JP2006211239A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】カメラヘッド側にある撮像素子の駆動モードが切り替えられたとしてもカメラヘッドとカメラ本体との間の同期がうまくとれるカメラシステムを提供する。
【解決手段】 カメラヘッド１ａとカメラ本体１ｂとを繋ぐインターフェースとは別に、カメラヘッド１ａとカメラ本体１ｂとの間での同期信号伝達用の専用線１Ｃを設ける。撮像素子の駆動モード切替直前の画像フレームの画像信号が３線シリアルドライバ１５０ａ，１５０ｂにより駆動されるシリアルインターフェースを介してカメラヘッドからカメラ本体に供給されている間に、専用線１Ｃを使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号を送信して、カメラ本体１ｂにモードの切り替わりを事前に通知する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッドと、そのカメラヘッドが着脱自在に装着されそのカメラヘッドから画像信号を受け取って信号処理を行なうカメラ本体とを備えたカメラシステムに関する。

撮像素子と撮影光学系が一体的になったプラグインユニットがカメラ本体に装着されると、そのプラグインユニットの情報がカメラ本体側に伝達されて、そのプラグインユニットが備える撮影光学系で撮影を行なうことができるようになるカメラシステムが提案されている（特許文献１参照）。このようにプラグインユニットがカメラ本体に装着されるだけで撮影光学系つまり撮影レンズの交換が行なわれるカメラシステムが実現されると、カメラシステムの取り扱いが非常に簡単になり、専門的な知識を持たない人にでも簡単に撮影レンズの交換を行なって貰うことができる。同様なものに、撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッドと、カメラヘッドが着脱自在に装着されカメラヘッドから画像信号を受け取って信号処理を行なうカメラ本体とを備えたカメラシステムがある（例えば特許文献２参照）。

このようなカメラヘッドとカメラ本体とを備えたカメラシステムにおいては、カメラ本体とカメラヘッドとの双方に制御部を設けて、通信により双方の制御部間で制御信号のやり取りを行うようにして連携を図り、各々の制御部で別々のプロセスの処理を行なうようにしているものもある（特許文献３参照）。このようにカメラヘッドとカメラ本体という二つの制御ブロックに分割され、双方の制御部が通信により連携をとって処理を行なうような構成になっていると、各制御ブロックごとに独立して処理が行なわれた後、他の制御ブロックへインターフェースを用いて処理を終えた画像データ等の転送を一括して行なえるようにもなる。このようになると、カメラヘッド側の制御部に撮影の開始タイミング（例えばカメラ本体からカメラヘッドへ専用線を使ってレリーズ信号を供給する構成がある）さえ与えられれば、撮影の開始タイミングに同期した画像データの生成までがカメラヘッド側の撮像素子で行なわれるようになり、また、カメラ本体はその画像信号を受けて適宜信号処理などを施すことができるようになる。

ところで最近の撮像素子においては、撮像素子自体が様々な駆動モードを有していて撮像素子に駆動信号を供給するタイミングジェネレータ（以降ＴＧという）および撮像素子にそれらの駆動モードが設定されるとその駆動モードに応じたフレームレートで画像信号が出力されるようになっている。このような駆動モードの中には高速フレームレートに対応するＡＥモードやＡＦモードといったものや表示用のフレームレートに対応する低速フレームレートのスルー画モードといったもの等がある。例えばモードダイヤルなどで撮影モードが選択されると、まずそれらの駆動モードのうちのスルー画モードが撮像素子およびタイミングジェネレータに設定されて撮像素子がそのタイミングジェネレータにより駆動されて撮像素子からスルー画用の画像信号（以降スルー画信号という）が出力されインターフェースを通ってカメラ本体まで送られてくる。

このスルー画モードにおいては、撮像素子が例えば１／３０ｓのフレームレートで駆動されスルー画信号が出力されてカメラ本体に送られてくるので、そのスルー画信号に基づいてスルー画の表示が行われるとあたかも撮影光学系が捉え続けている被写体を表わす画像がそのまま表示画面上に表示されるようになる。

このような撮像素子と半押しと全押しの操作態様を持つレリーズ釦が用いられているカメラシステムにより撮影が行なわれようとして上記スルー画モード中にレリーズ釦の半押し操作が行なわれたとすると、まず半押し時に撮像素子およびＴＧの設定がスルー画モードからＡＥモードに切り替えられて後段の測光部で短時間のうちに測光が行われ、さらにＡＦモードに切り替えられて後段の測距部で短時間のうちに測距が行われた後、全画素読出モードが設定されて撮像素子の全画素で形成される画像信号が出力されることとなる。上記のような高速フレームレートでの画像信号の出力が行なえるような撮像素子であると、半押し時にＡＥやＡＦが素早く行われて全押し時に撮影したい画像が正しく撮影されるようになる。

しかし、このような撮像素子では、撮像素子やＴＧをＡＥモードやＡＦモードで駆動して高速フレームレートでの画像信号出力を実現するにあたってＲＧＢの３原色をすべて出力させずにＧ信号のみを出力させて高速フレームレートを達成するようなことを行っているため、ＡＥモードやＡＦモードが設定されているときにはカメラ本体でスルー画の処理などが行えなくなる。

このような場合にカメラ本体は、静止画撮影処理が行なわれていることをユーザに知らせることを含めて撮像素子がＡＥモードやＡＦモードで駆動されている間、それらのモードが行なわれる直前の画像信号をフリーズして表示画面上に画像を表示したままにする処理等を行なうこととなる。

しかし、このときにインタフェースを経由してカメラヘッドからカメラ本体に送られてくる画像信号の中にある垂直同期信号（Ｖ信号）を用いてフリーズする処理タイミングを抽出しようとすると、フリーズする処理タイミングがずれてしまって表示画面上に違和感のある画像（真っ暗になる等の）が表示されてしまうことがある。

上記の例は一例であって、撮像素子の駆動モードがいろいろとある場合には、それらの駆動モードに応じたタイミングでの処理がカメラ本体側で行なえるようになっていないと、カメラ本体とカメラヘッドとの間の処理タイミングがずれてしまって思わぬ不具合が発生することがある。
特開２０００−１０６６４０号公報 特開２０００−１７５０８９号公報 特開２０００−５０１３０号公報

本発明は、上記事情に鑑み、カメラヘッド側にある撮像素子の駆動モードが切り替えられたとしてもカメラヘッドとカメラ本体との間の同期がうまくとれるカメラシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のカメラシステムは、撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッドと、そのカメラヘッドとの間で信号の入出力を行なうインターフェースを介してそのカメラヘッドから複数の画像フレームの画像信号を受け取るカメラ本体とを備えたカメラシステムにおいて、
上記カメラヘッドと上記カメラ本体が、上記インターフェースとは別に、そのカメラヘッドとそのカメラ本体との間での同期信号伝達用の専用線を備え、
上記カメラヘッドが、駆動モード切替直前の画像フレームの画像信号がそのカメラヘッドから上記カメラ本体に送信されている間に、上記専用線を使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号を送信するものであることを特徴とする。

上記本発明のカメラシステムによれば、上記インターフェースを使って駆動モード直前の画像フレームの画像信号がカメラヘッドからカメラ本体に送信されている間に、上記専用線を使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号が送信される。

そうすると、次のフレームから駆動モードが切り替わることが事前にカメラ本体に通知されることになるため、カメラ本体側は、駆動モードが切り替わる直前のフレームでモードの切り替わりを把握した後、次のフレームからその切替予定の駆動モードに応じた処理例えばフリーズ処理などを行なうことができるようになる。

すなわち、カメラヘッド側にある撮像素子の駆動モードが切り替えられたとしてもカメラヘッドとカメラ本体との間の同期がうまくとれるカメラシステムが実現される。

ここで、上記専用線を使って送信する同期信号を遅延させることにより上記インターフェースを介して送信される画像信号の遅延を補償する遅延部を備え、
上記カメラヘッドが、駆動モード切替直前の画像フレームの画像信号の、上記インターフェースを介しての送信開始と同時に、上記専用線を使って上記同期信号を送信するものであることが好ましい。

そうすると、上記インターフェースを通って上記カメラ本体側へ送信される画像信号の遅延が上記遅延部により補償され、画像信号がカメラ本体に供給される前に上記専用線を使って同期信号が供給されてしまうようなことが防止される。つまり画像フレームがカメラ本体で受信されている最中に、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを知らせる同期信号がカメラ本体に確実に供給されるようになる。

上記遅延部は、上記カメラヘッドに備えられていても、上記カメラ本体に備えられていてもどちらでも良い。

また、上記カメラヘッドが、そのカメラヘッド制御用のプログラムを実行する第１のＣＰＵを備えるとともに、上記カメラ本体がそのカメラ本体制御用のプログラムを実行する第２のＣＰＵを備え、上記専用線は、これら第１のＣＰＵと第２のＣＰＵの同期をとる同期信号を伝達するものであることが好ましい。

そうすると、カメラヘッド側の第１のＣＰＵからカメラヘッド側の第２のＣＰＵへ専用線を使って同期信号を供給することができる。例えば第２のＣＰＵの割込端子に、上記第１のＣＰＵから上記専用線を通して同期信号を供給するような構成にすれば、上記第２のＣＰＵの割込処理を用いて上記駆動モードの変更に対応した処理をカメラ本体側で的確に行なうことができるようになる。

以上、説明したように、カメラヘッド側にある撮像素子の駆動モードが切り替えられたとしてもカメラヘッドとカメラ本体との間の同期がうまくとれるカメラシステムが実現される。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態であるカメラシステムを示す図である。

図１を参照してまず本実施形態のカメラシステムの外観を説明する。

図１に示すように本実施形態のカメラシステム１は、撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッド１ａと、そのカメラヘッド１ａとの間で信号の入出力を行なうインターフェースを介してそのカメラヘッド１ａから複数の画像フレームの画像信号を受け取るカメラ本体１ｂとを備えている。図１には、撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッド１ａと、そのカメラヘッド１ａが着脱自在に装着されカメラヘッド１ａから複数の画像フレームの画像信号を受け取って信号処理を行なうことができるカメラ本体１ｂとが別々に示されている。

カメラ本体１ｂの中央には、多数のマウント接点を持つヘッドマウント１０ｂが配備されており、またカメラヘッド１ａ側にも同様のマウント部が構成されているので、双方のマウント接点の位置がそれぞれあうように図中の一点鎖線に沿ってカメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着されると、多数のマウント接点同士が各々接続されてカメラヘッド１ａとカメラ本体１ｂとが電気的に接続される。

この多数のマウント接点の中のそれぞれが通信用、電力供給用にそれぞれ割り当てられていてカメラ本体１ｂ側からカメラヘッド１ａ側への通信が行なわれたり、またカメラヘッド１ａ側からカメラ本体１ｂ側への通信が行なわれたり、さらにカメラ本体１ｂ側からカメラヘッド１ａ側への電力の供給が行なわれたりする。これらのマウント接点の中には、双方が備えるインターフェースに対応するマウント接点やレリーズ信号をカメラ本体からカメラヘッドへ供給するための２本の専用線に対応するマウント接点やカメラヘッドからカメラ本体へ同期信号を供給する専用線に対応するマウント接点等がある。

このヘッドマウント１０ｂの上方にはＡＷＢセンサ１１ｂが配備され、そのＡＷＢセンサ１１ｂにより撮影時の光源種が検出される。この光源種とは、例えば太陽光であるか蛍光灯であるかといったようなものであり、この光源種がＡＷＢセンサ１１ｂにより検出され後述するデジタル信号処理部に適正な色温度（例えば太陽光の場合には６０００Ｋ、蛍光灯の場合には４５００Ｋ）が設定されて最適なホワイトバランスの調整が行なわれる。そのＡＷＢセンサ１１ｂの横には、閃光発光窓１２ｂが配備されており、その閃光発光窓１２ｂを通して閃光を発光する閃光発光装置がカメラ本体１ｂ内に配備されている。さらにカメラ本体１ｂのボディ上面にはレリーズ釦１３ｂとモードダイヤル１４ｂが配備されている。このモードダイヤル１４ｂによって撮影モードと再生モードとが選択され、その撮影モードにあっては、さらに静止画撮影モードであるとか、動画撮影モードであるとかが選択される。なお、図１には複数のカメラヘッドのうちの一つが例として、また複数の本体のうちの一つが例としてそれぞれ示されている。なおモードダイヤル１４ｂには一体的に電源スイッチも配備されており、そのモードダイヤル１４ｂの操作により電源が投入されるようになっている。

ここで図２を参照してカメラヘッド１ａとカメラ本体１ｂの内部の構成を説明する。

図２はカメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着された状態にあるときの電気系統の構成を示すブロック図である。

図２の上方側にはカメラヘッド１ａの構成が、また図２の下方側にはカメラ本体１ｂの構成がそれぞれ示されている。

カメラヘッド１ａとカメラ本体１ｂとの双方の内部構成を説明する前に、このカメラシステム１を動作させるための電力供給源であるバッテリ廻りの構成を説明しておく。

本実施形態のカメラシステム１は、カメラ本体が備えるバッテリＢｔからの電力の供給を受けてカメラ本体１ｂ並びにカメラヘッド１ａが動作するものである。この実施形態においてはカメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着されたことを受けてカメラ本体１ｂからカメラヘッド１ａへ電力を自動的に供給するようにすることができるようにするため、カメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着されたときにカメラヘッド１ａからマウント接点を介してグランド信号がカメラ本体１ｂ側の電源制御部１４０ｂに供給されるような構成になっている。このようにカメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着されたときにグランド信号が電源制御部１４０ｂに供給されるようになっていると、グランド信号が供給されたことによってカメラヘッド１ａの装着がカメラ本体１ｂ側の電源制御部１４０ｂにより検出されるようになる。

さらに、この例においては、カメラ本体１ｂの動作を統括的に制御する本体ＣＰＵ１００ｂに対してカメラヘッド１ａが装着されたことを通知することができるようにするため、上記電源制御部１４０ｂがラッチ部１６０ｂの内容を書き換えることによりそのラッチ部１６０ｂに接続されている本体ＣＰＵ１００ｂ側のＩ／Ｏ部１６１ｂの内容を書き換えて本体ＣＰＵ１００ｂにカメラヘッド１ａが装着されたことを通知するような構成としている。

このような構成にしておくと、本体ＣＰＵ１００ｂは、Ｉ／Ｏ部１６１ｂの内容が書き換えられたことによりカメラヘッド１ａがカメラ本体に装着されたことを確実に検知した後、３線シリアルドライバ１５１ｂを制御して３線シリアルインターフェースを用いてヘッドＣＰＵ１９ａに電源投入時のモードが例えば撮影モードであることを通知するようなことが行なえる。この通知を受けてヘッドＣＰＵ１９ａは、絞り／フォーカス／ズーム制御部１７ａを制御して撮像素子（ここではＣＣＤ固体撮像素子が用いられているので以降ＣＣＤという）１２ａにスルー画駆動モードを設定させ、さらにタイミングジェネレータ（以降ＴＧという）１８ａにスルー画駆動モードを設定した後、ＴＧ１８ａにＣＣＤ１２ａに向けて駆動信号を供給させるようにしてＣＣＤ１２ａに所定のフレームレートでスルー画を表わす画像信号の生成を開始させることができる。

このようなカメラ本体１ｂ側のバッテリＢｔからカメラ本体１ｂおよびカメラヘッド１ａに電力が供給されて動作するカメラシステムの構成および動作を以降、説明する。

まずカメラヘッド１ａからその構成および動作を説明する。

図２に示すようにこのカメラシステム１を構成するカメラヘッド１ａには、撮影光学系１１ａとＣＣＤ１２ａとが備えられている。その撮影光学系１１ａ内には撮影レンズや絞りなどが配備され、その絞りを所定の開口にしておいてその撮影レンズにより被写体をＣＣＤ１２ａに結像させている。

本発明にいう第１のＣＰＵであるヘッドＣＰＵ１９ａは、前述のごとく、カメラ本体１ｂに装着された後、カメラ本体１ｂ側からの通知を受けて絞り／フォーカス／ズーム制御部１７ａに指示してＣＣＤ１２ａの駆動モードをまずスルー画モードに切り替えさせる。さらにＴＧ１８ａにもスルー画モードを設定してＴＧ１８ａに１／３０ｓのフレームレートでＣＣＤ１２ａを駆動させてスルー画信号を出力させるようにしている。こうしてＣＣＤ１２ａに生成させたスルー画信号を１／３０ｓごとのフレームレートでアナログ信号処理部１３ａに出力させ、さらにそのアナログ信号処理部１３ａにノイズ低減の処理などを行なわせた後、後段のＡ／Ｄ部１４ａにアナログのスルー画信号をデジタルのスルー画信号に変換させて高速シリアルドライバ１５０ａに供給させている。この高速シリアルドライバ１５０ａにより駆動される高速シリアルインターフェースによってカメラ１ｂ本体側にデジタル信号になったスルー画信号が送信される。勿論、この高速シリアルインターフェースを駆動する高速シリアルドライバ１５０ｂがカメラ本体１ｂ側にも配備されていて双方のドライバによって高速シリアルインターフェースが駆動される。この高速シリアルインターフェースを通ってカメラ本体１ｂに供給される画像信号の中には、モードダイヤル１４ｂによっていずれかの撮影モードが選択された状態にあるときに撮影光学系内の撮影レンズが捉えた被写体をＬＣＤパネル（図示せず）上に表示するための上記スルー画信号やその撮影モードの中の静止画撮影モードが選択された状態にあるときにレリーズ釦１３ｂの操作により得られる静止画像を表す画像信号（以下静止画信号という）やその撮影モードの中の動画モードが選択された状態にあるときにレリーズ釦１３ｂの操作により得られる動画を表す画像信号（以下動画信号という）の３通りの画像信号がある。これらの画像信号のうちのいずれかがカメラ本体１ｂ側からの要求によって高速シリアルインターフェースを通ってカメラ本体側に送信される。これらの画像信号のうちのスルー画信号（または動画信号）には、カメラヘッドがフレームごとの切替タイミングをカメラ本体に知らせるための垂直同期信号（以下Ｖ信号という）が含まれている。

一方、Ａ／Ｄ部１４ａでデジタル信号に変換された画像信号はＡ／Ｄ部１４ａの後段に設けられた積算回路１６ａにも供給されている。この積算回路１６ａは測光機能（以下ＡＥという）および測距機能（以下ＡＦという）を果たすものであって、この積算回路１６ａのＡＥにより被写界輝度が測定され、またＡＦにより被写体距離が測定される。

このようにして積算回路１６ａで被写体距離や被写界輝度が測定され、その測定結果がデータバス１９２ａを介して絞り／フォーカス／ズーム制御部１７ａに供給され、その絞り／フォーカス／ズーム制御部１７ａによって撮影光学系内の絞りの径が調節されたり、撮影光学系内のフォーカスレンズの位置が調節されたりする。このようにしておくとこのカメラヘッド１ａが備える撮影光学系内のレンズが異なる被写体に向けられる度に積算回路内のＡＦやＡＥが働いてピントや輝度の調整が行なわれてピントの合った被写体を表す画像データがＣＣＤ１２ａで生成されＣＣＤ１２ａから出力されるようになる。

なお、上記ヘッドＣＰＵ１９ａは、システムメモリ１９０ａ内に格納されているプログラムの手順にしたがってＴＧ１８ａや絞り／フォーカス／ズーム制御部１７ａなどの制御を行なうものであって、そのシステムメモリ１９０ａ内には、初期化の処理手順やＡＥ処理やＡＦ処理についての処理手順やシリアルインターフェースでの通信についての処理手順などを示すソフトウエアが格納されている。このソフトウエアの中には、モードダイヤルによって撮影モードが選択され、さらに静止画撮影モードが選択されたときに起動されるスルー画表示の処理に関するソフトウエアや静止画処理に関するソフトウエア、また動画撮影モードが選択されたときに起動される動画処理に関するソフトウエアなどもある。これらの処理手順にしたがって、このカメラヘッドの初期化や、その初期化が行なわれた後の各部の信号処理動作がヘッドＣＰＵ１９ａによって制御されている。この各部の動作の中には、積算回路１６ａの動作やＴＧ１８ａの動作や不揮発性メモリ１９１ａのリードライト動作や３線シリアルドライバ１５１ａの動作や高速シリアルドライバ１５０ａの動作などもある。

また、不揮発性メモリ１９１ａには、カメラヘッド１ａ用のコンフィギュレーション情報および信号処理ソフトウエアも記憶されている。カメラ本体１ｂからコンフィギュレーション情報の送信の要求を表すコマンドが３線シリアルインターフェースを経由して送信されてきたら、その不揮発性メモリ１９１ａ内のコンフィギュレーション情報および信号処理ソフトウエアが３線シリアルインターフェースを経由してカメラ本体１ｂに送信される。

また上記３線シリアルインターフェースは、撮影時にカメラ本体１ｂとカメラヘッド１ａとの間のコマンドのやり取りを行うものでもあって、例えばカメラ本体１ｂから画像信号（スルー画信号、静止画信号、動画信号のうちのいずれか）の送信の要求に対応するコマンドがその３線シリアルインターフェースを経由して送信されてきたら、その３線シリアルインターフェースよりも高速の高速シリアルインターフェースによってデジタル信号になった画像信号（スルー画信号、静止画信号、動画信号のうちのいずれか）がカメラ本体１ｂへ送信される。

このようなカメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着されてカメラシステム１が構成されそのカメラシステム１で撮影が行なわれる。

ここから、カメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着された状態にあるときのカメラ本体１ｂの動作を説明する。

カメラ本体１ｂの動作はシステムメモリ１０１ｂ内のプログラムの手順にしたがって本発明にいう第２のＣＰＵにあたる本体ＣＰＵ１００ｂによって統括的に制御されている。この本体ＣＰＵ１００ｂにより制御されているカメラ本体１ｂに上記カメラヘッド１ａが装着され電源が投入されたら、本体ＣＰＵ１００ｂが制御可能な状態に遷移するとともにヘッドＣＰＵ１９ａも制御可能な状態に遷移することによってこのカメラシステム１全体の動作が制御されるようになる。

この実施形態のカメラシステム１では、前述したようにカメラ本体側のバッテリＢｔからカメラヘッド１ａに電力が供給されカメラヘッド１ａとカメラ本体１ｂとも撮影モードに関する処理が立ち上げられた後、先ずカメラ本体１ｂ側からスルー画信号の送信の要求を表すコマンドが３線シリアルドライバ１５１ｂにより駆動される３線シリアルインターフェースを通してカメラヘッド１ａに送信される。そのスルー画の送信の要求を受けて、カメラヘッド側のヘッドＣＰＵ１９ａは、絞り／フォーカス／ズーム制御部１７ａに指示してＣＣＤ１２ａおよびタイミングジェネレータ１８ａの駆動モードをスルー画モードへと切り替させる。そのスルー画駆動モードへの切替が行われた後、ＴＧ１８ａからのタイミング信号に基づいて出力されるスルー画信号がカメラ本体１ｂ側とカメラヘッド１ａ側との双方が備える高速シリアルドライバ１５０ａ，１５０ｂによって駆動される高速シリアルインターフェースを通してカメラ本体１ｂへ次々と送信される。

この高速シリアルインターフェースを通ってカメラ本体１ｂに次々と送信されてくるスルー画信号が、デジタル信号処理部１０３ｂに供給され、このデジタル信号処理部１０３ｂによってカメラヘッドのコンフィギュレーション情報に応じた信号処理が次々と施された後、フレームメモリ１０４ｂに順次記憶されていく。このフレームメモリ１０４ｂに所定のフレームレートで記憶されていくＹＣ信号がＬＣＤ制御部１０５ｂに次々と供給され、そのＬＣＤ制御部１０５ｂによってＬＣＤ１０５０ｂのパネル上にフレームレートごとのスルー画像が切り替えられて表示される。このときには、スルー画信号の中のＶ信号が分離抽出されてバスを経由して本体ＣＰＵ１００ｂにそのＶ信号のタイミングを示す信号が供給され本体ＣＰＵ１００ｂによって画像信号の処理を行なうために必要なタイミングが検出されているので、本体ＣＰＵ１００ｂはフレームメモリ１０４ｂの読出制御やＯＳＤ１０５１ｂの制御などの処理を的確なタイミングで行えるようになっている。

ここで、ＬＣＤ１０５０ｂの表示画面上のスルー画を見ながらユーザによってレリーズ釦１３ｂが押されたときには、本体ＣＰＵ１００ｂにレリーズ信号が供給されるとともに、ヘッドＣＰＵ１９ａにも専用線１Ａ，１Ｂを介してレリーズ信号が供給される。このカメラシステムを構成するカメラ本体１ｂが備えるレリーズ釦１３ｂは、半押し、全押しの２つの操作態様を持つものであるので、半押しに応じたレリーズ信号ＳＰ１と全押しに応じたレリーズ信号ＳＰ２の２種類のレリーズ信号がカメラヘッド側に２本の専用線１Ａ，１Ｂそれぞれを介して供給される。それらの信号の供給を受けたカメラヘッド１ａ側のヘッドＣＰＵ１９ａは、半押しに応じたレリーズ信号ＳＰ１のタイミングで、ＣＣＤ１２ａおよびＴＧの駆動モードをＡＥモードさらにＡＦモードと順次切り替えていき、ＴＧ１８ａからＣＣＤ１２ａにそれらのモードに応じたタイミング信号を供給させることにより積算回路１６ａに向けて高速フレームレートでの画像信号の出力を行わせている。このようにすると、高速のフレームレートで数多くのフレーム画像の画像信号を積算回路に供給させることができるようになるので積算回路に短時間のうちに測光や測距を完了させることができるようになる。また、全押しに応じたレリーズ信号ＳＰ２のタイミングでＣＣＤ１２ａに露光を開始させた後、さらにＣＣＤ１２ａおよびＴＧ１８ａを全画素読出モードに切り替えておいて、所定の秒時が経過した後、ＴＧ１８ａに露光終了信号および全画素読出用の駆動信号を供給させるようにもしている。

しかし、上記半押し時にＣＣＤ１２ａをスルー画モードからＡＥモード、ＡＦモード、さらにスルー画モードに切り替えるようことを行なうと、ＡＥモードやＡＦモードのときにカメラヘッド１ａからカメラ本体１ｂ側にカラー画像用のスルー画信号を供給することができなくなる期間が発生してしまう。そこで、本実施形態では、レリーズ信号が供給されてきてＣＣＤ１２ａをＡＥモードに切り替える前に、第１の割込信号ｉｎｔ１を、専用線１Ｃを介してカメラ本体１ｂ側の第２のＣＰＵ１００ｂへ供給し、またＡＦモードに切り替える前に第２の割込信号ｉｎｔ２を供給し、さらにＡＦモードからスルー画モードに切り替える前に第３の割込み信号ｉｎｔ３を、専用線１Ｃを介して供給するようにして、ヘッドＣＰＵ１ａがＣＣＤ１２ａおよびＴＧ１８ａの駆動モードを切り替えるタイミングを本体ＣＰＵ１００ｂに通知するようにして、カメラ本体１ｂ側に駆動モードに応じた処理を所定のタイミングで行わせるようにしている。

このようにしておくと、ＡＥモード、ＡＦモードに切り替わるタイミングが事前にカメラヘッド１ａからカメラ本体１ｂに通知されるようになるため、ＡＥモード・ＡＦモード時のカメラ本体側のフリーズ処理のタイミングがずれてしまうようなことが防止される。

なお、図２には、ＡＥモード時の測光により被写界輝度が暗いと判定されたときに閃光を発する閃光部１２１ｂとその閃光を発する閃光制御部１２０ｂも図示されており、他にＡＷＢセンサ１１ｂや、計時用のタイマ１１０ｂやカレンダ時計部１１１ｂなども図示されている。

図３は、第１のＣＰＵにあたるヘッドＣＰＵ１９ａと第２のＣＰＵにあたる本体ＣＰＵ１００ｂとの双方が行なう静止画撮影の撮影処理手順を示すフローチャートである。

まず、図３の左側に示されているヘッドＣＰＵ１９ａ側の処理手順を説明する。

カメラ本体１ｂ側の撮影モードダイヤル１４ｂにより撮影モードが選択されて電源が投入されるとこのフローの処理が開始される。

ステップＳ３０１で、まずＴＧ１８ａおよびＣＣＤ１２ａにスルー画モードを設定してＣＣＤ１２ａからスルー画信号を出力させる。次のステップＳ３０２でスルー画信号を出力させている状態にあるときにカメラ本体１ｂ側のレリーズ釦１３ｂの半押し操作があったかどうかを判定する。このステップＳ３０１からステップＳ３０２でレリーズ釦１３ｂの半押し操作があったかどうかを繰り返し判定して、かメラ本体１ｂ側から半押し操作を通知する信号ＳＰ１が専用線１Ａを介してヘッドＣＰＵ１９ａに供給されてきたら、ステップＳ３０２でレリーズ釦１３ｂが半押しされたと判定してＹ側に進み、ステップＳ３０３でＣＣＤ１２ａの駆動モードを次のフレームでＡＥモードへ切り替えることをカメラ本体１ｂ側へ通知するための割込み信号（ｉｎｔ１）を発生する。

また、このステップＳ３０３でＣＣＤ１２ａおよびＴＧ１８ａの駆動モードをＡＥモードに切り替えてステップＳ３０４で積算回路１６ａに測光を開始させる。このＣＣＤ１２ａをＡＥモードに切り替えると、ＣＣＤ１２ａから積算回路１６ａにＧ信号のみの画像信号が高速フレームレートで供給されるようになって積算回路１６ａで高速演算が行えるようになる。

さらに次のステップＳ３０５へ進んで積算回路１６ａにＡＥ演算を行わせ次のステップＳ３０６でＡＥ演算が収束するまでステップＳ３０５の処理を積算回路１６ａに繰り返し行なわせる。

ステップ３０６で積算回路１６ａのＡＥ演算が収束したと判定したらＹ側に進んでステップＳ３０７でＣＣＤ駆動モードを今度はＡＦモードに切り替えることをカメラ本体１ｂに通知するための割込み信号（ｉｎｔ２）を発生する。このときにＣＣＤ１２ａおよびＴＧの駆動モードをＡＦモードに切り替えてＡＦモードでの駆動を開始させ、ステップＳ３０８で積算回路１６ａに今度は測距を開始させる。さらに次のステップＳ３０９へ進みステップＳ３０９で積算回路１６ａにＡＦ演算を行わせる処理を次のステップＳ３１０でＡＦ演算が収束するまで繰り返し行わせる。ステップＳ３１０でＡＦ演算が収束したと判定したら、Ｙ側に進み、次のステップＳ３１１で、ＣＣＤ１２ａの駆動モードをスルー画モードに切り替えることを通知するための割込信号（ｉｎｔ３）を発生するとともにＣＣＤ１２ａおよびＴＧの駆動モードをスルー画モードに切り替えて処理を終了する。

以上が、カメラヘッド側のヘッドＣＰＵ１９ａの処理である。

次にカメラ本体側の本体ＣＰＵ１００ｂの処理を説明する。

このヘッドＣＰＵ１９ａの処理を受けて本体側ＣＰＵ１００ｂはスルー画の表示処理およびフリーズ処理を行なう。

ステップＳ３１３では、カメラヘッドからの画像信号を受けてスルー画の表示処理を行なっている。このスルー画の表示処理を行なっている最中にレリーズ釦１３ｂの押下があったかどうかを次のステップＳ３１４で判定する。このステップＳ３１４の処理を繰り返し行なってレリーズ釦１３ｂが押されたと判定したらＹ側に進み、今度はステップＳ３１５でカメラヘッド側から専用線１Ｃを介して割込信号ｉｎｔ１が供給されてきたかどうかを判定する。このステップＳ３１５で割込信号ｉｎｔ１がまだ供給されてきていないと判定したら、Ｎ側に進みステップＳ３１５の処理を繰り返して割込信号ｉｎｔ１の供給を待ち受ける。ここで割込信号ｉｎｔ１が供給されてきたら、次のフレームからＡＥモードになることを検知し、ステップＳ３１６でＡＥ用表示処理であるフリーズ処理を開始する。次のステップＳ３１７へ進んで今度はカメラヘッド１ａから割込信号（ｉｎｔ２）が供給されてきたかどうかを判定する。この割込信号ｉｎｔ２は、ＡＥの終了通知信号になるとともにＡＦの開始を通知する信号にもなることを予め本体ＣＰＵが知っているとして、ステップＳ３１７で割込信号（ｉｎｔ２）が供給されてきたことを検知したと判定したときには、ＡＦ用表示処理すなわちフリーズ処理を続行する。さらに、次のステップＳ３１９で割込信号ｉｎｔ３が供給されてきたかどうかを判定する。

この割込信号ｉｎｔ３は、ＡＦの終了通知信号になるとともに次の画像フレームの画像信号からスルー画信号になるということを通知する信号にもなるので、ステップＡ３１９で割込信号（ｉｎｔ３）が供給されてきたことを検知したと判定したら、ステップＳ３２０で今度は次のフレーム画像のタイミングでスルー画の表示処理を再開する。

図３のフローで説明したように、割込み信号ｉｎｔ１〜ｉｎｔ３が専用線１Ｃを使ってカメラ本体１ｂの本体ＣＰＵ１００ｂに供給されてカメラヘッド１ａの処理タイミングとカメラ本体の処理タイミングとの間の同期をとることが行われていることをもう少し分かりやすく説明するため、図４のタイミングチャートを参照して説明する。

図４は、ヘッドＣＰＵ１９ａの処理タイミングと、本体ＣＰＵ１００ｂの処理タイミングとを示すタイミングチャートである。横軸は、時間であり、縦軸には、ヘッドＣＰＵ１９ａから本体ＣＰＵ１００ｂに供給される信号の信号名（垂直同期信号Ｖ、あるいは半押し信号ＳＰ１、あるいは割込信号ｉｎｔ１，ｉｎｔ２，ｉｎｔ３）か、あるいはそれらの信号がカメラヘッドからカメラ本体へ画像信号が供給されたときにカメラヘッドがどのような動作状態にあるか、またカメラ本体がどのような動作状態にあるかがそれぞれ項目として示されている。

なお、説明を分かりやすくするため、図４（ａ）に示されている各画像フレームの周期を示すＶ信号ごとにフレーム番号（１、２、３、４、５）を付しておき、半押し操作信号ＳＰ１がカメラ本体１ｂからカメラヘッド１ａに供給されたときに、カメラヘッド１ａからカメラ本体１ｂにどのような信号が供給されて、静止画撮影処理に関してカメラヘッドとカメラ本体との間の同期がとられるかを説明する。

図４（ａ）に示す垂直同期信号Ｖの間隔がＣＣＤ１２ａから出力させているスルー画信号のフレームレートを示すものであり、この図４（ａ）に示すようなタイミングでカメラヘッドから複数のフレーム画像（１〜５）の画像信号が次々と出力されている。この状態が図３のステップＳ３０１の状態を示し、図４（ａ）に示すようにカメラヘッド１ａが複数のフレーム画像のスルー画信号を次々と出力させている状態にあるときに図４（ｂ）に示すようにカメラ本体１ｂ側で半押し操作ＳＰ１（フレーム番号１の画像信号を出力している最中のタイミングで）が行なわれたとしたら、カメラヘッド１ａ側のヘッドＣＰＵ１９ａは専用線１Ａ（図２参照）を介してその半押し信号ＳＰ１を割込信号として受け取る。

この半押し操作信号ＳＰ１がカメラヘッドに供給されたときには、図４（ｃ）に示すようにカメラ本体１ｂ側はスルー画信号に基づくスルー画の表示を行っているため、その半押し操作信号ＳＰ１を受けてヘッドＣＰＵは、ＣＣＤ１２ａやＴＧ１８ａの駆動モードを切り替えたときに本体ＣＰＵ１００ｂに対して撮像素子やＴＧの駆動モードの切替タイミングを事前に通知しておく必要があるので、ヘッドＣＰＵ１９ａは、ステップＳ３０３の処理にあるように図４（ｄ）に示すような割込信号ｉｎｔ１を発生してカメラ本体へ専用線１Ｃを介して供給している。

この例においては、駆動モード切替直前（図４ではＡＥモードになる前）の画像フレームの画像信号がカメラヘッド１ａからカメラ本体１ｂに送信されている間に、ヘッド側ＣＰＵ１００ｂが専用線１Ｃを使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号が割込信号ｉｎｔ１の形でカメラ本体へ送信される。

こうしておくと、カメラヘッド側の撮像素子の駆動モードを切り替える直前の画像フレームの画像信号をフリーズする処理を的確なタイミングで行うことができるようになる。また、このときヘッドＣＰＵ１９ａでは、割込信号ｉｎｔ１を供給した画像フレームの次のフレームで駆動モードの切替が行なえるように駆動モードの切替を行なうための準備も行われている。

そして次のフレーム画像になってＣＣＤ１２ａとＴＧ１８ａの駆動モードがＡＥモードに切り替えられたら、今度はＡＥ処理終了のタイミングで割込信号ｉｎｔ２をカメラ本体１ｂへ供給するようにしている。

また、本体ＣＰＵ１００ｂがＡＥ終了後すぐにＡＦモードになることを予め知っているとして、今度はＡＥモードからＡＦモードへの切替直前の画像フレームの画像信号がカメラヘッド１ａからカメラ本体１ｂに送信されている間に、ヘッド側ＣＰＵ１００ｂは専用線１Ｃを使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号を割込信号ｉｎｔ２の形でカメラ本体へ送信するようにしている。

同様に本体ＣＰＵ１００ｂが、ＡＦ終了後、ＣＣＤやＴＧの駆動モードがスルー画モードに戻ることもあることを予め知っているとして、今度は、ＡＦモードからスルー画モードへの切替直前の画像フレームの画像信号がカメラヘッドからカメラ本体に送信されている間に、ヘッド側ＣＰＵ１００ｂは専用線１Ｃを使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号を割込信号ｉｎｔ３の形でカメラ本体へ送信するようにしている。

このようにしておくと、ＡＥ処理とＡＦ処理の開始タイミングと終了タイミングが本体ＣＰＵで正しく検知されるようになって、フリーズ処理などの処理を的確なタイミングで行うことができるようになる。

このようにして駆動モード切替直前の画像フレームの画像信号がカメラヘッド１ａからカメラ本体１ｂに送信されている間に、ヘッド側ＣＰＵ１９ａが専用線１Ｃを使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号を割込信号ｉｎｔ１〜ｉｎｔ３の形で送信するようにすることで、カメラヘッド側にある撮像素子の駆動モードが切り替えられたとしてもカメラヘッドとカメラ本体との間の同期がうまくとれるカメラシステムが実現される。

図５は、第２実施形態を示す図である。

第１実施形態のように専用線１Ｃを設けると部品点数が増えてしまうので、専用線１Ｃを設けることなく、３線シリアルドライバ１５１ａ，１５１ｂにより駆動される３線インターフェースを通してカメラヘッド１ａ側のヘッドＣＰＵ１９ａからカメラ本体１ｂの本体ＣＰＵ１００ｂへ同期信号を送信するような構成にすることもできる。

このときには、高速インターフェースを通して画像フレームに対応する画像信号が供給されている間に、ヘッドＣＰＵ１９ａの指示に基づいて３線シリアルインターフェースを通して同期信号がカメラ本体１ｂの本体ＣＰＵ１００ｂに供給される構成になる。

このようにすると、専用線を設ける必要がなくなり、部品点数が低減され低コスト化を図ることができる。

また、図１〜図３に示す第１の実施形態では、割込み信号ｉｎｔ１〜ｉｎｔ３を、専用線１Ｃを使ってカメラ本体の本体ＣＰＵ１００ｂに直接供給しているため、もしも画像信号の送信開始と同時に割込信号を供給するような構成にしてしまうと、インターフェースで画像信号の伝送遅延が生じた場合、同期信号が供給された後、カメラ本体にフレーム画像の画像信号が送信されてくる可能性もある。そうすると、フレーム画像と同期信号とのタイミングがずれて同期処理が行い難くなる。

そこで、同期信号がフレーム画像の供給中に送られるように遅延補償部になる遅延部を設けておくと、相応の効果が得られる。

図６、図７は、インターフェース側での画像信号の伝送遅延が発生したときにその遅延を補償する遅延部をカメラヘッド、またカメラ本体に設けた例をそれぞれ示す図である。

図６には、ヘッドＣＰＵが、割込信号ｉｎｔ１〜ｉｎｔ３を、専用線１Ｃを使ってカメラ本体１ｂに供給するにあたって、インターフェースを介して送信される画像信号の遅延を補償する遅延部１９００ａで遅延させた後、割込信号をカメラ本体１ｂへ供給するようにした場合の構成が示されており、図７にはその遅延部１０００ｂをカメラ本体側に設けた場合の構成が示されている。

図６、図７に示すように遅延部１９００ａ，１０００ｂを付加して、インターフェースを介して送信される画像信号の遅延を補償するようにすると、送信されている画像信号の画像フレーム内のいずれかのタイミングで必ず同期信号がカメラ本体に供給されるようになるので、同期信号が画像フレームの画像信号よりも先に供給されてしまうようなことが防止される。

例えばヘッドＣＰＵ１９ａが、高速シリアルドライバ１５０ａを制御して高速シリアルインターフェースを用いて画像信号をまさに送信しようとするタイミングでＣＰＵ１９ａ内のタイマーを作動させ、所定の遅延時間（カメラ本体側で受信処理するタイミングにあわせる）後に割込信号ｉｎｔ１〜ｉｎｔ３を供給するようなことを行なえば良い。

また、カメラ本体側に遅延回路１０００ｂを設けた場合には、予め遅延量を遅延回路１００ｂに設定しておいて、画像信号の送信と同時に送信されてきている割込信号ｉｎｔ１〜ｉｎｔ３のＣＰＵ１００ｂへの供給をその遅延回路１０００ｂで遅らせるような構成にしておけば良い。

このようにしておくと、駆動モード切替直前の画像フレームでカメラヘッドからの同期信号が必ず送られてくるようになるので、本体ＣＰＵ１００ｂは、その同期信号を受けて次の画像フレームの画像信号の信号処理を、駆動モードの切替タイミングに応じたタイミングで信号処理部に行わせることができるようになる。

以上説明したように、カメラヘッド側にある撮像素子の駆動モードが切り替えられたとしてもカメラヘッドとカメラ本体との間の同期がうまくとれるカメラシステムが実現される。

なお、上記実施例においては、カメラ本体側の表示に関する処理についての例を掲げて説明したが、閃光発光の発光タイミングを制御する処理などに適用することも可能である。

本発明の一実施形態であるカメラシステムを示す図である。 カメラヘッド１ａがカメラ本体１ｂに装着された状態にあるときの電気系統の構成を示すブロック図である。 第１のＣＰＵにあたる本体ＣＰＵと第２のＣＰＵにあたるヘッドＣＰＵとの双方が行なう静止画撮影処理の手順を示すフローチャートである。 ヘッドＣＰＵ１９ａの処理タイミングと、本体ＣＰＵ１００ｂの処理タイミングとを示すタイミングチャートである。 第２実施形態を示す図である。 インターフェースでの画像信号の伝送を行っているときに生じる可能性のある伝送遅延を補償する遅延部をカメラヘッドに設けた例を示す図である。 インターフェースでの画像信号の伝送を行っているときに生じる可能性のある伝送遅延を補償する遅延部をカメラ本体に設けた例を示す図である。

符号の説明

１ カメラシステム
１Ａ １Ｂ １Ｃ 専用線
１ａ カメラヘッド
１００ａ 電源制御部
１０１ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１１ａ 撮影光学系
１２ａ ＣＣＤ
１３ａ アナログ信号処理部
１４ａ Ａ／Ｄ部
１５０ａ 高速シリアルドライバ
１５１ａ ３線シリアルドライバ
１６ａ 積算回路
１７ａ 絞り／フォーカス／ズーム制御部
１８ａ ＴＧ
１９ａ ヘッドＣＰＵ
１９０ａ システムメモリ（ＲＯＭ／ＲＡＭ）
１９１ａ 不揮発性メモリ
１９２ａ データバス
１ｂ カメラ本体
１０ｂ ヘッドマウント
１００ｂ 本体ＣＰＵ
１０１ｂ システムメモリ
１０２ｂ 不揮発性メモリ
１０３ｂ デジタル信号処理部
１０４ｂ フレームメモリ
１０５ｂ ＬＣＤ制御部
１０５０ｂ ＬＣＤ
１０６ｂ カードＩ／Ｆ
１０７ｂ メモリカードスロット
１０８ｂ メモリカード
１５０ｂ 高速シリアルドライバ
１５１ｂ ３線シリアルドライバ

Claims (5)

1. 撮影光学系と撮像素子を備えたカメラヘッドと、該カメラヘッドとの間で信号の入出力を行なうインターフェースを介して該カメラヘッドから複数の画像フレームの画像信号を受け取るカメラ本体とを備えたカメラシステムにおいて、
   前記カメラヘッドと前記カメラ本体が、前記インターフェースとは別に、該カメラヘッドと該カメラ本体との間での同期信号伝達用の専用線を備え、
   前記カメラヘッドが、駆動モード切替直前の画像フレームの画像信号が該カメラヘッドから前記カメラ本体に送信されている間に、前記専用線を使って、次の画像フレームから駆動モードが切り替わることを表わす同期信号を送信するものであることを特徴とするカメラシステム。
2. 前記専用線を使って送信される同期信号を遅延させることにより前記インターフェースを介して送信される画像信号の遅延を補償する遅延部を備え、
   前記カメラヘッドが、駆動モード切替直前の画像フレームの画像信号の、前記インターフェースを介しての送信開始と同時に、前記専用線を使って前記同期信号を送信するものであることを特徴とする請求項１記載のカメラシステム。
3. 前記遅延部が、前記カメラヘッドに備えられていることを特徴とする請求項２記載のカメラシステム。
4. 前記遅延部が、前記カメラ本体に備えられていることを特徴とする請求項２記載のカメラシステム。
5. 前記カメラヘッドが、該カメラヘッド制御用のプログラムを実行する第１のＣＰＵを備えるとともに、前記カメラ本体が該カメラ本体制御用のプログラムを実行する第２のＣＰＵを備え、前記専用線は、これら第１のＣＰＵと第２のＣＰＵの同期をとる同期信号を伝達するものであることを特徴とする請求項１記載のカメラシステム。

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