置やサーチ方向を特定することが困難となってしまう場合がある。

そこで、本実施形態において、カメラ制御部２１は、絞り値が大きいほど（絞り開口径が小さいほど）、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を大きな値で算出する。具体的には、本実施形態では、絞り値（Ｆ値）とウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’との対応関係を示すテーブルが、カメラ制御部２１のＲＯＭに予め記憶されており、カメラ制御部２１は、このテーブルを参照することで、現在の絞り値（Ｆ値）に対する、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を算出することができる。

なお、図１０の（１）に示すように、ＲＯＭに記憶されているウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’は、焦点面の移動距離（単位：ｍｍ）に基づく値である。一方、本実施形態では、カメラ制御部２１からレンズ制御部３６に駆動パルス信号を送信することで、フォーカスレンズ駆動モータ３１１を介して、フォーカスレンズ３３を駆動パルス数に対応する移動距離だけ駆動させることができる。そのため、カメラ制御部２１は、図１０の（２），（３）に示すように、ステップＳ１０４で取得した像面移動係数Ｋ（単位：駆動パルス数／ｍｍ）に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’（単位：ｍｍ）を、駆動パルス数を単位とする値に変換する。なお、図１０は、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂの決定方法を説明するための図である。

次いで、ステップＳ１０６では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の取得が行われる。本実施形態では、レンズメモリ３７にフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の情報が記憶されており、カメラ制御部２１は、接続部２０２，３０２を介して、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲をレンズメモリ３７から取得する。

ステップＳ１０７では、カメラ制御部２１により、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇの取得が行われる。フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇは、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲と同様に、レンズメモリ３７に記憶されており、カメラ制御部２１は、接続部２０２，３０２を介して、フォーカスレンズ３３のガタ量をレンズメモリ３７から取得する。

ステップＳ１０８では、カメラ制御部２１により、ウォブリング駆動幅の本決定処理が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、図１０の（４），（５）に示すように、ステップＳ１０６で取得したフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲（単位：駆動パルス数）と、ステップＳ１０７で取得したフォーカスレンズ３３のガタ量Ｇ（単位：駆動パルス数）とに基づいて、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂ（単位：駆動パルス数）を本決定する。

具体的には、カメラ制御部２１は、まず、下記式（４）に示すように、ステップＳ１０６で取得したフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲に基づいて、ウォブリング駆動幅の上限値Δｗｏｂ_ｍａｘを算出する。
Δｗｏｂ_ｍａｘ＝フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲×ｋ１ ・・・（４）
なお、上記式（４）中、ｋ１は１未満の定数であり、動画像の見栄え、静音、ウォブリング時間などの観点から、適宜、設定することができる。また、上述したように、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲は、フォーカスレンズ３３を至近端から無限遠端までに駆動させるために必要な駆動パルス数で表すことができるため、ウォブリング駆動幅の上限値Δｗｏｂ_ｍａｘとしては、フォーカスレンズ３３を至近端から無限遠端まで駆動させる駆動パルス数よりも小さい駆動パルス数が得られることとなる。

次いで、カメラ制御部２１は、下記式（５）に示すように、ステップＳ１０７で取得したフォーカスレンズ３３のガタ量Ｇに基づいて、ウォブリング駆動幅の下限値Δｗｏｂ_ｍｉｎを算出する。
Δｗｏｂ_ｍｉｎ＝フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇ×ｋ２ ・・・（５）
なお、上記式（５）中、ｋ２は１よりも大きい定数であり、レンズ鏡筒３の製造ばらつきを考慮して、１．５〜５の数値とすることが好ましい。また、上述したように、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇは、フォーカスレンズ駆動モータ３３１が第１の駆動機構５００をガタ量Ｇだけ駆動させるために必要な駆動パルス数で表せることができるため、ウォブリング駆動幅の下限値Δｗｏｂ_ｍｉｎとしては、第１の駆動機構５００をガタ量Ｇを超えて駆動することができる駆動パルス数、すなわち、フォーカスレンズ３３側の第２の駆動機構６００を駆動することができ、フォーカスレンズ３３を至近側あるいは無限遠側に移動することができる駆動パルス数が得られることとなる。

そして、カメラ制御部２１は、下記式（６）に示すように、ステップＳ１０５で算出したウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’と、ウォブリング駆動幅の上限値Δｗｏｂ_ｍａｘと、ウォブリング駆動幅の下限値Δｗｏｂ_ｍｉｎとを比較することで、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを本決定する。

すなわち、カメラ制御部２１は、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’が、ウォブリング駆動幅の下限値Δｗｏｂ_ｍｉｎ以下である場合には、ウォブリング駆動幅の下限値Δｗｏｂ_ｍｉｎをウォブリング駆動幅Δｗｏｂとして本決定する。また、カメラ制御部２１は、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’が、ウォブリング駆動幅の下限値Δｗｏｂ_ｍｉｎよりも大きく、ウォブリング幅上限値Δｗｏｂ_ｍａｘよりも小さい場合には、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’をウォブリング幅Δｗｏｂとして本決定する。さらに、カメラ制御部２１は、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’が、ウォブリング駆動幅の上限値Δｗｏｂ_ｍａｘ以上である場合には、ウォブリング駆動幅の上限値Δｗｏｂ_ｍａｘをウォブリング幅Δｗｏｂとして本決定する。

ステップＳ１０９では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０８で本決定されたウォブリング幅Δｗｏｂに基づいて、ウォブリング駆動が実行される。すなわち、カメラ制御部２１は、図８に示すように、フォーカスレンズ３３を、現在のフォーカスレンズ３３のレンズ位置である中心位置Ｐ０よりもウォブリング駆動幅Δｗｏｂだけ無限遠側の無限遠側位置Ｐ１と、中心位置Ｐ０よりもウォブリング駆動幅Δｗｏｂだけ至近側の至近側位置Ｐ２との間で駆動させながら、中心位置Ｐ０、無限遠側位置Ｐ１、至近側位置Ｐ２のそれぞれにおいて焦点評価値を算出する。

また、ステップＳ１０９において、カメラ制御部２１は、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値を用いて、合焦位置の検出、および、サーチ駆動におけるサーチ方向の決定を行う。

具体的には、カメラ制御部２１は、中心位置Ｐ０の焦点評価値をＶ_ｃｔとし、無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値をＶ_ｆｒとし、至近側位置Ｐ２の焦点評価値をＶ_ｎｒとした場合に、中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔと、無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒと、至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒとが、下記式（７）の関係を満たす場合には、ウォブリング駆動においてフォーカスレンズ３３を駆動させた範囲内に合焦位置があるものと判断し、ウォブリング駆動の駆動範囲内おいて合焦位置を検出する。
無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒ＜中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔ、かつ、中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔ＞至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒ ・・・（７）

一方、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値が、上記式（７）の関係を満たさず、ウォブリング駆動の駆動範囲内おいて合焦位置が検出できない場合には、カメラ制御部２１は、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値に基づいて、サーチ駆動におけるサーチ方向を決定する。

具体的には、カメラ制御部２１は、中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔと、無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒと、至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒとが、下記式（８）の関係を満たす場合には、無限遠方向をサーチ方向として決定し、一方、下記式（９）の関係を満たす場合には、至近方向をサーチ方向として決定する。
無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒ＞中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔ＞至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒ ・・・（８）
無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒ＜中心位置Ｐ０の焦点評価値Ｖ_ｃｔ＜至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒ ・・・（９）

また、カメラ制御部２１は、ウォブリング駆動において得られた焦点評価値が、上記式（７）〜（９）のいずれの関係も満たさない場合には、サーチ駆動におけるサーチ方向を検出不能と判断し、予め定めた方向（無限遠方向または至近方向）を、サーチ駆動におけるサーチ方向として決定する。なお、サーチ方向が検出不能である場合に、サーチ駆動を行わずに、再び待機する構成としてもよい。

ステップＳ１１０では、カメラ制御部２１により、ステップＳ１０９で実行されたウォブリング駆動において、合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。ウォブリング駆動において合焦位置が検出された場合には、ステップＳ１１１に進み、カメラ制御部２１により、合焦位置までフォーカスレンズ３３を駆動させる合焦駆動が行われる。一方、ウォブリング駆動において合焦位置が検出されなかった場合には、サーチ駆動を行うために、ステップＳ１１２に進む。

ステップＳ１１２では、カメラ制御部２１により、サーチ駆動が実行される。本実施形態において、カメラ制御部２１は、ステップＳ１０９のウォブリング駆動により決定されたサーチ方向に向けて、フォーカスレンズ３３を駆動させることで、サーチ駆動を実行する。

そして、ステップＳ１１３では、サーチ駆動により合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。合焦位置が検出された場合には、ステップＳ１１１に進み、検出された合焦位置にフォーカスレンズ３３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場合には、ステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、カメラ制御部２１により、サーチ駆動を、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の全域、すなわち、無限遠端位置から至近端位置の間の全域について行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の全域について、サーチ駆動を行なっていない場合には、ステップＳ１１２に戻り、サーチ駆動、すなわち、フォーカスレンズ３３を駆動させながら、コントラスト検出方式による合焦位置の検出を、所定の間隔で実行する動作を継続して行う。一方、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の全域について、サーチ駆動の実行を完了している場合には、ステップＳ１１５に進み、カメラ制御部２１により、表示部２８２を介して、合焦位置が検出不能である旨の表示が行われる。

以上のように、第１実施形態では、ウォブリング駆動において、フォーカスレンズ３３を駆動させるウォブリング駆動幅Δｗｏｂ（単位：駆動パルス数）が、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇ（単位：駆動パルス数）よりも大きくなるように、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを決定する。従来では、レンズ鏡筒３の種別によっては、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂがフォーカスレンズ３３のガタ量Ｇよりも小さくなる場合があり、このような場合に、ウォブリング駆動においてフォーカスレンズ３３を微小駆動させることができず、その結果、焦点評価値が一点のみで算出され、ウォブリング駆動において合焦位置やサーチ方向を検出することができないという問題があった。これに対して、本実施形態では、ウォブリング駆動を行う際に、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂがフォーカスレンズ３３のガタ量Ｇよりも大きい値に制限されるため、ウォブリング駆動においてフォーカスレンズ３３を微小駆動させることができ、ウォブリング駆動において、合焦位置やサーチ方向を適切に検出することが可能となる。

また、本実施形態では、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂ（単位：駆動パルス数）が、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲（単位：駆動パルス数）よりも小さくなるように、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを決定する。従来では、レンズ鏡筒３の種別によっては、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂがフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲よりも大きくなる場合があり、このような場合に、無限遠端と至近端の２点でのみ焦点評価値が算出されてしまうため、図８に示すように、３点で焦点評価値を算出することができず、ウォブリング駆動において合焦位置やサーチ方向を適切に検出することができない場合があった。また、無限遠端から至近端までウォブリング駆動させた場合には、ウォブリング駆動に時間がかかり、撮影者の使用感を損なう場合もあった。これに対して、本実施形態では、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂがフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲よりも小さい値に制限されるため、このような問題を抑制することができる。

さらに、絞り値が大きいほど（絞り開口径が小さいほど）、被写界深度は大きくなるため、ウォブリング駆動により異なるフォーカスレンズ位置で焦点評価値を算出した場合でも、異なるフォーカスレンズ位置の焦点評価値の変化が小さくなり、合焦位置やサーチ方向を特定することが困難となる場合があった。これに対して、本実施形態では、絞り値が大きいほど（絞り開口径が小さいほど）、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを大きくすることで、異なるフォーカスレンズ位置で得られた焦点評価値の変化が小さい場合でも、焦点評価値の大小関係を適切に求めることができるため、合焦位置やサーチ方向を適切に検出することができる。

また、単に、絞り値に基づいて、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを設定した場合には、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂがフォーカスレンズ３３のガタ量Ｇよりも小さくなる場合や、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂがフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲よりも大きくなる場合があるが、上述したように、本実施形態では、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇおよびフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲に基づいて決定することで、このように絞り値に基づいてウォブリング駆動幅Δｗｏｂを算出した場合でも、ウォブリング駆動を適切に実行することが可能となる。

《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、以下に説明するように、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。

すなわち、第２実施形態において、カメラ制御部２１は、図１１に示すように、ウォブリング駆動において、フォーカスレンズ３３を、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂにて交互に往復駆動させることで、無限遠側位置Ｐ１および至近側位置Ｐ２において焦点評価値を繰り返し取得する。なお、図１１は、第２実施形態に係るウォブリング駆動時におけるフォーカスレンズ位置と時間との関係を示す図である。

また、第２実施形態において、カメラ制御部２１は、第１実施形態と同様に、絞り値（Ｆ値）、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇ、および、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲に基づいて、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを決定する。すなわち、カメラ制御部２１は、絞り値（Ｆ値）が大きいほどウォブリング駆動幅Δｗｏｂを大きくするとともに、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂに対応する駆動指示量が、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇよりも大きく、かつ、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲よりも小さくなるように、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを決定する。

また、カメラ制御部２１は、ウォブリング駆動により得られる焦点評価値が一定時間以上変化しない場合には、図１２に示すように、ウォブリング駆動位置を変更する。図１２は、ウォブリング駆動位置の変更方法を説明するための図である。

具体的には、カメラ制御部２１は、たとえば、無限遠側位置で検出された焦点評価値の平均値と、至近側位置で検出された焦点評価値の平均値とを比較し、焦点評価値の平均値が大きい方向にウォブリング駆動位置を修正することができる。たとえば、図１２に示す例では、時刻ｔ１において、焦点評価値が一定時間以上変化していないと判断され、無限遠側位置で検出された焦点評価値の平均値と、至近側位置で検出された焦点評価値の平均値との比較が行われる。そして、図１２に示す例では、無限遠側位置で得られた焦点評価値の平均値の方が、至近側位置で得られた焦点評価値の平均値よりも大きいと判断され、ウォブリング駆動位置が無限遠側に修正される。このように、ウォブリング駆動位置を、焦点評価値の大きい方向に修正することで、フォーカスレンズ３３を被写体に追従させることが可能となる。

なお、ウォブリング駆動位置の移動量（修正量）は、特に限定されないが、たとえば、ウォブリング駆動幅に相当する量だけ、ウォブリング駆動位置を修正することができる。また、ウォブリング駆動により得られる焦点評価値が一定時間以上変化しない場合に、ウォブリング駆動位置を修正する構成に限定されず、たとえば、所定数以上の焦点評価値を取得した場合において、焦点評価値が一定値以上変化していない場合も、ウォブリング駆動位置を修正する構成とすることができる。

次いで、図１３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。図１３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。なお、以下においても、ライブビューモードまたは動画撮影モードが選択されている場合における、カメラ１の動作例を説明する。

ステップＳ２０１では、第１実施形態のステップＳ１０１と同様に、焦点評価値の算出処理が開始される。そして、ステップＳ２０２〜Ｓ２０７では、第１実施形態のステップＳ１０３〜Ｓ１０８と同様に、絞り値（Ｆ値）と像面移動係数Ｋとの取得が行われ（ステップＳ２０２，Ｓ２０３）、取得した絞り値（Ｆ値）と像面移動係数Ｋとに基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’が決定される（ステップＳ２０４）。さらに、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲とガタ量Ｇの取得が行われ（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）、取得したフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲とガタ量Ｇとに基づいて、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂが本決定される（ステップＳ２０７）。

ステップＳ２０８では、カメラ制御部２１により、図１１に示すように、ステップＳ２０７で決定されたウォブリング駆動幅Δｗｏｂに基づいて、ウォブリング駆動が実行される。第２実施形態では、フォーカスレンズ３３をウォブリング駆動幅Δｗｏｂで交互に駆動させることで、無限遠側位置Ｐ１と至近側位置Ｐ２で焦点評価値を取得し、取得した焦点評価値に基づいて、サーチ駆動におけるサーチ方向を決定する。

具体的には、カメラ制御部２１は、無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値をＶ_ｆｒとし、至近側位置Ｐ２の焦点評価値をＶ_ｎｒとした場合に、無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒと、至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒとが、下記式（１０）の関係を満たす場合には、無限遠側方向をサーチ方向として決定し、一方、下記式（１１）の関係を満たす場合には、至近側方向をサーチ方向として決定する。
無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒ＞至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒ ・・・（１０）
無限遠側位置Ｐ１の焦点評価値Ｖ_ｆｒ＜至近側位置Ｐ２の焦点評価値Ｖ_ｎｒ ・・・（１１）

そして、ステップＳ２０９では、カメラ制御部２１により、ステップＳ２０８で得られた焦点評価値に基づいて、サーチ駆動を実行するか否かの判断が行われる。具体的には、カメラ制御部２１は、一定時間以上、焦点評価値が一定値以上変化していない場合には、サーチ駆動を実行しないと判断し、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、図１２に示すように、カメラ制御部２１により、ウォブリング駆動位置の修正が行われ、修正されたウォブリング駆動位置でウォブリング駆動が再度実行される。一方、焦点評価値が所定値以上変化した場合には、サーチ駆動を実行するために、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２１１では、カメラ制御部２１により、サーチ駆動が実行される。具体的には、カメラ制御部２１は、ステップＳ２０８のウォブリング駆動で決定されたサーチ方向にフォーカスレンズ３３を駆動させることで、ウォブリング駆動を実行する。

ステップＳ２１２では、第１実施形態のステップＳ１１３と同様に、サーチ駆動により合焦位置が検出されたか否かの判断が行われる。合焦位置が検出された場合には、ステップＳ２１３に進み、検出された合焦位置にフォーカスレンズ３３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場合には、ステップＳ２１４に進み、サーチ駆動をフォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の全域で行なったか否かの判定が行なわれる。フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の全域について、サーチ駆動を行なっていない場合には、ステップＳ２１１に戻り、サーチ駆動が継続して実行される。一方、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲の全域について、スキャン動作の実行を完了している場合には、ステップＳ２１５に進み、合焦位置が検出不能である旨の表示が行われる。

以上のように、第２実施形態では、図１１に示すように、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂにて、交互にフォーカスレンズ３３を往復駆動させるウォブリング駆動を行う。また、第２実施形態においても、絞り値（Ｆ値）、フォーカスレンズ３３のガタ量Ｇ、および、フォーカスレンズ３３の駆動可能範囲に基づいて、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを決定することで、ウォブリング駆動幅Δｗｏｂを、ウォブリング駆動に適切な大きさとすることができ、ウォブリング駆動において合焦位置やサーチ方向を適切に検出することができる。

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。

たとえば、上述した実施形態では、像面移動係数Ｋを、像面移動係数Ｋ＝（フォーカスレンズ３３の駆動量／像面の移動量）として説明したが、この構成に限定されず、たとえば、像面移動係数Ｋ＝（像面の移動量／フォーカスレンズ３３の駆動量）のように定義をすることもできる。この場合、像面移動係数Ｋが大きくなるほど、フォーカスレンズ３３の駆動に伴う像面の移動量は大きくなる。

また、上述した実施形態では、絞り値とウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’との関係を示すテーブルを参照して、現在の絞り値に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を決定する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、カメラ制御部２１は、レンズ鏡筒３の像面移動量に基づいて、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を決定する構成としてもよい。たとえば、カメラ制御部２１は、レンズ鏡筒３がワイドレンズである場合には、ウォブリング駆動における像面移動量が小さくなるように、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を設定し、一方、レンズ鏡筒３がテレレンズである場合には、ウォブリング駆動における像面移動量が大きくなるように、ウォブリング駆動幅の仮決定値Δｗｏｂ’を設定することができる。

１…デジタルカメラ
２…カメラ本体
２１…カメラ制御部
２２…撮像素子
２９…カメラ送受信部
２９１…カメラ側第１通信部
２９２…カメラ側第２通信部
３…レンズ鏡筒
３２…ズームレンズレンズ
３２１…ズームレンズ駆動モータ
３３…フォーカスレンズ
３３１…フォーカスレンズ駆動モータ
３６…レンズ制御部
３７…レンズメモリ
３８…レンズ送受信部
３８１…レンズ側第１通信部
３８２…レンズ側第２通信部

Claims (5)

1. レンズ鏡筒が備える焦点調節レンズの駆動ガタ量の情報を取得する取得部と、
   前記焦点調節レンズの駆動幅に対応する駆動指示量により前記焦点調節レンズにウォブリング駆動を実行させる駆動制御部と、を備え、
   前記駆動制御部は、前記レンズ鏡筒の絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動ガタ量よりも大きいと、前記絞り値による駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行し、前記絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動ガタ量以下であると、前記駆動ガタ量に対応する駆動幅よりも大きい駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行する焦点調節装置。
2. 請求項１に記載の焦点調節装置であって、
   前記取得部は、前記焦点調節レンズの駆動可能範囲の情報をさら取得し、
   前記駆動制御部は、前記駆動指示量と、前記焦点調節レンズの駆動ガタ量と、前記焦点調節レンズの駆動可能範囲とにより前記ウォブリング駆動を実行する焦点調節装置。
3. 請求項２に記載の焦点調節装置であって、
   前記駆動制御部は、前記駆動指示量が前記駆動可能範囲よりも小さい駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅とする焦点調節装置。
4. 請求項２または３に記載の焦点調節装置であって、
   前記駆動制御部は、前記絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動可能範囲よりも小さいと、前記絞り値による駆動幅を前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行し、前記絞り値による駆動幅に対応する前記駆動指示量が前記駆動可能範囲以上であると、前記駆動可能範囲に対応する駆動幅よりも小さい駆動幅を、前記焦点調節レンズの駆動幅として前記ウォブリング駆動を実行する焦点調節装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の焦点調節装置を備える光学機器。
   

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