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の駆動速度は、パルス/秒で表され、単位時間当たりのパルス数が多いほど、フォーカスレンズ33の駆動速度は速くなる。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の駆動指示速度(単位:パルス/秒)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速度(単位:パルス/秒)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速度(単位:パルス/秒)で駆動させる。
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適切な開口径が、カメラ制御部21からレンズ制御部35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28によるマニュアル操作により、設定され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、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対応関係を示す値であり、例えば、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る。本実施例において、像面移動係数は、例えば、下記式(3)により求められ、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。
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) ・・・(3)
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。
また、像面移動係数Kは、例えば、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。
ここで、図3に、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)およびフォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)と、像面移動係数Kとの関係を示すテーブルを示す。図3に示すテーブルにおいては、ズームレンズ32の駆動領域を、ワイド端からテレ端に向かって順に、「f1」〜「f9」の9つの領域に分けるとともに、フォーカスレンズ33の駆動領域を至近端から無限遠端に向かって順に、「D1」〜「D9」の9つの領域に分けて、各レンズ位置に対応する像面移動係数Kが記憶されている。たとえば、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)が「f1」にあり、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」にある場合に、像面移動係数Kは「K11」となる。なお、図3に示すテーブルは、各レンズの駆動領域をそれぞれ9つの領域に分けるような態様を例示したが、その数は特に限定されず、任意に設定することができる。
次に、図3を用いて、最小像面移動係数Kminおよび最大像面移動係数Kmaxについて説明する。
最小像面移動係数Kminとは、像面移動係数Kの最小値に対応する値である。最小像面移動係数Kminは、ズームレンズ32の現在のレンズ位置に応じて変化することが好ましい。また、最小像面移動係数Kminは、ズームレンズ32の現在のレンズ位置が変化しなければ、フォーカスレンズ33の現在のレンズ位置が変化しても一定値(固定値)であることが好ましい。つまり、最小像面移動係数Kminは、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)に応じて定まる固定値(一定値)であって、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)には依存しない値であることが好ましい。
たとえば、図3において、灰色で示した「K11」、「K21」、「K31」、「K41」、「K52」、「K62」、「K72」、「K82」、「K91」は、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)における、像面移動係数Kのうち、最小となる値を示す最小像面移動係数Kminである。すなわち、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)が「f1」にある場合には、「D1」〜「D9」のうち、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」にある場合の像面移動係数Kである「K11」が、最小の値を示す最小像面移動係数Kminとなる。したがって、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」にある場合の像面移動係数Kである「K11」は、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」〜「D9」にある場合の像面移動係数Kである「K11」〜「K19」の中で、最も小さな値を示すものとなる。また、同様に、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)が「f2」である場合も、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D1」にある場合の像面移動係数Kである「K21」が、「D1」〜「D9」にある場合の像面移動係数Kである「K21」〜「K29」の中で、最も小さな値を示すものとなる。すなわち、「K21」が最小像面移動係数Kminとなる。以下、同様に、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)が「f3」〜「f9」である場合でも、灰色で示した「K31」、「K41」、「K52」、「K62」、「K72」、「K82」、「K91」が、それぞれ最小像面移動係数Kminとなる。
同様に、最大像面移動係数Kmaxとは、像面移動係数Kの最大値に対応する値である。最大像面移動係数Kmaxは、ズームレンズ32の現在のレンズ位置に応じて変化することが好ましい。また、最大像面移動係数Kmaxは、ズームレンズ32の現在のレンズ位置が変化しなければフォーカスレンズ33の現在のレンズ位置が変化しても一定値(固定値)であることが好ましい。例えば、図3において、ハッチングを施して示した「K19」、「K29」、「K39」、「K49」、「K59」、「K69」、「K79」、「K89」、「K99」は、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)における、像面移動係数Kのうち、最大となる値を示す最大像面移動係数Kmaxである。
このように、レンズメモリ37は、図3に示すように、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)、およびフォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)に対応する像面移動係数Kと、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)ごとに、像面移動係数Kのうち最小となる値を示す最小像面移動係数Kminと、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)ごとに、像面移動係数Kのうち最大となる値を示す最大像面移動係数Kmaxとを記憶している。
また、レンズメモリ37には、静音下限レンズ移動速度V0bが記憶されている。たとえば、フォーカスレンズ33を一定速度以下の低速で駆動させた場合に、フォーカスレンズ駆動モータ331の駆動負担が大きくなり、所定値以上の駆動音(たとえば50デシベル以上の駆動音)が発生してしまう場合がある。静音下限レンズ移動速度V0bは、フォーカスレンズ33を、この静音下限レンズ移動速度V0b以上の速度で駆動させた場合に、このような所定値以上の駆動音を防止することができる、フォーカスレンズ33の移動速度である。
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。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。
また、カメラ制御部21は、撮像素子22から読み出した画素データに基づき、コントラスト検出方式による撮影光学系の焦点調節状態の検出を行う。たとえば、カメラ制御部21は、撮像素子22の出力を読み出し、読み出した出力に基づき、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、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。なお、この合焦位置は、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。
コントラスト検出方式による焦点検出では、焦点評価値のサンプリング間隔は、フォーカスレンズ33の駆動速度が速くなるほど大きくなり、フォーカスレンズ33の駆動速度が所定速度を越えた場合には、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなり過ぎてしまい、合焦位置を適切に検出することができなくなってしまう。これは、焦点評価値のサンプリング間隔が大きくなるほど、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た場合に、検出対象の被写体が、一度も、焦点状態を適切に検出できる被写界深度内に入らず、被写体の位置における焦点状態を適切に検出できない場合があるためである。そのため、カメラ制御部21は、フォーカスレンズ33を駆動させた際の像面の移動速度が、合焦位置を適切に検出することができる速度となるように、フォーカスレンズ33を駆動させる。例えば、カメラ制御部21は、焦点評価値を検出するためにフォーカスレンズ33を駆動させる探索制御において、合焦位置を適切に検出することができるサンプリング間隔の像面移動速度のうち最大の像面駆動速度となるように、フォーカスレンズ33を駆動させる。探索制御とは、例えば、ウェオブリング、所定位置の近傍のみを探索する近傍サーチ(近傍スキャン)、フォーカスレンズ33の全駆動範囲を探索する全域サーチ(全域スキャン)を含む。
また、カメラ制御部21は、レリーズスイッチの半押しをトリガとして探索制御を開始する場合にはフォーカスレンズ33を高速で駆動させ、レリーズスイッチの半押し以外の条件をトリガとして探索制御を開始する場合にはフォーカスレンズ33を低速で駆動させてもよい。このように制御することにより、レリーズスイッチの半押しがされたときに高速にコントラストAFを行い、レリーズスイッチの半押しがされていないときにはスルー画の見栄えが好適なコントラストAFを行うことができるからである。
さらに、カメラ制御部21は、静止画撮影モードにおける探索制御において、フォーカスレンズ33を高速で駆動させ、動画撮影モードにおける探索制御において、フォーカスレンズ33を低速で駆動させるように制御してもよい。このように制御することにより、静止画撮影モードでは高速にコントラストAFを行い、動画撮影モードでは動画の見栄えが好適なコントラストAFを行うことができるからである。
また、静止画撮影モード及び動画撮影モードの少なくとも一方において、スポーツ撮影モードにおいては高速にコントラストAFを行い、風景撮影モードにおいては低速にコントラストAFを行ってもよい。また、焦点距離、撮影距離、絞り値等に応じて、探索制御におけるフォーカスレンズ33の駆動速度を変化させてもよい。
さらに、本実施形態では、位相差検出方式による焦点検出を行うこともできる。具体的には、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、後述する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。
操作部28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、さらには、オートフォーカスモードの中でも、AF−Sモード/AF−Fモードの切換が行えるようになっている。この操作部28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。
ここで、AF−Sモードとは、シャッターレリーズボタンの半押しがされた場合に、焦点検出結果に基づき、フォーカスレンズ33を駆動させた後は、一度調節したフォーカスレンズ33の位置を固定し、そのフォーカスレンズ位置で撮影するモードである。なお、AF−Sモードは、静止画撮影に適したモードであり、通常、静止画撮影を行う際に選択される。また、AF−Fモードとは、シャッターレリーズボタンの操作の有無に関係なく、焦点検出結果に基づきフォーカスレンズ33を駆動し、その後、焦点状態の検出を繰り返し行い、焦点状態が変化した場合には、フォーカスレンズ33のスキャン駆動を行なうモードである。なお、AF−Fモードは、動画撮影に適したモードであり、通常、動画撮影を行なう際に選択される。
また、本実施形態においては、オートフォーカスモードを切換えるためのスイッチとして、ワンショットモード/コンティニュアスモードを切換えるためのスイッチを備えているような構成としてもよい。そして、この場合においては、撮影者によりワンショットモードが選択された場合には、AF−Sモードに設定され、また、撮影者によりコンティニュアスモードが選択された場合には、AF−Fモードに設定されるような構成とすることができる。
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。
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、ズームレンズ32のレンズ位置、現在位置像面移動係数Kcur、最小像面移動係数Kmin、最大像面移動係数Kmax、および静音下限レンズ移動速度V0bが含まれる。ここで、現在位置像面移動係数Kcurとは、現在のズームレンズの位置(焦点距離)及び現在のフォーカスレンズの位置(撮影距離)に対応した像面移動係数Kである。本実施形態において、レンズ制御部36は、レンズメモリ37に記憶された、レンズ位置(ズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置)と像面移動係数Kとの関係を示すテーブルを参照することで、ズームレンズ32の現在のレンズ位置およびフォーカスレンズ33の現在のレンズ位置に対応する現在位置像面移動係数Kcurを求めることができる。たとえば、図3に示す例において、ズームレンズ32のレンズ位置(焦点距離)が「f1」にあり、フォーカスレンズ33のレンズ位置(撮影距離)が「D4」にある場合、レンズ制御部36は、ホットライン通信により、現在位置像面移動係数Kcurとして「K14」を、最小像面移動係数Kminとして「K11」を、最大像面移動係数Kmaxとして「K19」をカメラ制御部21に送信する。
ここで、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、図7を参照して、本実施形態に係るクリップ動作を説明する。本実施形態では、コントラストAFの探索制御において、フォーカスレンズ33の像面の移動速度が一定になるように制御が行われる。クリップ動作は、このようなコントラストAFの探索制御において、フォーカスレンズ33の駆動音を抑制するための動作であり、フォーカスレンズ33の速度が遅くなり静音化の妨げになる場合にフォーカスレンズ33の速度を静音下限速度未満ならないようにクリップする動作である。
本実施形態では、後述するように、カメラ本体2のカメラ制御部21が、所定の係数(Kc)を用いて、静音速度(移動速度が一定)とフォーカスレンズの駆動速度(移動速度が一定)とを比較することによりクリップ動作をすべきか否かを判断する。
そして、カメラ制御部21によりクリップ動作が許可された場合、レンズ制御部36は、後述するフォーカスレンズ33の駆動速度V1bが静音下限レンズ移動速度V0b未満とならないように、フォーカスレンズ33の駆動速度を静音下限レンズ移動速度V0bで制限する。以下、図7を参照して詳細に説明する。
ステップS101では、レンズ制御部36により、静音下限レンズ移動速度V0bの取得が行われる。静音下限レンズ移動速度V0bはレンズメモリ37に記憶されており、レンズ制御部36は、レンズメモリ37から静音下限レンズ移動速度V0bを取得することができる。
ステップS102では、レンズ制御部36により、フォーカスレンズ33の駆動指示速度の取得が行われる。本実施形態では、コマンドデータ通信により、カメラ制御部21からレンズ制御部36に、フォーカスレンズ33の駆動指示速度が送信されており、これにより、レンズ制御部36は、カメラ制御部21からフォーカスレンズ33の駆動指示速度を取得することができる。
ステップS103では、レンズ制御部36により、ステップS101で取得した静音下限レンズ移動速度V0bと、ステップS102で取得したフォーカスレンズ33の駆動指示速度との比較が行われる。具体的には、レンズ制御部36は、フォーカスレンズ33の駆動指示速度(単位:パルス/秒)が静音下限レンズ移動速度V0b(単位:パルス/秒)未満であるか否かを判断し、フォーカスレンズ33の駆動指示速度が静音下限レンズ移動速度未満である場合には、ステップS104に進み、一方、フォーカスレンズ33の駆動指示速度が静音下限レンズ移動速度V0b以上である場合には、ステップS105に進む。
ステップS104では、カメラ本体2から送信されたフォーカスレンズ33の駆動指示速度が静音下限レンズ移動速度V0b未満であると判断されている。この場合、レンズ制御部36は、フォーカスレンズ33の駆動音を抑制するために、フォーカスレンズ33を静音下限レンズ移動速度V0bで駆動させる。このように、レンズ制御部36は、フォーカスレンズ33の駆動指示速度が静音下限レンズ移動速度V0b未満である場合に、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1bを静音下限レンズ移動速度V0bで制限する。
一方、ステップS105では、カメラ本体2から送信されたフォーカスレンズ33の駆動指示速度が静音下限レンズ移動速度V0b以上であると判断されている。この場合、所定値以上のフォーカスレンズ33の駆動音は発生しないため、レンズ制御部36は、フォーカスレンズ33を、カメラ本体2から送信されたフォーカスレンズ33の駆動指示速度で駆動させる。
ここで、図8は、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1bと、静音下限レンズ移動速度V0bとの関係を説明するための図である。上述したように、像面移動係数Kは、フォーカスレンズ33のレンズ位置に応じて変化する。そのため、図8に示すように、焦点検出時において、像面の移動速度が一定の速度となるように、フォーカスレンズ33を駆動させた場合には、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1bが、フォーカスレンズ33のレンズ位置に応じて変化する。たとえば図8に示す例では、至近側ほど像面移動係数Kが小さく、無限遠側ほど像面移動係数Kが大きい。そのため、図8に示す例において、像面の移動速度が一定の速度となるようにフォーカスレンズ33を駆動させた場合、フォーカスレンズ33のレンズ移動速度V1bは至近側ほど遅くなり、無限遠側ほど速くなる。
このように、像面の移動速度が一定の速度となるように、フォーカスレンズ33を駆動させた場合に、クリップ動作が行われないと、図8に示す例のように、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1bが、静音下限レンズ移動速度V0b未満となる場合がある。例えば、最小像面移動係数Kminが得られるフォーカスレンズ33の位置(図8において最小像面移動係数=100)において、レンズ移動速度V1bが静音下限レンズ移動速度V0b未満になっている。
特に、レンズ鏡筒3の焦点距離が長い場合や光環境が明るい場合に、フォーカスレンズ33のレンズ移動速度V1bが静音下限レンズ移動速度V0b未満となりやすい。このような場合、レンズ制御部36は、クリップ動作を行うことで、図8に示すように、フォーカスレンズ33の駆動速度V1bを静音下限レンズ移動速度V0bで制限する(静音下限レンズ移動速度V0bよりも低速にならないように制御する)ことができ(ステップS104)、これにより、フォーカスレンズ33の駆動音を抑制することができる。
次に、図9を参照して、図7に示すクリップ動作を許可するか、禁止するかを決定するクリップ動作制御処理を説明する。図9は、本実施形態に係るクリップ動作制御処理を示すフローチャートである。なお、以下に説明するクリップ動作制御処理は、たとえばAF−Fモードや動画撮影モードが設定された際に、カメラ本体2により実行される。
まず、ステップS201では、カメラ制御部21により、レンズ情報の取得が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、ホットライン通信により、現在像面移動係数Kcur、最小像面移動係数Kmin、最大像面移動係数Kmax、および静音下限レンズ移動速度V0bをレンズ鏡筒3から取得する。
そして、ステップS202では、カメラ制御部21により、静音下限像面移動速度V0a_maxの算出が行われる。静音下限像面移動速度V0a_maxとは、一定の像面の移動速度であり、例えば、像面の移動速度が一定の速度となるようにフォーカスレンズ33を駆動させた場合に、最小像面移動係数Kminが得られるフォーカスレンズ33の位置において、フォーカスレンズ33の速度が静音下限レンズ移動速度V0bとなる速度である。以下において、静音下限像面移動速度V0a_maxについて詳細に説明する。
図10は、焦点検出時の像面の移動速度V1aと、静音下限像面移動速度V0a_maxとの関係を説明するための図である。図10に示す焦点検出時の像面の移動速度V1aは、フォーカスレンズ33を、図8に示すレンズ駆動速度V1bで駆動させた場合の像面の移動速度であり、本実施形態では、焦点検出時に像面の移動速度が一定になるようにフォーカスレンズ33の駆動が制御されるため、図10に示すように、焦点検出時の像面の移動速度V1aは一定の速度となる。
また、図10に示す静音下限レンズ移動速度V0bに対応する像面移動速度V0aとは、フォーカスレンズ33を図8に示す静音下限レンズ移動速度V0bで駆動させた場合の像面の移動速度である。ここで、静音下限レンズ移動速度V0bは一定のレンズ移動速度であるため、図10に示すように、像面移動係数がフォーカスレンズ33の位置に応じて変化する場合には、静音下限レンズ移動速度V0bに対応する像面移動速度V0aも、フォーカスレンズ33の位置に応じて変化する。
さらに、図10に示す静音下限像面移動速度V0a_maxは、像面の移動速度のうち、最小像面移動係数Kminが得られるフォーカスレンズ33の位置(図10に示す例では、像面移動係数K=100)において、フォーカスレンズ33の移動速度が静音下限レンズ移動速度V0bとなる速度である。すなわち、静音下限像面移動速度V0a_maxは、静音下限レンズ移動速度V0bに対応する像面移動速度V0aのうち最大の像面の移動速度V0a_maxである。
このように、本実施形態では、フォーカスレンズ33のレンズ位置に応じて変化する、静音下限レンズ移動速度V0bに対応する像面移動速度のうち、最大の像面移動速度(像面移動係数が最小となるレンズ位置における像面移動速度)を、静音下限像面移動速度V0a_maxとして算出する。たとえば、図10に示す例において、最小像面移動係数Kminが「100」であるため、像面移動係数が「100」となるフォーカスレンズ33のレンズ位置における像面移動速度を、静音下限像面移動速度V0a_maxとして算出する。
具体的には、レンズ制御部36は、下記式(4)に示すように、静音下限レンズ移動速度V0b(単位:パルス/秒)と最小像面移動係数Kmin(単位:パルス/mm)とに基づいて、静音下限像面移動速度V0a_max(単位:mm/秒)を算出する。
静音下限像面移動速度V0a_max=静音下限レンズ移動速度V0b/最小像面移動係数Kmin ・・・(4)
このように、本実施形態では、最小像面移動係数Kminを用いて、静音下限像面移動速度V0a_maxを算出することで、AF−Fによる焦点検出や動画撮影を開始したタイミングで、静音下限像面移動速度V0a_maxを算出することができる。たとえば、図10に示す例では、AF−Fによる焦点検出または動画撮影を開始したタイミングt1において、像面移動係数Kが「100」となるフォーカスレンズ33のレンズ位置における像面移動速度を、静音下限像面移動速度V0a_maxとして算出することができる。
次いで、ステップS203では、カメラ制御部21により、ステップS201で取得した焦点検出用の像面移動速度V1aと、ステップS202で算出した静音下限像面移動速度V0a_maxとの比較が行われる。具体的には、カメラ制御部21は、焦点検出用の像面移動速度V1a(単位:mm/秒)と静音下限像面移動速度V0a_max(単位:mm/秒)とが、下記式(5)を満たすか否かを判断する。
(焦点検出用の像面移動速度V1a×Kc)>静音下限像面移動速度V0a_max ・・・(5)
なお、上記式(5)中、係数Kcは1以上の値(Kc≧1)であり、その詳細については後述する。
上記式(5)を満たす場合には、ステップS204に進み、レンズ制御部36により、図7に示すクリップ動作が許可される。すなわち、フォーカスレンズ33の駆動音を抑制するために、図8に示すように、フォーカスレンズ33の駆動速度V1bが静音下限レンズ移動速度V0bに制限される(フォーカスレンズ33の駆動速度V1bが静音下限レンズ移動速度V0bよりも低い速度にならないように探索制御が行われる。)。
一方、上記式(5)を満たさない場合には、ステップS205に進み、図7に示すクリップ動作が禁止される。すなわち、フォーカスレンズ33の駆動速度V1bを静音下限レンズ移動速度V0bで制限せずに(フォーカスレンズ33の駆動速度V1bが静音下限レンズ移動速度V0bよりも低い速度となることを許容し)、合焦位置を適切に検出することができる像面移動速度V1aとなるように、フォーカスレンズ33を駆動させる。
ここで、仮に上記式(5)を満たさない場合に、クリップ動作を許可して、フォーカスレンズ33の駆動速度を、静音下限レンズ移動速度V0bで制限してしまうと、像面の移動速度が合焦位置を適切に検出できる焦点検出用の像面移動速度V1aよりも速くなり、適切な合焦精度が得られない場合がある。一方、仮に上記式(5)を満たす場合に、クリップ動作を禁止して、像面の移動速度が焦点検出用の像面移動速度V1aとなるように、フォーカスレンズ33を駆動させた場合には、図8に示すように、フォーカスレンズ33の駆動速度V1bが静音下限レンズ移動速度V0b未満となり、所定値以上の駆動音が発生してしまう場合がある。
このように、焦点検出用の像面移動速度V1aが静音下限像面移動速度V0a_max未満となる場合には、合焦位置を適切に検出できる像面移動速度V1aが得られるように、フォーカスレンズ33を静音下限レンズ移動速度V0b未満のレンズ駆動速度で駆動させるか、フォーカスレンズ33の駆動音を抑制するために、フォーカスレンズ33を静音下限レンズ移動速度V0b以上のレンズ駆動速度で駆動させるかが問題となる。
そこで、本実施形態では、上記式(5)における係数Kcを、フォーカスレンズ33を静音下限レンズ移動速度V0bで駆動させた場合でも、上記式(5)を満たす場合には、一定の焦点検出精度を確保できる1以上の値として記憶しておく。これにより、レンズ制御部36は、図10に示すように、焦点検出用の像面移動速度V1aが静音下限像面移動速度V0a_max未満となる場合でも、上記式(5)を満たす場合には、一定の焦点検出精度を確保できるものと判断し、フォーカスレンズ33の駆動音の抑制を優先して、フォーカスレンズ33を静音下限レンズ移動速度V0b未満のレンズ駆動速度で駆動させるクリップ動作を許可する。
一方、仮に、焦点検出用の像面移動速度V1a×Kc(但し、Kc≧1)が静音下限像面移動速度V0a_max以下となる場合に、クリップ動作を許可し、フォーカスレンズ33の駆動速度を静音下限レンズ移動速度V0bで制限した場合には、焦点検出用の像面移動速度が速くなり過ぎてしまい、焦点検出精度を確保することができない場合がある。そのため、レンズ制御部36は、上記式(5)を満たさない場合には、焦点検出精度を優先して、図7に示すクリップ動作を禁止する。これにより、焦点検出時に、像面の移動速度を、合焦位置を適切に検出することができる像面移動速度V1aとすることができ、焦点検出を高い精度で行うことができる。
なお、絞り値が大きい(絞り開口が小さい)場合には、被写界深度が深くなるため、合焦位置を適切に検出することができるサンプリング間隔は広くなる。その結果、合焦位置を適切に検出することができる像面移動速度V1aを速くすることができる。そのため、合焦位置を適切に検出することができる像面移動速度V1aが固定の値である場合には、レンズ制御部36は、絞り値が大きいほど、上記式(5)の係数Kcを大きくすることができる。
同様に、ライブビュー画像など画像サイズが小さい場合(画像の圧縮率が高い場合、あるいは画素データの間引き率が高い場合)には、高い焦点検出精度が要求されないため、上記式(5)の係数Kcを大きくすることができる。また、撮像素子22における画素ピッチが広い場合なども、上記式(5)の係数Kcを大きくすることができる。
次に、図11および図12を参照して、クリップ動作の制御についてより詳細に説明する。図11は、焦点検出時の像面の移動速度V1aと、クリップ動作との関係を示す図であり、図12は、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1bと、クリップ動作との関係を説明するための図である。
たとえば、上述したように、本実施形態では、レリーズスイッチの半押しをトリガとして探索制御を開始する場合とレリーズスイッチの半押し以外の条件をトリガとして探索制御を開始する場合、静止画撮影モードと動画撮影モード、スポーツ撮影モードと風景撮影モード、あるいは、焦点距離、撮影距離、絞り値等に応じて、探索制御における像面の移動速度が異なる場合がある。図11では、このような異なる3つの像面の移動速度V1a_1,V1a_2,V1a_3を例示している。
具体的には、図11に示す焦点検出時の像面移動速度V1a_1は、焦点状態を適切に検出できる像面の移動速度のうち最大の移動速度であり、上記式(5)の関係を満たす像面の移動速度である。また、焦点検出時の像面移動速度V1a_2は、V1a_1よりも遅い像面の移動速度であるが、タイミングt1において上記式(5)の関係を満たす像面の移動速度である。一方、焦点検出時の像面移動速度V1a_3は、上記式(5)の関係を満たさない像面の移動速度である。
このように、図11に示す例において、焦点検出時の像面の移動速度がV1a_1およびV1a_2である場合には、タイミングt1において上記式(5)の関係を満たすため、図7に示すクリップ動作が許可される。一方、焦点検出時の像面の移動速度がV1a_3である場合には、上記式(5)の関係を満たさないため、図7に示すクリップ動作は禁止される。
この点について、図12を参照して、具体的に説明する。なお、図12において、V1b_1は、図11に示す、焦点状態を適切に検出できる最大の像面の移動速度V1a_1に対応する、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度である。すなわち、V1b_1は、焦点検出時の像面の移動速度がV1a_1となるようにフォーカスレンズ33の駆動を制御した際の、フォーカスレンズ33の駆動速度である。また、V1b_2は、図11に示すように、上記式(5)の関係を満たす像面移動速度V1a_2に対応する、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度であり、V1b_3は、図11に示すように、上記式(5)の関係を満たさない像面移動速度V1a_3に対応する、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度である。
上述したように、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1b_1に対応する像面移動速度V1a_1は、上記式(5)の関係を満たすため、クリップ動作が許可される。しかしながら、図12に示す例では、最小像面移動係数(K=100)が得られるレンズ位置においても、レンズ駆動速度V1b_1は静音下限レンズ移動速度V0b未満とはならないために、実際には、クリップ動作は行われない。
また、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1b_2に対応する像面移動速度V1a_2も、タイミングt1において上記式(5)の関係を満たすため、クリップ動作が許可される。図12に示す例では、焦点検出時の像面の移動速度がV1a_2となるように、フォーカスレンズ33をレンズ駆動速度V1b_2で駆動させた場合に、像面移動係数KがK1となるレンズ位置において、レンズ駆動速度V1b_1が静音下限レンズ移動速度V0b未満となるため、K1よりも像面移動係数Kが小さいレンズ位置において、フォーカスレンズ33の駆動速度V1b_2が静音下限レンズ移動速度V0bで制限される。
すなわち、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1b_2が静音下限レンズ移動速度V0bとなるレンズ位置まで、像面の移動速度V1a_2は一定の速度となるが、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1b_2が静音下限レンズ移動速度V0b未満となる場合に、クリップ動作が行われ、これにより、焦点検出時の像面の移動速度V1a_2は、それまでの像面の移動速度(探索速度)とは異なる像面の移動速度で、焦点評価値の探索制御を行うこととなる。すなわち、図11に示すように、像面移動係数がK1よりも小さくなるレンズ位置において、焦点検出時の像面の移動速度V1a_2が今までの一定の速度とは異なる速度となる。
また、フォーカスレンズ33のレンズ駆動速度V1b_3に対応する像面移動速度V1a_3は、上記式(5)の関係を満たさないため、クリップ動作が禁止される。そのため、図12に示す例では、像面の移動速度が一定の像面移動速度V1a_3となるように、フォーカスレンズ33をレンズ駆動速度V1b_3で駆動させた場合に、像面移動係数KがK2となるレンズ位置において、レンズ駆動速度V1b_3は静音下限レンズ移動速度V0b未満となるが、K2よりも小さい像面移動係数Kが得られるレンズ位置において、クリップ動作が行われず、焦点状態を適切に検出するために、フォーカスレンズ33の駆動速度V1b_3が静音下限レンズ移動速度V0b未満とされる。
以上のように、本実施形態では、静音下限レンズ移動速度V0bでフォーカスレンズ33を駆動させた場合における像面移動速度のうち、最大の像面移動速度を静音下限像面移動速度V0a_maxとして算出し、算出した静音下限像面移動速度V0a_maxと焦点検出時の像面の移動速度V1aとを比較する。そして、焦点検出時の像面の移動速度V1a×Kc(但し、Kc≧1)が静音下限像面移動速度V0a_maxよりも速い場合には、フォーカスレンズ33を静音下限レンズ移動速度V0bで駆動させた場合でも、一定以上の焦点検出精度が得られるものと判断し、図7に示すクリップ動作を許可する。これにより、本実施形態では、焦点検出精度を確保しながら、フォーカスレンズ33の駆動音を抑制することができる。
一方、焦点検出時の像面の移動速度V1a×Kc(但し、Kc≧1)が静音下限像面移動速度V0a_max以下となる場合に、フォーカスレンズ33の駆動速度V1bを静音下限レンズ移動速度V0bで制限した場合には、適切な焦点検出精度が得られない場合がある。そのため、本実施形態では、このような場合には、焦点検出に適した像面移動速度が得られるように、図7に示すクリップ動作を禁止する。これにより、本実施形態では、焦点検出時に合焦位置を適切に検出することができる。
また、本実施形態では、レンズ鏡筒3のレンズメモリ37に最小像面移動係数Kminを予め記憶しており、この最小像面移動係数Kminを用いて、静音下限像面移動速度V0a_maxを算出する。そのため、本実施形態では、たとえば、図10に示すように、動画撮影やAF−Fモードによる焦点検出が開始された時刻t1のタイミングで、焦点検出用の像面移動速度V1a×Kc(但し、Kc≧1)が静音下限像面移動速度V0a_maxを超えるか否かを判断し、クリップ動作を行うか否かを判断することができる。このように、本実施形態では、現在位置像面移動係数Kcurを用いて、クリップ動作を行うか否かを繰り返し判断するのではなく、最小像面移動係数Kminを用いて、動画撮影やAF−Fモードによる焦点検出が開始された最初のタイミングで、クリップ動作を行うか否かを判断することができるため、カメラ本体2の処理負荷を軽減することができる。
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、図7に示すクリップ動作制御処理を、カメラ本体2において実行する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、図7に示すクリップ動作制御処理を、レンズ鏡筒3において実行する構成としてもよい。
また、上述した実施形態では、上記式(3)に示すように、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)で算出する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、下記式(6)に示すように算出する構成としてもよい。
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) ・・・(6)
なお、この場合、レンズ制御部36は、静音下限像面移動速度V0a_maxを以下のように算出することができる。すなわち、レンズ制御部36は、下記式(7)に示すように、静音下限レンズ移動速度V0b(単位:パルス/秒)と、ズームレンズ32の各レンズ位置(焦点距離)における像面移動係数Kのうち、最大となる値を示す最大像面移動係数Kmax(単位:パルス/mm)とに基づいて、静音下限像面移動速度V0a_max(単位:mm/秒)を算出することができる。
静音下限像面移動速度V0a_max=静音下限レンズ移動速度V0b/最大像面移動係数Kmax ・・・(7)
例えば、像面移動係数Kとして、「像面の移動量/フォーカスレンズ33の駆動量」で算出される値を採用した場合には、値(絶対値)が大きくなるほど、フォーカスレンズが所定値(例えば1mm)駆動した場合の像面の移動量が大きくなる。像面移動係数Kとして、「フォーカスレンズ33の駆動量/像面の移動量」で算出される値を採用した場合には、値(絶対値)が大きくなるほど、フォーカスレンズが所定値(例えば1mm)駆動した場合の像面の移動量が小さくなる。
また、最大像面移動係数Kmaxを送信できるものであれば、レンズメモリ37に像面移動係数Kを記憶するものに限定されない。例えば、ズームレンズ位置等に応じて最大像面移動係数Kmaxを演算し、演算した最大像面移動係数Kmaxをカメラ本体2に送信するものであってもよい。同様に、ズームレンズ位置等に応じて最小像面移動係数Kminを演算し、演算した最小像面移動係数Kminをカメラ本体2に送信するものであってもよい。
また、レンズメモリ37に記憶されている像面移動係数K及び最大像面移動係数Kmaxは、整数であってもよいし、少数点以下を含む値であっても良いし、指数であってもよいし、対数であっても良い。また、像面移動係数K及び最大像面移動係数Kmaxは、10進数であってもよいし、2進数等でもよい。
さらに、最大像面移動係数Kmaxをカメラ本体2に送信するものであれば、カメラ本体2のマウント部401の電気接点とレンズ鏡筒3のマウント部402の電気接点とが接続されるものに限定されない。例えば、無線通信を用いてレンズ鏡筒3からカメラ本体2に最大像面移動係数Kmaxを送信してもよい。
また、上述した実施形態に加えて、フォーカスレンズ33の駆動音を抑制する静音モードが設定されている場合に、上述したクリップ動作およびクリップ動作制御処理を実行し、静音モードが設定されていない場合には、上述したクリップ動作およびクリップ動作制御処理を実行しない構成としてもよい。また、静音モードが設定されている場合は、フォーカスレンズ33の駆動音の抑制を優先し、図9に示すクリップ動作制御処理を行わずに、図7に示すクリップ動作を常に行う構成としてもよい。
また、上述した実施例においては、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、これに限定されるものではない。例えば、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)のように定義した場合、最大像面移動係数Kmaxを用いて、上述した実施例と同様にクリップ動作等の制御をすることができる。
さらに、上述した実施形態では、図1に示すように、本発明を、一眼レフデジタルカメラに適用する構成を例示したが、この構成に限定されず、たとえば、図13に示すように、本発明を、レンズ交換式のミラーレスカメラに適用してもよい。図13に示す例において、カメラ本体2aは、逐次、撮像素子22により撮像した撮像画像をカメラ制御部21に送出し、液晶駆動回路25を介して観察光学系の電子ビューファインダ(EVF)26に表示する。この場合、カメラ制御部21は、たとえば、撮像素子22の出力を読み出し、読み出した出力に基づき、焦点評価値の演算を行うことで、コントラスト検出方式による撮影光学系の焦点調節状態の検出を行うことができる。また、デジタルビデオカメラ、レンズ一体型のデジタルカメラ、携帯電話用のカメラなどのその他の光学機器に本発明を適用してもよい。