JP2016085254A - カメラシステム、交換レンズおよびカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】カメラ本体の特性や使用条件に応じて、適切なデータをカメラ本体側に送ることにより、様々な状況に応じた最適なピント補正を行う交換レンズを提供すること。
【解決手段】カメラ本体に着脱可能の交換レンズであって、前記カメラ本体の許容錯乱円に関する情報を受信する受信部と、ピント補正用テーブルデータを記憶している記憶部と、前記記憶部から前記ピント補正用テーブルデータを読み出し、補正用データを生成するデータ生成部と、前記受信部が受信した許容錯乱円に関する情報に基づいて、カメラ本体へ送信する前記データ生成部が生成する補正用データの精度を決定する判断部と、前記補正用データをカメラ本体へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、交換レンズにおけるオートフォーカス（ＡＦ）に関する。

カメラと交換レンズを含むカメラシステムでは、カメラ、交換レンズ双方に動作制御用ＣＰＵを備え、ＣＰＵ間で通信を行うことにより種々の命令や情報をやり取りしている。例えば、交換レンズはレンズ固有の光学情報（現在の焦点距離、Ｆ値、フォーカス敏感度、ピント補正量等の情報）や、特性情報（名称、通信速度、開放Ｆ値、ズームレンズか否か等の情報）を通信によってカメラに伝達する。

交換レンズに固有の特性情報や光学情報をカメラが得ることで、カメラは、オートフォーカス（ＡＦ）やオートエクスポージャ（ＡＥ）、画像補正等を、その交換レンズとの組み合わせにおいて適切に行うことができる。

例えば多くのレンズ交換式一眼レフカメラで採用されている位相差方式のオートフォーカス（位相差ＡＦ）では、光束が所定以上けられると正確にＡＦができない。そのため、交換レンズの開放Ｆ値、またはそれに準じたＡＦ可否状態をカメラが把握することが重要である。更には、ズーム、フォーカスの状態（すなわち焦点距離や物体距離）に応じて、フォーカスレンズの敏感度やそこから算出されるフォーカスレンズ駆動量を補正するためのピント補正量等を加味することにより高精度なＡＦが可能となる。

また、フィルムを用いたカメラ本体から撮像素子を用いたデジタルカメラ本体への変化が進み、静止画像のみならずビデオの様な簡易動画撮影を行なうことが可能となった。レンズ交換可能な所謂一眼レフカメラ本体においても静止画撮影モードに加え、動画撮影モードなどが加わり始めた。

撮影モードによる通信の切り替え手法としては、特許文献１には、静止画モードと動画モードによって通信方法を切り換える手法が提案されている。また、特許文献２には、撮影モード応じて、カメラ本体と交換レンズのフォーカシングレンズ駆動のガタ補正量を変更する手法が提案されている。

特開２００９−２５８５５８号公報 特開２０１２−２２６２９１号公報

上記の特許文献１、２は、撮影モードの切り替えを前提としている。撮影モードが切り替わると許容錯乱円が変化する場合があることが知られているが、撮影モードの切り替えだけでなく、他の設定やカメラの種類によっても許容錯乱円は変化する。そのため、カメラ本体の種類や撮影時の設定によっては、動画撮影や静止画撮影等のモードによる切り換えだけでは、適切なピント補正できない場合がある。

本発明の目的は、カメラ本体の特性や使用条件に応じて、適切なデータをカメラ本体側に送ることにより、様々な状況に応じた最適なピント補正を行う交換レンズを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、カメラ本体に着脱可能の交換レンズであって、前記カメラ本体の許容錯乱円に関する情報を受信する受信部と、ピント補正用テーブルデータを記憶している記憶部と、前記記憶部から前記ピント補正用テーブルデータを読み出し、少なくとも２つ以上の精度の異なる第１補正用データと第２補正用データを含む補正用データを生成できるデータ生成部と、前記受信部が受信した許容錯乱円に関する情報に基づいて、カメラ本体へ送信する前記データ生成部から生成された前記補正用データを判断する判断部と、前記補正用データをカメラ本体へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする。

本発明の交換レンズによれば、状況に応じて適切なデータを、交換レンズからカメラ本体に送信することができるため、最適なピント補正を可能とする。

本実施例におけるカメラ−交換レンズ接続の構成を示すブロック図 本実施例におけるフローチャート図 本実施例におけるフローチャート図 本実施例におけるフローチャート図

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には、本発明の実施形態に関わる交換レンズ２および撮像装置（以下、カメラ本体という）１を含む撮像システムの構成を示している。カメラ本体１内に設けられた電気回路部３は、撮像素子４と、測光部５と、焦点検出部６と、シャッタ制御部７と、画像処理部８と、カメラＣＰＵ９と、レンズ装着検出部１０と、カメラ側通信部１１とを含む。

撮像素子４は、交換レンズ２を通過した光により形成された被写体像を電気信号に変換する光電変換素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサにより構成される。測光部５は、撮像素子４からの出力を用いて交換レンズ２を通過した光の量（輝度）を測定する。焦点検出部（焦点検出手段）６は、撮像素子４に設けられた複数の焦点検出用画素からの出力を用いて交換レンズ２の焦点状態（デフォーカス量）を算出する。

シャッタ制御部７は、撮像素子４の露光量を制御するために開閉動作する不図示のシャッタの動作を制御する。画像処理部８は、撮像素子４に設けられた所定画素数の撮像用画素からの出力に対して各種処理を行って画像を生成する。各種処理には、交換レンズ２に搭載された画像処理情報とカメラ本体１に搭載された画像処理情報とを用いる処理が含まれる。撮像装置側制御手段としてのカメラＣＰＵ９は、上述した撮像素子４や各部（５〜８）の動作を制御する。カメラＣＰＵ９は、カメラ側通信部１１と交換レンズ２に設けられたレンズ通信部２５を介してレンズ側制御手段としてのレンズＣＰＵ２６との通信が可能である。

カメラＣＰＵ９は、測光部５により得られた輝度に基づいて撮像時の絞り値やシャッタ秒時を算出し、該絞り値を含む絞り駆動命令をレンズＣＰＵ２６に送信する。また、カメラＣＰＵ９は、許容錯乱円に関する情報をレンズＣＰＵ２６に送信する。さらに、カメラＣＰＵ９は、焦点検出部６にて算出されたデフォーカス量に基づいて交換レンズ２内のフォーカスレンズ２２の合焦位置への駆動方向と駆動量を算出する。そして、これら駆動方向と駆動量の情報を含むフォーカス駆動命令をレンズＣＰＵ２６に送信する。すなわち、交換レンズ２に設けられた撮像光学系のフォーカス制御を行う。焦点検出部６によるデフォーカス量の演算（焦点検出動作）からカメラＣＰＵ９によるフォーカス駆動命令のレンズＣＰＵ２６への送信（フォーカス制御）までをカメラ本体１側でのＡＦ処理という。

レンズ装着検出部１０は、スイッチや光検出器等により構成され、カメラ本体１に対して交換レンズ２が装着されたことを検出し、検出信号をカメラＣＰＵ９に出力する。カメラＣＰＵ９は、カメラ側通信部１１と交換レンズ２に設けられたレンズ通信部２５（送信部、受信部）を介して、交換レンズ２に設けられたレンズＣＰＵ２６との通信を行う。

また、カメラ本体１内には、制御系電源１２と、駆動系電源１３と、撮像準備スイッチ（ＳＷ１）１４と、撮像開始スイッチ（ＳＷ２）１５と、画像記録部１６も設けられている。制御系電源１２は、撮像素子４、測光部５、焦点検出部６および画像処理部８等の比較的電力消費量が少なく安定した電圧供給を必要とする制御系回路に電力を供給する。また、駆動系電源１３は、シャッタ制御部７や交換レンズ２等の比較的電力消費量が多い駆動系回路に電力を供給する。撮像準備スイッチ（ＳＷ１）１４が使用者によってオンされることにより、カメラＣＰＵ９は、測光部５に測光動作を行わせるとともに、焦点検出部６に焦点検出動作を行われる。

撮像開始スイッチ（ＳＷ２）１５が使用者によってオンされることにより、カメラＣＰＵ９は、撮像指示が入力されたものとして、以下の動作を行う。まず、カメラＣＰＵ９は、レンズＣＰＵ２６に対して絞り２４を撮像時の絞り値に駆動させる絞り駆動命令を送信するとともに、シャッタ制御部７にシャッタ駆動を行わせて所定のシャッタ秒時で撮像素子４を露光する。

また、カメラＣＰＵ９は、画像処理部８に、このときに撮像素子４から得られた出力から記録用画像を生成させる。つまり、撮像素子４は、記録用画像を取得するために用いられるとともに、前述したようにデフォーカス量の算出のためにも用いられる。このように、記録用画像を取得するための撮像素子を用いて行う位相差検出方式のＡＦを撮像面位相差ＡＦともいう。本実施例は、不図示の撮像素子を用いて位相差検出方式による撮像光学系の焦点検出を行う撮像装置でも良い。

さらに、カメラＣＰＵ９は、画像記録部１６に、半導体メモリ等の記録媒体（図示せず）に記録用画像を記録させる。これらの露光、画像生成および記録を含めた一連の撮像動作を、レリーズ処理ともいう。ここで、撮影される画像は、図示しないモード選択スイッチによって静止画撮影モードが選択されていれば静止画、動画撮影モードが選択されていれば動画となる。または、動画撮影用の録画開始ボタンを別に設けておき、そちらが押されたら動画の録画が開始されるように構成しても良い。また、カメラ本体に不図示の記録画質設定スイッチによって使用者が記録画質を選択することができるようにしても良い。

交換レンズ２には、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２、振れ補正レンズ２３および絞り２４により構成される撮像光学系と、電気回路部２０とが設けられている。変倍レンズ２１は、光軸方向に移動して撮像光学系の焦点距離を変化させる。フォーカスレンズ２２は、光軸方向に移動してフォーカシングを行う。振れ補正レンズ２３は、光軸方向に対して直交する方向に移動して手振れ等のカメラ振れによる像振れを低減する。絞り２４は、その開口径（絞り値）が可変であり、開口径に応じて光量を変化させる。

電気回路部２０は、前述したレンズ通信部２５およびレンズＣＰＵ２６と、ズーム駆動部２７と、フォーカス駆動部２８と、振れ補正駆動部２９と、絞り駆動部３０とを含む。レンズＣＰＵ２６は、カメラ側通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラＣＰＵ９から受信したフォーカス駆動命令に応じて、フォーカス駆動部２８にフォーカス駆動信号を出力する。フォーカス駆動部２８は、ステッピングモータ、振動型モータまたはボイスコイルモータ等のアクチュエータを含み、レンズＣＰＵ２６からのフォーカス駆動信号に応じてフォーカスレンズ２２を駆動する。このようにしてフォーカスレンズ２２が合焦位置に移動する。フォーカス駆動命令の順からフォーカスレンズ２２の合焦位置への駆動を、交換レンズ２側でのＡＦ処理という。

また、レンズＣＰＵ２６は、絞り駆動命令に応じて、絞り駆動部３０に絞り駆動信号を出力する。絞り駆動部３０は、ステッピングモータ等のアクチュエータを含み、レンズＣＰＵ２６からの絞り駆動信号に応じて絞り２４を駆動する。

また、レンズＣＰＵ２６は、交換レンズ２に設けられた不図示のズーム操作リングの操作に応じたズーム方向とズーム駆動速度で変倍レンズ２１を移動させるためのズーム駆動信号をズーム駆動部２７に出力する。ズーム駆動部２７はステッピングモータ等のアクチュエータを含み、レンズＣＰＵ２６からのズーム駆動信号に応じて変倍レンズ２１を駆動する。

さらに、レンズＣＰＵ２６は、交換レンズ２に設けられた不図示の振れセンサ（加速度センサ等）からの振れ検出信号に基づいて振れ補正駆動部２９に振れ駆動信号を出力する。振れ補正駆動部２９はボイスコイルモータ等のアクチュエータを含み、レンズＣＰＵ２６からの振れ補正駆動信号に応じて振れ補正レンズ２３を駆動する。

また、レンズＣＰＵ２６は、その内部に設けられた記憶部３１に記憶された、焦点検出結果（デフォーカス量）を補正するために用いられるピント補正用テーブルデータである焦点位置ずれ情報を含む補正用データを、レンズ通信部２５とカメラ側通信部１１を介してカメラＣＰＵ９に送信する。

記憶部３１は、レンズＣＰＵ２６の外部に設けられていてもよい。焦点検出により得られたデフォーカス量をこの焦点位置ずれ情報を用いて補正することで、撮像光学系の最良像面位置が撮像素子４の撮像面に一致し、ベストピントが得られる。撮像光学系の最良像面位置は、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２および振れ補正レンズ２３の位置および絞り２４の絞り値によって変動する撮像光学系の収差（特に球面収差）に応じて変化する。したがって、焦点位置ずれ情報も、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２および振れ補正レンズ２３の位置および絞り２４の絞り値によって異なる値となる。

以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。

以下、本発明の実施例について説明する。図２は実施例１におけるピント補正処理のフローチャート図である。図中の「Ｓ」は処理を示すステップを略記したものである。コンピュータであるカメラＣＰＵ９とレンズＣＰＵ２６は、それぞれ、コンピュータプログラムである撮像装置制御プログラムおよび交換レンズ制御プログラムに従って動作を行う。

ステップ１１０において、レンズＣＰＵ２６は、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２および振れ補正レンズ２３の位置および絞り２４の絞り値をレンズ通信部２５およびカメラ側通信部１１を介してカメラＣＰＵ９へ送信する。

ステップ１２０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラ側通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラＣＰＵ９から受信した許容錯乱円に関する情報を含むカメラ本体の特性データを取得する。

ステップ１３０において、判断部であるレンズＣＰＵ２６は、ステップ１２０で取得した許容錯乱円に関する情報を判断し、記憶部３１に記憶されているピント補正用テーブルデータを読み出して、生成部にて補正用データを生成し、カメラＣＰＵ９へ送信する。その際、レンズＣＰＵ２６は、許容錯乱円に関する情報に基づいて、補正用データの切り替えを行う。許容錯乱円が閾値より小さい場合、ステップ１３１へ。許容錯乱円が閾値より大きい場合、ステップ１３２へ進む。

ステップ１３１において、データ生成部であるレンズＣＰＵ２６は、高精度の第１補正用データを生成する。第１補正用データは、ピント補正を行うために必要な複数のデータからなる。

ステップ１３２において、データ生成部であるレンズＣＰＵ２６は、第１補正用データよりも低精度の第２補正用データを生成する。第２補正用データは、第１補正用データよりも少なくとも１つ以上データが間引かれた補正データとする。

ステップ１４０において、レンズＣＰＵ２６は、ステップ１３０で用意された補正用データをレンズ通信部２５およびカメラ側通信部１１を介してカメラＣＰＵ９へ送信する。

ステップ１５０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラ側通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラＣＰＵ９から受信したレンズの駆動命令を受信する。

ステップ１６０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラＣＰＵ９から受けた駆動命令を実行し、フォーカスレンズ２２の駆動を行う。

本実施例では、許容錯乱円が閾値より大きい時、読み込むピント補正テーブルデータを間引くことで通信前処理時間の削減が可能である。また、通信量を削減しているので、レンズＣＰＵ２６とカメラＣＰＵ９間の通信時間を短縮することが可能である。また、許容錯乱円が閾値小さい時、高い精度のピント補正が可能となる。

次に図１、図３を使用して本発明の実施例２を説明する。実施例２のカメラレンズシステムの構成は図１となる。図１の構成に関する説明は、実施例１と同等のため省略する。図３は実施例２におけるピント補正処理のフローチャート図である。図中の「Ｓ」は処理を示すステップを略記したものである。コンピュータであるカメラＣＰＵ９とレンズＣＰＵ２６はそれぞれ、コンピュータプログラムである撮像装置制御プログラムおよび交換レンズ制御プログラムに従って動作を行う。

ステップ２１０において、レンズＣＰＵ２６は、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２および振れ補正レンズ２３の位置および絞り２４の絞り値をレンズ通信部２５およびカメラ側通信部１１を介してカメラＣＰＵ９へ送信する。

ステップ２２０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラ側通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラＣＰＵ９から受信した許容錯乱円に関する情報を含むカメラ本体の特性データを取得する。

ステップ２３０において、判断部であるレンズＣＰＵ２６は、ステップ２２０で取得した許容錯乱円に関する情報を判断し、記憶部３１に記憶されているピント補正用テーブルデータを読み出して、生成部にて補正用データを生成し、カメラＣＰＵ９へ送信する。その際、レンズＣＰＵ２６は、許容錯乱円に関する情報に基づいて、補正用データの切り替えを行う。許容錯乱円が閾値より大きい場合、ステップ２３１へ。許容錯乱円が閾値より小さい場合、ステップ２４０へ進む。

ステップ２３１において、データ生成部であるレンズＣＰＵ２６は、高精度の第１補正用データを生成する。第１補正用データは、ピント補正を行うために必要な複数のデータからなる事が好ましいが、１つからなるデータでも良い。

ステップ２４０において、データ生成部であるレンズＣＰＵ２６は、高精度の第１補正用データを生成する。第１補正用データは、ピント補正を行うために必要な複数のデータからなる事が好ましいが、１つからなるデータでも良い。その後、ステップ２４１へ進む。

ステップ２４１において、データ生成部であるレンズＣＰＵ２６は、第１補正用データを圧縮することで、低精度の第２補正用データを生成する。２バイトで構成される第１補正用データの下位１バイトへの圧縮（小数点以下は切り捨て）を行い第２補正用データを作成する。

ステップ２５０において、レンズＣＰＵ２６は、用意された補正用データをレンズ通信部２５およびカメラ側通信部１１を介してカメラＣＰＵ９へ送信する。補正用データの圧縮により、交換レンズとカメラ本体の通信する切り換えられる補正用データのデータ長を変化させる。

ステップ２６０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラ側通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラＣＰＵ９から受信したレンズの駆動命令を受信する。

ステップ２７０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラＣＰＵ９から受けた駆動命令を実行し、フォーカスレンズ２２の駆動を行う。

本実施例では、許容錯乱円が閾値よりも大きい場合、通信前の処理は増えるが、レンズＣＰＵ２６とカメラＣＰＵ９間の通信量が削減できる。

次に図１、図４を使用して本発明の実施例３を説明する。実施例３のカメラレンズシステムの構成は図１となる。図１の構成に関する説明は、実施例１と同等のため省略する。図４は実施例３におけるピント補正処理のフローチャート図である。図中の「Ｓ」は処理を示すステップを略記したものである。コンピュータであるカメラＣＰＵ９とレンズＣＰＵ２６はそれぞれ、コンピュータプログラムである撮像装置制御プログラムおよび交換レンズ制御プログラムに従って動作を行う。

ステップ３１０において、レンズＣＰＵ２６は、変倍レンズ２１、フォーカスレンズ２２および振れ補正レンズ２３の位置および絞り２４の絞り値をレンズ通信部２５およびカメラ側通信部１１を介してカメラＣＰＵ９へ送信する。

ステップ３２０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラ側通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラＣＰＵ９から受信した許容錯乱円に関する情報を含むカメラ本体の特性データを取得する。

ステップ３３０において、判断部であるレンズＣＰＵ２６は、ステップ３２０で取得した許容錯乱円に関する情報を判断し、記憶部３１に記憶されているピント補正用テーブルデータを読み出して、生成部にて補正用データを生成し、カメラＣＰＵ９へ送信する。その際、レンズＣＰＵ２６は、許容錯乱円に関する情報に基づいて、補正用データの切り替えを行う。

ステップ３３１〜３３３において、データ生成部であるレンズＣＰＵ２６は、ステップ３３０が判別したピント補正用テーブルデータを読み込み、補正データを生成する。なお、第１補正用データと第１補正用データよりもデータ長が小さい第２補正用データ、のように、第ｎ補正用データは第ｎ＋１補正用データよりもデータ長が小さくなる。なお、補正用データは、２つ以上設定してもよい。

ステップ３４０において、レンズＣＰＵ２６は、用意された補正用データをレンズ通信部２５およびカメラ側通信部１１を介してカメラＣＰＵ９へ送信する。

ステップ３５０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラ側通信部１１およびレンズ通信部２５を介してカメラＣＰＵ９から受信したレンズの駆動命令を受信する。

ステップ３６０において、レンズＣＰＵ２６は、カメラＣＰＵ９から受けた駆動命令を実行し、フォーカスレンズ２２の駆動を行う。

本実施例では、許容錯乱円によって選択される補正用データは、少なくとも２つ以上存在し、許容錯乱円によって、より細かく補正用データを決めることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ カメラ本体、２ 交換レンズ、３ 電気回路部、４ 撮像素子、５ 測光部、
６ 焦点検出部、７ シャッタ制御部、８ 画像処理部、９ カメラＣＰＵ、
１０ レンズ装着検出部、１１ カメラ側通信部、１２ 制御系電源、
１３ 駆動系電源、１４ 撮像準備スイッチ（ＳＷ１）、
１５ 撮像開始スイッチ（ＳＷ２）、１６ 画像記録部、２１ 変倍レンズ、
２２ フォーカスレンズ、２３ 振れ補正レンズ、２４ 絞り、２５ レンズ通信部、
２６ レンズＣＰＵ、２７ ズーム駆動部、２８ フォーカス駆動部、
２９ 振れ補正駆動部、３０ 絞り駆動部、３１ 記憶部

Claims (4)

1. カメラ本体に着脱可能の交換レンズであって、
   前記カメラ本体の許容錯乱円に関する情報を受信する受信部と、
   ピント補正用テーブルデータを記憶している記憶部と、
   前記記憶部から前記ピント補正用テーブルデータを読み出し、補正用データを生成するデータ生成部と、
   前記受信部が受信した許容錯乱円に関する情報に基づいて、カメラ本体へ送信する前記データ生成部が生成する補正用データの精度を決定する判断部と、
   前記補正用データをカメラ本体へ送信する送信部と、を備えることを特徴とする交換レンズ。
2. 前記判断部は、前記許容錯乱円に関する情報を予め決められた少なくとも１つ以上の閾値により、前記データ生成部が生成する補正用データの精度を決定し、前記データ生成部は、前記閾値の数に応じて、少なくとも２つ以上の精度の異なる補正用データを生成することを特徴とする請求項１に記載の交換レンズ。
3. 前記生成部は、高精度の第１補正用データと、前記第１補正用データより低精度の第２補正用データを含む補正用データを生成し、前記判断部は、前記許容錯乱円に関する情報が予め決められた閾値よりも小さいとき、前記第１補正用データをカメラ本体に送信し、前記許容錯乱円に関する情報が閾値よりも大きいとき、第２補正用データをカメラ本体に送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の交換レンズ。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の交換レンズと、前記交換レンズからの被写体像を撮像する撮像素子を含むカメラ本体と、を備えることを特徴とするカメラ装置。