JP2006324879A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】軽快なＡＦ機能やＡＥ機能を実現することができるカメラシステムを提供することを目的とする。
【解決手段】被写体光が通過し該被写体光に光学的な作用を及ぼす、作用強度の調整機構を備えた撮影光学系、被写体光の像を撮影して画像データを生成する撮像部、画像データを分析し、調整機構を分析結果に基づいた作用強度に調整する調整部、および調整部によって作用強度が調整された撮影光学系を通った被写体光の像を撮影させて画像データを生成させ、その生成された画像データを送信する画像送信部を備えた光学ユニットと、光学ユニットが着脱自在に装着される接続部、画像データを受信する画像受信部、および画像データに所定の画像処理を施す画像処理部を備えたカメラ本体とを備えた。
【選択図】 図５

Description

本発明は、被写体光を結像する撮影光学系が搭載された光学ユニットと、光学ユニットが着脱自在に装着されるカメラ本体とを備えたカメラシステムに関する。

従来、撮影レンズが内蔵された交換式のレンズユニットを、撮像素子が内蔵されたカメラ本体に装着して用いるレンズ交換式カメラが知られている。このレンズ交換式カメラは、撮影レンズによって結像された被写体光が、カメラ本体側に備えられた撮像素子で受光されて撮影画像データが生成されるため、従来、銀塩フィルムに撮影画像を記録するフィルム式の一眼レフカメラで使用されていた交換式の撮影レンズを再利用することができるという利点がある。

しかし、例えば、低解像度で小型な撮像素子が内蔵されたカメラ本体に、高価で光学性能が優れた大型の撮影レンズを装着すると、撮影レンズによって被写体光が精度良く結像されるが、撮像素子ではその被写体光を高精度に読み取ることができず、撮影レンズの性能を活かし切れないという問題がある。この問題を解決するものとして、撮影レンズと撮像素子とが内蔵された撮像素子付きのレンズユニットをカメラ本体に装着するレンズ交換式カメラが開発されている（例えば、特許文献１、および特許文献２参照）。これら特許文献１、および特許文献２に記載されたレンズ交換式カメラによると、撮影レンズの大きさや光学性能に適したＣＣＤを予めレンズユニット内に備えておくことによって、撮影レンズの性能を活かして高画質な撮影画像を取得することができる。

ところで、近年の一眼レフカメラでは、撮影レンズを駆動しながら被写体光を繰り返し読み取り、被写体光のコントラストや輝度を取得することによって、撮影レンズの合焦位置や露出を自動的に算出するオートフォーカス（ＡＦ）機能や自動露出（ＡＥ）機能が一般的に搭載されている。一眼レフカメラにＡＦ機能やＡＥ機能が搭載されることによって、初心者でも手軽に高画質な写真を撮影することができる。
特開平１０−１９１１２２号公報 特開２０００−５０１３８号公報

ここで、特許文献１および特許文献２に記載されたレンズ交換式カメラでＡＦ機能やＡＥ機能を実現する場合、従来の一覧レフカメラと同様に、カメラ本体側からレンズユニットに指示を送信することによって、撮影レンズに取り付けられたアクチュエータ等を制御し、撮影レンズを駆動することが考えられる。しかし、アクチュエータを制御するためには、アクチュエータの種類、電気的なドライブ方法、およびソフトウェア的なドライブ方法などに応じて多岐にわたった指示を行う必要があるうえ、アクチュエータの癖などを踏まえて精度良く制御するためには、アクチュエータの現状を逐一取得しながら調整する必要があり、カメラ本体とレンズユニットとの間でこれらの指示や情報をやり取りすると処理時間が増加してしまい、ＡＦ機能やＡＥ機能が重荷になるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑み、軽快なＡＦ機能やＡＥ機能を実現することができ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、被写体光が通過し被写体光に光学的な作用を及ぼす、作用強度の調整機構を備えた撮影光学系、
撮影光学系を通った被写体光の像を撮影して画像データを生成する撮像部、
撮像部によって得られた画像データを分析し、作用強度を調整機構によって、その画像データの分析結果に基づいた作用強度に調整する調整部、および
調整部によって作用強度が調整された撮影光学系を通った被写体光の像を撮像部に撮影させて画像データを生成させ、その生成された画像データを送信する画像送信部、
を備えた光学ユニットと、
光学ユニットが着脱自在に装着される接続部、および
画像受信部によって受信された画像データに所定の画像処理を施す画像処理部、
を備えたカメラ本体とを備えたことを特徴とする。

本発明のカメラシステムによると、被写体光の像を撮影して画像データを生成し、生成した画像データを分析して、調整機構を分析結果に基づいた作用強度に調整するまでの一連の処理が光学ユニット内で行われる。したがって、光学ユニットとカメラ本体との間で、調整機構の作用強度を調整するための指示や情報を送受信する手間を省くことができ、高精度に、かつ高速に高画質な撮影画像を取得することができる。

また、本発明のカメラシステムにおいて、上記撮影光学系が、被写体光の通過光量に作用する絞りと、その絞りの開度を調整する調整機構とを備えたものであり、
調整部が、画像データを分析して被写体光の明るさを求め、絞りの開度をその明るさに応じた開度に調整するものであることが好ましい。

絞りの開度が被写体光の明るさに応じた開度に調整されることによって、自動的に露出を調整するＡＥ機能が実現される。

また、本発明のカメラシステムにおいて、上記撮影光学系が、被写体光を結像させる結像系と、その結像系の合焦位置を調整する調整機構とを備えたものであり、
調整部が、画像データを分析して像のコントラストを求め、結像系の合焦位置をそのコントラストに応じた合焦位置に調整するものであることも好ましい。

結像系の合焦位置が、被写体光が結像された像のコントラストに応じた合焦位置に調整されることによって、測距センサなどを特別に設けることなく、被写体に自動的に焦点を合わせるＡＦ機能を実現することができる。

また、本発明のカメラシステムは、上記光学ユニットが、調整部における画像データの分析結果、およびその分析結果に基づいた作用強度のうち少なくとも一方を含んだ撮影条件を送信する撮影条件送信部を備えたものであり、
上記カメラ本体が、
撮影条件送信部によって送信された撮影条件を受信する撮影条件受信部と、
撮影条件受信部によって受信された撮影条件に応じた、撮影および／または画像データに関する処理を実行する処理部とを備えたものであることが好適である。

例えば、光学ユニットの調整部で分析された像のコントラストに基づいて被写体までの距離が算出され、カメラ本体側では、その被写体までの距離に応じて閃光の発光量が決定されることによって、カメラシステム全体で消費される電力が軽減され、被写体に合った撮影を行うことができる。

また、本発明の好適な形態のカメラシステムにおいて、上記カメラ本体が、処理部として、画像送信部によって送信された画像データを受信する画像受信部を備えたものであることが好ましい。

例えば、被写体輝度に応じてホワイトバランス補正を行うなど、撮影条件に応じた画像処理を行うことによって、高画質な撮影画像を取得することができる。

また、本発明の好適な形態のカメラシステムにおいて、上記撮影条件送信部が、画像送信部によって送信される画像データが生成される前に撮影条件を送信するものであることが好ましい。

光学ユニットの画像送信部によって送信される画像データが生成される前に、予め撮影条件がカメラ本体に向けて送信されていると、画像データの生成やカメラ本体への転送を妨げないので、処理時間を軽減することができる。

また、本発明の好適な形態のカメラシステムにおいて、カメラ本体が、画像受信部によって受信された画像データに、撮影条件受信部によって受信された撮影条件を添付して記録媒体に記録する画像記録部を備えたものであることも好ましい。

撮影条件が画像データに添付されることによって、画像データを取得したときの撮影条件を後で確認することができ、同じ撮影条件下で、再度撮影を行うことができる。

本発明によると、軽快なＡＦ機能やＡＥ機能を実現することができるカメラシステムを提供することができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用されたカメラシステムの分解図である。

図１に示すカメラシステム１には、撮影レンズやＣＣＤが内蔵された複数種類のカメラヘッド１＿ａ，２＿ａ，…，ｎ＿ａが用意されており、それら複数種類のカメラヘッドのうちいずれかの種類のカメラヘッドが選択されて使用される。以下の説明においては、複数種類のカメラヘッド１＿ａ，２＿ａ，…，ｎ＿ａのうち１番目のカメラヘッド１＿ａが選択されたものとして説明を行う。

カメラシステム１は、カメラヘッド１＿ａと、カメラヘッド１＿ａが着脱自在に装着されるカメラ本体１＿ｂとで構成されている。カメラヘッド１＿ａ，２＿ａ，…，ｎ＿ａは、本発明にいう光学ユニットの一例にそれぞれ相当し、カメラ本体１＿ｂは、本発明にいうカメラ本体の一例に相当する。

カメラ本体１＿ｂの前面側にはマウント１０ｂが設けられており、このマウント１０ｂに、カメラヘッドに設けられたマウントコネクタ１０ａが着脱自在に嵌合する。マウント１０ｂは、本発明にいう接続部の一例に相当する。

また、カメラ本体１＿ｂの上面には、静止画を撮影するためのレリーズボタン２１ｂと、処理モード（後述する）を設定するためのモード設定ダイヤル２２ｂとが設けられている。

図２は、図１に示すカメラ本体１＿ｂの上面図である。

本実施形態では、モード設定ダイヤル２２ｂを使って、処理モードを、撮影画像を表示する再生モード（Ｐｌａｙ）、静止画を撮影する静止画モード（Ｃａｍ）、動画を撮影する動画モード（Ｍｏｖ）、パーソナルコンピュータなどといった外部装置と接続するための接続モード（Ｐｃ）、カメラ本体１＿ｂに内蔵された時計の時刻などを合わせるセットアップモード（Ｓｅｔ ｕｐ）のいずれかに設定することができる。

図３は、図１に示すカメラ本体１＿ｂの背面図である。

カメラ本体１＿ｂの背面には、カメラシステム１の電源を入れるための電源スイッチ２３ｂ、画像やメニュー画面などが表示されるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）２８ｂ、ＬＣＤ２８ｂに表示されたメニュー画面中の項目等を選択するための十字キー２４ｂ、ＬＣＤ２８ｂにメニュー画面を表示するためのメニューボタン２５ｂ、設定内容を決定するための実行ボタン２６ｂ、設定内容を中止するための取消ボタン２７ｂが設けられており、カメラ本体１＿ｂの側面には、パーソナルコンピュータなどといった外部装置と接続するためのＵＳＢコネクタ２９ｂが設けられている。

図４は、図１に示すカメラシステム１の内部構成図である。

まずは、カメラヘッド１＿ａについて説明する。

カメラヘッド１＿ａには、フォーカスレンズやズームレンズなどといった各種レンズや、絞りなどが配備された撮影光学系１１ａ、各種レンズや絞りを駆動するためのモータが備えられ、レンズ位置や絞り量などを制御する光学制御部１７ａ、撮影光学系１１ａを通って結像された被写体光を受光して、被写体光を表わす被写体信号を生成するＣＣＤ１２ａ、被写体信号の増幅やゲイン調整などを行うアナログ信号処理部１３ａ、アナログ信号である被写体信号をデジタルの画像データに変換するＡ／Ｄ部１４ａ、ＣＣＤ１２ａ，アナログ信号処理部１３ａ，Ａ／Ｄ部１４ａに向けてタイミング信号を発するＴＧ（タイミングジェネレータ）１８ａ、被写体の輝度（ＡＥ検出）やコントラスト（ＡＦ検出）を検出する積算部１６ａ、カメラヘッド１＿ａの各種要素を制御するとともに、積算部１６ａでの検出結果に基づいて、レンズ位置や絞り量を算出するヘッドＣＰＵ１９ａ、ヘッドＣＰＵ１９ａでの算出処理時などに一時的なメモリとして使用されるシステムメモリ１９０ａ、ＣＣＤ１２ａの画素数やレンズの開口径などで構成されるレンズパラメータが記録された不揮発性メモリ１９１ａ、カメラヘッド１＿ａの各種要素に供給される電力を制御する電源制御部１００ａ、電力を調整するＤＣ／ＤＣコンバータ１０１ａなどが備えられている。ヘッドＣＰＵ１９ａは、本発明にいう調整部の一例にあたり、ＣＣＤ１２ａと、アナログ信号処理部１３ａと、Ａ／Ｄ部１４ａとを合わせたものは、本発明にいう撮像部の一例に相当する。また、撮影光学系１１ａに含まれる各種レンズは、本発明にいう結像系の一例にあたり、撮影光学系１１ａに含まれる絞りは、本発明にいう絞りの一例にあたり、光学制御部１７ａは、本発明にいう調整機構の一例にあたり、撮影光学系１１ａと光学制御部１７ａとを合わせたものは、本発明にいう撮影光学系の一例に相当する。

また、カメラヘッド１＿ａには、カメラ本体１＿ｂにも同様に設けられたＵＡＲＴ１５１ａと高速シリアルドライバ１５０ａとが備えられている。ＵＡＲＴ１５１ａは、上述したレンズパラメータや、積算部１６ａでの検出結果に基づいて算出されたレンズ位置や絞り量等といった撮影条件をカメラ本体１＿ｂとの間で送受信するためのものであり、高速シリアルドライバ１５０ａは、カメラ本体１＿ｂとの間で被写体光が読み取られた撮影画像データなどを送受信するためのものである。ＵＡＲＴ１５１ａは、本発明にいう撮影条件送信部の一例にあたり、高速シリアルドライバ１５０ａとヘッドＣＰＵ１９ａとを合わせたものは、本発明にいう画像送信部の一例に相当する。

カメラヘッド１＿ａでは、ＣＣＤ１２ａで被写体光が受光されることによって、撮影画角内に現時点で存在する被写体像を捉えた、カメラ本体１＿ｂのＬＣＤ２８ｂに表示されるスルー画像用のスルー画像データ、レリーズボタン１３ｂが押下されたときの静止画像を表わす静止画像データ、および動画を表わす動画像データの３種類の画像データが生成される。スルー画像データは、解像度が低い一時的なデータであり、高速シリアルドライバ１５０ａによってカメラ本体１＿ｂに送られるとともに、積算部１６ａにも送られて、ＡＦ／ＡＥ検出に使用される。

カメラヘッド１＿ａのマウントコネクタ１０ａは、カメラ本体１＿ｂのマウント１０ｂに着脱自在に嵌合する。これらカメラヘッド１＿ａとカメラ本体１＿ｂとの間では、マウントコネクタ１０ａとマウント１０ｂに設けられた電気的接点を介して通信が行われる。

続いて、カメラ本体１＿ｂについて説明する。

カメラ本体１＿ｂの動作は、本体ＣＰＵ１００ｂにより統括的に制御される。カメラ本体１＿ｂには、プログラムが格納されたシステムメモリ１０１ｂ、カメラヘッド１＿ａとの間で各種要求や情報を送受信するためのＵＡＲＴ１５１ｂ、カメラヘッド１＿ａから送信された画像データを受信するための高速シリアルドライバ１５０ｂ、ＵＡＲＴ１５１ｂで受信された各種パラメータなどを記録する不揮発メモリ１０２ｂ、タイマ撮影用のタイマ１１０ｂ、ＬＣＤ２８ｂに表示されるカレンダ時計を制御するためのカレンダ時計部１１１ｂ、ＵＳＢコネクタ２９ｂを介してパーソナルコンピュータなどが接続されるＵＳＢドライバ１３１ｂ、図３に示すモード設定ダイヤル２２ｂ、十字キー２４ｂ、メニューボタン２５ｂ、実行ボタン２６ｂ、および取消ボタン２７ｂなどが含まれ、Ｉ／Ｏ１３３ｂを介して本体ＣＰＵ１００ｂに制御されて動作するスイッチ／ＬＥＤ１３２ｂ、閃光を発する閃光発光部１２１ｂ、閃光発光部１２１ｂでの発光量を制御する閃光発光制御部１２０ｂ、このカメラシステム１の電源を投入する電源ＳＷ２３ｂ、このカメラシステム１に電力を供給するバッテリ１４２ｂ、バッテリ１４２からカメラ本体１＿ｂの各要素に供給される電力を制御する電源制御部１４０ｂ、電力を調整するＤＣ／ＤＣコンバータ１４３ｂ、高速シリアルドライバ１５０ｂで受信された画像データに圧縮処理などといった各種処理を施すデジタル信号処理部１０９ｂ、デジタル信号処理部１０９ｂを制御するデジタル信号処理制御部１０３ｂ、高速シリアルドライバ１５０ｂで受信されたスルー画像データが一旦記録されるフレームメモリ１０４ｂ、ＬＣＤ２８ｂでの表示を制御するＬＣＤ制御部１０５ｂ、各種メニュー画面や、スルー画像データに基づいたスルー画像などが表示されるＬＣＤ２８ｂ、カメラヘッド１＿ａとの間における画面情報の送受信を制御するＵ／Ｉ情報制御部１６０ｂ、本撮影時に生成された画像データがデジタル信号処理部１０９ｂで圧縮され、圧縮画像データがカードＩ／Ｆ１０６ｂを介して記録されるメモリカード１０８ｂが装填されるメモリカードスロット１０７ｂなどが備えられている。高速シリアルドライバ１５０ｂは、本発明にいう画像受信部の一例にあたり、ＵＡＲＴ１５１ｂは、本発明にいう撮影条件受信部の一例に相当する。また、デジタル信号処理部１０９ｂは、本発明にいう処理部、および画像処理部それぞれの一例に相当する。

本実施形態のカメラシステム１は、基本的には以上のように構成されている。

ここで、本実施形態のカメラシステム１においては、撮影光学系１１ａを通ってきた被写体光に基づいて低解像度な画像データを生成し、その画像データに基づいてレンズ位置や絞り量を決定する一連のＡＦ／ＡＥ処理がカメラヘッド１＿ａ内で行われるとともに、それらレンズ位置や絞り量などといった各種撮影条件がカメラ本体１＿ｂに伝えられて、カメラ本体１＿ｂでは、それら撮影条件に応じた処理が実行される。

図５は、カメラシステム１の電源が投入されて、撮影画像が取得されるまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。

まず、カメラ本体１＿ｂのマウント１０ｂでカメラヘッド１＿ａの装着が検出されると、検出結果がＩ／Ｏ１４１ｂを介して本体ＣＰＵ１００ｂに伝えられる（図５のステップＳ１０１）。

また、撮影者がカメラ本体１＿ｂの電源ＳＷ２３ｂをＯＮに切り換えると、電源ＳＷ２３ｂが入ったことが本体ＣＰＵ１００ｂおよびヘッドＣＰＵ１９ａに伝えられる。このとき、本体ＣＰＵ１００ｂからの指示によって、バッテリ１４２ｂに蓄えられた電力がカメラ本体１＿ｂの各種要素に供給されてカメラ本体１＿ｂが起動されるとともに（図５のステップＳ１０２）、ヘッドＣＰＵ１９ａからの指示によって、カメラヘッド１＿ａの各種要素にも電力が供給されてカメラヘッド１＿ａも起動される（図５のステップＳ２０１）。カメラヘッド１＿ａが起動されると、ヘッドＣＰＵ１９ａから本体ＣＰＵ１００ｂに起動完了通知が伝えられる。

続いて、カメラ本体１＿ｂからヘッドＣＰＵ１９ａにスルー画像送信の指示が伝えられる。カメラヘッド１＿ａでは、ヘッドＣＰＵ１９ａからの指示に従って光学制御部１７ａ内の各種モータ等が駆動されて、撮影光学系１１ａに含まれる撮影レンズや絞りなどが、予め決められているスルー画像取得用のレンズ位置や絞り量に調整される（図５のステップＳ２０２）。レンズ位置や絞り量が調整されると、ＣＣＤ１２ａにおいて、ＴＧ１８ａから発せられるクロックに同期したタイミングごとに被写体光が粗く読み取られ、アナログ信号処理部１３ａおよびＡ／Ｄ部１４ａによって低解像度のスルー画像データが生成される。生成されたスルー画像データは、高速シリアルドライバ１５０ａ，１５０ｂを介してカメラ本体１＿ｂに送られる（図５のステップＳ２０３，Ｓ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０６）。

カメラ本体１＿ｂに送られてきたスルー画像データが表わすスルー画像は、ＬＣＤ２８ｂに逐一表示される（図５のステップＳ１０３，Ｓ１０４，Ｓ１０５）。

撮影者がレリーズボタン２１ｂを半押しすると、カメラ本体１＿ｂからヘッドＣＰＵ１９ａにＡＦ／ＡＥ処理の実行指示が伝えられる。カメラヘッド１＿ａでは、露出を調整するＡＥ処理、および被写体に焦点を合わせるＡＦ処理が実行される。ここで、一旦図５のフローチャートの説明を中断し、図６および図７を使って、ＡＥ処理およびＡＦ処理について詳しく説明する。

図６は、ＡＥ処理の一連の流れを示すフローチャート図である。

まず、ヘッドＣＰＵ１９ａからの指示に従って、光学制御部１７ａ内の絞りモータが駆動され、撮影光学系１１ａ内の絞りの絞り量が、予め決められた第１の絞り量に調整される（図６のステップＳ２２１）。

絞り量が調整されると、撮影光学系１１ａを通過してきた被写体光が、予め決められた露出時間の間だけＣＣＤ１２ａで受光される（図６のステップＳ２２２）。ＣＣＤ１２ａで受光された被写体光は粗く読み取られて（図６のステップＳ２２３）、アナログ信号処理部１３ａおよびＡ／Ｄ部１４ａによって低解像度な画像データが生成される。生成された低解像度データは、積算部１６ａに伝えられる。

積算部１６ａでは、低解像度データに基づいて、被写体光の輝度が算出される（図６のステップＳ２２４）。

続いて、撮影光学系１１ａ内の絞りの絞り量が、予め決められた第２の絞り量に調整されて（図６のステップＳ２２５）、ステップＳ２２２，ステップＳ２２３，ステップＳ２２４と同様に、ＣＣＤ１２ａで受光された被写体光に基づいて低解像度データが生成されて（図６のステップＳ２２６，ステップＳ２２７）、被写体光の輝度が算出される（図６のステップＳ２２８）。

さらに、撮影光学系１１ａ内の絞りの絞り量が、予め決められた第３の絞り量に調整された状態で（図６のステップＳ２２９）、被写体光の輝度が算出される（図６のステップＳ２３０，ステップＳ２３１，ステップＳ２３２）。

積算部１６ａで算出された３回分の輝度はヘッドＣＰＵ１９ａに伝えられる。ヘッドＣＰＵ１９ａは、それらの輝度の平均値を算出し（図６のステップＳ２３３）、その被写体光の輝度の平均値に基づいて、露出時間と絞り量とを決定する。本実施形態では、露出時間と絞り量は所定のプログラム線図に従って決定され、このプログラム線図を用いた決定方法は一般的に行われている方法であるため、本明細書では詳細な説明を省略する。

続いて、被写体に焦点を合わせるＡＦ処理が実行される。

図７は、ＡＦ処理の一連の流れを示すフローチャート図である。

通常、フォーカスレンズが合焦位置に近づくほど被写体光のコントラストは大きくなるため、フォーカスレンズを、遠くの被写体に焦点を合わせるＩＮＦ位置から近くの被写体に焦点を合わせるＮＥＡＲ位置まで一方向に移動させると、初めはフォーカスレンズが徐々に合焦位置に近づいてコントラストが増加していき、フォーカスレンズが合焦位置を通過した後は、コントラストは徐々に減少していく。本実施形態では、コントラストが山なりに変化することを利用して、コントラストが増加傾向から減少傾向に変化したレンズ位置を合焦位置と決定する「山登り方式ＡＦ」を採用する。

まず、ヘッドＣＰＵ１９ａからの指示に従って、光学制御部１７ａ内の絞りモータが駆動され、撮影光学系１１ａ内の絞りの絞り量が、予め決められたＡＦ用の絞り量に調整される（図７のステップＳ２４１）。

続いて、ヘッドＣＰＵ１９ａからの指示に従って、光学制御部１７ａ内のフォーカスモータが駆動され、撮影光学系１１ａ内のフォーカスレンズが所定の初期レンズ位置（ＩＮＦ位置）に移動される（図７のステップＳ２４２）。

レンズ位置が調整されると、撮影光学系１１ａを通過してきた被写体光が、予め決められた露出時間の間だけＣＣＤ１２ａで受光され（図７のステップＳ２４３）、被写体光が粗く読み取られて（図７のステップＳ２４４）、低解像度データが生成される。生成された低解像度データは、積算部１６ａに伝えられる。

積算部１６ａでは、低解像度データに基づいて、被写体光のコントラストが算出される（図７のステップＳ２４５）。算出されたコントラスト値は、ヘッドＣＰＵ１９ａに伝えられる。

ヘッドＣＰＵ１９ａでは、積算部１６ａから伝えられたコントラスト値の最大値（ピーク）を検出したか否かが判定され、すなわち、本実施形態においては、コントラスト値が増加傾向から減少傾向に変化したか否かが判定される。ＡＦ処理の開始直後は、コントラスト値の取得が初回のため、コントラスト値は未だ増加傾向であると判定される（図７のステップＳ２４６：Ｎｏ）。また、フォーカスレンズ位置は初期レンズ位置（ＩＮＦ位置）であり、最終的なレンズ位置（ＮＥＡＲ位置）ではないため（図７のステップＳ２４９：Ｎｏ）、ヘッドＣＰＵ１９ａは、光学制御部１７ａ内のフォーカスモータを駆動して、撮影光学系１１ａ内のフォーカスレンズを１ステップ分だけＮＥＡＲ側に移動させる（図７のステップＳ２４７）。

フォーカスレンズが移動されると、ＣＣＤ１２ａで被写体光が読み取られて低解像度データが生成され（図７のステップＳ２４３，ステップＳ２４４）、積算部１６ａで被写体光のコントラスト値が算出される（図７のステップＳ２４５）。算出されたコントラスト値はヘッドＣＰＵ１９ａに伝えられ、コントラスト値のピーク判定が行われる（図７のステップＳ２４６）。

積算部１６ａで新たに算出されたコントラスト値が、前回のコントラスト値よりも小さいと判定されるまで、フォーカスレンズの移動（図７のステップＳ２４７）、低解像度データの生成（図７のステップＳ２４３，ステップＳ２４４）、コントラスト値の算出（図７のステップＳ２４５）、ピーク判定（図７のステップＳ２４６）が続けられる。

ヘッドＣＰＵ１９ａにおいて、新たなコントラスト値が前回のコントラスト値よりも小さくなったと判定されると、コントラスト値が増加傾向から減少傾向に変化したと確認され（図７のステップＳ２４６：Ｙｅｓ）、前回のフォーカスレンズのレンズ位置が合焦位置に決定される。

ヘッドＣＰＵ１９ａは、光学制御部１７ａ内のフォーカスモータを駆動して、撮影光学系１１ａ内のフォーカスレンズを決定した合焦位置に移動させる（図７のステップＳ２４８）。

また、被写体光が暗すぎる場合などには、コントラスト値自体が小さいうえ、コントラスト値がほぼ一定になってしまってピークを検出することができない。このような場合に、コントラスト値が増加傾向から減少傾向に変化する前に（図７のステップＳ２４６：Ｎｏ）、フォーカスレンズのレンズ位置が最終的なレンズ位置（ＮＥＡＲ位置）にまで移動されてしまったときには（図７のステップＳ２４９：Ｙｅｓ）、コントラストのピークが検出できなかったため、ヘッドＣＰＵ１９ａから本体ＣＰＵ１００ｂにＡＦ処理の失敗が通知される。通知を受け取った本体ＣＰＵ１００ｂは、ＬＣＤ２８ｂに「ＡＦ処理エラー」というメッセージを表示する（図７のステップＳ２５０）。また、ヘッドＣＰＵ１９ａは、光学制御部１７ａ内のフォーカスモータを駆動して、撮影光学系１１ａ内のフォーカスレンズを予め決められた固定位置（パンフォーカス位置）に移動させる（図７のステップＳ２５１）。

以上のようにしてフォーカスレンズが移動されると、光学制御部１７ａ内の絞りモータが駆動されて、撮影光学系１１ａ内の絞りの絞り量が、図６のＡＥ処理において決定された絞り量に調整される。

本実施形態においては、ＡＥ／ＡＦ処理がカメラヘッド１＿ａ内で実行されるため、カメラヘッド１＿ａとカメラ本体１＿ｂとの間の通信負荷を増加させることなく、高画質な撮影画像を取得することができる。

図５のフローチャートに戻って説明する。

ＡＦ／ＡＥ処理が実行されると（図５のステップＳ２０７）、ヘッドＣＰＵ１９ａでは、被写体輝度や合焦位置などに基づいて、カメラ本体１＿ｂ側に伝える撮影条件がまとめられる。

図８は、撮影条件の一例を示す概念図である。

図８には、被写体輝度、ＩＳＯ感度、露出時間、絞り値、および被写体距離が示されている。露出時間、絞り値、およびＩＳＯ感度は、被写体輝度に基づいて決定され、被写体距離は、合焦位置に基づいて決定される。ヘッドＣＰＵ１９ａは、図８に示す各種情報を撮影条件３００としてまとめ、カメラ本体１＿ｂの本体ＣＰＵ１００ｂに伝える。撮影条件３００が、後述する本撮影前にカメラ本体１＿ｂに送信されることによって、カメラヘッド１＿ａとカメラ本体１＿ｂとで処理を並行して行うことができ、撮影にかかる処理時間が短縮される。

撮影条件３００が伝えられると、本体ＣＰＵ１００ｂからヘッドＣＰＵ１９ａにスルー画像送信の指示が伝えられる。カメラヘッド１＿ａでは、ステップＳ２０２と同様にして、スルー画像データが生成されて（図５のステップＳ２０８）、スルー画像データがカメラ本体１＿ｂに伝えられ（図５のステップＳ２０９，ステップＳ２１０，ステップＳ２１１，ステップＳ２１２）、カメラ本体１＿ｂにおいて、ＡＦ／ＡＥ処理後の、被写体にピントが合わされた状態におけるスルー画像が表示される（図５のステップＳ１０６，Ｓ１０７，Ｓ１０８）。

さらに、撮影者がレリーズボタン２１ｂを全押しすると、カメラ本体１＿ｂからヘッドＣＰＵ１９ａに露光処理（本撮影）の指示が伝えられる。カメラヘッド１＿ａでは、ＣＣＤ１２ａにおいて、ＡＥ処理（ステップＳ２０７、および図６参照）で算出された露出時間の間に受光された被写体光が細かく読み取られ、高解像度の撮影画像データが生成される（図５のステップＳ２１３）。生成された撮影画像データは、高速シリアルドライバ１５０ａ，１５０ｂを介してカメラ本体１＿ｂに送られる。

カメラ本体１＿ｂでは、デジタル信号処理部１０９ｂにおいて、撮影画像データに所定の画像処理が施される（図５のステップＳ１０９）。

図９は、デジタル信号処理部１０９ｂの、画像処理に関する部分の機能ブロック図である。

デジタル信号処理部１０９ｂには、黒レベルの基準となるオプティカルブラックの位置を補正するオフセット（ＯＢ）補正部、撮影画像データに基づいて、Ｒ（レッド），Ｇ（グリーン），Ｂ（ブルー）各色ごとの積算値を算出する積算部４０２ｂ、被写体を照射する光源の種類を判定する光源種判定部４０３ｂ、ホワイトバランスを調整するＷＢゲイン乗算部４０４ｂ、信号形式を変換するリニアＭＴＸ部４０５ｂ、輝度を調整するガンマ補正部４０６ｂ、ライン間隔の補正（同時化）を行う同時化部４０７ｂ、エッジを強調する輪郭補正部４０８ｂ、色差信号が生成される色差ＭＴＸ部４０９ｂ、および圧縮処理が行われる圧縮部４１０ｂとしての機能が備えられている。図９に示す各種要素では、カメラヘッド１＿ａのレンズパラメータ（ＣＣＤ１２ａの画素数、画素配列など）や、図８に示す撮影条件３００などに基づいた処理が行われる。ここでは、光源種判定部４０３ｂにおける処理について詳しく説明する。

図１０は、光源種判定部４０３ｂで実行される光源種判定の一連の処理の流れを示すフローチャート図である。

光源種判定部４０３ｂでは、図８に示す撮影条件３００のうち、被写体輝度が取得される。被写体輝度が所定の値（８Ｂｖ）以上であるときには（図１０のステップＳ２６１：Ｙｅｓ）、被写体がかなり強い光によって照射されていることを表し、被写体を照射している光源は屋外光であると判定される（図１０のステップＳ２６２）。

また、被写体輝度が所定の値（８Ｂｖ）よりも小さい場合であっても（図１０のステップＳ２６１：Ｎｏ）、撮影画像データの色成分比において、Ｂ色やＲ色がＧ色と比べて大きいときには（図１０のステップＳ２６４：Ｎｏ）、光源が屋外光であると判定される（図１０のステップＳ２６２）。

また、被写体輝度が所定の値（８Ｂｖ）よりも小さく（図１０のステップＳ２６１：Ｎｏ）、撮影画像データの色成分比において、Ｂ色やＲ色がＧ色と比べて小さいときには（図１０のステップＳ２６４：Ｙｅｓ）、光源が蛍光灯であると判定される（図１０のステップＳ２６５）。

図４に示す不揮発メモリ１０２ｂには、光源種と、図８に示すＷＢゲイン乗算部４０４ｂに加えられるＷＢゲイン量との対応関係が予め記憶されている。光源種判定部４０３ｂは、判定した光源種と対応するＷＢゲイン量を取得して、ＷＢゲイン乗算部４０４ｂに伝える（図１０のステップＳ２６３）。

ＷＢゲイン乗算部４０４ｂでは、伝えられたＷＢゲイン量に応じた度合いのホワイトバランス補正が実行される。

このように、カメラヘッド１＿ａから撮影条件を取得することによって、カメラ本体１＿ｂでは、その撮影条件に基づいた処理を行うことができる。

以上のようにして、図８に示す各種要素によって撮影画像データに画像処理が施されると（ただし、圧縮部４１０ｂでの圧縮処理は除く）、画像処理後の撮影画像データが表わす撮影画像がＬＣＤ２８ｂに表示される（図５のステップＳ１１０）。

さらに、図８の圧縮部４１０ｂによって撮影画像データに圧縮処理が施されるとともに（図５のステップＳ１１１）、その撮影画像データが表す撮影画像と同じ絵柄を有するが解像度が低いサムネイル画像を表すサムネイル画像データが生成される（図５のステップＳ１１２）。

サムネイル画像データが生成されると、圧縮画像データ、サムネイル画像データ、および図８に示す撮影条件などがまとめられて画像ファイルが生成される（図５のステップＳ１１３）。

図１１は、画像ファイルの一例を示す概念図である。

画像ファイル５００は、ステップＳ１１２で生成されたサムネイル画像データ５２０と、ステップＳ１１１によって圧縮された圧縮画像データ５３０と、図８に示す撮影条件３００に基づいて生成された付属情報５１０とによって構成されている。この例では、付属情報５１０には、図８に示す、被写体輝度、ＩＳＯ感度、露出時間、絞り値、および被写体距離で構成される撮影条件３００に加えて、図９の光源種判定４０３ｂによって判定された光源種なども含まれている。撮影画像と付属情報とをまとめておくことによって、撮影者は撮影後に付属情報の内容を確認することができ、同じ撮影条件などで再度撮影を行うことができる。

生成された画像ファイル５００は、メモリカード１０８ｂなどに記録される（図５のステップＳ１１４）。

以下、スルー画像読み出し処理（図５のステップＳ２１４，ステップＳ２１５，ステップＳ２１６，ステップＳ２１７，ステップＳ２１８）、スルー画像の表示（図５のステップＳ１１５，ステップＳ１１６，ステップＳ１１７）などが続けられる。

以上のように、本発明によると、カメラヘッドを交換可能なカメラシステムにおいても、ＡＥ／ＡＦ処理を軽快に実行し、高画質な撮影画像を取得することができる。また、ＡＥ／ＡＦ処理によって算出された撮影条件がカメラ本体に伝えられるため、その撮影条件を撮影画像データに付加したり、撮影条件に基づいた処理をカメラ本体で行うことができる。

ここで、上記では、被写体に焦点を合わせるＡＦ機能として、ＣＣＤで受光された被写体光のコントラストに基づいて合焦位置を決定するコントラスト方式を適用する例について説明したが、本発明のカメラシステムにおいては、例えば、光学ヘッド内に測距センサを設け、その測距センサの検知結果に基づいて合焦位置を決定するパッシブ方式、アクティブ方式、およびＴＴＬ位相差方式などを適用してもよい。測距センサが光学ヘッド内に設けられることによって、レンズ等に設けられたアクチュエータを駆動する一連の処理を光学ユニット内で完結することができ、被写体に高速かつ高精度に焦点を合わせることができる。

また、上記では、カメラヘッド１＿ａから伝えられた撮影条件を、カメラ本体１＿ｂ側で画像処理に利用する例について説明したが、本発明のカメラシステムにおいては、光学ユニットからカメラ本体に伝えられた撮影条件を、画像処理以外の処理に利用してもよい。例えば、撮影条件に含まれる被写体距離が、カメラ本体に設けられた閃光発光部から発せられる閃光が届く範囲を超えているときには、閃光発光部からの発光を中止することによって、無駄な電力消費を抑えることができる。

また、近年では、容器に収容された液体に電圧を印加し、その液面の形状等を変化させることによって光の屈折率を調節する液体レンズが開発されている。上記では、本発明にいう撮像光学系として通常のレンズを用いる例について説明したが、本発明にいう撮像光学系は、液体レンズなどであってもよい。この場合、「撮像光学系の駆動」とは、通常のレンズを光軸方向に移動させるのと等価な作用を行わせるように、液体に電圧を印加する作業などをいう。

本発明の一実施形態が適用されたカメラシステムの分解図である。 図１に示すカメラ本体１＿ｂの上面図である。 図１に示すカメラ本体１＿ｂの背面図である。 図１に示すカメラシステム１の内部構成図である。 カメラシステム１の電源が投入されて、撮影画像が取得されるまでの一連の処理の流れを示すフローチャート図である。 ＡＥ処理の一連の流れを示すフローチャート図である。 ＡＦ処理の一連の流れを示すフローチャート図である。 撮影条件の一例を示す概念図である。 デジタル信号処理部１０９ｂの、画像処理に関する部分の機能ブロック図である。 光源種判定部４０３ｂで実行される光源種判定の一連の処理の流れを示すフローチャート図である。 画像ファイルの一例を示す概念図である。

符号の説明

１ カメラシステム
１＿ａ，２＿ａ，…，ｎ＿ａ カメラヘッド
１０ａ マウントコネクタ
１１ａ 撮影光学系
１００ａ 電源制御部
１０１ａ ＤＣ／ＤＣコンバータ
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 ＵＡＲＴ
１６ａ 積算部
１７ａ 光学制御部
１８ａ ＴＧ
１９ａ ヘッドＣＰＵ
１９０ａ システムメモリ
１９１ａ 不揮発性メモリ
１＿ｂ カメラ本体
１０ｂ マウント
２１ｂ レリーズボタン
２２ｂ モード設定ダイヤル
２４ｂ 十字キー
２５ｂ メニューボタン
２６ｂ 実行ボタン
２７ｂ 取消ボタン
２８ｂ ＬＣＤ
２９ｂ ＵＳＢコネクタ
２３ｂ 電源ＳＷ
１０２ｂ 不揮発メモリ
１０３ｂ デジタル信号処理制御部
１０４ｂ フレームメモリ
１０５ｂ ＬＣＤ制御部
１０６ｂ カードＩ／Ｆ
１０７ｂ メモリカードスロット
１０８ｂ メモリカード
１０９ｂ デジタル信号処理部
１１０ｂ タイマ
１１１ｂ カレンダ時計部
１２０ｂ 閃光発光制御部
１２１ｂ 閃光発光部
１３１ｂ ＵＳＢドライバ
１３２ｂ スイッチ／ＬＥＤ
１３３ｂ Ｉ／Ｏ
１４０ｂ 電源制御部
１４１ｂ Ｉ／Ｏ
１４２ｂ バッテリ
１４３ｂ ＤＣ／ＤＣコンバータ
１５０ｂ 高速シリアルドライバ
１５１ｂ ＵＡＲＴ

Claims (7)

1. 被写体光が通過し該被写体光に光学的な作用を及ぼす、作用強度の調整機構を備えた撮影光学系、
   前記撮影光学系を通った被写体光の像を撮影して画像データを生成する撮像部、
   前記撮像部によって得られた画像データを分析し、前記作用強度を前記調整機構によって、その画像データの分析結果に基づいた作用強度に調整する調整部、および
   前記調整部によって作用強度が調整された撮影光学系を通った被写体光の像を前記撮像部に撮影させて画像データを生成させ、その生成された画像データを送信する画像送信部、
   を備えた光学ユニットと、
   前記光学ユニットが着脱自在に装着される接続部、および
   前記画像受信部によって受信された画像データに所定の画像処理を施す画像処理部、
   を備えたカメラ本体とを備えたことを特徴とするカメラシステム。
2. 前記撮影光学系が、前記被写体光の通過光量に作用する絞りと、その絞りの開度を調整する調整機構とを備えたものであり、
   前記調整部が、前記画像データを分析して前記被写体光の明るさを求め、前記絞りの開度をその明るさに応じた開度に調整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. 前記撮影光学系が、前記被写体光を結像させる結像系と、その結像系の合焦位置を調整する調整機構とを備えたものであり、
   前記調整部が、前記画像データを分析して前記像のコントラストを求め、前記結像系の合焦位置をそのコントラストに応じた合焦位置に調整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。
4. 前記光学ユニットが、前記調整部における画像データの分析結果、およびその分析結果に基づいた作用強度のうち少なくとも一方を含んだ撮影条件を送信する撮影条件送信部を備えたものであり、
   前記カメラ本体が、
   前記撮影条件送信部によって送信された撮影条件を受信する撮影条件受信部と、
   前記撮影条件受信部によって受信された撮影条件に応じた、撮影および／または画像データに関する処理を実行する処理部とを備えた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。
5. 前記カメラ本体が、前記処理部として、前記画像送信部によって送信された画像データを受信する画像受信部を備えたものであることを特徴とする請求項４記載のカメラシステム。
6. 前記撮影条件送信部が、前記画像送信部によって送信される画像データが生成される前に前記撮影条件を送信するものであることを特徴とする請求項４記載のカメラシステム。
7. 前記カメラ本体が、前記画像受信部によって受信された画像データに、前記撮影条件受信部によって受信された撮影条件を添付して記録媒体に記録する画像記録部を備えたものであることを特徴とする請求項４記載のカメラシステム。

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