JP2008275890A - レンズ交換式デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】既存の交換レンズを含めた全ての交換レンズに対して、無限位置や至近位置においても山登りＡＦ方式による高精度な焦点調節が可能なレンズ交換式カメラを提供すること。
【解決手段】交換レンズ２のレンズデータメモリ２０に交換レンズ２のレンズタイプを判定するためのレンズタイプデータ、無限側・至近側駆動リミット位置を記憶させておく。ＡＦ時に制御部１６は、レンズデータメモリ２０からレンズタイプデータを取得し、このレンズタイプデータから交換レンズ２が山登りＡＦも行える位相差ＡＦ用の交換レンズであると判定した場合に、レンズデータメモリ２０から無限側・至近側駆動リミット位置を取得し、これら取得した無限側・至近側駆動リミット位置を変更した後で、山登りＡＦを行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ交換式デジタルカメラに関し、特に自動焦点調節装置を備えるレンズ交換式デジタルカメラに関する。

従来、銀塩フイルムを用いた或いはデジタルのレンズ交換式のオートフォーカス（ＡＦ）一眼レフレックスカメラのＡＦ機構としては、ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）位相差ＡＦ等が多く用いられている。このＴＴＬ位相差ＡＦ方式においては、カメラ本体にＡＦの為のデフォーカス検出機構を設け、このデフォーカス検出機構によって検出されるデフォーカス量に基づいて交換レンズ内のフォーカスレンズをレンズ内若しくはカメラ内のモータにより駆動して焦点調節動作を行なっている。また、コンパクトデジタルカメラやビデオカメラ等では、撮像素子の信号の高周波成分によりコントラスト検知を行う所謂山登りＡＦが多く行われている。ＴＴＬ位相差ＡＦと山登りＡＦとは、例えばＴＴＬ位相差ＡＦはより高速であり山登りＡＦはより高精度であるといったようにそれぞれ特徴があり、用途に応じて使い分けられている。

ＴＴＬ位相差ＡＦと山登りＡＦとを組み合わせたＡＦに関する技術として、例えば、特許文献１では、山登りＡＦとＴＴＬ位相差ＡＦとを組み合わせて焦点調節を行う技術が開示されている。すなわち、特許文献１においては、位相差ＡＦで粗調節を行った後に山登りＡＦで微調節を行っている。また、特許文献２においては、ＴＴＬ位相差ＡＦで検出した合焦位置が山登りＡＦのスキャン駆動範囲内にある場合と範囲外にある場合とでフォーカスレンズの駆動制御シーケンス、より具体的には駆動方向等を変更することが開示されている。
特開平７−４３６０５号公報 特開２００６−２３６５３号公報

ここで、レンズ交換式一眼レフレックスデジタルカメラの場合には、フイルムカメラ用として発売されていた交換レンズを装着可能に構成されている。それらの交換レンズは、一般的にカメラ本体側の焦点検出機構がＴＴＬ位相差ＡＦ方式であり、デフォーカス量に相当するレンズ駆動量を駆動するシステムとして、交換レンズ内の焦点調節機構等が設計されている。そのため、カメラ本体側のＡＦ機構が山登りＡＦ方式になった場合には、必ずしも全ての交換レンズがそのまま適合するとは限らない。特に、山登りＡＦでは、原理的に合焦位置を越えた位置までフォーカスレンズを駆動して被写体像のコントラストのピークを検出する必要があるので、被写体が無限に位置する場合はフォーカスレンズを光学無限位置よりも無限側へ駆動する必要があり、また同様に被写体が最至近に位置する場合はフォーカスレンズを光学至近位置よりも至近側に駆動する必要がある。しかしながら、ＴＴＬ位相差ＡＦ用に設計された交換レンズでは、無限端や至近端での駆動可能限界位置がＴＴＬ位相差ＡＦに適した位置に設定されているので、その限界位置がそのまま山登りＡＦでも適合可能とは限らず、不適合の場合には、撮影可能であるはずの無限の被写体や至近の被写体に合焦することができなくなってしまう。これについて上記従来技術では特に言及されているものはない。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、既存の交換レンズを含めた全ての交換レンズに対して、無限位置や至近位置においても山登りＡＦ方式による高精度な焦点調節を行うことができるレンズ交換式デジタルカメラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の第１の態様のレンズ交換式デジタルカメラは、カメラ本体と、前記カメラ本体に着脱自在な交換レンズとを有するレンズ交換式デジタルカメラにおいて、前記カメラ本体は、前記交換レンズとの通信を行うための通信手段と、山登りＡＦ方式により前記交換レンズの焦点調節を行う制御手段と、前記交換レンズと前記通信手段との通信に基づき、前記交換レンズの特性を判別する判別手段とを有し、前記交換レンズは、当該交換レンズの焦点調節を行うためのフォーカスレンズを有し、前記制御手段は、前記判別手段の判別結果に基づいて前記フォーカスレンズの予め決められた駆動可能範囲を変更して前記交換レンズの焦点調節を行うことを特徴とする。

本発明によれば、既存の交換レンズを含めた全ての交換レンズに対して、無限位置や至近位置においても山登りＡＦ方式による高精度な焦点調節が可能なレンズ交換式カメラを提供することが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。図１に示すレンズ交換式デジタルカメラは、カメラ本体であるカメラボディ１と、交換レンズ２とを有している。

交換レンズ２は、フォーカスレンズ３と、レンズ駆動部４と、レンズコントロール部５と、レンズ接点部８と、エンコーダ１５と、レンズデータメモリ２０と、温度センサ２２とを有している。フォーカスレンズ３は交換レンズ２の撮影レンズに含まれるレンズである。このフォーカスレンズ３の移動により撮影レンズの焦点調節がなされる。レンズ駆動部４は、フォーカスレンズ３をその光軸方向に移動させる。レンズコントロール部５は、交換レンズ２がカメラボディ１に装着されたときに、カメラボディ１と通信自在に接続されると共に、レンズ駆動部４をコントロールする。

レンズ接点部８はカメラボディ１に設けられたレンズ接点部８と結合され、カメラボディ１内の制御部１６と交換レンズ２内のレンズコントロール部５との通信ライン等を結合させる。このレンズ接点部８は、カメラボディ１から交換レンズ２に供給されるレンズ用電源の信号線、通信用のクロック／データ信号や垂直同期信号等の信号線が接続される複数の接点を有している。

エンコーダ１５は、フォーカスレンズ３の移動に応じてパルス信号を発生してレンズコントロール部５に出力する。エンコーダ１５からのパルス信号をカウントすることでレンズコントロール部５はフォーカスレンズ３の位置を認識する。

レンズデータメモリ２０は、詳細は後述する交換レンズ２のレンズタイプ及び無限側・至近側駆動リミット位置のほか、焦点距離、撮影可能距離、モータタイプ等の情報やＡＦ等に関わる種々の補正値といった各種のデータを記憶している。温度センサ２２は、レンズコントロール部５に接続され、環境温度を測定するために使用される。

カメラボディ１は、ハーフミラー６と、撮像素子７と、位相差ＡＦセンサーユニット９と、ＬＣＤパネル１０と、ファインダー光学系１１と、第１焦点検出部１２と、画像処理部１３と、第２焦点検出部１４と、制御部１６と、レリーズスイッチ（ＳＷ）１８と、温度センサ２３とを有している。

ハーフミラー６は、交換レンズ２からの撮影光束を、撮像素子７への光束と位相差ＡＦセンサーユニット９への光束とに分割する。撮像素子７は、ハーフミラー６からの透過光束を電気信号に変換して画像処理部１３に出力する。位相差ＡＦセンサーユニット９はハーフミラー６からの反射光束を瞳分割し、該瞳分割した光束をそれぞれ電気信号（画像信号）に変換して第１焦点検出部１２に出力する。このような構成により、撮像動作と位相差ＡＦ検出動作とを同時に行うことができる。

ＬＣＤパネル１０は、バックライトを内蔵した電子ビューファインダー用の表示パネルである。ファインダー光学系１１は、ＬＣＤパネル１０に表示される画像を観察するための光学系である。第１焦点検出部１２は、位相差ＡＦセンサーユニット９の出力から焦点ずれ量等を算出する。画像処理部１３は、撮像素子７からの出力信号に対して種々の信号処理を施して撮影画像とファインダー用の画像を形成する。この信号処理としては、ホワイトバランス補正処理、Ｙ処理、カラーマトリックス処理等が含まれる。画像処理部１３により形成されたファインダー用の画像はＬＣＤパネル１０に送られ、ＬＣＤパネル１０上に表示される。そしてこのファインダー用の画像はファインダー光学系１１を介して観察される。また、画像処理部１３は、山登りＡＦを実行するために画像のコントラスト情報を取り出す処理も行う。さらに画像処理部１３は、制御部１６から送信される不図示の基準クロックに基づいて撮像素子７の駆動制御信号の生成も行う。例えば、画像処理部１３は、撮像素子７の積分開始／終了（露光開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成して、撮像素子７に出力する。また、垂直同期信号（以下、垂直同期信号ＶＤ）は、第２焦点検出部１４、制御部１６、レンズコントロール部５にも出力する。ただし、レンズコントロール部５へは、レンズ接点部８を介して垂直同期信号ＶＤに一致する信号ＶＤＰとして出力される。

第２焦点検出部１４は、画像処理部１３から得られるコントラスト情報の履歴を判断することでＡＦ評価値を出力する。ここで、ＡＦ評価値を算出する領域である焦点検出領域は、位相差検出の焦点検出領域と一致する画面内の複数の領域である。

制御手段及び判別手段としての機能を有する制御部１６は、カメラボディ１の全体をコントロールする。また、制御部１６は、カメラボディ１に交換レンズ２が装着された場合にレンズコントロール部５と通信自在に接続される。また、制御部１６は、内部にはメモリを有し、各種補正データを記憶している。レリーズＳＷ１８はレリーズ釦の押下に応じて状態が切り替わるスイッチである。すなわち、レリーズＳＷ１８は第１レリーズスイッチ（１ＲＳＷ）と第２レリーズスイッチ（２ＲＳＷ）とから構成されている。そして、レリーズ釦が半押しされると１ＲＳＷがオンしてＡＦやＡＥ等の撮影準備動作が実行される。一方、レリーズ釦が全押しされると２ＲＳＷがオンして撮影動作が実行される。撮影動作によって得られた画像は、制御部１６内の不揮発メモリ等に記憶される。温度センサ２３は、環境温度を測定するため、制御部１６に接続される。

次に、山登りＡＦについて詳細に説明する。図２は第２焦点検出部１４の内部構成を示すブロック図であり、図３は山登りＡＦの概念について説明するためのフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係を示す図である。

図２に示すように、第２焦点検出部１４の内部には、ＡＦ評価値を求めるための各種回路ブロックが含まれている。図２に示す第２焦点検出部１４においては、Ａ／Ｄ変換器１３１、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３２、焦点検出エリア選択ゲート１３３、加算器１３４が順に接続されている。画像処理部１３は、撮像素子７からの画像信号からＹ処理（画像信号のＲ，Ｇ，Ｂ成分に所定の係数を掛けてそれらを加算する処理）によって生成した輝度信号をＡ／Ｄ変換器１３１に出力するとともに、輝度信号に合わせて同期信号を焦点検出エリア選択ゲート１３３、加算器１３４、制御部１６にそれぞれ出力する。

Ａ／Ｄ変換器１３１は、輝度信号をデジタル信号に変換する。ＨＰＦ１３２はＡ／Ｄ変換器１３１によってデジタル信号に変換された輝度信号に含まれる高周波成分を抽出する。この高周波成分は、画像の鮮鋭度が高い程、多く含まれるため、ＨＰＦ１３２において抽出した高周波成分を積分することによって積分範囲での平均的な画像の鮮鋭度の高低を数値化することができる。ＨＰＦ１３２を通過した高周波成分は、焦点検出エリア選択ゲート１３３に入力される。焦点検出エリア選択ゲート１３３は、撮像画面上の複数の焦点検出エリアに対応する信号のみを抽出する回路であり、この焦点検出エリアに写された被写体に関する情報のみを抽出する。

焦点検出エリア選択ゲート１３３によって抽出されたデジタル信号は加算器１３４に入力され、１フィールド分のデジタル信号が積算される。この積算された値は画像の鮮鋭度を示すＡＦ評価値として制御部１６に入力される。制御部１６は、このＡＦ評価値を使用して、公知の山登りＡＦを行う。

山登りＡＦを行う場合、制御部１６はフォーカスレンズ３の駆動量と駆動方向を含むレンズ駆動コマンドを、交換レンズ２内のレンズコントロール部５に送信する。そして、レンズコントロール部５は受信したレンズ駆動量と駆動方向に基づき、フォーカスレンズ３を駆動する。また、フォーカスレンズ３の位置情報を、エンコーダ１５を介して取得し、制御部１６に送信する。

このようにして制御部１６は、フォーカスレンズ３を山登り動作させてフォーカスレンズ位置情報を取得するとともに、加算器１３４からＡＦ評価値を受けて図３に示すＡＦ評価値カーブ（フォーカスレンズ位置ＰとＡＦ評価値Ｈとの関係を示すカーブ。図３ではＡＦ評価値カーブ上の３点（Ｐ１、Ｈ１）、（Ｐ２、Ｈ２）、（Ｐ３、Ｈ３）を示している）を得る。そして、ＡＦ評価値が最大となる位置（Ｐ２、Ｈ２）を検出して、複数のＡＦ評価値より補間演算等により求められる真のＡＦ評価値のピーク位置をフォーカス目標位置として求めた後、フォーカスレンズ３をフォーカス目標位置に移動させる。ここで、フォーカスレンズ３は、無限端（無限側駆動リミット位置）と至近端（至近側駆動リミット位置）との間の領域を移動可能である。

また、ＡＦ評価値は全ての焦点検出エリア内のデジタル信号を積算して求めなくとも良い。例えば、複数の焦点検出エリアから所定の選択アルゴリズム（例えば最至近選択）に基づいて選択された焦点検出エリアを採用することや、撮影者により選択された焦点検出エリアを採用することが可能である。以上が、山登りＡＦの概要である。

次に、ＴＴＬ位相差検出について説明する。図４は、位相差ＡＦセンサーユニット９の構成を示す図である。図４に示すように、位相差ＡＦセンサーユニット９は、フォーカスレンズ３によって被写体像が形成される予定結像面近傍に配される視野マスク１０１及びコンデンサレンズ１０２と、それらの後方に配される多孔（図では２つ）の絞りマスク１０３Ａ、１０３Ｂ及び２次結像レンズを有する２次光学系１０４Ａ、１０４Ｂと、さらにそれらの後方に配される複数の光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂとを有している。

図４に示す構成において、フォーカスレンズ３の異なる瞳領域１０６Ａ、１０６Ｂをそれぞれ通過した光束による被写体像をそれぞれ異なる光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂ上に再結像させる。そして、これらの被写体像の相対的位置関係が、フォーカスレンズ３の合焦状態により変化することを利用して焦点検出を行う。上述した被写体像間の相対的位置関係である位相差はその相関を求めることで得られる。

図５は、位相差検出の概略について説明するための図である。図５に示す１対の被写体像（Ａ像、Ｂ像）のうち、一方の像（図５の例ではＡ像）を光電変換素子の１画素（１ビット）ずつシフトさせながら、両像が重ならない領域の面積Ｓ（Ａ像、Ｂ像の対応する画素の差の絶対値の総和）が最小となるシフト量を求めていく。すなわち、Ａ像とＢ像が一致すれば必然的に最小値となるので、最小値をもたらすシフト量がＡ像とＢ像の相対的ずれ量である位相差となる。

このような位相差検出を利用した焦点検出装置では、対をなす瞳領域の重心間隔が三角測量における基線長となり、光電変換素子上の相対的ずれ量である位相差に基づいてフォーカスレンズ３の焦点ずれ量を求めることができる。

図６は、図１において位相差検出にかかわる部分の詳細を示す構成図である。図６において、光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂは位相差ＡＦセンサーユニット９に含まれ、Ａ／Ｄ変換器１１１及び演算部１１２は第１焦点検出部１２に含まれる。

光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂ内の各画素からのアナログ出力は第１焦点検出部１２のＡ／Ｄ変換器１１１によりデジタル信号に変換される。また、演算部１１２はマイクロコンピュータ等から構成され、光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂにおいてそれぞれ受光された像の間の位相差を求め、この位相差に基づいてフォーカスレンズ３の制御を行う。

ここで、Ａ／Ｄ変換器１１１においてデジタル変換された光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂの出力値をそれぞれＬ（１），Ｌ（２），…，Ｌ（ｎ）、Ｒ（１），Ｒ（２），…，Ｒ（ｎ）とし、２つの像の相対的ずれ量（位相差）＝ｉ・ｐ（ｐは画素ピッチ）とするときの、像の一致度を示す相関関数Ｆ（ｉ）は例えば（１）式で与えられる。

もし、光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂ上の像が相対的にｋ画素ピッチずれているとすれば、Ｆ（ｋ）＝０となる。ただし、光電変換素子列１０５Ａ、１０５Ｂからの像を示す信号の形が画素ノイズ等の影響で完全に同じになることは少ないので、通常はＦ（ｋ）＞０となる。

図７は、ｉとＦ（ｉ）の関係の１例を示す図である。ここで、（ｉ，Ｆ（ｉ））は離散的なデータであるが、図７においては便宜上連続なグラフとして示している。ｉの所定の範囲において、Ｆ（ｉ）の最小値を求めた後、高精度の検出を行うために最小値の前後の相関関数値を用いて補間計算を行う。

以上が、ＴＴＬ位相差検出方式の原理的な説明であるが、このような演算処理は、第１焦点検出部１２において実行される。

次に、ＴＴＬ位相差検出に基づく焦点調節について説明する。上述した補間計算により求められた相対的ずれ量（位相差）は、ＡＦ光学系（視野マスク１０１、コンデンサレンズ１０２、絞りマスク１０３Ａ、１０３Ｂ、２次光学系１０４Ａ、１０４Ｂを有する）によって決まる光学的特性に基づく計算式により、第１焦点検出部１２において焦点ずれ量に変換される。その後に、位相差検出可能であったか否かを判定するための信頼性判定処理や、合焦とみなせる範囲内か否かの判定処理、複数の測距点の焦点ずれ量を所定のアルゴリズム（例えば最至近選択）にて選択する処理等の処理が行われる。信頼性判定において、検出された位相差の信頼性が低い場合には、位相差検出が不能であったとして、その旨がＬＣＤパネル１０によるファインダー内表示等で表示される。なお、信頼性判定において、検出された位相差の信頼性が低い場合に、再び位相差検出を行うようにしても良い。

以上のような処理を経て、非合焦の場合は、合焦状態を得るためにフォーカスレンズ３を移動させる処理を行う。その場合は、第１焦点検出部１２において、焦点ずれ量および交換レンズ２の光学特性に基づきフォーカスレンズ３の駆動量が算出される。制御部１６は、算出したレンズ駆動量とレンズ駆動方向とを位相差ＡＦレンズ駆動コマンドとして、交換レンズ２内のレンズコントロール部５に送信する。そして、レンズコントロール部５は受信したレンズ駆動量と駆動方向に基づきレンズ駆動部４を制御して、フォーカスレンズ３の駆動を行う。なお、制御部１６が、焦点ずれ量を含む位相差ＡＦレンズ駆動コマンドをレンズコントロール部５に送信し、レンズコントロール部５がフォーカスレンズ３の駆動量、駆動方向を計算するようにしてもよい。

ここで、フォーカスレンズ３が駆動端（無限端若しくは至近端）に位置する場合であって、合焦状態が得られず、合焦とするためにフォーカスレンズ３の駆動端を越えてフォーカスレンズ３を駆動させる（無限端でさらに無限方向、至近端でさらに至近方向）必要がある場合には、ファインダー表示等で位相差検出不能時と同様の非合焦表示を行って焦点調節動作を終了する。なお、焦点検出誤差が大きい等の原因でこのような状況になる場合も有りえるので、強制的に合焦としてもよい。

以上がＴＴＬ位相差検出に基づく焦点調節の概略説明である。次に、フォーカスレンズの駆動端（無限端、至近端）の動作に関連するフォーカスレンズの駆動リミット位置について説明する。

図８（Ａ）に示すように、通常、交換レンズにおいては、フォーカスレンズ駆動に係る構造的な制限位置である無限側機械的当て付き位置・至近側機械的当て付き位置は、光学無限位置・光学至近位置に対して余裕をもった設計とされている。これは、部品バラツキ、組み立てバラツキ等の製造バラツキや温度等の環境による変化やその他機構的な余裕及び後述する制御上の余裕を見込んでいるためである。そして、フォーカスレンズの駆動範囲である無限側駆動リミット位置と至近側駆動リミット位置は、光学無限位置と光学至近位置に対して、それぞれ無限側、至近側方向にさらに余裕を持った位置に設定されており、フォーカスレンズの駆動範囲は必ず光学無限位置と光学至近位置を含むように設定されている。このような余裕は、交換レンズ個体の機構的なバラツキや温度による変化等の誤差・変化要因を見込んで設定されているものである。

また、無限側機械的当て付き位置・至近側機械的当て付き位置に対する駆動機構の機械的な衝突を防止するために、無限側駆動リミット位置・至近側駆動リミット位置は、それぞれ無限側機械的当て付き位置・至近側機械的当て付き位置に対しても余裕をもった位置に設定されている。

次に、位相差ＡＦ用の交換レンズにおいて、山登りＡＦを行う場合に上記駆動リミット位置に関係する問題点を、より具体的に説明する。山登りＡＦは、その方式の原理上、フォーカスレンズ３が合焦位置であるＡＦ評価値のピーク位置（図３の（Ｐ２、Ｈ２））を一旦通り過ぎてからでないと、焦点調節を実行することができない。したがって、フォーカスレンズ３の駆動端である無限位置、至近位置においては、フォーカスレンズ３がＡＦ評価値のピーク位置（原理的には光学無限位置・光学至近位置）を一旦通り過ぎた後で少なくとも１回はＡＦ評価値を取得して、通り過ぎた位置がＡＦ評価値のピークであることを確認する必要がある。しかしながら、位相差ＡＦ方式を前提に設計された交換レンズにおいては、上記の点が考慮されていないため、無限側駆動リミット位置と光学無限位置の間隔は、山登りＡＦに対応できる間隔が確保できているとは限らない。勿論、至近側駆動リミット位置と光学至近位置の間隔についても同様である。

このような必要な間隔が確保できていない場合は、無限の被写体や至近の被写体に合焦することができないという問題が発生することとなる。例えば、図９に示すように無限の被写体に対してフォーカス目標位置（＝光学無限位置）にて合焦となる場合には、フォーカスレンズ位置Ｐ３においてもＡＦ評価値を取得する必要がある。しかしながら、無限側リミット位置までの駆動のみが許可されているため、フォーカスレンズ位置Ｐ３においてＡＦ評価値を取得することができず合焦不能となってしまう。

以下に、このような問題点を解決するための手法の概要について説明する。
無限側駆動リミット位置・至近側駆動リミット位置はそれぞれ、製造工程時等において、交換レンズ２内のレンズデータメモリ２０に予め記憶させておく。そして、ＴＴＬ位相差ＡＦにて焦点調節を実行する際は、レンズコントロール部５がレンズデータメモリ２０から読み出した無限側駆動リミット位置、至近側駆動リミット位置に基づいてフォーカスレンズ３の駆動制御を行う。

一方、山登りＡＦ時には、無限側駆動リミット位置・至近側駆動リミット位置を山登りＡＦ用に変更してから使用する。具体的には、図８（Ｂ）に示すように、変更分ΔＰだけ無限側リミット位置を無限側に、至近側リミット位置を至近側にそれぞれ拡大させる。変更分ΔＰは、最適値は交換レンズのレンズタイプ、光学特性、フォーカス機構等によって異なる量であるが、交換レンズ毎に計算する等の方法で求めれば良い。

このようにして、フォーカスレンズ駆動可能領域を拡大することにより、位相差ＡＦ用の交換レンズであっても山登りＡＦを可能とすることができる。

以下、図１に示すレンズ交換式デジタルカメラの詳細な動作について説明する。図１０は図１に示す制御部１６のメインの動作について示すフローチャートである。図１０において、不図示の電源が投入されると、Ｓ１００においてカメラボディ１の制御部１６と交換レンズ２のレンズコントロール部５との間で通信が開始される。そして、交換レンズ２内に記憶されている種々のデータが読み出され、制御部１６に含まれるメモリに格納される。

制御部１６は、まず、Ｓ１０１において、レリーズ釦の半押しにより、レリーズＳＷ１８の１ＲＳＷがオンされたか否かを判定している。この判定は、１ＲＳＷがオンされ、撮影準備が指示されるまで行う。Ｓ１０１の判定において、レリーズＳＷ１８がオンされると、制御部１６は、Ｓ１０２において、交換レンズ２のレンズタイプを判定する。交換レンズ２のレンズタイプは、Ｓ１００のレンズ通信により取得されたレンズタイプデータを参照して判定する。図１１は交換レンズ２のレンズタイプを示す図である。ここで、レンズタイプ０は位相差ＡＦのみに対応している交換レンズ、レンズタイプ１は山登りＡＦのみに対応している交換レンズ、レンズタイプ２は両方に対応可能な交換レンズである。レンズタイプとＡＦ動作の対応は、以下のようになっている。

レンズタイプ０は、山登りＡＦ方式にはまったく適さないタイプの交換レンズで、例えば山登りＡＦを実行した場合にＡＦ動作時間が非常に長くなる等の実用的ではないものである。このようなレンズタイプ０の交換レンズの場合には位相差ＡＦのみを行う。

レンズタイプ１は、山登りＡＦ方式に最適に設計されたタイプの交換レンズであるので山登りＡＦのみを行う。

レンズタイプ２は、位相差ＡＦ方式に最適に設計されたタイプであるが、山登りＡＦも可能なタイプの交換レンズである。このようなレンズタイプ２の交換レンズでは、位相差ＡＦにて焦点調節の粗調整を行った後に山登りＡＦにて微調整を行う。

Ｓ１０３において、制御部１６は交換レンズ２がレンズタイプ１であるか否かを判定する。Ｓ１０３の判定において交換レンズ２がレンズタイプ１の場合に、制御部１６はＳ１１０の処理を行う。上述したように、レンズタイプ１の交換レンズ２は山登りＡＦ方式に最適化されているので、後述するＳ１３０の「駆動リミット位置変更」の処理を行う必要がない。一方、Ｓ１０３の判定において、レンズタイプ１以外の場合に、制御部１６はＳ１０４の処理を行う。

Ｓ１０４において、制御部１６は、交換レンズ２がレンズタイプ０であるか否かを判定する。Ｓ１０４の判定において、交換レンズ２がレンズタイプ０の場合に制御部１６はＳ１１５の処理を行い、レンズタイプ０でない、すなわちレンズタイプ２である場合に制御部はＳ１０５の処理を行う。

Ｓ１０５において、制御部１６は、位相差ＡＦのための位相差検出を実行させる。すなわち、位相差ＡＦセンサーユニット９から像信号を取得し、第１焦点検出部１２により焦点ずれ量を算出する。また、位相差検出が可能であったか否かの判定、検出の信頼性が高いか否かの判定等を行い、それらの判定結果等を制御部１６のメモリにフラグ等として記憶させる。

Ｓ１０６において、制御部１６は、位相差検出において信頼性の高い焦点ずれ量が求められたか否か、すなわち位相差が検出可能であったか否かを、フラグ等を参照することで判定する。Ｓ１０６の判定において、位相差が検出可能であった場合に制御部１６はＳ１０７の処理を行う。一方、Ｓ１０６の判定において、位相差が検出可能でなかった場合に制御部１６はＳ１３０の処理を行う。

Ｓ１０７において、制御部１６は、検出された焦点ずれ量が所定範囲内であるか否かを、フラグ等を参照することで判定する。ここで、Ｓ１０７の所定範囲は、この範囲内にあれば山登りＡＦにより十分に高精度かつ高速に合焦動作が行われるとして予め決められた数値である。Ｓ１０７の判定において、焦点ずれ量が所定範囲内ではない場合に制御部１６はＳ１０８の処理を行う。一方、Ｓ１０７の判定において、焦点ずれ量が所定範囲内である場合に制御部１６はＳ１３０の処理を行う。

Ｓ１０８において、制御部１６は、得られた焦点ずれ量から、フォーカスレンズ３を合焦状態にするためのフォーカスレンズ３の駆動量を算出する。そして、Ｓ１０９において、レンズ駆動を実行させる。すなわち、制御部１６はＳ１０８において算出したレンズ駆動量と駆動方向とを位相差ＡＦレンズ駆動コマンドとして、交換レンズ２内のレンズコントロール部５に送信し、レンズコントロール部５はレンズ駆動部４を制御してフォーカスレンズ３の駆動を行う。

Ｓ１３０において、制御部１６は、フォーカスレンズの無限・至近の駆動リミット位置を変更する。前述のように、交換レンズ２内のレンズデータメモリ２０に予め記憶された山登りＡＦのために必要な無限・至近の駆動リミット位置データをレンズコントロール部５との通信により取得し、これに基づき制御部１６は、山登りＡＦに適した無限・至近側駆動リミット位置を設定する。

ここで、Ｓ１３０のサブルーチン「駆動リミット位置変更」について図１２のフローチャートを参照して説明する。なお、駆動リミット位置の変更に関して、その変更量は交換レンズのレンズタイプ、特性に応じて適宜設定される。

山登りＡＦにおいては、所定量のＡＦ評価値の変化が発生するフォーカスレンズ３の３点の位置のＡＦ評価値に基づき補間処理を行って、真のＡＦ評価値のピーク位置を求めるものであるが、所定量のＡＦ評価値の変化が得られるフォーカスレンズ３の位置は、交換レンズ２の特性によって異なるものとなる。また、通常、フォーカスレンズ３の位置制御は、フォーカスエンコーダのパルス数や駆動用ステッピングモータのステップ数に基づいて制御されるが、例えば交換レンズ２の焦点距離等の光学条件に応じて１パルス（ステップ）当たりの像面の像移動量は異なるものとなる。そこで、Ｓ５００において、制御部１６は、交換レンズ２内のレンズデータメモリ２０に記憶されている焦点距離や単位駆動パルス当たりの像移動量等のデータをパラメータとして、交換レンズ特性に応じた有効なＡＦ評価値取得のために必要なフォーカスレンズ駆動量ΔＰを算出する。ここで、フォーカスレンズ位置の基準位置は、無限側機械当て付き位置（図８（Ａ）参照）とし、この位置から至近側を正方向とする。

Ｓ５０１において、制御部１６は、現在の無限側駆動リミット位置からΔＰを減算して無限側駆動リミット位置を変更する。また、Ｓ５０２において、制御部１６は、現在の至近側駆動リミット位置にΔＰを加算して至近側駆動リミット位置を変更する。以上でサブルーチン「駆動リミット位置変更」が終了する。

ここで、図１０の説明に戻る。Ｓ１１０において、制御部１６は、山登りＡＦを実行させる。なお、山登りＡＦの処理については後述する。

Ｓ１１１において、制御部１６は、山登りＡＦ動作の結果、合焦状態が得られたか否かを、フラグ等を参照して判定する。そして、Ｓ１１１の判定において合焦状態が得られた場合に制御部１６は、Ｓ１１２において合焦となったことを示す合焦表示をＬＣＤパネル１０に表示させる。一方、Ｓ１１１の判定において、合焦状態が得られなかった場合に制御部１６は、Ｓ１１３において非合焦であることを示す表示をＬＣＤパネル１０に表示させる。

Ｓ１１２又はＳ１１３の後、制御部１６はＳ１１４において、撮影シーケンスを実行する。この撮影シーケンスはレリーズ釦が全押しされてレリーズＳＷ１８の２ＲＳＷがオンされ、撮影動作が指示されると行われるものである。撮影シーケンスが開始された場合には、撮像素子７による露光を開始させ、これによって得られる画像信号を画像処理した後、処理した画像を制御部１６内の不揮発メモリ等に記憶させる。撮影シーケンスの終了後は、Ｓ１０１に戻り１ＲＳＷのオン待ちとなる。

また、Ｓ１０４の判定において、交換レンズ２がレンズタイプ０の場合に、制御部１６は、Ｓ１１５において位相差検出を実行する。すなわち、位相差ＡＦセンサーユニット９から像信号を取得し、第１焦点検出部１２により焦点ずれ量を算出する。また、位相差検出が可能であったか否かの判定、検出の信頼性は高いか否かの判定等を行い、それらの判定結果等を制御部１６のメモリにフラグ等として記憶させる。

Ｓ１１６において、制御部１６は、位相差検出において信頼性の高い焦点ずれ量が求められたか否か、すなわち位相差が検出可能であったか否かを、フラグ等を参照することで判定する。Ｓ１１６の判定において、位相差が検出可能であった場合に制御部１６はＳ１１７の処理を行う。一方、Ｓ１１６の判定において、位相差が検出可能でなかった場合に制御部１６はＳ１２１の処理を行う。即ち、制御部１６は、Ｓ１２１において、非合焦であることを示す表示をＬＣＤパネル１０に表示させる。

Ｓ１１７において、制御部１６は、検出された焦点ずれ量が所定範囲内であるか否かを、フラグ等を参照することで判定する。ここで、Ｓ１１７の所定範囲は、この範囲内にあれば合焦状態であるとして予め決められた数値である。Ｓ１１７の判定において、焦点ずれ量が所定範囲内ではない場合に制御部１６はＳ１１８の処理を行う。一方、Ｓ１１７の判定において、焦点ずれ量が所定範囲内である場合に制御部１６はＳ１２０の処理を行う。即ち、制御部１６は、Ｓ１２０において、合焦となったことを示す合焦表示をＬＣＤパネル１０に表示させる。

Ｓ１１８において、制御部１６は、得られた焦点ずれ量から、フォーカスレンズ３を合焦状態にするためのフォーカスレンズ３の駆動量を算出する。Ｓ１１９において、制御部１６は、レンズ駆動を行わせる。すなわち、Ｓ１１８において算出されたレンズ駆動量と駆動方向とを位相差ＡＦレンズ駆動コマンドとして、交換レンズ２内のレンズコントロール部５に送信し、レンズコントロール部５はレンズ駆動部４を制御してフォーカスレンズ３の駆動を行う。

Ｓ１２０又はＳ１２１の後、制御部１６はＳ１１４において、撮影シーケンスを実行する。

以上のように、レンズタイプ０の場合は位相差ＡＦのみが実行され、レンズタイプ１の場合は山登りＡＦのみが実行され、レンズタイプ２の場合は位相差ＡＦにより焦点調節の粗調節が行われた後に山登りＡＦにより焦点調節の微調節が行われる。

図１３は、山登りＡＦ動作による合焦検出動作の詳細を示すフローチャートである。Ｓ２００において、制御部１６は、既に位相差ＡＦが実行されているか否かが判定される。Ｓ２００の判定において、位相差ＡＦが既に実行されている場合に制御部１６はＳ２０１の処理を行う。一方、Ｓ２００の判定において、位相差ＡＦが実行されていない場合に制御部１６はＳ２０２の処理を行う。

Ｓ２０１において、制御部１６は、山登りＡＦのスキャン範囲を設定する。ここでのスキャン範囲は、現在のフォーカスレンズ３の位置を中心位置とし、その前後ΔＸの範囲に設定する。なお、ΔＸは、山登りＡＦにより十分に高精度かつ高速に合焦動作が行われるとして予め決められたスキャン範囲である。このΔＸは、交換レンズ２内のレンズデータメモリ２０に記憶されており、制御部１６により読み出されて使用される。また、ΔＸは、例えば交換レンズ２の焦点距離、フォーカスレンズ３の位置（距離）、位相差検出の信頼性の高さ等のパラメータにより適宜変更される数値である。一方、Ｓ２０２において、制御部１６は、スキャン範囲をフォーカスレンズ３の可動領域の全域、すなわち至近側リミット位置から無限側リミット位置までに設定する。これは、事前に位相差ＡＦが実行されていないため、フォーカスレンズ３が合焦位置の付近に位置していない可能性が高いためである。なお、Ｓ２０１又はＳ２０２において設定されたスキャン範囲はレンズコントロール部５に送信され、実際のスキャン範囲の動作判定はレンズコントロール部５で行われる。

Ｓ２０３において、制御部１６は、レンズコントロール部５に所定のコマンドを送信する。これを受けてレンズコントロール部５は、レンズ駆動部４を制御して、フォーカスレンズ３の位置を、現在のフォーカスレンズ位置からスキャン範囲端の近い側に移動させる。

Ｓ２０４において、制御部１６は、山登りＡＦレンズ駆動コマンドをレンズコントロール部５に送信してフォーカスレンズ３のスキャン動作を開始させる。Ｓ２０５において、制御部１６は、画像処理部１３からの垂直同期信号ＶＤに同期した所定のタイミングで画像処理部１３において求められる山登りＡＦ用のＡＦ評価値を取り込む。

Ｓ２０６において、制御部１６は、画像処理部１３からの垂直同期信号ＶＤの次の立ち上りを受けたか否かを判定する。Ｓ２０７の判定において、垂直同期信号ＶＤの立ち上りを受けた場合に、制御部１６は、レンズコントロール部５から、フォーカスレンズ３の位置を取得する。

Ｓ２２０において、制御部１６は、フォーカスレンズ３の位置が無限側リミット位置または至近側リミット位置に達したか否かを、レンズコントロール部５からのフラグやデータにより判定する。Ｓ２２０の判定において、フォーカスレンズ３の位置が無限側リミット位置または至近側リミット位置に達した場合に、制御部１６は、山登りＡＦを中止してＳ２１５の処理を行う。一方、Ｓ２２０の判定において、フォーカスレンズ３の位置が無限側リミット位置または至近側リミット位置に達していない場合に、制御部１６はＳ２０８の処理を行う。

Ｓ２０８において、制御部１６は、Ｓ２０５で取得したＡＦ評価値とＳ２０７で取得したフォーカスレンズ３の位置をＡＦ評価値履歴として内部のメモリに記憶させる。このようなＡＦ評価値履歴は、例えば図９に示されるものとなる。この際、前述したように、通常ではフォーカスレンズ３の駆動端でＡＦ評価値を求めることができなくなるが、図９に示すように、変更分ΔＰを考慮した変更後の無限側リミット位置に応じて山登りＡＦを行うことで無限端でのＡＦ評価値のピーク検出が可能となる。なお、図９に示す、フォーカスレンズ３の位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間隔（Ｐ２−Ｐ１）、（Ｐ３−Ｐ２）は、前述の、有効なＡＦ評価値取得のために必要なフォーカスレンズ駆動量ΔＰと等しくなるように設定されている。

Ｓ２０９において、制御部１６は、ＡＦ評価値履歴を参照し、フォーカスレンズ３の位置が、合焦点（ＡＦ評価値のピーク値）を通過したか否かを判定する。Ｓ２０９の判定において、フォーカスレンズ３の位置が合焦点を通過している場合に、制御部１６はＳ２１１の処理を行う。一方、Ｓ２０９の判定において、フォーカスレンズ３の位置が合焦点を通過してない場合に、制御部１６はＳ２１０の処理を行う。

Ｓ２１０において、制御部１６は、フォーカスレンズ３の位置がＳ２０１又はＳ２０２で設定したスキャン範囲内であるか否かを判定する。Ｓ２１０の判定において、スキャンする領域が残っている場合に、制御部１６はＳ２０５の処理を行う。一方、Ｓ２１０の判定において、スキャンする領域が残っていない場合に、制御部１６はＳ２１４の処理を行う。Ｓ２０５からＳ２１０のループでは、フォーカスレンズ３は移動し続けており、上記処理を繰り返すことで、山登りＡＦにおけるフォーカスレンズ３のピーク位置の探索が行われる。

Ｓ２０９の判定において、フォーカスレンズ３の位置が合焦点を通過している場合に、制御部１６は、Ｓ２１１において、レンズコントロール部５にレンズ停止コマンドを送信してフォーカスレンズ３を停止させる。Ｓ２１２において、制御部１６は、ＡＦ評価値履歴からピーク位置に対応するフォーカスレンズ３の位置を補間処理によって詳細に求める。そして、制御部１６は、ピーク位置に対応するフォーカスレンズ３の位置をレンズコントロール部５に送信する。レンズコントロール部５はレンズ駆動部４により、制御部１６より送信された位置にフォーカスレンズ３を移動させる。ここで、ピーク位置を求める補間処理は、例えば、ＡＦ評価値履歴における３点の情報（Ｐ１、Ｈ１）、（Ｐ２、Ｈ２）、（Ｐ３、Ｈ３）に基づく直線補間により演算処理してピーク位置を求める。Ｓ２１３では、制御部１６は、山登りＡＦの結果として求められるピーク位置のＡＦ評価値をメモリに記憶させて処理を終了後、メインルーチンに戻る。

一方、Ｓ２１０の判定において、スキャン範囲での処理を終了した場合に、制御部１６は、スキャンの開始位置にフォーカスレンズ３を移動させる。その後、Ｓ２１５において、制御部１６は、山登りＡＦが検出不能であった事をフラグ等としてメモリに記憶させて処理を終了し、メインルーチンに戻る。

次に、交換レンズ２の動作について、図１４のレンズコントロール部５の動作フローチャートを参照して説明する。図１４において、不図示のカメラボディ１の電源が投入されると、カメラボディ１側よりレンズ接点部８を介して交換レンズ２に電源が供給される。交換レンズ２にレンズ電源が供給されることにより、交換レンズ２内の各部が初期化されてレンズコントロール部５が動作可能となる。そして、レンズコントロール部５は、Ｓ３００にて制御部１６からの通信要求待ちとなる。

Ｓ３００で、制御部１６からの通信要求がなされた場合、レンズコントロール部５はＳ３０１の処理を行う。Ｓ３０１において、レンズコントロール部５は制御部１６よりコマンドを受信する。

Ｓ３０２において、レンズコントロール部５は制御部１６より受信したコマンドが山登りＡＦのためのレンズ駆動コマンドか否かを判定する。Ｓ３０２の判定において、受信したコマンドが山登りＡＦのためのレンズ駆動コマンドでない場合、レンズコントロール部５は、Ｓ３０３において、受信したコマンドが位相差ＡＦのためのレンズ駆動コマンドか否かを判定する。Ｓ３０３の判定において、受信したコマンドが位相差ＡＦのためのレンズ駆動コマンドでない場合、レンズコントロール部５は、Ｓ３０４において、受信したコマンドが初期通信コマンドか否かを判定する。また、Ｓ３０４の判定において、受信したコマンドが初期通信コマンドでない場合、レンズコントロール部５は、Ｓ３０５において、受信したコマンドが上述した以外のコマンドであるとして、それに応じた処理を行う。この処理の詳細については説明を省略する。

レンズ電源投入後の最初は、制御部１６より初期通信コマンドが送信される。この場合、レンズコントロール部５は、Ｓ３０８において制御部１６との初期通信を行う。この初期通信では、交換レンズ２内の初期設定を行うとともに、交換レンズ２内に記憶されている種々のデータを制御部１６に送信する。この交換レンズ２内の種々のデータとしては、レンズタイプ、焦点距離、撮影可能距離、フォーカスレンズリミット位置、モータタイプ等の情報やＡＦ等に関わる種々の補正値等が含まれている。Ｓ３０８の初期通信の終了後は、Ｓ３００に戻り、制御部１６からの通信要求待ちとなる。

また、Ｓ３０３の判定において、受信したコマンドが位相差ＡＦのためのレンズ駆動コマンドである場合に、レンズコントロール部５は、Ｓ３０６において、位相差ＡＦレンズ駆動コマンドに含まれるレンズ駆動量、駆動方向に基づいてフォーカスレンズ３を駆動させる。そしてレンズ駆動が終了すると、レンズコントロール部５は、Ｓ３０７において、レンズ駆動終了通知をカメラボディ１の制御部１６に送信する。その後、Ｓ３００に戻り、制御部１６からの通信要求待ちとなる。

また、Ｓ３０２の判定において、受信したコマンドが山登りＡＦのためのレンズ駆動コマンドである場合に、レンズコントロール部５は、Ｓ３０９以後の山登りＡＦのためのレンズ駆動を開始させる。Ｓ３２０では、レンズコントロール部５は、フォーカスレンズ３の位置が、無限側リミット位置または至近側リミット位置に達したかをエンコーダ１５の出力データにより判定する。Ｓ３２０の判定において、フォーカスレンズ３の位置が無限側リミット位置または至近側リミット位置に達した場合に、レンズコントロール部５は、フォーカスレンズ３の駆動機構の機械的な当て付きを回避するために、Ｓ３１５において、直ちにフォーカスレンズ３の駆動を停止させる。そして、無限側リミット位置または至近側リミット位置に達した旨を所定のフラグを設定する等の処理により記憶し、カメラボディ１との通信の際に、そのフラグデータを制御部１６に送信する。

一方、Ｓ３２０の判定において、フォーカスレンズ３の位置が無限側リミット位置及び至近側リミット位置に達していない場合に、レンズコントロール部５は、Ｓ３１０において、制御部１６からレンズ接点部８を介して入力される垂直同期信号ＶＤに同期する信号ＶＤＰの立下りが来たか否かを判定し、ＶＤＰの立下りが来るまで待つ。Ｓ３１０の判定において、ＶＤＰの立下りを検出すると、レンズコントロール部５は、Ｓ３１１において、フォーカスレンズ３位置を示すエンコーダ１５の出力データを取得する。続くＳ３１２において、レンズコントロール部５は、ＶＤＰの立上りが来たか否かを判定し、ＶＤＰの立上りがくるまで待つ。Ｓ３１２の判定において、ＶＤＰの立上りを検出するとレンズコントロール部５は、Ｓ３１３において、エンコーダ１５から取得したフォーカスレンズ３の位置を制御部１６に送信する。続くＳ３１４において、レンズコントロール部５は、レンズ停止コマンドが受信されたか否かを判定し、受信されればＳ３１５においてフォーカスレンズ３の駆動を停止させる。

一方、Ｓ３１４の判定において、レンズ停止コマンドが受信されない場合は、Ｓ３１０に戻り、レンズコントロール部５は、ＶＤＰの立下りを待つ。以後、レンズ停止コマンドを受信するまで、Ｓ３１０〜Ｓ３１４の動作を繰り返す。

このような山登りＡＦの動作を示すタイミングチャートを図１５に示す。このタイミングチャートを参照して山登りＡＦについてさらに説明する。

カメラボディ１の制御部１６において山登りＡＦ処理が開始されると、制御部１６からレンズコントロール部５にレンズ駆動コマンドが送信される。これを受けてレンズコントロール部５は、レンズ駆動を開始し、レンズ駆動部４を介してフォーカスレンズ３を駆動させる。このときエンコーダ１５は、フォーカスレンズ３の移動に伴ったパルス信号を発生させ、このパルス信号をレンズコントロール部５に出力する。レンズコントロール部５は、このパルス信号をカウントすることにより、フォーカスレンズ３の位置を取得する。

カメラボディ１内では、画像処理部１３により発生される垂直同期信号ＶＤに応じた所定のタイミングに合わせて撮像素子７を動作させる。撮像素子７の露光（ＥＸＰ）がなされた後、画像処理部１３は、撮像素子７からの出力信号を読み出す（ＲＥＡＤ）。また、第２焦点検出部１４は画像処理部１３による撮像素子７の出力信号の読み出しと同期してＡＦ評価値の検出（ＩＡＦ）を行う。なお、ＡＦ評価値の計算の終了タイミングは、垂直同期信号ＶＤの立ち上りの前に終了するように予め設定されているものである。

カメラボディ１におけるＡＦ評価値検出の動作の間、レンズコントロール部５は、画像処理部１３により発生される垂直同期信号ＶＤに同期する信号ＶＤＰの立下りを待っており、ＶＤＰの立上りが入力されると、その時点でカウントされたエンコーダ１５からのパルス信号の数からフォーカスレンズ３の位置データを取得する。その後、レンズコントロール部５は、信号ＶＤＰの立上りを待ち、ＶＤＰの立上りが入力されると、取得したフォーカスレンズ３の位置データを制御部１６に送信する。

ＡＦ評価値の検出後、制御部１６は、垂直同期信号ＶＤの立上りを待ち、ＶＤの立上りが入力されると、レンズコントロール部５から送信されるフォーカスレンズ３の位置データを受信する。このようにして、制御部１６は、垂直同期信号ＶＤの立上りに同期してフォーカスレンズ３の位置データを取得することができる。

以上のような動作は、山登りＡＦ動作時のフォーカスレンズ３の駆動中に繰り返し実行される。そして、制御部１６からレンズコントロール部５にレンズ停止コマンドが送信されると、レンズコントロール部５はフォーカスレンズ３の駆動を停止させる。

以上述べてきたように、本実施形態においては、位相差ＡＦ方式に最適に設計されたタイプであるが山登りＡＦも可能な交換レンズ（本実施形態ではレンズタイプ２）によって山登りＡＦを行う場合は、交換レンズ２内に記憶されている無限側駆動リミット位置及び至近側駆動リミット位置を通常よりも拡大するので、位相差ＡＦ用交換レンズを含む全ての交換レンズで、無限位置や至近位置において山登りＡＦによる高精度な焦点調節が可能である。なお、本実施形態では位相差ＡＦ方式と山登りＡＦ方式の両方の構成を搭載したカメラボディ１を例に示したが、位相差ＡＦ方式のための構成は必須ではなく山登りＡＦ方式のみを搭載したカメラボディ１にも適用可能である。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態においては、無限側駆動リミット位置に関しては、交換レンズ２内のレンズデータメモリ２０に記憶された無限側駆動リミット位置からΔＰを減算して新たな無限側駆動リミット位置としており、至近側駆動リミット位置に関しては、レンズデータメモリ２０に記憶された至近側駆動リミット位置にΔＰを加算して新たな至近側駆動リミット位置としている。しかしながら、無限側駆動リミット位置または至近側駆動リミット位置をそれぞれ無限側機械当て付き位置または至近側機械当て付き位置にΔＰ分だけ変更する場合に、ΔＰ分だけ変更した後の無限側駆動リミット位置または至近側駆動リミット位置が無限側機械当て付き位置または至近側機械当て付き位置に重なってしまう場合が有り得る。この場合、フォーカスレンズ３が無限側（至近側）機械当て付き位置に当て付いてしまうことになり、フォーカスレンズ３の位置が制限されてしまうために山登りＡＦの精度低下を招いたり、フォーカスレンズ３が機械的に当て付くことにより機械機構が破壊したりするおそれがある。

そこで、第２の実施形態においては、図１６に示す制御部１６のサブルーチン「駆動リミット位置変更２」のフローチャートに従った処理を行うことにより上述の問題を対策する。なお、「駆動リミット位置変更２」の処理は、図１２の「駆動リミット位置変更」に代えて行われるものである。また、交換レンズ２及びカメラボディ１の構成については図１で示したものをそのまま適用することが可能である。

図１６のＳ６００において、制御部１６は、交換レンズ２のレンズデータメモリ２０に記憶されているデータである焦点距離や単位駆動パルス当たりの像移動量等をパラメータとして、交換レンズ２の特性より、有効なＡＦ評価値取得のために必要なフォーカスレンズ３の駆動量ΔＰを算出する。ここで、フォーカスレンズ３の基準位置は無限側機械当て付き位置（図８（Ａ）参照）とし、至近側を正とする。

Ｓ６０１において、制御部１６は、光学無限位置から現在の無限側駆動リミット位置を減算した値がΔＰ以上であるか否かを判定する。Ｓ６０１の判定において、光学無限位置から現在の無限側駆動リミット位置を減算した値がΔＰ以上でない場合に、制御部１６は、Ｓ６０２において、光学無限位置からΔＰを減算した値を新たな無限側駆動リミット位置に設定する。

一方、Ｓ６０１の判定において光学無限位置から現在の無限側駆動リミット位置を減算した値がΔＰ以上である場合若しくはＳ６０２の後、制御部１６は、現在の至近側駆動リミット位置から光学至近位置を減算した値がΔＰ以上であるか否かを判定する。Ｓ６０３の判定において、現在の至近側駆動リミット位置から光学至近位置を減算した値がΔＰ以上でない場合に、制御部１６は、Ｓ６０４において、光学至近位置にΔＰを加算した値を新たな至近側駆動リミット位置に設定する。

また、Ｓ６０３の判定において現在の至近側駆動リミット位置から光学至近位置を減算した値がΔＰ以上である場合若しくはＳ６０４の後、制御部１６は図１６の処理を終了する。

以上のような第２の実施形態の処理によって、図１７に示すように、光学無限位置からΔＰを減算した位置を無限側駆動リミット位置に、また光学至近位置にΔＰを加算した位置を至近側駆動リミット位置に設定することにより、フォーカスレンズ３の駆動範囲を拡大しつつ、無限側機械当て付き位置または至近側機械当て付き位置までフォーカスレンズ３が達する可能性を小さくすることができる。したがって、フォーカスレンズ３が機械的に当て付くことによる機械機構の破壊の可能性を低減させつつ、無限位置、至近位置において高精度な山登りＡＦを実行することが可能となる。

［その他変形例］
以下、第１及び第２の実施形態の変形例について説明する。交換レンズ２が金属ではなくプラスチック材料で構成されている場合には、環境温度により鏡枠が変形して無限側機械的当て付き位置・至近側機械的当て付き位置あるいは光学無限位置・光学至近位置が変化する場合がある。

そこで、制御部１６のメモリに交換レンズのレンズタイプに応じた温度補正データを製造工程において記憶させておくとともに、交換レンズ２内やカメラボディ１内に温度センサ２２、２３を持たせて、これら温度センサ２２、２３によってＡＦ時に環境温度情報を取得し、上記温度補正データと環境温度情報に基づいて無限側・至近側駆動リミット位置を補正してもよい。

また、第１の実施形態において、山登りＡＦ動作時にフォーカスレンズ３が変更後の無限側・至近側駆動リミット位置に達した場合であってΔＰ分のフォーカスレンズ位置間隔が確保できない場合であっても、補間方法を変更することで、山登りＡＦ制御を有効化することも可能である。一般的な補間処理では、ＡＦ評価値履歴における３点の情報（Ｐ１、Ｈ１）、（Ｐ２、Ｈ２）、（Ｐ３、Ｈ３）に基づき、公知の直線補間により演算処理してピーク位置を求めている。この場合、フォーカスレンズ３の位置に関しては（Ｐ１−Ｐ２）＝（Ｐ２−Ｐ３）の条件を必要としている。これに対し、変形例では、公知のラグランジュ補間等の補間方法を適用して補間処理を行うことで、（Ｐ１−Ｐ２）≠（Ｐ２−Ｐ３）であってもピーク位置を算出することができる。

［第３の実施形態］
次に本発明の第３の実施形態について説明する。様々な交換レンズにおいては、焦点調節の高速化を目的として撮影者が意図してフォーカスレンズ３の駆動範囲を制限する機能を有するものがある。例えば、交換レンズ２に図１８に示す制限手段の一例としてのフォーカスリミットスイッチ（ＳＷ）２１を設ける場合がある。このフォーカスリミットＳＷ２１は、例えば、焦点距離が３００ｍｍの望遠レンズにおいて、焦点調節可能な範囲が無限位置−２ｍ（最至近位置）である場合に、無限位置−８ｍや８ｍ−２ｍ（最至近位置）の選択を可能とするための操作部材である。このようなフォーカスリミットＳＷ２１は、比較的長焦点の望遠レンズやマクロレンズにて多く採用されている。

例えば被写体が無限に位置しフォーカスレンズ３が最至近に位置する場合には、ピントが大きくぼけているため、位相差ＡＦ方式による焦点検出が不能となり、いわゆるレンズスキャン動作を行うため焦点調節時間が長くかかってしまう。また、同様の条件の場合には、山登りＡＦ方式であってもＡＦ評価値のピークに達するまでの時間が長くかかってしまう。そこで、撮影者が、フォーカスリミットＳＷ２１によって予め被写体距離に相当するフォーカスレンズ３の駆動範囲を設定できるようにしている。

第３の実施形態は、フォーカスリミットＳＷ２１が設けられたレンズ交換式カメラに本発明を適用する例である。

第３の実施形態においては、図１９に示すように、フォーカスレンズ３の駆動範囲を、無限側（Ａ領域）と至近側（Ｂ領域）とに分割し、フォーカスリミットＳＷ２１により、通常の無限−最至近領域、フォーカスレンズ３の駆動範囲が制限されるＡ領域、Ｂ領域の３種類から１種類の範囲を選択することが可能である。

山登りＡＦを実行する際には、Ａ領域とＢ領域の境界付近においても適正な山登りＡＦを行うためにフォーカスレンズ３の駆動範囲を変更する。具体的には、Ａ領域においては、変更前のＡ、Ｂ領域駆動リミット位置に対して変更分ΔＰ１を加算して変更後Ａ領域フォーカスレンズ駆動可能駆動範囲を設定する。なお、符号は至近方向を正とする。また、Ｂ領域においては、変更前のＡ、Ｂ領域駆動リミット位置に対して変更分ΔＰ２を減算して変更後Ｂ領域フォーカスレンズ駆動可能駆動範囲を設定する。

図２０は、図１２の「駆動リミット位置変更」に相当するサブルーチン「駆動リミット位置変更３」の動作を示すフローチャートである。

図２０のＳ７００において、制御部１６は、まず図１６に示す「駆動リミット位置変更２」を実行する。続くＳ７０１において、制御部１６は、フォーカスリミットＳＷ２１の位置情報をレンズコントロール部５から受け取り、フォーカスリミットＳＷ２１がＡ領域とＢ領域の何れかに設定されているか否かを判定する。Ｓ７０１の判定において、フォーカスリミットＳＷ２１がＡ領域とＢ領領域の何れにも設定されていない、すなわち、通常の無限−最至近の設定の場合に、制御部１６は図２０の処理を終了する。

一方、Ｓ７０１の判定において、フォーカスリミットＳＷ２１がＡ領域とＢ領領域の何れかに設定されている場合に、制御部１６は、Ｓ７０２において、交換レンズ２のレンズデータメモリ２０に記憶されているデータである焦点距離や単位駆動パルス当たりの像移動量等をパラメータとして、交換レンズ２の特性より、有効なＡＦ評価値取得のために必要なフォーカスレンズ駆動量ΔＰ１、ΔＰ２を算出する。

Ｓ７０３において、制御部１６は、フォーカスリミットＳＷ２１がＡ領域に設定されているか否かを判定する。Ｓ７０３の判定において、フォーカスリミットＳＷ２１がＡ領域に設定されている場合に、制御部１６はＳ７０４の処理を行う。一方、フォーカスリミットＳＷ２１がＢ領域に設定されている場合に、制御部１６はＳ７０５の処理を行う。

Ｓ７０４において、制御部１６は、変更前のＡ領域駆動リミット位置にΔＰ１を加算した値を変更後のＡ領域駆動リミット位置に設定して、図２０の処理を終了する。また、Ｓ７０５において、制御部１６は、変更前のＢ領域駆動リミット位置からΔＰ２を減算した値を変更後のＢ領域駆動リミット位置に設定して、図２０の処理を終了する。

以上説明したように、第３の実施形態に示すようにして、フォーカスレンズ３の駆動リミット位置を変更した後に、山登りＡＦを実行することにより、光学無限位置と光学至近位置の中間に位置するＡ領域とＢ領域の境界付近にてＡＦ評価値がピークとなる場合であっても、ＡＦ評価値のピークを検出することができ適正な山登りＡＦを行うことが可能となる。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係るレンズ交換式デジタルカメラの全体構成を示すブロック図である。 第２焦点検出部の内部構成を示すブロック図である。 山登りＡＦの概念について説明するためのフォーカスレンズ位置とＡＦ評価値との関係を示す図である。 位相差ＡＦセンサーユニットの構成を示す図である。 位相差検出の概略について説明するための図である。 図１において位相差検出にかかわる部分の詳細を示す構成図である。 相関関数Ｆ（ｉ）の１例を示す図である。 第１の実施形態における無限側駆動リミット位置、至近側駆動リミット位置の変更について説明するための図である。 ＡＦ評価値履歴の１例を示す図である。 カメラボディの制御部のメインの動作について示すフローチャートである。 レンズタイプについて説明するための図である。 駆動リミット位置変更処理について示すフローチャートである。 山登りＡＦ動作による合焦検出動作の詳細を示すフローチャートである。 レンズコントロール部の動作を示すフローチャートである。 山登りＡＦ時のタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態としての駆動リミット位置変更２のフローチャートである。 第２の実施形態における無限側駆動リミット位置、至近側駆動リミット位置の変更について説明するための図である。 フォーカスリミットスイッチを有するレンズ交換式デジタルカメラの構成を示すブロック図である。 第３の実施形態における中間距離のリミット位置の変更について説明するための図である。 本発明の第３の実施形態としての駆動リミット位置変更３のフローチャートである。

符号の説明

１…カメラボディ、２…交換レンズ、３…フォーカスレンズ、４…レンズ駆動部、５…レンズコントロール部、６…ハーフミラー、７…撮像素子、８…レンズ接点部、９…ＡＦセンサーユニット、１０…ＬＣＤパネル、１１…ファインダー光学系、１２…第１焦点検出部、１３…画像処理部、１４…第２焦点検出部、１５…エンコーダ、１６…制御部、１８…レリーズスイッチ（ＳＷ）、２０…レンズデータメモリ、２１…フォーカスリミットスイッチ（ＳＷ）、２２，２３…温度センサ

Claims (8)

1. カメラ本体と、前記カメラ本体に着脱自在な交換レンズとを有するレンズ交換式デジタルカメラにおいて、
   前記カメラ本体は、
   前記交換レンズとの通信を行うための通信手段と、
   山登りＡＦ方式により前記交換レンズの焦点調節を行う制御手段と、
   前記交換レンズと前記通信手段との通信に基づき、前記交換レンズの特性を判別する判別手段と、
   を有し、
   前記交換レンズは、当該交換レンズの焦点調節を行うためのフォーカスレンズを有し、
   前記制御手段は、前記判別手段の判別結果に基づいて前記フォーカスレンズの予め決められた駆動可能範囲を変更して前記交換レンズの焦点調節を行うことを特徴とするレンズ交換式デジタルカメラ。
2. 前記交換レンズは、前記フォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータを記憶する記憶手段を含み、
   前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記フォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータを、前記通信手段を介して読み出し、該読み出したフォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータを変更することにより前記フォーカスレンズの駆動可能範囲を変更することを特徴とする請求項１に記載のレンズ交換式デジタルカメラ。
3. 前記交換レンズは、前記フォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータを複数種類記憶する記憶手段を含み、
   前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記複数種類のフォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータを、前記通信手段を介して読み出し、該読み出した複数種類のフォーカスレンズの駆動範囲に関するデータの中から選択して前記フォーカスレンズの駆動可能範囲を変更することを特徴とする請求項１に記載のレンズ交換式デジタルカメラ。
4. 前記交換レンズは、前記フォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータを複数種類記憶する記憶手段を含み、
   前記制御手段は、前記記憶手段の前記フォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータを、前記通信部を介して読み出し、該読み出した複数種類のフォーカスレンズの駆動範囲に関するデータから演算により前記フォーカスレンズの駆動可能範囲を変更することを特徴とする請求項１のレンズ交換式デジタルカメラ。
5. 前記フォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータは、前記フォーカスレンズの無限に関する位置及び最至近に関する位置の少なくとも何れかに関連するデータであることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ交換式デジタルカメラ。
6. 前記制御手段は、前記フォーカスレンズの無限に関する位置のデータを無限側に拡大する及び前記フォーカスレンズの最至近に関する位置のデータを至近側に拡大するように演算することで前記フォーカスレンズの駆動可能範囲を変更することを特徴とする請求項５に記載のレンズ交換式デジタルカメラ。
7. 前記交換レンズは、前記フォーカスレンズの駆動可能範囲を無限及び最至近を除く制限位置に制限する制限手段をさらに有し、
   前記フォーカスレンズの駆動可能範囲に関するデータは、前記フォーカスレンズの前記制限位置に関連するデータであることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ交換式デジタルカメラ。
8. 前記制御手段は、前記制限位置に関連するデータを無限側及び至近側に拡大するように演算することで前記フォーカスレンズの駆動可能範囲を変更することを特徴とする請求項７に記載のレンズ交換式デジタルカメラ。

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