撮像装置
【課題】ウォブリング時に撮影レンズを駆動する駆動手段に必要な情報の通信量を抑えること
【解決手段】レンズユニット１５０が交換可能に構成され、撮影光学系１５２を駆動手段１５５によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、その方向に撮影光学系を駆動手段を介して移動させる撮像装置は、第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子１１０と、ウォブリングにおいて、第１の垂直同期信号から遅延させた第２の垂直同期信号ＶＤ２を生成してレンズユニット１５０に送信することによって第２の垂直同期信号に従って駆動手段による撮影光学系の駆動を制御する制御手段１３０と、を有する。
【解決手段】レンズユニット１５０が交換可能に構成され、撮影光学系１５２を駆動手段１５５によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、その方向に撮影光学系を駆動手段を介して移動させる撮像装置は、第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子１１０と、ウォブリングにおいて、第１の垂直同期信号から遅延させた第２の垂直同期信号ＶＤ２を生成してレンズユニット１５０に送信することによって第２の垂直同期信号に従って駆動手段による撮影光学系の駆動を制御する制御手段１３０と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置において、コントラスト方式のオートフォーカス（ＡＦ：自動焦点調節）時にレンズを光軸方向に微小移動（ウォブリング）することによって合焦位置がある方向を判別することは知られている。撮像素子がＣＭＯＳセンサの場合にはローリング読み出しが行われ、電荷蓄積中はレンズを停止して読み出し中にレンズを移動させる。
【０００３】
特許文献１は、レンズ駆動期間と、焦点調節の対象の領域であるＡＦ領域（ＡＦ枠）の電荷蓄積期間とを比較した結果に基づいてレンズ駆動期間を変更する方法を提案している。特許文献２は、レンズに対する同期信号の周波数を変更する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１１９９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＡＦ領域の設定には１点ＡＦ、多点ＡＦ、顔ＡＦなどがある。１点ＡＦはＡＦ領域が任意の一点に設定される。あるいは、画面の狭小領域に設定された場合も１点ＡＦとみなすことができる。多点ＡＦでは、ＡＦ領域が、画面の広範囲に亘る全ＡＦ点に設定されたり、頻繁に切り替わるＡＦ点に設定されたりする。顔ＡＦでは、顔検出結果に応じてＡＦ領域が切り替わる。そして、多点ＡＦや顔ＡＦではＡＦ領域が変更される頻度が高いが、このたびに、特許文献１の方法では、レンズ駆動期間の開始や終了のタイミングをレンズ駆動手段へ指示する必要が生じるため、高速通信という高コストな通信環境を整えなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、ウォブリング時に撮影レンズを駆動する駆動手段に必要な情報の通信量を抑えることが可能な撮像装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面の撮像装置は、撮影光学系と当該撮影光学系を駆動する駆動手段を有するレンズユニットが交換可能に構成され、前記撮影光学系を前記駆動手段によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に前記撮影光学系を前記駆動手段を介して移動させる撮像装置であって、第１の垂直同期信号に同期して電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子と、前記ウォブリングにおいて、前記第１の垂直同期信号から遅延させた第２の垂直同期信号を生成し、前記第２の垂直同期信号を前記レンズユニットに送信することによって前記第２の垂直同期信号に従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ウォブリング時に撮影レンズを駆動する駆動手段に必要な情報の通信量を抑えることが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。（実施例１）
【図２】電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。（実施例２）
【図３】電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。（実施例３）
【図４】本実施例の撮像装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図４は、本実施例の撮像装置の構成を示すブロック図であり、破線は後述する撮影光学系（撮影レンズ）１５２の光軸を表している。本実施例の撮像装置は、レンズ交換型のデジタル一眼レフカメラであるが、デジタルビデオカメラなど撮像装置の種類は限定されない。
【００１１】
また、撮像装置は、撮影光学系を光軸方向に微小移動させるウォブリングを行うことによって合焦位置（コントラストのピーク位置）がある合焦方向を判別する自動焦点調節機能（ＡＦ機能）を有する。
【００１２】
撮像装置は、本体１００と、本体１００に交換可能に装着されるレンズユニット（交換レンズ）１５０を有し、レンズユニット１５０が交換可能に構成されている。本体１００とレンズユニット１５０の機械的な着脱は、本体１００のマウントとレンズユニット１５０のマウントを介してなされる。また、本体１００とレンズユニット１５０の電気的な接続および切断は、本体１００のコネクタとレンズユニット１５０のコネクタを介してなされる。
【００１３】
本体１００は、サブミラー１０５と、焦点検出ユニット１０７、撮像素子１１０、信号処理回路１２０、表示手段１２４、被写体検出手段１２６、設定手段１２８、カメラマイコン（制御部）１３０、メモリ１４０、その他の部材を有する。
【００１４】
サブミラー１０５は、不図示の主ミラー（ハーフミラー）と共に光路に挿入および退避可能に配置される。図４は、非撮影時のミラーダウン状態を示している。ミラーダウン状態では、主ミラーは入射光束の一部を不図示の光学ファインダに反射し、一部をサブミラー１０５に透過し、サブミラー１０５は焦点検出ユニット１０７に入射光束を反射する。また、撮影時には主ミラーとサブミラー１０５は、光路から退避した位置に移動し（ミラーアップ）、入射光束を撮像素子１１０に導く。
【００１５】
焦点検出ユニット１０７は、サブミラー１０５で反射された光束を内部に配置された光電変換を行うセンサで受光する。デフォーカス量は、このセンサの出力を演算することによって位相差方式を利用して求められる。カメラマイコン１３０は演算結果を評価してレンズマイコン１６０に指示し、フォーカスレンズを所定量移動する。
【００１６】
撮像素子（イメージセンサ）１１０は、撮影光学系が形成した光学像を電気信号（画像データ）に変換し、電荷の蓄積と読み出しを画素の行または列の単位で走査を行う（即ち、ローリングを行う）撮像素子であり、例えば、ＣＭＯＳセンサから構成される。即ち、撮像素子１１０においては、一行だけが同じ時間で蓄積を行い、別の行は時間的に遅れて蓄積が行われ、別の行の蓄積中に蓄積が終了した行の読み出しを行う。撮像素子１１０から画像データはＡＧＣ／ＡＤ回路を経て信号処理回路１２０に入力される。撮像素子１１０の電荷の蓄積と読み出しは後述するように第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して行われる。
【００１７】
信号処理回路１２０は、撮像素子１１０とカメラマイコン１３０に接続され、撮像素子１１０からのデジタル化された画像データに、フィルタ処理、色変換処理、ガンマ処理圧縮処理を含む処理を施し、カメラマイコン１３０へ送信する。信号処理回路１２０で表示用の画像として処理された画像データは表示手段駆動回路１２２に送られて電子ビューファインダなどの表示手段１２４に画像として表示される。
【００１８】
被写体検出手段１２６は、一定の条件を満足する被写体（顔など）を検出する。被写体検出手段１２６を顔検出手段として機能させると、顔ＡＦを行うことができる。
【００１９】
設定手段１２８は、モードダイヤルや各種の操作部材を含み、撮像素子１１０から画像データを連続的に出力して表示手段１２４に画像データを連続的に表示するライブビューモードを設定する。また、設定手段１２８は、顔検出を被写体検出手段１２６で行う顔ＡＦのモードを設定することもできる。更には、設定手段１２８は、１点ＡＦのモードと多点ＡＦのモードを設定することもできる。
【００２０】
また、撮像装置は、焦点調節の対象の領域であるＡＦ領域が固定されるとみなすことができる（即ち、ＡＦ領域の変動が小さい）第１モードと、ＡＦ領域が複数あってＡＦ領域が変動する（または、ＡＦ領域の変動が大きい）第２モードと、を有する。第１モードは、例えば、１点ＡＦや狭小領域のＡＦのモードである。第２モードは、例えば、多点ＡＦや顔検出を被写体検出手段１２６で行う顔ＡＦのモードである。
【００２１】
カメラマイコン１３０は、撮像素子１１０、信号処理回路１２０に接続されると共に、不図示のコネクタを介してレンズユニット１５０のレンズマイコン１６０に接続されているマイクロコンピュータ（制御手段、プロセッサ）である。カメラマイコン１３０は、ウォブリングを含むＡＦ制御や画像処理制御を行う。
【００２２】
メモリ１４０は、コントラストＡＦ時に必要な情報を保持する。
【００２３】
撮像装置の本体１００は、撮影光学系を光軸方向にウォブリングすることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に撮影光学系を駆動手段を介して移動させる自動焦点調節機能を有する。この機能はレンズユニットが交換可能に構成された撮像装置に使用され、本体とレンズユニットの間の通信量を抑える効果を有する。
【００２４】
ウォブリングでは、無限側の位置にレンズを微小駆動した後で、まずそこでフォーカスレンズを停止し、撮像素子１１０から画像を取り込む。次に、至近側の位置にフォーカスレンズを微小駆動した後で、レンズを停止し、撮像素子１１０から画像を取り込む。
【００２５】
合焦方向を判別した後は、カメラマイコン１３０は合焦方向に撮影光学系のフォーカスレンズを移動させてコントラスト方式のＡＦを行う。即ち、カメラマイコン１３０はフォーカスレンズによって形成される焦点位置と撮像素子の相対位置を変化させる走査を行いながら撮像素子が出力する画像データのコントラスト（ＡＦ評価値）のピーク位置を検出してＡＦを行う。
【００２６】
レンズユニット１５０は、被写体の光学像を形成する撮影光学系１５２、撮影光学系１５２のフォーカスレンズを光軸方向に移動する駆動回路（駆動手段）１５５、レンズマイコン１６０を有する。
【００２７】
撮影光学系１５２は、被写体の光学像を撮像素子１１０に集光させる複数枚のレンズを有する。複数枚のレンズの一部は、焦点調節時に光軸方向に移動されるフォーカスレンズを含む。
【００２８】
駆動回路１５５は、ＤＣモータやステッピングモータを有し、レンズマイコン１６０の制御によって撮影光学系１５２のフォーカスレンズを光軸方向に移動する。
【００２９】
レンズマイコン１６０は、カメラマイコン１３０と電気的に接続され、撮影動作に必要な情報の交換を行う。レンズマイコン１６０とカメラマイコン１３０との接続は双方向データ通信を行うためのデータ線ＤＬとカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ出力される垂直同期信号ＶＤからなる。カメラマイコン１３０は垂直同期信号ＶＤをレンズマイコン１６０へ連続的に送信している。
【００３０】
コントラストＡＦにおいては、現在位置からコントラスト値のピーク位置（合焦位置）までフォーカスレンズを移動するが、フォーカスレンズの現在位置から合焦位置がある方向を判別するためにフォーカスレンズを光軸方向に沿って前後にウォブリングする。
【００３１】
このようにして、カメラマイコン１３０はフォーカスレンズをその現在位置から前側と後側に移動し、それぞれの位置におけるコントラスト値（ＡＦ評価値）を信号処理回路１２０から取得してメモリ１４０に格納する。その後、カメラマイコン１３０は、メモリ１４０に格納されたＡＦ評価値を比較することによってＡＦ評価値が増加する方向を合焦位置がある方向であると判定する。その後、カメラマイコン１３０は、合焦位置がある方向にフォーカスレンズを移動する。
【００３２】
ウォブリング時には、主ミラーとサブミラー１０５は光路から退避して光束は撮像素子１１０に導かれ、不図示のシャッターを開放状態とし、撮像素子１１０からローリング読み出し方式にて連続的に画像を読み出す。また、カメラマイコン１３０は、フォーカスレンズを前後に駆動するための命令をレンズマイコン１６０に送信する。レンズマイコン１６０はこの命令をうけて、駆動回路１５５にフォーカスレンズを駆動させるための出力信号を発する。
【００３３】
以下、ウォブリング時のカメラマイコン１３０とレンズマイコン１６０の動作について説明する。この動作フロー（自動焦点調節方法）は、コンピュータに機能を実現するためのプログラムとしてメモリ１４０に格納されている。
【００３４】
ライブビューを開始すると、カメラマイコン１３０は、レンズマイコン１６０から撮影光学系１５２のＩＤ、フォーカス敏感度、絞り設定などの情報を取得する。次に、カメラマイコン１３０は、取得したフォーカス敏感度と絞り設定からウォブリング幅を設定し、レンズＩＤとウォブリング幅からウォブリング時間を決定する。
【００３５】
次に、カメラマイコン１３０は、ＡＦ領域の種別を判断する。１点ＡＦの場合にはＡＦ領域の変更頻度が低いので、カメラマイコン１３０はコントラスト評価周期を２フレームに設定する（あるいはレンズ駆動停止期間を小さく設定する）。一方、多点ＡＦや顔ＡＦなどの場合にはＡＦ領域の変更頻度が高いので、カメラマイコン１３０はコントラスト評価周期を３フレームに設定する（あるいはレンズ駆動停止期間を大きく設定する）。
【００３６】
なお、「２フレーム」や「３フレーム」は単なる例示であり、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合のコントラスト評価周期がＡＦ領域の変更頻度が高い場合のコントラスト評価周期よりも小さければ足りる。また、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合のレンズ駆動停止期間がＡＦ領域の変更頻度が高い場合のレンズ駆動停止期間よりも短ければ足りる。
【００３７】
続いて、カメラマイコン１３０はＡＦ領域に基づいて垂直同期信号ＶＤからＡＦ領域の電荷蓄積を開始するまでの遅延時間Ｔ１を算出する。また、カメラマイコン１３０は、電荷読み出し速度（固定値）とシャッター速度からＡＦ領域の電荷蓄積期間（駆動停止期間Ｔ２）を算出する。次に、カメラマイコン１３０は、ウォブリングの命令があると、レンズマイコン１６０に垂直同期信号（例えば、後述する第２の垂直同期信号）を通知し、また、Ｔ２、着目周期情報、ウォブリング情報（駆動中心、駆動幅）をレンズマイコン１６０に通知する。
【００３８】
一方、レンズマイコン１６０は、垂直同期信号の通知が開始されると、着目周期情報に適合する立ち上がり信号を検出し、駆動停止時間だけ時間が経過した場合フォーカスレンズを駆動するように駆動回路１５５を制御する。
【実施例１】
【００３９】
図１は、電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートであり、図１（ａ）は画面の上部の領域のコントラスト検出を行う場合を示し、図１（ｂ）は画面の下部の領域のコントラスト検出を行う場合を示している。
【００４０】
第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して撮像素子１１０の電荷の蓄積と読み出しが行われる。遅延時間Ｔ１は、第１の垂直同期信号ＶＤ１から焦点調節の対象の領域であるＡＦ領域の電荷の蓄積が開始されるまでの時間である。
【００４１】
カメラマイコン１３０は第１の垂直同期信号ＶＤ１から遅延時間Ｔ１だけ遅延された第２の垂直同期信号ＶＤ２を生成し、この第２の垂直同期信号ＶＤ２をレンズマイコン１６０に送信する。本実施例によれば、カメラマイコン１３０は、レンズマイコン１６０に第１の垂直同期信号ＶＤ１と遅延時間Ｔ１の両方を送信する代わりに第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信して遅延時間Ｔ１の情報は送信しないため、ウォブリングにおける通信量が低減している。カメラマイコン１３０は第２の垂直同期信号ＶＤ２を一定の周期で（または連続して）送信する。これによって、カメラマイコン１３０は、第２の垂直同期信号ＶＤ２に従って（同期して）レンズユニット１５０の駆動回路１５５による撮影光学系（撮影レンズ）１５２（のフォーカスレンズ）の駆動を制御している。
【００４２】
また、カメラマイコン１３０は第２の垂直同期信号ＶＤ２から撮影光学系１５２のレンズ駆動を行う期間と停止すべき期間を計算する。駆動停止期間Ｔ２は、レンズ駆動が至近側の位置で停止している期間であり、この期間に撮像素子１１０のＡＦ領域の電荷の蓄積と読み出しとコントラスト評価値の計算が行われる。駆動許可期間Ｔ３は、ウォブリングのためにレンズが至近側から無限側に移動する期間であり、この期間はレンズ移動中での蓄積動作を行うためコントラスト評価値の計算は行われない。駆動停止期間Ｔ４は、レンズ駆動が無限側の位置で停止している期間であり、この期間に電荷の蓄積と読み出しとコントラスト評価値の計算が行われる。駆動許可期間Ｔ５は、ウォブリングのためにレンズが無現側から至近側に移動する期間である。
【００４３】
Ｔ２〜Ｔ５はデータとしてカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へと送信されるが、第２の垂直同期信号ＶＤ２のように一定の周期で送信されない。即ち、カメラマイコン１３０は、Ｔ２〜Ｔ５のデータを駆動停止期間（Ｔ２、Ｔ４）または駆動許可期間（Ｔ３、Ｔ５）が変化したときにレンズマイコン１６０へ送信する。そして、カメラマイコン１３０は、駆動停止期間（Ｔ２、Ｔ４）および駆動許可期間（Ｔ３、Ｔ５）が維持されている間はＴ２〜Ｔ５のデータをレンズマイコン１６０へ送信しない。
【００４４】
このように、Ｔ２〜Ｔ５のデータはカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ一定周期で出力されずにデータに変化した場合にのみ送信されるため、一定周期で（あるいは常時）送信するよりも通信量を抑えることができる。
【００４５】
図１（ａ）では、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の４周期にて１サイクルのウォブリングが行われている。コントラスト評価値の結果によりレンズマイコン１６０はコントラストが高くなる方向にフォーカスレンズを駆動させるように駆動回路１５５に信号を発する。
【００４６】
以上、カメラ本体側で行われる撮像素子１１０のローリング読み出しと、レンズユニット側で行われるウォブリングとがタイミングを合わせて実施され、画面の上部の領域のコントラスト検出を行うことができる。タイミングを合わせるための信号は、カメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０に送られる第２の垂直同期信号ＶＤ２とＴ２〜Ｔ５のデータとなる。
【００４７】
図１（ｂ）は、遅延時間Ｔ１が図１（ａ）に示す遅延時間Ｔ１よりも長い点で図１（ａ）と相違する。これは、画面の下部の領域の遅延時間は画面の上部の領域の遅延時間よりも遅れているからである。レンズマイコン１６０は第２の垂直同期信号ＶＤ２とＴ２〜Ｔ５の情報をカメラマイコン１３０から受信し、レンズの駆動期間と停止期間のタイミングを変えることで画面の下部の領域のコントラスト検出を行うことができる。
【００４８】
図１（ｃ）は、第２の垂直同期信号ＶＤ２が図１（ａ）と相違している。図１（ｃ）に示す第２の垂直同期信号ＶＤ２は、図１（ａ）の第２の垂直同期信号ＶＤ２から不要な部分（第１の垂直同期信号ＶＤ１の立ち上がりが遅延時間Ｔ１だけ遅延された信号部分以外の信号部分）を除去することによって生成されている。第２の垂直同期信号ＶＤ２のデータ量が減っているのでカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ送られる通信量も低減している。これは後述する実施例についても同様である。
【００４９】
図１（ｄ）は、図１（ｂ）において垂直同期信号ＶＤを４周期にレートを落としてカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ出力される場合を示している。即ち、カメラマイコン１３０は、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期が、コントラストが評価される周期になるように第２の垂直同期信号ＶＤ２を間引いてレンズマイコン１６０に送信しているので、通信量が更に低減している。これは後述する実施例についても同様である。
【００５０】
なお、本実施例では、第１の垂直同期信号ＶＤ１と遅延時間Ｔ１を送る代わりに第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信し、Ｔ２〜Ｔ５のデータはこれらのいずれかが変更された場合にのみ送信しているが、必ずしも両者は組み合わされなくてもよい。例えば、カメラマイコン１３０はレンズマイコン１６０に第１の垂直同期信号ＶＤ１を送信すると共にＴ１〜Ｔ５のデータをこれらのいずれかが変更された場合にのみ送信してもよい。あるいは、カメラマイコン１３０はレンズマイコン１６０に第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信すると共にＴ２〜Ｔ５のデータを変更されなくても送信してもよい。これは以下の実施例についても同様である。
【００５１】
また、第２の垂直同期信号ＶＤ２は第１の垂直同期信号ＶＤの立ち上がりを基準として生成されているが、第１の垂直同期信号ＶＤの立ち下がりを基準として生成されてもよい。
【実施例２】
【００５２】
図２は、電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。図２（ａ）は、画面の狭小領域のコントラスト検出（または１点ＡＦ）を行う場合、即ち、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合を示している。図２（ｂ）は、画面の全領域のコントラスト検出（または多点ＡＦ）を行う場合、即ち、ＡＦ領域の変更頻度が高い場合を示している。
【００５３】
実施例１と同様に、第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して撮像素子１１０の電荷の蓄積と読み出しが行われる。遅延時間Ｔ１は、第１の垂直同期信号ＶＤ１からＡＦ領域の電荷蓄積が開始されるまでの時間である。
【００５４】
また、実施例１と同様に、カメラマイコン１３０は第１の垂直同期信号ＶＤ１から遅延時間Ｔ１だけ遅延された第２の垂直同期信号ＶＤ２を生成してこれをレンズマイコン１６０に送信する。本実施例によれば、カメラマイコン１３０は、レンズマイコン１６０に第１の垂直同期信号ＶＤ１と遅延時間Ｔ１の両方を送信する代わりに第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信して遅延時間Ｔ１の情報は送信しないため、通信量が低減している。カメラマイコン１３０は第２の垂直同期信号ＶＤ２を一定の周期で（または連続的に）送信している。
【００５５】
また、実施例１と同様に、カメラマイコン１３０はＴ２〜Ｔ５をそれらのいずれかが変更された場合にのみレンズマイコン１６０へ送信し、常時送信するよりも通信量を抑えている。
【００５６】
図２（ａ）では、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の４周期にて１サイクルのウォブリングが行われる。即ち、コントラスト評価は２フレームに１回行われる。その後、コントラスト評価値の結果によりレンズマイコン１６０はより合焦方向にフォーカスレンズを駆動させるように駆動回路１５５に命令する。
【００５７】
図２（ｂ）は、駆動停止期間Ｔ２とＴ４が図２（ａ）よりも長い点が図２（ａ）と異なる。これはローリング読み出し方式では全領域に近い部分の蓄積時間が画面上部と画面下部が重なりながら少しずつずれているからである。図２（ｂ）では、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の６周期にて１サイクルのウォブリングが行われる。即ち、コントラスト評価は３フレームに１回行われる。
【００５８】
レンズマイコン１６０はＴ２〜Ｔ５の情報をカメラマイコン１３０から受信し、レンズの駆動期間と停止期間のタイミングを変えることで全領域のコントラスト検出を行うことができる。このように、図２（ｂ）のように、ＡＦ領域が頻繁に変化する場合でも、図２（ｂ）で示す駆動方法を予め選択しておけばレンズ駆動期間の開始や終了のタイミングを駆動回路１５５へ伝えずに済み、通信量を抑えることができる。
【００５９】
図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、それぞれ図２（ａ）及び図２（ｂ）において、カメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０に送信する信号を変化させている。第２の垂直同期信号ＶＤ２はローレベルの期間で駆動停止期間Ｔ２とＴ４をレンズマイコン１６０に知らせ、ハイレベルの期間で駆動許可期間Ｔ３とＴ５をレンズマイコン１６０に知らせている。このため、図２（ｃ）及び図２（ｄ）ではＴ２〜Ｔ５のデータをカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０に送信する必要がないため、データ転送量がより少なくなっている。
【００６０】
但し、図２（ｃ）及び図２（ｄ）では、至近側の位置と無限側の位置と同じ信号となるため、位相の反転が問題となるおそれがある。これについてはウォブリングを至近側から開始するのか無限側から開始するのかを予め取り決めておけば、コントラストがより高くなるのが至近側なのか無限側なのかを間違えることはない。
【００６１】
なお、図２（ｃ）及び図２（ｄ）においては、ローレベルとハイレベルは逆であってもよいので、垂直同期信号ＶＤのローレベル及びハイレベルの一方の期間が駆動停止期間Ｔ２またはＴ４に一致し、他方の期間が駆動許可期間Ｔ３またはＴ５に一致すればよい。
【実施例３】
【００６２】
図３は、図１においてシャッター速度が速い場合の電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。即ち、図３（ａ）は、画面の狭小領域のコントラスト検出を行う場合（即ち、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合）であって撮像素子１１０の蓄積時間が短い場合を示している。図３（ｂ）は、画面の全領域のコントラスト検出を行う場合（即ち、ＡＦ領域の変更頻度が高い場合）であって撮像素子１１０の蓄積時間が短い場合を示している。
【００６３】
図３（ａ）では第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の２周期にて１サイクルのウォブリング動作が行われ、図３（ｂ）では第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の４周期にて１サイクルのウォブリング動作が行われている。
【００６４】
図１（ｃ）と同様に、図３（ａ）において第２の垂直同期信号ＶＤ２を２周期にレートを落とし、図３（ｂ）において第２の垂直同期信号ＶＤ２を４周期にレートを落としてもよい。また、図２（ｃ）及び図２（ｄ）と同様に、垂直同期信号のローレベルの期間でＴ２とＴ４をレンズマイコン１６０に知らせ、ハイレベルの期間でＴ３とＴ５をレンズマイコン１６０に知らせてもよい。
【００６５】
本実施例でも、ＡＦ領域が頻繁に変化する場合でも、レンズ駆動期間の開始や終了のタイミングを駆動回路１５５へ伝えずに済み、通信量を抑えることができる。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
撮像装置は被写体を撮像する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１１０ 撮像素子
１２０ 信号処理回路
１２８ 設定手段
１３０ カメラマイコン（制御手段）
１５０ レンズユニット
１５２ 撮影光学系
１５５ 駆動回路（駆動手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置において、コントラスト方式のオートフォーカス（ＡＦ：自動焦点調節）時にレンズを光軸方向に微小移動（ウォブリング）することによって合焦位置がある方向を判別することは知られている。撮像素子がＣＭＯＳセンサの場合にはローリング読み出しが行われ、電荷蓄積中はレンズを停止して読み出し中にレンズを移動させる。
【０００３】
特許文献１は、レンズ駆動期間と、焦点調節の対象の領域であるＡＦ領域（ＡＦ枠）の電荷蓄積期間とを比較した結果に基づいてレンズ駆動期間を変更する方法を提案している。特許文献２は、レンズに対する同期信号の周波数を変更する方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１１９９５号公報
【特許文献２】特開２００４−２８６７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＡＦ領域の設定には１点ＡＦ、多点ＡＦ、顔ＡＦなどがある。１点ＡＦはＡＦ領域が任意の一点に設定される。あるいは、画面の狭小領域に設定された場合も１点ＡＦとみなすことができる。多点ＡＦでは、ＡＦ領域が、画面の広範囲に亘る全ＡＦ点に設定されたり、頻繁に切り替わるＡＦ点に設定されたりする。顔ＡＦでは、顔検出結果に応じてＡＦ領域が切り替わる。そして、多点ＡＦや顔ＡＦではＡＦ領域が変更される頻度が高いが、このたびに、特許文献１の方法では、レンズ駆動期間の開始や終了のタイミングをレンズ駆動手段へ指示する必要が生じるため、高速通信という高コストな通信環境を整えなければならない。
【０００６】
そこで、本発明は、ウォブリング時に撮影レンズを駆動する駆動手段に必要な情報の通信量を抑えることが可能な撮像装置を提供することを例示的な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面の撮像装置は、撮影光学系と当該撮影光学系を駆動する駆動手段を有するレンズユニットが交換可能に構成され、前記撮影光学系を前記駆動手段によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に前記撮影光学系を前記駆動手段を介して移動させる撮像装置であって、第１の垂直同期信号に同期して電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子と、前記ウォブリングにおいて、前記第１の垂直同期信号から遅延させた第２の垂直同期信号を生成し、前記第２の垂直同期信号を前記レンズユニットに送信することによって前記第２の垂直同期信号に従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ウォブリング時に撮影レンズを駆動する駆動手段に必要な情報の通信量を抑えることが可能な撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。（実施例１）
【図２】電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。（実施例２）
【図３】電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。（実施例３）
【図４】本実施例の撮像装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図４は、本実施例の撮像装置の構成を示すブロック図であり、破線は後述する撮影光学系（撮影レンズ）１５２の光軸を表している。本実施例の撮像装置は、レンズ交換型のデジタル一眼レフカメラであるが、デジタルビデオカメラなど撮像装置の種類は限定されない。
【００１１】
また、撮像装置は、撮影光学系を光軸方向に微小移動させるウォブリングを行うことによって合焦位置（コントラストのピーク位置）がある合焦方向を判別する自動焦点調節機能（ＡＦ機能）を有する。
【００１２】
撮像装置は、本体１００と、本体１００に交換可能に装着されるレンズユニット（交換レンズ）１５０を有し、レンズユニット１５０が交換可能に構成されている。本体１００とレンズユニット１５０の機械的な着脱は、本体１００のマウントとレンズユニット１５０のマウントを介してなされる。また、本体１００とレンズユニット１５０の電気的な接続および切断は、本体１００のコネクタとレンズユニット１５０のコネクタを介してなされる。
【００１３】
本体１００は、サブミラー１０５と、焦点検出ユニット１０７、撮像素子１１０、信号処理回路１２０、表示手段１２４、被写体検出手段１２６、設定手段１２８、カメラマイコン（制御部）１３０、メモリ１４０、その他の部材を有する。
【００１４】
サブミラー１０５は、不図示の主ミラー（ハーフミラー）と共に光路に挿入および退避可能に配置される。図４は、非撮影時のミラーダウン状態を示している。ミラーダウン状態では、主ミラーは入射光束の一部を不図示の光学ファインダに反射し、一部をサブミラー１０５に透過し、サブミラー１０５は焦点検出ユニット１０７に入射光束を反射する。また、撮影時には主ミラーとサブミラー１０５は、光路から退避した位置に移動し（ミラーアップ）、入射光束を撮像素子１１０に導く。
【００１５】
焦点検出ユニット１０７は、サブミラー１０５で反射された光束を内部に配置された光電変換を行うセンサで受光する。デフォーカス量は、このセンサの出力を演算することによって位相差方式を利用して求められる。カメラマイコン１３０は演算結果を評価してレンズマイコン１６０に指示し、フォーカスレンズを所定量移動する。
【００１６】
撮像素子（イメージセンサ）１１０は、撮影光学系が形成した光学像を電気信号（画像データ）に変換し、電荷の蓄積と読み出しを画素の行または列の単位で走査を行う（即ち、ローリングを行う）撮像素子であり、例えば、ＣＭＯＳセンサから構成される。即ち、撮像素子１１０においては、一行だけが同じ時間で蓄積を行い、別の行は時間的に遅れて蓄積が行われ、別の行の蓄積中に蓄積が終了した行の読み出しを行う。撮像素子１１０から画像データはＡＧＣ／ＡＤ回路を経て信号処理回路１２０に入力される。撮像素子１１０の電荷の蓄積と読み出しは後述するように第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して行われる。
【００１７】
信号処理回路１２０は、撮像素子１１０とカメラマイコン１３０に接続され、撮像素子１１０からのデジタル化された画像データに、フィルタ処理、色変換処理、ガンマ処理圧縮処理を含む処理を施し、カメラマイコン１３０へ送信する。信号処理回路１２０で表示用の画像として処理された画像データは表示手段駆動回路１２２に送られて電子ビューファインダなどの表示手段１２４に画像として表示される。
【００１８】
被写体検出手段１２６は、一定の条件を満足する被写体（顔など）を検出する。被写体検出手段１２６を顔検出手段として機能させると、顔ＡＦを行うことができる。
【００１９】
設定手段１２８は、モードダイヤルや各種の操作部材を含み、撮像素子１１０から画像データを連続的に出力して表示手段１２４に画像データを連続的に表示するライブビューモードを設定する。また、設定手段１２８は、顔検出を被写体検出手段１２６で行う顔ＡＦのモードを設定することもできる。更には、設定手段１２８は、１点ＡＦのモードと多点ＡＦのモードを設定することもできる。
【００２０】
また、撮像装置は、焦点調節の対象の領域であるＡＦ領域が固定されるとみなすことができる（即ち、ＡＦ領域の変動が小さい）第１モードと、ＡＦ領域が複数あってＡＦ領域が変動する（または、ＡＦ領域の変動が大きい）第２モードと、を有する。第１モードは、例えば、１点ＡＦや狭小領域のＡＦのモードである。第２モードは、例えば、多点ＡＦや顔検出を被写体検出手段１２６で行う顔ＡＦのモードである。
【００２１】
カメラマイコン１３０は、撮像素子１１０、信号処理回路１２０に接続されると共に、不図示のコネクタを介してレンズユニット１５０のレンズマイコン１６０に接続されているマイクロコンピュータ（制御手段、プロセッサ）である。カメラマイコン１３０は、ウォブリングを含むＡＦ制御や画像処理制御を行う。
【００２２】
メモリ１４０は、コントラストＡＦ時に必要な情報を保持する。
【００２３】
撮像装置の本体１００は、撮影光学系を光軸方向にウォブリングすることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に撮影光学系を駆動手段を介して移動させる自動焦点調節機能を有する。この機能はレンズユニットが交換可能に構成された撮像装置に使用され、本体とレンズユニットの間の通信量を抑える効果を有する。
【００２４】
ウォブリングでは、無限側の位置にレンズを微小駆動した後で、まずそこでフォーカスレンズを停止し、撮像素子１１０から画像を取り込む。次に、至近側の位置にフォーカスレンズを微小駆動した後で、レンズを停止し、撮像素子１１０から画像を取り込む。
【００２５】
合焦方向を判別した後は、カメラマイコン１３０は合焦方向に撮影光学系のフォーカスレンズを移動させてコントラスト方式のＡＦを行う。即ち、カメラマイコン１３０はフォーカスレンズによって形成される焦点位置と撮像素子の相対位置を変化させる走査を行いながら撮像素子が出力する画像データのコントラスト（ＡＦ評価値）のピーク位置を検出してＡＦを行う。
【００２６】
レンズユニット１５０は、被写体の光学像を形成する撮影光学系１５２、撮影光学系１５２のフォーカスレンズを光軸方向に移動する駆動回路（駆動手段）１５５、レンズマイコン１６０を有する。
【００２７】
撮影光学系１５２は、被写体の光学像を撮像素子１１０に集光させる複数枚のレンズを有する。複数枚のレンズの一部は、焦点調節時に光軸方向に移動されるフォーカスレンズを含む。
【００２８】
駆動回路１５５は、ＤＣモータやステッピングモータを有し、レンズマイコン１６０の制御によって撮影光学系１５２のフォーカスレンズを光軸方向に移動する。
【００２９】
レンズマイコン１６０は、カメラマイコン１３０と電気的に接続され、撮影動作に必要な情報の交換を行う。レンズマイコン１６０とカメラマイコン１３０との接続は双方向データ通信を行うためのデータ線ＤＬとカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ出力される垂直同期信号ＶＤからなる。カメラマイコン１３０は垂直同期信号ＶＤをレンズマイコン１６０へ連続的に送信している。
【００３０】
コントラストＡＦにおいては、現在位置からコントラスト値のピーク位置（合焦位置）までフォーカスレンズを移動するが、フォーカスレンズの現在位置から合焦位置がある方向を判別するためにフォーカスレンズを光軸方向に沿って前後にウォブリングする。
【００３１】
このようにして、カメラマイコン１３０はフォーカスレンズをその現在位置から前側と後側に移動し、それぞれの位置におけるコントラスト値（ＡＦ評価値）を信号処理回路１２０から取得してメモリ１４０に格納する。その後、カメラマイコン１３０は、メモリ１４０に格納されたＡＦ評価値を比較することによってＡＦ評価値が増加する方向を合焦位置がある方向であると判定する。その後、カメラマイコン１３０は、合焦位置がある方向にフォーカスレンズを移動する。
【００３２】
ウォブリング時には、主ミラーとサブミラー１０５は光路から退避して光束は撮像素子１１０に導かれ、不図示のシャッターを開放状態とし、撮像素子１１０からローリング読み出し方式にて連続的に画像を読み出す。また、カメラマイコン１３０は、フォーカスレンズを前後に駆動するための命令をレンズマイコン１６０に送信する。レンズマイコン１６０はこの命令をうけて、駆動回路１５５にフォーカスレンズを駆動させるための出力信号を発する。
【００３３】
以下、ウォブリング時のカメラマイコン１３０とレンズマイコン１６０の動作について説明する。この動作フロー（自動焦点調節方法）は、コンピュータに機能を実現するためのプログラムとしてメモリ１４０に格納されている。
【００３４】
ライブビューを開始すると、カメラマイコン１３０は、レンズマイコン１６０から撮影光学系１５２のＩＤ、フォーカス敏感度、絞り設定などの情報を取得する。次に、カメラマイコン１３０は、取得したフォーカス敏感度と絞り設定からウォブリング幅を設定し、レンズＩＤとウォブリング幅からウォブリング時間を決定する。
【００３５】
次に、カメラマイコン１３０は、ＡＦ領域の種別を判断する。１点ＡＦの場合にはＡＦ領域の変更頻度が低いので、カメラマイコン１３０はコントラスト評価周期を２フレームに設定する（あるいはレンズ駆動停止期間を小さく設定する）。一方、多点ＡＦや顔ＡＦなどの場合にはＡＦ領域の変更頻度が高いので、カメラマイコン１３０はコントラスト評価周期を３フレームに設定する（あるいはレンズ駆動停止期間を大きく設定する）。
【００３６】
なお、「２フレーム」や「３フレーム」は単なる例示であり、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合のコントラスト評価周期がＡＦ領域の変更頻度が高い場合のコントラスト評価周期よりも小さければ足りる。また、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合のレンズ駆動停止期間がＡＦ領域の変更頻度が高い場合のレンズ駆動停止期間よりも短ければ足りる。
【００３７】
続いて、カメラマイコン１３０はＡＦ領域に基づいて垂直同期信号ＶＤからＡＦ領域の電荷蓄積を開始するまでの遅延時間Ｔ１を算出する。また、カメラマイコン１３０は、電荷読み出し速度（固定値）とシャッター速度からＡＦ領域の電荷蓄積期間（駆動停止期間Ｔ２）を算出する。次に、カメラマイコン１３０は、ウォブリングの命令があると、レンズマイコン１６０に垂直同期信号（例えば、後述する第２の垂直同期信号）を通知し、また、Ｔ２、着目周期情報、ウォブリング情報（駆動中心、駆動幅）をレンズマイコン１６０に通知する。
【００３８】
一方、レンズマイコン１６０は、垂直同期信号の通知が開始されると、着目周期情報に適合する立ち上がり信号を検出し、駆動停止時間だけ時間が経過した場合フォーカスレンズを駆動するように駆動回路１５５を制御する。
【実施例１】
【００３９】
図１は、電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートであり、図１（ａ）は画面の上部の領域のコントラスト検出を行う場合を示し、図１（ｂ）は画面の下部の領域のコントラスト検出を行う場合を示している。
【００４０】
第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して撮像素子１１０の電荷の蓄積と読み出しが行われる。遅延時間Ｔ１は、第１の垂直同期信号ＶＤ１から焦点調節の対象の領域であるＡＦ領域の電荷の蓄積が開始されるまでの時間である。
【００４１】
カメラマイコン１３０は第１の垂直同期信号ＶＤ１から遅延時間Ｔ１だけ遅延された第２の垂直同期信号ＶＤ２を生成し、この第２の垂直同期信号ＶＤ２をレンズマイコン１６０に送信する。本実施例によれば、カメラマイコン１３０は、レンズマイコン１６０に第１の垂直同期信号ＶＤ１と遅延時間Ｔ１の両方を送信する代わりに第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信して遅延時間Ｔ１の情報は送信しないため、ウォブリングにおける通信量が低減している。カメラマイコン１３０は第２の垂直同期信号ＶＤ２を一定の周期で（または連続して）送信する。これによって、カメラマイコン１３０は、第２の垂直同期信号ＶＤ２に従って（同期して）レンズユニット１５０の駆動回路１５５による撮影光学系（撮影レンズ）１５２（のフォーカスレンズ）の駆動を制御している。
【００４２】
また、カメラマイコン１３０は第２の垂直同期信号ＶＤ２から撮影光学系１５２のレンズ駆動を行う期間と停止すべき期間を計算する。駆動停止期間Ｔ２は、レンズ駆動が至近側の位置で停止している期間であり、この期間に撮像素子１１０のＡＦ領域の電荷の蓄積と読み出しとコントラスト評価値の計算が行われる。駆動許可期間Ｔ３は、ウォブリングのためにレンズが至近側から無限側に移動する期間であり、この期間はレンズ移動中での蓄積動作を行うためコントラスト評価値の計算は行われない。駆動停止期間Ｔ４は、レンズ駆動が無限側の位置で停止している期間であり、この期間に電荷の蓄積と読み出しとコントラスト評価値の計算が行われる。駆動許可期間Ｔ５は、ウォブリングのためにレンズが無現側から至近側に移動する期間である。
【００４３】
Ｔ２〜Ｔ５はデータとしてカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へと送信されるが、第２の垂直同期信号ＶＤ２のように一定の周期で送信されない。即ち、カメラマイコン１３０は、Ｔ２〜Ｔ５のデータを駆動停止期間（Ｔ２、Ｔ４）または駆動許可期間（Ｔ３、Ｔ５）が変化したときにレンズマイコン１６０へ送信する。そして、カメラマイコン１３０は、駆動停止期間（Ｔ２、Ｔ４）および駆動許可期間（Ｔ３、Ｔ５）が維持されている間はＴ２〜Ｔ５のデータをレンズマイコン１６０へ送信しない。
【００４４】
このように、Ｔ２〜Ｔ５のデータはカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ一定周期で出力されずにデータに変化した場合にのみ送信されるため、一定周期で（あるいは常時）送信するよりも通信量を抑えることができる。
【００４５】
図１（ａ）では、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の４周期にて１サイクルのウォブリングが行われている。コントラスト評価値の結果によりレンズマイコン１６０はコントラストが高くなる方向にフォーカスレンズを駆動させるように駆動回路１５５に信号を発する。
【００４６】
以上、カメラ本体側で行われる撮像素子１１０のローリング読み出しと、レンズユニット側で行われるウォブリングとがタイミングを合わせて実施され、画面の上部の領域のコントラスト検出を行うことができる。タイミングを合わせるための信号は、カメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０に送られる第２の垂直同期信号ＶＤ２とＴ２〜Ｔ５のデータとなる。
【００４７】
図１（ｂ）は、遅延時間Ｔ１が図１（ａ）に示す遅延時間Ｔ１よりも長い点で図１（ａ）と相違する。これは、画面の下部の領域の遅延時間は画面の上部の領域の遅延時間よりも遅れているからである。レンズマイコン１６０は第２の垂直同期信号ＶＤ２とＴ２〜Ｔ５の情報をカメラマイコン１３０から受信し、レンズの駆動期間と停止期間のタイミングを変えることで画面の下部の領域のコントラスト検出を行うことができる。
【００４８】
図１（ｃ）は、第２の垂直同期信号ＶＤ２が図１（ａ）と相違している。図１（ｃ）に示す第２の垂直同期信号ＶＤ２は、図１（ａ）の第２の垂直同期信号ＶＤ２から不要な部分（第１の垂直同期信号ＶＤ１の立ち上がりが遅延時間Ｔ１だけ遅延された信号部分以外の信号部分）を除去することによって生成されている。第２の垂直同期信号ＶＤ２のデータ量が減っているのでカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ送られる通信量も低減している。これは後述する実施例についても同様である。
【００４９】
図１（ｄ）は、図１（ｂ）において垂直同期信号ＶＤを４周期にレートを落としてカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０へ出力される場合を示している。即ち、カメラマイコン１３０は、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期が、コントラストが評価される周期になるように第２の垂直同期信号ＶＤ２を間引いてレンズマイコン１６０に送信しているので、通信量が更に低減している。これは後述する実施例についても同様である。
【００５０】
なお、本実施例では、第１の垂直同期信号ＶＤ１と遅延時間Ｔ１を送る代わりに第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信し、Ｔ２〜Ｔ５のデータはこれらのいずれかが変更された場合にのみ送信しているが、必ずしも両者は組み合わされなくてもよい。例えば、カメラマイコン１３０はレンズマイコン１６０に第１の垂直同期信号ＶＤ１を送信すると共にＴ１〜Ｔ５のデータをこれらのいずれかが変更された場合にのみ送信してもよい。あるいは、カメラマイコン１３０はレンズマイコン１６０に第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信すると共にＴ２〜Ｔ５のデータを変更されなくても送信してもよい。これは以下の実施例についても同様である。
【００５１】
また、第２の垂直同期信号ＶＤ２は第１の垂直同期信号ＶＤの立ち上がりを基準として生成されているが、第１の垂直同期信号ＶＤの立ち下がりを基準として生成されてもよい。
【実施例２】
【００５２】
図２は、電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。図２（ａ）は、画面の狭小領域のコントラスト検出（または１点ＡＦ）を行う場合、即ち、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合を示している。図２（ｂ）は、画面の全領域のコントラスト検出（または多点ＡＦ）を行う場合、即ち、ＡＦ領域の変更頻度が高い場合を示している。
【００５３】
実施例１と同様に、第１の垂直同期信号ＶＤ１に同期して撮像素子１１０の電荷の蓄積と読み出しが行われる。遅延時間Ｔ１は、第１の垂直同期信号ＶＤ１からＡＦ領域の電荷蓄積が開始されるまでの時間である。
【００５４】
また、実施例１と同様に、カメラマイコン１３０は第１の垂直同期信号ＶＤ１から遅延時間Ｔ１だけ遅延された第２の垂直同期信号ＶＤ２を生成してこれをレンズマイコン１６０に送信する。本実施例によれば、カメラマイコン１３０は、レンズマイコン１６０に第１の垂直同期信号ＶＤ１と遅延時間Ｔ１の両方を送信する代わりに第２の垂直同期信号ＶＤ２を送信して遅延時間Ｔ１の情報は送信しないため、通信量が低減している。カメラマイコン１３０は第２の垂直同期信号ＶＤ２を一定の周期で（または連続的に）送信している。
【００５５】
また、実施例１と同様に、カメラマイコン１３０はＴ２〜Ｔ５をそれらのいずれかが変更された場合にのみレンズマイコン１６０へ送信し、常時送信するよりも通信量を抑えている。
【００５６】
図２（ａ）では、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の４周期にて１サイクルのウォブリングが行われる。即ち、コントラスト評価は２フレームに１回行われる。その後、コントラスト評価値の結果によりレンズマイコン１６０はより合焦方向にフォーカスレンズを駆動させるように駆動回路１５５に命令する。
【００５７】
図２（ｂ）は、駆動停止期間Ｔ２とＴ４が図２（ａ）よりも長い点が図２（ａ）と異なる。これはローリング読み出し方式では全領域に近い部分の蓄積時間が画面上部と画面下部が重なりながら少しずつずれているからである。図２（ｂ）では、第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の６周期にて１サイクルのウォブリングが行われる。即ち、コントラスト評価は３フレームに１回行われる。
【００５８】
レンズマイコン１６０はＴ２〜Ｔ５の情報をカメラマイコン１３０から受信し、レンズの駆動期間と停止期間のタイミングを変えることで全領域のコントラスト検出を行うことができる。このように、図２（ｂ）のように、ＡＦ領域が頻繁に変化する場合でも、図２（ｂ）で示す駆動方法を予め選択しておけばレンズ駆動期間の開始や終了のタイミングを駆動回路１５５へ伝えずに済み、通信量を抑えることができる。
【００５９】
図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、それぞれ図２（ａ）及び図２（ｂ）において、カメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０に送信する信号を変化させている。第２の垂直同期信号ＶＤ２はローレベルの期間で駆動停止期間Ｔ２とＴ４をレンズマイコン１６０に知らせ、ハイレベルの期間で駆動許可期間Ｔ３とＴ５をレンズマイコン１６０に知らせている。このため、図２（ｃ）及び図２（ｄ）ではＴ２〜Ｔ５のデータをカメラマイコン１３０からレンズマイコン１６０に送信する必要がないため、データ転送量がより少なくなっている。
【００６０】
但し、図２（ｃ）及び図２（ｄ）では、至近側の位置と無限側の位置と同じ信号となるため、位相の反転が問題となるおそれがある。これについてはウォブリングを至近側から開始するのか無限側から開始するのかを予め取り決めておけば、コントラストがより高くなるのが至近側なのか無限側なのかを間違えることはない。
【００６１】
なお、図２（ｃ）及び図２（ｄ）においては、ローレベルとハイレベルは逆であってもよいので、垂直同期信号ＶＤのローレベル及びハイレベルの一方の期間が駆動停止期間Ｔ２またはＴ４に一致し、他方の期間が駆動許可期間Ｔ３またはＴ５に一致すればよい。
【実施例３】
【００６２】
図３は、図１においてシャッター速度が速い場合の電荷蓄積とウォブリングのタイミングチャートである。即ち、図３（ａ）は、画面の狭小領域のコントラスト検出を行う場合（即ち、ＡＦ領域の変更頻度が低い場合）であって撮像素子１１０の蓄積時間が短い場合を示している。図３（ｂ）は、画面の全領域のコントラスト検出を行う場合（即ち、ＡＦ領域の変更頻度が高い場合）であって撮像素子１１０の蓄積時間が短い場合を示している。
【００６３】
図３（ａ）では第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の２周期にて１サイクルのウォブリング動作が行われ、図３（ｂ）では第２の垂直同期信号ＶＤ２の周期の４周期にて１サイクルのウォブリング動作が行われている。
【００６４】
図１（ｃ）と同様に、図３（ａ）において第２の垂直同期信号ＶＤ２を２周期にレートを落とし、図３（ｂ）において第２の垂直同期信号ＶＤ２を４周期にレートを落としてもよい。また、図２（ｃ）及び図２（ｄ）と同様に、垂直同期信号のローレベルの期間でＴ２とＴ４をレンズマイコン１６０に知らせ、ハイレベルの期間でＴ３とＴ５をレンズマイコン１６０に知らせてもよい。
【００６５】
本実施例でも、ＡＦ領域が頻繁に変化する場合でも、レンズ駆動期間の開始や終了のタイミングを駆動回路１５５へ伝えずに済み、通信量を抑えることができる。
【００６６】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
撮像装置は被写体を撮像する用途に適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１１０ 撮像素子
１２０ 信号処理回路
１２８ 設定手段
１３０ カメラマイコン（制御手段）
１５０ レンズユニット
１５２ 撮影光学系
１５５ 駆動回路（駆動手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系と当該撮影光学系を駆動する駆動手段を有するレンズユニットが交換可能に構成され、前記撮影光学系を前記駆動手段によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に前記撮影光学系を前記駆動手段を介して移動させる撮像装置であって、
第１の垂直同期信号に同期して電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子と、
前記ウォブリングにおいて、前記第１の垂直同期信号から遅延させた第２の垂直同期信号を生成し、前記第２の垂直同期信号を前記レンズユニットに送信することによって前記第２の垂直同期信号に従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の垂直同期信号は、前記第１の垂直同期信号から前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積が開始されるまでの遅延時間だけ遅延された信号であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記レンズユニットに前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積の期間に設定される前記撮影光学系の駆動が停止される駆動停止期間と、前記駆動停止期間の後に開始する前記撮影光学系の駆動が行われる駆動許可期間と、を含むデータを送信することによって前記第２の垂直同期信号と前記データに従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の垂直同期信号は、ローレベル及びハイレベルを有し、
前記第２の垂直同期信号のローレベル及びハイレベルの一方の期間が前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積の期間に設定される前記撮影光学系の駆動が停止される駆動停止期間に一致し、前記第２の垂直同期信号のローレベル及びハイレベルの他方の期間が前記駆動停止期間の後に開始する前記撮影光学系の駆動が行われる駆動許可期間に一致することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２の垂直同期信号の周期が前記ウォブリングにおいてコントラストが評価される周期になるように、前記第２の垂直同期信号を間引いて前記レンズユニットに送信することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮影光学系と当該撮影光学系を駆動する駆動手段を有するレンズユニットが交換可能に構成され、前記撮影光学系を前記駆動手段によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に前記撮影光学系を前記駆動手段を介して移動させる撮像装置であって、
電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子と、
前記ウォブリングにおいて、前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積の期間に設定される前記撮影光学系の駆動が停止される駆動停止期間と、前記駆動停止期間の後に開始する前記撮影光学系の駆動が行われる駆動許可期間と、を含むデータを、前記レンズユニットに、前記駆動停止期間または前記駆動許可期間が変化したときに送信し、前記駆動停止期間および前記駆動許可期間が維持されている間は送信しないことによって前記データに従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
撮影光学系と当該撮影光学系を駆動する駆動手段を有するレンズユニットが交換可能に構成され、前記撮影光学系を前記駆動手段によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に前記撮影光学系を前記駆動手段を介して移動させる撮像装置であって、
第１の垂直同期信号に同期して電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子と、
前記ウォブリングにおいて、前記第１の垂直同期信号から遅延させた第２の垂直同期信号を生成し、前記第２の垂直同期信号を前記レンズユニットに送信することによって前記第２の垂直同期信号に従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第２の垂直同期信号は、前記第１の垂直同期信号から前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積が開始されるまでの遅延時間だけ遅延された信号であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記レンズユニットに前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積の期間に設定される前記撮影光学系の駆動が停止される駆動停止期間と、前記駆動停止期間の後に開始する前記撮影光学系の駆動が行われる駆動許可期間と、を含むデータを送信することによって前記第２の垂直同期信号と前記データに従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第２の垂直同期信号は、ローレベル及びハイレベルを有し、
前記第２の垂直同期信号のローレベル及びハイレベルの一方の期間が前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積の期間に設定される前記撮影光学系の駆動が停止される駆動停止期間に一致し、前記第２の垂直同期信号のローレベル及びハイレベルの他方の期間が前記駆動停止期間の後に開始する前記撮影光学系の駆動が行われる駆動許可期間に一致することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２の垂直同期信号の周期が前記ウォブリングにおいてコントラストが評価される周期になるように、前記第２の垂直同期信号を間引いて前記レンズユニットに送信することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
撮影光学系と当該撮影光学系を駆動する駆動手段を有するレンズユニットが交換可能に構成され、前記撮影光学系を前記駆動手段によって光軸方向にウォブリングさせることによって合焦位置がある方向を判別し、前記方向に前記撮影光学系を前記駆動手段を介して移動させる撮像装置であって、
電荷の蓄積と読み出しを画素の行の単位で行う撮像素子と、
前記ウォブリングにおいて、前記撮像素子の焦点調節の対象の領域の電荷の蓄積の期間に設定される前記撮影光学系の駆動が停止される駆動停止期間と、前記駆動停止期間の後に開始する前記撮影光学系の駆動が行われる駆動許可期間と、を含むデータを、前記レンズユニットに、前記駆動停止期間または前記駆動許可期間が変化したときに送信し、前記駆動停止期間および前記駆動許可期間が維持されている間は送信しないことによって前記データに従って前記駆動手段による前記撮影光学系の駆動を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【図４】
【図１】
【図２】
【図３】
【図１】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−６８４５７（Ｐ２０１２−６８４５７Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３６３５（Ｐ２０１０−２１３６３５）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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