JP2017223846A - 撮像装置および撮像装置の制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズ部から本体部に情報を送信し演算に時間を要する場合であっても、適正な制御を可能とした撮像装置および撮像装置の制御方法を提供する。【解決手段】レンズ鏡筒100は、時刻t3において焦点距離情報をカメラ本体200に送信する際に、受信した通信タイムラグ時間Tを用いて、時刻t3aにおける焦点距離Z2を求め、この情報をカメラ本体200に送信する。カメラ本体200は、焦点距離Z2を用いて絞り値を演算し、時刻t3aにレンズ鏡筒100に送信する。実際に制御するタイミングでの開放絞り値(開放Fno.)に基づいて演算を行うことにより、適正露出となる絞り制御を行う。【選択図】 図3
Description
本発明は、レンズ部とカメラ本体との間で通信を行うと共に、レンズ部からの情報に基づいて撮像動作を制御する撮像装置および撮像装置の制御方法に関する。
デジタルカメラ等の撮像装置においては、画像形成用のレンズ部と、撮像素子等を含む本体部が設けられている。本体部は、レンズ部から絞り値、焦点距離等の種々の情報を受け取り、これらの情報に基づいて撮像制御を行っている(特許文献1参照)。
本体部がレンズ部からの光学状態に関する情報を受け取り、この情報に基づいて制御値を演算する際には、通信や演算に要する時間(まとめて「通信タイムラグ時間」と称する)の間に、光学状態が変化してしまう場合がある。例えば、マニュアルズームや電動ズームを行っている場合には、焦点距離の変化に伴ってレンズ部の開放絞り値や同一絞り開口に対応する絞り値が変化してしまう。このため、レンズ部からの情報に基づいて、本体部が演算した制御値は、演算終了時には適正な制御値ではなくなってしまう場合がある。この制御値は、絞り位置とフォーカス位置、そしてズーム位置が代表例として挙げられる。絞り位置の場合、動画撮影時には、通信タイムラグ時間により、絞りの制御が不安定となり、滑らかな露出制御ができず、ちらつきが発生する可能性がある。また、動画撮影時のズーム変化に伴うフォーカス移動を補正する動作においても、通信タイムラグ時間のためにフォーカスの制御が不安定となり滑らかなフォーカス制御とならない可能性がある。また、レンズ部に手ぶれを補正するために光軸と垂直方向に移動制御される手ぶれ補正レンズを内蔵する構成の場合は、制御値として手ぶれ補正レンズの位置情報も考慮する。
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、レンズ部から本体部に情報を送信し演算に時間を要する場合であっても、適正な制御を可能とした撮像装置および撮像装置の制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため第1の発明に係る撮像装置は、撮影光学系を有するレンズ部と、上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子を有する本体部と、からなる撮像装置において、上記本体部は、上記レンズ部と通信する制御部を有し、上記レンズ部は、上記本体部の制御部と通信を行うレンズ制御部を有し、上記制御部は、上記レンズ制御部へ所定時刻を含む指示を送信し、上記レンズ制御部は上記指示を受信して上記所定時刻の上記撮影光学系の光学状態を予測し、予測される光学状態を上記制御部へ送信し、上記制御部は上記予測される光学状態に基づいて、上記撮像素子による撮像動作を制御する。
第2の発明に係る撮像装置は、撮影光学系を有するレンズ部と、上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子を有する本体部と、からなる撮像装置において、上記本体部は、上記レンズ部と通信する制御部を有し、上記レンズ部は、上記本体部の制御部と通信を行うレンズ制御部を有し、上記制御部は、上記レンズ制御部へ所定の光学状態を含む指示を送信し、上記レンズ制御部は上記指示を受信して上記撮影光学系が上記所定の光学状態となる時刻を予測し、予測される時刻を上記制御部へ送信し、上記制御部は上記予測される時刻に基づいて、上記撮像素子による撮像動作を制御する。
第3の発明に係る撮像装置は、撮影光学系を有するレンズ部と、上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子を有する本体部と、からなる撮像装置において、上記本体部は、上記レンズ部と通信する制御部を有し、上記レンズ部は、上記本体部の制御部と通信を行うレンズ制御部を有し、上記制御部は、上記レンズ制御部へ光学状態を要求する指示を送信し、上記レンズ制御部は上記指示を受信して際の光学状態を保持し、上記制御部からの光学状態を制御する指示を受信した際には、上記保持された光学状態を読出し、制御を行う。
第4の発明に係る撮像装置は、上記第1ないし第3の発明のいずれかにおいて、上記レンズ部は、上記撮影光学系に絞りを含み、上記レンズ制御部は、上記絞りの開口を制御することが可能であり、上記光学状態は上記絞りの開口に関する情報である。
第5の発明に係る撮像装置は、上記第1ないし第3の発明のいずれかにおいて、上記レンズ部は、上記撮影光学系にフォーカスレンズを含み、上記光学状態は、上記フォーカスレンズの位置に関する情報である。
第5の発明に係る撮像装置は、上記第1ないし第3の発明のいずれかにおいて、上記レンズ部は、上記撮影光学系にフォーカスレンズを含み、上記光学状態は、上記フォーカスレンズの位置に関する情報である。
第6の発明に係る撮像装置は、上記第1ないし第3の発明のいずれかにおいて、上記レンズ部は、上記撮影光学系にズームレンズを含み、上記レンズ制御部は、上記ズームレンズを移動制御することが可能であり、上記光学状態は、ズームレンズの位置に関する情報である。
第7の発明に係る撮像装置は、上記第1ないし第3の発明のいずれかにおいて、上記レンズ部は、上記撮影光学系に手ぶれ補正レンズを含み、上記レンズ制御部は、上記手ぶれ補正レンズを移動制御することが可能であり、上記光学状態は、手ぶれ補正レンズの位置に関する情報である。
第7の発明に係る撮像装置は、上記第1ないし第3の発明のいずれかにおいて、上記レンズ部は、上記撮影光学系に手ぶれ補正レンズを含み、上記レンズ制御部は、上記手ぶれ補正レンズを移動制御することが可能であり、上記光学状態は、手ぶれ補正レンズの位置に関する情報である。
第8の発明に係る撮像装置の制御方法は、撮影光学系とレンズ制御部を有するレンズ部と、上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子と、本体制御部を有する本体部と、からなる撮像装置の制御方法において、上記本体制御部は上記レンズ制御部へ所定時刻を含む指示を送信し、上記レンズ制御部は上記指示を受信して上記所定時刻の上記撮影光学系の光学状態を予測し、予測される光学状態を上記本体制御部へ送信し、上記本体制御部は上記予測される光学状態に基づいて、上記撮像素子による撮像動作を制御する。
本発明によれば、レンズ部から本体部に情報を送信し演算に時間を要する場合であっても、適正な制御を可能とした撮像装置および撮像装置の制御方法を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態としてデジタルカメラ(以下、「カメラ」と称す)に適用した例について説明する。このカメラは、焦点距離が可変な撮影レンズ(所謂ズームレンズ)と、絞りを開閉させるための絞り機構と、絞り駆動機構を駆動する絞り駆動部を有するレンズ鏡筒と、このレンズ鏡筒を着脱自在または一体に構成されるカメラ本体とからなる。レンズ鏡筒とカメラ本体の間は、通信部を有し、カメラ本体からの要求に応じて、焦点距離や絞り値等の情報がカメラ本体に送信され、またカメラ本体から絞り値等の制御値がレンズ鏡筒に送信される。
また、このカメラは撮像部を有している。この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した表示部にスルー画表示する。撮影者はスルー画表示を観察することにより、構図やシャッタタイミングを決定する。レリーズ釦や動画釦の操作時には、静止画または動画の画像データが記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
また、カメラ本体はカメラ制御部を有し、レンズ鏡筒はレンズ制御部を有し、両者は通信によって接続されている。本体制御部は、レンズ制御部へ所定の光学状態を含むレンズ情報を要求する指示を送信した際に(例えば、図6のS108a、S110a、S113a、S116a)、レンズ制御部は撮影光学系が所定の光学状態となる時刻を予測し(例えば、図7のS202a、S202b、図9のS257〜S259)、予測される時刻をカメラ制御部へ送信し(例えば、図7のS202b)、本体制御部は予測される時刻に基づいて、撮像動作を制御する(例えば、図6のS109、S111、S113b、S117、S118)。
図1は、本発明の第1実施形態に係るカメラのレンズ鏡筒100の構成を示すブロック図であり、図2は、レンズ鏡筒100が装着されるカメラ本体200の構成を示すブロック図である。なお、本実施形態においては、レンズ鏡筒100は交換レンズ式であるが、レンズ鏡筒100がカメラ本体200に固定されているタイプであっても勿論かまわない。
レンズ鏡筒100内には、ズームレンズ群を含む光学系が配置されており、また、光学系を通過する被写体光量を制御する絞りが配置されている。すなわち、レンズ鏡筒100内には、被写体像を形成用の撮影レンズ101〜105と絞り106が鏡枠107によって保持されている。このうち、フォーカスレンズ群102はピント調節用であり、光軸O方向に移動可能である。また、ズームレンズ群103は、焦点距離調節用であり、光軸O方向に移動可能である。他のレンズ群101、104、105は鏡枠107に固定され、または光軸O方向に移動可能である。撮影レンズ101〜105を有するレンズ鏡筒100は、撮影光学系を有するレンズ部として機能する。また、レンズ群104を光軸Oと垂直方向に稼働として手ぶれ補正レンズとしてもよい。
フォーカスレンズ群102とズームレンズ群103の間には、開口径(開口量)が可変で、光学系を通過する光束を制限する絞り106が配置されている。勿論、絞り106の位置は、フォーカスレンズ群102とズームレンズ群103の間以外の位置でも構わない。
フォーカスレンズ群102は、FCS(フォーカス)群用ステッピングモータ111によって、光軸O方向に沿って移動可能である(FCSは「フォーカスレンズ」の意)。また、絞り106は絞り用ステッピングモータ112によって、開口径が開放状態から最小絞り状態の間で制御される。ステッピングモータを使用していることから、基準位置にある際に出力される信号を検出してからのステッピングモータのステップ数をカウントすることにより検出することができる。もちろん、GMR(巨大磁気抵抗効果:Giant magneto resistance)センサ、フォトインタラプタ等の外部位置検出手段によりフォーカスレンズ群102の位置や、絞り106の絞り値を検出してもよい。絞り用ステッピングモータ112は、絞り駆動機構を駆動する絞り駆動部として機能する。
ドライバ113は、FCS群用ステッピングモータ111および絞り用ステッピングモータ112に接続され、それぞれのステッピングモータの駆動制御を行う。絞り106の絞り値やフォーカスレンズの位置は、絞り106またはフォーカスレンズの基準位置から、ステッピングモータに印加したパルス(pls)数に基づいて検出する。
なお、本実施形態においては、ステッピングモータを採用しているが、これに限らずボイスコイルモータ等、他のアクチュエータを採用しても勿論かまわない。ボイスコイルモータ等を試用する場合には、フォーカスレンズ群102の位置や絞り106の絞り値を検知するための検知部を別途設ける。
また、ズームレンズ群103は、レンズ鏡筒100の外周に回動自在に設けられたズーム環(不図示)の手動回動操作に従って光軸O方向に移動する。なお、ズームレンズ群103を光軸O方向に駆動する駆動部(例えば、DCモータ、ステッピングモータやボイスコイルモータ等)を設け、レンズ鏡筒100やカメラ本体200におけるズーム操作に従ってズーミングを行うようにしてもよい。
ズーム(ZM)位置検出部114は、ズームレンズ103の位置を検出する。この位置検出は、例えば、ズームレンズ群103の位置を検出するエンコーダによって絶対位置を検出しても良く、またズームレンズ103の移動に応じて出力するフォトインタラプタPI(相対位置検出用)と基準位置を検出するフォトインタラプタPI(絶対位置検出用)を組み合わせて絶対位置を検出してもよい。
レンズCPU120は、CPU(Central Processing Unit)とその周辺回路を有し、レンズ記憶部131に記憶されているプログラムに従って、カメラ本体200からのコマンド(レンズ鏡筒100に対する指令)等に応じて、レンズ鏡筒100の制御を行う。レンズCPU120は、本体部の制御部と通信を行うレンズ制御部として機能する。このレンズ制御部は、絞りの開口を制御することが可能である。
レンズCPU120内には、位置検出部121、コマンド処理部122、絞り制御部124、フォーカス制御部125を有する。これらの各部は、レンズCPU120内のハードウエアによって処理してもよいが、本実施形態においては、プログラムに従ってソフトウエアによって処理する。
位置検出部121は、ズーム位置検出部114の検出結果を入力し、ズームレンズ群103の位置を検出する。コマンド処理部122は、カメラ本体200から送信されてくるコマンドを受信し、コマンドに応じた処理を実行する。
絞り制御部124は、カメラ本体200から絞り106を駆動するコマンドをコマンド処理部122によって受信した際に、このコマンドに応じて、ドライバ113を介して、絞り用ステッピングモータ112を駆動して絞り106の駆動制御を行う。この駆動制御にあたって、レンズ記憶部131に記憶されているズームレンズ群103の位置と絞り106の開口量の関係と、位置検出部121によって検出されたズームレンズ群103の位置に応じて、絞り106の開口量を設定する。
フォーカス制御部125は、カメラ本体200からフォーカスレンズ群102を駆動するコマンドをコマンド処理部122によって受信した際に、このコマンドに応じて、ドライバ113を介して、FCS群用ステッピングモータ111を駆動してフォーカスレンズ群102の駆動制御を行う。また、レンズCPU120は不図示の手ぶれ補正レンズ制御部を内蔵している。手ぶれ補正レンズ制御部によりドライバ113を介して、手ぶれ補正レンズ用モータを駆動制御し、手ぶれ補正レンズを光軸Oと垂直な方向へ移動制御して手ぶれ補正を行う。
レンズCPU120には、レンズ記憶部131が接続されており、このレンズ記憶部131はフラッシュROM等の電気的に書き換え可能なメモリを有する。レンズ記憶部131は、前述のプログラムを記憶し、また、ズームレンズ群103の位置と絞り106の開口量との関係、絞り値とフォーカスレンズ群102のピントずれ量の関係を記憶する。また、レンズ記憶部131は、絞り感度を記憶する。絞り感度は、絞り用ステッピングモータ112によって、1パルスだけ印加された場合に、絞り値がどれだけ変化するかを示す。
レンズ鏡筒100とカメラ本体200の間は、コネクタ206によって、電気的に接続される。すなわち、コネクタ206を介してレンズCPU120とシステムコントローラ201内の本体CPU201aが通信可能であり、また、電源回路218からの電源がレンズ鏡筒100に供給される。
また、レンズ鏡筒100内の光学系の光軸O上であって、カメラ本体内には、シャッタ205および撮像部202が配置されている。シャッタ205は、撮影時には、システムコントローラ201から制御信号に基づいて、シャッタ駆動機構204がシャッタ秒時で決まる時間の間、被写体光束を通過させる。また、スルー画表示時には、開放状態となっている。カメラ本体200および撮像部202は、レンズ部を装着可能に構成され、レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子を有する本体部として機能する。
撮像部202には、撮像素子や撮像制御部が設けてあり、レンズ鏡筒100内の光学系によって形成された被写体像を光電変換し、画像データをシステムコントローラ201に出力する。撮像部202は、システムコントローラ201からの制御信号に基づいて、撮像素子の電荷蓄積や読み出し等の制御を行う。また、撮像部202は、電子シャッタ機能を有し、撮像素子の電荷蓄積時間を制御することによって、シャッタ速度を電子的に制御することができる。
システムコントローラ201には、表示部208、記憶媒体210、不揮発性メモリ212、揮発性メモリ214、カメラ操作部216、電源回路218が接続されている。
表示部208は、カメラ本体200の背面等に配置された表示モニタや、カメラ本体200に内蔵され接眼部を介して観察する電子ビューファインダ等を有し、撮像部202からの画像データに基づいてスルー画表示を行う。また、記憶媒体210に記録された画像データを読み出し、記録済み画像の再生表示を行う。さらに、メニュー画面等、各種モードや調整の設定用の画面表示を行う。
記憶媒体210は、装填可能なメモリカード等の電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである。撮影者がレリーズ釦の全押しを行い、本撮影の指示を行った際に取得した画像データを画像記録用に画像処理した後に、記憶媒体210は、この画像処理された画像データを記録する。
不揮発性メモリ212は、フラッシュROM等の電気的に書き換え可能なメモリである。不揮発性メモリ212には、本体CPU201aにおいてカメラ全体の制御として使用されるプログラムが記憶されており、またカメラシステムの調整値等も記憶されている。
揮発性メモリ214は、DRAM、SDRAM等の電気的に書き換え可能なメモリである。揮発性メモリ214は、撮像部202からの画像データ(画像処理部201bで画像処理)を一時的に記憶する。また、揮発性メモリ214は、本体CPU201aのワークメモリ等としても使用される。
カメラ操作部216は、撮影者がカメラに対して種々の指示を行うための操作部材を含み、これらの操作部材の操作状態を検出し、検出結果をシステムコントローラ201に出力する。システムコントローラ201は、カメラ操作部216からの検出信号に基づいて、カメラシステムの制御を行う。
カメラ操作部216内の操作部材としては、パワースイッチ216a、1stレリーズスイッチ216b、2ndレリーズスイッチ216c、撮影モードダイヤル、絞りプレビュー釦、動画録画釦等がある。パワースイッチ216aは、カメラシステムの操作を開始させるためのスイッチである。1stレリーズスイッチ216bは、レリーズ釦の半押し状態でオンとなるスイッチであり、2ndレリーズスイッチ216cはレリーズ釦の全押し状態でオンとなるスイッチである。
電源回路218は、バッテリ220に接続されており、バッテリ220からの電源電圧を供給電圧に安定化して、カメラシステムの各部に供給する。
システムコントローラ201内には、本体CPU201a、画像処理回路201b、焦点検出回路201cを有する。画像処理回路201bは、撮像部202からの画像データに対して、スルー画表示用や画像記録用の種々の画像処理を施す。
焦点検出回路201cは、撮像部202からの画像データを用いて、画像データの高周波成分を抽出してコントラスト値を算出する。このコントラスト値がピーク値となるように、レンズ鏡筒100内のフォーカスレンズ群102を合焦位置に移動させる。なお、本実施形態においては、コントラストAFを採用しているが、これに限らず、位相差AFによってフォーカスレンズ群102のデフォカース量とデフォカース方向を検出し、この検出結果に基づいて、フォーカスレンズ群102を合焦位置に移動させるようにしても構わない。
本体CPU201aは、不揮発性メモリ212に記憶されたプログラムに従って、カメラシステム全体の各部を制御する。本体CPU201aは、レンズ鏡筒100内のレンズCPU120と通信が可能であり、レンズ鏡筒100内の各部は、レンズCPU120を介して制御する。本体CPU201aは、レンズ部と通信する制御部(本体制御部)として機能する。
本体制御部は、上述のレンズ制御部(例えば、本体CPU201a)へ所定時刻を含む指示を送信し(例えば、図6のS108a、S110a、S113a、S116a)、レンズ制御部は指示を受信して所定時刻の撮影光学系の光学状態を予測し(例えば、図9のS257〜S259)、予測される光学状態を本体制御部へ送信し(例えば、図7のS202b)、本体制御部は予測される光学状態に基づいて、撮像素子による撮像動作を制御する(例えば、図6のS109、S111、S113b、S117、S118)。
上述の光学状態は、絞りの開口に関する情報(例えば、図9のS251)、フォーカスレンズの位置に関する情報(例えば、図9のS253)、またはズームレンズの位置に関する情報(例えば、図9のS255)である。なお、本実施形態においては、絞りの開口に関する情報、フォーカスレンズの位置に関する情報、およびズームレンズの位置に関する情報の3つの情報について取得しているが、このうちの1又は2の情報だけでもよく、またこれ以外の情報についても取得するようにしてもよい。
次に、図3を用いて、本実施形態における動作について説明する。なお、このレンズ鏡筒100は、焦点距離が変化すると開放絞り値も変化するタイプである。図3において、レンズ鏡筒100の右側のタイミングチャートは、ズーム操作を行う場合の焦点距離の時間的変化を示す。カメラ本体200の右側のタイミングチャートでは、カメラ本体は、時刻t1、t2、・・・のタイミングで、レンズ鏡筒100に対してレンズ状態の送信を要求する(ポーリング処理)。カメラ本体200は、焦点距離情報を取得すると、この情報や撮像部202の画像情報に基づく輝度情報等を用いて、絞り値等の露出制御値を算出する。このときの通信と露出制御値の演算時間に要する時間を時間T(通信タイムラグ時間)とし、カメラ本体200はレンズ状態取得時に時間Tを送信する。
例えば、図3の時刻t3において、カメラ本体200がレンズ鏡筒100に対して焦点距離情報の送信を要求すると、レンズ鏡筒100がカメラ本体200に時刻t3における焦点距離(ZM位置)Z1を送信する。カメラ本体200は、焦点距離Z1を用いて絞り値を演算し(図3:AE処理)、この絞り値を時刻t3aにレンズ鏡筒100に送信することができる(図3:絞り制御指示)。しかし、この時刻t3aでは、既に焦点距離はZ2に変化しており、これに伴い開放絞り値や同一の絞り開口に対応する絞り値も変化する。このため、焦点距離Z1に基づく絞り値を用いて焦点距離Z2の状態のレンズ鏡筒100の絞り制御を行うことになり、適正な露出制御となる絞り制御を行うことができない。
そこで、本実施形態では、レンズ鏡筒100は、時刻t3において焦点距離情報をカメラ本体200に送信する際に、受信した通信タイムラグ時間Tを用いて、時刻t3aにおける焦点距離Z2を求め、この情報をカメラ本体200に送信する。カメラ本体200は、焦点距離Z2を用いて絞り値を演算し、時刻t3aにレンズ鏡筒100に送信する。実際に制御するタイミングでの焦点距離および開放絞り値(開放Fno.)に基づいて露出演算を行うため、適正な露出制御となる絞り制御を行うことができる。
図3を用いて説明した本実施形態における制御について、図4を用いて、より具体的に説明する。図4は、焦点距離(ZM位置)と絞り値(AV)の変化と、情報のやり取りの一例を示す。この例も、撮影レンズは、焦点距離の変化に応じて開放絞り値(開放Fno.)が変化するタイプのズームレンズである。カメラ本体200は、焦点距離毎の開放絞り値と、ポーリング処理によって得られるレンズ鏡筒100の現在絞り値と焦点距離を入力し、焦点距離が変化した、あるいは絞り値が変化した場合に、適切な絞り値へ駆動する指示をレンズ鏡筒100に送信する。また、レンズ鏡筒100は、焦点距離(ズーム)に応じて適切な絞り値を維持するために絞りの開口を制御する絞りトラッキング処理を行う。これは、焦点距離に応じて同一の絞り値となる絞りの開口量が異なるためである。
図4において、時刻t11、t12〜t19は、カメラ本体200がポーリング処理によって、レンズ鏡筒100の焦点距離(ZM位置)と、絞り値に関する情報の送信を要求するタイミングを示す。また、時刻t11a、t12a〜t18aは、カメラ本体200がレンズ鏡筒100に絞り値等の制御値の指示を行うタイミングを示す。
今、ズーミング操作により、焦点距離がワイドからテレ(この例では、14mmから42mm)へ変化したとする。この場合、絞りトラッキング処理により、レンズ鏡筒100の絞り値を、3.6〜5.0へと変化させる制御が行われる。一方、カメラ本体200は、時刻t12、t13、t14のタイミングで焦点距離に関する情報の送信をレンズ鏡筒100へ要求し、これに応じてレンズ鏡筒100からカメラ本体200へ焦点距離に関する情報が送信され、カメラ本体200で受信される。カメラ本体200は、焦点距離の情報に基づいて絞り制御値を演算し、時刻t12a、t13a、t14aにおいて、それぞれレンズ鏡筒100へ絞りの駆動指示を行う。
レンズ鏡筒100は、カメラ本体200からの絞りの指示値が、現在の焦点距離に対応する開放絞り値よりも小さい値である場合には、カメラ本体200からの指示値を無視し、絞りトラッキングを続行する。図4に示す例では、時刻t12における焦点距離22mmに対応する開放絞り値は4.0であり、カメラ本体200は開放絞り値4.0を指示値として時刻t12aにてレンズ鏡筒100へ送信する。通信タイムラグTの経過後である時刻t12aには焦点距離が26mmに変化し、これに対応する適切な開放絞り値が4.3に変化している。すると、カメラ本体200から送信されてきた指示値である絞り値4.0は、現在の開放絞り値4.3よりも小さい値であるので、これを無視し、絞りトラッキングの結果、絞り値を4.3のままとする。この条件下では、絞りトラッキング処理により焦点距離の変化に対応して、焦点距離毎の開放絞り値となるように絞り用ステッピングモータ112を駆動して絞り116を制御しているので、図4に示すように、レンズ鏡筒100の絞り軌跡(実線で示す)と、焦点距離毎の開放絞り値(実線と一致する点線)は一致している。
しかし、時刻t15以降、ズーミング操作により、焦点距離が42mmから14mmへ変化する場合には、時刻t16のタイミングで狙い通りの挙動とはならず、レンズ鏡筒100の絞り軌跡(実線)と、焦点距離毎の開放絞り値(破線)が一致しなくなる。
時刻t16のタイミングで、レンズ鏡筒100は焦点距離30mmの情報をカメラ本体200に送信すると、カメラ本体200は、この焦点距離30mmに応じた開放絞り値である絞り値4.5を、時刻t16aにレンズ鏡筒100に送信する。しかし、時刻t16aのタイミングでは、レンズ鏡筒100の焦点距離は26mmとなり、これに対応する開放絞り値は4.3と、より開放側に変化している。従って、レンズ鏡筒100は、指示値である絞り値4.5が、現在の開放絞り値4.3よりも大きいので、これを無視せずに指示値に応じた絞り制御を行い開放絞り値よりも絞った絞り値に制御されるこのように、カメラ本体200とレンズ鏡筒100の間に制御ずれが発生し、開放絞り値4.3に設定されるべき絞り値が絞り値4.5に設定されるという問題が生ずる。
すなわち、カメラ本体200は時刻t16のタイミングにおける焦点距離に対応した絞り値へ制御するように要求している(図4の実線参照)が、レンズ鏡筒100は、カメラ本体200は開放絞り値以外の絞り値へ制御する要求を行ったと、誤認識する。その結果、レンズ鏡筒100の絞り値が実線のようになり(時刻t16aから時刻t17への実線参照)、時刻t17、t18のタイミングで開放絞り値との乖離Gが発生してしまう。特に、この乖離Gが動画撮影中に発生すると、画像の明るさのちらつきを発生させ、動画の品位が低下してしまう。
そこで、本実施形態においては、レンズ鏡筒100はポーリング処理時に、通信タイムラグ時間の光学状態を予測して制御を行うようにする。例えば、時刻t16において、カメラ本体200から指示を受け取った場合、レンズ鏡筒100は時刻t16aのタイミングにおける焦点距離等を予測し、この予測結果を送信する。
次に、本実施形態に係るカメラ本体200の動作について、図5および図6に示すフローチャートを用いて説明する。このフローは、カメラ本体200内に設けられた本体CPU201aが不揮発性メモリ212に記憶されたプログラムに従って実行する。
パワースイッチ216aがオンされ、カメラ本体200の電源がオンになると、図5および図6に示すフローがスタートする。まず、レンズが装着されているか否かを判定する(S101)。ここでは、カメラ本体200に設けられた装着検知スイッチ(不図示)等に基づいて、レンズ鏡筒100の装着を判定する。なお、スイッチ以外にも、カメラ本体200内の本体CPU201aがレンズ鏡筒100のレンズCPU120と通信可能かによって判定してもよい。
ステップS101における判定の結果、レンズが装着されていた場合には、次に、通信タイムラグ時間を設定する(S101a)。ここでは、図3および図4において説明した通信タイムラグ、即ちカメラ本体200とレンズ鏡筒100の間の通信に要する時間と、通信を行うタイミングまでの待機時間、そして、指示値を演算するために要する時間の合計を、通信タイムラグとして本体CPU201a内に設定する。ここで設定された通信タイムラグ時間は、後述するステップS108a、S110a、S113a、S116aにおけるレンズ状態取得の際に、レンズ鏡筒100に送信される。
通信タイムラグ時間を設定すると、次に、レンズ通信を開始する(S102)。ここでは、公知の方法により、通信部を介して、カメラ本体200内の本体CPU201aとレンズ鏡筒100内のレンズCPU120の間で通信を開始する。
次に、スルー画の表示を開始する(S103)。ここでは、カメラ本体200内に設けられた撮像部202内の撮像素子からの画像データに基づいて、表示部208にスルー画(ライブビュー画像ともいう)の表示を開始する。以後、フレームレートに応じた露光時間が経過する毎に、画像データが読み出され、スルー画が表示される。
スルー画の表示を開始すると、次に、レンズが取り外されたか否かを判定する(S104)。ここでは、レンズ装着スイッチの状態等に基づいて、レンズ鏡筒100がカメラ本体200から取り外されたか否かを判定する。この判定の結果、レンズが取り外された場合には、ステップS101に戻る。
一方、ステップS104における判定の結果、レンズが取り外されていない場合(すなわち、装着されたままの場合)には、次に、電源がオフか否かを判定する(S105)。ここでは、カメラ本体200に設けられた電源スイッチ等の操作部材の操作状態に基づいて判定する。この判定の結果、電源がオフの場合には、終了処理を行い(S106)、このフローを終了する。
一方、ステップS105における判定の結果、電源がオフでない場合(すなわち、電源がオンのままの場合)には、次に、動画モード中か否かを判定する(S107)。例えば、撮影モードダイヤルを動画モードに切り換える等によって、撮影者が動画モードに設定したか否かを判定する。
ステップS107における判定の結果、動画モード中でなければ、次に、絞りプレビューがオンか否かを判定する(S108)。通常、スルー画表示中は、絞り106は開放状態であるが、この状態では実際に絞りこんだ状態での被写界深度を確認することができない。そこで、本実施形態においては、絞りプレビュー釦等、絞りプレビューを操作するための操作部材を設け、この操作部材が操作された場合には、絞り106を手動または自動設定されている絞り値に設定する絞りプレビューを実行する。
ステップS108における判定の結果、絞りプレビューがオンの場合には、レンズ状態を取得する(S108a)。撮影者が、絞りプレビュー操作を行うと共に、ズーミング操作等を行う場合があることから、このステップにおいて、カメラ本体200は、レンズ鏡筒100に対して、ステップS101aにおいて設定した通信タイムラグ時間を送信すると共に、焦点距離、絞り値等のレンズ状態取得の要求を行い、レンズ鏡筒100からレンズ状態を取得する。レンズ鏡筒100は、後述するように(図7のS202a、S202b、図9のS257〜S259参照)、通信タイムラグ時間後のレンズ状態を演算し、この演算結果をカメラ本体200に送信する。
レンズ状態を取得すると、次に、絞り駆動指示を行う(S109)。ここでは、カメラ本体200内の本体CPU201aは、レンズ鏡筒100内のレンズCPU120に対して、絞り駆動指示のコマンドを出力する。レンズCPU120が、このコマンドを受信すると、ステップS221〜S225(図8参照)において、プレビューを実行する。絞り駆動指示を実行すると、ステップS104に戻る。
ステップS108における判定の結果、絞りプレビューがオンでなかった場合には、次に、1stレリーズスイッチがオフか否かを判定する(S110)。撮影者がスルー画を観察しながら、構図をある程度決めると、撮影準備状態として、レリーズ釦の半押しを行う。レリーズ釦の半押し操作に応じて、1stレリーズスイッチ216bがオンとなる。このステップでは、1stレリーズスイッチ216bがオンか否かを判定する。この判定の結果、1stレリーズ216bがオンでない場合、すなわち、レリーズ釦の半押しがなされていない場合には、ステップS104に戻る。
ステップS110における判定の結果、1stレリーズスイッチがオンの場合、すなわち、レリーズ釦の半押しがなされている場合には、レンズ状態を取得する(S110a)。後述するように、レリーズ釦の半押し操作がなされると、AF処理を行う。このAF処理に先立って、ステップS108aと同様に、ステップS101aにおいて設定した通信タイムラグ時間を送信し、レンズ状態を取得する。すなわち、レリーズ釦の半押し操作がなされた際に、ズーミング動作が完了していない場合があり、このような場合を考慮して、レンズ状態を取得する。
レンズ状態を取得すると、AF処理を行う(S111)。ここでは、カメラ本体200内の撮像部202からの画像データに基づいてコントラストAF等によって、焦点調節を行う。このとき、カメラ本体200内の本体CPU201aは、レンズ鏡筒100内のレンズCPU120に対して、フォーカスレンズ群102の駆動のためのコマンドを出力し、焦点調節を行う。
なお、AF処理は、具体的には、山登りAFと称されるコントラストがピークとなるフォーカスレンズ位置を検出するスキャン駆動、このピーク位置へフォーカスレンズを駆動して合焦とする絶対駆動や、フォーカスレンズを所定の振幅で光軸方向に移動して端点でコントラストを検出するウォブリング駆動等が実行される。
また、ステップS111においてAF処理を行う際には、ステップS110aにおいて取得したレンズ状態を使用する。例えば、焦点距離に応じて、フォーカスレンズ群102の駆動量が異なるので、通信タイムラグ後の焦点距離に応じた駆動量で、FCS群用ステッピングモータ111の駆動制御を行う。
AF処理を行うと、1stレリーズスイッチがオフか否かを判定する(S112)。ここでは、ステップS110において撮影者がレリーズ釦を半押しした後、レリーズ釦から指を離したか否かを判定する。この判定の結果1stレリーズスイッチ216bがオフであれば、ステップS104に戻る。
一方、ステップS112における判定の結果、1stレリーズスイッチがオフでなければ、すなわち、レリーズ釦の半押しが継続していれば、次に、2ndレリーズスイッチがオンか否かを判定する(S113)。撮影者がスルー画を観察しながら、レリーズ釦の半押しによりピントを合わせ、構図を決定し、撮影を行う場合には、レリーズ釦の全押し(半押しよりもさらに押し込んだ状態)を行う。レリーズ釦の全押し操作に応じて、2ndレリーズスイッチ216cがオンとなる。このステップでは、2ndレリーズスイッチ216cがオンか否かを判定する。この判定の結果、2ndレリーズがオンでない場合、すなわち、レリーズ釦の半押しのままで、全押しされていない場合には、ステップS112に戻る。
ステップS113における判定の結果、2ndレリーズスイッチがオンとなると、レンズ状態を取得する(S113a)。後述するように、レリーズ釦の全押し操作がなされると、AE処理や撮影処理等を行う。このAE処理等に先立って、ステップS108aと同様に、ステップS101aにおいて設定した通信タイムラグ時間を送信し、レンズ状態を取得する。すなわち、レリーズ釦の全押し操作がなされた際に、ズーミング動作が完了していない場合があり、このような場合を考慮して、レンズ状態を取得する。
レンズ状態を取得すると、AE処理を行う(S113b)。ここでは、ここでは、2ndレリーズスイッチがオンとなる直前に取得した撮像素子からの画像データに基づいて輝度情報を算出し、この輝度情報に基づいて、適正露光となるように、絞り106の絞り値、シャッタ205のシャッタ速度値、撮像素子のISO感度等を算出する。絞り106の絞り値等の算出にあたっては、ステップS113aにおいて取得したレンズ状態の情報を参照して行う。絞り106の制御のために、本体CPU201aは、レンズCPU120に対して絞り制御用のコマンドを出力する。絞り制御用のコマンドとして、適正露光となる絞り値、絞りの駆動速度等がある。
AE処理を行うと、次に、撮影処理を行う(S114)。このとき、交換レンズ100側の絞り106が、絞り制御用のコマンドに応じて、絞り駆動を行う。また、カメラ本体CPU201aは、シャッタ205を適正露光となるように露光時間を制御する。そして、露光の終了後、撮像部202から静止画の画像データを取得し、画像処理回路201bが画像データに対して記録用の画像処理を施す。なお、交換レンズ100側における絞り制御については、図8、図11を用いて後述する。
撮影処理を行うと、画像データを記憶する(S115)。ここでは、ステップS114における撮影処理において記録用に画像処理された画像データをカメラ本体内の記録媒体210に記録する。画像データの記憶を行うと、ステップS104に戻る。
一方、ステップS107における判定の結果、動画モード中であった場合には、次に、動画録画釦がオンか否かを判定する(S116)。撮影者がスルー画を観察し、動画撮影を開始させるには、動画録画釦を操作するので、このステップでは、動画録画釦の操作状態に基づいて判定する。この判定の結果、動画録画釦が操作されていない場合には、ステップS104に戻る。
ステップS116における判定の結果、動画録画釦がオンの場合には、レンズ状態を取得する(S116a)。後述するように、動画録画釦の全押し操作がなされると、AF処理、AE処理、動画録画処理等を行う。このAF処理等に先立って、ステップS108aと同様に、ステップS101aにおいて設定した通信タイムラグ時間を送信し、レンズ状態を取得する。すなわち、動画録画釦の押し操作がなされた際に、ズーミング動作が完了していない場合があり、このような場合を考慮して、レンズ状態を取得する。
レンズ状態を取得すると、次に、AF処理を行う(S117)。AF処理は、カメラ本体200内の撮像素子からの画像データに基づくコントラストAF等によって、焦点調節を行う。このとき、カメラ本体200内の本体CPUは、レンズ鏡筒100内のレンズCPU120に対して、フォーカスレンズ群102の駆動のためのコマンドを出力し、焦点調節を行う。ステップS111におけるAF処理では、いわゆるシングルAF(1回、合焦すると、焦点調節動作を終了する)でもよいが、ステップS117においては、いわゆるコンティニュアスAF(合焦後、ピントがずれると再度自動焦点調節を行い、常に合焦状態を維持するような自動焦点調節)によるAF処理を行う。また、AF処理を行う際には、ステップS116aにおいて取得したレンズ状態を使用する。例えば、焦点距離に応じて、フォーカスレンズ群102の駆動量が異なるので、通信タイムラグ後の焦点距離に応じた駆動量で、FCS群用ステッピングモータ111の駆動制御を行う。
AF処理を行うと、次に、AE処理を行う(S118)。ここでは、1フレーム分の画像データを取得すると、この画像データに基づいて輝度情報を算出し、この輝度情報に基づいて、適正露光となるように、絞り106の絞り値、撮像素子の電子シャッタ、ISO感度等を算出する。絞り106の制御のために、本体CPU201aは、レンズCPU120に対して絞り制御用のコマンドを出力する。絞り制御用のコマンドとして、適正露光となる絞り値、絞りの駆動速度等がある。絞り106の絞り値等の算出にあたっては、ステップS116aにおいて取得したレンズ状態の情報を参照して行う。
AE処理を行うと、動画録画を行い(S119)、録画データの記憶を行う(S120)。ここでは、撮像素子から動画用の画像データを取得し、これを動画記録用に画像処理し、この処理された画像データをカメラ本体内の記録媒体210に記録する。
録画データ記憶を行うと、次に、動画録画釦がオフか否かを判定する(S121)。ここでは、ステップS116においてオンとした動画録画釦をオフとしたか、すなわち、動画録画釦の押し込みを解除したか否かを判定する。なお、本実施形態においては、動画録画釦を押し込んでいる間、動画の録画を行うようにしているが、これに限らず、例えば、動画録画釦を押し込むと動画の録画を開始し、以後、動画録画釦から指を離しても動画の録画を続行し、再度、動画録画釦を押し込むと動画の録画を終了するようにしてもよい。
ステップS121における判定の結果、動画録画釦がオフでなかった場合、すなわち、動画録画釦が操作されたままであった場合には、ステップS117に戻り、動画の録画を続行する。一方、ステップS121における判定の結果、動画録画釦がオフであった場合、すなわち、動画録画釦の操作が解除された場合には、動画の録画を終了し、ステップS104に戻る。
このように、カメラ本体200側では、始めに通信タイムラグ時間を設定しておき(S101a)、種々のタイミングで(S108a、S110a、S113a、S116a)において、ステップS101aにおいて設定した通信タイムラグ時間を送信し、レンズ状態を取得する。そしてこの取得したレンズ状態を用いて、AF処理、AE処理を行っている(S111、S113b、S117、S118)。このため、通信や演算処理時間を考慮して絞り値やフォーカスレンズ群位置を算出することができ、適正な値を確保することができる。
なお、本実施形態においては、レンズ状態を取得する際に、通信タイムラグ時間をレンズ鏡筒100に送信していた。しかし、これに限らず、通信タイムラグ時間を、電源オン時のレンズ通信を開始した際に(S102)、カメラ本体200がレンズ鏡筒100へ送信し、これをレンズ鏡筒100側で記憶しておき、レンズ状態の要求が送信されてきた際に読出して使用するようにしてもよい。また、レンズ状態を取得する際に、通信タイムラグ時間を送信する場合には、AE処理やAF処理に要する演算時間が異なる場合には、この相違を反映した通信タイムラグをそれぞれ送信することが可能となり、より正確な制御を行うことができる。また、通信タイムラグ時間を、電源オン時のレンズ通信開始時に送信する場合には、レンズ状態の要求の際に、通信タイムラグ時間を送信することを省略でき、通信時間を短縮することができる。
また、本実施形態においては、絞りプレビュー、レリーズ釦の半押し、全押し、動画録画釦が操作されると、カメラ本体200からレンズ状態取得のコマンドが送信されていた(図6のS108a、110a、113a、116a参照)。しかし、レンズ状態取得のコマンドが送信されるのは、これら4つの操作状態に限らず、他の操作状態を追加でもよく、また、いずれかの操作状態についてはコマンド送信を省略してもよい。
また、本実施形態においては、種々のタイミングに合わせてレンズ状態を取得していた(例えば、S108a、S110a、S113a、S116a)。しかし、これに限らず、一定時間間隔でレンズ状態を取得するようにし、AE処理やAF処理は、最新のレンズ状態に基づいて行うようにしてもよい。
次に、本実施形態に係るレンズ鏡筒100の動作について、図7および図8に示すフローチャートを用いて説明する。このフロー(後述する図9ないし図11も同様)は、レンズ鏡筒100内に設けられたレンズCPU120がレンズ鏡筒100内の記憶部131に記憶されたプログラムに従って実行する。
カメラ本体100内の電源がオンとなり、これに伴ってレンズ鏡筒100の電源がオンになると、図7および図8に示すフローがスタートする。まず、レンズの初期化を行う(S201)。ここでは、撮影レンズ101〜105、絞り106等の機械的位置が初期位置となるように機械的初期化を行い、また各種フラグ等、電気的初期化を行う。
レンズ初期化を行うと、次に、待機状態となる(S202)。レンズ鏡筒100は、カメラ本体200からの動作を指示するコマンドを受信しないと、またはズーム環や距離環等のレンズ鏡筒100に設けられた操作部材の操作がないと、動作を開始しない。このステップでは、カメラ本体200からのコマンドの受信等を待機し、コマンドを受信または操作部材が操作されると、ステップS202aに進む。
待機状態を脱すると、状態送信要求が発生したか否かについて判定する(S202a)。前述したように、絞りプレビュー、レリーズ釦の半押し、全押し、動画録画釦が操作されると、カメラ本体200からレンズ状態取得のコマンドが送信される(図6のS108a、110a、113a、116a参照)。このステップでは、コマンドを受信し、そのコマンドが状態送信要求であるか否かについて判定する。
ステップS202aにおける判定の結果、状態送信要求が発生していた場合には、レンズ状態演算を行う(S202b)。ここでは、現在のフォーカスレンズ群位置、現在の絞り値、現在の焦点距離等、レンズ鏡筒の状態を検出する。また、ステップS101aにおいて設定されレンズ鏡筒100に送信されてきた通信タイムラグ時間に基づいて、通信タイムラグが経過した際の焦点距離、フォーカスレンズ位置、絞り値等を予測する。この予測値も含めてレンズ状態に関する情報をカメラ本体200に送信する。このレンズ状態演算の詳しい動作については、図9を用いて後述する。
ステップS202においてレンズ状態を演算すると、またはステップS202aにおける判定の結果、状態送信要求が発生していない場合には、AF指示があるか否かを判定する(S203)。カメラ本体100において、ステップS111やS117等において、AF処理を行うと、本体側の焦点検出に応じて、レンズCPU120に対して、フォーカスレンズ群102を駆動するためのコマンドを送信する。このステップでは、このAF指示のためのコマンドを受信したか否かに基づいて判定する。
ステップS203における判定の結果、AF指示があった場合には、AF状態に遷移し(S204)、フォーカス駆動を実行する(S205)。ここでは、コマンド処理部122がAF状態に遷移し、カメラ本体200からの指示に従ってフォーカス制御部125が目標位置に向け、目標速度でFCS群用ステッピングモータ111の駆動制御を行う。ステップS205におけるフォーカス駆動処理の詳しい動作について、図10を用いて後述する。
ステップS203における判定の結果、AF指示がない場合には、次に、MF開始指示が有るか否かを判定する(S206)。レンズ鏡筒100のピント合わせは、AF(自動焦点調節)とMF(手動焦点調節)の2種類があり、カメラ本体200側でAFとMFの設定が可能である、このステップでは、カメラ本体200側でMFモードが設定されたか否かをカメラ本体側からのコマンドに基づいて判定する。
ステップS206における判定の結果、MF開始時指示が有る場合には、MF状態に遷移し(S207)、距離環が回転されたか否かを判定する(S208)。ここでは、コマンド処理部122がMF状態に遷移し、レンズ鏡筒100の外周に設けられた回転自在の距離環の回転方向と回転量に応じて、MF(手動焦点調節)を実行する。ステップS208における判定の結果、距離環が回転している場合には、ステップS205に進み、検出した回転方向と回転量に応じて手動焦点調節を行う。
ステップS208における判定の結果、距離環が回転していない場合には、次に、MF終了指示が有るか否かを判定する(S209)。ここでは、カメラ本体側において、MFモードの設定が解除されたか否かをカメラ本体側からのコマンドに基づいて判定する。この判定の結果、MF終了指示が有る場合には、ステップS208に戻り、MFモードを続行する。
ステップS209における判定の結果、MF終了指示が有った場合には、次に、フォーカスレンズ駆動中か否かを判定する(S210)。ステップS208において距離環が操作されると、FCS群用ステッピングモータ111がフォーカスレンズ群102を駆動するが、距離環の動きに対してフォーカスレンズ群102の駆動には遅延がある。このため、MF終了指示が有った場合でもフォーカスレンズ群102の駆動が終了していないことがある。
ステップS210における判定の結果、フォーカスレンズが駆動中であった場合には、FCS群用ステッピングモータ111の停止処理を行う(S211)。
ステップS205においてフォーカス駆動処理を行うと、またはS206における判定の結果、MF開始指示が無い場合には、またはステップS210における判定の結果、フォーカスレンズが駆動中でない場合、またはステップS211においてFCSモータの停止処理を行うと、次に、絞り制御指示が有るか否かを判定する(S221)。カメラ本体200は、ステップS109の絞りプレビュー時の絞り駆動指示時、ステップS114の撮影処理時、ステップS118の動画録画時のAE処理時等において、絞り制御指示のためのコマンドを、レンズCPU120に対して出力する。このステップS221においては、この絞り制御指示のためのコマンドが送信されてきたか否かを判定する。
ステップS221における判定の結果、絞り制御指示が有る場合には、次に、絞り目標位置を設定し(S222)、絞り目標速度を設定し(S223)、絞りモータ駆動を開始する(S224)。カメラ本体200は、絞り制御指示のためのコマンドをレンズCPU120に出力する場合には、適正露光となる絞り値、絞り駆動時の絞りの駆動速度等の絞り制御用のコマンドを送信する。そこで、この適正露光となる絞り値と、現在の焦点距離と、レンズ記憶部131に記憶されているズームレンズ群103の位置と絞り106の開口量との関係を記憶した情報に基づいて、絞り値から受信した絞り値に到達するための駆動ステップ数を演算することにより、絞り目標位置を設定する。ここでカメラ本体がレンズへ送信する絞り値は、ステップS202bで演算された、通信タイムラグを考慮した焦点距離の予測値を用いて演算された絞り値である。そして、この設定された目標位置に向けて駆動する際の絞り目標速度を設定する。絞り目標位置と絞り目標速度を設定すると、絞りモータ(絞り用ステッピングモータ112)によって、絞り106の絞り駆動制御を開始する。
絞りモータ駆動を開始すると、速度更新処理を実行する(S224a)。
ステップS221における判定の結果、絞り制御指示がない場合には、次に、ズーム(ZM)位置変更が発生したか否かを判定する(S228)。前述したように、レンズ鏡筒100に設けられたズーム環等を操作すると、光学系の焦点距離が変化する。このステップでは、例えば、ズーム位置検出部114によって検出された焦点距離の時間的変化に基づいて、ズーム位置に変更が生じたか否かを判定する。この判定の結果、ズーム位置の変更が発生していない場合には、ステップS202に戻る。
ステップS228における判定の結果、ズーム位置の変更が発生している場合には、次に、絞りトラッキング処理を実行する(S229)。ここでは、ズーム操作により焦点距離が変化しても、カメラ本体200側から指示されている絞り値が維持されるように、絞り106の開口量(開口径)の制御を行う。この絞りトラッキング処理の詳しい動作については、図11を用いて後述する。
ステップS229において絞りトラッキング処理をおこなうと、またはステップS224aの速度更新を行うと、次に、絞り制御終了か否かを判定する(S230)。絞り制御の終了は、絞り目標位置に達した場合に絞り制御終了と判定する。この判定の結果、絞り制御終了でない場合は、ステップS221に戻り、絞り制御を継続する。
一方、ステップS230における判定の結果、絞り制御終了の場合は、通信終了指示があるか否かを判定する(S231)。カメラ本体200側において、電源がオフする等によって、カメラ本体200とレンズ鏡筒100の間で通信を終了する場合には、レンズ鏡筒100側に電源オフの前に通信終了のコマンドが送信されてくる。そこで、このステップでは、通信終了の指示が有るか否かについて判定する。
ステップS231における判定の結果、通信終了の指示がない場合には、ステップS202に戻る。一方、判定の結果、通信終了の指示が有る場合には、通信終了処理を行い(S232)、レンズ通信のフローを終了する。
このように、本実施形態に係るレンズ通信のフローにおいては、カメラ本体200からレンズ状態取得のコマンドを受信すると、レンズ状態を演算し、この演算されたレンズ状態をカメラ本体に送信している。すなわち、現在の焦点距離や絞り値等のレンズ状態に限らず、通信タイムラグを考慮した将来の焦点距離、フォーカスレンズ位置や絞り値の予測値を演算し、カメラ本体200に送信している。
すなわち、本実施形態における、カメラ本体はカメラ制御部を有し、レンズ鏡筒はレンズ制御部を有し、両者は通信によって接続されている。本体制御部は、レンズ制御部へ所定の光学状態を含む指示を送信し(例えば、図6のS108a、S110a、S113a、S116a)、レンズ制御部は指示を受信して撮影光学系の上記所定時刻での光学状態を予測し(例えば、図7のS202a、S202b)、予測される光学状態をカメラ制御部へ送信し(例えば、図7のS202b)、本体制御部は予測される光学状態に基づいて、絞り制御、AF制御、AE制御を行う(例えば、図6のS109、S111、S113b、S117、S118)。このため、カメラ本体200では、通信タイムラグ時間中のレンズ鏡筒100の光学状態の変化による制御ずれを防止し、より精度の高い絞り制御、AF制御、AE制御を行うことができる。
次に、図9を用いて、図7のステップS202bに示すレンズ状態演算の動作について説明する。レンズ状態演算のフローに入ると、まず、現在FCS位置を取得する(S251)。ここでは、フォーカスレンズ群111の現在位置を取得する。前述したように、フォーカスレンズ群102の位置は、フォーカスレンズ群の基準位置から、ステッピングモータに印加したパルス(pls)数に基づいて検出する。
続いて、現在FCS制御速度を取得する(S252)。ここでは、フォーカス制御部125がFCS群用ステッピングモータ111の位置検出タイミング毎の駆動量から速度を演算する。
次に、現在絞り位置を取得する(S253)。ここでは、絞り106の現在の絞り値を取得する。前述したように、絞り106の現在の絞り位置は、絞り106の基準位置から、ステッピングモータに印加したパルス(pls)数に基づいて検出する。
続いて、現在絞り制御速度を取得する(S254)。ここでは、絞り制御部124が絞り106の位置検出タイミング毎の駆動量から速度を取得する。
次に、現在ZM位置取得を行う(S255)。ここでは、ズーム(ZM)位置検出部114が、ズームレンズ103の位置を検出しているので、これから取得する。続いて、現在ZM制御速度を取得する(S256)。ここでは、ズーム(ZM)位置検出部114が検出した焦点距離の時間変化に基づいて、ズーム制御速度を取得する。なお、手ぶれ補正レンズ位置、手ぶれ補正レンズ制御速度の情報を取得してもよい。
現在ZM制御速度を取得すると、次に、将来到達FCS位置を演算する(S257)。ここでは、カメラ本体200よりレンズ状態取得のコマンドを取得した時点から、通信タイムラグの時間経過後に、フォーカスレンズ群102が到達する位置を予測する。予測演算としては、通信タイムラグ期間中に、ステップS252で取得した現在FCS制御速度での一定速度でフォーカスレンズ群102が移動すると仮定して算出する。さらに、過去のフォーカスレンズ群102の位置とその時刻を対にして複数、記憶しておき、この記憶された複数対の位置と時刻の情報を加味して近似式を用いて算出してもよい。
続いて、将来到達絞り位置を演算する(S258)。ここでは、カメラ本体200よりレンズ状態取得のコマンドを取得した時点から、通信タイムラグの時間経過後に、絞り106が到達する位置を予測する。予測演算としては、過去の絞り106の絞り値(絞り位置)とその時刻を対にして複数、記憶しておき、この記憶された複数位置に基づいて、算出する。
続いて、将来到達ZM位置を演算する(S259)。ここでは、カメラ本体200よりレンズ状態取得のコマンドを取得した時点から、通信タイムラグの時間経過後に、ズームレンズ群103が到達する位置を予測する。予測演算としては、通信タイムラグ期間中に、ステップS256で取得した現在ZM制御速度での一定速度でズームレンズ群103が移動すると仮定して算出する。さらに、過去のズームレンズ群103のZM位置とその時刻を対にして複数、記憶しておき、この記憶された複数対の位置と時刻の情報を加味して近似式を用いて算出してもよい。また、同様な演算方法により、不図示の手ぶれ補正レンズの位置について将来の位置を予測する演算を行ってもよい。
ステップS259において、将来到達ZM位置を演算すると、ステップS260において、現在のレンズ状態および演算した将来のレンズ状態をカメラ本体へ送信し、レンズ状態演算のフローを終了し、元のフローに戻る。
このように、本実施形態に係るレンズ状態演算のフローは、現在のフォーカスレンズ群の位置、現在の絞り位置、現在のズーム(ZM)位置等のみならず、通信タイムラグの時間経過後のフォーカスレンズ群の位置、通信タイムラグの時間経過後の絞り位置、通信タイムラグの時間経過後のズーム位置を算出している。このため、カメラ本体200では、実際にレンズ鏡筒100において制御する際の位置に応じた制御値を演算することができ、精度の高い制御が可能となる。
次に、図10を用いて、図7のステップS205に示すフォーカス駆動処理の動作について説明する。フォーカス駆動処理のフローに入ると、まず、目標位置を設定し(S301)、目標速度を設定する(S302)。カメラ本体200側からAF処理のためのコマンドが送信されてくる場合には、目標位置が併せて送られてくる。そこで、レンズCPU120内のフォーカス制御部125は、目標位置に到達するためのFCS群用ステッピングモータ111の駆動パルス数(目標位置)を設定し、また目標位置に到達するまでのパルスレート(目標速度)を設定する。
ステップS301およびS302において目標位置と目標速度を設定すると、FCSモータの駆動を開始する(S303)。ここでは、ドライバ113を介してFCS群用ステッピングモータ111を駆動し、フォーカスレンズ群102を目標位置に向けて駆動開始する。
FCSモータの駆動を開始すると、次に、フォーカスモータ駆動中か否かを判定する(S304)。FCS群用ステッピングモータ111は、ステップS301において設定したステップ数分、駆動を行う。
ステップS304における判定の結果、フォーカスモータが駆動中の場合は、フォーカス駆動処理を終了して元のフローに戻る。一方、フォーカスモータの駆動中でない場合は、フォーカス制御終了処理を行う(S305)。そして、この終了処理が終わると元のフローに戻る。
次に、図11を用いて、図8のステップS229に示す絞りトラッキング処理の動作について説明する。絞りトラッキング処理のフローに入ると、まず、カメラ本体の最新指示値の読み出しを行う(S401)。カメラ本体200から絞り制御のためのコマンドを受信すると、ステップS225において、レンズ記憶部131またはレンズCPU120内のメモリに記憶している最新の絞り指示値を読み出す。
最新の指示値を読み出すと、次に、現在絞り値(現在の絞り制御パルス位置)plsの読み出しを行う(S402)。本実施形態においては、絞り106の駆動用としてステッピングモータを使用していることから、現在の絞り値は、ステッピングモータの駆動ステップ数のカウント値(絞り制御パルス位置)plsによって求めることができる。
現在絞り値を読み出すと、次に、現在ズーム(ZM)位置読み出しを行う(S403)。ここでは、ズーム位置検出部114の検出出力に基づいて、現在のズーム位置を読み出す。
続いて、最新の指示値は現在ズーム(ZM)位置の開放Fno.未満か否かを判定する(S404)。絞り106の開放Fnoは、焦点距離によって変化し、一般に、焦点距離が長くなると、開放Fno.も大きくなる。ステップS401によって読み出したカメラ本体200からの絞り値は、ステップS403において読み出した現在設定されている焦点距離では、設定不可能な場合がある。そこで、このステップでは、カメラ本体200側で設定された絞り値に絞り106が設定可能か否かを判定する。
ステップS404における判定の結果、最新の指示値は現在ZM位置の開放Fno.未満の場合には、最新の指示値を現在ZM位置の開放Fno.で丸め込む(S405)。ここでは、カメラ本体200側で設定された絞り値は開放Fno.よりも開放側であって設定することができないことから、現在設定されている焦点距離における開放Fnoとする。
ステップS405における処理を行うと、またはステップS404における判定の結果、最新の指示値は現在ZM位置の開放Fno.未満でなかった場合には、次に、最新の指示値は現在ZM位置の最大Fno.より大きいか否かを判定する(S406)。絞り106は、最も絞り込んだ状態(最大Fno.)よりも更に絞り込むことができず、また、この最大Fno.は、焦点距離によって変化する。そこで、このステップでは、カメラ本体200側で設定された絞り値に絞り106が設定可能か否かを判定する。
ステップS406における判定の結果、最新の指示値は現在ZM位置の最大Fno.より大きい場合には、最新の指示値を現在ZM位置の最大Fno.で丸め込む(S407)。ここでは、カメラ本体200側で設定された絞り値に設定することができないことから、現在設定されている焦点距離における最大Fnoとする。
ステップS407における処理を行うと、またはステップS406における判定の結果、最新の指示値は現在ZM位置の最大Fno.より大きくなかった場合には、次に、目標絞り位置(絞り制御パルス位置)plsを演算する(S408)。ここでは、ステップS401〜S403において読み出した、カメラ本体から指示された絞り値、現在の絞り値、および現在の焦点距離を用いて、レンズ記憶部131に記憶されているズームレンズ群の位置と絞り制御パルス位置から、目標絞り値に到達するための駆動pls数(ステッピングモータの駆動ステップ数、目標絞り制御パルス位置と現在の絞り制御パルス位置との差)を演算する。
目標絞り位置(絞り制御パルス位置)plsを演算すると、次に絞りモータの駆動を行う(S409)。ここでは、絞り制御部124は、ドライバ113を介して絞り用ステッピングモータ112の駆動制御を行い、絞り106の制御を行う。
このように、絞りトラッキング処理においては、ズーム操作により焦点距離が変更されても、この変更前の絞り値が維持されるように、焦点距離の変更に応じて絞り値の開口量(絞り制御パルス位置)を制御している。なお、焦点距離の検出は、所定時間間隔で行われており、この時間間隔で絞り106の開口径の制御がなされる。なお、動画録画ボタンが押されて動画録画中である場合には、絞りの開口径の制御は静音動作をする。
また、上記ステップS109、S111、S113b、S117、S118の処理と並行に手ぶれ補正処理を行ってもよい。カメラ本体200内の本体CPU201aは、所定時刻を含むレンズ状態を要求する指示を受信し、レンズCPU120は指示を受信して所定時刻の手ぶれ補正レンズの位置を予測し、予測される位置を本体CPU201aへ送信し、本体CPU201aは予測される手ぶれ補正レンズ位置に基づいて、レンズ鏡筒100の手ぶれ補正を制御するようにしてもよい。
このように、本発明の第1実施形態においては、カメラ200内の本体CPU201aは、所定時刻(第1実施形態の例では、通信タイムラグ時間後の時刻)を含むレンズ状態を要求する指示を送信し(例えば、図6のS108a、S110a、S113a、S116a参照)、レンズCPU120は指示を受信して所定時刻の撮影光学系の光学状態を予測し(例えば、図7のS202b、図9のS257〜S259参照)、予測される光学状態を本体CPU201aへ送信し、本体CPU201aは予測される光学状態に基づいて、レンズ鏡筒100の光学状態を制御するようにしている。このため、レンズ部から本体部に情報を送信し演算に時間を要する場合であっても、適正な制御を行うことができる。すなわち、レンズCPU120が実際に制御を行うタイミングでの光学状態に応じた制御値となっていることから、制御値の乖離を最小限にすることができ、適正な制御となる。
なお、本実施形態においては、カメラ本体200の本体CPU201aは、通信タイムラグ時間を、レンズ鏡筒100のレンズCPU120に送信していた。しかし、通信タイムラグ時間に限らず、任意の時間を設定してもよい。また、絶対時刻に関する情報が利用であれば、通信タイムラグ時間後の時刻を直接送信してもよい。また、通信タイムラグ時間としては、通信時間と演算時間の合計としたが、これに限らず、カメラ本体が要求してからレンズ鏡筒に制御信号を送信するまでに生ずる遅れ時間であれば勿論かまわない。
次に、図12ないし図15を用いて、本発明の第2実施形態について説明する。本発明の第1実施形態においては、カメラ本体側がレンズ鏡筒側へ通信タイムラグ時間を送信していた。しかし、第2実施形態においては、カメラ本体側からレンズ鏡筒側へ光学状態を示す値を送信し、レンズ鏡筒側では指示を受けた光学状態となる時刻を予測する。カメラ本体側はこの光学状態に基づく制御値を演算して予測時刻に基づいてレンズ鏡筒へ送信し、レンズ鏡筒側でこの制御値に基づく制御を行うようにしている。
第2実施形態の構成は、図1および図2に示した構成と同様であることから、詳しい説明を省略する。
第2実施形態における動作の概略を、図12を用いて説明する。第2実施形態においても、レンズ鏡筒100は、焦点距離が変化すると開放絞り値も変化するタイプとする。図12において、レンズ鏡筒100の右側のタイミングチャートは、焦点距離の時間的変化を示す。カメラ本体200の右側のタイミングチャートでは、カメラ本体200は、時刻t21、t22、・・・のタイミングで、レンズ鏡筒100に対してレンズ状態の送信を要求する(ポーリング処理)。このとき、カメラ本体200は将来の焦点距離Z12も併せて送信する。
レンズ鏡筒100は、このレンズ状態取得のコマンドを受信すると、現在焦点距離情報(Z11)と、将来の焦点距離(Z12)を用いて、所定のズームレンズ群の位置等に到達するための所要時間T2を演算し、これらの情報をカメラ本体200に送信する。カメラ本体200は、レンズ鏡筒100から送信されてきた所要時間T2の経過後の焦点距離Z12に対応する絞り制御値を演算する。そしてカメラ本体200は、所要時間T2経過時に、この焦点距離Z12に対応する絞り制御値を含む絞り制御指示等の指示をレンズ鏡筒100側に送信する。レンズ鏡筒100はこのタイミングで絞り制御等の制御を実行する。
本実施形態では、カメラ本体200は、時刻t23においてレンズ状態の取得のコマンドをレンズ鏡筒100に送信する際に、将来の焦点距離も併せて送信する。レンズ鏡筒100は将来の焦点距離(Z12)に到達する時刻t23aを予測してこの時間も含めてカメラ本体200に返信する。カメラ本体200は、将来の焦点距離Z12に対応する制御絞り値を演算し、時刻t23aになると、演算した絞り制御値をレンズ鏡筒100に送信し、この時のレンズ鏡筒100の状態は焦点距離Z12であるので、適正な露出制御となる絞り制御を行うことができる。
また、本体200は、時刻t23と時刻t23aの間の時刻にて、レンズ鏡筒100に対して時刻t23aに絞り制御を行うように指示してもよい。この場合は、レンズ鏡筒100が、内部の時計カウンダで計時して時刻t23aのタイミングで絞り制御を行う。この例では、通信時刻をt23aに合わせなくてもよく、通信タイミングの自由度を広げることができる。なお、カメラ本体200は、将来の焦点距離として、各制御値の演算時間に対応する焦点距離の変化分だけ、レンズ鏡筒100から前回受信した焦点距離から、変化方向に応じて増減させた焦点距離を指定すればよい。各制御値の演算時間に通信時間を加えたより大きな時間に対応する焦点距離の変化分を増減させてもよい。
次に、図13および図14に示すフローチャートを用いて、本実施形態に係るカメラ本体200の動作について説明する。このフローは、カメラ本体200内に設けられた本体CPU201aが不揮発性メモリ212に記憶されたプログラムに従って実行する。図13および図14に示すフローチャートにおいて、図5および図6に示すフローチャートと同様の処理を行うステップについては、同じステップ番号を付し、詳しい説明を省略する。
図13に示すフローチャートは、図5に示すフローチャートと比較し、図5のステップS101aの処理、すなわち、通信タイムラグ時間の設定を行っていない点で相違するのみである。本実施形態においては、カメラ本体200が、通信タイムラグ時間をレンズ鏡筒100に送信することがないため、このステップは省略されている。
図14に示すフローチャートのステップS108における判定の結果、絞りプレビューがオンの場合には、レンズ状態を取得する(S108b)。ここでは、カメラ本体200は、レンズ鏡筒100へ、現在のレンズの状態(例えば、現在の焦点距離、現在のフォーカスレンズ群の位置)の情報を要求すると共に、所定のフォーカスレンズ群の位置、所定の絞り位置、および所定のズーム位置、すなわち将来の位置を送信する。
レンズ鏡筒100は、ステップS108bにおいてレンズ状態の取得が要求されると、レンズ状態演算を行い(図15参照)、この演算結果がカメラ本体200に送信されてくる。ステップS108bにおいて、レンズ状態を取得すると、次に、絞り駆動指示を行う(S109a)。この絞り駆動指示は、ステップS108bレンズ状態取得の際に、レンズ鏡筒100へ送信した光学情報に基づいて絞り値等の制御値を演算し、またレンズ鏡筒100から送信されてきた所定時刻になった時点で、演算した絞り値等の制御値を送信する。
また、ステップS110における判定の結果、1stレリーズがオンの場合には、レンズ状態を取得する(110b)。ここでは、ステップS108bと同様に、カメラ本体200は、レンズ鏡筒100へ、現在のレンズの状態(例えば、現在の焦点距離、現在のフォーカスレンズ群の位置)の情報を要求すると共に、所定のフォーカスレンズ群の位置、所定の絞り位置、および所定のズーム位置、すなわち将来の位置(光学状態)を送信する。
レンズ鏡筒100は、ステップS110bにおいてレンズ状態の取得が要求されると、レンズ状態演算を行い(図15参照)、この演算結果と指定された光学状態となるフォーカス、絞り、ズームのそれぞれの所要時間がカメラ本体200に送信されてくる。なお、光学状態が変化していない場合は、変化がないことを示す情報が送信されてくる。
ステップS110bにおいて、レンズ状態を取得すると、次に、AF処理の指示を行う(S111a)。このAF処理を行う際には、ステップS110bにおいて取得したレンズ状態を使用する。例えば、焦点距離に応じてフォーカスレンズ群102の駆動量が異なるので、指定した所定(将来)の焦点距離に応じた駆動量で、FCS群用ステッピングモータ111の駆動制御を行う。つまり、指定した将来の焦点距離に応じた駆動量を演算し、レンズ鏡筒100から受信した指定した将来の焦点距離に達する所要時間の経過後にレンズ鏡筒100へフォーカス駆動指示とともに演算した駆動量を送信する。送信タイミングは、通信タイムラグを考慮して所要時間後にフォーカス駆動がなされるように調整してもよい。
また、ステップS112における判定の結果、2ndレリーズがオンの場合には、レンズ状態を取得する(113c)。ここでは、ステップS108bと同様に、カメラ本体200は、レンズ鏡筒100へ、現在のレンズの状態(例えば、現在の焦点距離、現在のフォーカスレンズ群の位置)の情報を要求すると共に、所定のフォーカスレンズ群の位置、所定の絞り位置、および所定のズーム位置、すなわち将来の位置を送信する。
レンズ鏡筒100は、ステップS113cにおいてレンズ状態の取得が要求されると、レンズ状態演算を行い(図15参照)、この演算結果がカメラ本体200に送信されてくる。ステップS110bにおいて、レンズ状態を取得すると、次に、AE処理を行う(S113d)。ここでは、ステップS113cにおけるレンズ状態取得の際に、レンズ鏡筒100から送信されてきた情報に基づいて絞り値等の制御値を演算し、またレンズ鏡筒100から送信されてきた所定時刻になった時点で、演算した絞り値等の制御値を送信する。また、絞り込み速度の制御も行う。
また、ステップS116における判定の結果、動画録画釦がオンの場合には、レンズ状態を取得する(116b)。ここでは、ステップS108bと同様に、カメラ本体200は、レンズ鏡筒100へ、現在のレンズの状態(例えば、現在の焦点距離、現在のフォーカスレンズ群の位置)の情報を要求すると共に、所定のフォーカスレンズ群の位置、所定の絞り位置、および所定のズーム位置、すなわち将来の位置を送信する。
レンズ鏡筒100は、ステップS116bにおいてレンズ状態の取得が要求されると、レンズ状態演算を行い(図15参照)、この演算結果がカメラ本体200に送信されてくる。ステップS116bにおいて、レンズ状態を取得すると、次に、AF処理を行い(S117a)、AF処理を行う(S118a)。ここでは、ステップS116bにおけるレンズ状態取得の際に、レンズ鏡筒100から送信されてきた情報に基づいて、AF処理やAE処理を行う。
図13および図14に示すフローチャートにおいて、上述したステップ以外の処理は、第1実施形態と同様であるので、詳しい説明を省略する。
次に、本実施形態におけるレンズ鏡筒側の動作について説明する。第1実施形態においては、レンズ鏡筒側の動作を、図7ないし図11に示すフローチャートを用いて説明した。第2実施形態においては、図9に示したフローチャートを図15に示すフローチャートに置き換える以外は、同じであるので、相違点のみを説明する。
図15に示すフローチャートにおいて、ステップS251〜S256までは、第1実施形態に係る図9のフローチャートと同じであるので、詳しい説明を省略する。
ステップS256において現在ZM制御速度を取得すると、次に、所定FCS位置所要時間演算を行う(S261)。カメラ本体200からレンズ状態取得のコマンドを受ける際に、将来の光学状態(焦点距離等)の情報を受信するので、この光学状態に基づく指定された所定のフォーカスレンズ群の位置に到達するまでの所要時間を演算する。なお、フォーカスレンズ群が移動していない場合は、所要時間の代わりに移動なし(変化なし)の情報とする。
続いて、所定絞り位置所要時間演算を行う(S262)。カメラ本体200からレンズ状態取得のコマンドを受ける際に、将来の光学状態(焦点距離等)の情報を受信するので、この光学状態に基づく指定された所定の絞り値の位置に到達するまでの所要時間を演算する。
次に、所定ZM位置所要時間演算を行う(S263)。カメラ本体200からレンズ状態取得のコマンドを受ける際に、将来の光学状態(焦点距離等)の情報を受信するので、この光学状態に基づく指定された所定の焦点距離の位置に到達するまでの所要時間を演算する。
ステップS263において、所定ZM位置所要時間を演算すると、ステップS264にてカメラ本体200へ現在のレンズ状態と演算した各所要時間を送信するレンズ状態送信を行って、レンズ状態演算のフローを終了し、元のフローに戻る。
このように、本実施形態に係るレンズ状態演算のフローは、現在のフォーカスレンズ群の位置、現在の絞り位置、現在のズーム(ZM)位置等のみならず、所定フォーカスレンズ群の位置や、所定絞り位置や、所定焦点距離位置に到達するまでの所要時間を演算している。このため、カメラ本体200が、制御値を送信するタイミングで、これらの位置に到達しているので、実際にレンズ鏡筒100において制御する制御値を演算することができ、精度の高い制御が可能となる。
本発明の第2実施形態においては、カメラ本体200の本体CPU201aは、レンズ鏡筒100のレンズCPU120へ所定の光学状態を含む指示を送信し(例えば、図14のS108b、S1107b、S113c、S116b)、レンズCPU120はこの指示を受信して撮影光学系が所定の光学状態となる時刻を予測し(例えば、図15のS261〜S263)、予測される時刻を本体CPU201aへ送信し、本体CPU201aは予測される時刻に基づいて、レンズ鏡筒100が所定の光学状態の時の制御値を算出してレンズ鏡筒100の光学系の駆動部を制御している(例えば、図14のS109a、S111a、S113d、S117a、S118a)。
次に、図16に示すフローチャートを用いて、本発明の第3実施形態について説明する。第1実施形態においては、カメラ本体側がレンズ鏡筒側へ通信タイムラグ時間を送信していた。また、第2実施形態においては、カメラ本体側からレンズ鏡筒側へ光学状態の指示を送信し、レンズ鏡筒側では指示を受けた光学状態となる時刻を予測し、カメラ本体側はこの予測時刻に基づいて撮像動作を行うようにしていた。
これに対して、第3実施形態においては、レンズ鏡筒が、現在FCS位置、現在絞り位置、および現在ZM位置等の光学状態を記憶部に保持しておく。そして、カメラ本体側から絞り値等の制御値を受信した際に、この制御値を演算した際に使用した光学状態を記憶部から読出し、この読み出した光学状態に基づいて、制御を行う。
第3実施形態は、第2実施形態における図15に示すフローチャートを、図16に示すフローチャートに置き換える以外は、第2実施形態と同様であることから、相違点を中心に説明する。
図16に示すレンズ状態演算は、カメラ本体側で、絞りプレビュー釦がオンされた場合(図14のS108、S108b)、1stレリーズがオンされた場合(図14のS110,S110b)、2ndレリーズがオンされた場合(図14のS113、S113c)、動画録画釦がオンされた場合(図14のS116、S116b)に、実行される。図16に示すフローチャートにおいて、ステップS251〜S256までは、第1実施形態に係る図9および第2実施形態に係る図15に示すフローチャートと同じであるので、詳しい説明を省略する。
ステップS256において現在ZM制御速度を取得すると、次に、現在FCS位置を保持する(S265)。ここでは、ステップS251で取得した現在FCS位置を、レンズ記憶部131に記憶する。
現在FCS位置を保持すると、次に、現在絞り位置を保持する(S266)。ここでは、ステップS253で取得した現在絞り位置を、レンズ記憶部131に記憶する。
現在絞り位置を保持すると、次に、現在ZM位置を保持する(S267)。ここでは、ステップS255で取得した現在ZM位置を、レンズ記憶部131に記憶する。
現在ZM位置を保持すると、ステップS268にて現在のレンズ状態をカメラ本体200へ送信するレンズ状態送信を実行して、レンズ状態演算のフローを終了し、元のフローに戻る。元のフローに戻ると、絞り駆動指示(図14のS109a)、AF処理(図14のS111a)、AE処理(図14のS113d)、AF処理およびAE処理(図14のS117a、118a)を行う。
本実施形態においては、本体制御部(例えば、本体CPU201a)は、レンズ制御部(例えば、レンズCPU120)へ所定の光学状態を含む指示を送信し(例えば、図14のS108b、S110b、S113b、S116b)、レンズ制御部は指示を受信して際の光学状態を保持し(例えば、図16のS265〜S267)、本体制御部からの指示を受信した際には、保持された光学状態を読出し、制御を行う。
例えば、レンズ制御部は、本体制御部から絞り制御値と絞り制御の指示を受信すると、レンズ記憶部131に記憶保持されているズーム位置(前回レンズ状態演算で保持した現在ZM位置、以下前回ZM位置と称する)を読出し、この記憶しているズーム位置(前回ZM位置)に対応する開放絞り値を参照する(前回開放絞り値と称する)。ズーム位置(焦点距離)と開放絞り値の関係は、レンズ記憶部131に記憶されている。
そして、本体制御部から指示された制御絞り値が、記憶しているズーム位置(前回ZM位置)、すなわち前回の通信で本体制御部へ送信したズーム位置、に対応する開放絞り値(前回開放絞り値)と等しいか否か判定する。判定の結果、等しい場合は、現在のズーム位置に対応する開放絞り値(現在開放絞り値と称する)を制御絞り値に置き換えて絞り制御を実行する。
一方、判定の結果、等しくない場合は、本体制御部から指示された制御絞り値が、現在のズーム位置の開放絞り値以下(現在開放絞り値以下)であるか否か判定する。
そして、本体制御部から指示された制御絞り値が、現在のズーム位置の開放絞り値以下(現在開放絞り値以下)の場合は、現在のズーム位置の開放絞り値(現在開放絞り値)を制御絞り値に置き換えて絞り制御を実行する。
一方、本体制御部から指示された制御絞り値が、現在のズーム位置の開放絞り値(現在開放絞り値)より大きい場合は、指示された制御絞り値にて絞り制御を実行する。
図4に基づいて、第3実施例の効果を説明する。時刻t16にてレンズ制御部によるレンズ状態演算の結果、現在ZM位置30mmがレンズ記憶部131に記憶保持される。本体制御部は、レンズ制御部からレンズ状態として現在ZM位置30mmの情報を取得し、絞り制御の演算を実行し、その結果、時刻t16aにて絞り値AV4.5を制御値としてレンズ制御部へ送信する。
ここで、時刻t16aにおいては、ズーム操作により焦点距離26mmに設定されている。従来の制御においては、焦点距離26mmの開放絞り値はAV4.3であるのに対して、制御絞り値はAV4.5であるので、レンズ制御部は絞りをAV4.3(時刻t16)からAV4.5(時刻t16a)に絞るように制御されてしまう問題があった(前述の説明)。これに対して、第3実施例においては、レンズ記憶部131に記憶されている前回ZM位置30mmに対応する開放絞り値(前回開放絞り値)AV4.5と制御絞り値AV4.5が等しいことを判定し、現在のズーム位置に対応する開放絞り値(現在開放絞り値)AV4.3を制御絞り値AV4.5に置き換えて絞り制御を実行する。すなわち、時刻t16aにおいて、焦点距離26mmの開放絞り値AV4.3と同じ絞り値AV4.3に制御されるので、開放絞り値を維持する動作を行うことが可能となる。
このように、本実施形態においては、カメラ本体が絞り値等の制御値を演算する際に、レンズ鏡筒に光学状態の送信を要求する。このときにレンズ鏡筒は現在の光学情報を取得するとともに現在の光学情報を記憶部に記憶しておく。そして、カメラ本体から送信されてきた制御値を実行する際に、記憶部に記憶された光学情報を読み出して使用するようにしている。このため、カメラ本体から送信されてきた制御値に対して、その前提となっている光学状態に乖離がないように制御を行うことから、高精度の適正な制御を行うことができる。
以上説明したように、本発明の各実施形態においては、カメラ本体が時刻1にレンズ鏡筒から光学状態を取得し、この光学状態に基づいて、絞り値等の撮像動作を制御するための制御値の演算を行い、時刻2に演算結果に基づく制御値をレンズ鏡筒に送信し、またカメラ本体は撮像動作の制御を行う。時刻1と時刻2の間に、光学状態が変化する場合があっても、カメラ本体の制御部は、この光学状態の変化に応じた制御を行うようにしている。例えば、第1実施形態においては、レンズ鏡筒が所定時刻の光学状態を予測し、カメラ本体は予測される光学状態に基づいて制御を行う。また第2実施形態においては、所定の光学状態となる時刻を予測し、カメラ本体は予測される時刻に制御を行う。更に第3実施形態においては、レンズ鏡筒が現在位置等の光学状態を保持しておき、この保持された光学状態に基づいて制御を行う。
このように、本発明の各実施形態においては、カメラ本体から光学状態の取得が要求されたときの光学状態と、カメラ本体で撮像動作の制御を行うときの光学状態が異なっている場合であっても、精度の高い制御を行うことが可能である。
なお、本発明の各実施形態において、撮影光学系はズーム光学系の例について説明したが、ズーム光学系に限らず、単焦点光学系であってもよい。また、マクロレンズであってもよく、あおりレンズ(ティルトレンズ)であってもよい。また、本発明の各実施形態においては、フォーカスレンズの制御方式としては、焦点距離の変化に伴って開放絞り値が変化するFCS制御方式の例について説明した。しかし、これに限らず、フローティング方式等の他の方式の制御方式のレンズであっても勿論かまわない。
また、本発明の各実施形態において、撮影レンズの一部に手振れ補正レンズを含むようにしてもよい。この場合には、レンズCPU120(レンズ制御部)は、手振れ補正レンズの位置情報に基づいて、手振れを低減するように、手振れ補正レンズを移動制御可能に構成する。この場合の光学状態は、手振れ補正レンズの位置に関する情報である。
なお、本発明の各実施形態においては、位置検出部121、コマンド処理部122、絞り制御部124、フォーカス制御部125を、レンズCPU120とレンズ記憶部131に記憶されたプログラムによって実行していた。しかし、これに限らず、これらの全部、または一部を、ヴェリログ(Verilog)によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウエア構成でもよく、またDSP(Digital Signal Processor)等のソフトを利用したハードウエア構成を利用してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。
また、本発明の各実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもミラーレスカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ(PC)、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラ、医療用カメラ、顕微鏡等の科学機器用のカメラ、自動車搭載用カメラ、監視用カメラでも構わない。いずれにしても、絞りを有する機器であれば、本発明を適用することができる。
また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。
また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
100・・・レンズ鏡筒、101・・・撮影レンズ、102・・・フォーカスレンズ群、103・・・ズームレンズ群、104・・・撮影レンズ、105・・・撮影レンズ、106・・・絞り、107・・・鏡枠、111・・・FCS群用ステッピングモータ、112・・・絞り用ステッピングモータ、113・・・ドライバ、114・・・ズーム(ZM)位置検出部、120・・・レンズCPU、121・・・位置検出部、122・・・コマンド処理部、124・・・絞り制御部、125・・・フォーカス制御部、131・・・レンズ記憶部、200・・・カメラ本体、201・・・システムコントローラ、201a・・・本体CPU、201b・・・画像処理回路、201c・・・焦点検出回路、202・・・撮像部、204・・・シャッタ駆動機構、205・・・シャッタ、206・・・コネクタ、208・・・表示部、210・・・記憶媒体、212・・・不揮発性メモリ、214・・・揮発性メモリ、216・・・カメラ操作部、216a・・・パワーSW、216b・・・1stレリーズSW、216c・・・2ndレリーズSW、218・・・電源回路、220・・・バッテリ
Claims (8)
- 撮影光学系を有するレンズ部と、
上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子を有する本体部と、
からなる撮像装置において、
上記本体部は、
上記レンズ部と通信する制御部を有し、
上記レンズ部は、
上記本体部の制御部と通信を行うレンズ制御部を有し、
上記制御部は、上記レンズ制御部へ所定時刻を含む指示を送信し、上記レンズ制御部は上記指示を受信して上記所定時刻の上記撮影光学系の光学状態を予測し、予測される光学状態を上記制御部へ送信し、上記制御部は上記予測される光学状態に基づいて、上記撮像素子による撮像動作を制御する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 撮影光学系を有するレンズ部と、
上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子を有する本体部と、からなる撮像装置において、
上記本体部は、
上記レンズ部と通信する制御部を有し、
上記レンズ部は、
上記本体部の制御部と通信を行うレンズ制御部を有し、
上記制御部は、上記レンズ制御部へ所定の光学状態を含む指示を送信し、上記レンズ制御部は上記指示を受信して上記撮影光学系が上記所定の光学状態となる時刻を予測し、予測される時刻を上記制御部へ送信し、上記制御部は上記予測される時刻に基づいて、上記撮像素子による撮像動作を制御する、
ことを特徴とする撮像装置。 - 撮影光学系を有するレンズ部と、
上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子を有する本体部と、からなる撮像装置において、
上記本体部は、
上記レンズ部と通信する制御部を有し、
上記レンズ部は、
上記本体部の制御部と通信を行うレンズ制御部を有し、
上記制御部は、上記レンズ制御部へ光学状態を要求する指示を送信し、上記レンズ制御部は上記指示を受信して際の光学状態を保持し、上記制御部からの光学状態を制御する指示を受信した際には、上記保持された光学状態を読出し、制御を行う、
ことを特徴とする撮像装置。 - 上記レンズ部は、上記撮影光学系に絞りを含み、
上記レンズ制御部は、上記絞りの開口を制御することが可能であり、
上記光学状態は上記絞りの開口に関する情報であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 上記レンズ部は、上記撮影光学系にフォーカスレンズを含み、
上記光学状態は、上記フォーカスレンズの位置に関する情報であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 上記レンズ部は、上記撮影光学系にズームレンズを含み、
上記レンズ制御部は、上記ズームレンズを移動制御することが可能であり、
上記光学状態は、ズームレンズの位置に関する情報であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 上記レンズ部は、上記撮影光学系に手ぶれ補正レンズを含み、
上記レンズ制御部は、上記手ぶれ補正レンズを移動制御することが可能であり、
上記光学状態は、手ぶれ補正レンズの位置に関する情報であることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載の撮像装置。 - 撮影光学系とレンズ制御部を有するレンズ部と、
上記レンズ部を装着可能に構成され、上記レンズ部を介して集光される光を受光して光電変換を行う撮像素子と、本体制御部を有する本体部と、
からなる撮像装置の制御方法において、
上記本体制御部は上記レンズ制御部へ所定時刻を含む指示を送信し、
上記レンズ制御部は上記指示を受信して上記所定時刻の上記撮影光学系の光学状態を予測し、予測される光学状態を上記本体制御部へ送信し、
上記本体制御部は上記予測される光学状態に基づいて、上記撮像素子による撮像動作を制御する、
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016119338A JP2017223846A (ja) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 撮像装置および撮像装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2016119338A JP2017223846A (ja) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 撮像装置および撮像装置の制御方法 |
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JP2017223846A true JP2017223846A (ja) | 2017-12-21 |
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ID=60688181
Family Applications (1)
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JP2016119338A Pending JP2017223846A (ja) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | 撮像装置および撮像装置の制御方法 |
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JP (1) | JP2017223846A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113132623A (zh) * | 2020-01-15 | 2021-07-16 | 松下知识产权经营株式会社 | 摄像装置、控制装置、摄像系统 |
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2016
- 2016-06-15 JP JP2016119338A patent/JP2017223846A/ja active Pending
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