JP2012047899A

JP2012047899A - 交換レンズ及び撮像装置

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Publication number: JP2012047899A
Application number: JP2010188656A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Sato; 洋一佐藤; Hiromichi Sakamoto; 弘道坂本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2030-08-25
Also published as: JP5725763B2

Abstract

【課題】従来の通信方式を用いた古いタイプの交換レンズにも対応しつつ、さらなる動作パフォーマンスの向上を可能にするカメラ及び交換レンズを提供する。
【解決手段】カメラに装着可能であって、カメラとレンズ間の通信方式として同期通信と非同期通信を切替可能な交換レンズが、カメラと通信するための第１のレンズ側端子と第２のレンズ側端子を有する。同期通信時において、前記第１のレンズ側端子を介して受信した信号をクロック信号として、このクロック信号に基づいて前記第２のレンズ側端子でデータ通信する。一方、非同期通信時において、前記第１のレンズ側端子を介して受信した信号に基づいて駆動制御回路が絞りの駆動を開始するようにレンズ側制御手段が制御し、当該信号をクロック信号として用いずに前記第２のレンズ側端子でデータ通信する。
【選択図】図８

Description

本発明は撮像装置に装着可能で通信により情報交換を行う交換レンズ及びレンズ交換可能な撮像装置に関するものである。

従来、カメラと交換レンズとの通信手法として、クロック信号を用いた同期シリアル通信が採用されてきた。図６は同期シリアル通信におけるカメラと交換レンズとの通信信号のタイミングチャート図である。特許文献１では、次のような技術内容が開示されている。まず、古いタイプの交換レンズでも通信可能な第１の通信速度で同期シリアル通信を行う。その通信内容により、装着されている交換レンズが新しいレンズと判別された場合には、より高速な第２の通信速度での同期シリアル通信に切替える。また、この通信速度切替えの際に、通信端子の回路をオープンドレインタイプから高速通信に適したＣＭＯＳタイプに切替えることも記載されている。この技術によれば、古いタイプの交換レンズとの組合せでは速度は遅いながらも動作が可能で、新しいタイプの交換レンズとの組合せでは通信速度の高速化を一定レベル向上させたものが実現できる。

特許第３６５８０８４号

ところで、従来の同期シリアル通信では、通信と通信との間でレンズが受信したデータを解析して次の通信でカメラへ送るデータをセットするため、また受信したデータに基づいて処理を実行するための待ち時間が設けられる。この待ち時間が生じている状態をＢｕｓｙと呼び、Ｂｕｓｙの間はレンズはカメラからの通信を受け付けない。そのため、クロック速度をいくら高速化しても、カメラ側のマイクロコンピュータはレンズのＢｕｓｙ解除を待ちながら通信するために、動作パフォーマンスの向上には限界がある。一方、レンズ側のマイクロコンピュータには頻繁にカメラからの通信割り込みが発生し、その都度Ｂｕｓｙ信号出力及び解除のための通信割り込み処理を優先的に行わなければならないので、こちらも動作パフォーマンス向上の弊害となる。

本発明の目的は、従来の通信方式を用いた古いタイプの交換レンズにも対応しつつ、さらなる動作パフォーマンスの向上を可能にするカメラ及び交換レンズを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る交換レンズは、光学部材を有し、撮像装置に装着可能で、第１の通信モード、第２の通信モードで当該撮像装置と通信可能な交換レンズであって、前記撮像装置と通信するための第１のレンズ側端子及び第２のレンズ側端子と、前記光学部材の駆動を制御する光学部材制御回路と、前記第１の通信モードにおいて、前記第１のレンズ側端子を介して受信した信号をクロック信号として当該クロック信号に基づいて前記第２のレンズ側端子でデータ通信し、前記第２の通信モードにおいて、前記第１のレンズ側端子を介して受信した信号に基づいて前記光学部材制御回路が前記光学部材の駆動を開始するように制御し、当該信号をクロック信号として用いずに前記第２のレンズ側端子でデータ通信するレンズ側制御手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る撮像装置は、光学部材と、前記光学部材の駆動を制御する光学部材制御回路とを備えた交換レンズを装着可能で、第１の通信モード、第２の通信モードで当該交換レンズと通信可能な撮像装置であって、前記交換レンズと通信するための第１の端子及び第２の端子と、前記第１の通信モードにおいて、前記第１の端子を介してクロック信号を送信し、当該クロック信号に基づいて前記第２の端子でデータ通信し、前記第２の通信モードにおいて、前記第１の端子を介して前記光学部材制御回路に前記光学部材の駆動開始を指示する信号を送信し、当該信号をクロック信号として用いずに前記第２の端子でデータ通信する制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、従来の通信方式を用いた古いタイプの交換レンズにも対応しつつ、さらなる動作パフォーマンスの向上を可能にするカメラ及び交換レンズを提供することができる。

本発明を実施したカメラと交換レンズの回路構成を表す図撮像回路の動作タイミングチャート図マイクロコンピュータの回路ブロック図通信制御回路のブロック図本発明を実施したカメラと交換レンズとによるレンズ駆動動作フローチャート図同期通信方式におけるカメラと交換レンズとの通信信号のタイミングチャート図非同期通信方式におけるカメラと交換レンズとの通信信号のタイミングチャート図本発明を実施したカメラと交換レンズとの通信信号のタイミングチャート図本発明を実施したカメラ側マイクロコンピュータの動作フローチャート図本発明を実施したレンズ側マイクロコンピュータの動作フローチャート図同期通信方式におけるカメラ側マイクロコンピュータの動作フローチャート図同期通信方式におけるレンズ側マイクロコンピュータの動作フローチャート図動画記録時の撮像回路の動作タイミングチャート図比較例における動画記録時の撮像回路制御信号とレンズ駆動通信の動作タイミングチャート図

（実施例１）
図１は本発明を実施したカメラと交換レンズの回路構成を表す図である。図１において１は撮像装置としてのカメラ、２は交換レンズである。カメラ１はマウント部３を、交換レンズ２はレンズマウント部４をそれぞれ有する。カメラ１の内部にはバッテリー１１、電源生成部１２、カメラ側マイクロコンピュータ１３がある。電源生成部１２はバッテリー１１が出力する電圧を入力して、カメラ側マイクロコンピュータ１３等の電気回路が動作するために最適に安定化された電源電圧を発生し、これを電気回路各部に供給する。１９はデジタル画像を撮影するための撮像回路であり、撮像素子やその駆動回路、ＡＤ変換回路、画像処理回路などで構成される。撮像回路１９はカメラ側マイクロコンピュータ１３から出力されるＶＤ信号と不図示のシリアル制御信号及びその他タイミング信号に基づき動作する。撮像回路の動作を簡略的に示したタイミングチャート図である図２を用いて撮像回路の動作を説明する。はじめにカメラ側マイクロコンピュータ１３は撮像回路１９に対して、シリアル通信で撮像動作開始命令を通知する。撮像動作開始命令を受信した撮像回路１９は、以降ＶＤ信号が入力されるタイミングで動作モードを切り替える。撮像回路１９は最初のＶＤ信号を検出するとスタンバイ状態を解除する。次に２回目のＶＤ信号を検出すると撮像素子のフォトダイオード（ＦＤ）に残っている電荷をリセットし、蓄積動作を開始する。続けて３回目のＶＤ信号を検出すると蓄積動作を終了し、ＦＤに蓄積された電荷を読み出す動作を開始する。４回目のＶＤ信号が検出されると読み出し動作が完了し、撮像動作が完了したことになる。

また、通常カメラ１の内部には露出制御のための測光センサー、オートフォーカス制御のための測距センサー、液晶モニタとその駆動回路、デジタル画像を記録する為のメモリ、メカ駆動用のモータードライバなどの回路構成が存在するが、本発明の主旨には深く関わらないので不図示としてある。

１４から１８はカメラ１側に設けられた交換レンズ２との電気信号授受のための接点部であり、１４は電源生成部１２が発生したレンズ用電源を交換レンズ２に供給するためのカメラ側電源端子である。１５はカメラ１と交換レンズ２が通信を行う場合に同期クロック信号等を伝達するための第１の端子としてのカメラ側ＣＬＫ端子である。１６はカメラ１から交換レンズ２へ通信データを送信するための第２の端子としてのカメラ側ＤＯＣ端子、１７は交換レンズ２からカメラ１への通信データを受信するためのカメラ側ＤＯＬ端子である。これらの端子１５〜１７はカメラ側マイクロコンピュータ１３と接続されている。１８はカメラ側接地端子である。

交換レンズ２の内部にはレンズ側マイクロコンピュータ２１がある。２４から２８はレンズ２側に設けられたカメラ１との電気信号授受のための接点部である。２４はカメラ１から電源供給を受けるためのレンズ側電源端子である。２５はカメラ１と通信を行う場合に同期クロック信号等を伝達するための第１のレンズ側端子としてのレンズ側ＣＬＫ端子である。２６はカメラ１から交換レンズ２への通信データを受信するための第２のレンズ側端子としてのレンズ側ＤＯＣ端子、２７は交換レンズ２からカメラ１へ通信データを送信するためのレンズ側ＤＯＬ端子である。２８はレンズ側接地端子である。

カメラ１に交換レンズ２が正常に装着されると、カメラ側の端子１４〜１８とレンズ側の端子２４〜２８が図示したとおりにそれぞれ１対１に接続される。

２２は絞りであり、光学レンズ２３から入光される光量を調節する。２９は光学部材としての絞り２２や光学レンズ２３を駆動するための駆動制御回路である。駆動制御回路２９はレンズ側マイクロコンピュータ２１から出力されるＩＲＩＳ＿ＣＴＲＬ信号による制御と、ＣＬＫ端子からの信号（ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号）による制御が可能な構成となっている。なお、同期方式通信時にはＣＬＫ端子からの信号（ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号）は無効となるように駆動制御回路２９はレンズ側マイクロコンピュータ２１から制御される。

なお、本発明はカメラとレンズとの間で無線通信を行う場合においても適用できる。

また、本実施例ではカメラ側の端子１４〜１８がマウント部３に設けられる構成としたが、カメラ側ＣＬＫ端子１５はマウント部３以外に設けられる構成としても良い。同様に、レンズ側の端子２４〜２８がレンズマウント部４に設けられる構成としたが、レンズ側ＣＬＫ端子２５はレンズマウント部４以外に設けられる構成としても良い。

図３はカメラ側マイクロコンピュータ１３或いはレンズ側マイクロコンピュータ２１に内蔵される回路構成のうち、シリアル通信制御に関わる構成を示したものである。カメラ側マイクロコンピュータ１３とレンズ側マイクロコンピュータ２１とは当然別物であるが、シリアル通信制御に関わる構成としては同一の構成要件を持っていて構わないので共通の図面で説明する。

３１は発振子で例えば水晶発振子やセラミック振動子などが使われる場合が多く、こうした発振子についてはマイクロコンピュータに内蔵される場合に限らず、外付けされる場合もある。３２はクロック発生回路で発振子３１に接続されて源振クロックを発生させる源振回路、源振クロックをより高い周波数へ変換する逓倍回路、逓倍回路で変換された高周波数のクロックを元に分周・合成等を行い様々な周波数のクロックを生成するクロック生成回路などから構成される。３３は通信制御回路で図４を使って詳しく説明する。３４はカウンタ・タイマー回路で入力される信号のパルス数をカウントしたり、入力される信号の時間幅を測定したりすることができる。クロック発生回路３２で生成されたクロック信号は通信制御回路３３及びカウンタ・タイマー回路３４に供給される。３５〜３７はＩＯ制御回路で、それぞれ入出力端子４５〜４７の入出力信号のデータ入出力方向及び入出力信号種類並びに入出力回路形態を切替える回路である。データ入出力方向切替えというのは文字通り端子をデータ入力として使うか、データ出力として使うかの切替えである。入出力信号種類切替えというのは通常のパラレルＩＯ信号の入出力信号を端子に接続するか、通信制御回路３３との入出力信号を端子に接続するかの切替えである。入出力回路形態の切替えというのは先述した特許文献１に記載されているオープンドレイン方式で出力するかＣＭＯＳ方式で出力するかの切替え並びにプルアップ抵抗を接続するか否かの切替えを行う。ＩＯ制御回路３５は入出力端子４５の入出力切替えを行うもので、通信制御回路３３からは同期クロック信号ＳＣＬＫが接続されていて、このＳＣＬＫ信号をカウンタ・タイマー回路３４に供給可能である。ＩＯ制御回路３６は入出力端子４６の入出力切替えを行うもので、通信制御回路３３からはシリアル通信データ出力信号ＴＸＤが接続されている。ＩＯ制御回路３７は入出力端子４７の入出力切替えを行うもので、通信制御回路３３からはシリアル通信データ入力信号ＲＸＤが接続されている。
３８は割り込み制御回路で通信制御回路３３及びカウンタ・タイマー回路３４から割り込み発生信号が接続されている。４０はマイクロコンピュータ内のデータバスである。通信制御回路３３及びカウンタ・タイマー回路３４やＩＯ制御回路３５〜３７はこのデータバス４０に接続されて動作に必要なデータの受け渡しができる。尚、マイクロコンピュータ内には本図に記載以外のＡＬＵ、プログラムカウンタ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤコンバータ等の回路構成が存在するが、不図示としてある。

カメラ側マイクロコンピュータ１３の場合、入出力端子４５は図１のカメラ側ＣＬＫ端子１５に、入出力端子４６は図１のカメラ側ＤＯＣ端子１６に、入出力端子４７は図１のカメラ側ＤＯＬ端子１７にそれぞれ接続される。

レンズ側マイクロコンピュータ２１の場合、入出力端子４５は図１のレンズ側ＣＬＫ端子２５に、入出力端子４６は図１のレンズ側ＤＯＬ端子２７に、入出力端子４７は図１のレンズ側ＤＯＣ端子２６にそれぞれ接続される。これは本実施例の説明ではＤＯＣ信号をカメラからレンズへの送信データ、ＤＯＬ信号をレンズからカメラへの送信データとしているためである。

図４は図２で示した通信制御回路３３について、より詳細な構成を説明するための図である。クロック発生回路３２が発生する様々な周波数のクロック信号はボーレートジェネレータ５１に入力される。ボーレートジェネレータ５１はデータバス４０を通して送られてくる各種通信設定データに従って通信制御に必要なクロック信号を発生させる。通信設定データとしては通信のマスターかスレーブかの切替え、同期通信か非同期通信かの切替え、同期通信の場合の同期クロック周波数設定、非同期通信の場合の非同期サンプリングクロック周波数設定などがある。通信設定データにより同期通信及び通信マスターが設定されている場合は、同期通信の場合の同期クロック周波数設定値に従った同期クロック信号ＳＣＬＫを出力する。通信設定データにより同期通信及び通信スレーブが設定されている場合は、同期クロック信号ＳＣＬＫを入力することになる。同期クロック信号ＳＣＬＫは５２の送受信制御ブロックにも供給される。通信設定データにより非同期通信が設定されている場合は、非同期通信の場合の非同期サンプリングクロック周波数設定に従ったサンプリング用クロックを送受信制御ブロック５２に供給する。送受信制御ブロック５２はやはりデータバス４０を通して送られてくる各種通信設定データに従って後述する送信シフトレジスタ５３及び受信シフトレジスタ５４にシフトクロックを供給したり、送受信のトリガ信号を入出力してシリアル通信のタイミング制御を行う。また、シリアル通信の送受信完了のタイミングで割り込み信号の発生も行う。

５３は送信シフトバッファで、シリアル通信で送信するデータをパラレル入力し信号ＴＸＤとしてシリアル出力する。シリアル出力するためのシフトクロックは送受信制御ブロック５２から供給される。非同期通信する場合は送信トリガ信号を送受信制御ブロック５２から入力する。５４は受信シフトレジスタで、シリアル通信で受信するデータ信号ＲＸＤをシリアル入力しパラレル出力する。シリアル入力するためのシフトクロックは送受信制御ブロック５２から供給される。非同期通信する場合は受信トリガ信号を送受信制御ブロック５２に出力する。５５は送信データレジスタでデータバス４０より送信用データを入力されて、送信シフトレジスタ５３にデータセットする。５６は受信データレジスタで受信シフトレジスタ５４より受信データを入力されてデータバス４０に出力可能とする。

背景技術で説明したとおり、図６は同期通信方式におけるカメラと交換レンズとの間のプロトコル例である。信号ＣＬＫは同期通信用の同期クロックであり、カメラと交換レンズとの間では通常はカメラ側が通信のマスター側になるので、カメラが出力してレンズが入力する。本例では８ビットを１送信単位として同期クロックＣＬＫの立下りエッジに同期して信号ＤＯＣ及びＤＯＬのデータが変化して、同期クロックＣＬＫの立ち上がりエッジにてカメラ１側はＤＯＬのデータを、レンズ２側はＤＯＣのデータをラッチする例で記載している。信号ＤＯＣ及びＤＯＬのレベルが同期クロックＣＬＫの立下りエッジに同期してどのように変化するかは送信するデータの各ビット毎の値に依存する。

図６記載の通信プロトコルに従ってカメラ側マイクロコンピュータが交換レンズと通信を行う場合の制御フローについて図１１に従って説明する。

（３０１）同期クロック信号ＣＬＫを出力する端子の入力レベルをチェックして、レンズ側がＢｕｓｙ状態でないかどうかを判別する。本例ではレンズ側がこの端子をＬレベルにしている状態はＢｕｓｙ状態であるものとし、この状態ではカメラはレンズと通信することができない。信号ＣＬＫを出力する端子の入力レベルがＨレベルで、レンズ側がＢｕｓｙ状態ではない場合は（３０２）へ進む。

（３０２）まず最初にレンズに送信するデータＤＡＴＡ＿Ｃ１をシリアルデータ送信シフトレジスタにセットして、１送信単位のシリアル通信を行う。通常はまずレンズに送信するデータＤＡＴＡ＿Ｃ１がレンズに対する何らかのコマンドであり、それに応答するレンズからの返答データは次の１送信単位の通信時のデータＤＡＴＡ＿Ｌ２である。よって、この時にレンズからカメラに送られてくるデータＤＡＴＡ＿Ｌ１はｄｏｎ’ｔｃａｒｅデータであるので特に読み込んで処置などをしない。

（３０３）同期クロック信号ＣＬＫを出力する端子の入力レベルをチェックして、レンズ側がＢｕｓｙ状態でないかどうかを判別する。送信したデータＤＡＴＡ＿Ｃ１の内容をレンズ側が解析してそれに対応する処理をする間はレンズ２がＣＬＫを出力する端子をＬレベルとしてＢｕｓｙ状態になる。処理が完了してレンズ側がＢｕｓｙ状態ではなくなるのを待ってから（３０４）へ進む。

（３０４）次にレンズに送信するデータＤＡＴＡ＿Ｃ２をシリアルデータ送信シフトレジスタにセットして、１送信単位のシリアル通信を行う。（３０２）で送信したデータＤＡＴＡ＿Ｃ１がレンズに対してレンズ固有の情報をカメラに送信するコマンドであった場合はデータＤＡＴＡ＿Ｃ２の内容はｄｏｎ’ｔｃａｒｅデータとなり、折り返しにレンズから送られてくるデータＤＡＴＡ＿Ｌ２に意味があることになる。

（３０５）受信シフトレジスタに受信されたデータＤＡＴＡ＿Ｌ２を取り込む。

次に図６記載の通信プロトコルに従ってレンズ側マイクロコンピュータがカメラと通信を行う場合の制御フローについて図１２に従って説明する。レンズ側マイクロコンピュータは通信に際してはスレーブ側となる。よって、カメラからの１送信単位のシリアル通信を受信したことを同期クロック信号ＣＬＫの立下りエッジ数が所定数カウントされたことにより割り込み信号を発生する通信割り込み機能により検知する。

（４０１）まずは同期クロック信号ＣＬＫを受信する端子をＬレベルにし、レンズ側がＢｕｓｙ状態であることをカメラが判別できるようにする。

（４０２）受信シフトレジスタに入力されているカメラ１からの送信データＤＡＴＡ＿Ｃ１を入力し、その内容を解析する。尚、カメラからの送信データは最初はＤＡＴＡ＿Ｃ１であるが、その後ＤＡＴＡ＿Ｃ２等が送られてくる場合があるので、フローチャート上はＤＡＴＡ＿Ｃｘと記載してある。

（４０３）カメラ１からの送信データＤＡＴＡ＿Ｃ１の内容がレンズ側のアクチュエータの駆動命令である場合は（４０４）へ進む。

（４０４）カメラからの送信データＤＡＴＡ＿Ｃ１の内容に従ってレンズ側のアクチュエータの駆動処理を行う。

（４０５）レンズ側のアクチュエータの駆動に関する処理が終わり、次のカメラからの通信を受信可能となったかどうかを判別する。受信可能になれば（４０７）へ進む。

上記（４０３）のステップでカメラからの送信データＤＡＴＡ＿Ｃ１の内容がレンズ固有のデータ送信要求であった場合は（４０６）へ進む。

（４０６）カメラからの送信データＤＡＴＡ＿Ｃ１に従い要求されているレンズ固有のデータを送信シフトレジスタにセットする。

（４０７）同期クロック信号ＣＬＫを受信する端子をＨレベルにし、レンズ側がＢｕｓｙ状態ではなくなったことをカメラが判別できるようにする。

以上が同期通信におけるカメラ側マイクロコンピュータ、レンズ側マイクロコンピュータの基本的な制御フローについての説明である。本実施例のように同期通信と非同期通信を切替可能なカメラでは、その後、カメラと交換レンズの双方が非同期方式に対応していることが確認できた後に非同期方式に切替えて通信を行う。

ところで、通信方式を非同期通信に切替えると、同期通信時のＢｕｓｙ確認による待ち時間について改善する事が出来るが、通信のタイムラグに起因してちらつきが発生するおそれがある。以下で詳細に説明する。

一般的に露出制御を自動で行うカメラでは、周囲の明るさが変化した場合にシャッタースピード、絞り開口といったパラメータを自動的に調整し、撮影画像が常に最適な露出となるように制御する。したがって、動画記録においてはパラメータ変更と撮像回路の動作タイミングの同期を取らなくてはならない。なぜならば、あるフレームを撮像している途中でパラメータを変更すると、同一フレーム内でアンダーまたはオーバーな露出となるため、表示上ちらつきが発生してしまうためである。図１３は動画記録時の撮像回路動作を簡略的に説明したタイミングチャート図である。撮像回路はカメラ側マイコンからのシリアル通信コマンドを受信し所定の設定を行う。その後はカメラ側マイコンから入力されるタイミング信号（ＶＤ信号）に基づき各動作モードを切替える。従来より、ちらつきを発生させないようにするため、撮像回路が露光動作を行わない期間（蓄積完了＆読み出し開始〜ＦＤリセット＆蓄積開始まで）にパラメータの変更が行われる。しかし、交換レンズの絞り駆動は通信を介して行っているため、カメラが絞り駆動コマンドを送信してから実際に絞り駆動をするまでにタイムラグがあり、ちらつきを解消することはできない。図１４はカメラと交換レンズ間の非同期方式通信における絞りやフォーカスのレンズ駆動に関する従来技術における通信プロトコルと動画記録時のタイミング信号のタイミングチャート図である。なお、非同期方式では同期用のクロック信号は使用しないためＨレベルに固定されている。絞り駆動を行う際、カメラは絞り値を通知するコマンドとしてＤＡＴＡ＿Ｃ１を、データ信号ＤＯＣを用いて交換レンズに送信する。交換レンズは受信したＤＡＴＡ＿Ｃ１のコマンド内容を解析する。解析した結果に基づき、カメラに対して返信情報ＤＡＴＡ＿Ｌ１をデータ信号ＤＯＬを用いて返信する。カメラは返信情報を受信すると交換レンズに対して絞り駆動コマンドＤＡＴＡ＿Ｃ２を交換レンズに送信する。交換レンズは送られてきたコマンドＤＡＴＡ＿Ｃ２を受信すると内容を解析する。解析の結果、コマンドが絞り駆動であると判別されると、レンズはＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｌ信号を制御し絞り駆動回路を駆動し、先に受信したコマンドＤＡＴＡ＿Ｃ１で通知された絞り開口径に制御する。同時にカメラに対してコマンドＤＡＴＡ＿Ｃ２に対する返信情報ＤＡＴＡ＿Ｌ２を返信する。このようにカメラが絞り駆動コマンドを送信してから実際に絞り駆動動作が開始されるまでは、コマンド送信時間とコマンド解析時間によるタイムラグが発生する。このタイムラグが図１４のように撮像動作を行わない期間よりも長くなってしまうと、ちらつきが発生する原因となる。

また、フォーカス制御を自動で行うカメラにおいても、撮像回路が露光動作を行わない期間にフォーカス駆動を行うことが好ましいが、絞り駆動と同様に通信のタイムラグのために露光動作中にフォーカス駆動を行うおそれがある。

ここで、本実施例のように同期通信と非同期通信を切替可能なカメラでは、同期通信時に同期クロック信号を出力するＣＬＫ端子が、非同期通信時には未使用となる。非同期通信時に未使用となるＣＬＫ端子を用いて、絞りの駆動開始を通知する信号を出力することで、非同期通信時に通信のタイムラグを発生させることなく交換レンズの絞り駆動、フォーカス駆動を行うことができる。以下でその詳細な方法を説明する。

図５は本発明を実施したカメラ１と交換レンズ２からなるカメラシステムの非同期方式通信における絞り駆動に関するフローチャートである。カメラ側及び交換レンズ側マイクロコンピュータ個々の動作については後述するが、最初に全体的な動作の流れとして本図を説明する。

不図示の電源スイッチがオンされてカメラ１と交換レンズ２が動作可能になると、フローチャートの（１０１）から動作を開始する。

（１０１）カメラ１と交換レンズ２は通信方式の初期設定として同期通信にて通信を行う。図６は同期通信方式のプロトコル例である。本実施例ではカメラ１がクロックマスターであるとし、ＣＬＫ信号の出力を行う。ＣＬＫ信号の出力タイミングにあわせて、カメラ１、レンズ２がそれぞれデータの出力・入力をおこなう。ＤＯＣ信号がカメラ１からレンズ２に対する出力信号であり、コマンドＤＡＴＡ＿Ｃ１、ＤＡＴＡ＿Ｃ２を送信している。ＤＯＬ信号はレンズ２からカメラ１に対する出力信号であり、ＤＡＴＡ＿Ｌ１、ＤＡＴＡ＿Ｌ２がカメラ１からのコマンドに対する返信である。各コマンド通信間では、スレーブ側、すなわちレンズ２が処理中であることを示すＢｕｓｙ信号を出力する。

（１０２）同期通信中、レンズ２はＣＬＫ端子からの信号（ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号）による絞り駆動が無効になるように駆動制御回路２９を制御する。

（１０３）その後、カメラ１と交換レンズ２の双方が非同期方式に対応していることが確認できた後に非同期方式に切替えて通信を行う。本実施例では同期方式から非同期方式への切替えについての説明は割愛する。

（１０４）レンズ２はＣＬＫ端子からの信号（ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号）による絞り駆動が有効になるように駆動制御回路２９を制御する。

（１０５）カメラ１と交換レンズ２との間で非同期方式による通信を行う。図７は非同期方式のプロトコル例である。非同期方式ではＣＬＫ信号は通信には使用しない。このため、カメラ１はＣＬＫ信号端子をＨレベル出力固定に制御する。また、交換レンズ２はＣＬＫ信号端子を入力に設定するとともに、Ｌエッジ割り込みを有効にする。非同期方式における通信信号であるＤＯＣ信号とＤＯＬ信号は、通信データの先頭にスタートビットを、最後尾にストップビットを付加しそれぞれ送信する。非同期方式では、同期方式と異なりＢｕｓｙを設定しない。

図８は動画記録時における絞り駆動動作を説明するためのタイミングチャート図である。絞り駆動動作を行う前にカメラ１は交換レンズ２に対して、絞り開口径値を決めるパラメータをデータ信号線ＤＯＣを用いてコマンドＤＡＴＡ＿Ｃ１として送信する。なお、図８では絞り駆動動作の直前にコマンドを送信しているが、説明の便宜上であり、絞り駆動動作前の任意のタイミングで構わない。レンズ２はコマンドＤＡＴＡ＿Ｃ１を受信するとその内容を解析する。解析により絞り開口径値パラメータと判別すると、カメラ１に対してデータ信号線ＤＯＬを用いて返信情報を返信する。

（１０６）カメラ１はレンズ２からの返信情報を受信すると、絞り２２を駆動するためにＣＬＫ信号端子にＬパルスを出力する（１０７）。

（１０８）駆動制御回路２９はカメラ１から出力されたＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号（ＣＬＫ信号）が入力されると、先に受信したＤＡＴＡ＿Ｃ１により通知された絞り開口径値になるように絞り２２を駆動する。

以上でカメラ１と交換レンズ２とからなるカメラシステムの絞り駆動に関する動作フローの説明を終える。

次にカメラ側マイクロコンピュータ１３における交換レンズ２との非同期方式通信における絞り駆動に関する動作フローを図９に示すフローチャートにて説明する。

不図示の電源スイッチがオンされてカメラ側マイクロコンピュータ１３が動作を開始して交換レンズ２と通信を行う場合、図８の（１１１）から動作フローを実行する。

（１１１）図４のカメラシステムの動作フロー（１０１）で説明したように最初は同期方式で通信を行うように通信制御回路３３並びにＩＯ制御回路３５〜３７の設定をおこなう。その後、カメラ側マイクロコンピュータ１３とレンズ側マイクロコンピュータ２１の双方が非同期方式通信に対応していることが確認できた後に非同期方式に設定を切替える。

（１１２）非同期通信を行うように通信制御回路３３ならびにＩＯ制御回路３５〜３７の設定を行う。カメラ側マイクロコンピュータ１３は非同期通信方式で使用しないＣＬＫ信号端子であるＩＯ制御回路３５をＨレベル出力固定に制御する。

（１１３）非同期方式で通信を行う。交換レンズに２対して送信するデータＤＡＴＡ＿Ｃ１を送信シフトレジスタ５３にセットしＴＸＤ信号端子であるＩＯ制御回路３６から交換レンズ２に対してコマンド送信を行う。カメラ側マイクロコンピュータ１３は絞り開口径値を決定するパラメータＤＡＴＡ＿Ｃ１を交換レンズ２に対して送信する。

（１１４）交換レンズ２からの返信データがＲＸＤ端子に接続されたＩＯ制御回路３７に入力される。

（１１５）ここで、被写体輝度変化などにより露出条件が変わり、カメラ側マイクロコンピュータ１３が絞り駆動が必要と判別すると（１１６）に進む。

（１１６）絞り駆動用信号を出力する。カメラ側マイクロコンピュータ１３は撮像回路１９がスタンバイ設定になるＶＤ信号のタイミングに合わせて、ＩＯ制御回路３５にＬパルス信号を出力するように制御する。

なお、Ｌパルス信号を出力するタイミングは、撮像回路１９がスタンバイ設定になるＶＤ信号のタイミングに合わせるのが好ましいが、これに限るものではない。ＦＤに残っている電荷をリセットし蓄積動作を開始するＶＤ信号が出力されるまでに絞りの駆動動作が完了できるように、Ｌパルス信号を出力するタイミングを制御すればよい。

続いて、レンズ側マイクロコンピュータ２１におけるカメラとの非同期方式通信における絞り駆動に関する動作フローを図１０に示すフローチャートにて説明する。

交換レンズ２がカメラ１に装着され、カメラ１から電源供給を受けてレンズ側マイクロコンピュータ２１が動作可能となると図９の（１３１）から動作フローを実行する。

（１３１）図４のカメラシステムの動作フロー（１０１）で説明したように、最初は同期方式で通信を行うように通信制御回路３３並びにＩＯ制御回路３５〜３７の設定を行う。

（１３２）また、レンズ側マイクロコンピュータ２１は駆動制御回路２９への入力信号であるＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号（ＣＬＫ信号）による制御機能を無効にするための設定を行う。

（１３３）その後、カメラ側マイクロコンピュータ１３とレンズ側マイクロコンピュータ２１の双方が非同期通信方式に対応していることが確認できた後に非同期方式に設定を切替える。非同期通信を行うように通信制御回路３３ならびにＩＯ制御回路３５〜３７の設定を行う。レンズ側マイクロコンピュータ２１は非同期通信方式で使用しないＣＬＫ信号端子に接続するＩＯ制御回路３５を入力に設定する。

（１３４）駆動制御回路２９への入力信号ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号による制御機能を有効にするための設定を行う。この設定により、絞り駆動回路はＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号にＬパルスが入力されると、絞り２２を所定の絞り開口径値に駆動する。

（１３５）非同期通信を行う。レンズ側マイクロコンピュータ２１は、ＩＯ制御回路３７に入力されたカメラ１からの受信コマンドＤＡＴＡ＿Ｃ１を解析し、解析結果に基づきＩＯ制御回路３６を用いてカメラ１に返信情報ＤＡＴＡ＿Ｌ１を送信する。解析の結果ＤＡＴＡ＿Ｃ１が絞り開口径値パラメータであった場合、レンズ側マイクロコンピュータ２１はＩＲＩＳ＿ＣＴＲＬ線を介して所定信号を通知し、駆動制御回路２９が絞り動作を行うとカメラ１から通知された絞り開口径となるように設定する。

（１３６）カメラからＩＯ制御回路３５へのＬパルス信号が入力されると、
（１３７）駆動制御回路２９は絞り２１を駆動する。この時、絞り開口径は前もって通信で受信したＤＡＴＡ＿Ｃ１に基づく開口径値となるように制御される。

なお、本実施例では絞りの駆動について説明したが、光学部材として絞りに限るものではなく、フォーカスレンズであってもよい。

また、本実施例では図８のようにＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｌの信号レベルをＨレベル出力固定したが、ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｌ線はなくてもよい。また、駆動制御回路２９の構成を変えることにより、ＩＲＩＳ＿ＣＴＲＬ線とＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｌ線を同一にしてもよい。

また、ＣＬＫ端子から出力されるＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号は、レンズ側マイクロコンピュータ２１を介して駆動制御回路２９に入力されるようにしてもよい。この場合、ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ線は不要となる。

（実施例２）
実施例１では、非同期通信時に未使用となるＣＬＫ端子を用いて絞りの駆動開始を通知する信号を出力する構成とした。同期通信時と非同期通信時で各端子の接続を切り替える必要が無いので、実施例１が最も好ましい実施形態であるが、当該信号を出力する端子はＣＬＫ端子に限定されるものではなく、他の端子であってもよい。

例えば、非同期通信時、ＤＯＣ端子から絞り２２の駆動開始を通知する信号を出力し、ＣＬＫ端子を用いてカメラ１からレンズ２へ絞り開口径値パラメータなどのデータを送るようにしてもよい。この場合、非同期通信時において、カメラ側ではＩＯ制御回路３５が送信シフトレジスタ５３と接続するように、レンズ側ではＩＯ制御回路３５が受信シフトレジスタ５４と接続するように回路を切り替える必要がある。また、本例ではＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ線はレンズ側ＤＯＣ端子２６と駆動制御回路２９を接続する構成とする。レンズ側マイクロコンピュータ２１は、同期通信時にはＤＯＣ端子から入力された信号（ＬＥＮＳ＿ＣＴＬ＿Ｃ信号）による制御機能を無効に設定し、非同期通信時には前記制御機能を有効に設定する。

１カメラ
２交換レンズ
１３カメラ側マイクロコンピュータ
１５カメラ側ＣＬＫ端子
１６カメラ側ＤＯＣ端子
１７カメラ側ＤＯＬ端子
１９撮像回路
２１レンズ側マイクロコンピュータ
２２絞り
２３光学レンズ
２５レンズ側ＣＬＫ端子
２６レンズ側ＤＯＣ端子
２７レンズ側ＤＯＬ端子
２９駆動制御回路
３２クロック発生回路
３３通信制御回路

Claims

光学部材を有し、撮像装置に装着可能で、第１の通信モード、第２の通信モードで当該撮像装置と通信可能な交換レンズであって、
前記撮像装置と通信するための第１のレンズ側端子及び第２のレンズ側端子と、
前記光学部材の駆動を制御する光学部材制御回路と、
前記第１の通信モードにおいて、前記第１のレンズ側端子を介して受信した信号をクロック信号として当該クロック信号に基づいて前記第２のレンズ側端子でデータ通信し、前記第２の通信モードにおいて、前記第１のレンズ側端子を介して受信した信号に基づいて前記光学部材制御回路が前記光学部材の駆動を開始するように制御し、当該信号をクロック信号として用いずに前記第２のレンズ側端子でデータ通信するレンズ側制御手段と、を有することを特徴とする交換レンズ。
前記第２の通信モードにおいて、前記レンズ側制御手段は、前記第２のレンズ側端子を介して受信したデータが前記光学部材の駆動量のデータであるとき、当該駆動量を通知する通知信号を前記光学部材制御回路に出力することを特徴とする請求項１に記載の交換レンズ。
前記第２の通信モードにおいて、前記光学部材制御回路は、前記レンズ側制御手段から前記通知信号を受信後、前記撮像装置から前記第１のレンズ側端子を介して信号を受信すると、前記駆動量に基づいて前記光学部材を駆動することを特徴とする請求項２に記載の交換レンズ。
前記光学部材制御回路は、前記撮像装置から前記第１のレンズ側端子を介して信号を受信可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
光学部材を有し、撮像装置に装着可能で、第１の通信モード、第２の通信モードで当該撮像装置と通信可能な交換レンズであって、
前記撮像装置と通信するための第１のレンズ側端子及び第２のレンズ側端子と、
前記光学部材の駆動を制御する光学部材制御回路と、
前記第１の通信モードにおいて、前記第１のレンズ側端子を介して受信した信号をクロック信号として当該クロック信号に基づいて前記第２のレンズ側端子でデータ通信し、前記第２の通信モードにおいて、前記第２のレンズ側端子を介して受信した信号に基づいて前記光学部材制御回路が前記光学部材の駆動を開始するように制御し、クロック信号を用いずに前記第１のレンズ側端子でデータ通信するレンズ側制御手段と、を有することを特徴とする交換レンズ。
前記第２の通信モードにおいて、前記レンズ側制御手段は、前記第１のレンズ側端子を介して受信したデータが前記光学部材の駆動量のデータであるとき、当該駆動量を通知する通知信号を前記光学部材制御回路に出力することを特徴とする請求項５に記載の交換レンズ。
前記第２の通信モードにおいて、前記光学部材制御回路は、前記レンズ側制御手段から前記通知信号を受信後、前記撮像装置から前記第２のレンズ側端子を介して信号を受信すると、前記駆動量に基づいて前記光学部材を駆動することを特徴とする請求項６に記載の交換レンズ。
前記光学部材制御回路は、前記撮像装置から前記第２のレンズ側端子を介して信号を受信可能であることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の交換レンズ。
前記光学部材は、絞り又はフォーカスレンズであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の交換レンズ。
前記交換レンズは、レンズマウント部を有し、
前記第１のレンズ側端子及び前記第２のレンズ側端子は、前記レンズマウント部に設置されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の交換レンズ。
光学部材と、前記光学部材の駆動を制御する光学部材制御回路とを備えた交換レンズを装着可能で、第１の通信モード、第２の通信モードで当該交換レンズと通信可能な撮像装置であって、
前記交換レンズと通信するための第１の端子及び第２の端子と、
前記第１の通信モードにおいて、前記第１の端子を介してクロック信号を送信し、当該クロック信号に基づいて前記第２の端子でデータ通信し、前記第２の通信モードにおいて、前記第１の端子を介して前記光学部材制御回路に前記光学部材の駆動開始を指示する信号を送信し、当該信号をクロック信号として用いずに前記第２の端子でデータ通信する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
光学部材と、前記光学部材の駆動を制御する光学部材制御回路とを備えた交換レンズを装着可能で、第１の通信モード、第２の通信モードで当該交換レンズと通信可能な撮像装置であって、
前記交換レンズと通信するための第１の端子及び第２の端子と、
前記第１の通信モードにおいて、前記第１の端子を介してクロック信号を送信し、当該クロック信号に基づいて前記第２の端子でデータ通信し、前記第２の通信モードにおいて、前記第２の端子を介して前記光学部材制御回路に前記光学部材の駆動開始を指示する信号を送信し、クロック信号を用いずに前記第１の端子でデータ通信する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
前記第２の通信モードにおいて、前記制御手段は、前記光学部材の駆動量のデータを前記データ通信で送信後、前記光学部材の駆動開始を指示する信号を送信することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の撮像装置。
前記光学部材は、絞り又はフォーカスレンズであることを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像装置は、マウント部を有し、
前記第１の端子及び前記第２の端子は、前記マウント部に設置されることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。