JP2013182118A - 撮像装置及びアクセサリ及び撮像装置システム - Google Patents

Abstract

【課題】 必要なタイミングでより高速なデータ通信をすることを可能にしたカメラ及び交換レンズシステムを提供する。
【解決手段】 アクセサリ１１０を着脱可能な撮像装置１２０は、装着されたアクセサリとの通信を制御する制御手段６を有する。制御手段６は、アクセサリ１１０から受信するデータ量についての情報及びアクセサリ１１０に送信するデータ量についての情報に基づいて、通信するデータ量が多い方向への通信を優先して行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、アクセサリを装着可能で通信により互いの情報交換を行う撮像装置及び、その撮像装置に装着可能なアクセサリ、撮像装置システムに関するものである。

従来、撮像装置としてのカメラとカメラに装着可能な交換式レンズとの間において、例えばカメラからレンズへはカメラの設定・操作状態を通信し、レンズからカメラへは光学的な情報といったカメラシステム制御を行うためのデータ通信を行っている。そして、カメラと交換レンズとの通信手法としては、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。
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、通信速度の高速化を一定レベル向上させたカメラレンズシステムが実現できる。

特開平９−３０４８０４号公報

一方で、カメラのＡＦの精度や応答性を高めるために、従来よりも高速なレンズデータ通信処理を行う必要が生じている。例えば、動画中やライブビュー中の撮像面コントラスト情報に基づくＡＦ（いわゆるコントラストＡＦ）の応答性を高めるために撮像情報を取り込むフレームレートを高めることが有効な手段となる。このような技術では、図６に示すように撮像情報の取り込みタイミング（いわゆるＶ同期タイミング）毎にＡＦ制御、すなわちレンズ通信、ＡＦ処理、およびレンズ駆動処理を行う。そのため、速やかにカメラとレンズ間のデータ通信処理を完了させる必要がある。
また例えば、撮像素子の撮像用画素群に焦点検出用画素を配置して位相差焦点検出ＡＦ（いわゆる位相差ＡＦ）を行う技術が提案されている。このような技術では、レンズの状態（距離環、ズーム環の位置など）に応じて変化するレンズの光束のケラレ情報や撮像面で得られる像信号の出力たわみを補正するシェーディング補正情報など大量のカメラとレンズ間のデータ通信が必要となる。
上述のように、より高精度なＡＦ制御や応答性の高いＡＦ制御を実現するためには、より高速なデータ通信手段が必要となる。本発明の目的は、必要なタイミングでより高速なデータ通信をすることを可能にしたカメラ及び交換レンズシステムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、アクセサリを着脱可能であって、装着されたアクセサリとの通信を制御する制御手段を有し、前記制御手段は、前記アクセサリから受信するデータ量についての情報及び前記アクセサリに送信するデータ量についての情報に基づいて、通信するデータ量が多い方向への通信を優先して行うことを特徴とする。

また、本発明に係るアクセサリは、撮像装置に着脱可能であって、前記撮像装置と通信を行うための第１の端子と第２の端子と、装着された撮像装置との通信を制御するアクセサリ側制御手段を有し、前記アクセサリ側制御手段は、前記撮像装置から受信するデータ量が前記撮像装置に送信するデータ量より多い場合、前記第１の端子と前記第２の端子をデータ受信用に設定し、前記撮像装置から受信するデータ量が前記撮像装置に送信するデータ量より少ない場合、前記第１の端子と前記第２の端子をデータ送信用に設定することを特徴とする。

また、本発明に係る撮像装置システムは、アクセサリを着脱可能な撮像装置と、該撮像装置に装着されるアクセサリとを有し、第１の端子と第２の端子を介して前記撮像装置と前記アクセサリとが通信可能であって、前記アクセサリから前記撮像装置に送信するデータ量についての情報及び前記撮像装置から前記アクセサリに送信するデータ量についての情報に基づいて、通信するデータ量が多い方向への通信を優先して行うことを特徴とする。

本発明によれば、必要なタイミングでより高速にデータ通信を行うことを可能とするカメラ及び交換レンズシステムを提供することができる。

カメラと交換レンズの回路構成図 通信制御手段の回路ブロック図 各通信モードでの通信線状況を説明する図 実施例１の通信モードの切り替え例を説明する図 実施例１の高速通信時の制御を説明する図 コントラストＡＦを実施する場合のカメラシーケンスを説明する図 実施例１のネゴシエーション通信時の制御を説明する図 実施例２の高速通信時の制御を説明する図 実施例２のネゴシエーション通信時の制御を説明する図 実施例２の通信モードの切り替え例を説明する図 実施例３の通信モードの切り替え例を説明する図 撮像素子の画素配置を示す模式図 撮像画素と焦点検出画素の配置例を示す模式図 （ａ）第１の焦点検出画素の構造を示す図と（ｂ）第２の焦点検出画素の構造を示す図 （ａ）焦点状態（合焦状態）に応じた像信号の位相差を説明するための模式図と（ｂ）焦点状態（前ピン状態）に応じた像信号の位相差を説明するための模式図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本発明を実施した撮像装置の一例としてのレンズ交換式一眼レフデジタルカメラ（以下、単にカメラという）の構成例を示すブロック図である。カメラ本体１２０のマウント１０５にアクセサリとしての交換レンズ１１０が着脱可能な構成を有する。

レンズＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）１は、交換レンズ１１０の動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ、変数を記憶するＲＡＭ、諸パラメータを記憶するためのＥＥＰＲＯＭ（電気的消去，書き込み可能メモリ）が内蔵されている。アクセサリ側制御手段としてのレンズＭＰＵ１は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、交換レンズ１１０に係る演算及び制御を行う。レンズ駆動ユニット２は、レンズＭＰＵ１の指示に従い、交換レンズ１１０のレンズ１１１を駆動する。なお、図１ではレンズ１１１が１枚のレンズとして示されているが、実際には交換レンズの焦点距離を調節するためのフォーカスレンズを含む複数のレンズから構成される。また、レンズ１１１はズームレンズを含んでもよい。

絞り駆動ユニット３は、レンズＭＰＵ１の指示に従い、交換レンズ１１０が有する絞り１１２を駆動する。レンズ情報検出ユニット４は、交換レンズ１１０の情報（例えば、現在の合焦距離や絞り値、交換レンズ１１０がズームレンズを含む場合にはその焦点距離など）を検出する。光学情報テーブル５は、自動焦点調節を行うために必要な交換レンズ１１０の光学情報を記憶するためのテーブルである。

交換レンズ１１０は、中央の点線で示されるマウント１０５を介してカメラ本体１２０と接続される。カメラとレンズとのデータ通信はデータ信号線であるＬＩＮＥ０（１５）、ＬＩＮＥ１（１６）、ＬＩＮＥ２（１７）とにより行われる。これら通信端子による通信処理については後述する。

制御手段としてのカメラＭＰＵ６内には、カメラ動作を制御するプログラムを格納したＲＯＭ、変数を記憶するためのＲＡＭ、諸パラメータを記憶するためのＥＥＰＲＯＭが内蔵されている。カメラＭＰＵ６は、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、後述の焦点検出処理などのカメラ本体１２０の動作を実現する。カメラＭＰＵ６は位相差焦点検出に用いる輝度情報を測光ユニット１０から取得し、焦点検出ユニット７を用いて焦点検出を実行する。本構成では撮像素子１１のキャプチャ画像のコントラスト情報によるＡＦ（コントラストＡＦ）と焦点検出ユニット７によるＡＦ（位相差ＡＦ）を用いてＡＦ処理を行う。なお、撮像素子上に焦点検出用画素を設け、その出力信号の位相差を検出してＡＦを行ってもよい（撮像面位相差ＡＦ）。また、いずれか一つのＡＦ方式を用いるようにしてもよい。

焦点検出ユニット７は、サブミラー１４で反射された被写体像から被写体のピントずれ量を検出するためのＡＦセンサを含み、ＡＦセンサの読み出し完了をカメラＭＰＵ６に通知する。焦点検出ユニット７の動作については公知の位相差ＡＦに関する技術を採用する。

一方、コントラストＡＦでは、撮像素子１１で生成された画像信号の高周波成分に基づいて生成された、画像のコントラストを表すＡＦ評価値のピーク位置を探索して、合焦位置を検出する。

カメラレンズシステムとしては、レンズとのデータ交換通信、ＡＦ処理、レンズ駆動通信を繰り返し実施することでピント制御を行う。

シャッター駆動ユニット８は、カメラＭＰＵ６の制御に従い、図示しないシャッターの駆動及びミラーの駆動を行う。ダイヤルユニット９は、カメラ本体１２０に対してユーザが連続撮影速度、シャッター速度、絞り値、撮影モード等の諸設定を行うための操作部である。測光ユニット１０は、被写体の測光情報を得る。撮像素子１１の受光面は、メインミラー１３及びサブミラー１４を光路外に移動させシャッターを開くことにより被写体像を受光する。表示ユニット１２は、たとえばＬＣＤや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置を含み、撮像素子１１で撮像された画像のレビュー表示や、メニュー画面などのＧＵＩ表示に用いる。また、表示ユニット１２は、連続的に撮像した画像を表示ユニット１２に順次表示して電子ビューファインダーとして機能することができる。

図２は、カメラとレンズのマウント接続の信号線１５、１６、１７に関わる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、レンズ側で制御手段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かまわないので、一つの図面を用いて説明する。

ＩＯ制御回路２４、２５、２６は、それぞれ通信端子２１、２２、２３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形態を切り替える回路である。データ入出力方向切り替えは、端子をデータ入力として使用するか、データ出力として使用するかの切り替えである。入出力信号種類切り替えは、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２７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は、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である。さらに、ＩＯ制御回路２４、２５、２６は、後述する通信モード１及び通信モード２によって、通信端子２１、２２、２３の制御を切り換える。ＩＯ制御回路２４は、通信モード１及び通信モード２においては通信端子２１にてＣＬＫ信号を通信すべく制御し、通信制御回路２７から同期クロック信号ＳＣＬＫを入力する。ＩＯ制御回路２４は、このＳＣＬＫ信号をカウンタ・タイマー回路２９に供給する。ＩＯ制御回路２５、２６は、通信モード１において、一方を送信用通信端子として使用し他方を受信用通信端子として使用すべく通信端子２２、２３を制御する。ＩＯ制御回路２５、２６は、通信モード２において、通信端子２２、２３を両方とも送信用通信端子もしくは両方とも受信用通信端子として使用すべく通信端子２２、２３を制御する。

通信制御回路２７は、通信のマスター・スレーブの切り替え、および後述する通信モード１と通信モード２の切り替えなど通信全般の制御を行う。通信制御回路２７で通信モード１もしくは通信モード２が設定されている場合は、カメラ側は同期通信の通信マスターとして制御し、同期クロック周波数設定に従った同期クロック信号ＳＣＬＫを通信端子２１に出力し、通信端子２２、２３でデータ通信を行う。逆にレンズ側は同期通信の通信スレーブとして制御し、レンズ側通信端子２１に同期クロック信号ＳＣＬＫが入力され、レンズ側通信端子２２、２３でデータ通信を行う。

クロック生成回路２８は、様々な周波数のクロックを生成する。カウンタ・タイマー回路２９は、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。クロック生成回路２８で生成されたクロック信号は、通信制御回路２７及びカウンタ・タイマー回路２９へ供給される。

次に、図３を用いて本発明の通信モード１（第１の通信モード）と通信モード２（第２の通信モード）の通信パターンを説明する。以下、カメラ側の処理として説明する。ＬＩＮＥ０は通信端子２１（第３の端子）に、ＬＩＮＥ１は通信端子２２（第１の端子）に、ＬＩＮＥ２（第２の端子）は通信端子２３に対応している。

図３（ａ）は通信モード１設定時の通信例を示している。通信モード１ではクロック同期式通信を行い、ＬＩＮＥ０はＳＣＬＫ端子として機能してクロック信号を出力する。ＬＩＮＥ１はＴＸＤ端子として機能し、カメラからレンズにデータを送信する。ＬＩＮＥ２はＲＸＤ端子として機能し、レンズからカメラにデータを受信する。

図３（ｂ）および（ｃ）は通信モード２設定時の通信例を示している。通信モード２はクロック同期式通信を行い、高速にデータの受信もしくは送信を行うモードである。ＬＩＮＥ０はＳＣＬＫ端子として機能してクロック信号を出力する。高速で受信するモードでは、図３（ｂ）に示すように、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２ともにＲＸＤ端子として機能して、レンズからカメラにデータを２系列で送信する。また、高速で送信するモードでは、図３（ｃ）に示すようにＬＩＮＥ０、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２すべてＴＸＤ端子又はＲＸＤ端子として機能して、データを３系列で通信する。

次に、図４を用いて通信モードの切り替えを行う場合の通信例を説明する。

図４（ａ）は通信モード１と通信モード２とを切り替える場合を示している。まず、通信モード１でカメラとレンズ間で双方向にクロック同期通信を行う。通信ａ１でカメラＭＰＵ６からレンズＭＰＵ１へネゴシエーション要求コマンドを出力し、以降の通信でどのように高速通信をするかを決定するための情報交換を要求する。この情報交換のために、通信ａ２でカメラＭＰＵ６からレンズＭＰＵ１へ今回送信する総データ数を送信する。レンズＭＰＵ１は、ネゴシエーション要求コマンドに応答して、レンズからカメラへ今回送信する総データ数を通信ａ３で送信（カメラ側から見ると受信）する。図４（ａ）は、カメラ側からみて、レンズへの送信データ数よりもレンズからの受信データ数が多い場合を示している。ＬＩＮＥ１で図中の送信１〜３に示す送信データ（図示では３バイト）が通信し終わるまでの期間は、通信モード１で双方向に通信し、ＬＩＮＥ２で受信処理を並行して行う。カメラＭＰＵ６は、総送信データを送信し終えたら、次に高速で受信処理を行う通信モード２へ移行する。すでに図中の受信１〜３に示す３バイトデータをレンズＭＰＵ１から受信し終えているので、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２を使用して各々に示す受信処理のみを２系列で実施する。通信ａ３でレンズＭＰＵ１から受信した総受信データ数分のデータ（図中の受信４〜Ｎ）を受信するまでの期間は通信モード２を実行する。カメラＭＰＵ６は、レンズからの総受信データを受信し終えたら、通信モード１へ復帰し、次の通信コマンドａ４でＬＩＮＥ１をレンズへの送信に切り換える。

図４（ｂ）も通信モード１と通信モード２とを切り替える場合を示している。図４（ｂ）では、カメラ側からみて、レンズへの送信データ数の方がレンズからの受信データ数よりも多い場合を示している。この場合、図中の受信１〜３に示す総受信データをレンズＭＰＵ１から受信し終えたら、カメラからレンズへの送信専用の高速通信を行う通信モード２へ切り換える。ここで、図４（ａ）とは異なり、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２を使用してカメラからレンズへの送信処理のみを２系列で実施する。レンズＭＰＵ１へ総送信データ数分のデータ（図中の送信４〜Ｎ）を送信し終えたら通信モード１に復帰する。

次に、図５を用いて高速通信時のカメラＭＰＵ６による制御を説明する。

まず、ステップＳ６０１でレンズとのネゴシエーション通信を行う。カメラＭＰＵ６によるネゴシエーション通信時の制御を図７に示す。ネゴシエーション通信では、図７のステップＳ８０１で、高速通信を開始するための情報交換を要求するネゴシエーション要求コマンドを発行する。

ステップＳ８０２では、カメラ側からレンズ側へ今回の通信で送信する総データ数を送信し、双方向通信で、レンズＭＰＵ１から今回の通信でカメラに送信（カメラ側から見ると受信）する総データ数を受信する。

ステップＳ８０３では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ８０２で取得した総受信データ数及び総送信データ数に基づき、以降の通信で通信モード２の高速通信に切り替えたときの拡張通信方向を決定する。すなわち、総送信データ数よりも総受信データ数の方が多ければ、受信方向の通信を高速化するように通信モード２を動作させることとなる。この拡張通信方向の決定はカメラＭＰＵ６内の不図示の制御ブロックで行う。

図５に戻り、ステップＳ６０２では、カメラＭＰＵ６は、拡張する通信方向を判定し、受信方向を拡張する場合はステップＳ６０３へ、送信方向を拡張する場合はステップＳ６０９へ遷移する。

ステップＳ６０３では、レンズＭＰＵ１へ送信すべきデータがあれば通信モード１で双方向に通信を行う。すべての送信データを送信したら（ステップＳ６０４のＹｅｓ）、ステップＳ６０５へ遷移する。

ステップＳ６０５では、カメラＭＰＵ６は、送信用端子として使用していた通信端子２２について、受信用端子に設定を切り替え、通信モード２へ切り替える。

ステップＳ６０６では、カメラＭＰＵ６は、残るすべての受信すべきデータが受信されるまで通信モード２で通信端子２２、２３を用いて２系列で受信処理を行う。すべての受信データを受信したら（ステップＳ６０７のＹｅｓ）、ステップＳ６０８へ遷移する。

ステップＳ６０８では、カメラＭＰＵ６は、通信端子２３を受信用設定から送信用設定に切り替えて通信モード１へ復帰し、高速通信処理を終了する。

一方、ステップＳ６０２で拡張通信方向が送信方向の場合、ステップＳ６０９で、カメラＭＰＵ６は、受信すべきデータがあれば通信モード１で双方向に通信を行う。すべての受信データを受信したら（ステップＳ６１０のＹｅｓ）、ステップＳ６１１へ遷移する。

ステップＳ６１１では、カメラＭＰＵ６は、受信用端子として使用していた通信端子２２について、送信用端子に設定を切り替え、通信モード２へ切り替える。

ステップＳ６１２では、カメラＭＰＵ６は、残るすべての送信データを送信するまで通信モード２で通信端子２２、２３を用いて２系列で送信処理を行う。すべての送信データを送信したら（ステップＳ６１３のＹｅｓ）、ステップＳ６１４へ遷移する。

ステップＳ６１４では、カメラＭＰＵ６は、通信端子２３を送信設定から受信設定へ切り替えて通信モード１へ復帰し、高速通信を終了する。

なお、図５において通信方向を判定するプログラムはカメラＭＰＵ６内に配置する。

以上のように、送信方向もしくは受信方向にデータ送信を高速に行いたい場合に、通信端子を双方向から片方向に切り替えることで２系列での通信処理を行い、高速にデータ通信を行うことができる。

本実施例のような高速通信処理は、大量のデータを高速に通信する必要がある場合に有効である。例えば、図６に示すように、撮像情報の取り込みタイミング（いわゆるＶ同期タイミング）毎にＡＦ制御を行い、限られた時間で大量のデータを通信することが必要な場合に、本実施例を適用して通信速度を上げることができる。

また、前述した撮像面位相差ＡＦを行う場合への本実施例の適用について説明する。

はじめに、カメラが撮像面位相差ＡＦ可能な場合の撮像素子１１における画素の配置について説明する。撮像素子１１は、フォーカスレンズを含むレンズ１１１からの光を光電変換して被写体の像を生成する撮像画素と撮影レンズの射出瞳の一部の領域を通る光を受光する焦点検出画素を備える。焦点検出画素は、後述するように位相差検出方式の焦点検出を行うために用いられる。撮像画素と焦点検出画素が配置された様態を図１２に示す。

図１２は、画素行列のうち一部に互いに対をなす焦点検出画素を複数配置した模式図である。図１２では、Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタが配置された通常の撮像画素である。また、Ｓ１，Ｓ２は第１および第２の焦点検出画素であり、撮像画素とは光学特性が異なる。第１および第２の焦点検出画素（Ｓ１，Ｓ２）は、それぞれ離散的な１ラインで対をなしており、そのラインの対を単位にして焦点検出エリアが構成される。図１２においては、第１および第２の焦点検出画素（Ｓ１，Ｓ２）の対が上下に２つ配置されており、それぞれ第１の焦点検出エリアおよび第２の焦点検出エリアを構成する。図１２に示すように、焦点検出画素は撮像素子１１内に離散的に一列に並んでおり、第１の焦点検出画素Ｓ１の列と第２の焦点検出画素Ｓ２の列が対をなすように近接して配置される。

図１３は、撮像素子１１で構成される撮像平面上における焦点検出画素の分布を示す模式図である。図１３において、撮像素子１１の撮像領域４０１の一部である中央部に、図１２で説明した第１および第２の焦点検出画素Ｓ１，Ｓ２の離散的な画素列が配置されており、網掛けで示している。これら配置により位相差検出方式の３つの焦点検出領域４０２乃至４０４を構成しており、撮像面における位相差検出方式の焦点検出を行うことができる。図１３に示されるように、焦点検出領域４０２乃至４０４は、撮像素子１１の撮像領域４０１よりも狭い。

図１４（ａ）には、第１の焦点検出画素Ｓ１の構造を示す。図１４（ａ）において、第１の焦点検出画素の光入射側には、マイクロレンズ５０１が形成されている。５０２はマイクロレンズ５０１を形成するための平面を構成する平滑層である。５０３は遮光層であり、第１の焦点検出画素Ｓ１の光電変換領域５０４の中心Ｏに対して一方向に偏心した絞り開口部を有する。

図１４（ｂ）には、第２の焦点検出画素Ｓ２の構造を示す。図１４（ｂ）において、第２の焦点検出画素の光入射側には、マイクロレンズ５０５が形成されている。５０６はマイクロレンズ５０５を形成するための平面を構成する平滑層である。５０７は遮光層であり、第２の焦点検出画素Ｓ２の光電変換領域５０８の中心Ｏに対して、第１の焦点検出画素Ｓ１とは反対方向に偏心した絞り開口部を有する。

図１４の構成によれば、撮像光学系を第１の焦点検出画素Ｓ１から見た場合と第２の焦点検出画素Ｓ２から見た場合とで、撮像光学系の瞳が対称に分割されたことと等価になる。図１３において、第１の焦点検出画素Ｓ１および第２の焦点検出画素Ｓ２を含む行には、撮像素子の画素数が多くなるにつれて近似した２像が形成されるようになる。

撮像光学系が被写体に対してピントが合っている状態では、第１の焦点検出画素Ｓ１で形成される一列の像信号と、第２の焦点検出画素Ｓ２で形成される一列の像信号は互いに一致する。これに対して、撮像光学系のピントがずれているならば、第１の焦点検出画素Ｓ１で形成される一列の像信号と、第２の焦点検出画素Ｓ２で形成される一列の像信号には、位相差が生じる。そして、その位相差の方向は前ピン状態と後ピン状態とで逆になる。

図１５には、ピントと像信号の位相差との関係を示す。図１５において、両焦点検出画素Ｓ１，Ｓ２を互いに近づけて、それぞれをＡ，Ｂの点として示している。また、撮像画素を省略している。被写体上の特定点からの光束は、焦点検出画素Ａに対応する分割瞳を通って該焦点検出画素Ａに入射する光束ΦＬａと、焦点検出画素Ｂに対応する分割瞳を通って該焦点検出画素Ｂに入射する光束ΦＬｂとに分割される。これら２つの光束は、被写体上の同一点から入射しているため、撮像光学系のピントが合った状態では、図１５（ａ）に示すように、同一のマイクロレンズを通過して撮像素子上の１点に到達する。したがって、第１の焦点検出画素Ａ（Ｓ１）からなる一列の像信号と、第２の焦点検出画素Ｂ（Ｓ２）からなる一列の像信号は、互いに一致する。しかし、図５（ｂ）に示すように、ｘだけピントがずれている状態では、光束ΦＬａ，ΦＬｂのマイクロレンズへの入射角の変化分だけ両光束ΦＬａ，ΦＬｂの到達位置が互いにずれる。したがって、第１の焦点検出画素Ａ（Ｓ１）からなる一列の像信号と、第２の焦点検出画素Ｂ（Ｓ２）からなる一列の像信号は、位相差が生じる。この位相差にもとづいて、ピントずれ量（デフォーカス量）を算出することができる。

以上の構成により、撮像素子を用いた位相差検出方式の焦点検出（撮像面位相差ＡＦ）を行う。

ここで、上記撮像面位相差ＡＦにより測距を行う場合、デフォーカス量算出のためには、レンズのズーム位置や、ケラレ補正、シェーディング補正等の補正データをレンズ側から取得する必要がある。これらのデータは、測距の中心時間（撮像素子１１の蓄積中心時間に相当）に近い時間帯に高速に取得することが望ましい。そこで、撮像面位相差ＡＦを行う際に本発明を適用して、カメラ側から測距データの取得をレンズ側に命令する際に、ネゴシエーション要求コマンドを送信する。上記補正データのサイズは、通常カメラからレンズに送るデータサイズより大きいため、ＬＩＮＥ１とＬＩＮＥ２が受信用に切り替えられる。このようにして、撮像面位相差ＡＦの測距の中心時間付近で集中的に補正データをレンズから受信することが可能になる。

本発明の第２の実施例による、高速データ通信について説明する。本実施例では、高速データ通信として、非同期通信方式を用いた通信モード３（第３の通信モード）を使用する。

図３（ｄ）を用いて本発明の通信モード３設定時の通信パターンを説明する。通信モード３は、非同期式通信を行い、高速に受信もしくは送信を行うモードである。通信制御コントローラ２７より内部クロックを制御回路２４、２５、２６へ供給し、この内部クロックに基づいてＬＩＮＥ０、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２を用いてデータの送信もしくは受信を行う。

図２で、通信モード３に設定した場合について説明する。たとえば通信モード１から通信モード３に切り替えた場合、通信コントローラ２７にて通信方式をクロック同期式から非同期式通信方式に切り替える。この時、通信端子２１にてクロック信号情報を通信する必要はなく、この通信端子２１をデータ通信端子として使用すべく回路２４を制御する。通信モード３では通信端子２２、２３もデータ通信端子として使用すべく回路２５、２６を制御する。カウンタ・タイマー回路２９から内部クロックを供給し、内部タイマーに基づいてデータ送受信を非同期式通信で行う。

通信制御回路２７は、通信のマスター・スレーブの切り替えの他、通信全般の制御を行う。この制御としては、同期通信・非同期通信の切り替え、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内部サンプリングクロック周波数設定の切り替え、および通信モード１と通信モード３の切り替えなどがある。

通信端子２１、２２、２３は、カメラ側がデータ送信端子として使用している場合にはレンズ側ではデータ受信端子として使用し、カメラ側がデータ受信端子として使用している場合にはレンズ側はデータ送信端子として使用する。

図１０は、通信モード１と通信モード３とを切り替える場合のカメラＭＰＵ６による制御を示している。まず、通信モード１でカメラとレンズ間で双方向にクロック同期通信を行う。カメラＭＰＵ６は、通信ｃ１でネゴシエーション要求コマンド２を発行し、以降の通信でどのように高速通信をするかを決定するための情報交換を要求する。カメラＭＰＵ６は、この情報交換のために通信ｃ２でカメラからレンズへ今回送信する総データ数をレンズに送信する。レンズＭＰＵ１は、通信ｃ１のネゴシエーション要求コマンド２に応答して、レンズからカメラへ非同期通信で実行可能な通信ボーレート情報を通信ｃ３で送信（カメラ側から見ると受信）する。次に、カメラ側は自身の非同期通信可能なボーレートと通信ｃ３で受信したレンズ側ボーレート情報とから通信モード３で採用するボーレート情報を決定し、通信ｃ４でレンズへ送信する。レンズ側は通信ｃ５で今回送信（カメラ側から見ると受信）する総データ数をカメラに送信（カメラ側から見ると受信）する。図示する例は、カメラ側からみて送信データ数よりも受信データ数が多い場合を示している。この場合、レンズからカメラへデータを送信する方向が第１の方向、カメラからレンズへデータを送信する方向が第２の方向になる。カメラＭＰＵ６は、通信ｃ１から通信ｃ５までのネゴシエーション用通信を終了すると、通信モード３に切り替える。

通信モード３では、通信モード１でクロック信号出力端子として使用していた端子をデータ受信端子として使用する。通信端子２１、２２、２３（各々ＬＩＮＥ０、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２に対応）は、通信制御回路２７から供給される内部クロックに基づいて、非同期式でデータ通信を行う。図示した例では、まず双方向で高速通信を行う。具体的には、ＬＩＮＥ１からはカメラからレンズへデータ送信を行い、並行してＬＩＮＥ０及びＬＩＮＥ２にてレンズからカメラへデータ送信を行う。カメラＭＰＵは、ＬＩＮＥ１で総送信データ数分のデータ（図中の送信２、３）送信処理が終了すると、ＬＩＮＥ１を受信用端子設定に切り替え、受信専用の高速データ通信を行う。総受信データサイズ分のデータ全ての受信が終了したら通信モード１へ復帰し、ＬＩＮＥ０をクロック信号端子に再設定して通信ｃ６に示す次の通信処理を行う。

なお、図１０では、ＬＩＮＥ０、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２で同じタイミングでデータを通信しているが、非同期通信の際は任意のタイミングでデータを通信することができる。

次に、図８を用いて高速通信時のカメラＭＰＵ６の制御を説明する。

まず、ステップＳ９０１でレンズとのネゴシエーション通信を行う。カメラＭＰＵ６によるネゴシエーション通信時の制御を図９に示す。ネゴシエーション通信では、図９のステップＳ１００１で、カメラＭＰＵ６から、高速通信を開始するための情報交換を要求するネゴシエーション要求コマンドを発行する。

ステップＳ１００２では、カメラＭＰＵ６は、今回の通信で送信する総データ数を送信する。ステップＳ１００３では双方向通信を行い、レンズＭＰＵ１から非同期式通信を実行する場合に採用可能な許容ボーレート情報を受信する。

ステップＳ１００４では、カメラＭＰＵ６は、ステップＳ１００３で受信したレンズ側の許容ボーレート情報とカメラ自身の実行可能な非同期通信のボーレート情報とから、今回の通信で実施するボーレートを決定しレンズへ通知する。ステップＳ１００５では、双方向通信を行い、カメラＭＰＵは、今回の通信でレンズＭＰＵ１が送信（カメラ側から見ると受信）する総データ数を受信する。

ステップＳ１００６では、カメラＭＰＵ６は、カメラからレンズへの総送信データ数、ステップＳ１００５で取得したレンズからカメラへの総受信データ数に基づき、以降の通信で通信モード３の高速通信に切り替えたときの拡張する通信方向を決定する。すなわち，カメラからレンズへの総送信データ数よりもレンズからカメラへの総受信データ数の方が多ければ、カメラ側からみて受信方向の通信を高速化するように通信モード３を動作させることとなる。一方、レンズからカメラへの総受信データ数よりもカメラからレンズへの総送信データ数の方が多ければ、カメラ側からみて信方向の通信を高速化するように通信モード３を動作させることとなる。

図８に戻り、ステップＳ９０２では、カメラＭＰＵ６は、拡張する通信方向を判定し、受信方向へ拡張する場合はステップＳ９０３へ、送信方向へ拡張する場合はステップＳ９１２へ遷移する。

ステップＳ９０３に進んだ場合、カメラＭＰＵ６は、通信モード３に切り替え、ステップＳ９０４において、通信モード１でクロック信号を出力していた通信端子２１を受信用端子に設定する。本実施例では、通信端子２２は送信用端子、通信端子２３は受信端子設定とする。通信モード３では、図１０で説明したように内部クロックに基づき通信端子２１、２２、２３を使用して非同期式でデータ通信を行う。

ステップＳ９０５では、カメラＭＰＵ６は、送信すべきデータがあれば通信端子２２を使用してデータ送信を行う。すべての送信データを送信したら（ステップ９０６のＹｅｓ）、ステップＳ９０７へ遷移する。

ステップＳ９０７では、カメラＭＰＵ６は、ネゴシエーション通信で受信した総受信データ数に対してまだ受信すべきデータが残っているかどうかを判定する。受信すべきデータが残っていればステップＳ９０８へ遷移し、すでに受信処理を終えていればステップＳ９１１へ遷移する。

ステップＳ９０８では、カメラＭＰＵ６は、通信端子２２を受信端子に切り替える。このとき、通信端子２１、２２、２３は全て受信端子となる。

ステップＳ９０９で、カメラＭＰＵ６は、通信モード３で通信端子２１、２２、２３を用いて３線で高速にデータ受信を行う。総受信データ数分のデータを受信したら（ステップＳ９１０のＹｅｓ）、ステップＳ９１１へ遷移する。

ステップＳ９１１では、カメラＭＰＵ６は、通信端子の設定を復帰させる。すなわち、通信端子２１をクロック信号出力端子に、通信端子２２を送信端子、通信端子２３を受信端子に設定し、通信モード１へ遷移して高速通信処理を終了する。

一方、ステップＳ９０２で拡張通信方向が送信方向の場合、ステップＳ９１２に進み、通信モード３に切り替える。

ステップＳ９１３において、カメラＭＰＵ６は、通信モード１でクロック信号を出力していた通信端子２１を送信用端子に設定する。通信端子２２は送信端子、通信端子２３は受信端子設定とする。

ステップＳ９１４では、カメラＭＰＵ６は、受信すべきデータがあれば通信端子２３を使用してデータ通信を行い、すべての受信データを受信したら（ステップＳ９１５のＹｅｓ）、ステップＳ９１６へ遷移する。

ステップＳ９１６では、カメラＭＰＵ６は、今回の通信で送信すべき総送信データ数に対してまだ送信すべきデータが残っているどうかを判定する。送信すべきデータが残っていればステップＳ９１７へ遷移し、すでに送信処理を終えていればステップＳ９１１へ遷移する。

ステップＳ９１７では、カメラＭＰＵ６は、通信端子２３を送信端子に切り替える。このとき、通信端子２１、２２、２３は全て送信端子となる。

ステップＳ９１８では、カメラＭＰＵ６は、通信モード３で通信端子２１、２２、２３を用いて３線で高速にデータ送信を行う。総送信データ数分のデータを送信したら（ステップＳ９１９のＹｅｓ）、ステップＳ９１１へ遷移する。

以上のように、本実施例では、通信設定をクロック同期式通信から非同期式通信に切り替え、クロック信号出力として使用していた通信端子を送信、もしくは受信用端子として使用する。これにより、３系列での通信処理を行い、双方向、片方向によらず送受信処理を高速に実行することができる。なお、本実施例も、大量のデータを高速に通信する必要がある場合に有効である。例えば、図６に示すように、撮像情報の取り込みタイミング（いわゆるＶ同期タイミング）毎にＡＦ制御を行い、限られた時間で大量のデータを通信することが必要な場合に、本実施例を適用して通信速度を上げることができる。

また、本実施例も、撮像面位相差ＡＦを行う際の補正データ通信に適用することができる。カメラＭＰＵ６は、レンズから補正データを取得する際にデータ線のうち２線または３線を受信に用いることができるため、撮像面位相差ＡＦの測距の中心時間付近で集中的により高速に補正データをレンズから受信することが可能になる。

本発明の第３の実施例による高速データ通信について説明する。本実施例では、通信モード１と通信モード２を切り替えて、コマンド単位で独立した端子で高速データ通信を行う。

図１１は通信モード１と通信モード２とを切り替える場合の通信例を示している。

図示する例では送信データ種別としてコマンドＡ（４バイト）、コマンドＢ（２バイト）、コマンドＣ（３バイト）、コマンドＤ（２バイト）・・・コマンドＸ（Ｎバイト）というように複数の種別のデータを一括で高速通信するケースを示している。

まず、通信モード１でカメラとレンズ間で双方向にクロック同期式通信を行う。通信ｄ１でカメラＭＰＵ６からレンズＭＰＵ１へネゴシエーション要求コマンドを発行し、以降の通信でどのように高速通信するかを決定するための情報交換を要求する。この情報交換のためにカメラＭＰＵ６は、通信ｄ２では、レンズに送信する総送信データ数をレンズＭＰＵ１に送信し、通信ｄ３では、レンズから受信する総受信データ数をレンズＭＰＵ１から受信する。図示する例は、カメラ側からみて受信データ数よりも送信データ数の方が多い場合を示している。図中の受信１〜３で示すレンズからの受信データ（図示では３バイト）を通信し終わるまでは通信モード１で双方向に通信し、ＬＩＮＥ１での送信処理とＬＩＮＥ２での受信処理を並行して行う。カメラＭＰＵ６は、総受信データ数の受信を終えたら、高速で送信処理を行う通信モード２へ移行する。レンズへの送信データとしては、通信モード２への移行前にコマンドＡをすでに３バイト送信しているが、コマンドＡは４バイトの送信データであるため、通信モード２へ切り替えたタイミングにおいて４バイト目のデータの送信が終わっていない。そのため、通信モード２に切り替えてからの通信でコマンドＡの４バイト目を送信する。高速通信期間では、カメラＭＰＵ６は、ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２ともに送信用端子として使用する。ＬＩＮＥ１では、カメラからレンズへコマンドＡの送信を終えると、続けてコマンドＣのデータ送信を行う。ＬＩＮＥ２では、コマンドＡの４バイト目の送信と並行してコマンドＢのデータ送信を行う。ＬＩＮＥ２でコマンドＢのデータ送信を終えると、続けてコマンドＤのデータ送信を開始する。

このようにコマンド単位でデータ通信端子の２系列を使用して高速にデータ通信を行い、一方の端子で送信すべきコマンドデータが無くなったら通信ｄ４のように無効データを送信する。そして両方の端子で総送信データ数を送信し終えたら双方向通信の通信モード１へ復帰し、次の通信コマンドｄ５を通信する。

以上のように、コマンド単位で独立した端子で通信することで、複数のコマンドを一括して高速に通信したい場合に、コマンドの順番に依存せずに高速通信を行うことができる。この時、通信するコマンドの順番を調整すれば、より優先的に処理させたい通信を先に実施することが可能となる。

１ レンズＭＰＵ
２ レンズ駆動ユニット
６ カメラＭＰＵ
７ 焦点検出ユニット
１１ 撮像素子
２１ 通信端子
２２ 通信端子
２３ 通信端子
２７ 通信制御回路
１１０ 交換レンズ
１１１ レンズ
１２０ カメラ本体

Claims (10)

1. アクセサリを着脱可能な撮像装置であって、
   装着されたアクセサリとの通信を制御する制御手段を有し、
   前記制御手段は、前記アクセサリから受信するデータ量についての情報及び前記アクセサリに送信するデータ量についての情報に基づいて、通信するデータ量が多い方向への通信を優先して行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記アクセサリと通信を行うための第１の端子と第２の端子を有し、
   前記制御手段は、前記アクセサリから受信するデータ量が前記アクセサリに送信するデータ量より多い場合、前記第１の端子と前記第２の端子をデータ受信用に設定し、前記アクセサリから受信するデータ量が前記アクセサリに送信するデータ量より少ない場合、前記第１の端子と前記第２の端子をデータ送信用に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. クロック信号を出力可能な第３の端子をさらに有し、
   前記制御手段は、前記クロック信号に基づいて、前記第１の端子と前記第２の端子を用いて双方向通信を行う第１の通信モードと、前記第１の端子と前記第２の端子を用いて、通信するデータ量が多い方向への通信を優先して行う第２の通信モードとを切り替え可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. クロック信号を出力可能な第３の端子をさらに有し、
   前記制御手段は、前記クロック信号に基づいて、前記第１の端子と前記第２の端子を用いて双方向通信を行う第１の通信モードと、クロック信号を用いずに、前記第１の端子、前記第２の端子及び前記第３の端子を用いてデータの通信を行う第３の通信モードとを切り替え可能であって、
   前記第３の通信モードにおいて、前記制御手段は、前記アクセサリから受信するデータ量についての情報及び前記アクセサリに送信するデータ量についての情報に基づいて、前記３つの端子のうち２つ以上の端子を、通信するデータ量が多い方向への通信用に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記第３の通信モードにおいて、前記制御手段は、通信するデータ量が多い第１の方向に前記３つの端子のうち２つの端子を設定し、通信するデータ量が少ない第２の方向に前記３つの端子のうち残り１つの端子を設定し、該第２の方向へのデータ通信完了後、前記第１の方向へ通信するデータが存在する場合は、前記３つの端子全てを該第１の方向への通信用に設定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 撮像装置に着脱可能なアクセサリであって、
   前記撮像装置と通信を行うための第１の端子と第２の端子と、
   装着された撮像装置との通信を制御するアクセサリ側制御手段を有し、
   前記アクセサリ側制御手段は、前記撮像装置から受信するデータ量が前記撮像装置に送信するデータ量より多い場合、前記第１の端子と前記第２の端子をデータ受信用に設定し、前記撮像装置から受信するデータ量が前記撮像装置に送信するデータ量より少ない場合、前記第１の端子と前記第２の端子をデータ送信用に設定することを特徴とするアクセサリ。
7. クロック信号が入力される第３の端子をさらに有し、
   前記アクセサリ側制御手段は、前記クロック信号に基づいて、前記第１の端子と前記第２の端子を用いて双方向通信を行う第１の通信モードと、前記第１の端子と前記第２の端子を用いて、通信するデータ量が多い方向への通信を優先して行う第２の通信モードとを、前記撮像装置から受信する情報に基づいて切り替え可能であることを特徴とする請求項６に記載のアクセサリ。
8. クロック信号が入力される第３の端子をさらに有し、
   前記アクセサリ側制御手段は、前記クロック信号に基づいて、前記第１の端子と前記第２の端子を用いて双方向通信を行う第１の通信モードと、クロック信号を用いずに、前記第１の端子、前記第２の端子及び前記第３の端子を用いてデータの通信を行う第３の通信モードとを、前記撮像装置から受信する情報に基づいて切り替え可能であって、
   前記第３の通信モードにおいて、前記アクセサリ側制御手段は、前記３つの端子のうち２つ以上の端子を、通信するデータ量が多い方向への通信用に設定することを特徴とする請求項６に記載のアクセサリ。
9. 前記第３の通信モードにおいて、前記アクセサリ側制御手段は、通信するデータ量が多い第１の方向に前記３つの端子のうち２つの端子を設定し、通信するデータ量が少ない第２の方向に前記３つの端子のうち残り１つの端子を設定し、該第２の方向へのデータ通信完了後、前記第１の方向へ通信するデータが存在する場合は、前記３つの端子全てを該第１の方向への通信用に設定することを特徴とする請求項８に記載のアクセサリ。
10. アクセサリを着脱可能な撮像装置と、該撮像装置に装着されるアクセサリとを有し、第１の端子と第２の端子を介して前記撮像装置と前記アクセサリとが通信可能な撮像装置システムであって、
    前記アクセサリから前記撮像装置に送信するデータ量についての情報及び前記撮像装置から前記アクセサリに送信するデータ量についての情報に基づいて、通信するデータ量が多い方向への通信を優先して行うことを特徴とする撮像装置システム。

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