JPWO2018051730A1 - レンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法 - Google Patents
レンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、フォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができるレンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法を提供することを目的とする。駆動分解能が高い、駆動範囲が長い等の理由により停止可能位置の数が多いレンズ群を第１のフォーカスレンズ群とすると、カメラ本体とレンズ装置との通信上の制約（コマンドのビット長）により必要な位置及び分解能で駆動できない場合がある。そこで本発明の第１の態様に係るレンズ装置では、停止可能位置の数が少ないレンズを第１のフォーカスレンズ群として通信により駆動し、第２のフォーカスレンズ群はレンズ装置での演算により通信コマンドの制約を受けずに駆動する。これによりフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができる。
Description
本発明はレンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法に関し、特に複数のフォーカスレンズ群を駆動するレンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法に関する。
カメラ本体からの指令に基づいてレンズ装置側でレンズ群の駆動を行うカメラシステムが知られている。そしてこのようなカメラシステムにおいて、レンズ装置が複数のレンズ群を備える場合がある。例えば特許文献１では、複数のレンズ群からなるフォーカスレンズを駆動する場合に、フォーカスレンズが１つのレンズ群からなるものとしてレンズの移動量を演算し、カメラボディ（本体）から交換レンズに移動量を指示する。そしてカメラボディから指示された駆動量と、レンズ移動量の関係を示すテーブル情報と、第１，第２レンズの位置情報とに基づいて、交換レンズ側で第１，第２レンズの駆動量を求める。
また特許文献２では、複数のレンズ群を備えるカメラシステムでレンズ群の駆動をする場合に、第１のレンズ群の位置に対応する第２のレンズ群の駆動目的位置を、位置算出用の数式に基づいて算出することが記載されている。
カメラ本体からレンズ装置（交換レンズ）への指令に基づいてレンズを駆動する場合、カメラ本体からレンズ装置への通信コマンドのビット長の制限内で位置検出分解能とストローク（移動量）を設定する必要がある。例えば、フォーカスレンズの移動可能範囲（停止可能位置の数）はレンズの位置を指定するコマンドのビット長によって定まる。よって、分解能が低くてよいレンズの場合は移動範囲を広くすることができるが、高い分解能が要求されるレンズの場合は移動可能範囲が狭くなってしまう。このため、対象とする被写体に対して狭い移動範囲内で合焦させることができない場合は、移動範囲を拡大するために分解能を落とさざるを得ない。
また、マクロレンズなどでは周辺解像性能と収差性能とを両立させるため複数群のフォーカスレンズを変位させる構成が採用されるが、各レンズ群をアクチュエータで独立駆動する必要がある場合にそれぞれのレンズ群をカメラボディからの通信で制御するとシステムが複雑になり、また各レンズ群が焦点面に与える精度が異なるため設計が困難になってしまう。
上述の状況に関し、特許文献１では第１，第２レンズの駆動精度を考慮しておらず、またフォーカスレンズが１つのレンズ群からなるものとしてレンズの移動量を演算するため、相対的に高精度に駆動する必要があるレンズの停止精度（駆動分解能）を任意に指定することができない。また、特許文献２ではレンズ交換型システム化した場合、上述した通信コマンドのビット長の制約によりレンズの駆動範囲と分解能とを両立できない場合がある。
このように、従来の技術はフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立できるものではなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができるレンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するため、本発明の第１の態様に係るレンズ装置は、カメラ本体に装着されるレンズ装置であって、それぞれ独立して駆動される第１のフォーカスレンズ群及び第２のフォーカスレンズ群を含む複数のフォーカスレンズ群と、第１のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第１の目標位置を、カメラ本体との通信によりあらかじめ定められたビット長で取得する目標位置取得部と、第１の目標位置に基づいて、第２のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第２の目標位置を算出する算出部と、第１の目標位置及び第２の目標位置に従って第１のフォーカスレンズ群及び第２のフォーカスレンズ群を駆動する駆動部と、を備え、第１のフォーカスレンズ群は、停止可能位置の数が第２のフォーカスレンズ群よりも少ないフォーカスレンズ群である。
駆動分解能が高い、駆動範囲が長い等の理由により停止可能位置の数が多いレンズ群を第１のフォーカスレンズ群とすると、カメラ本体とレンズ装置との通信上の制約（コマンドのビット長）により必要な位置及び分解能で駆動できない場合がある。そこで第１の態様では、停止可能位置の数が少ないレンズを第１のフォーカスレンズ群として通信により駆動し、第２のフォーカスレンズ群はレンズ装置での演算により通信コマンドの制約を受けずに駆動する。これによりフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができる。
なお第１の態様において、レンズ装置はカメラ本体に着脱される交換レンズであってもよい。また、第１，第２のフォーカスレンズ群は１以上の任意枚数のレンズで構成されていてよい。
第２の態様に係るレンズ装置は第１の態様において、第１のフォーカスレンズ群は、単独で同じ変位量を与えた際のレンズ装置のレンズ特性に対する所定の変動が第２のフォーカスレンズ群よりも少ないフォーカスレンズ群である。第２の態様は第１のフォーカスレンズ群がどのようなレンズ群であるかの一態様を規定するもので、単独で同じ変位量を与えた際のレンズ装置のレンズ特性に対する所定の変動が第２のフォーカスレンズ群よりも少ないフォーカスレンズ群を「第１のフォーカスレンズ群」としているので、第１のフォーカスレンズ群をカメラ本体との通信（コマンドのビット長に制限があり、駆動量によっては分解能を下げざるを得ない）により駆動してもレンズ装置全体としての特性の変動は小さい。また第２のフォーカスレンズ群はレンズ装置での演算により駆動するので、通信上の制約を受けず、駆動範囲と分解能とを両立させて高精度に駆動することができる。また第２の態様によれば、カメラ本体からは見かけ上一つのレンズを制御するため、制御系、通信系等システムを簡易化することができる。
第３の態様に係るレンズ装置は第２の態様において、レンズ特性に対する所定の変動は単位変位量に対する像面の位置変動である。第３の態様はレンズの変位により変動するレンズ特性の一態様を規定するもので、単位変位量に対する像面の位置変動が第２のフォーカスレンズ群よりも少ないレンズ群を「第１のフォーカスレンズ群」とするので、「第２のフォーカスレンズ群」はレンズ装置での演算により、通信上の制約を受けず駆動範囲と分解能とを両立させて高精度に駆動することができる。
第４の態様に係るレンズ装置は第２または第３の態様において、第１のフォーカスレンズ群の駆動分解能と第２のフォーカスレンズ群の駆動分解能とはそれぞれ独立して設定されており、第１のフォーカスレンズ群の駆動分解能は第２のフォーカスレンズ群の駆動分解能より低い。第４の態様では、駆動分解能が低いレンズ群を第１のフォーカスレンズ群とすることで、駆動分解能が高い第２のフォーカスレンズ群は通信上の制約を受けずレンズ装置側で高精度に駆動可能であり、駆動範囲と分解能とを両立することができる。
第５の態様に係るレンズ装置は第２から第４の態様のいずれか１つにおいて、レンズ特性に対する所定の変動は、単位変位量に対する合焦被写体の撮影距離の変動である。第５の態様はレンズの変位により変動するレンズ特性の一態様を規定するもので、単位変位量に対する合焦被写体の撮影距離の変動が少ないレンズ群を第１のフォーカスレンズ群とすることで、第１のフォーカスレンズ群をビット長に起因する制約があるカメラ本体との通信で駆動してもレンズ装置全体としてのレンズ特性の変動を少なくすることができる。また第２のフォーカスレンズ群はレンズ装置での演算により駆動することで、通信上の制約を受けず駆動範囲と分解能を両立させることができる。
第６の態様に係るレンズ装置は第２から第５の態様のいずれか１つにおいて、第１のフォーカスレンズ群は、撮影距離が無限遠の被写体に合焦した状態から撮影距離が最至近の被写体に合焦した状態に至るまでの所要変位量が第２のフォーカスレンズ群よりも小さいフォーカスレンズ群である。所要変位量が大きいレンズ群を第１のフォーカスレンズ群とすると、通信コマンドのビット長の制約により変位量によっては駆動分解能を下げざるを得ない場合がある。そこで第６の態様では所要変位量が小さいレンズ群を第１のフォーカスレンズ群とし、所要変位量が大きい第２のフォーカスレンズ群はレンズ装置側での演算により駆動する。これにより通信上の制約を受けず、レンズ装置側で高精度に駆動可能であり、駆動範囲と分解能とを両立することができる。
第７の態様に係るレンズ装置は第２から第６の態様のいずれか１つにおいて、レンズ特性に対する所定の変動は単位変位量に対する像倍率変動である。第７の態様はレンズの変位により変動するレンズ特性の一態様を規定するものであり、単位変位量に対する像倍率変動が少ないレンズ群を第１のフォーカスレンズ群とすることで、第１のフォーカスレンズ群をビット長に起因する制約があるカメラ本体との通信で駆動してもレンズ装置全体としてのレンズ特性の変動を少なくすることができる。また第２のフォーカスレンズ群はレンズ装置での演算により駆動することで、通信上の制約を受けず駆動範囲と分解能を両立させることができる。
第８の態様に係るレンズ装置は第１から第７の態様のいずれか１つにおいて、算出部は、あらかじめ記憶された、第１のフォーカスレンズ群の変位量と第２のフォーカスレンズ群の変位量との関係を参照して第２の目標位置を算出する。第８の態様は、第２の目標位置算出の処理を具体的に規定するものである。
第９の態様に係るレンズ装置は第１から第８の態様のいずれか１つにおいて、複数のフォーカスレンズ群は、第１のフォーカスレンズ群及び／または第２のフォーカスレンズ群の変位に起因するレンズ装置の光学収差を補正するための収差補正レンズ群を含む。第９の態様において、収差補正レンズ群が第１または第２のフォーカスレンズ群であってもよい。
第１０の態様に係るレンズ装置は第１から第９の態様のいずれか１つにおいて、カメラ本体に対し第１のフォーカスレンズ群の駆動特性を示す情報を送信する送信部をさらに備え、目標位置取得部は、送信した情報に基づいてカメラ本体が生成した駆動目標位置を第１の目標位置として取得する。第１０の態様は、第１の目標位置取得の処理（カメラ本体が生成した第１のフォーカスレンズの目標位置を通信により取得すること）を具体的に規定するものである。
上述の目的を達成するため、本発明の第１１の態様に係るカメラシステムは、第１から第１０のいずれか１つに記載のレンズ装置と、レンズ装置が装着されるカメラ本体と、を備える。第１１の態様によれば、第１の態様と同様にフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができる。なお第１１の態様において、レンズ装置はカメラ本体に着脱される交換レンズとして構成してもよい。
上述の目的を達成するため、本発明の第１２の態様に係るレンズ駆動方法は、それぞれ独立して駆動される第１のフォーカスレンズ群及び第２のフォーカスレンズ群を含む複数のフォーカスレンズ群と、第１のフォーカスレンズ群及び第２のフォーカスレンズ群を駆動する駆動部と、を備え、カメラ本体に装着されるレンズ装置のレンズ駆動方法であって、第１のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第１の目標位置を、カメラ本体との通信によりあらかじめ定められたビット長で取得する目標位置取得工程と、第１の目標位置に基づいて、第２のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第２の目標位置を算出する目標位置算出工程と、第１の目標位置及び第２の目標位置に従って第１のフォーカスレンズ群及び第２のフォーカスレンズ群を駆動するレンズ駆動工程と、を有し、目標位置取得工程では、単独で同じ変位量を与えた際のレンズ装置のレンズ特性に対する所定の変動が第２のフォーカスレンズ群よりも少ないフォーカスレンズ群を第１のフォーカスレンズ群として第１の目標位置を受信する。第１２の態様によれば、第１の態様と同様にフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができる。なお、第１２の態様において「レンズ特性に対する所定の変動」とは、第３，第５，及び第７の態様に係るレンズ特性の変動であってよい。
第１３の態様に係るレンズ駆動方法は第１２の態様において、カメラ本体に対し第１のフォーカスレンズ群の駆動特性を示す情報を送信する情報送信工程をさらに有し、目標位置取得工程では送信した情報に基づいてカメラ本体が生成した駆動目標位置を第１の目標位置として取得する。第１３の態様は、第１０の態様と同様に第１の目標位置取得の処理を具体的に規定するものである。なお、第１２，１３の態様に係るレンズ駆動方法をレンズ装置に実行させるプログラム、及びそのようなプログラムのコンピュータ読み取り可能なコードを記録した非一時的記録媒体も、本発明の一態様としてあげることができる。
以上説明したように、本発明のレンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法によれば、フォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができる。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係るレンズ装置、カメラシステム、及びレンズ駆動方法の実施形態について説明する。
＜第１の実施形態＞
＜撮像装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ交換型カメラである撮像装置１００（カメラシステム）の正面斜視図であり、図２は撮像装置１００の要部構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、カメラ本体２００（カメラ本体）と、カメラ本体２００に交換可能に装着される交換レンズ３００（レンズ装置）と、から構成される。カメラ本体２００と交換レンズ３００とは、カメラ本体２００に備えられたマウント２５６と、マウント２５６に対応する交換レンズ３００側のマウント３４６とが結合されることにより交換可能に装着される。
＜撮像装置の構成＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ交換型カメラである撮像装置１００（カメラシステム）の正面斜視図であり、図２は撮像装置１００の要部構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、カメラ本体２００（カメラ本体）と、カメラ本体２００に交換可能に装着される交換レンズ３００（レンズ装置）と、から構成される。カメラ本体２００と交換レンズ３００とは、カメラ本体２００に備えられたマウント２５６と、マウント２５６に対応する交換レンズ３００側のマウント３４６とが結合されることにより交換可能に装着される。
カメラ本体２００の前面には、マウント２５６の他、ファインダ窓２４１、ファインダ切り替えレバー２１４等が設けられている。ファインダ切り替えレバー２１４を矢印ＳＷ方向に回動させると、ファインダで視認可能な像が光学像と電子像との間で切り換わるようになっている。なお、ファインダの光軸Ｌ２は、交換レンズ３００の光軸Ｌ１とは異なる光軸である。また、カメラ本体２００の上面には、主としてレリーズボタン２１１及び撮影モード設定用のダイヤル２１２が設けられている。カメラ本体２００の背面には主として、ファインダ接眼部及びモニタ２１３（図２参照）の他、Ｑボタン（Quickメニュー表示用ボタン）、十字キー、回転ダイヤル、ＭＥＮＵ／ＯＫキー、ＤＩＳＰ／ＢＡＣＫボタン（ＤＩＳＰ：Display）、再生ボタン等、操作部２２０を構成する操作部材が設けられている。
モニタ２１３は、撮影モード時のライブビュー画像表示や再生モード時の再生画像表示に用いられる他、各種パラメータを設定するためのアイコンが２次元マトリクス状に配置された一覧画面の表示に用いられる。
ファインダは、ファインダ窓２４１、液晶シャッタ２４３、ファインダ変倍レンズ２４４、液晶板２４８の他、図示せぬファインダ接眼部、対物レンズ、プリズム、接眼レンズ、液晶板用レンズ等により構成される。
図２は撮像装置１００の要部構成を示すブロック図である。撮像装置１００の動作は、カメラ本体２００のメインＣＰＵ２５１（ＣＰＵ：Central Processing Unit）及び交換レンズ３００のレンズＣＰＵ３４０（目標位置取得部、算出部、駆動部、送信部）によって統括制御されている。
メインＣＰＵ２５１は、フラッシュＲＯＭ２３１（ＲＯＭ：Read Only Memory）に記憶されたカメラ制御プログラム（交換レンズ３００の駆動に関わるプログラムを含む）をＳＤＲＡＭ２３２（ＳＤＲＡＭ：Synchronous Dynamic Random Access Memory）に展開し、ＳＤＲＡＭ２３２をワークメモリとして使用しながら各種処理を実行する。フラッシュＲＯＭ２３１には、メインＣＰＵ２５１が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が記憶されている。ＲＯＭ２２８にはユーザ設定情報等の撮像装置１００の動作に関する各種設定情報等が格納されている。ＳＤＲＡＭ２３２は、メインＣＰＵ２５１の演算作業用領域として利用されると共に、画像データの一時記憶領域としても利用される。また、レンズＣＰＵ３４０は、ＲＯＭ３４４（非一時的記録媒体）に記憶されたレンズ制御プログラムをＲＡＭ３４２（ＲＡＭ：Random Access Memory）に展開し、ＲＡＭ３４２をワークメモリとして使用しながら各種処理を実行する。ＲＯＭ３４４に記憶されたレンズ制御プログラムは本発明のレンズ駆動方法を交換レンズ３００に実行させるためのプログラムを含み、またＲＯＭ３４４にはフォーカスレンズ群の数、各フォーカスレンズ群の駆動特性、いずれのフォーカスレンズ群が「第１のフォーカスレンズ群」であるか、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動量と第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動量との関係（図３参照）等が記録される。
ユーザにより操作部２２０が操作されると、操作部２２０からの信号はメインＣＰＵ２５１に入力され、メインＣＰＵ２５１は入力信号に基づいてカメラ本体２００の各回路を制御すると共に、後述するようにマウント２５６及びマウント通信部２５０を介して交換レンズ３００との間で信号を送受信する。
マウント２５６には端子２５７が設けられており、マウント３４６には端子３４７が設けられていて、交換レンズ３００をカメラ本体２００に装着すると、対応する端子２５７と端子３４７とが接触して通信が可能となる（なお、図１及び図２における端子２５７、端子３４７は概念的に示したものであり、本発明における端子の位置、個数はこれに限定されるものではない）。カメラ本体２００と交換レンズ３００との間ではフォーカスレンズ群の駆動指令、各種制御ステータス（レンズ駆動開始／完了通知等）、及びフォーカスレンズ群の駆動特性等の通信が行われる。上述した端子には例えば接地用端子、同期信号用端子、シリアル通信用端子、制御ステータス通信用端子、及びカメラ本体２００のバッテリ２５２から交換レンズ３００の各部への電源供給用端子が含まれる。
＜交換レンズの構成＞
交換レンズ３００は、主として、ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１（第１のフォーカスレンズ群）、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２（第２のフォーカスレンズ群）、絞りＩ、レンズＣＰＵ３４０等から構成される。なお交換レンズ３００はマクロレンズとすることができるが、これに限定されるものではない。
交換レンズ３００は、主として、ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１（第１のフォーカスレンズ群）、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２（第２のフォーカスレンズ群）、絞りＩ、レンズＣＰＵ３４０等から構成される。なお交換レンズ３００はマクロレンズとすることができるが、これに限定されるものではない。
ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２は、同じ光軸Ｌ１（図１参照）上を前後移動し、ズーム及びフォーカスを行う。ズームレンズＺＬは、ズームレンズ制御部３１０により駆動されて撮影倍率が変更される。第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２は、それぞれ第１フォーカスレンズ群制御部３２０、第２フォーカスレンズ群制御部３２２により駆動される。ズームレンズ制御部３１０、第１フォーカスレンズ群制御部３２０、及び第２フォーカスレンズ群制御部３２２は、それぞれズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２を駆動するためのモータ、及びこれらレンズ及びレンズ群の光軸方向の現在位置を検出する位置センサを備える。なお、第１の実施形態ではカメラ本体２００側のフォーカスレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１とし、被写体側のフォーカスレンズ群を第２フォーカスレンズ群ＦＬ２としているが、この関係は逆でもよい。
絞りＩは、撮像素子２０２へ入射する光量を制御し、シャッタスピードと共に露出の制御を行う。絞りＩは、例えば、５枚の絞り羽根からなり、絞り値Ｆ1.4〜Ｆ11まで１ＡＶ（Aperture Value）刻みで６段階に絞り制御される。絞りＩは、絞り制御部３３０によって駆動され、開口量が調整される。
レンズＣＰＵ３４０は、上述した位置センサによって検出されたズームレンズＺＬの光軸方向の現在位置とレンズ目標位置に基づいて、ズームレンズＺＬの移動量を決定する。またレンズＣＰＵ３４０は、上述した位置センサによって検出された第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の光軸方向の現在位置と、カメラ本体２００から受信した第１フォーカスレンズ群ＦＬ１のレンズ目標位置に基づいて、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動量を決定する。さらにレンズＣＰＵ３４０は、上述した位置センサによって検出された第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の光軸Ｌ１方向の現在位置と、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動量と第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動量との関係（あらかじめ交換レンズ３００のＲＯＭ３４４に記憶されている；図３参照）と、に基づいて、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動量を決定する。第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の特性、及びこれらフォーカスレンズ群の駆動についての詳細な説明は後述する。
ズームレンズ制御部３１０は、レンズＣＰＵ３４０からの指令に従い、ズームレンズＺＬを光軸Ｌ１方向に移動させて撮影倍率を可変する。また、第１フォーカスレンズ群制御部３２０（駆動部）及び第２フォーカスレンズ群制御部３２２（駆動部）は、レンズＣＰＵ３４０からの指令に従い、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２を光軸方向に沿ってそれぞれ独立に前後に移動させて被写体に合焦させる。絞り制御部３３０は、レンズＣＰＵ３４０からの指令に従い、絞りＩの絞り値を変更する。
＜受光及び撮像＞
撮像素子２０２は、ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２、及び絞りＩの後段に配置されており、ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２、及び絞りＩを透過した被写体光を受光する。撮像素子２０２は、多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えている。ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２、及び絞りＩを透過した被写体光は、この撮像素子２０２の受光面上に結像され、各受光素子によって電気信号に変換される。なお、撮像素子２０２としては、ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の様々な光電変換素子を用いることができる。メインＣＰＵ２５１は、撮像素子制御部２０１を制御して、撮像素子２０２の駆動を制御する。
撮像素子２０２は、ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２、及び絞りＩの後段に配置されており、ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２、及び絞りＩを透過した被写体光を受光する。撮像素子２０２は、多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えている。ズームレンズＺＬ、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２、及び絞りＩを透過した被写体光は、この撮像素子２０２の受光面上に結像され、各受光素子によって電気信号に変換される。なお、撮像素子２０２としては、ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の様々な光電変換素子を用いることができる。メインＣＰＵ２５１は、撮像素子制御部２０１を制御して、撮像素子２０２の駆動を制御する。
なお、各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、撮像素子制御部２０１から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決められる。メインＣＰＵ２５１は、撮像素子制御部２０１に対して電荷蓄積時間を指示する。
また、撮像装置１００が撮影モードにセットされると、モニタ２１３にライブビュー画像を表示するため、画像信号の出力が開始される。このライブビュー画像用の画像信号の出力は、本撮影の指示が行われると一旦停止され、本撮影が終了すると再度開始される。
撮像素子２０２から出力される画像信号は、アナログ信号であり、このアナログの画像信号は、アナログ信号処理部２０３に取り込まれる。アナログ信号処理部２０３は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）、及び自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ：Automatic Gain Control）を含んで構成される。ＣＤＳは、画像信号に含まれるノイズの除去を行い、ＡＧＣは、ノイズ除去された画像信号を決められたゲインで増幅する。このアナログ信号処理部２０３で所要の信号処理が施されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２０４（Ａ／Ｄ：Analog to Digital）に取り込まれる。
Ａ／Ｄ変換器２０４は、取り込んだアナログの画像信号を決められたビットの階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換する。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素毎にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の濃度を示す階調値を有している。なお、撮像素子２０２がＭＯＳ型撮像素子(ＭＯＳ：Metal-Oxide Semiconductor)である場合は、Ａ／Ｄ変換器２０４は撮像素子２０２内に内蔵されていることが多く、また上述した相関二重サンプリングは必要としない。
画像入力コントローラ２０５はラインバッファを内蔵しており、Ａ／Ｄ変換器２０４から出力された１コマ分の画像信号を蓄積する。この画像入力コントローラ２０５に蓄積された１コマ分の画像信号は、ＳＤＲＡＭ２３２に格納される。
ＳＤＲＡＭ２３２に格納された１コマ分の画像信号は、点順次（画素の順番）にデジタル信号処理部２０６に取り込まれる。デジタル信号処理部２０６は、点順次に取り込んだＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。
第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の制御方式としては、位相差方式を用いることができる。位相差方式のＡＦ処理（AF: Automatic Focus）を行う場合には、画像データのうちのフォーカス領域内の複数の位相差を持った画素を用いて算出した位相差データから求めたデフォーカス量が０になるように、交換レンズ３００内の第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２を制御する。なお位相差方式を用いる場合、位相差ＡＦ用の撮像素子を別途配設し、位相差ＡＦ用の撮像素子により検出された位相差を用いてＡＦ処理を行うようにしてもよい。なお、いわゆるコントラストＡＦ方式によるフォーカス制御については、後述する。
ＡＥ／ＡＷＢ検出部２２９（ＡＥ：Automatic Exposure、ＡＷＢ：Automatic White Balance）は、ＳＤＲＡＭ２３２に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を取り込み、画面全体のＧ信号を積算し、または画面中央部と周辺部とで異なる重みづけをしたＧ信号を積算し、そのＡＥ制御に必要な積算値をメインＣＰＵ２５１に出力する。メインＣＰＵ２５１は、積算値から輝度値を算出し、輝度値から露出値を求める。また露出値からプログラム線図に従って、絞り値及びシャッタ速度を決定する。
また、ＡＥ／ＡＷＢ検出部２２９は、ＡＷＢ制御に必要な物理量として、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割したエリア毎にＲ、Ｇ、Ｂの画像信号の色別の平均積算値を算出する。メインＣＰＵ２５１は、得られたＲの積算値、Ｂの積算値、Ｇの積算値から分割エリア毎にＲ／Ｇ及びＢ／Ｇの比を求め、求めたＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの値のＲ／Ｇ、Ｂ／Ｇの色空間における分布等に基づいて光源種判別を行う。そして、判別された光源種に適したホワイトバランス調整値に従って、例えば各比の値がおよそ１（つまり、１画面においてＲＧＢの積算比率がＲ：Ｇ：Ｂ＝１：１：１）になるように、ホワイトバランス調整回路のＲ、Ｇ、Ｂ信号に対するゲイン値（ホワイトバランス補正値）を決定する。ＡＥ／ＡＷＢ検出部２２９は、ＳＤＲＡＭ２３２に格納された１コマ分の画像信号に光源種に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行うと共に、ガンマ（階調特性）処理及びシャープネス処理を行ってＲ、Ｇ、Ｂ信号を生成する。
圧縮・伸張処理部２０８は、メインＣＰＵ２５１からの指令に従ってデジタル信号処理部２０６で生成された画像データに圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、圧縮された画像データに伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。
メディア制御部２３４は、メインＣＰＵ２５１からの指令に従い、撮影により得られた画像データをメモリカード２３６に記録し、また、記録済み画像をメモリカード２３６から読み出す。表示制御部２１０は、メインＣＰＵ２５１からの指令に従いモニタ２１３及び液晶板２４８への表示を制御する。ファインダ制御部２３８は、ファインダ変倍レンズ２４４を駆動して、ファインダ変倍レンズ２４４の光軸上への挿脱を行う。液晶シャッタ制御部２３９は、液晶シャッタ２４３の遮光、非遮光状態を制御する。
カメラ本体２００と交換レンズ３００とは、カメラ本体２００のマウント２５６及びマウント通信部２５０、交換レンズ３００のマウント３４６及びマウント通信部３５０（目標位置取得部、送信部）、並びにマウント２５６及びマウント３４６に設けられた端子２５７，３４７を介して通信を行い、レンズ移動指令や絞り変更指令等の各種指令及びその応答、各種制御ステータス、レンズ情報送信指令及びこれに応じたレンズ情報等が送受信される。
＜フォーカスレンズ群の特性＞
第１の実施形態では、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動分解能を１．０μｍ／ＬＳＢ（ＬＳＢ：Least Significant Bit）とし、目標位置を指定するコマンドのビット長が１６ビットとする。この場合停止可能位置の数は６５５３６であり、ストローク（移動可能な距離）は−３２．７６８ｍｍ〜＋３２．７６７ｍｍとなる。一方、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動分解能を０．５μｍ／ＬＳＢ（第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の方が分解能が高い）とし、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の分解能と独立に設定される。この場合、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の停止可能位置の数は１３１０７２であり、ストロークは第１フォーカスレンズ群ＦＬ１と同じ−３２．７６８ｍｍ〜＋３２．７６７ｍｍとなる。なお、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２は１以上の任意枚数のレンズで構成されていてよい。
第１の実施形態では、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動分解能を１．０μｍ／ＬＳＢ（ＬＳＢ：Least Significant Bit）とし、目標位置を指定するコマンドのビット長が１６ビットとする。この場合停止可能位置の数は６５５３６であり、ストローク（移動可能な距離）は−３２．７６８ｍｍ〜＋３２．７６７ｍｍとなる。一方、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動分解能を０．５μｍ／ＬＳＢ（第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の方が分解能が高い）とし、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の分解能と独立に設定される。この場合、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の停止可能位置の数は１３１０７２であり、ストロークは第１フォーカスレンズ群ＦＬ１と同じ−３２．７６８ｍｍ〜＋３２．７６７ｍｍとなる。なお、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２は１以上の任意枚数のレンズで構成されていてよい。
図４は、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２のそれぞれに単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた場合の像面の位置変動（レンズ特性に対する所定の変動の一例）を示す概念図である。第１の実施形態では、図４に示すように第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の単位変位量（変位量“１”）に対する像面の位置変動は第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも低い。
＜フォーカスレンズの駆動方法＞
次に、上述した構成の撮像装置１００におけるフォーカスレンズの駆動方法（レンズ駆動方法）について説明する。図５は第１の実施形態におけるフォーカスレンズの駆動方法を示すフローチャートである。
次に、上述した構成の撮像装置１００におけるフォーカスレンズの駆動方法（レンズ駆動方法）について説明する。図５は第１の実施形態におけるフォーカスレンズの駆動方法を示すフローチャートである。
図示せぬ電源ボタンＯＮ等により撮像装置１００が起動されると、初期設定が行われる（ステップＳ１０）。ステップＳ１０では、カメラ本体２００から交換レンズ３００に対し第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動特性取得要求が送信され、この要求に応じて、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動特性が交換レンズ３００からカメラ本体２００に送信される（情報送信工程）と共に、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２が初期位置（ホームポジション）に駆動される。カメラ本体２００に送信される第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動特性には、例えば無限遠の被写体に合焦するレンズ位置、再至近の被写体に合焦するレンズ位置、焦点深度情報、及び合焦位置への駆動速度が含まれる。
なお、ステップＳ１０の情報送信工程でカメラ本体２００に送信されるのは第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の情報のみであり、カメラ本体２００は第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の存在及びその駆動特性を認識することなく第１フォーカスレンズ群ＦＬ１のみが存在するものとして駆動指令を生成する。第２フォーカスレンズ群ＦＬ２は、交換レンズ３００での演算で得られた駆動量により駆動される（ステップＳ２０及びステップＳ２２を参照）。
ステップＳ１０の初期設定が終了するとステップＳ１２に進み、カメラ本体２００（メインＣＰＵ２５１）はフォーカス制御を開始するか否かを判断する。フォーカス制御は初期設定終了後自動的に開始してもよいし、ライブビューモード設定時等ユーザ操作に応じて開始してもよい。判断が肯定されたら（ステップＳ１２でＹｅｓ）、ステップＳ１４に進む。
ステップＳ１４において、カメラ本体２００は交換レンズ３００に対し第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の現在位置を要求し、この要求に応じて交換レンズ３００からカメラ本体２００に第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の現在位置が送信される（情報送信工程）。続いてステップＳ１６において、カメラ本体２００は上述した位相差方式のＡＦ処理により第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動目標位置（第１の目標位置）及び駆動プロファイルを算出する。駆動目標位置は１６ビット長のコマンドで表され、駆動プロファイルは例えば位置、速度、加速度のプロファイル（図６の（ａ）部分、（ｂ）部分、及び（ｃ）部分をそれぞれ参照）により表される。
ステップＳ１８において、カメラ本体２００はステップＳ１６で算出した第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動目標位置及び駆動速度プロファイルを含む駆動指令を交換レンズ３００に送信し、交換レンズ３００はカメラ本体２００から駆動指令を受信する（目標位置取得工程）。
ステップＳ２０において、レンズＣＰＵ３４０は第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の目標位置を算出する（目標位置算出工程）。具体的には、ステップＳ１８で受信した第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動量に応じて、あらかじめＲＯＭ３４４に記憶された第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動量と第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動量との関係（図３参照）を参照して、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動量を算出する。第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の目標位置（第２の目標位置）は、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動量と現在位置とから算出することができる。第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動プロファイルに対応して算出された第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動プロファイルの例を図７に示す。第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動の際は、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１と同様に加減速が制御される。なお図３に示す関係は、１次の係数と切片を持つ１次関数や２次関数など、レンズ特性に応じて異なる関係となる。このような関係は関数形式で記憶してもよいし、テーブル形式で記憶して必要に応じて補間してもよい。
ステップＳ２２では、第１フォーカスレンズ群制御部３２０及び第２フォーカスレンズ群制御部３２２により、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２をそれぞれの目標位置に独立して駆動する（レンズ駆動工程）。
ステップＳ２４では、カメラ本体２００はフォーカス制御を終了するか否か判断する。肯定されればフォーカス制御を終了し、否定されればステップＳ１４へ戻って制御を継続する。フォーカス制御の開始及び終了は、レリーズボタン２１１の操作に基づいて行ってもよい。例えばライブビュー画像表示モードへの移行によりフォーカス制御を開始し、レリーズボタン２１１のＳ１操作（レリーズボタン２１１を途中まで押し込んでＡＥ条件及びＡＦ条件をロックする操作）によりフォーカス制御を終了することができる。Ｓ１操作の後、Ｓ２操作（レリーズボタン２１１を一番下まで押し込んで、Ｓ１操作でロックした条件で画像を取得する操作）が行われて画像（静止画像）が取得され、取得された画像がモニタ２１３に表示された場合は、画像の表示を終了してライブビュー画像表示モードに復帰したときにフォーカス制御を再開することができる。なお動画撮影の場合、動画像を取得している間は上述のフォーカス制御を行う。
＜第１の実施形態の効果＞
以上説明したように、第１の実施形態では、駆動分解能が低いため停止可能位置の数が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも少なく、また単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の像面の位置変動が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも高い第１フォーカスレンズ群ＦＬ１をカメラ本体２００からの通信コマンドに基づいて駆動し、一方駆動分解能が高いため停止可能位置の数が第１フォーカスレンズ群ＦＬ１よりも多く、また単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の像面の位置変動が第１フォーカスレンズ群ＦＬ１よりも高い第２フォーカスレンズ群ＦＬ２は、交換レンズ３００での演算により駆動量を算出して駆動する。よって、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２について通信コマンドのビット長の制約により駆動分解能を損なうことなく必要な量駆動することができる。
以上説明したように、第１の実施形態では、駆動分解能が低いため停止可能位置の数が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも少なく、また単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の像面の位置変動が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも高い第１フォーカスレンズ群ＦＬ１をカメラ本体２００からの通信コマンドに基づいて駆動し、一方駆動分解能が高いため停止可能位置の数が第１フォーカスレンズ群ＦＬ１よりも多く、また単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の像面の位置変動が第１フォーカスレンズ群ＦＬ１よりも高い第２フォーカスレンズ群ＦＬ２は、交換レンズ３００での演算により駆動量を算出して駆動する。よって、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２について通信コマンドのビット長の制約により駆動分解能を損なうことなく必要な量駆動することができる。
なお、交換レンズ３００において従来技術のように第２フォーカスレンズ群ＦＬ２をカメラ本体２００からのコマンド（ビット長：１６ビット）により駆動する場合、停止可能位置の数は第１フォーカスレンズ群ＦＬ１と同じ６５５３６であるから、駆動分解能を０．５μｍ／ＬＳＢとする場合はストロークが−１６．３８４ｍｍ〜＋１６．３８３５ｍｍとなる。よって、例えば被写体に合焦させるための移動量が−３２．７６８ｍｍである場合は、駆動分解能を１．０μｍ／ＬＳＢ以下に落とさざるを得ず、フォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができない。
このように、第１の実施形態に係る撮像装置１００、カメラ本体２００、交換レンズ３００によればフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができる。また、カメラ本体２００からは見かけ上一つのレンズ（第１フォーカスレンズ群ＦＬ１）を制御するだけで済むため、システムを簡易化することができる。
なお、交換レンズ３００が有する複数のフォーカスレンズ群は、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び／または第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の変位（駆動）に起因する交換レンズ３００の光学収差を補正するための収差補正レンズ群を含んでいてもよい。また、そのような収差補正レンズ群が第１フォーカスレンズ群ＦＬ１または第２フォーカスレンズ群ＦＬ２に該当していてもよい。
また、第１の実施形態においてフォーカスレンズ群は２つに限らず３以上でもよい。フォーカスレンズ群が３以上の場合、単位変位量に対する像面の位置変動が最も少ないレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよいし、位置変動の少なさが２番目、３番目あるいはそれ以上のレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。第１フォーカスレンズ群ＦＬ１よりも単位変位量に対する像面の位置変動が多いレンズ群を第２フォーカスレンズ群ＦＬ２としてレンズ側での演算に基づき駆動すれば、上述の態様と同様の効果を得ることができる。
＜コントラストＡＦ方式によるフォーカスレンズ制御＞
上述の例では、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の制御方式として位相差ＡＦ方式を用いる場合について説明したが、フォーカスレンズ群の制御はいわゆるコントラストＡＦ方式により行ってもよい。コントラストＡＦ方式を用いる場合、ＡＦ検出部２２７はメインＣＰＵ２５１の指令に従ってＳＤＲＡＭ２３２に格納されたＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の画像信号を取り込み、ＡＦ（Automatic Focus）制御に必要な焦点評価値を算出する。ＡＦ検出部２２７は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定されたフォーカス領域（以下、ＡＦエリアという）内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部、及び、ＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたＡＦエリア内の絶対値データを焦点評価値としてメインＣＰＵ２５１に出力する。
上述の例では、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の制御方式として位相差ＡＦ方式を用いる場合について説明したが、フォーカスレンズ群の制御はいわゆるコントラストＡＦ方式により行ってもよい。コントラストＡＦ方式を用いる場合、ＡＦ検出部２２７はメインＣＰＵ２５１の指令に従ってＳＤＲＡＭ２３２に格納されたＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の画像信号を取り込み、ＡＦ（Automatic Focus）制御に必要な焦点評価値を算出する。ＡＦ検出部２２７は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定されたフォーカス領域（以下、ＡＦエリアという）内の信号を切り出すＡＦエリア抽出部、及び、ＡＦエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたＡＦエリア内の絶対値データを焦点評価値としてメインＣＰＵ２５１に出力する。
このような焦点評価値に基づく第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の制御方式としては、焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置にフォーカスレンズを移動させる方式や、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び／または第２フォーカスレンズ群ＦＬ２を焦点評価値が増加する方向に移動させて行き、焦点評価値が減少し始める点を検出するとその位置に第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び／または第２フォーカスレンズ群ＦＬ２を設定する山登り方式を用いることができる。これらの方式によるＡＦサーチ（上述した焦点評価値が極大となる位置または減少し始める位置を検出するための駆動）に関してはフォーカスレンズ側の焦点深度情報などに基づいてサーチ速度（第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の駆動速度）を決定して速度を制御し、合焦位置が確定した後、合焦位置への移動用の速度プロファイルをカメラ本体２００から交換レンズ３００に通知する。
なおコントラストＡＦ方式を用いる場合、合焦位置への駆動制御だけでなくＡＦサーチの際も、上述の説明と同様に第１フォーカスレンズ群ＦＬ１はカメラ本体２００から受信した目標駆動位置に基づいて駆動し、第２フォーカスレンズ群ＦＬ２はレンズ側で算出した駆動量に基づいて駆動する。
＜第２の実施形態＞
上述した第１の実施形態では、単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の像面の位置変動が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも高いフォーカスレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてカメラ本体２００からの通信コマンドに基づいて駆動していたが、本発明における第１フォーカスレンズ群はこのようなレンズ群に限定されるものではない。撮影距離が無限遠の被写体に合焦した状態から撮影距離が最至近の被写体に合焦した状態に至るまでの所要変位量が第２フォーカスレンズ群よりも小さいフォーカスレンズ群、即ち単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の合焦被写体の撮影距離の変動（レンズ特性に対する所定の変動の一例）が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも小さいフォーカスレンズ群（図８参照）を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。なお第２の実施形態において、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動分解能、停止可能位置の数は第１の実施形態と同じ値とすることができる。
上述した第１の実施形態では、単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の像面の位置変動が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも高いフォーカスレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてカメラ本体２００からの通信コマンドに基づいて駆動していたが、本発明における第１フォーカスレンズ群はこのようなレンズ群に限定されるものではない。撮影距離が無限遠の被写体に合焦した状態から撮影距離が最至近の被写体に合焦した状態に至るまでの所要変位量が第２フォーカスレンズ群よりも小さいフォーカスレンズ群、即ち単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際の合焦被写体の撮影距離の変動（レンズ特性に対する所定の変動の一例）が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも小さいフォーカスレンズ群（図８参照）を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。なお第２の実施形態において、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動分解能、停止可能位置の数は第１の実施形態と同じ値とすることができる。
このようなレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１とすることで、撮影距離が無限遠の被写体に合焦した状態から至近端の被写体に合焦した状態に至るまでの所要変位量（ストローク）が大きな第２フォーカスレンズ群ＦＬ２を交換レンズ３００側で高精度に制御することができる。これにより第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、通信コマンドの制約を受けることなくフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができる。また、カメラ本体２００からは見かけ上一つのレンズ（第１フォーカスレンズ群ＦＬ１）を制御するだけで済むため、システムを簡易化することができる。
なお、第２の実施形態において撮像装置、カメラ本体、交換レンズの構成及びレンズ駆動方法は上述した第１の実施形態と同様に実施できるので、詳細な説明は省略する（図１〜７及び対応する記載を参照）。
＜第３の実施形態＞
上述した第１，第２の実施形態の他に、単位変位量に対する像倍率変動（図９参照）が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも小さなレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。なお第３の実施形態において、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動分解能、停止可能位置の数は第１、第２の実施形態と同じ値とすることができる。
上述した第１，第２の実施形態の他に、単位変位量に対する像倍率変動（図９参照）が第２フォーカスレンズ群ＦＬ２よりも小さなレンズ群を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。なお第３の実施形態において、第１フォーカスレンズ群ＦＬ１及び第２フォーカスレンズ群ＦＬ２の駆動分解能、停止可能位置の数は第１、第２の実施形態と同じ値とすることができる。
このようなレンズを第１フォーカスレンズ群ＦＬ１とすることで、単位変位量に対する像倍率変動（レンズ特性に対する所定の変動の一例）が大きな第２フォーカスレンズ群ＦＬ２を交換レンズ３００側で高精度に制御することができる。これにより第３の実施形態においても、第１、第２の実施形態と同様に、通信コマンドの制約を受けることなくフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができ、またブリージング（フォーカス制御に伴う画角変動）の影響を低減することができる。さらに、カメラ本体２００からは見かけ上一つのレンズ（第１フォーカスレンズ群ＦＬ１）を制御するだけで済むため、システムを簡易化することができる。
なお、第３の実施形態において撮像装置、カメラ本体、交換レンズの構成及びレンズ駆動方法は上述した第１、第２の実施形態と同様に実施できるので、詳細な説明は省略する（図１〜８及び対応する記載を参照）。
＜第４の実施形態＞
上述した第１〜第３の実施形態では、「単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際に像面の位置変動、合焦被写体の撮影距離の変動、像倍率変動のいずれかが第２フォーカスレンズ群ＦＬ２より少ないフォーカスレンズ群」を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１とする場合について説明したが、「像面の位置変動、合焦被写体の撮影距離の変動、像倍率変動のうち２つ以上について第２フォーカスレンズ群ＦＬ２より小さいフォーカスレンズ群」を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。また例えば、「像面の位置変動、合焦被写体の撮影距離の変動、及び像倍率変動の全てが第２フォーカスレンズ群ＦＬ２より少ないフォーカスレンズ群」を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。このような場合でも撮像装置、カメラ本体、交換レンズの構成及びレンズ駆動方法は上述した第１〜第３の実施形態と同様に実施することができ、これによりフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができ、またシステムを簡易化することができる。
上述した第１〜第３の実施形態では、「単独で同じ変位量（単位変位量）を与えた際に像面の位置変動、合焦被写体の撮影距離の変動、像倍率変動のいずれかが第２フォーカスレンズ群ＦＬ２より少ないフォーカスレンズ群」を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１とする場合について説明したが、「像面の位置変動、合焦被写体の撮影距離の変動、像倍率変動のうち２つ以上について第２フォーカスレンズ群ＦＬ２より小さいフォーカスレンズ群」を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。また例えば、「像面の位置変動、合焦被写体の撮影距離の変動、及び像倍率変動の全てが第２フォーカスレンズ群ＦＬ２より少ないフォーカスレンズ群」を第１フォーカスレンズ群ＦＬ１としてもよい。このような場合でも撮像装置、カメラ本体、交換レンズの構成及びレンズ駆動方法は上述した第１〜第３の実施形態と同様に実施することができ、これによりフォーカスレンズの駆動範囲と分解能とを両立させることができ、またシステムを簡易化することができる。
＜その他＞
本発明は、上述した実施形態のように全て電子的に行われるフォーカス制御の場合だけでなく、フォーカス制御開始のきっかけがフォーカスリング回動等のマニュアル操作であり実際のフォーカス制御は電子制御で行われる場合にも適用可能である。例えば、フォーカス制御開始のきっかけがユーザによるフォーカスリングの回動である場合は、フォーカスリングの回転量や速度に応じて、カメラ本体２００側で第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の目標駆動位置及び駆動速度を算出する。
本発明は、上述した実施形態のように全て電子的に行われるフォーカス制御の場合だけでなく、フォーカス制御開始のきっかけがフォーカスリング回動等のマニュアル操作であり実際のフォーカス制御は電子制御で行われる場合にも適用可能である。例えば、フォーカス制御開始のきっかけがユーザによるフォーカスリングの回動である場合は、フォーカスリングの回転量や速度に応じて、カメラ本体２００側で第１フォーカスレンズ群ＦＬ１の目標駆動位置及び駆動速度を算出する。
以上で本発明の実施形態に関して説明してきたが、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
１００ 撮像装置
２００ カメラ本体
２０１ 撮像素子制御部
２０２ 撮像素子
２０３ アナログ信号処理部
２０４ Ａ／Ｄ変換器
２０５ 画像入力コントローラ
２０６ デジタル信号処理部
２０８ 圧縮・伸張処理部
２１０ 表示制御部
２１１ レリーズボタン
２１２ ダイヤル
２１３ モニタ
２１４ ファインダ切り替えレバー
２２０ 操作部
２２７ ＡＦ検出部
２２８ ＲＯＭ
２２９ ＡＥ／ＡＷＢ検出部
２３１ フラッシュＲＯＭ
２３２ ＳＤＲＡＭ
２３４ メディア制御部
２３６ メモリカード
２３８ ファインダ制御部
２３９ 液晶シャッタ制御部
２４１ ファインダ窓
２４３ 液晶シャッタ
２４４ ファインダ変倍レンズ
２４８ 液晶板
２５０ マウント通信部
２５１ メインＣＰＵ
２５２ バッテリ
２５６ マウント
２５７ 端子
３００ 交換レンズ
３１０ ズームレンズ制御部
３２０ 第１フォーカスレンズ群制御部
３２２ 第２フォーカスレンズ群制御部
３３０ 絞り制御部
３４０ レンズＣＰＵ
３４２ ＲＡＭ
３４４ ＲＯＭ
３４６ マウント
３４７ 端子
３５０ マウント通信部
Ｃｂ 色差信号
Ｃｒ 色差信号
ＦＬ１ 第１フォーカスレンズ群
ＦＬ２ 第２フォーカスレンズ群
Ｉ 絞り
Ｌ１ 光軸
Ｌ２ 光軸
Ｓ１０〜Ｓ２４ レンズ駆動方法の各ステップ
ＳＷ 矢印
Ｙ 輝度信号
ＺＬ ズームレンズ
２００ カメラ本体
２０１ 撮像素子制御部
２０２ 撮像素子
２０３ アナログ信号処理部
２０４ Ａ／Ｄ変換器
２０５ 画像入力コントローラ
２０６ デジタル信号処理部
２０８ 圧縮・伸張処理部
２１０ 表示制御部
２１１ レリーズボタン
２１２ ダイヤル
２１３ モニタ
２１４ ファインダ切り替えレバー
２２０ 操作部
２２７ ＡＦ検出部
２２８ ＲＯＭ
２２９ ＡＥ／ＡＷＢ検出部
２３１ フラッシュＲＯＭ
２３２ ＳＤＲＡＭ
２３４ メディア制御部
２３６ メモリカード
２３８ ファインダ制御部
２３９ 液晶シャッタ制御部
２４１ ファインダ窓
２４３ 液晶シャッタ
２４４ ファインダ変倍レンズ
２４８ 液晶板
２５０ マウント通信部
２５１ メインＣＰＵ
２５２ バッテリ
２５６ マウント
２５７ 端子
３００ 交換レンズ
３１０ ズームレンズ制御部
３２０ 第１フォーカスレンズ群制御部
３２２ 第２フォーカスレンズ群制御部
３３０ 絞り制御部
３４０ レンズＣＰＵ
３４２ ＲＡＭ
３４４ ＲＯＭ
３４６ マウント
３４７ 端子
３５０ マウント通信部
Ｃｂ 色差信号
Ｃｒ 色差信号
ＦＬ１ 第１フォーカスレンズ群
ＦＬ２ 第２フォーカスレンズ群
Ｉ 絞り
Ｌ１ 光軸
Ｌ２ 光軸
Ｓ１０〜Ｓ２４ レンズ駆動方法の各ステップ
ＳＷ 矢印
Ｙ 輝度信号
ＺＬ ズームレンズ
Claims (13)
- カメラ本体に装着されるレンズ装置であって、
それぞれ独立して駆動される第１のフォーカスレンズ群及び第２のフォーカスレンズ群を含む複数のフォーカスレンズ群と、
前記第１のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第１の目標位置を、前記カメラ本体との通信によりあらかじめ定められたビット長で取得する目標位置取得部と、
前記第１の目標位置に基づいて、前記第２のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第２の目標位置を算出する算出部と、
前記第１の目標位置及び前記第２の目標位置に従って前記第１のフォーカスレンズ群及び前記第２のフォーカスレンズ群を駆動する駆動部と、を備え、
前記第１のフォーカスレンズ群は、停止可能位置の数が前記第２のフォーカスレンズ群よりも少ないフォーカスレンズ群であるレンズ装置。 - 前記第１のフォーカスレンズ群は、単独で同じ変位量を与えた際の前記レンズ装置のレンズ特性に対する所定の変動が前記第２のフォーカスレンズ群よりも少ないフォーカスレンズ群である請求項１に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ特性に対する所定の変動は単位変位量に対する像面の位置変動である請求項２に記載のレンズ装置。
- 前記第１のフォーカスレンズ群の駆動分解能と前記第２のフォーカスレンズ群の駆動分解能とはそれぞれ独立して設定されており、
前記第１のフォーカスレンズ群の駆動分解能は前記第２のフォーカスレンズ群の駆動分解能より低い請求項２または３に記載のレンズ装置。 - 前記レンズ特性に対する所定の変動は、単位変位量に対する合焦被写体の撮影距離の変動である請求項２から４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
- 前記第１のフォーカスレンズ群は、撮影距離が無限遠の被写体に合焦した状態から前記撮影距離が最至近の被写体に合焦した状態に至るまでの所要変位量が前記第２のフォーカスレンズ群よりも小さいフォーカスレンズ群である請求項２から５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ特性に対する所定の変動は単位変位量に対する像倍率変動である請求項２から６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
- 前記算出部は、あらかじめ記憶された、前記第１のフォーカスレンズ群の変位量と前記第２のフォーカスレンズ群の変位量との関係を参照して前記第２の目標位置を算出する請求項１から７のいずれか１項に記載のレンズ装置。
- 前記複数のフォーカスレンズ群は、前記第１のフォーカスレンズ群及び／または前記第２のフォーカスレンズ群の変位に起因する前記レンズ装置の光学収差を補正するための収差補正レンズ群を含む請求項１から８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
- 前記カメラ本体に対し前記第１のフォーカスレンズ群の駆動特性を示す情報を送信する送信部をさらに備え、
前記目標位置取得部は、前記送信した情報に基づいて前記カメラ本体が生成した駆動目標位置を前記第１の目標位置として取得する請求項１から９のいずれか１項に記載のレンズ装置。 - 請求項１から１０のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
前記レンズ装置が装着される前記カメラ本体と、
を備えるカメラシステム。 - それぞれ独立して駆動される第１のフォーカスレンズ群及び第２のフォーカスレンズ群を含む複数のフォーカスレンズ群と、前記第１のフォーカスレンズ群及び前記第２のフォーカスレンズ群を駆動する駆動部と、を備え、カメラ本体に装着されるレンズ装置のレンズ駆動方法であって、
前記第１のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第１の目標位置を、前記カメラ本体との通信によりあらかじめ定められたビット長で取得する目標位置取得工程と、
前記第１の目標位置に基づいて、前記第２のフォーカスレンズ群の駆動目標位置である第２の目標位置を算出する目標位置算出工程と、
前記第１の目標位置及び前記第２の目標位置に従って前記第１のフォーカスレンズ群及び前記第２のフォーカスレンズ群を駆動するレンズ駆動工程と、を有し、
前記目標位置取得工程では、単独で同じ変位量を与えた際の前記レンズ装置のレンズ特性に対する所定の変動が前記第２のフォーカスレンズ群よりも少ないフォーカスレンズ群を前記第１のフォーカスレンズ群として前記第１の目標位置を受信するレンズ駆動方法。 - 前記カメラ本体に対し前記第１のフォーカスレンズ群の駆動特性を示す情報を送信する情報送信工程をさらに有し、前記目標位置取得工程では前記送信した情報に基づいて前記カメラ本体が生成した駆動目標位置を前記第１の目標位置として取得する請求項１２に記載のレンズ駆動方法。
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