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WO2014042230A1 - 焦点調節装置及び焦点調節方法 - Google Patents

焦点調節装置及び焦点調節方法 Download PDF

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WO2014042230A1
WO2014042230A1 PCT/JP2013/074770 JP2013074770W WO2014042230A1 WO 2014042230 A1 WO2014042230 A1 WO 2014042230A1 JP 2013074770 W JP2013074770 W JP 2013074770W WO 2014042230 A1 WO2014042230 A1 WO 2014042230A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
focus
amount
focus lens
lens group
wobbling operation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2013/074770
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
譲 田口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Imaging Corp
Original Assignee
Olympus Imaging Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Imaging Corp filed Critical Olympus Imaging Corp
Priority to EP13837270.1A priority Critical patent/EP2896981B1/en
Priority to CN201380047858.7A priority patent/CN104641277B/zh
Publication of WO2014042230A1 publication Critical patent/WO2014042230A1/ja
Priority to US14/644,868 priority patent/US9380203B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/32—Means for focusing
    • G03B13/34—Power focusing
    • G03B13/36—Autofocus systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
    • G02B7/36—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals
    • G02B7/38—Systems for automatic generation of focusing signals using image sharpness techniques, e.g. image processing techniques for generating autofocus signals measured at different points on the optical axis, e.g. focussing on two or more planes and comparing image data
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/66—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices
    • H04N23/663—Remote control of cameras or camera parts, e.g. by remote control devices for controlling interchangeable camera parts based on electronic image sensor signals

Definitions

  • the present invention relates to a focus adjustment device and a focus adjustment method for causing a first focus lens group among a plurality of focus lens groups to perform a wobbling operation to focus on an object (autofocus: AF).
  • Patent Document 1 discloses an autofocus system that includes a wobbling lens group and a focus adjustment lens group and moves these lens groups individually.
  • the wobbling lens group is wobbled to detect the in-focus direction, the focus adjustment lens group is moved in the detected in-focus direction, and then the wobbling lens group is again mounted. Wobbling is performed to determine whether or not it is in focus. If the result of this determination is out of focus, the focus adjustment lens is moved again in the direction of focus detected by wobbling. The above operation is repeatedly executed until focusing is achieved.
  • An object of the present invention is to provide a focus adjustment device and a focus adjustment method capable of improving AF followability with respect to a moving subject.
  • a focus adjustment apparatus includes an imaging device including an imaging surface and a plurality of focus lens groups including first and second focus lens groups, and an object on the imaging surface of the imaging device.
  • An imaging lens that forms an image to enable focus adjustment
  • a focus evaluation value detection unit that detects a focus evaluation value based on an image signal obtained by imaging of the image sensor, and the focus evaluation value based on the focus evaluation value
  • the plurality of focus lens groups are moved, the first focus lens group is wobbling to focus on the subject, and the wobbling operation of the first focus lens group is executed for one cycle.
  • a controller that moves the second focus lens group to move the image plane positions of the plurality of focus lens groups by a predetermined amount.
  • a focus adjustment method forms an image of a subject on an imaging surface of an image sensor through a plurality of focus lens groups including a first focus lens group and a second focus lens group.
  • a focus evaluation value is detected based on the obtained image signal, the plurality of focus lens groups are moved based on the focus evaluation value, and a wobbling operation is performed on the subject with respect to the subject. While focusing and performing the wobbling operation of the first focus lens group for one cycle, the second focus lens group is moved so that the image plane positions of the plurality of focus lens groups are a predetermined amount. Move.
  • the present invention it is possible to provide a focus adjustment device and a focus adjustment method capable of improving the AF followability with respect to a moving subject.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a focus adjustment apparatus using an embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the movable mechanism of the second to fourth lens groups in the apparatus.
  • FIG. 3 is a diagram showing the lens positions of the second to fourth lens groups when the focus position is infinite in the apparatus.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the lens positions of the second to fourth lens groups when the focus position is close to the apparatus.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship of the speed magnification of the second group stepping motor with respect to the distance from infinity to the closest distance of the third group stepping motor in the apparatus.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the position and magnification of the third group stepping motor in the apparatus.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing a focus adjustment apparatus using an embodiment of an imaging apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing the movable mechanism of the second to fourth lens groups in the apparatus.
  • FIG. 3
  • FIG. 7 is a diagram showing the speed of the third group stepping motor with respect to the position of the third group stepping motor in the apparatus.
  • FIG. 8 is a diagram showing the speed of the second group stepping motor with respect to the position of the third group stepping motor in the apparatus.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between the position of the second group stepping motor and the position of the third group stepping motor in the apparatus.
  • FIG. 10 is a flowchart for turning on the camera body in the apparatus.
  • FIG. 11A is a lens communication start flowchart in the apparatus.
  • FIG. 11B is a lens communication start flowchart in the apparatus.
  • FIG. 12 is a focus processing flowchart in the apparatus.
  • FIG. 13 is a timing signal generation flowchart in the apparatus.
  • FIG. 14 is a flowchart for starting focus driving in the apparatus.
  • FIG. 15 is a timing chart showing a wobbling operation in the apparatus.
  • FIG. 16 is a target position setting start flowchart in the apparatus.
  • FIG. 17 is a target position setting start flowchart of the fourth group stepping motor in the apparatus.
  • FIG. 18 is a drive speed setting start flowchart in the apparatus.
  • FIG. 19 is a timing chart showing a wobbling operation in the apparatus.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging apparatus (hereinafter referred to as the present apparatus 200) using a focus adjustment apparatus.
  • the apparatus 200 has a configuration of an interchangeable lens system, and an interchangeable lens unit 100 is attached to the camera body 10 in a replaceable manner.
  • the apparatus 200 is not limited to an interchangeable lens type camera, and can be applied to, for example, a compact camera or a portable device with an imaging function.
  • the camera body 10 converts a subject image formed through the interchangeable lens unit 100 into an electrical signal, and performs image processing on the electrical signal to obtain still image data or moving image data.
  • the camera body 10 includes an image sensor 11 and a camera CPU 12.
  • the image sensor 11 converts a subject image formed through the interchangeable lens unit 100 into an electric signal ES.
  • the camera CPU 12 performs contrast AF processing and AE processing when capturing a still image or moving image, and performs image processing on the electrical signal ES output from the image sensor 11 to acquire still image or moving image image data.
  • the camera CPU 12 performs, for example, color correction processing, gamma ( ⁇ ) correction processing, compression processing, expansion processing on image data compressed by the compression processing, and the like.
  • contrast AF processing high-frequency components of image data obtained by imaging of the image sensor 11 are extracted, and the focus evaluation values for AF are acquired by integrating the extracted high-frequency components.
  • the focus lens group in the lens system of the interchangeable lens unit 100 here, the second lens group 102, the third lens group 103, and the fourth lens group are evaluated while evaluating the contrast of the image data according to the acquired focus evaluation value.
  • the lens group 104 is adjusted to a position where it is in focus.
  • the luminance of the subject is calculated using image data obtained by imaging by the image sensor 11, and the aperture amount (aperture value) of the aperture unit 120 during exposure and the shutter opening time (shutter) according to the luminance of the subject.
  • Speed value The camera body 10 includes a display for displaying a still image or a moving image, an operation unit including a release button, a mode switch, a moving image recording button, a selection key, a power button, and the like, which are omitted here.
  • the interchangeable lens unit 100 includes first to fifth lens groups 101 to 105 as a photographing lens system.
  • the first to fifth lens groups (1G to 5G lens groups) 101 to 105 are each formed by combining a plurality of optical lenses.
  • the first to fifth lens groups 101 to 105 form an image of a subject on the imaging surface of the imaging device 11 so that the focus can be adjusted on the subject.
  • the fourth lens group 104 is provided as a first focus lens group dedicated to a wobbling operation during focus adjustment.
  • the second and third lens groups 102 and 103 are for focus adjustment (focus adjustment) as the second focus lens group.
  • the fourth lens group 104 is set to a low magnification compared to the magnifications of the other first to third and fifth lens groups 101 to 103,105.
  • the first and fifth lens groups 101 and 105 are fixed to the main body of the interchangeable lens unit 100.
  • the second to fourth lens groups 102 to 104 are provided so as to be movable in the optical axis direction P with respect to the main body of the interchangeable lens unit 100.
  • two suspension shafts 106a and 106b are provided in parallel to each other.
  • the first and fifth lens groups 101 and 105 are fixed to the suspension shafts 106a and 106b via the fixing members 107, respectively.
  • the second to fourth lens groups 102 to 104 are provided so as to be movable with respect to the suspension shafts 106a and 106b via the movable mechanism 108, respectively.
  • the movable mechanism 108 moves the second to fourth lens groups 102 to 104 in the optical axis direction P, respectively.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the movable mechanism 108 of the second to fourth lens groups 102 to 104.
  • the movable mechanism 108 includes sliding members 109a and 109b that slide with respect to the suspension shafts 106a and 106b, respectively.
  • the second to fourth lens groups 102 to 104 are supported on the sliding members 109a and 109b.
  • the sliding member 109a is provided with a connecting member 110.
  • the movable mechanism 108 is provided with second to fourth group stepping motors (2G to 4G motors) 111 to 113 for the second to fourth lens groups 102 to 104, respectively.
  • second group to fourth group stepping motors 111 to 113 screw shafts 114 are arranged in parallel with the optical axis P, respectively.
  • a sliding nut member 115 is screwed onto the screw shaft 114.
  • the connecting member 110 is connected to the sliding nut member 115.
  • the screw shafts 114 are rotated.
  • the sliding nut member 115 slides on the screw shaft 114 in a direction parallel to the optical axis P. Since the sliding of the sliding nut member 115 is transmitted to the sliding member 109a via the connecting member 110, the second to fourth lens groups 102 to 104 are respectively connected to the sliding members 109a and 109b. It moves along each suspension axis 106a, 106b.
  • a diaphragm unit 120 is provided between the second and third lens groups 102 and 103.
  • the aperture unit 120 is fixed to a support member 120a that supports the suspension shafts 106a and 106b.
  • the aperture unit 120 is provided with an aperture stepping motor 121.
  • the aperture stepping motor 121 drives the aperture unit 120 to vary the aperture amount and the shutter opening time (shutter speed value).
  • the second to fourth group stepping motors 111 to 113 and the aperture stepping motor 121 are connected to the lens CPU 130 via a driver 122, respectively.
  • the lens CPU 130 receives a command from the camera CPU 12, the lens CPU 130 sends, for example, a focus control signal FS and an aperture control signal WS to the driver 122 in order to perform focus processing in accordance with the command.
  • the second to fourth stepping motors 111 to 113 are driven by sending the focus control signal FS.
  • the second to fourth lens groups 102 to 104 are controlled to the in-focus lens positions.
  • the aperture control signal WS the aperture stepping motor 121 is driven.
  • the aperture amount of the aperture unit 103 is controlled by driving the aperture stepping motor 121.
  • the focus control signal FS includes information on the lens positions of the second to fourth lens groups 102 to 104.
  • the aperture control signal WS includes information such as the aperture amount of the aperture unit 103.
  • the focus control signal FS includes the focus control signals of the second to fourth group stepping motors 111 to 113.
  • FIG. 3 shows the lens positions of the second to fourth lens groups 102 to 104 when the focus position is infinite (Far).
  • FIG. 4 shows the lens positions of the second to fourth lens groups 102 to 104 when the focus position is near.
  • the lens positions are controlled so that the lens positions of the second and third lens groups 102 and 103 move away from the aperture unit 120.
  • the lens positions of the second and third lens groups 102 and 103 are controlled so as to approach the diaphragm unit 120.
  • the lens CPU 130 includes functions of a command processing unit 131, a focus control unit 132, a timing signal generation unit 133, and an aperture control unit 134 in order to perform focus processing and the like.
  • the lens CPU 130 is provided with a focus / aperture storage unit 135 that stores focus / aperture relationship data indicating the relationship between the focus position and the aperture position data.
  • the command processing unit 131 receives a command from the camera CPU 12 and outputs an instruction to the focus control unit 132 based on the command.
  • the control signal from the camera CPU 12 to the command processing unit includes a synchronization signal as a timing signal in addition to the command.
  • the focus control unit 132 sends, for example, a focus control signal FS to the driver 122 in order to perform focus processing according to the command signal from the command processing unit 131.
  • the timing signal generator 133 generates a timing signal TS based on the focus control signal FS output from the focus controller 132.
  • the aperture control unit 134 reads the focus / aperture relationship data stored in the focus / aperture storage unit 135 in accordance with the timing signal TS generated by the timing signal generation unit 133, and the aperture control signal WS based on the focus / aperture relationship data. Is sent to the driver 122.
  • the focus / aperture relationship data includes, for example, the relationship of the speed magnification of the second group stepping motor 111 with respect to a distance from infinity to the closest distance of the third group stepping motor 112 as shown in FIG.
  • the relationship between the speed magnifications is stored as the relationship between the control position of the third group stepping motor 112 shown in FIG. 6 and the magnification.
  • data indicating the relationship between the second group and third group stepping motors 111 and 112 as shown in FIGS. 7 to 9 is stored.
  • FIG. 7 shows the speed of the third group stepping motor 112 with respect to the position of the third group stepping motor 112.
  • FIG. 8 shows the speed of the second stepping motor 111 with respect to the position of the third stepping motor 112.
  • FIG. 9 shows the relationship between the position (pulse number: pls) of the second group stepping motor 111 and the position (pulse number: pls) of the third group stepping motor 112.
  • the camera CPU 12 includes the function of the focus evaluation value detection unit 12a.
  • the focus evaluation value detection unit 12a acquires, for example, contrast as a focus evaluation value based on image data obtained by imaging with the image sensor 11.
  • the contrast is acquired by extracting high-frequency components of the image data and integrating the extracted high-frequency components.
  • the camera CPU 12 issues commands such as a focus AF control instruction for driving the second to fourth lens groups 102 to 104 and an aperture control instruction for driving the aperture unit 120 to the lens CPU 130.
  • the camera CPU 12 issues a command to the lens CPU 130 for performing a wobbling operation including the amplitude and movement amount of the wobbling operation during AF.
  • the focus control unit 132 of the lens CPU 130 moves the plurality of focus lens groups, here the second and third lens groups 102 and 103, based on an instruction from the command processing unit 131 based on a command from the camera CPU 12.
  • the fourth lens group 104 which is the focus lens group, is caused to focus on the subject by performing a wobbling operation.
  • the focus control unit 132 moves the second and third lens groups 102 and 103 by a predetermined amount while executing the wobbling operation of the fourth lens group 104 for one period, thereby moving the plurality of focus lens groups 101.
  • the image plane positions 104 to 104 are moved by a predetermined amount.
  • the fourth lens group 104 is called a wobbling operation including the operation of moving the second and third lens groups 102 and 103 as well as the wobbling operation.
  • the focus control unit 132 sets the center position of the amplitude of the wobbling operation of the fourth lens group 104 to the second and third lenses.
  • the first offset (offset value) is offset in the moving direction of the groups 102 and 103, and the amplitude of the wobbling operation is added to the second amount (amplitude addition value).
  • the image plane sensitivity of the second and third lens groups 102 and 103 is set higher than the image plane sensitivity of the fourth lens group 104.
  • the offset value is, for example, a quarter of the movement amount of the wobbling operation.
  • the amplitude addition value is, for example, a quarter of the movement amount of the wobbling operation.
  • the focus control unit 132 drives the second and third lens groups 102 and 103 at a constant speed. Specifically, when the amplitude and the moving amount of the wobbling operation are instructed from the camera CPU 12, the focus control unit 132 obtains an offset value that is a quarter of the moving amount of the wobbling operation, and the moving amount of the wobbling operation Is obtained as an amplitude addition value that is one-fourth of.
  • the focus control unit 132 When the amplitude and movement amount of the wobbling operation are instructed from the camera CPU 12, the focus control unit 132 performs the second and third lens groups each time the wobbling operation of the fourth lens group 104 is executed for one cycle. 102 and 103 are moved by the movement amount instructed by the camera CPU 12.
  • step S ⁇ b> 101 the camera CPU 12 determines whether or not the interchangeable lens unit 100 is attached to the camera body 10. This determination is performed, for example, by confirming mechanical connection between the camera body 10 and the interchangeable lens unit 100. The determination may be performed by communication between the next camera CPU 12 and the lens CPU 130 of the interchangeable lens unit 100.
  • the camera CPU 12 communicates with the lens CPU 130 of the interchangeable lens unit 100 in step S102 to perform the first to fifth lens groups. For example, the lens positions 101 to 105 are initialized.
  • the camera CPU 12 discloses the display of the through image of the subject on the display.
  • the camera CPU 12 communicates with the lens CPU 130 of the interchangeable lens unit 100, sets the aperture of the aperture unit 120, starts imaging with the image sensor 11, and acquires by imaging with the image sensor 11.
  • the image data for each frame is sequentially stored, and the stored image data is subjected to image processing for live view display and displayed on the display. By repeating the display operation of the image data, a through image of the subject is displayed on the display.
  • step S ⁇ b> 104 the camera CPU 12 determines whether or not the interchangeable lens unit 100 has been removed from the camera body 10. When the interchangeable lens unit 100 is removed, the camera CPU 12 returns to step S101.
  • step S105 the camera CPU 12 determines whether the power source of the camera body is turned off. If the result of determination is that the power is not off, the camera CPU 12 determines in step S106 whether or not it is in the moving image mode. If the result of determination is that it is not in moving image mode, the camera CPU 12 determines that it is in still image mode, and determines in step S107 whether or not the release button has been pressed halfway (1st: ON). If the release button is pressed halfway as a result of the determination, the camera CPU 12 performs AF processing on the subject in step S108.
  • step S109 the camera CPU 12 determines whether or not the half-press of the release button has been released (OFF). As a result of the determination, if not released, the camera CPU 12 determines whether or not the release button has been fully pressed (2nd: ON) in step S110. If the release button is fully pressed as a result of the determination, in step S111, the camera CPU 12 obtains still image data by performing image processing on the electrical signal ES output from the image sensor 11 as photographing processing. In S112, the image data is stored.
  • step S114 the camera CPU 12 determines whether or not the moving image recording button has been turned on. If the moving image recording button is turned on as a result of the determination, the camera CPU 12 performs AF processing on the subject in step S115, performs AE processing on the subject in step S116, and outputs from the image sensor 11 in step S117.
  • the electric signal ES is subjected to image processing to obtain moving image data, and in step S118, the moving image data is stored.
  • step S119 the camera CPU 12 determines whether or not the moving image recording button is turned off. If not, the camera CPU 12 returns to step S115 and continues the moving image mode.
  • step S102 the operation of the lens CPU 130 at the start of lens communication (step S102) will be described with reference to the lens communication start flowchart shown in FIGS.
  • step S201 the lens CPU 130 initializes the lens positions of the first to fifth lens groups 101 to 105, and enters a standby state in step S202.
  • step S203 the lens CPU 130 determines whether or not there is an AF control instruction from the camera CPU 12. As a result of the determination, if there is an AF control instruction, the focus control unit 132 transitions to the AF state in step S204.
  • step S 205 the lens CPU 130 performs focus drive processing, that is, a focus control signal FS for performing AF by the second to fourth lens groups 102 to 104, through the driver 122 for the second to fourth group stepping motors. Send to 111-113.
  • step S ⁇ b> 206 the lens CPU 130 determines whether there is an aperture control instruction for the aperture unit 120. If the result of determination is that there is an aperture control instruction, the aperture controller 134 sets the aperture target position of the aperture unit 120 in step S207, and sets the aperture target speed of the aperture unit 120 in step S208. In step S209, the lens CPU 130 sends an aperture control signal WS for driving the aperture unit 120 in accordance with the aperture target position and aperture target speed to the aperture stepping motor 121 through the driver 122, thereby driving the aperture stepping motor 121. Start.
  • the timing signal generator 133 generates a timing signal TS based on the focus control signal FS output from the focus controller 132.
  • the aperture controller 134 determines whether the timing signal TS is generated by the timing signal generator 133. If the timing signal TS is generated as a result of the determination, the aperture controller 134 updates the aperture target position in step S211.
  • the aperture control unit 134 reads the focus / aperture relationship data stored in the focus / aperture storage unit 135 in accordance with the timing signal TS generated by the timing signal generation unit 133, and the aperture control signal WS based on the focus / aperture relationship data. Is sent to the driver 122.
  • step S212 the lens CPU 130 determines whether or not there is an instruction to end communication from the camera CPU 12. If there is no such instruction, the lens CPU 130 returns to step S202 and repeats steps S202 to 211. When there is an instruction to end communication from the camera CPU 12, the lens CPU 130 ends the lens communication in step S213.
  • the lens CPU 130 determines whether or not there is a manual focus (MF) start instruction in step S214. As a result of the determination, if there is an MF start instruction, the lens CPU 130 transitions to the MF state in step S215. On the other hand, if there is no MF start instruction, the lens CPU 130 advances the process to step S20. The lens CPU 130 determines whether or not the corner ring (focus ring) has been rotated in step S216 after the transition to the MF state. If it is determined that the focus ring is rotated as a result of the determination, the lens CPU 130 proceeds to step S205 and performs a focus drive process.
  • MF manual focus
  • the lens CPU 130 determines whether or not there is an MF end instruction in step S217. If the result of the determination is that there is an MF end instruction, the lens CPU 130 determines whether or not the second to fourth lens groups 102 to 104, which are focus lenses, are driven in response to the rotation of the focus ring in step S218. Determine. As a result of the determination, if the second to fourth lens groups 102 to 104 are driven, the lens CPU 130 stops driving the second group to fourth group stepping motors 111 to 113 in step S219. If the second to fourth lens groups 102 to 104 are not driven, the lens CPU 130 advances the process to step S206.
  • step S205 the focus drive processing (step S205) will be described with reference to the focus processing flowchart shown in FIG.
  • the focus control unit 132 sets target positions of the lens positions of the second to fourth lens groups 102 to 104, and in step S302, the driving speed of the second to fourth lens groups 102 to 104 is set.
  • the focus control unit 132 sends the focus control signal FS to the second group to fourth group stepping motors 111 to 113 through the driver 122 to drive the second to fourth lens groups 102 to 104. To start.
  • the timing signal generator 133 starts generating the timing signal TS based on the focus control signal FS output from the focus controller 132 in step S304.
  • the focus control unit 132 determines whether or not the timing signal TS is generated by the timing signal generation unit 133 in step S305. When the timing signal TS is generated as a result of the determination, the focus control unit 132 acquires the current position of the third group stepping motor 112 in step S306.
  • step S307 the aperture control unit 134 sets the data corresponding to the aperture position (aperture amount) of the aperture unit 120 corresponding to the current position of the third group stepping motor 112 to the data stored in the focus / aperture storage unit 135. Search from inside.
  • step S308 the aperture control unit 134 compares the current aperture position of the aperture unit 120 with the aperture position of the aperture unit 120 retrieved from the focus / aperture storage unit 135, and determines the current aperture position of the aperture unit 120. It is determined whether or not the searched aperture position is different.
  • step S309 the aperture control unit 134 generates an aperture control signal WS for driving the aperture position of the aperture unit 120 to the aperture position retrieved from the focus / aperture storage unit 135. This is sent to the aperture stepping motor 121 through the driver 122, and the drive of the aperture stepping motor 121 is started.
  • step S310 the focus control unit 132 determines whether the second to fourth group stepping motors 111 to 113 are being driven. If the result of determination is that driving is in progress, the focus control section 132 returns to step S305. If driving is not in progress, focus driving processing is terminated in step S311.
  • step S304 the timing signal generation unit 133 reads the focus control signal sent to the third group stepping motor 112 from the focus control signal FS output from the focus control unit 132, and counts the number of drive pulses of the focus control signal.
  • step S402 the timing signal generation unit 133 determines whether or not the count value of the number of drive pulses has reached a preset count value. As a result of the determination, when the count value of the number of drive pulses reaches a preset count value, the timing signal generation unit 133 generates a timing signal TS in step S403, and in step S404, the count value of the number of drive pulses is set. clear.
  • step S405 the timing signal generator 133 determines whether or not the third group stepping motor 112 is being driven. If it is being driven, the process returns to step S401.
  • step S501 the focus control unit 132 determines whether or not an instruction for a wobbling operation has been issued from the camera CPU 12. At the time of AF, the focus control unit 132 determines whether there is an instruction for a wobbling operation from a wobbling operation command including the amplitude and movement amount of the wobbling operation issued from the camera CPU 12.
  • the focus control unit 132 instructs the camera CPU 12 to move the focus (focus), that is, an instruction to move the second and third lens groups 101 and 102 in step S502. It is determined whether or not there is. As a result of the determination, when there is an instruction to move the focus, the focus control unit 132 determines in step S503 whether the direction of the focus movement is an infinite direction. If the result of determination is that the direction of focus movement is an infinite direction, the focus controller 132 starts driving the second and third lens groups 101 and 102 with the first synchronization signal after instructing in step S504. In step S505, the driving of the fourth group stepping motor 113 is started with the first synchronization signal after the instruction.
  • step S502 determining whether or not there is an instruction to move the focus from the camera CPU 12
  • step S503 determining whether or not the direction of the focus movement is an infinite direction
  • step S506 determining whether or not the direction of the focus movement is an infinite direction
  • step S501 if the result of the determination as to whether or not there is an instruction for the wobbling operation (step S501), if there is no instruction for the wobbling operation, the focus control unit 132 determines whether or not the MF state is in step S507. If the result of determination is that it is in the MF state, the focus control section 132 starts driving the second group and third group stepping motors 111 and 112 after detecting rotation of the focus ring in step S508. If not in the MF state, in step S509, the focus control unit 132 starts driving the second group and third group stepping motors 111 and 112 with the first synchronization signal after instructing, respectively.
  • the focus control unit 132 performs the wobbling operation of the fourth lens group 104 for one cycle. Then, the second and third lens groups 102 and 103 are moved by the instructed movement amount to move the image plane positions of the plurality of focus lens groups 101 to 104 by a predetermined amount.
  • FIG. 15 shows a timing chart of the wobbling operation.
  • the synchronization signal from the camera CPU 12 the instruction of the amplitude and the moving amount of the wobbling operation, the wobbling operation of the fourth lens group 104, and the moving operation of the second lens group 102 and the third lens group 103 are shown. And changes in the combined image plane position.
  • the wobbling period is set to twice the period of the synchronization signal from the camera CPU 12.
  • the wobbling operation of the fourth lens group 104 is started when a predetermined delay time has elapsed since the rising edge of the synchronization signal.
  • a close-side target position and an infinite-side target position that move by an amount of amplitude respectively from the wobbling center (reference) position to the close side and the infinite side are set.
  • the amount of movement of the second and third lens groups 102 and 103 is the second and third lens groups 102 instructed by the camera CPU 12 every time the wobbling operation of the fourth lens group 104 is executed for one cycle.
  • 103 is moved by a moving amount.
  • the movement operation of the second and third lens groups 102 and 103 is executed before the fourth lens group 104 reaches the closest target position. While the fourth lens group 104 stops at the closest target position for a predetermined time, then moves to the infinite target position, and further stops at the infinite side target position for a predetermined time, the second and third lens groups 102 and 103 are stopped.
  • the second and third lens groups 102 and 103 are respectively at the same position. Maintained. At this time, the near side target position and the infinite side target position can be a wobbling operation based on the same image plane position. As described above, the timing for moving the second and third lens groups 102 and 103 excludes a period in which the fourth lens group 104 is positioned at the closest target position and the infinite target position in one cycle of the wobbling operation. Period.
  • the wobbling operation is performed while the amplitude of the wobbling operation of the fourth lens group 104 and the movement amount of the second and third lens groups 102 and 103 are combined, for example, while the composite image plane position moves toward the closest direction. Will be.
  • the camera CPU 12 detects that the subject moves in the close-up direction, the camera CPU 12 can adjust the focus by following the subject by applying the processing shown in FIG. In such a wobbling operation, the size can be reduced and, for example, the followability of AF with respect to a moving subject can be improved.
  • the order in which the fourth lens group 104 moves to the infinite side target position and the close side target position is set to the infinite side and the close side, but the order may be reversed.
  • the example which moves the 2nd, 3rd lens groups 102 and 103 to the near side was shown, when moving to the infinite side, it is the same except that the moving direction is different.
  • step S301 the operation of the target position setting start process (step S301) in the operation of the apparatus 200 will be described with reference to the target position setting start flowchart shown in FIG.
  • step S ⁇ b> 601 the focus control unit 132 determines whether a wobbling operation instruction has been received from the camera CPU 12.
  • the focus control unit 132 determines whether or not a wobbling operation command including the wobbling operation amplitude and movement amount issued from the camera CPU 12 has been received during AF, and determines whether or not an instruction for the wobbling operation has been issued.
  • the focus control unit 132 instructs the camera CPU 12 to move the focus (focus), that is, an instruction to move the second and third lens groups 102 and 103 in step S602. It is determined whether or not there is. As a result of the determination, if there is an instruction to move the focus, the focus control unit 132 determines whether or not the direction of the focus movement is an infinite direction in step S603.
  • step S604 steps for the second group and third group that drive the second and third lens groups 102 and 103, respectively.
  • the drive direction of the motors 111 and 112 is set to an infinite direction
  • the target position of the fourth group stepping motor 113 is set in step S605.
  • step S602 determines in step S606 that the focus movement amount, that is, for the second group and the second group.
  • the movement amounts of the third group stepping motors 111 and 112 are set to “0”.
  • step S603 determines in step S607 that the second group and third group stepping motors 111, The driving direction of 112 is set to be close.
  • step S601 if the result of the determination as to whether or not there is an instruction for the wobbling operation (step S601), if there is no instruction for the wobbling operation, the focus control unit 132 determines whether or not there is an instruction for the MF in step S608. . As a result of the determination, if there is an MF instruction, the focus control unit 132 sets the target positions of the second group and third group stepping motors 111 and 112 based on the rotation amount of the focus ring in step S609.
  • the focus control unit 132 sets the target positions of the second group and third group stepping motors 111 and 112 to the instruction positions from the camera CPU 12 in step S610. In step S611, the focus control unit 132 sets the target position of the fourth group stepping motor 113.
  • step S605 the operation of setting the target position of the fourth stepping motor 113 (step S605) in the operation of the apparatus 200 will be described according to the target position setting start flowchart of the fourth group stepping motor 113 shown in FIG.
  • step S ⁇ b> 701 the focus control unit 132 determines whether the instruction for moving the focus from the camera CPU 12 is an infinite direction or no instruction. As a result of the determination, if the focus movement instruction is infinite or no instruction, the focus control unit 132 sets the infinite target position (the following expression (1)) of the fourth group stepping motor 113 in step S702. To do.
  • step S703 the focus control unit 132 sets a target position on the closest side of the fourth group stepping motor 113 (the following expression (2)).
  • the sensitivity coefficient is a coefficient for converting the moving amount of the third group stepping motor 112 into the moving amount of the fourth group stepping motor 113.
  • the movement amount instruction value / 2 indicates a half of the movement amount of the third group stepping motor lens 112 during one cycle of the wobbling operation.
  • the movement amount instruction value / 2 corresponds to a numerical value obtained by adding the offset value (1/4 of the movement amount) and the amplitude addition value (1/4 of the movement amount).
  • the target position is set by Expression (2).
  • the focus control unit 132 sets the target position on the infinite side of the fourth group stepping motor 113 (the following expression (3)) in step S704, In step S705, a target position (next equation (4)) on the closest side of the fourth group stepping motor 113 is set.
  • the movement amount instruction value / 2 indicates half of the movement amount of the third group stepping motor 112 in one wobbling cycle.
  • the movement amount instruction value / 2 corresponds to a numerical value obtained by adding an offset value (1/4 of the movement amount) and an amplitude addition value (1/4 of the movement amount).
  • the target position is set by Expression (4).
  • step S302 the operation of setting the driving speed of the second group to fourth group stepping motors 111 to 113 (step S302) will be described with reference to the driving speed setting start flowchart shown in FIG.
  • step S801 the focus control unit 132 determines whether there is an instruction for a wobbling operation from the camera CPU 12. If the result of the determination is that there is an instruction for a wobbling operation, the focus control unit 132 sets the maximum speed that can be output to the target position of the fourth group stepping motor 113 in step S802.
  • the focus control unit 132 determines in step S803 whether or not there is an instruction to move the focus. If the result of determination is that there is an instruction to move the focus, the focus control section 132 calculates the driving speed of the third group stepping motor 112 from the following equation (5) in step S804.
  • step S805 the focus control unit 132 calculates the speed of the second group stepping motor 111 from the following equation (6).
  • Speed of second group stepping motor 111 Driving speed of the third group stepping motor 112 x magnification for each position of the third group stepping motor 112 (6)
  • the focus control unit 132 maintains the stopped state of the fourth group stepping motor 113 in step S806, and determines in step S807 whether or not it is in the MF state. To do.
  • the focus control section 132 sets the maximum speed that can be output to the target position of the third group stepping motor 112 in step S808. If not in the MF state, the focus control unit 132 determines in step S809 whether there is a speed instruction. If there is a speed instruction as a result of the determination, the focus control unit 132 sets the maximum speed so as to be the speed designated by the third group stepping motor 112 in step S810. If there is no speed instruction, the focus control unit 132 moves to step S808.
  • the movement amount of the wobbling operation is 1 ⁇ 4 of the moving amount in the moving direction of the second and third lens groups 102 and 103.
  • the wobbling operation is performed by offsetting the center position of the amplitude of the wobbling operation of the fourth lens group 104 by an offset value of 1, and adding the amplitude of the wobbling operation by a quarter of the movement amount of the wobbling operation.
  • the second and third lens groups 102 and 103 move at a predetermined constant speed in the direction specified during the wobbling operation.
  • FIG. 19 shows a timing chart of the wobbling operation.
  • the synchronization signal from the camera CPU 12 the instruction of the amplitude and movement amount of the wobbling operation, the wobbling operation of the fourth lens group 104, the second lens group 102 and the third lens
  • the movement operation of the lens group 103 and the movement of the combined image plane position are shown.
  • the wobbling period is set to twice the period of the synchronization signal.
  • the wobbling operation of the fourth lens group 104 is started when a predetermined delay time has elapsed since the rising edge of the synchronization signal.
  • the closest target position and the infinite target position are set.
  • the wobbling operation of the fourth lens group 104 is performed by setting the center position of the amplitude of the wobbling operation to an offset value that is a quarter of the movement amount of the wobbling operation in the moving direction of the second and third lens groups 102 and 103. Offset is performed, and the wobbling operation is performed by adding the amplitude of the wobbling operation by a quarter (amplitude addition value) of the movement amount of the wobbling operation.
  • the second and third lens groups 102 and 103 are moved at a constant speed so that the image plane position moves by a predetermined movement amount during one cycle of the wobbling operation. Move. Therefore, by such a wobbling operation, the amplitude of the wobbling operation of the fourth lens group 104 and the movement amount due to the movement of the second and third lens groups 102 and 103 at a constant speed are combined. The position slightly vibrates while moving in the close direction.
  • the fourth lens group is driven to the initial position.
  • the camera CPU 12 can apply the process shown in FIG. 19 to adjust the focus by following the subject. With such a wobbling operation, it is possible to reduce the size and improve the AF tracking ability with respect to a moving subject.
  • the wobbling operation of the present embodiment it is possible to reduce the noise when driving the second and third lens groups 102 and 103 that move the bint position.
  • the second and third lens groups 102 and 103 are controlled. Driving start and stop are minimized. It is possible to prevent the generation of driving sound due to the driving start (start) and stop operation of the second and third lens groups 102 and 103, and to reduce the noise.
  • the lens group that controls the moving amount is positioned at a speed, so that the image plane change in one frame in which the reciprocating operation of the wobbling operation is performed is halved.
  • it is offset by an offset value that is a quarter of the movement amount of the wobbling operation, and an amplitude addition value that is a quarter of the movement amount is added to obtain an amplitude in one frame. It is possible to compensate for the shortage of the movement amount of half of the image plane change.
  • the offset value of the wobbling operation is set to 1 ⁇ 4 of the movement amount
  • the amplitude addition value is set to 1 ⁇ 4 of the movement amount.
  • the offset value and the setting value of the amplitude addition value are set. Is not limited to this.
  • a similar effect can be obtained by allocating half of the movement amount to the offset value and the amplitude addition value.
  • the offset value may be set to 3/10 of the movement amount
  • the amplitude addition value may be set to 1/5 of the movement amount
  • the offset value may be set to 1/8 of the movement amount
  • the amplitude addition value may be set to the movement amount. Even if it is set to 3/8, the same effect can be obtained.
  • the same effect can be obtained by setting the offset value to 1/3 of the movement amount and the amplitude addition value to 1/6 of the movement amount.
  • the camera body 10 continuously changes the amplitude and movement amount of the wobbling operation during AF, and the movement amount is continuously changed in the same direction as the currently set movement amount. Continuously changes the amount of movement.
  • the movement amount control is started in the reverse direction after one frame has elapsed. As a result, noise reduction and motor step-out can be prevented.
  • an interchangeable lens having only one focus lens group performs a reciprocating operation corresponding to the amplitude of the wobbling operation and a movement of the focus position. Therefore, the amount that can be driven is limited depending on the performance of the motor that drives the focus lens group.
  • the fourth lens group 104 that performs the wobbling operation and the second and third lens groups 102 and 103 that move the focus position are separated and moved (driven) at the same time. Therefore, the amplitude and the amount of focus movement of the wobbling operation can be increased as compared with the conventional device.
  • SYMBOLS 10 Camera main body, 11: Image pick-up element, 12: Camera CPU, 12a: Focus evaluation value detection part, 100: Interchangeable lens part, 101-105: 1st thru

Landscapes

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Description

焦点調節装置及び焦点調節方法
　本発明は、複数のフォーカスレンズ群のうち第１のフォーカスレンズ群をウォブリング動作させて被写体に対して合焦（オートフォーカス：ＡＦ）させる焦点調節装置及び焦点調節方法に関する。
　焦点調節の先行技術としては、レンズを光軸方向にウォブリング（微小振動）させて焦点評価値を検出し、この時の焦点評価値の変化に基づいてピントのずれ方向を検出する方法が知られている。例えば特許文献１は、ウォブリング用レンズ群とピント調整用レンズ群とを備え、これらレンズ群を個別に移動させるオートフォーカスシステムを開示する。
　上記特許文献１においては、ウォブリング用レンズ群をウォブリングさせて合焦となる方向を検出し、この検出した合焦となる方向にピント調整用レンズ群を移動させ、その後、再度ウォブリング用レンズ群をウォブリングさせて合焦か否かを判定する。この判定の結果、非合焦の場合は、ウォブリングにより検出した合焦となる方向に再度ピント調整用レンズを移動させる。以上の動作を合焦となるまで繰り返し実行する。
特開２００５－２２１７９８号公報
　しかしながら、上記先行技術においては、合焦となるまでピントを移動させるピント調整用レンズ群の駆動動作と、合焦か否かを判定するためのウォブリングレンズの駆動動作とを交互に実行するので、被写体が移動していると、この被写体に対するＡＦの追従性が低下するという問題がある。　
　本発明の目的は、移動する被写体に対するＡＦの追従性を向上させることが可能な焦点調節装置及び焦点調節方法を提供することにある。
　本発明の主要な局面に係る焦点調節装置は、撮像面を含む撮像素子と、第１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を含み、前記撮像素子の前記撮像面に被写体の像を結像してフォーカス調整可能とする撮影レンズと、前記撮像素子の撮像により得られた画像信号に基づいて焦点評価値を検出する焦点評価値検出部と、前記焦点評価値に基づいて前記複数のフォーカスレンズ群を移動させると共に、前記第１のフォーカスレンズ群をウォブリング動作させて前記被写体に対して合焦させ、かつ前記第１のフォーカスレンズ群の前記ウォブリング動作を１周期分だけ実行する間に、前記第２のフォーカスレンズ群を移動させて前記複数のフォーカスレンズ群の像面位置を所定量だけ移動させる制御部とを具備する。
　本発明の主要な局面に係る焦点調節方法は、第１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を通して撮像素子の撮像面に被写体の像を結像し、前記撮像素子の撮像により得られた画像信号に基づいて焦点評価値を検出し、前記焦点評価値に基づいて前記複数のフォーカスレンズ群を移動させると共に、前記第１のフォーカスレンズ群をウォブリング動作させて前記被写体に対して合焦させ、前記第１のフォーカスレンズ群の前記ウォブリング動作を１周期分だけ実行する間に、前記第２のフォーカスレンズ群を移動させて前記複数のフォーカスレンズ群の像面位置を所定量だけ移動させる。
　本発明によれば、移動する被写体に対するＡＦの追従性を向上させることが可能な焦点調節装置及び焦点調節方法を提供することができる。
図１は、本発明に係る撮像装置の一実施の形態を用いた焦点調節装置を示す構成図である。 図２は、同装置における第２乃至第４のレンズ群の可動機構を示す構成図である。 図３は、同装置においてフォーカス位置が無限の場合における第２乃至第４のレンズ群の各レンズ位置を示す図である。 図４は、同装置においてフォーカス位置が至近の場合における第２乃至第４のレンズ群の各レンズ位置を示す図である。 図５は、同装置における第３群用ステッピングモータの無限から至近の距離に対する第２群用ステッピングモータの速度倍率の関係を示す図である。 図６は、装置における第３群用ステッピングモータの位置と倍率との関係を示す図である。 図７は、同装置における第３群用ステッピングモータの位置に対する同第３群用ステッピングモータの速度を示す図である。 図８は、同装置における第３群用ステッピングモータの位置に対する第２群用ステッピングモータの速度を示す図である。 図９は、同装置における第３群用ステッピングモータの位置に対する第２群用ステッピングモータの位置との関係を示す図である。 図１０は、同装置におけるカメラ本体電源オンフローチャートである。 図１１Ａは、同装置におけるレンズ通信開始フローチャートである。 図１１Ｂは、同装置におけるレンズ通信開始フローチャートである。 図１２は、同装置におけるフォーカス処理フローチャートである。 図１３は、同装置におけるタイミング信号生成フローチャートである。 図１４は、同装置におけるフォーカス駆動開始フローチャートである。 図１５は、同装置におけるウォブリング動作を示すタイミングチャートである。 図１６は、同装置における目標位置設定開始フローチャートである。 図１７は、同装置における第４群用ステッピングモータの目標位置設定開始フローチャートである。 図１８は、同装置における駆動速度設定開始フローチャートである。 図１９は、同装置におけるウォブリング動作を示すタイミングチャートである。
　以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。　
　図１は焦点調節装置を用いた撮像装置（以下、本装置２００と称する）の構成図を示す。本装置２００は、交換レンズ方式の構成を有するもので、カメラ本体１０に対して交換レンズ部１００が交換可能に取り付かれている。本装置２００は、交換レンズ式のカメラに限らず、例えばコンパクトカメラや、撮像機能付きの携帯機器等にも適用可能である。　
　カメラ本体１０は、交換レンズ部１００を通して結像された被写体像を電気信号に変換し、電気信号を画像処理して静止画又は動画の画像データを取得する。カメラ本体１０は、撮像素子１１と、カメラＣＰＵ１２とを含む。
　撮像素子１１は、交換レンズ部１００を通して結像された被写体像を電気信号ＥＳに変換する。　
　カメラＣＰＵ１２は、静止画又は動画の撮像時に、コントラストＡＦ処理やＡＥ処理を行い、かつ撮像素子１１から出力された電気信号ＥＳを画像処理して静止画又は動画の画像データを取得する。カメラＣＰＵ１２は、画像処理として、例えば色補正処理、ガンマ（γ）補正処理、圧縮処理、圧縮処理により圧縮された画像データに対する伸張処理などを行う。
　コントラストＡＦ処理は、撮像素子１１の撮像により得られた画像データの高周波成分を抽出し、抽出した高周波成分を積算することによりＡＦ用の焦点評価値を取得する。コントラストＡＦ処理は、取得した焦点評価値に従って画像データのコントラストを評価しながら交換レンズ部１００のレンズ系におけるフォーカスレンズ群、ここでは第２のレンズ群１０２、第３のレンズ群１０３、第４のレンズ群１０４を合焦状態となる位置に調整する。
　ＡＥ処理は、撮像素子１１の撮像により得られた画像データを用いて被写体の輝度を算出し、当該被写体の輝度に従って露光時の絞りユニット１２０の開口量（絞り値）、シャッタの開放時間（シャッタ速度値）を算出する。　
　カメラ本体１０は、静止画又は動画を表示するディスプレイや、レリーズボタン、モードスイッチ、動画録画ボタン、選択キー、電源ボタン等を備える操作部を含むが、ここでは省略する。
　交換レンズ部１００は、撮影レンズ系として第１乃至第５のレンズ群１０１～１０５を含む。第１乃至第５のレンズ群（１Ｇ～５Ｇレンズ群）１０１～１０５は、それぞれ複数の光学レンズを組み合わせて成る。第１乃至第５のレンズ群１０１～１０５は、撮像素子１１の撮像面に被写体の像を結像し、被写体にフォーカス調整可能とする。第４のレンズ群１０４は、第１のフォーカスレンズ群として合焦調整時にウォブリング動作専用として設けられている。第２及び第３のレンズ群１０２、１０３は、第２のフォーカスレンズ群として合焦調整用（フォーカス調整用）である。第４のレンズ群１０４は、他の第１乃至第３、第５のレンズ群１０１～１０３、１０５の倍率と比較して低倍率に設定されている。
　第１と第５のレンズ群１０１、１０５は、交換レンズ部１００の本体に対して固定されている。第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４は、交換レンズ部１００の本体に対して光軸方向Ｐに可動自在に設けられている。　
　具体的に、交換レンズ部１００には、例えば２本のつり軸１０６ａ、１０６ｂが互いに平行に設けられている。第１と第５のレンズ群１０１、１０５は、それぞれ各固定部材１０７を介して各つり軸１０６ａ、１０６ｂに固定されている。第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４は、それぞれ可動機構１０８を介して各つり軸１０６ａ、１０６ｂに対して可動自在に設けられている。可動機構１０８は、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４をそれぞれ光軸方向Ｐに可動する。
　図２は第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の可動機構１０８の構成図を示す。可動機構１０８は、各つり軸１０６ａ、１０６ｂに対してそれぞれ摺動する各摺動部材１０９ａ、１０９ｂを備える。摺動部材１０９ａ、１０９ｂには、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４が支持されている。各摺動部材１０９ａ、１０９ｂのうち例えば摺動部材１０９ａには、連結部材１１０が設けられている。
　可動機構１０８には、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４別にそれぞれ第２群用乃至第４群用ステッピングモータ（２Ｇ～４Ｇモータ）１１１～１１３が設けられている。第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３には、それぞれスクリュー軸１１４が光軸Ｐに対して並設されている。スクリュー軸１１４には、摺動用ナット部材１１５が螺合している。摺動用ナット部材１１５には、上記連結部材１１０が連結されている。
　第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３が駆動すると、それぞれスクリュー軸１１４が回転する。スクリュー軸１１４の回転により、摺動用ナット部材１１５がスクリュー軸１１４上で光軸Ｐと平行方向に摺動する。摺動用ナット部材１１５の摺動は、連結部材１１０を介して摺動部材１０９ａに伝達されるので、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４は、それぞれ各摺動部材１０９ａ、１０９ｂを介して各つり軸１０６ａ、１０６ｂに沿って移動する。
　第２と第３のレンズ群１０２、１０３の間には、絞りユニット１２０が設けられている。絞りユニット１２０は、各つり軸１０６ａ、１０６ｂに対して支持する支持部材１２０ａに固定されている。絞りユニット１２０には、絞り用ステッピングモータ１２１が設けられている。絞り用ステッピングモータ１２１は、絞りユニット１２０を駆動して開口量、シャッタの開放時間（シャッタ速度値）を可変する。
　第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３及び絞り用ステッピングモータ１２１は、それぞれドライバ１２２を介してレンズＣＰＵ１３０に接続されている。　
　レンズＣＰＵ１３０は、カメラＣＰＵ１２からのコマンドを受けると、当該コマンドに応じたフォーカス処理などを行うために例えばフォーカス制御信号ＦＳと絞り制御信号ＷＳとをそれぞれドライバ１２２に送出する。フォーカス制御信号ＦＳの送出により第２乃至第４のステッピングモータ１１１～１１３はそれぞれ駆動する。第２乃至第４のステッピングモータ１１１～１１３の駆動により第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４は、合焦する各レンズ位置に制御される。絞り制御信号ＷＳの送出により絞り用ステッピングモータ１２１が駆動する。絞り用ステッピングモータ１２１の駆動により絞りユニット１０３は、開口量が制御される。フォーカス制御信号ＦＳは、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の各レンズ位置の情報を含む。絞り制御信号ＷＳは、絞りユニット１０３の開口量などの情報を含む。フォーカス制御信号ＦＳは、第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３の各フォーカス制御信号を含む。
　図３はフォーカス位置が無限（Far）の場合における第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の各レンズ位置を示す。図４はフォーカス位置が至近（Near）の場合における第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の各レンズ位置を示す。フォーカス位置が無限の場合には、第２及び第３のレンズ群１０２、１０３の各レンズ位置が絞りユニット１２０に遠ざかるように各レンズ位置が制御される。一方、フォーカス位置が至近の場合には、第２及び第３のレンズ群１０２、１０３の各レンズ位置が絞りユニット１２０から近付くように各レンズ位置が制御される。
　レンズＣＰＵ１３０は、フォーカス処理などを行うために、コマンド処理部１３１と、フォーカス制御部１３２と、タイミング信号生成部１３３と、絞り制御部１３４との各機能を含む。レンズＣＰＵ１３０には、フォーカス位置と絞り位置データとの関係を示すフォーカス・絞り関係データを記憶するフォーカス・絞り記憶部１３５が設けられている。　
　コマンド処理部１３１は、カメラＣＰＵ１２からのコマンドを受け、当該コマンドに基づいてフォーカス制御部１３２に指示を出力する。カメラＣＰＵ１２からコマンド処理部への制御信号には、コマンドの他にタイミング信号として同期信号が含まれる。
　フォーカス制御部１３２は、コマンド処理部１３１からのコマンド信号に応じたフォーカス処理などを行うために例えばフォーカス制御信号ＦＳをドライバ１２２に送出する。　
　タイミング信号生成部１３３は、フォーカス制御部１３２が出力するフォーカス制御信号ＦＳに基づいてタイミング信号ＴＳを生成する。　
　絞り制御部１３４は、タイミング信号生成部１３３により生成されたタイミング信号ＴＳに従ってフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り関係データを読み出し、当該フォーカス・絞り関係データに基づく絞り制御信号ＷＳをドライバ１２２に送出する。
　フォーカス・絞り関係データは、例えば図５に示すような第３群用ステッピングモータ１１２の無限から至近の距離に対する第２群用ステッピングモータ１１１の速度倍率の関係を含む。速度倍率の関係は、図６に示す第３群用ステッピングモータ１１２の制御位置と倍率との関係として記憶されている。　
　フォーカス・絞り関係データとしては、図７乃至図９に示すような第２群用と第３群用ステッピングモータ１１１、１１２の関係を示すデータが記憶されている。図７は第３群用ステッピングモータ１１２の位置に対する同第３群用ステッピングモータ１１２の速度を示す。図８は第３のステッピングモータ１１２の位置に対する第２のステッピングモータ１１１の速度を示す。図９は第３群用ステッピングモータ１１２の位置（パルス数：pls）に対する第２群用ステッピングモータ１１１の位置（パルス数：pls）との関係を示す。
　カメラＣＰＵ１２は、焦点評価値検出部１２ａの機能を含む。焦点評価値検出部１２ａは、撮像素子１１の撮像により得られた画像データに基づいて焦点評価値として例えばコントラストを取得する。コントラストは、画像データの高周波成分を抽出し、当該抽出した高周波成分を積算することにより取得する。　
　カメラＣＰＵ１２は、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４を駆動するためのフォーカスのＡＦ制御指示や、絞りユニット１２０を駆動するための絞りの制御指示等のコマンドをレンズＣＰＵ１３０に発する。カメラＣＰＵ１２は、ＡＦ時のウォブリング動作の振幅と移動量を含むウォブリング動作を行うコマンドをレンズＣＰＵ１３０に発する。
　レンズＣＰＵ１３０のフォーカス制御部１３２は、カメラＣＰＵ１２からのコマンドによるコマンド処理部１３１の指示に基づいて複数のフォーカスレンズ群、ここでは第２と第３のレンズ群１０２、１０３を移動させると共に、第１のフォーカスレンズ群である第４のレンズ群１０４をウォブリング動作させて被写体に対して合焦させる。　
　フォーカス制御部１３２は、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作を１周期分だけ実行する間に、第２と第３のレンズ群１０２、１０３をそれぞれ所定量だけ移動させて複数のフォーカスレンズ群１０１～１０４の像面位置を所定量だけ移動させる。
　以下の説明では、第４のレンズ群１０４をウォブリング動作させると共に、第２と第３のレンズ群１０２、１０３を移動させる動作を含めてウォブリング動作と称するものとする。　
　フォーカス制御部１３２は、上記の通り第２と第３のレンズ群１０２、１０３を移動させているときに、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作の振幅の中心位置を第２と第３のレンズ群１０２、１０３の移動方向に第１の量（オフセット値）だけオフセットし、かつウォブリング動作の振幅を第２の量（振幅加算値）だけ加算した振幅とする。　
　第２と第３のレンズ群１０２、１０３の像面感度は、第４のレンズ群１０４の像面感度よりも高く設定されている。
　オフセット値は、例えば、ウォブリング動作の移動量の４分の１である。振幅加算値は、例えば、ウォブリング動作の移動量の４分の１である。　
　フォーカス制御部１３２は、第２と第３のレンズ群１０２、１０３を一定の速度で駆動する。　
　具体的に、フォーカス制御部１３２は、カメラＣＰＵ１２からウォブリング動作の振幅と移動量とが指示されると、当該ウォブリング動作の移動量の４分の１であるオフセット値を求め、ウォブリング動作の移動量の４分の１である振幅加算値を求める。　
　フォーカス制御部１３２は、カメラＣＰＵ１２からウォブリング動作の振幅と移動量とが指示されると、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作を１周期分だけ実行する毎に、第２と第３のレンズ群１０２、１０３を上記カメラＣＰＵ１２から指示された移動量だけ移動する。
　次に、上記の如く構成された本装置２００の動作について図１０に示すカメラ本体電源オン（ＯＮ）のフローチャートに従って説明する。　
　カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０１において、カメラ本体１０に対して交換レンズ部１００が装着されているか否かを判定する。当該判定は、例えばカメラ本体１０と交換レンズ部１００との間の機械的な接続を確認することにより行われる。当該判定は、次のカメラＣＰＵ１２と交換レンズ部１００のレンズＣＰＵ１３０との間の通信で行ってもよい。
　判定の結果、カメラ本体１０に交換レンズ部１００が装着されていれば、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０２において、交換レンズ部１００のレンズＣＰＵ１３０との間の通信を行って第１乃至第５のレンズ群１０１～１０５の各レンズ位置の初期化等を行う。　
　カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０３において、被写体のスルー画像の表示をディスプレイに開示する。
　スルー画像の表示では、カメラＣＰＵ１２は、交換レンズ部１００のレンズＣＰＵ１３０との間で通信を行い、絞りユニット１２０の絞りを設定し、撮像素子１１により撮像を開始させ、撮像素子１１の撮像により取得された１フレーム毎の各画像データを順次記憶し、当該記憶した画像データに対してライブビュー表示用の画像処理を施してディスプレイに表示する。画像データの表示動作を繰り返すことによってディスプレイには、被写体のスルー画像が表示される。
　カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０４において、カメラ本体１０から交換レンズ部１００が取り外されたか否かを判定する。交換レンズ部１００が取り外されると、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０１に戻る。　
　カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０５において、カメラ本体の電源がオフ（ＯＦＦ）になったか否かを判定する。判定の結果、電源がオフでなければ、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０６において、動画モード中であるか否かを判定する。判定の結果、動画モード中でなければ、カメラＣＰＵ１２は、静止画モードであるとし、ステップＳ１０７において、レリーズボタンが半押し（１ｓｔ：ＯＮ）されたか否かを判定する。判定の結果、レリーズボタンが半押しされると、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０８において、被写体に対するＡＦ処理を行う。
　カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１０９において、レリーズボタンの半押しが解除（ＯＦＦ）されたか否かを判定する。判定の結果、解除されていなければ、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１１０において、レリーズボタンが全押し（２ｎｄ：ＯＮ）されたか否かを判定する。判定の結果、レリーズボタンが全押しされると、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１１１において、撮影処理として、撮像素子１１から出力された電気信号ＥＳを画像処理して静止画の画像データを取得し、ステップＳ１１２において、当該画像データを記憶する。
　一方、カメラＣＰＵ１２は、上記ステップＳ１０６において、動画モード中であると判定すると、ステップＳ１１４において、動画録画ボタンがオンされたか否かを判定する。判定の結果、動画録画ボタンがオンされると、カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１１５において、被写体に対するＡＦ処理を行い、ステップＳ１１６において、被写体に対するＡＥ処理を行い、ステップＳ１１７において、撮像素子１１から出力された電気信号ＥＳを画像処理して動画の画像データを取得し、ステップＳ１１８において、当該動画の画像データを記憶する。
　カメラＣＰＵ１２は、ステップＳ１１９において、動画録画ボタンがオフされたか否かを判定し、オフされなければ、ステップＳ１１５に戻って動画モードを継続する。
　次に、本装置２００の動作のうちレンズ通信開始（ステップＳ１０２）時のレンズＣＰＵ１３０の動作について図１１Ａ及び図１１Ｂに示すレンズ通信開始フローチャートに従って説明する。　
　レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０１において、第１乃至第５のレンズ群１０１～１０５の各レンズ位置の初期化を行い、ステップＳ２０２において、待機状態になる。　
　レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０３において、カメラＣＰＵ１２からＡＦ制御指示が有るか否かを判定する。判定の結果、ＡＦ制御指示が有れば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ２０４において、ＡＦ状態に遷移する。レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０５において、フォーカス駆動処理、すなわち第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４によりＡＦを行うためのフォーカス制御信号ＦＳを、ドライバ１２２を通して第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３に送出する。
　レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０６において、絞りユニット１２０に対する絞りの制御指示が有るか否かを判定する。判定の結果、絞りの制御指示が有れば、絞り制御部１３４は、ステップＳ２０７において、絞りユニット１２０の絞り目標位置を設定し、ステップＳ２０８において、絞りユニット１２０の絞り目標速度を設定する。　
　レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０９において、絞り目標位置及び絞り目標速度に従って絞りユニット１２０を駆動するための絞り制御信号ＷＳを、ドライバ１２２を通して絞り用ステッピングモータ１２１に送出し、絞り用ステッピングモータ１２１の駆動を開始する。
　タイミング信号生成部１３３は、フォーカス制御部１３２が出力するフォーカス制御信号ＦＳに基づいてタイミング信号ＴＳを生成する。　
　絞り制御部１３４は、ステップＳ２１０において、タイミング信号生成部１３３によりタイミング信号ＴＳが生成されたか否かを判定する。　
　判定の結果、タイミング信号ＴＳが生成されていると、絞り制御部１３４は、ステップＳ２１１において、絞り目標位置を更新する。
　絞り制御部１３４は、タイミング信号生成部１３３により生成されたタイミング信号ＴＳに従ってフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されているフォーカス・絞り関係データを読み出し、当該フォーカス・絞り関係データに基づく絞り制御信号ＷＳをドライバ１２２に送出する。
　レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１２において、カメラＣＰＵ１２から通信終了の指示が有るか否かを判定し、同指示がなければ、ステップＳ２０２に戻り、上記ステップＳ２０２～２１１を繰り返す。　
　カメラＣＰＵ１２から通信終了の指示が有ると、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１３において、レンズ通信を終了する。
　一方、レンズＣＰＵ１３０は、上記ステップＳ２０３において、カメラＣＰＵ１２からＡＦ制御指示がなければ、ステップＳ２１４において、マニュアルフォーカス（ＭＦ）の開始指示が有るか否かを判定する。判定の結果、ＭＦ開始指示が有れば、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１５において、ＭＦ状態に遷移する。一方、ＭＦ開始指示がなければ、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０に処理を進める。レンズＣＰＵ１３０は、ＭＦ状態に遷移したステップＳ２１６において、キョリ環（フォーカスリング）が回転されたか否かを判定する。判定の結果、フォーカスリングが回転されると判定すると、レンズＣＰＵ１３０は、上記ステップＳ２０５に移ってフォーカス駆動処理を行う。
　フォーカスリングが回転されていないと判定されると、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１７において、ＭＦ終了指示が有るか否かを判定する。判定の結果、ＭＦ終了指示が有れば、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１８において、フォーカスレンズである第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４がフォーカスリングの回転に応動して駆動しているか否かを判定する。判定の結果、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４が駆動していれば、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２１９において、第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３の駆動を停止する。第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４が駆動していなければ、レンズＣＰＵ１３０は、ステップＳ２０６に処理を進める。
　次に、本装置２００の動作のうちフォーカス駆動処理（ステップＳ２０５）の動作について図１２に示すフォーカス処理フローチャートに従って説明する。　
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３０１において、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の各レンズ位置の目標位置を設定し、ステップＳ３０２において、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の駆動速度を設定する。フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３０３において、フォーカス制御信号ＦＳを、ドライバ１２２を通して第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３に送出し、第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の駆動を開始する。
　タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ３０４において、フォーカス制御部１３２が出力するフォーカス制御信号ＦＳに基づいてタイミング信号ＴＳの生成を開始する。
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３０５において、タイミング信号生成部１３３によりタイミング信号ＴＳが生成されたか否かを判定する。判定の結果、タイミング信号ＴＳが生成されると、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３０６において、第３群用ステッピングモータ１１２の現在位置を取得する。
　絞り制御部１３４は、ステップＳ３０７において、第３群用ステッピングモータ１１２の現在位置に対応する絞りユニット１２０の絞り位置（絞り量）に対応するデータをフォーカス・絞り記憶部１３５に記憶されたデータの中から検索する。　
　絞り制御部１３４は、ステップＳ３０８において、絞りユニット１２０の現在の絞り位置と、フォーカス・絞り記憶部１３５から検索された絞りユニット１２０の絞り位置とを比較し、絞りユニット１２０の現在の絞り位置と検索された絞り位置とが異なるか否かを判定する。
　判定の結果、異なっていれば、絞り制御部１３４は、ステップＳ３０９において、絞りユニット１２０の絞り位置を、フォーカス・絞り記憶部１３５から検索された絞り位置に駆動するための絞り制御信号ＷＳを、ドライバ１２２を通して絞り用ステッピングモータ１２１に送出し、絞り用ステッピングモータ１２１の駆動を開始する。
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ３１０において、第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３が駆動中であるか否かを判定する。判定の結果、駆動中であれば、フォーカス制御部１３２は、上記ステップＳ３０５に戻り、駆動中でなければ、ステップＳ３１１において、フォーカス駆動処理を終了処理する。
　次に、上記装置の動作のうちタイミング信号生成の処理（ステップＳ３０４）の動作について図１３に示すタイミング信号生成フローチャートに従って説明する。　
　タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０１において、フォーカス制御部１３２から出力されるフォーカス制御信号ＦＳから第３群用ステッピングモータ１１２に送られるフォーカス制御信号を読み取り、このフォーカス制御信号の駆動パルス数をカウントとする。
　タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０２において、駆動パルス数のカウント値が予め設定されたカウント値に到達したか否かを判定する。判定の結果、駆動パルス数のカウント値が予め設定されたカウント値に到達すると、タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０３において、タイミング信号ＴＳを生成し、ステップＳ４０４において、駆動パルス数のカウント値をクリアする。　
　タイミング信号生成部１３３は、ステップＳ４０５において、第３群用ステッピングモータ１１２が駆動中であるか否かを判定し、駆動中であれば、ステップＳ４０１に戻る。
　次に、上記装置の動作のうちフォーカス駆動処理（ステップＳ２０５）の中の第２乃至第４のレンズ群１０２～１０４の駆動開始処理（ステップＳ３０３）について図１４に示すフォーカス駆動開始フローチャートに従って説明する。　
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０１において、カメラＣＰＵ１２からウォブリング動作の指示があったか否かを判定する。フォーカス制御部１３２は、ＡＦ時に、カメラＣＰＵ１２から発せられるウォブリング動作の振幅と移動量を含むウォブリング動作のコマンドからウォブリング動作の指示があったか否かを判定する。
　判定の結果、ウォブリング動作の指示があると、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０２において、カメラＣＰＵ１２からピント（フォーカス）移動の指示、すなわち第２及び第３のレンズ群１０１、１０２を移動する指示があるか否かを判定する。判定の結果、ピント移動の指示があると、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０３において、ピント移動の方向が無限方向であるか否かを判定する。　
　判定の結果、ピント移動の方向が無限方向であれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０４において、第２及び第３のレンズ群１０１、１０２をそれぞれ指示後の最初の同期信号で駆動を開始し、ステップＳ５０５において、第４群用ステッピングモータ１１３を指示後の最初の同期信号で駆動を開始する。
　カメラＣＰＵ１２からピント移動の指示があるか否かの判定の結果（ステップＳ５０２）、ピント移動の指示がなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０５に移る。　
　ピント移動の方向が無限方向であるか否かの判定の結果（ステップＳ５０３）、無限方向でなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０６において、第２及び第３のステッピングモータ１１１、１１２をそれぞれ指示後の最初の同期信号から１フレーム経過後の同期信号に対応して駆動を開始する。
　一方、ウォブリング動作の指示があるか否かの判定の結果（ステップＳ５０１）、ウォブリング動作の指示がなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０７において、上記ＭＦ状態で有るか否かを判定する。判定の結果、ＭＦ状態であれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０８において、第２群用及び第３群用ステッピングモータ１１１、１１２をフォーカスリングの回転検出後に駆動を開始する。　
　ＭＦ状態でなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ５０９において、第２群用及び第３群用ステッピングモータ１１１、１１２をそれぞれ指示後の最初の同期信号で駆動を開始する。
　このようなウォブリング動作であれば、カメラＣＰＵ１２からウォブリング動作の振幅と移動量とが指示されると、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作を１周期分だけ実行する間に、フォーカス制御部１３２は、第２と第３のレンズ群１０２、１０３を上記指示された移動量だけ移動させて複数のフォーカスレンズ群１０１～１０４の像面位置を所定量だけ移動させる。
　図１５は当該ウォブリング動作のタイミングチャートを示す。同図ではカメラＣＰＵ１２からの同期信号と、ウォブリング動作の振幅及び移動量の指示と、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作と、第２のレンズ群１０２、第３のレンズ群１０３の移動動作と、合成像面位置の変化とを示す。　
　ウォブリング周期は、カメラＣＰＵ１２からの同期信号の周期の２倍に設定されている。　
　第４のレンズ群１０４のウォブリング動作は、同期信号の立ち上がり時から所定の遅延時間経過時から開始される。第４のレンズ群１０４のウォブリング動作では、ウォブリングの中心（基準）位置から至近側と無限側にそれぞれ振幅の量だけ移動する至近側目標位置と無限側目標位置とが設定される。
　第２、第３のレンズ群１０２、１０３の移動量は、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作を１周期分だけ実行する毎に、カメラＣＰＵ１２から指示された第２、第３のレンズ群１０２、１０３の移動量だけ移動するものとなる。第２、第３のレンズ群１０２、１０３の移動動作は、第４のレンズ群１０４が至近側目標位置に達する前に実行される。　
　第４のレンズ群１０４が至近側目標位置に所定時間だけ停止し、次に無限側目標位置に移動し、さらに無限側目標位置に所定時間だけ停止する間は、第２、第３のレンズ群１０２，１０３は停止させる。
　このようにウォブリング動作の１周期内において、第４のレンズ群１０４が少なくとも至近側目標位置と無限側目標位置とに位置する時には、第２、第３のレンズ群１０２、１０３はそれぞれ同一の位置に維持される。このときの至近側目標位置と無限側目標位置とは、同一の像面位置を基準とするウォブリング動作とすることができる。このように第２、第３のレンズ群１０２、１０３を移動させるタイミングは、ウォブリング動作の１周期にて第４レンズ群１０４が至近側目標位置と無限側目標位置とに位置する期間を除いた期間とする。
　従って、ウォブリング動作は、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作の振幅と第２、第３のレンズ群１０２、１０３の移動量とが合わさることにより、例えば合成像面位置が至近方向に向かいながら移動するものとなる。カメラＣＰＵ１２は、被写体が至近方向に移動することを検出した場合は、図１５に示す処理を適用し、被写体に追従させて焦点調節を行うことができる。　
　このようなウォブリング動作では、小型化が可能で、かつ例えば移動する被写体に対するＡＦの追従性を向上させることが可能である。
　ウォブリング動作において、第４レンズ群１０４が無限側目標位置と至近側目標位置へ移動する順番を無限側、至近側の順としているが、逆であってもよい。第２、第３レンズ群１０２、１０３を至近側に移動する例を示したが、無限側に移動する場合も移動方向が異なるだけで他は同様である。
　次に、別のウォブリング動作について説明する。　
　当該ウォブリング動作を説明するに当たり、先ず、本装置２００の動作のうち目標位置設定の開始の処理（ステップＳ３０１）の動作について図１６に示す目標位置設定開始フローチャートに従って説明する。　
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０１において、カメラＣＰＵ１２からウォブリング動作の指示があったか否かを判定する。フォーカス制御部１３２は、ＡＦ時に、カメラＣＰＵ１２から発せられるウォブリング動作の振幅と移動量とを含むウォブリング動作のコマンドを受信したか否かを判別し、ウォブリング動作の指示があったか否かを判定する。
　判定の結果、ウォブリング動作の指示があると、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０２において、カメラＣＰＵ１２からピント（フォーカス）移動の指示、すなわち第２及び第３のレンズ群１０２、１０３を移動する指示があるか否かを判定する。判定の結果、ピント移動の指示があると、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０３において、ピント移動の方向が無限方向であるか否かを判定する。
　判定の結果、ピント移動の方向が無限方向であれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０４において、第２及び第３のレンズ群１０２、１０３をそれぞれ駆動する第２群用及び第３群用ステッピングモータ１１１、１１２の駆動方向を無限方向に設定し、ステップＳ６０５において、第４群用ステッピングモータ１１３の目標位置を設定する。
　カメラＣＰＵ１２からピント移動の指示があるか否かの判定の結果（ステップＳ６０２）、ピント移動の指示がなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０６において、ピント移動量、すなわち第２群用及び第３群用ステッピングモータ１１１、１１２の移動量を「０」に設定する。　
　ピント移動の方向が無限方向であるか否かの判定の結果（ステップＳ６０３）、無限方向でなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０７において、第２群用及び第３群用ステッピングモータ１１１、１１２の駆動方向を至近に設定する。
　一方、ウォブリング動作の指示があるか否かの判定の結果（ステップＳ６０１）、ウォブリング動作の指示がなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０８において、上記ＭＦの指示が有るか否かを判定する。判定の結果、ＭＦ指示が有れば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６０９において、第２群用及び第３群用ステッピングモータ１１１、１１２の目標位置をフォーカスリングの回転量に基づいて設定する。
　ＭＦ指示がなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６１０において、第２群用及び第３群用ステッピングモータ１１１、１１２の目標位置をカメラＣＰＵ１２からの指示位置に設定する。　
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ６１１において、第４群用ステッピングモータ１１３の目標位置の設定をなしとする。
　次に、本装置２００の動作のうち第４のステッピングモータ１１３の目標位置を設定（ステップＳ６０５）の動作について図１７に示す第４群用ステッピングモータ１１３の目標位置設定開始フローチャートに従って説明する。　
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ７０１において、カメラＣＰＵ１２からのピント移動の指示が無限方向又は指示なしであるか否かを判定する。　
　判定の結果、ピント移動の指示が無限方向又は指示なしであれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ７０２において、第４群用ステッピングモータ１１３の無限側の目標位置（次式（１））に設定する。フォーカス制御部１３２は、ステップＳ７０３において、同第４群用ステッピングモータ１１３の至近側の目標位置（次式（２））を設定する。
　第４群用ステッピングモータ１１３の無限側の目標位置　
　　　＝第４群用ステッピングモータ１１３の現在位置　
　　　　　＋（移動量指示値／２－振幅指示値）×感度係数　　…（１）　
　第４群用ステッピングモータ１１３の至近側の目標位置　
　　　＝第４群用ステッピングモータ１１３の現在位置　
　　　　　＋（振幅指示値）×感度係数　　　…（２）　
　感度係数は、第３群用ステッピングモータ１１２の移動量を第４群用ステッピングモータ１１３の移動量に変換するための係数である。
　移動量指示値／２は、ウォブリング動作の１周期中の第３群用ステッピングモータレンズ１１２の移動量の半分を示す。移動量指示値／２は、オフセット値（移動量の４分の１）と振幅加算値（移動量の４分の１）とを加算した数値に相当する。ウォブリング動作を補正するための具体的な方法として式（２）により目標位置が設定される。　
　一方、ピント移動の指示が無限方向又は指示なしでなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ７０４において、第４群用ステッピングモータ１１３の無限側の目標位置（次式（３））に設定し、ステップＳ７０５において、同第４群用ステッピングモータ１１３の至近側の目標位置（次式（４））を設定する。
　第４群用ステッピングモータ１１３の無限側の目標位置　
　　　＝第４群用ステッピングモータ１１３の現在位置　
　　　　　－振幅指示値×感度係数　　…（３）　
　第４群用ステッピングモータ１１３の至近側の目標位置　
　　　＝第４群用ステッピングモータ１１３の現在位置　
　　　　　＋（移動量指示値／２＋振幅指示値）×感度係数　　　…（４）　
　移動量指示値／２は、ウォブリング１周期中の第３群用ステッピングモータ１１２の移動量の半分を示す。移動量指示値／２は、オフセット値（移動量の４分の１）と振幅加算値（移動量の４分の１）を加算した数値に相当する。ウォブリング動作を補正するための具体的な方法として式（４）により目標位置が設定される。
　次に、本装置２００の動作のうち第２群用乃至第４群用ステッピングモータ１１１～１１３の駆動速度設定（ステップＳ３０２）の動作について図１８に示す駆動速度設定開始フローチャートに従って説明する。　
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０１において、カメラＣＰＵ１２からウォブリング動作の指示があるか否かを判定する。判定の結果、ウォブリング動作の指示があれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０２において、第４群用ステッピングモータ１１３の目標位置までの出力可能な最高速度を設定する。
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０３において、ピント移動の指示があるか否かを判定する。判定の結果、ピント移動の指示があれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０４において、第３群用ステッピングモータ１１２の駆動速度を次式（５）から算出する。
　駆動速度＝ピント移動量×ウォブリング周期　　　…（５）　
　フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０５において、第２群用ステッピングモータ１１１の速度を次式（６）から算出する。　
　第２群用ステッピングモータ１１１の速度　
　　　＝第３群用ステッピングモータ１１２の駆動速度×第３群用ステッピング
　　　　　　　モータ１１２の位置毎の倍率　　　　…（６）　
　一方、カメラＣＰＵ１２からウォブリング動作の指示がなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０６において、第４群用ステッピングモータ１１３の停止状態を維持し、ステップＳ８０７において、ＭＦ状態であるのか否かを判定する。
　判定の結果、ＭＦ状態であれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０８において、第３群用ステッピングモータ１１２の目標位置までの出力可能な最高速度を設定する。　
　ＭＦ状態でなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０９において、速度指示があるか否かを判定する。判定の結果、速度指示があれば、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８１０において、第３群用ステッピングモータ１１２の指定した速度となるように最高速度を設定する。速度指示がなければ、フォーカス制御部１３２は、ステップＳ８０８に移る。
　このようなウォブリング動作では、第２と第３のレンズ群１０２、１０３を移動させているときに、第２と第３のレンズ群１０２、１０３の移動方向にウォブリング動作の移動量の４分の１であるオフセット値だけ第４のレンズ群１０４のウォブリング動作の振幅の中心位置をオフセットし、ウォブリング動作の振幅を当該ウォブリング動作の移動量の４分の１だけ加算してウォブリング動作を行う。第２と第３のレンズ群１０２、１０３は、上記ウォブリング動作中に指定された方向へ所定の一定速度で移動する。
　図１９は当該ウォブリング動作のタイミングチャートを示す。同図は上記図１５と同様に、カメラＣＰＵ１２からの同期信号と、ウォブリング動作の振幅及び移動量の指示と、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作と、第２のレンズ群１０２及び第３のレンズ群１０３の移動動作と、合成像面位置の移動とを示す。ウォブリング周期は、同期信号の周期の２倍に設定されている。
　第４のレンズ群１０４のウォブリング動作は、同期信号の立ち上がり時から所定の遅延時間経過時から開始される。第４のレンズ群１０４のウォブリング動作では、至近側目標位置と無限側目標位置とが設定されている。　
　第４のレンズ群１０４のウォブリング動作は、当該ウォブリング動作の振幅の中心位置を第２と第３のレンズ群１０２、１０３の移動方向にウォブリング動作の移動量の４分の１であるオフセット値だけオフセットし、ウォブリング動作の振幅を当該ウォブリング動作の移動量の４分の１（振幅加算値）だけ加算してウォブリング動作を行う。
　当該ウォブリング動作では、当該ウォブリング動作と並行して第２と第３のレンズ群１０２、１０３を、ウォブリング動作の１周期の間に所定の移動量だけ像面位置が移動するように一定の速度で移動させる。　
　従って、このようなウォブリング動作により、第４のレンズ群１０４のウォブリング動作の振幅と第２、第３のレンズ群１０２、１０３の一定速度の移動による移動量とが合わさることにより、例えば合成像面位置は、至近方向に向かいながら微小振動するものとなる。
　ウォブリング駆動終了時、第４のレンズ群は初期位置へ駆動する。被写体が至近方向に移動することを検出した場合、カメラＣＰＵ１２は、図１９に示す処理を適用し、被写体に追従させて焦点調節を行うことができる。　
　このようなウォブリング動作であれば、小型化が可能で、かつ移動する被写体に対するＡＦの追従性を向上させることが可能である。
　本実施の形態のウォブリング動作において、ビント位置の移動を行う第２と第３のレンズ群１０２、１０３の駆動時の静音化を図ることができる。ウォブリング動作の振幅の往復動作が完了する２フレーム経過後に、指示された移動量分だけ駆動するように、一定速度で移動量を制御することにより、第２と第３のレンズ群１０２、１０３の駆動開始と停止とを極力なくしている。第２、第３レンズ群１０２、１０３の駆動開始（起動）と停止動作とによる駆動音の発生を防止し、静音化を図ることができる。
　一方、ウォブリング動作の移動量が設定されている場合、移動量を制御するレンズ群の位置決めを速度で行なうので、ウォブリング動作の往復動作を行なっている１フレーム中の像面変化が２分の１の移動量分不足するが、ウォブリング動作の移動量の４分の１であるオフセット値だけオフセットするとともに、移動量の４分の１である振幅加算値を加算した振幅とするので、１フレーム中の像面変化の２分の１の移動量の不足分を補うことができる。
　なお、本実施の形態では、ウォブリング動作のオフセット値を移動量の４分の１、振幅加算値を移動量の４分の１と設定しているが、これらオフセット値、振幅加算値の設定値はこれに限らない。移動量の２分の１を、オフセット値と振幅加算値に配分することにより同様な効果が得られる。例えば、オフセット値を移動量の１０分の３、振幅加算値を移動量の５分の１と設定してもよいし、オフセット値を移動量の８分の１、振幅加算値を移動量の８分の３と設定しても同様な効果が得られる。また、オフセット値を移動量の３分の１、振幅加算値を移動量の６分の１と設定しても同様な効果が得られる。
　ウォブリング動作時、カメラ本体１０からは、ＡＦ時のウォブリング動作の振幅と移動量とが速続的に変更され、現在設定されている移動量と同一方向に移動量が連続的に変更された場合は、移動量も連続的に変更する。逆方向に移動量が指示された場合、指示後最初のディレイ量経過後に停止した後、１フレーム分経過後に逆方向に移動量制御を開始する。これにより、静音化やモータの脱調を防ぐことができる。
　従来、フォーカスレンズ群が１つしかない交換レンズでは、ウォブリング動作の振幅分の往復動作とピント位置の移動を行うため、フォーカスレンズ群を駆動するモータの性能に依存し、駆動出来る量が限られていたが、本装置２００では、ウォブリング動作を行う第４のレンズ群１０４と、ピント位置の移動を行う第２及び第３のレンズ群１０２、１０３とが分かれており、かつ同時に移動（駆動）することができるので、従来装置と比較してウォブリング動作の振幅とピント移動量とを大きくすることができる。
　１０：カメラ本体、１１：撮像素子、１２：カメラＣＰＵ、１２ａ：焦点評価値検出部、１００：交換レンズ部、１０１～１０５：第１乃至第５のレンズ群、１０６ａ，１０６ｂ：つり軸、１０７：固定部材、１０８：可動機構、１０９ａ，１０９ｂ：摺動部材、１１０：連結部材、１１１～１１３：第２群用乃至第４群用ステッピングモータ、１１４：スクリュー軸、１１５：摺動用ナット部材、１２０：絞りユニット、１２０ａ：支持部材、１２１：絞り用ステッピングモータ、１２２：ドライバ、１３０：レンズＣＰＵ、１３１：コマンド処理部、１３２：フォーカス制御部、１３３：タイミング信号生成部、１３４：絞り制御部、１３５：フォーカス・絞り記憶部。

Claims (19)

  1. 　撮像面を含む撮像素子と、
    　第１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を含み、前記撮像素子の前記撮像面に被写体の像を結像してフォーカス調整可能とする撮影レンズと、
    　前記撮像素子の撮像により得られた画像信号に基づいて焦点評価値を検出する焦点評価値検出部と、
    　前記焦点評価値に基づいて前記複数のフォーカスレンズ群を移動させると共に、前記第１のフォーカスレンズ群をウォブリング動作させて前記被写体に対して合焦させ、かつ前記第１のフォーカスレンズ群の前記ウォブリング動作を１周期分だけ実行する間に、前記第２のフォーカスレンズ群を移動させて前記複数のフォーカスレンズ群の像面位置を所定量だけ移動させる制御部と、
    を具備することを特徴とする焦点調節装置。
  2. 　前記制御部は、前記第２のフォーカスレンズ群を移動させているときに、前記第１のフォーカスレンズ群の前記ウォブリング動作の振幅の中心位置を前記第２のフォーカスレンズ群の移動方向に第１の量だけオフセットし、前記ウォブリング動作の振幅を第２の量だけ加算することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
  3. 　前記第２のフォーカスレンズ群の像面感度は、前記第１のフォーカスレンズ群の像面感度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
  4. 　前記第１の量は、前記ウォブリング動作の移動量の４分の１であり、
    　前記第２の量は、前記ウォブリング動作の移動量の４分の１である、
    ことを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
  5. 　前記制御部は、前記第２のフォーカスレンズ群を一定の速度で駆動することを特徴とする請求項１に記載の焦点調節装置。
  6. 　前記制御部は、前記ウォブリング動作の前記振幅と前記移動量とが指示されると、当該ウォブリング動作の前記移動量の４分の１である前記第１の量を求め、前記ウォブリング動作の前記移動量の４分の１である前記第２の量を求めることを特徴とする請求項４に記載の焦点調節装置。
  7. 　前記制御部は、前記ウォブリング動作の前記振幅と前記移動量とが指示されると、前記第１のフォーカスレンズ群の前記ウォブリング動作を１周期分だけ実行する毎に、前記第２のフォーカスレンズ群の移動量を前記指示された前記移動量だけ加算することを特徴とする請求項４に記載の焦点調節装置。
  8. 　前記ウォブリング動作の振幅と移動量を記憶する記憶部を含み、
    　前記制御部は、前記記憶部の出力する前記振幅と前記移動量に基づいて、前記第１の量と前記第２の量を求めることを特徴とする請求項２に記載の焦点調節装置。
  9. 　第１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を有する撮影レンズを含む交換レンズと、該交換レンズを着脱可能であって撮像素子を含むカメラ本体とを含むカメラシステムにおいて、
    　前記カメラ本体は、
    　前記撮像素子の撮像により得られた画像信号に基づいて焦点評価値を検出する焦点評価値検出部と、
    　前記焦点評価値に基づいて前記被写体に対して合焦させるように前記交換レンズと通信を行なって焦点調節動作を指示する本体制御部と、
    を含み、
    　前記交換レンズは、
    　前記複数のフォーカスレンズ群を別々に駆動するフォーカスレンズ駆動部と、
    　前記本体制御部と通信を行って、前記複数のフォーカスレンズ群を移動させると共に、前記第１のフォーカスレンズ群をウォブリング動作させるように前記フォーカスレンズ駆動部を制御するレンズ制御部と、
    を含み、
    　前記レンズ制御部は、前記第１のフォーカスレンズ群の前記ウォブリング動作を１周期分だけ実行する間に、前記第２のフォーカスレンズ群を移動させて前記複数のフォーカスレンズ群の像面位置を所定量だけ移動させる、
    ことを特徴とするカメラシステム。
  10. 　前記レンズ制御部は、前記第２のフォーカスレンズ群を移動させているときに、前記第１のフォーカスレンズ群のウォブリング動作の振幅の中心位置を前記第２のフォーカスレンズ群の移動方向に第１の量だけオフセットし、前記ウォブリング動作の振幅を第２の量だけ加算することを特徴とする請求項９に記載のカメラシステム。
  11. 　前記第２のフォーカスレンズ群の像面感度は、前記第１のフォーカスレンズ群の像面感度よりも高いことを特徴とする請求項９に記載のカメラシステム。
  12. 　前記第１の量は、前記ウォブリング動作の移動量の４分の１であり、
    　前記第２の量は、前記ウォブリング動作の移動量の４分の１である、
    ことを特徴とする請求項１０に記載のカメラシステム。
  13. 　前記レンズ制御部は、前記第２のフォーカスレンズ群を一定の速度で駆動することを特徴とする請求項９に記載のカメラシステム。
  14. 　前記本体制御部は前記ウォブリング動作の振幅と移動量を前記レンズ制御部に指示し、
    　前記レンズ制御部は、前記ウォブリング動作の前記振幅と前記移動量に基づいて、前記第１の量と前記第２の量を求めることを特徴とする請求項１０に記載のカメラシステム。
  15. 　第１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を通して撮像素子の撮像面に被写体の像を結像し、
    　前記撮像素子の撮像により得られた画像信号に基づいて焦点評価値を検出し、
    　前記焦点評価値に基づいて前記複数のフォーカスレンズ群を移動させると共に、前記第１のフォーカスレンズ群をウォブリング動作させて前記被写体に対して合焦させ、
    　前記第１のフォーカスレンズ群の前記ウォブリング動作を１周期分だけ実行する間に、前記第２のフォーカスレンズ群を移動させて前記複数のフォーカスレンズ群の像面位置を所定量だけ移動させる、
    ことを特徴とする焦点調節方法。
  16. 　前記第２のフォーカスレンズ群を移動させているときに、前記第１のフォーカスレンズ群のウォブリング動作の振幅の中心位置を前記第２のフォーカスレンズ群の移動方向に第１の量だけオフセットし、前記ウォブリング動作の振幅を第２の量だけ加算することを特徴とする請求項１５に記載の焦点調節方法。
  17. 　前記第１の量は、前記ウォブリング動作の移動量の４分の１であり、
    　前記第２の量は、前記ウォブリング動作の移動量の４分の１である、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の焦点調節方法。
  18. 　前記第２のフォーカスレンズ群を一定の速度で駆動することを特徴とする請求項１５に記載の焦点調節方法。
  19. 　予め記憶された前記ウォブリング動作の前記振幅と前記移動量に応じて、前記第１の量と前記第２の量を求めることを特徴とする請求項１６に記載の焦点調節方法。
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