JP2008263466A - カメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラのＩＳＯ感度を高くしても、ノイズを低減できるようにする。
【解決手段】 被写体からの反射光量を検出し、撮影時に必要な絞り値とシャッタ速度を演算して決定し（Ｓ４０１）、露光量が足りず暗い画像となると判断されると、ＩＳＯ感度を高くする操作を行う（Ｓ４０２）。ＩＳＯ感度値と予め記憶しているノイズ耐量データの受信要求コマンドとを、レンズマイコンに送信する。（Ｓ４０３）
露光開始の準備として、ミラーのアップ動作を開始し（Ｓ４０４）、露光開始の準備としてシャッタを開き（Ｓ４０５）、カメラステータス情報をレンズマイコンに送信し、撮像素子への露光を開始する（Ｓ４０６）。露光時間が終了すると、カメラステータス情報をメモリに記憶し（Ｓ４０７）、シャッタを閉じ（Ｓ４０８）、ミラーのダウンアップ動作を行い、一連のシーケンスを終了する（Ｓ４０９、Ｓ４１０）。
【選択図】図８

Description

本発明は、被写体からの光量不足を補うためのゲイン、つまり銀塩のフィルム感度表示に使用されるＩＳＯ感度の補正機能を備え、高感度化に伴うノイズへの影響を低減させるカメラ装置に関するものである。

アナログ信号の取り扱いでは、入力信号が小さい場合は増幅ゲインを上げて処理することはごく一般的に行われている信号処理方法であるが、単純に増幅してしまうとノイズ成分も増幅されてしまうことがよく知られている。そのため、正規の信号成分にノイズ成分が重畳することになり、どのようにして信号成分だけを取り出すのかが重要な技術要素となる。

これは近年のデジタルカメラの画像情報でも同じであり、特許文献１では画像データのノイズを軽減する装置について開示されている。この特許文献１ではＩＳＯ感度を高くすることで、撮影された画像のノイズ成分が増加するため、設定したＩＳＯ感度に応じてノイズを軽減するための補正量を変更する旨の内容が記載されている。

また、画像データに関するノイズ以外の別な要素を回避するための従来技術として、特許文献２には複数の撮影モードを有したカメラにおいて、ＩＳＯ感度を自動的に変更する装置について開示されている。この特許文献２では手振れ防止に注視し、手振れが発生する撮影モードが設定された場合は、ＩＳＯ感度を高くすることで手振れを防止する旨の内容が記載されている。

特開２００４−２４７８７２号公報 特開２００５−２９２７４０号公報

特許文献１では、比較的大きなノイズの発生時に撮影が行われた場合に、画像の信号成分とノイズ成分の切り分けが不十分で、ノイズ成分が撮影画像自体に写り込む虞れがある。

また、特許文献２では手振れを重視することによって、ＩＳＯ感度が高くなり過ぎて、撮影画像全体がノイズに重畳される虞れがある。この回避策として特許文献２ではＩＳＯの上限値を設定することが可能で、また撮影者の技術レベルを入力できる仕様となっている。しかし、技術レベルは各個人によって異なるため一概に選択できないことや、設定の入力ミスや設定変更を忘れた場合などに対応することが困難である。

前述したノイズ成分が画像データに写し込まれる原因としては、撮像素子自体に飛び込む磁気、電波、静電気等の外来ノイズや、撮像素子や周辺のＩＣ類に供給されている電源や信号系へのラインノイズ等がある。例えば、撮像素子が光電変換中に近接したモータが動作した場合に、モータ自体の磁気ノイズ及び起動時の電源供給による電流リップルノイズが発生して、変換結果に影響が生ずることがある。この影響が結果的に撮影された画像にノイズ成分として写り込む。

また、カメラの撮像素子において、被写体からの反射光が少ない場合は前記した信号成分よりもノイズ成分が多くなり、つまりＳ／Ｎが低くなり、明るい画像にするためにはＩＳＯ感度を高く設定する必要がある。このＩＳＯ感度を高く設定することで全体的に明るい画像となるが、結果的にノイズ成分も増幅されているため、全体的にノイズが散りばめられた画像となってしまう。つまり、ＩＳＯ感度を高い設定で撮影又はその画像情報を取り扱っている状態においては、根本的にノイズ成分を少なくすることが重要である。

本発明の目的は、上述の問題点を解消し、ＩＳＯ感度を高くしてもノイズを低減できるカメラ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るカメラ装置の技術的特徴は、撮像面上に結像する被写体の像に対応した光電変換出力を得る撮像素子と、該撮像素子の露光時間を制御するための露光時間制御部と、前記撮像素子の光電変換出力の増幅率に相応したＩＳＯ感度値を設定する感度調整機能部と、該感度調整機能部で設定したＩＳＯ感度値に基づいてレンズ部の制御方法を変更する変更手段とを備えたことにある。

また、本発明によるカメラ装置の技術的特徴は、撮像面上に結像する被写体の像に対応した光電変換出力を得る撮像素子と、該撮像素子の露光時間を制御するための露光時間制御部と、前記撮像素子の光電変換出力の増幅率に相応したＩＳＯ感度値を設定する感度調整機能部と、外来ノイズに対する強さを示すノイズ耐量データと、レンズ部と通信するための通信手段とを備え、前記感度調整機能部で設定したＩＳＯ感度値、前記露光時間制御部からの出力値、前記ノイズ耐量データの情報を前記通信手段で前記レンズ部に送信し、前記レンズ部は受信したそれぞれの値に基づいて前記レンズ部の制御方法を変更する変更手段とを備えたことにある。

本発明に係るカメラ装置によれば、カメラの撮像中に受ける外来ノイズやラインノイズを少なくする制御方法を取り入れることで、レンズの状態や種類による撮像素子へのノイズの影響に拘わらず、ＩＳＯ感度を自在に設定することが可能となる。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１はオートフォーカス式一眼レフカメラ及び交換可能な交換式レンズに応用した場合の実施例のブロック回路構成図である。オートフォーカス式交換レンズ１のレンズ部はカメラ本体１０に取り付けられている。交換レンズ１内には、被写体にピントを合わせるための光学ガラスを保持して、光軸方向に移動するフォーカスユニット２が設けられ、このフォーカスユニット２は駆動源であるモータユニット３により光軸方向に移動可能とされている。また、モータユニット３の出力は移動量検出器４と接続され、更にモータユニット３、移動量検出器４は、ＰＷＭ生成回路５、Ａ／Ｄ変換器６を内蔵するＣＰＵから成るレンズマイコン７に接続されている。

モータユニット３内の１部のギアには、周囲が着磁された円形状のパルス板が接続され、モータの回転に合わせてこのパルス板が回転するようになっている。モータユニット３内のパルス板の回転は、ＭＲ素子と呼ばれる磁界の強弱を読み取る素子を備えた移動量検出器４により検出され、このパルス出力を移動量検出器４を経てレンズマイコン７で読み取る。このパルス出力はフォーカスユニット２の移動量に等しく、他にパルス周期を読み取ることでフォーカスユニット２の移動速度として検出することもできる。また、移動量検出器４の型式はＭＲ素子の他にフォトインタラプタ、フォトリフレクタ等の光電式、或いは電気的な接触を検出するものでもよい。

レンズマイコン７は交換レンズ１の全ての制御を行い、汎用Ｉ／Ｏポート、シリアル通信機能、タイマカウンタ機能、Ｄ／Ａ機能、外部端子による複数の割込み入力機能等がある。ＰＷＭ生成回路５はレンズマイコン７内の機能の１つであり、モータユニット３内のモータに印加する電圧を一定周期で与えて、この一定周期中の印加電圧をＯＮ／ＯＦＦする時間を制御することで、モータの回転速度を制御する。Ａ／Ｄ変換器６はレンズマイコン７内の機能の１つであり、アナログ電圧をデジタル情報に変換し、カメラ本体１０からの電源電圧を監視するために使用している。

一方、カメラ本体１０内には、交換レンズ１のフォーカスユニット２を介して被写体像が結像するＣＣＤから成る撮像素子１１が設けられ、撮像素子１１の出力はＡ／Ｄ変換器１２を経て光電変換出力とされメモリ１３に接続されている。

ＩＳＯ感度調整機能部１４を有するＣＰＵから成るカメラマイコン１５には、Ａ／Ｄ変換器１２、メモリ１３、測光ユニット１６、測距ユニット１７が接続されている。カメラマイコン１５と交換レンズ１のレンズマイコン７とは、接点ユニット１８を介して接続されている。

接点ユニット１８には、カメラ本体１０側には複数の金属の突起が出ていて、交換レンズ１側はその突起に接触する金属接点が埋め込まれている。カメラ本体１０側の突起には電源端子、ＧＮＤ端子、通信入力端子、通信出力端子、同期クロック端子等が接続されている。

交換レンズ１をカメラ本体１０に装着すると、レンズマイコン７は接点ユニット１８の接点を通じて、カメラ本体１０−交換レンズ１間で同期式シリアル通信により通信し、カメラ本体１０から電源供給を受ける。

撮像素子１１は被写体からの反射光を、交換レンズ１内の光学ガラスで集光した光学的な像を電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器１２は撮像素子１１のアナログ信号をデジタル信号に変換し、メモリ１３はＡ／Ｄ変換器１２が出力する映像データを記憶する。

カメラマイコン１５はカメラの全ての制御を行い、レンズマイコン７との通信や、測距ユニット１７からの出力値からフォーカスユニット２の移動すべき量を算出するように構成されている。

ＩＳＯ感度調整機能部１４はカメラマイコン１５内に実装され、主にＩＳＯ感度を自動的に決定する。測光ユニット（ＡＥ）１６は被写体からの受光量を測定する。この測光ユニット１６からの信号でカメラマイコン１５はシャッタ速度や交換レンズ１内の絞りユニットの値を決定する。また、ＩＳＯ感度調整機能部１４はこの測光ユニット１６の出力値を基にＩＳＯ感度を決定している。

測距ユニット１７（ＡＦ）はカメラのオートフォーカス用であり、この測距ユニット１７によって被写体までの焦点ずれ量を検出する。この方式は現在のオートフォーカスの主流である位相差検出方式であるが、測距ユニット１７は被写体までの距離を測定する方式でもよい。

カメラ本体１０には図示しないスイッチが設けられており、このスイッチは押し加減によってカメラ本体１０の動作が異なるようになっている。例えば、軽く押した場合をストロークＳ１、強く押した場合をストロークＳ２とし、ストロークＳ１はＡＦ及びＡＥのみの動作とし、ストロークＳ２は更にレリーズ動作も含まれる。使用者によって、スイッチがストロークＳ１に操作されると、カメラマイコン１５は測距ユニット１７と測光ユニット１６を動作させる。

測距ユニット１７は被写体に焦点を合わせるために、内部のＡＦセンサに受光した光量を蓄積する動作を行う。測距ユニット１７は蓄積が終了すると検出結果をカメラマイコン１５に出力する。カメラマイコン１５は検出結果から被写体像のずれ量を導き出し、フォーカスユニット２の移動量を演算する。この演算に必要な情報は、敏感度情報、ＡＦセンサとフィルム又は撮像素子１１の撮像面上のずれ量情報、移動量検出器４内の最小駆動量に対するフォーカスユニット２の移動量情報等のレンズ情報である。これらの情報は、予め接点ユニット１８を介してレンズマイコン７に通信しておき、内部メモリに記憶しておく。レンズマイコン７はカメラマイコン１５からのデータ送信要求通信に応じて必要な情報をカメラ本体１０に送信する。

測光ユニット１６は被写体からの反射光を検出し、カメラマイコン１５に出力する。カメラマイコン１５は露光時間制御部の機能として、現在の例えば連写、単写、ポートレイト、スポーツなどのカメラ本体１０の撮影モードに合わせて適正な絞り値とシャッタ速度を決定する。また、ＩＳＯ感度調整機能部１４は測光ユニット１６の出力と決定したシャッタ速度でＩＳＯ感度を設定する。例えば、決定したシャッタ速度があまりにも遅く、手振れが発生すると判断した場合は増幅率に相応するＩＳＯ感度を高く設定して、そのＩＳＯ感度に合わせて、再度、シャッタ速度を設定する。ＩＳＯ感度はカメラ本体１０が自動的に設定してもよいが、マニュアルモード時には使用者も設定できるようになっている。

また、カメラマイコン１５はスイッチの状態がストロークＳ２であった場合は、レリーズシーケンス動作に入り、初めにレンズマイコン７に絞り値データ及び動作開始命令を送信する。レンズマイコン７はカメラマイコン１５からの絞り値データ及び絞り動作開始命令を受信すると、受信した絞り値になるまで絞りユニットを動作させる。

カメラマイコン１５は図示しないシャッタ幕を開けて被写体からの反射光を撮像素子１１に投射する。所定のシャッタ速度が経過するとシャッタ幕を閉じて、撮像素子１１からの出力をＡ／Ｄ変換器１２でデジタルデータに変換してメモリ１３に蓄積する。これでレリーズ動作が終了し、この後にカメラ本体１０は蓄積された映像データを表示する処理を行う。

図２はレンズマイコン７の内部メモリに予め記憶されているレンズの動作制御表である。カメラマイコン１５は内部メモリに記憶されている後述するノイズ耐量データと、決定したＩＳＯ感度値を交換レンズ１に接点ユニット１８を介して送信する。レンズマイコン７は受信したカメラ本体１０のノイズ耐量に応じた図２の動作制御表を記憶していて、受信したＩＳＯ感度値を基にどのような制御をするべきかを決定する。例えば、動作制御表ではカメラ本体１０が製品Ａのノイズ耐量が１００で、設定されたＩＳＯ感度が４００であった場合に、電力消費量を４Ｗ或いは速度を５０ｒｐｍとしている。これは、速度はモータユニット３の回転数を５０ｒｐｍに制限する、或いはレンズとしての電力消費量を４Ｗ以下に制限することを意味している。

その他の制御として、例えばカメラ本体１０が製品Ａのノイズ耐量が１００で、設定されたＩＳＯ感度が５０である場合に、電力消費量を５Ｗ或いは速度の制限はない。更に、例えば製品Ａのノイズ耐量が１００で、設定されたＩＳＯ感度が６４００であった場合に、電力消費を禁止或いはフォーカス駆動を停止する等がある。これらの電力制限や速度制限、フォーカス駆動停止は常に実行されるのではなく、ノイズの影響を受ける場合のみとすることが可能である。

このような制御を行う理由として、カメラ本体１０のＩＳＯ感度が高く設定された場合には、交換レンズ１内のモータユニット３からの磁気ノイズや消費電力アップによって発生する電圧又は電流リップルノイズで撮影画像が影響を受け易いことに起因している。つまり、カメラ本体１０で設定されたＩＳＯ感度が高い場合は発生するノイズ成分を小さくするようなレンズ制御を行うことで、ノイズの少ない画像データとしている。

レンズマイコン７の実際の制御方法では、モータユニット３の速度は移動量検出器４から読み取る。また、電力消費量はＡ／Ｄ変換器６によりカメラ本体１０から供給されている電圧を読み取り、その値と図示しない電流検出器との積で求めることができる。磁気モータは回転速度を低くすることで消費電力が抑えられることが知られている。

また、電力消費量を求める理由は、モータユニット３の回転数のみの制限では、モータ自体が過負荷になった場合に最大電力を印加される可能性があるためである。また、電流検知器で電流を検知すると、その分の電力消費が伴うため無駄である。そこで、モータが過負荷になる心配がない場合は、速度制御のみで対応することも必要である。更に、電流リップルノイズは電力というよりも消費電流の量に影響される。例えば、同じ消費電力でも電圧の低い方が消費電流が多くなるため、電流によるリップルノイズが多くなってしまう。従って、電力検知をやめて消費電流値のみに置換することで検知方式が簡素化して、レンズマイコン７の演算処理の負担を軽くすることができる。

前述したノイズ耐量とは外来ノイズに対する強さを意味し、数値が大きい方がノイズに対して強いことを意味している。ノイズ耐量の決定方法は、ノイズを測定するための基準レンズを用いて、相対的にノイズ成分を測定した結果としている。

図３はその例を示し、ＩＳＯ感度を常用されると考えられる値、仮にＩＳＯ感度１００に設定し、基準レンズを使用して実際に暗い被写体の撮影を行った場合の画像を比較して決定している。ノイズ成分が全くないカメラを、耐量１００（右端）としたときに、若干ノイズ成分が残るカメラをノイズ耐量８０（中心）、更に多いカメラをノイズ耐量５０（左端）としている。つまり、カメラの機種ごとにノイズに対して強弱が異なるため、カメラをランク分けしてレンズの制御方法を変更することが可能となる。

図２に示す製品Ａは、ＩＳＯ感度１００では全く外来ノイズの影響を受けないため、ノイズ耐量を１００とし、ＩＳＯ感度１００では一切の電力や速度の制限をしない設定とされている。カメラ製品Ｂはノイズ耐量が８０であるため、製品Ａに対して若干ノイズ成分に弱い機種であり、製品Ａよりも同じＩＳＯ感度でも電力消費や速度を抑制していることが図２の表から判断できる。ノイズ耐量データは情報が変化した場合は、常にＩＳＯ感度と共にレンズマイコン７に送信しているため、設定したＩＳＯ感度に応じてレンズ側の制御を変更することで、より詳細な制御を行うことが可能である。

図４はカメラ本体１０の制御状態とそれに対応したレンズマイコン７に送信するカメラステータスデータの説明図である。カメラ本体１０の制御状態として、例えばカメラ本体１０が何も動作していない、或いはメイン電源がＯＦＦされている状態では００ｈｅｘ。被写体の露光中であるレリーズ動作中では１０ｈｅｘとしている。また、撮影されたデータをＡ／Ｄ変換中では１１ｈｅｘ、画像データを内部メモリにデータ転送中としているときは１２ｈｅｘとしている。

これら一連の制限を設ける制御は常に実行される必要なく、撮影画像が外来ノイズの影響を受ける場合のみ制御することによって、カメラとして損われる機能を最小限にすることが可能である。

カメラマイコン１５はこの表に関する状態が変化した場合は即座にレンズマイコン７に通信するようになっている。この表に記載している複数のカメラ本体１０の状態は、何れも画像に関する処理動作を行っているときの動作状態に限られている。つまり、外来ノイズの影響を受け易いはずの画像データ処理状態中は、レンズマイコン７の電力消費を抑える又はフォーカス制御を遅くする等の制御的な制限を行うことで、画像に重畳されるノイズ成分を極力抑え込めると考えられる。そこで、常に交換レンズ１の制御に制限を加えてしまうと、カメラシステムとしての起動性能が劣化するため、前述した最も必要なタイミングでのみ制限を加えることで、カメラシステムとしての性能を維持している。

以上のことから、カメラマイコン１５は画像データの処理中のタイミング情報と、設定されたＩＳＯ感度値と、カメラ本体１０自体のノイズ耐量データをレンズマイコン７に送信する。レンズマイコン７は受信した情報を基に、装着されたカメラ本体１０のノイズへの対抗性を考慮し、必要なタイミングで交換レンズ１自体の消費電力又はフォーカス速度に制限を加える。これらの装置やシステムが機能的に動作することで、カメラとして常に鮮明な画像を得ることができる。

図５はレンズマイコン７の通信割り込み処理に関するフローチャート図である。

ステップＳ１００：初めにカメラマイコン１５とレンズマイコン７は双方向通信を行う仕様となっていて、カメラマイコン１５から通信が送信されることで、レンズマイコン７はこの割り込み処理を実行する。

ステップＳ１０１：レンズマイコン７はカメラマイコン１５から接点ユニット１８を介して送信されたコマンドを即座に解析し、次の動作を決定する。コマンドとは、カメラマイコン１５からレンズマイコン７への要求内容を表すコードデータで、予めカメラ本体１０と交換レンズ１でこのコードデータと通信内容を取り決めておき、互いの通信を成立させるようになっている。レンズマイコン７はこのコードデータであるコマンドを解析してカメラ本体１０からの要求を判別する。

コマンドの例として、フォーカスユニット２の移動命令、フォーカスユニット２の移動量受信要求、フォーカスユニット２の移動停止命令、絞りの駆動命令、絞りの駆動量受信要求などの交換レンズ１に搭載されているモータ駆動に関する情報がある。また、焦点距離、敏感度、ＡＦ誤差情報、ＦＮｏ、レンズステータス情報等の光学に関する情報の送信要求や、カメラ情報としてノイズ耐量データ受信要求、ＩＳＯ感度値受信要求、カメラ本体１０のカメラステータス動作状態の情報などがある。

ステップＳ１０２：レンズマイコン７はこれらのコマンドデータを解析後に受信要求がある場合は、次回の通信でカメラマイコン１５から送信される情報を受信データとして内部メモリに記憶する。またコマンド解析の結果、情報の送信要求がある場合はカメラマイコン１５が必要とするデータをカメラマイコン１５に送信する。また解析の結果、各ユニットの駆動許可命令の場合は、即座に各ユニットの駆動を開始するようになっている。

ステップＳ１０３：ステップＳ１０２の処理が終了すると通信の割り込み処理を終了する。

図６は本実施例のレンズマイコン７の各種制御に関するプログラムのフローチャート図である。

ステップＳ２００：カメラ本体１０に交換レンズ１が取り付けられることで、レンズマイコン７には接点ユニット１８を介して電源電圧が供給され、その電源電圧はモータユニット３、移動量検出器４、レンズマイコン７に接続される。レンズマイコン７内のＡ／Ｄ変換器６は主にカメラ本体１０からの電源電圧を監視することと、モータユニット３に供給される電圧を監視し、モータの消費電力、消費電流を演算するために使用される。

ステップＳ２０１：レンズマイコン７は交換レンズ１の外装に取り付けられたスイッチ類の状態を検出し、内部メモリに記憶する。このスイッチ類とは、例えばオートフォーカスとマニュアルフォーカスの２つの動作モードを切換えるスイッチや、ズーム位置情報、フォーカスユニット２の位置情報などがある。

ステップＳ２０２：レンズマイコン７はカメラマイコン１５からフォーカスユニット２の駆動を開始してよいかを判断する。これは図５で説明したカメラ本体１０からのコマンド通信でフォーカスユニット２の移動命令、フォーカスユニット２の移動量受信要求が送信されているかを判断し、送信されていない場合はステップＳ２０１に移行する。

ステップＳ２０３：レンズマイコン７は予めカメラマイコン１５から受信しているノイズ耐量データとＩＳＯ感度値を図２で説明した動作制御表と照合して、電力制限又はフォーカス速度制限が必要かどうかを判別する。電力制限ありと判断するとステップＳ２０４に進み、制限する必要がないと判断した場合はステップＳ２０７に移行する。

ステップＳ２０４：予めカメラマイコン１５から受信しているカメラ本体１０の状態情報で、カメラ本体１０の現在の状態が図４で説明したレリーズ中か、Ａ／Ｄ変換中かデータ転送中の何れかの状態で、ノイズの影響を受けるかどうかを判断する。何れの状態でもないと判断した場合はステップＳ２０７に移行する。

このステップＳ２０４での判断は、カメラ本体１０が画像データを取り扱っている状態では、できるだけ交換レンズ１側の消費電力を抑え、またモータからの磁気ノイズを減らすために電力消費を制限するか、低速度でモータを制御する必要がある。逆に、カメラ本体１０がそれ以外の状態ならば、制限ありとしてタイミングによっては制限させずに、カメラシステムとしての性能の劣化を防いでいる。

ステップＳ２０５：ステップＳ２０３で制限ありと判断したが、その制限とは一切の電力消費又はフォーカス駆動を禁止するかどうかを図２の動作制御表からレンズマイコン７は判断する。禁止の場合はステップＳ２０９に移行して、カメラ本体１０からのフォーカスユニット２の移動命令を無視し、フォーカス駆動を禁止すると共に電力消費を抑える。

ステップＳ２０６：レンズマイコン７はモータの消費電力を制限するために、現在のカメラ本体１０からの電源電圧とステップＳ２０３で決定した制限する電力消費量を基に、モータに印加するＰＷＭ値の最大値をＰＷＭ生成回路５により決定する。レンズマイコン７は通常はこの制限を無視し、モータユニット３の速度制御を行うが、ステップＳ２０４で判断したカメラ本体１０の状態によって、最大ＰＷＭを制限して電力消費を抑える制御を行う。モータ自体は最大ＰＷＭ値を制限されたことで、速度自体が低速になる。

ステップＳ２０７：レンズマイコン７はモータユニット３内のモータに電圧を印加して駆動を開始する。モータユニット３が駆動されることでフォーカスユニット２も移動を開始し、移動量検出器４からの出力で速度制御と移動量の検出を行う。

ステップＳ２０８：レンズマイコン７は移動量検出器４からの出力を検出しながら速度制御を行い、所定の駆動量に到達したかどうかを判断する。到達していない場合はステップＳ２０３に戻る。ステップＳ２０３に戻ることでカメラマイコン１５からのステータス情報が急に切換わっても、即座に最大ＰＷＭを変更することで、フォーカスユニット２の駆動中であっても電力消費を抑えることができる。

ステップＳ２０９：レンズマイコン７は所定の駆動量に達したため、モータユニット３の駆動を停止し、同時にフォーカスユニット２の移動も停止させる。

図７はカメラマイコン１５のシーケンス動作を表すフローチャート図である。

ステップＳ３００：カメラ本体１０のカメラマイコン１５の動作を開始する。

ステップＳ３０１：カメラマイコン１５は使用者がストロークＳ１だけＯＮさせているかを判断する。何も押されていない場合は再度判断を行い、押されている場合はステップＳ３０２に移行する。

ステップＳ３０２：ストロークＳ１が押されているため、カメラマイコン１５はレンズマイコン７にＡＦ演算に関する各種データの送信要求コマンドを送信する。このコマンドを受信すると、レンズマイコン７は必要なデータを即座にカメラマイコン１５に送信する。カメラマイコン１５は受信したレンズデータを内部メモリに記憶する。ＡＦ演算に必要なデータとは、交換レンズ１のステータス情報、敏感度、ＡＦセンサとフィルム又は撮像素子１１の面のずれ量、移動量検出器４内の最小駆動量に対するフォーカスユニット２の移動量等である。次に、カメラマイコン１５は測距ユニット１７に測距開始の指令を出し、測距ユニット１７はＡＦセンサに入光する光量を撮像素子１１に蓄積する。同時に、カメラマイコン１５は測光ユニット１６に測光開始の指令を出し、測光ユニット１６は測光センサに入光する光量を検出する。

ステップＳ３０３：カメラマイコン１５はレリーズボタンの状態を検出し、ストロークＳ２であるかどうかを検出する。ストロークＳ２でない場合はステップＳ３０５に移行し、ストロークＳ２である場合はステップＳ３０４に移行する。

ステップＳ３０４：カメラマイコン１５は被写体の撮影モードであるレリーズシーケンスに移行し、後述する図８のフローチャート図のステップＳ４０１に進む。

ステップＳ３０５：カメラマイコン１５はステップＳ３０２で取得した測距ユニット１７からの出力値によって、被写体までのピントのずれ量を演算する。次にレンズマイコン７から取得したＡＦ演算に必要な情報を基に前記したピントのずれ量をフォーカスユニット２の位置のずれ量に換算する演算を行う。

ステップＳ３０６：ステップＳ３０５で演算した結果、フォーカスユニット２の位置のずれ量がゼロであった場合に、被写体にピントが合っている合焦状態であるため、フォーカスユニット２の位置補正が必要ないと判断してステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０７：カメラマイコン１５はステップＳ３０６でフォーカスユニット２の位置補正が必要であると判断すると、レンズマイコン７に対し、フォーカスユニット２の移動命令、フォーカスユニット２の移動量受信要求をレンズマイコン７に送信する。コマンド送信後に移動量情報も送り、このコマンド通信を送ることで、レンズマイコン７はモータユニット３の駆動を開始する。

ステップＳ３０８：カメラマイコン１５はストロークＳ２であるかを検出する。ストロークＳ２でない場合はステップＳ３０９に移行し、ストロークＳ２である場合はステップＳ３０４に移行する。ここは交換レンズ１がフォーカスユニット２の移動中に通るルーチンである。ここでも、常にストロークＳ２を監視して、使用者がフォーカス移動中であっても、レリーズシーケンスに移行できるようにしている。

ステップＳ３０９：カメラマイコン１５はレンズマイコン７に交換レンズ１の現在の状態を表すステータス情報の送信要求コマンドを送る。レンズマイコン７はこのコマンドを受信すると、ステータス情報を即座にカメラマイコン１５に送信する。このレンズステータス情報については、例えばモータユニット３の駆動中、図示しない絞り駆動中、各種スイッチの状態など、カメラのシーケンス動作に必要な状態をレンズマイコン７の内部メモリに記憶し、その情報をカメラマイコン１５に通信している。ここではそのステータス情報のモータユニット駆動中か否かをカメラマイコン１５が判断し、停止している場合は被写体にピントが合焦と判断してステップＳ３１０に移行し、モータユニット３が駆動中であればステップＳ３０８に移行する。

ステップＳ３１０：カメラマイコン１５は補正動作が終了したと判断、つまり被写体にピントが合ったと判断してステップＳ３０１に移行する。

図８は図７のステップＳ３０４に続くカメラマイコン１５のレリーズシーケンス動作を表すフローチャート図である。

ステップＳ４０１：カメラマイコン１５は図７のステップＳ３０３、Ｓ３０８でストロークＳ２とされていることを検出したため、撮影動作を行うために測光ユニット１６に測光開始の指令を出力する。測光ユニット１６は測光センサに入光する被写体からの反射光量を検出する。次いで、検出した結果を基にカメラ本体１０において撮影時に必要な図示しない絞り値とシャッタ速度を演算して決定する。

ステップＳ４０２：ステップＳ４０１で決定したシャッタ速度において、あまりにも低速である場合は露光時間が長いため、一般的に手振れによって撮影画像がぶれてしまうことが知られている。そこで、再度このステップＳ４０２では最適絞り値と最適シャッタ速度を決定し、その上で露光すると光量が足りない暗い画像となると判断される場合は、ＩＳＯ感度を高くする操作を行う。

ステップＳ４０３：カメラマイコン１５はステップＳ４０２で決定したＩＳＯ感度値と、予め内部メモリに記憶しているノイズ耐量データの受信要求コマンドとを、レンズマイコン７に接点ユニット１８を介して送信する。続いて、それぞれのデータを送信する。

ステップＳ４０４：カメラマイコン１５は露光開始の準備として、図示しないシャッタの前に位置するミラーのアップ動作を開始する。

ステップＳ４０５：カメラマイコン１５は露光開始の準備としてシャッタを開く動作を開始する。

ステップＳ４０６：カメラマイコン１５はカメラ本体１０の動作状態であるカメラステータス情報をレリーズ中に変更し、データの受信要求コマンドをレンズマイコン７に送信し、続いてステータスデータを送信する。次に、撮像素子１１への露光を開始する。

ステップＳ４０７：カメラマイコン１５は予め決定されたシャッタ速度に応じた露光時間が終了すると、カメラステータス情報をＡ／Ｄ変換中に変更し、随時に露光情報をＡ／Ｄ変換器１２に転送する。Ａ／Ｄ転送が終了するとカメラステータス情報をデータ転送中に変更して、デジタル情報をメモリ１３に記憶する。

なお、前述したカメラステータス情報はあくまでも一例であり、カメラシーケンスやＣＣＤ以外のＣＭＯＳセンサ等の撮像素子によっても微妙に異なる場合がある。そのときは、必要に応じて情報量や種類を増減することも必要である。

ステップＳ４０８：カメラマイコン１５は露光終了の準備としてシャッタを閉じる動作を開始する。

ステップＳ４０９、Ｓ４１０：カメラマイコン１５は露光が終了したので、シャッタの前に位置するミラーのダウンアップ動作を開始し、一連のレリーズシーケンスを終了する。

本実施例はカメラ本体１０とレンズが一体となったデジタルカメラ及びデジタルビデオなどにも応用が可能である。この場合に、１個のマイコンで制御が可能であるため、実施例で説明した通信に関係する機能は必要性がない。従って、実施例において、図５に示すレンズマイコン７の通信割り込み処理を除くことができ、ファームウエアの処理が簡素化されるという利点がある。

実施例では、フォーカス速度及びその消費電力を制限することを想定しているが、消費電力を低減する仕様であれば適用されるものである。例えば、マイコン又は周辺の回路構成における消費電力を低減する方法や、図示しない絞り動作に磁気的なモータを使用している場合でも、同様な操作で実施可能である。これらの処理の追加によって更なる消費電力の低減が可能である。

このように、本発明ではカメラの機種ごとのノイズに対する対抗性に応じて、カメラのＩＳＯ感度や状態に合わせたレンズ側の制御方法を変えることで、カメラシステムとしての性能の劣化を抑えながら、ノイズの少ない精細な画像データを得ることが可能である。

カメラ本体及び交換レンズの内部ブロック回路構成図である。 レンズの動作制御表である。 カメラの機種ごとの撮影画像例の説明図である。 カメラステータスデータの説明図である。 レンズマイコンの割り込み処理のフローチャート図である。 レンズマイコンの通常処理のフローチャート図である。 カメラマイコンのシーケンス動作のフローチャート図である。 カメラマイコンのレリーズシーケンス動作のフローチャート図である。

符号の説明

１ 交換レンズ
２ フォーカスユニット
３ モータユニット
４ 移動量検出器
５ ＰＷＭ生成回路
６、１２ Ａ／Ｄ変換器
７ レンズマイコン
１０ カメラ本体
１１ 撮像素子
１３ メモリ
１４ ＩＳＯ感度調整機能部
１５ カメラマイコン
１６ 測光ユニット
１７ 測距ユニット
１８ 接点ユニット

Claims (7)

1. 撮像面上に結像する被写体の像に対応した光電変換出力を得る撮像素子と、該撮像素子の露光時間を制御するための露光時間制御部と、前記撮像素子の光電変換出力の増幅率に相応したＩＳＯ感度値を設定する感度調整機能部と、該感度調整機能部で設定したＩＳＯ感度値に基づいてレンズ部の制御方法を変更する変更手段とを備えたことを特徴とするカメラ装置。
2. 撮像面上に結像する被写体の像に対応した光電変換出力を得る撮像素子と、該撮像素子の露光時間を制御するための露光時間制御部と、前記撮像素子の光電変換出力の増幅率に相応したＩＳＯ感度値を設定する感度調整機能部と、外来ノイズに対する強さを示すノイズ耐量データと、レンズ部と通信するための通信手段とを備え、前記感度調整機能部で設定したＩＳＯ感度値、前記露光時間制御部からの出力値、前記ノイズ耐量データの情報を前記通信手段で前記レンズ部に送信し、前記レンズ部は受信したそれぞれの値に基づいて前記レンズ部の制御方法を変更する変更手段とを備えたことを特徴とするカメラ装置。
3. 前記変更手段は前記受信した値に基づいて、電力消費を抑制するように前記レンズ部の制御方法を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ装置。
4. 前記ＩＳＯ感度値が所定の値よりも大きい場合のみ前記変更手段により前記レンズ部の制御方法を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ装置。
5. 前記露光時間によって、前記撮像素子が光電変換中又は光電変換した後のデータが内部のメモリ装置に転送中であると判断した場合に、前記変更手段により前記レンズの制御方法を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ装置。
6. 前記ノイズ耐量データから、装着されたカメラ本体の外来ノイズに対する強さを判断し、設定された強さよりも小さいと判断した場合に、前記変更手段により前記レンズ部の制御方法を変更することを特徴とする請求項２に記載のカメラ装置。
7. 請求項１〜６に記載のカメラ装置に交換可能に取り付けることを特徴とするレンズ装置。