JP2017204002A - 交換レンズおよびカメラボディ - Google Patents

Abstract

【課題】フォーカスレンズの位置に対応する撮影距離の信頼性を精度よく得られる交換レンズおよびカメラボディを提供する。
【解決手段】カメラボディが取り付けられる取付部と、焦点調節用のフォーカシングレンズを有する撮影光学系と、前記フォーカシングレンズの光軸方向の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出された前記フォーカシングレンズの位置に対応する撮影距離を算出する算出部と、前記算出部により算出された撮影距離を、前記フォーカシングレンズの光軸方向の移動範囲を複数の区間に分割した前記区間の数に関する情報と、前記複数の区間のうち前記位置検出部により検出された前記フォーカシングレンズの位置が属する区間とに対応付けて前記カメラボディに送信する送信部と、を備える交換レンズ。
【選択図】図１

Description

本発明は、交換レンズに関する。

従来、レンズ交換可能なカメラシステムにおいて、フォーカシングレンズの現在位置をカメラボディに送信する交換レンズが知られている。例えば特許文献１には、レンズユニットが着脱可能なカメラ装置が記載されている。このカメラ装置は、レンズユニットの初期化時に、レンズユニットからフォーカスポジションの数を取得する。また、現在のフォーカスレンズの位置を、レンズユニットから定期的に取得する。

特開平８−２６２５５２号公報

特許文献１に記載のカメラ装置には、フォーカスレンズの位置に対応する撮影距離の信頼性を精度よく知ることができないという問題があった。

請求項１に係る発明は、カメラボディが取り付けられる取付部と、焦点調節用のフォーカシングレンズを有する撮影光学系と、前記フォーカシングレンズの光軸方向の位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により検出された前記フォーカシングレンズの位置に対応する撮影距離を算出する算出部と、前記算出部により算出された撮影距離を、前記フォーカシングレンズの光軸方向の移動範囲を複数の区間に分割した前記区間の数に関する情報と、前記複数の区間のうち前記位置検出部により検出された前記フォーカシングレンズの位置が属する区間とに対応付けて前記カメラボディに送信する送信部と、を備える交換レンズである。

本発明によれば、フォーカスレンズの位置に対応する撮影距離の誤差情報をより正確に得ることができ、撮影距離の信頼性を精度よく得ることができる。

本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示した斜視図である。 本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示した断面図である。 保持部１０２，２０２の詳細を示す模式図である。 コマンドデータ通信の例を示すタイミングチャートである。 ホットライン通信の例を示すタイミングチャートである。 ＲＯＭ２１５に記憶されている撮影距離テーブルの一例を示す図である。 ＲＯＭ２１５に記憶されている誤差テーブルの一例を示す図である。 距離ポジション毎の撮影距離および距離ポジションの分割数が異なる複数の交換レンズを示す模式図である。 ＲＯＭ２１５に記憶されている撮影距離テーブルの一例を示す図である。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示した斜視図である。なお、図１では本発明に係わる機器および装置のみを示し、それ以外の機器および装置については図示と説明を省略する。カメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に着脱可能な交換レンズ２００とから構成される。

カメラボディ１００には交換レンズ２００が着脱可能に取り付けられるレンズマウント１０１が設けられている。カメラボディ１００のレンズマウント１０１の近傍（レンズマウント１０１の内周側）の位置には、レンズマウント１０１の内周側に部分的に突出する状態で、接点を保持する保持部（電気的な接続部）１０２が設けられている。この保持部１０２には複数の接点が設けられている。

また交換レンズ２００には、ボディ側のレンズマウント１０１に対応する、カメラボディ１００が着脱可能に取り付けられるレンズマウント２０１が設けられている。交換レンズ２００のレンズマウント２０１の近傍（レンズマウント２０１の内周側）の位置には、レンズマウント２０１の内周側に部分的に突出する状態で、接点を保持する保持部（電気的な接続部）２０２が設けられている。この保持部２０２には複数の接点が設けられている。

カメラボディ１００に交換レンズ２００が装着されると、複数の接点が設けられた保持部１０２が、複数の接点が設けられた保持部２０２に電気的に且つ物理的に接続される。両保持部１０２，２０２は、カメラボディ１００から交換レンズ２００への電力供給、および、カメラボディ１００と交換レンズ２００との信号の送受信に利用される。

カメラボディ１００内のレンズマウント１０１後方には、例えばＣＭＯＳやＣＣＤなどの撮像素子１０４が設けられる。カメラボディ１００の上方には、入力装置たるボタン１０７が設けられている。カメラボディ１００が電源オフ状態のとき、ユーザによりボタン１０７が押下されると、カメラボディ１００は電源オン状態になる。また、交換レンズ２００の鏡筒側面にも、ボタン１０７と同様のボタン２０７が設けられている。カメラボディ１００が電源オフ状態のとき、カメラボディ１００に取り付けられている交換レンズ２００のボタン２０７がユーザにより押下されると、カメラボディ１００は電源オン状態になる。

図２は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示した断面図である。交換レンズ２００は、被写体像を結像させる結像光学系２１０を備える。結像光学系２１０は複数のレンズ２１０ａ〜２１０ｃおよび絞り２１１により構成されている。これら複数のレンズ２１０ａ〜２１０ｃには、被写体像のピント位置を制御するためのフォーカシングレンズ２１０ｂが含まれている。

交換レンズ２００はいわゆるズームレンズである。すなわち、結像光学系２１０は焦点距離が可変に構成されており、ユーザは例えば交換レンズ２００に設けられた操作環を回転させる、あるいはカメラボディ１００に設けられたボタン等の操作部材を操作する、等の所定の操作によって結像光学系２１０の焦点距離を変化させることができる。

交換レンズ２００内部には、交換レンズ２００の各部の制御を司るレンズ制御部２０３が設けられている。レンズ制御部２０３は不図示のマイクロコンピュータおよびその周辺回路等から構成される。レンズ制御部２０３には、レンズ側第１通信部２１７、レンズ側
第２通信部２１８、フォーカシングレンズ駆動部２１２、フォーカス位置検出部２１３、ズーム位置検出部２１４、ＲＯＭ２１５、およびＲＡＭ２１６が接続されている。

レンズ側第１通信部２１７およびレンズ側第２通信部２１８は、保持部１０２、２０２の各通信接点を介して、カメラボディ１００との間で信号の授受が可能に構成されている。このレンズ側第１通信部２１７とレンズ側第２通信部２１８はそれぞれ、交換レンズ２００側の通信インターフェースである。レンズ制御部２０３はこれら通信インターフェースを使って、カメラボディ１００（後述するボディ制御部１０３）との間で後述する各データ通信（ホットライン通信、コマンドデータ通信）を行う。受電部２３０は、カメラボディ１００から保持部１０２、２０２の電力供給接点を介して、カメラボディ１００からレンズ制御部２０３を含む各部の動作電流を受電する。

フォーカシングレンズ駆動部２１２は例えばステッピングモータ等のアクチュエータを有し、フォーカシングレンズ駆動部２１２に入力された信号に応じてフォーカシングレンズ２１０ｂを駆動する。フォーカシングレンズ２１０ｂは、フォーカシングレンズ駆動部２１２により光軸方向に駆動される。フォーカス位置検出部２１３は、例えばフォーカシングレンズ２１０ｂに接続されたエンコーダ等により構成され、フォーカシングレンズ２１０ｂの光軸方向の位置を検出する。同様に、ズーム位置検出部２１４は、例えば結像光学系２１０に含まれるズーミングレンズに接続されたエンコーダ等により構成され、現在のズーム位置を検出する。

ＲＯＭ２１５は不揮発性の記憶媒体であり、レンズ制御部２０３が実行する所定の制御プログラムや、後述する各種テーブル等が予め記憶される。ＲＡＭ２１６は揮発性の記憶媒体であり、レンズ制御部２０３により各種データの記憶領域として利用される。

撮像素子１０４の前面には、撮像素子１０４の露光状態を制御するためのシャッター１１５と、光学的ローパスフィルターや赤外線カットフィルターを組み合わせた光学フィルター１１６とが設けられている。結像光学系２１０を透過した被写体光は、シャッター１１５およびフィルター１１６を介して撮像素子１０４に入射する。

カメラボディ１００内部には、カメラボディ１００の各部の制御を司るボディ制御部１０３が設けられている。ボディ制御部１０３は不図示のマイクロコンピュータ、ＲＡＭおよびその周辺回路等から構成される。ボディ制御部１０３には図１に示したボタン１０７が接続されており、ボタン１０７の押下操作を検知することが可能である。

ボディ制御部１０３には、ボディ側第１通信部１１７およびボディ側第２通信部１１８が接続されている。ボディ側第１通信部１１７およびボディ側第２通信部１１８は共に保持部１０２に接続されており、交換レンズ２００との間で信号の授受が可能である。ボディ側第１通信部１１７は、保持部１０２に設けられた複数の通信接点を介して、レンズ側第１通信部２１７とデータの授受を行うことができる。同様に、ボディ側第２通信部１１８はレンズ側第２通信部２１８とデータの授受を行うことができる。換言すれば、ボディ側第１通信部１１７とボディ側第２通信部１１８はそれぞれ、ボディ側の通信インターフェースである。ボディ制御部１０３はこれら通信インターフェースを使って、交換レンズ２００（レンズ制御部２０３）との間で、後述する各通信（ホットライン通信、コマンドデータ通信）を行う。

カメラボディ１００の背面には、ＬＣＤパネル等により構成される表示装置１１１が配置される。ボディ制御部１０３はこの表示装置１１１に対し、撮像素子１０４の出力に基づく被写体の画像（いわゆるスルー画）や、撮影条件等を設定するための各種のメニュー画面を表示する。

（保持部１０２，２０２の説明）
図３は保持部１０２，２０２の詳細を示す模式図である。なお図３において保持部１０２がレンズマウント１０１の右側に配置されているのは、実際のマウント構造に倣ったものである。すなわち、本実施形態の保持部１０２は、カメラボディ１００のレンズマウント１０１のマウント面よりも奥まった場所（図３においてレンズマウント１０１よりも右側の場所）に配置されている。同様に、保持部２０２がレンズマウント２０１の右側に配置されているのは、本実施形態の保持部２０２が交換レンズ２００のレンズマウント２０１のマウント面よりも突出した場所に配置されていることを表している。保持部１０２と保持部２０２がこのように配置されているので、レンズマウント１０１のマウント面とレンズマウント２０１のマウント面とを接触させて、カメラボディ１００と交換レンズ２００とをマウント結合させると、保持部１０２と保持部２０２とが接続され、両保持部に設けられている電気接点同士も接続することになる。このようなマウント構造については周知であるのでこれ以上の説明、図示を省略する。

図３に示すように、保持部１０２にはＢＰ１〜ＢＰ１２の１２個の接点が存在する。また保持部２０２には、上記の１２個の接点にそれぞれ対応する、ＬＰ１〜ＬＰ１２の１２個の接点が存在する。

接点ＢＰ１および接点ＢＰ２は、カメラボディ１００内の送電部１３０に接続されている。送電部１３０は、接点ＢＰ１に、アクチュエータ等の駆動系を有し消費電力が比較的大きい回路（フォーカシングレンズ駆動部２１２等）を除く交換レンズ２００内の各部の動作電圧を供給する。すなわち、接点ＢＰ１および接点ＬＰ１からは、上記の各駆動部を除く交換レンズ２００内の各部の動作電圧が供給される。この接点ＢＰ１に供給可能な電圧値は、最小電圧値〜最大電圧値の範囲（例えば３Ｖ台での電圧幅）をもつが、標準的に供給される電圧値はその最大電圧値と最小電圧値の中間値近傍の電圧値である。そしてこれにより、カメラボディ１００側から交換レンズ２００側に供給される電流値は、電源ＯＮ状態において、約数１０ｍＡ〜数１００ｍＡの範囲内の電流値である。

接点ＢＰ２は、接点ＢＰ１に与えられる上記動作電圧に対応する接地端子である。すなわち、接点ＢＰ２および接点ＬＰ２は、上記の動作電圧に対応する接地端子電圧である。接点ＬＰ１および接点ＬＰ２は、交換レンズ２００内の受電部２３０に接続されている。受電部２３０は、カメラボディ１００から供給された電力を、レンズ制御部２０３を含む交換レンズ２００内の各部に供給する。

以下の説明では、接点ＢＰ１および接点ＬＰ１により構成される信号線を、信号線Ｖ３３と呼ぶ。また、接点ＢＰ２および接点ＬＰ２により構成される信号線を、信号線ＧＮＤと呼ぶ。これらの接点ＬＰ１，ＬＰ２、ＢＰ１，ＢＰ２は、カメラボディ１００側から交換レンズ２００側へ電源供給するための、電源系接点を構成する。

接点ＢＰ３，ＢＰ４，ＢＰ５，およびＢＰ６は、ボディ側第１通信部１１７に接続されている。これらの接点に対応する交換レンズ２００側の接点ＬＰ３，ＬＰ４，ＬＰ５，およびＬＰ６は、レンズ側第１通信部２１７に接続されている。ボディ側第１通信部１１７とレンズ側第１通信部２１７は、これらの接点（通信系接点）を用いて、互いにデータの送受信を行う。ボディ側第１通信部１１７とレンズ側第１通信部２１７が行う通信の内容については、後に詳述する。

なお以下の説明では、接点ＢＰ３および接点ＬＰ３により構成される信号線を、信号線ＣＬＫと呼ぶ。同様に、接点ＢＰ４および接点ＬＰ４により構成される信号線を信号線ＢＤＡＴと、接点ＢＰ５および接点ＬＰ５により構成される信号線を信号線ＬＤＡＴと、接
点ＢＰ６および接点ＬＰ６により構成される信号線を信号線ＲＤＹと呼ぶ。

接点ＢＰ７，ＢＰ８，ＢＰ９，およびＢＰ１０は、ボディ側第２通信部１１８に接続されている。これらの接点に対応する交換レンズ２００側の接点ＬＰ７，ＬＰ８，ＬＰ９，およびＬＰ１０は、レンズ側第２通信部２１８に接続されている。レンズ側第２通信部２１８は、これらの接点（通信系接点）を用いて、ボディ側第２通信部１１８にデータの送信を行う。ボディ側第２通信部１１８とレンズ側第２通信部２１８が行う通信の内容については、後に詳述する。

なお以下の説明では、接点ＢＰ７および接点ＬＰ７により構成される信号線を、信号線ＨＲＥＱと呼ぶ。同様に、接点ＢＰ８および接点ＬＰ８により構成される信号線を信号線ＨＡＮＳと、接点ＢＰ９および接点ＬＰ９により構成される信号線を信号線ＨＣＬＫと、接点ＢＰ１０および接点ＬＰ１０により構成される信号線を信号線ＨＤＡＴと呼ぶ。

接点ＢＰ１１および接点ＢＰ１２は、カメラボディ１００内の電源回路１４０に接続されている。電源回路１４０は、接点ＢＰ１２に、アクチュエータ等の駆動系を有し消費電力が比較的大きい回路（フォーカシングレンズ駆動部２１２等）の駆動電圧を供給する。すなわち、接点ＢＰ１２および接点ＬＰ１２からは、フォーカシングレンズ駆動部２１２の駆動電圧が供給される。この接点ＢＰ１２に供給可能な電圧値は、最小電圧値〜最大電圧値の範囲をもつが、その範囲はいずれも、前述した接点ＢＰ１に供給可能な電圧値範囲よりも大きい電圧値である（例えば、接点ＢＰ１２に供給可能な最大電圧値は、接点ＢＰ１に供給可能な最大電圧値の数倍程度）。即ち接点ＢＰ１２に供給される電圧値は、上述の接点ＢＰ１に供給される電圧値とは、その大きさが異なる電圧値である。なお接点ＢＰ１２に標準的に供給される電圧値は、接点ＢＰ１２に供給可能な最大電圧値と最小電圧値の中間値近傍の電圧値である。そしてこれにより、カメラボディ１００側から交換レンズ２００側に供給される電流は、電源ＯＮ状態において、約１０ｍＡ〜数Ａの電流値となる。

接点ＢＰ１１は、接点ＢＰ１２に与えられる上記駆動電圧に対応する接地端子である。すなわち、接点ＢＰ１１および接点ＬＰ１１は、上記駆動電圧に対応する接地端子である。

以下の説明では、接点ＢＰ１１および接点ＬＰ１１により構成される信号線を、信号線ＰＧＮＤと呼ぶ。また、接点ＢＰ１２および接点ＬＰ１２により構成される信号線を、信号線ＢＡＴと呼ぶ。これらの接点ＬＰ１１，ＬＰ１２、ＢＰ１１，ＢＰ１２は、カメラボディ１００側から交換レンズ２００側へ電源供給するための、電源系接点を構成する。

なお、上述の接点ＢＰ１２、接点ＬＰ１２に供給される電圧値（電流値）と、接点ＢＰ１，ＬＰ１に供給される電圧値（電流値）との大小関係から明らかなように、それら各接点に供給される電圧にそれぞれに対する接地端子となる接点ＢＰ１１および接点ＬＰ１１を流れる電流の最大値と最小値との差は、接点ＢＰ２および接点ＬＰ２を流れる電流の最大値と最小値との差よりも大きくなっている。これは、アクチュエータ等の駆動系を有する各駆動部が消費する電力が、交換レンズ２００内のレンズ制御部２０３等の電子回路に比べて大きいこと、ならびに、被駆動部材を駆動する必要がない場合には各駆動部が電力を消費しないことに拠る。

（コマンドデータ通信の説明）
レンズ制御部２０３は、レンズ側第１通信部２１７を制御して、接点ＬＰ３〜ＬＰ６、すなわち信号線ＣＬＫ，ＢＤＡＴ，ＬＤＡＴ，およびＲＤＹを介して、ボディ側第１通信部１１７からの制御データの受信と、ボディ側第１通信部１１７への応答データの送信と
を並行して、第１の所定周期（本実施形態では例えば１６ミリ秒）で行う。以下、レンズ側第１通信部２１７とボディ側第１通信部１１７との間で行われる通信の詳細を説明する。

なお、本実施形態において、レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７と、ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７との間で行われる通信を「コマンドデータ通信」と称する。また、コマンドデータ通信に利用される４つの信号線（信号線ＣＬＫ，ＢＤＡＴ，ＬＤＡＴ，およびＲＤＹ）から成る伝送路を第１伝送路と称する。

図４は、コマンドデータ通信の例を示すタイミングチャートである。ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７は、コマンドデータ通信の開始時（Ｔ１）、まず信号線ＲＤＹの信号レベルを確認する。信号線ＲＤＹの信号レベルはレンズ側第１通信部２１７の通信可否を表している。つまり、信号線ＲＤＹにはレンズ側第１通信部２１７から、データ通信の可否を表す通信可否信号が出力される。レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７は、通信できない状態である場合には、接点ＬＰ６からＨ（Ｈｉｇｈ）レベルの信号を出力する。すなわち、信号線ＲＤＹの信号レベルをＨレベルにする。ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７は、信号線ＲＤＹがＨレベルである場合、これがＬレベルになるまで通信開始しない。また通信中の次の処理を実行しない。

信号線ＲＤＹがＬ（Ｌｏｗ）レベルであれば、ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７は接点ＢＰ３からクロック信号４０１を出力する。すなわち、信号線ＣＬＫを介してレンズ側第１通信部２１７にクロック信号４０１を伝送する。ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７はこのクロック信号４０１に同期して、接点ＢＰ４から制御データの前半部分であるボディ側コマンドパケット信号４０２を出力する。すなわち、信号線ＢＤＡＴを介してレンズ側第１通信部２１７にボディ側コマンドパケット信号４０２を伝送する。

また、信号線ＣＬＫにクロック信号４０１が出力されると、レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７は、クロック信号４０１に同期して接点ＬＰ５から応答データの前半部分であるレンズ側コマンドパケット信号４０３を出力する。すなわち、信号線ＬＤＡＴを介してボディ側第１通信部１１７にレンズ側コマンドパケット信号４０３を伝送する。

レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７は、レンズ側コマンドパケット信号４０３の送信完了に応じて、信号線ＲＤＹの信号レベルをＨレベルにする（Ｔ２）。レンズ制御部２０３は、受信したボディ側コマンドパケット信号４０２の内容に応じた処理である第１制御処理４０４（後述）を開始する。

レンズ制御部２０３は第１制御処理４０４が完了すると、レンズ側第１通信部２１７に第１制御処理４０４の完了を通知する。レンズ側第１通信部２１７はこの通知に応じて、接点ＬＰ６からＬレベルの信号を出力する。すなわち、信号線ＲＤＹの信号レベルをＬレベルにする（Ｔ３）。ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７はこの信号レベルの変化に応じて、接点ＢＰ３からクロック信号４０５を出力する。すなわち、信号線ＣＬＫを介してレンズ側第１通信部２１７にクロック信号４０５を伝送する。

ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７はこのクロック信号４０５に同期して、接点ＢＰ４から制御データの後半部分であるボディ側データパケット信号４０６を出力する。すなわち、信号線ＢＤＡＴを介してレンズ側第１通信部２１７にボディ側データパケット信号４０６を伝送する。

また、信号線ＣＬＫにクロック信号４０５が出力されると、レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７はクロック信号４０５に同期して接点ＬＰ５から応答データの後半部分であるレンズがデータパケット信号４０７を出力する。すなわち、信号線ＬＤＡＴを介してボディ側第１通信部１１７にレンズ側データパケット信号４０７を伝送する。

レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７は、レンズ側データパケット信号４０７の送信完了に応じて、信号線ＲＤＹの信号レベルを再びＨレベルにする（Ｔ４）。レンズ制御部２０３は、受信したボディ側データパケット信号４０６の内容に応じた処理である第２制御処理４０８（後述）を開始する。

以上のように、レンズ側第１通信部２１７は、カメラボディ１００からクロック信号が出力される信号線ＣＬＫと、カメラボディ１００からクロック信号に同期してデータ信号が出力される信号線ＢＤＡＴと、レンズ側第１通信部２１７からクロック信号に同期してデータ信号が出力される信号線ＬＤＡＴと、レンズ側第１通信部２１７からレンズ側第１通信部２１７のデータ通信の可否を表す通信可否信号が出力される信号線ＲＤＹと、を用いてカメラボディ１００とのデータ通信を行う。

ここで、レンズ制御部２０３が行う第１制御処理４０４、および第２制御処理４０８について述べる。

例えば、受信したボディ側コマンドパケット信号４０２が、交換レンズ側の特定のデータを要求する内容であった場合について述べる。レンズ制御部２０３は、第１制御処理４０４として、コマンドパケット信号４０２の内容を解析処理すると共に、当該要求されている特定データを生成する処理を実行する。更にレンズ制御部２０３は、第１制御処理４０４として、コマンドパケット信号４０２に含まれているチェックサムデータを用いて、コマンドパケット信号４０２の通信にエラーがないか否かをデータバイト数から簡易的にチェックする通信エラーチェック処理をも実行する。この第１制御処理４０４で生成された特定データの信号は、レンズ側データパケット信号４０７としてボディ側に出力される。なお、この場合においてコマンドパケット信号４０２の後でボディ側から出力されるボディ側データパケット信号４０６は、レンズ側にとっては特に意味をなさないダミーデータ信号（チェックサムデータは含む）となっている。この場合にはレンズ制御部２０３は、第２制御処理４０８として、ボディ側データパケット信号４０６に含まれるチェックサムデータを用いた、上述の如き通信エラーチェック処理を実行する。

また例えば、受信したボディ側コマンドパケット信号４０２が、レンズ側の被駆動部材を駆動する指示であった場合について述べる。例えば、コマンドパケット信号４０２がフォーカシングレンズ２１０ｂの駆動指示であり、受信したボディ側データパケット信号４０６がフォーカシングレンズ２１０ｂの駆動量であった場合について述べる。レンズ制御部２０３は、第１制御処理４０４として、コマンドパケット信号４０２の内容を解析処理すると共に、その内容を理解したことを表す了解信号を生成する。更にレンズ制御部２０３は、第１制御処理４０４として、コマンドパケット信号４０２に含まれているチェックサムデータを用いて、上述の如き通信エラーチェック処理をも実行する。この第１制御処理４０４で生成された了解信号は、レンズ側データパケット信号４０７としてボディ側に出力される。またレンズ制御部２０３は、第２制御処理４０８として、ボディ側データパケット信号４０６の内容の解析処理を実行すると共に、ボディ側データパケット信号４０６に含まれるチェックサムデータを用いた上述の如き通信エラーチェック処理を実行する。

レンズ制御部２０３は第２制御処理４０８が完了すると、レンズ側第１通信部２１７に第２制御処理４０８の完了を通知する。これによってレンズ制御部２０３は、レンズ側第
１通信部２１７に、接点ＬＰ６からＬレベルの信号を出力させる。すなわち、信号線ＲＤＹの信号レベルをＬレベルにする（Ｔ５）。

なお受信したボディ側コマンドパケット信号４０２が、上述のようなレンズ側の被駆動部材（たとえばフォーカシングレンズ）を駆動する指示であった場合、レンズ制御部２０３は、レンズ側第１通信部２１７に信号線ＲＤＹの信号レベルをＬレベルにさせつつ、フォーカシングレンズ駆動部２１２に対して、フォーカシングレンズ２１０ｂを当該駆動量だけ駆動する処理を実行させる。

上述した時刻Ｔ１〜時刻Ｔ５に行われた通信が、１回のコマンドデータ通信である。上述のように、１回のコマンドデータ通信では、ボディ制御部１０３およびボディ側第１通信部１１７により、ボディ側コマンドパケット信号４０２およびボディ側データパケット信号４０６がそれぞれ１つずつ送信される。すなわち、処理の都合上２つに分割されて送信されるものの、ボディ側コマンドパケット信号４０２およびボディ側データパケット信号４０６は２つ合わせて１つの制御データを構成する。

同様に、１回のコマンドデータ通信では、レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７によりレンズ側コマンドパケット信号４０３およびレンズ側データパケット信号４０７がそれぞれ１つずつ送信される。すなわち、レンズ側コマンドパケット信号４０３およびレンズ側データパケット信号４０７は２つ合わせて１つの応答データを構成する。

以上のように、レンズ制御部２０３およびレンズ側第１通信部２１７は、ボディ側第１通信部１１７からの制御データの受信と、ボディ側第１通信部１１７への応答データの送信とを並行して行う。コマンドデータ通信に利用される接点ＬＰ６および接点ＢＰ６は、他のクロック信号に同期しない非同期信号（信号線ＲＤＹの信号レベル／Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベル、またはＬ（Ｌｏｗ）レベル）が伝送される接点である。

（ホットライン通信の説明）
レンズ制御部２０３は、レンズ側第２通信部２１８を制御して、接点ＬＰ７〜ＬＰ１０、すなわち信号線ＨＲＥＱ，ＨＡＮＳ，ＨＣＬＫ，およびＨＤＡＴを介して、ボディ側第２通信部１１８へレンズ位置データを送信する。以下、レンズ側第２通信部２１８とボディ側第２通信部１１８との間で行われる通信の詳細を説明する。

なお、本実施形態において、レンズ制御部２０３およびレンズ側第２通信部２１８と、ボディ制御部１０３およびボディ側第２通信部１１８との間で行われる通信を「ホットライン通信」と称する。また、ホットライン通信に利用される４つの信号線（信号線ＨＲＥＱ，ＨＡＮＳ，ＨＣＬＫ，およびＨＤＡＴ）から成る伝送路を第２伝送路と称する。

図５は、ホットライン通信の例を示すタイミングチャートである。本実施形態のボディ制御部１０３は、ホットライン通信を第２の所定周期（本実施形態では例えば１ミリ秒）毎に開始するように構成されている。この周期は、コマンドデータ通信を行う周期よりも短い。図５（ａ）は、ホットライン通信が所定周期Ｔｎ毎に繰り返し実行されている様子を示す図である。繰り返し実行されるホットライン通信のうち、ある１回の通信の期間Ｔｘを拡大した様子が図５（ｂ）に示されている。以下、図５（ｂ）のタイミングチャートに基づいて、ホットライン通信の手順を説明する。

ボディ制御部１０３およびボディ側第２通信部１１８は、ホットライン通信の開始時（Ｔ６）、まず接点ＢＰ７からＬレベルの信号を出力する。すなわち、信号線ＨＲＥＱの信号レベルをＬレベルにする。レンズ側第２通信部２１８は、この信号が接点ＬＰ７に入力されたことをレンズ制御部２０３に通知する。レンズ制御部２０３はこの通知に応じて、
レンズ位置データを生成する生成処理５０１の実行を開始する。生成処理５０１とは、レンズ制御部２０３が不図示のフォーカシングレンズ位置検出部にフォーカシングレンズ２１０ｂの位置を検出させ、検出結果を表すレンズ位置データを生成する処理である。

レンズ制御部２０３が生成処理５０１を実行完了すると、レンズ制御部２０３およびレンズ側第２通信部２１８は接点ＬＰ８からＬレベルの信号を出力する（Ｔ７）。すなわち、信号線ＨＡＮＳの信号レベルをＬレベルにする。ボディ制御部１０３およびボディ側第２通信部１１８は、この信号が接点ＢＰ８に入力されたことに応じて、接点ＢＰ９からクロック信号５０２を出力する。すなわち、信号線ＨＣＬＫを介してレンズ側第２通信部２１８にクロック信号を伝送する。

レンズ制御部２０３およびレンズ側第２通信部２１８は、このクロック信号５０２に同期して、接点ＬＰ１０からレンズ位置データを表すレンズ位置データ信号５０３を出力する。すなわち、信号線ＨＤＡＴを介してボディ側第２通信部１１８にレンズ位置データ信号５０３を伝送する。

レンズ位置データ信号５０３の送信が完了すると、レンズ制御部２０３およびレンズ側第２通信部２１８は接点ＬＰ８からＨレベルの信号を出力する。すなわち、信号線ＨＡＮＳの信号レベルをＨレベルにする（Ｔ８）。ボディ側第２通信部１１８は、この信号が接点ＢＰ８に入力されたことに応じて、接点ＬＰ７からＨレベルの信号を出力する。すなわち、信号線ＨＲＥＱの信号レベルをＨレベルにする（Ｔ９）。

上述した時刻Ｔ６〜時刻Ｔ９に行われた通信が、１回のホットライン通信である。上述のように、１回のホットライン通信では、レンズ制御部２０３およびレンズ側第２通信部２１８により、レンズ位置データ信号５０３が１つ送信される。ホットライン通信に利用される接点ＬＰ７、ＬＰ８、ＢＰ７、およびＢＰ８は、他のクロック信号に同期しない非同期信号が伝送される接点である。つまり接点ＬＰ７およびＢＰ７は、非同期信号（信号線ＨＲＥＱの信号レベル／Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベル、またはＬ（Ｌｏｗ）レベル）が伝送される接点であり、接点ＬＰ８およびＢＰ８は、非同期信号（信号線ＨＡＮＳの信号レベル／Ｈ（Ｈｉｇｈ）レベル、またはＬ（Ｌｏｗ）レベル）が伝送される接点である。

なお、コマンドデータ通信とホットライン通信は、同時にも或いは一部並行的にも実行することが可能である。すなわち、レンズ側第１通信部２１７とレンズ側第２通信部２１８との一方は、その他方がカメラボディ１００と通信を行っている場合であってもカメラボディ１００と通信を行うことが可能である。

（距離ポジションの説明）
図６は、ＲＯＭ２１５に記憶されている撮影距離テーブルの一例を示す図である。交換レンズ２００内のＲＯＭ２１５には、図６に示すように、結像光学系２１０のズームポジションと、フォーカシングレンズ２１０ｂの距離ポジションと、の複数の組み合わせからなる撮影距離テーブル１０が記憶されている。また、各々の距離ポジションには、その距離ポジションに対応する撮影距離（例えば距離ポジション１に対して撮影距離２ｍ、等）が記憶されている。撮影距離テーブル１０の個々のマス目１１には、フォーカス位置検出部２１３により検知されるフォーカシングレンズ２１０ｂの位置を表す値が格納されている。この値は例えば、無限端の位置からの距離を、フォーカシングレンズ２１０ｂに接続されたエンコーダが出力するパルス数により表した値である。

ズーム位置検出部２１４は、結像光学系２１０の焦点距離の変更可能範囲を複数の区間に分割し、検出された現在のズーム位置がそれらの区間のうちどの区間に該当するかを検出する。例えば図６に示す例では、焦点距離の変更可能範囲は２８ｍｍ〜１５０ｍｍであ
り、この範囲を７つの区間に分割して扱っている。このとき、個々の区間をズームポジションと称し、広角側から順に０から始まる通し番号を付して個々の区間を識別する。例えば現在の焦点距離が３５ｍｍより大きく５０ｍｍ以下（５０ｍｍちょうどを含む）であれば、図６に示す撮影距離テーブル１０より、ズームポジションは「２」となる。

レンズ制御部２０３は、フォーカシングレンズ２１０ｂの無限端から至近端までの移動範囲を、無限端から複数の区間に分割し、フォーカス位置検出部２１３により検出された現在の位置がそれらの区間のうちどの区間に該当するかを判別する。例えば図６に示す例では、フォーカシングレンズ２１０ｂの移動範囲を５つの区間に分割して扱っている。このとき、個々の区間を距離ポジションと称し、無限端から順に０から始まる通し番号を付して個々の区間を識別する。

距離ポジションは、結像光学系２１０の撮影距離（ピントが合う被写体距離）に基づいて分割されている。例えば図６に示す例では、５つの距離ポジションがそれぞれ無限遠、２ｍ、１ｍ、０．７５ｍ、および０．５ｍに対応するように無限端から至近端までの範囲を分割している。フォーカス位置検出部２１３により検出されるフォーカシングレンズ２１０ｂの位置は、ズームポジションに応じて変化する。従って、図６の撮影距離テーブル１０においても、ズームポジション毎に、各距離ポジションに対応するレンズ位置が異なっている。例えば、距離ポジション２（１ｍの撮影距離）に対応するレンズ位置は、ズームポジションが０（２８ｍｍ）のとき「２０」となっている。すなわち、フォーカス位置検出部２１３により検知されたレンズ位置が０より大きく２０以下（２０を含む）の場合、距離ポジションは２であると判別される。他方、ズームポジションが３（７５ｍｍ）に変化すると、同じ距離ポジション２に対応するレンズ位置が「８０」に変化する。従って、フォーカス位置検出部２１３により検知されたレンズ位置が４０より大きく８０以下（８０を含む）の場合、距離ポジションは２であると判別される。このように、図６の例では、焦点距離が長くなるほどフォーカス位置検出部２１３により検出されるレンズ位置の値が大きくなる。すなわち、焦点距離が長くなるほど、無限端から至近端までの移動範囲が大きくなる。

なお、ズームポジションおよび距離ポジションの分割数は、交換レンズ２００のモデル毎に異なっていてもよい。例えば一方の交換レンズの距離ポジションの分割数が、他方の交換レンズの距離ポジションの分割数よりも多くなっていてもよい。

レンズ制御部２０３はこのように、ズーム位置検出部２１４により検出された焦点距離（ズームポジション）と、フォーカス位置検出部２１３により検出されたフォーカシングレンズ２１０ｂの位置とを、ＲＯＭ２１５に記憶されている撮影距離テーブル１０から検索することにより、撮影距離（距離ポジション）を算出する。

図７は、ＲＯＭ２１５に記憶されている誤差テーブルの一例を示す図である。図６において説明した撮影距離テーブル１０と同様に、ＲＯＭ２１５には、結像光学系２１０のズームポジションと、フォーカシングレンズ２１０ｂの距離ポジションと、の複数の組み合わせからなる誤差テーブル２０が記憶されている。

誤差テーブル２０の構造は、図６に示した撮影距離テーブル１０と同様であるが、各々のマス目２１にはフォーカシングレンズ２１０ｂの位置を表す値ではなく、距離ポジションに対する誤差情報が格納されている。誤差情報とは、その撮影距離（距離ポジション）における結像光学系２１０の撮影距離の誤差範囲を表す情報である。例えば撮影距離テーブル１０から、撮影距離が２ｍであることが判明したとしても、実際には撮影距離は光学的要因（被写界深度等）および機械的要因（ガタ等）により、１ｍ〜３ｍのように一定の揺らぎが存在する。誤差テーブル２０には、これらの要因に基づいた撮影距離（距離ポジ
ション）毎の誤差範囲が格納されており、レンズ制御部２０３はズーム位置検出部２１４により検出されたズームポジションと、レンズ制御部２０３が判別した距離ポジションとを、ＲＯＭ２１５に記憶されている誤差テーブル２０から検索することにより、撮影距離の誤差範囲を特定する。例えば図７において、ズームポジションが２、距離ポジションが３であった場合、撮影距離の誤差範囲は０．６ｍ〜０．８ｍと特定することができる。

レンズ制御部２０３は、上述した撮影距離と、距離ポジションの通し番号と、距離ポジションの分割数と、誤差情報とを、コマンドデータ通信により定期的に（例えば１０ミリ秒毎に）カメラボディ１００に送信する。カメラボディ１００のボディ制御部１０３は、ボディ側第１通信部１１７を介してこれらの情報を受信し、例えばフォーカシングレンズ２１０ｂの距離ポジションの表示や、外部光源の調光制御等に利用する。

撮影距離と距離ポジション（通し番号）とが共に送信されるのは、同一の撮影距離に対する距離ポジションの値（通し番号）が、交換レンズにより異なることがあるためである。例えばあるレンズにおいて距離ポジション「１」は２ｍの撮影距離を表し、別のレンズにおいて距離ポジション「１」が１０ｍの撮影距離を表すとすれば、距離ポジションだけが分かったとしても撮影距離を特定することができない。また、撮影距離や距離ポジションと共に距離ポジションの分割数が送信されるのは、撮影距離が同一であっても、距離ポジションの全分割数における相対位置が異なっている場合には、その距離ポジションの信頼性（精度）が異なるためである。以下、これらの点について、図８を用いて詳述する。

図８は、距離ポジション毎の撮影距離および距離ポジションの分割数が異なる複数の交換レンズを示す模式図である。図８（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ異なる３種の交換レンズにおけるフォーカシングレンズ２１０ｂの移動範囲を示している。図８ではいずれの交換レンズにおいても、フォーカシングレンズ２１０ｂは３ｍの撮影距離に対応する距離ポジションに位置している。

図８（ａ）および図８（ｂ）の交換レンズは共に、距離ポジションの分割数が７つとなっているが、各々の距離ポジションに対応する撮影距離が異なっている。図８ではどちらも撮影距離が３ｍとなっているが、距離ポジションの値（無限端から順に割り当てられた通し番号）は、図８（ａ）では「１」、図８（ｂ）では「４」である。一般に、無限端に近づくほど、区間の大きさ（撮影距離換算）は大きくなり、撮影距離の精度は落ちる。従って、撮影距離だけでなく距離ポジションの値を送信する事で、カメラボディは図８（ａ）の状況が図８（ｂ）の状況よりも撮影距離の精度が低いと判断することが可能になる。

次に、図８（ａ）と図８（ｃ）について検討する。図８（ａ）の交換レンズと図８（ｃ）の交換レンズは、距離ポジションの分割数が異なっている。具体的には、図８（ａ）の交換レンズは分割数が７であるのに対し、図８（ｃ）の交換レンズは分割数が４となっている。つまり、図８（ａ）の交換レンズには、図８（ｃ）より細かい距離ポジションが設定されている。

図８（ａ）と図８（ｃ）の交換レンズはそれぞれ、いずれも撮影距離が３ｍ、距離ポジションの値は「１」となっている。しかしながら、図８（ｃ）の交換レンズの方が距離ポジションの分割数が少ないため、各区間の広さは図８（ａ）の交換レンズに比べて大きくなっている。つまり、撮影距離の精度は図８（ａ）の交換レンズに比べて低くなっている。距離ポジションの分割数が送信されることにより、カメラボディ１００はこのようなケースの区別をする（撮影距離の精度の違いを把握する）ことが可能となる。

また、距離ポジションの分割数は更に、現在の距離ポジションが至近端か否かを判定するためにも利用される。例えば図８（ａ）の交換レンズから、現在の撮影距離が０．３ｍ
であるという情報が得られたとしても、カメラボディ１００には、更に至近寄りの０．２ｍという撮影距離が存在するか否かは判断できない。現在の距離ポジションの値が「６」であるという情報が得られたとしても同様に、更に至近寄りの「７」や「８」という距離ポジションが存在するか否かを判断することができない。交換レンズからカメラボディ１００に距離ポジションの分割数を送信すれば、カメラボディ１００は現在の距離ポジションが至近端か否かを判定することが可能となる。

これらの情報を受信したボディ制御部１０３は、表示装置１１１の表示画面に、例えば図８のような形で現在の撮影距離や距離ポジションを模式的に表示する。

上述した第１の実施の形態によるカメラシステムによれば、次の作用効果が得られる。（１）レンズ制御部２０３は、フォーカス位置検出部２１３により検出されたフォーカシングレンズ２１０ｂの位置に対応する撮影距離を算出する。レンズ制御部２０３は更に、フォーカシングレンズ２１０ｂの光軸方向の無限端から至近端までの移動範囲を、無限端から複数の区間に分割し、それらの区間のうちフォーカシングレンズ２１０ｂの位置が属する区間を判別する。その後、レンズ制御部２０３は、レンズ側第１通信部２１７に、撮影距離と、判別した区間を特定する区間情報と、区間の総数と、をカメラボディ１００に送信させる。このようにしたので、フォーカスレンズの位置に対応する撮影距離の誤差情報をより正確に得ることができ、撮影距離の信頼性を精度よく得ることができる。

（２）レンズ制御部２０３は、算出した撮影距離の誤差範囲を特定し、レンズ側第１通信部２１７に、撮影距離と、区間情報と、区間の総数とに加えて、特定した誤差範囲を表す誤差情報をカメラボディ１００に送信させる。このようにしたので、撮影距離がどの程度の幅を持った値であるのかを的確に把握することが可能となる。

（３）ＲＯＭ２１５には、ズームポジションと、フォーカス位置検出部２１３により検出されるフォーカシングレンズ２１０ｂの光軸方向の位置と、距離ポジションと、の組み合わせが複数含まれる撮影距離テーブル１０が記憶される。レンズ制御部２０３は、結像光学系２１０の焦点距離とフォーカシングレンズ２１０ｂの位置とをＲＯＭ２１５内の撮影距離テーブル１０から検索することにより、撮影距離を算出する。このようにしたので、撮影距離を高速に算出することが可能となる。

（第２の実施の形態）
本発明を適用した第２の実施の形態のカメラシステムは、第１の実施の形態のカメラシステムと同様の構成を有するが、第１の実施の形態とは異なる構成の撮影距離テーブルを利用する。以下、この第２の実施の形態において利用される撮影距離テーブルを説明する。なお、以下の説明において、第１の実施の形態と同様の各部については、第１の実施の形態と同一の符号を付し説明を省略する。

図９は、第２の実施の形態に係る撮影距離テーブルの一例を示す図である。この新たな撮影距離テーブル３０は、複数の区間の分割数が、結像光学系２１０の焦点距離により変動するように構成されている。具体的には、結像光学系２１０の焦点距離が長くなるほど区間の分割数が多くなるようになっている。撮影距離テーブル３０ａには、焦点距離が２８ｍｍ（ズームポジションが０）である場合の、フォーカシングレンズ２１０ｂの位置と撮影距離と距離ポジションとの組み合わせが格納されている。同様に、撮影距離テーブル３０ｂ〜３０ｆにはそれぞれ、焦点距離が３５ｍｍ（ズームポジションが１）、５０ｍｍ（ズームポジションが２）、７５ｍｍ（ズームポジションが３）、１００ｍｍ（ズームポジションが４）、１２５ｍｍ（ズームポジションが２）である場合の、フォーカシングレンズ２１０ｂの位置と撮影距離と距離ポジションとの組み合わせが格納されている。

例えば焦点距離が２８ｍｍであれば、無限端から至近端までの移動範囲は全部で５個の区間に分割され、フォーカス位置検出部２１３により検出されたレンズ位置が３０であれば、対応する距離ポジションは３、撮影距離は（上から４つ目のマス目より）０．７５ｍであることがわかる。

上述した第２の実施の形態によるカメラシステムによれば、第２の実施の形態によるカメラシステムの作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
（１）レンズ制御部２０３は、結像光学系２１０の焦点距離に応じて区間の総数を変化させる。このようにしたので、撮影距離をより細かく算出することが可能となる。

次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。

（変形例１）
撮影距離や距離ポジション、距離ポジションの分割数、誤差情報等は、上述した各実施形態のようにテーブルを参照することなく求めてもよい。例えば所定の多項式による演算等、種々の方法によりこれらの各情報を取得してカメラボディに送信する事が可能である。

（変形例２）
距離ポジションおよびズームポジションの表現は、０から始まる通し番号に限定されない。また、フォーカス位置検出部２１３により検出されるフォーカシングレンズ２１０ｂの位置は、必ずしもエンコーダにより出力されるパルス数を単位としていなくてもよい。

本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

１…カメラ、１００…カメラボディ、１０３…ボディ制御部、１１７…ボディ側第１通信部、１１８…ボディ側第２通信部、２００…交換レンズ、２０３…レンズ制御部、２１０…結像光学系、２１０ｂ…フォーカシングレンズ、２１２…フォーカシングレンズ駆動部、２１３…フォーカス位置検出部、２１４…ズーム位置検出部、２１５…ＲＯＭ、２１６…ＲＡＭ、２１７…レンズ側第１通信部、２１８…レンズ側第２通信部

本発明は、交換レンズおよびカメラボディに関する。

Claims (1)

1. カメラボディが取り付けられる取付部と、
   焦点調節用のフォーカシングレンズを有する撮影光学系と、
   前記フォーカシングレンズの光軸方向の位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部により検出された前記フォーカシングレンズの位置に対応する撮影距離を算出する算出部と、
   前記算出部により算出された撮影距離を、前記フォーカシングレンズの光軸方向の移動範囲を複数の区間に分割した前記区間の数に関する情報と、前記複数の区間のうち前記位置検出部により検出された前記フォーカシングレンズの位置が属する区間とに対応付けて前記カメラボディに送信する送信部と、
   を備える交換レンズ。

Images