JP2018025659A - 光学機器、交換レンズ、およびカメラ本体 - Google Patents

光学機器、交換レンズ、およびカメラ本体 Download PDF

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【課題】差動通信の消費電力を低減可能な光学機器、交換レンズ、およびカメラ本体を提供すること。【解決手段】交換レンズと、交換レンズが着脱可能に取り付けられる本体装置と、を有し、交換レンズと本体装置との間には、差動信号を伝送する差動信号ラインが形成され、差動信号ラインにおいて、交換レンズおよび本体装置のうち一方は、設定可能な定電流値ごとに、各定電流値に対応する差動信号を交換レンズおよび本体装置のうち他方に送信する差動信号送信部を備え、差動信号送信部の定電流値は、各定電流値に対応する差動信号に基づくデータのうち他方が認識可能なデータに対応する定電流値のうち最小の定電流値に基づいて設定される。【選択図】図1

Description

本発明は、光学機器、交換レンズ、およびカメラ本体に関する。
近年、交換レンズからカメラ本体に送信するデータの量が増加している。これらのデータをカメラ本体に送信することで、種々のレンズのデータを用いて画像データの高度な補正を行うことができる。また、通信速度の高速化が進められ、通信方式として従来のシングルエンド方式の代わりに差動通信方式の採用が検討されている。差動通信方式は、ノイズ耐性が高いため低電圧化とともに高速、かつ低消費電力の通信を実現できる。例えば、LVDS(Low−Voltage Differential Signaling:ANSI/TIA/EIA−644−A)では、公称3.5mAの定電流を流せばよい。しかしながら、交換レンズとカメラ本体から構成される撮像システムでは、電源はバッテリーであり、3.5mAでも負荷としては大きく、さらに電流を低減させる必要がある。
特許文献1では、差動信号を出力するドライバに接続される複数のレシーバと、各レシーバに設けられた複数の抵抗素子と、を有し、各抵抗素子の総抵抗値に応じてドライバの出力電流を変更可能な信号伝送回路を開示している。
特開2009−55288号公報
しかしながら、特許文献1に開示された信号伝送回路では、ドライバの低消費電力化を目的としていないため、ドライバの負荷の増加に対する差動電圧レベルの低減を防ぐ場合、定電流値を上げるように変化させてしまう。
このような課題に鑑みて、本発明は、差動通信の消費電力を低減可能な光学機器、交換レンズ、およびカメラ本体を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての光学機器は、交換レンズと、前記交換レンズが着脱可能に取り付けられる本体装置と、を有し、前記交換レンズと前記本体装置との間には、差動信号を伝送する差動信号ラインが形成され、前記差動信号ラインにおいて、前記交換レンズおよび前記本体装置のうち一方は、設定可能な定電流値ごとに、各定電流値に対応する差動信号を前記交換レンズおよび前記本体装置のうち他方に送信する差動信号送信部を備え、前記差動信号送信部の定電流値は、各定電流値に対応する差動信号に基づくデータのうち前記他方が認識可能なデータに対応する定電流値のうち最小の定電流値に基づいて設定されることを特徴とする。
また、本発明の他の一側面としての交換レンズは、カメラ本体に着脱可能に取り付けられる交換レンズであって、前記交換レンズと前記カメラ本体との間には、差動信号を伝送する差動信号ラインが形成され、前記差動信号ラインにおいて、前記交換レンズは、設定可能な定電流値ごとに、各定電流値に対応する差動信号を前記交換レンズに送信する差動信号送信部を備え、前記差動信号送信部の定電流値は、各定電流値に対応する差動信号に基づくデータのうち前記カメラ本体が認識可能なデータに対応する定電流値のうち最小の定電流値に基づいて設定されることを特徴とする。
また、本発明の他の一側面としてのカメラ本体は、交換レンズが着脱可能に取り付けられるカメラ本体であって、前記交換レンズと前記カメラ本体との間には、差動信号を伝送する差動信号ラインが形成され、前記差動信号ラインにおいて、前記カメラ本体は、設定可能な定電流値ごとに、各定電流値に対応する差動信号を前記交換レンズに送信する差動信号送信部を備え、前記差動信号送信部の定電流値は、各定電流値に対応する差動信号に基づくデータのうち前記交換レンズが認識可能なデータに対応する定電流値のうち最小の定電流値に基づいて設定されることを特徴とする。
本発明によれば、差動通信の消費電力を低減可能な光学機器、交換レンズ、およびカメラ本体を提供することができる。
本発明の実施形態に係るカメラシステムのブロック図である。 カメラ通信I/F部とレンズ通信I/F部の説明図である。 カメラCPUのキャリブレーション処理を示すフローチャートである。 レンズCPUのキャリブレーション処理のフローチャートである。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
図1は、本発明の実施形態に係るカメラシステム(光学機器)1のブロック図である。カメラシステム1は、交換レンズユニット(交換レンズ)2、および交換レンズユニット2が着脱可能に取り付けられるカメラボディ(本体装置)3を有する。
カメラボディ3は、カメラCPU30(本体制御手段)、制御系電源31、駆動系電源32、カメラ通信I/F部33(本体通信手段)、レンズ装着検出部34、焦点検出ユニット35、カメラマウント3a、および接点ブロック3bを有する。
カメラCPU30は、カメラボディ3内の全ての制御を司り、RAM、ROM、またはEEPROM等のメモリを内蔵している。制御系電源31は、焦点検出ユニット35や測光部(不図示)等の電力消費量が比較的少なく安定した出力電圧を必要とする制御系回路に電力を供給する。駆動系電源32は、交換レンズユニット2やシャッタ制御部(不図示)等の電力消費量が比較的多い駆動系回路に電力を供給する。カメラ通信I/F部33は、焦点検出情報、測光情報、ID情報、および電源情報等の情報に関して、後述のレンズCPU20と通信を行う。レンズ装着検出部34は、交換レンズユニット2がカメラボディ3に取り付けられたか否かを検出する。焦点検出ユニット35は、交換レンズユニット2からの光束を用いて被写体までのデフォーカス量を検出する、いわゆる位相差検出型の焦点検出ユニットである。カメラマウント3aは、交換レンズユニット2を後述のレンズマウント2aを介してカメラボディ3に機械的に着脱可能に取り付ける。接点ブロック3bは、複数の通信端子を有し、カメラマウント3aに交換レンズユニット2を取り付けた際に後述の接点ブロック2bに結合される。
交換レンズユニット2は、レンズCPU20(レンズ制御手段)、フォーカスレンズ21、フォーカスレンズ駆動部22、絞り羽根23、絞り開放位置検出センサ24、ステッピングモータ25、および絞り駆動部26を有する。交換レンズユニット2は、さらに、レンズ通信I/F部27(レンズ通信手段)、レンズマウント2a、および接点ブロック2bを有する。
レンズCPU20は、交換レンズユニット2内の全ての制御を司り、RAM、ROM、またはEEPROM等のメモリを内蔵している。フォーカスレンズ駆動部22は、焦点調節を行うために、レンズCPU20からの命令に従ってフォーカスレンズ21を光軸に沿って駆動させる。絞り駆動部26は、絞り値(F値)を制御するために、レンズCPU20からの命令に従ってステッピングモータ25を回転させることで絞り羽根23を駆動させる。絞り開放位置検出センサ24は、フォトインタラプタ等のセンサで構成され、絞り羽根23が開放位置に位置するか否かを検出する。検出結果は、レンズCPU20によって管理される。レンズ通信I/F部27は、焦点検出情報、測光情報、ID情報、および電源情報等の情報に関して、カメラCPU30と通信を行う。レンズマウント2aは、カメラボディ3を、カメラマウント3aを介して交換レンズユニット2に機械的に着脱可能に取り付ける。接点ブロック2bは、複数の通信端子を有し、レンズマウント2aにカメラボディ3を取り付けた際に接点ブロック3bに結合される。
図2は、カメラ通信I/F部33とレンズ通信I/F部27の説明図である。本実施形態では、カメラ通信I/F部33からレンズ通信I/F部27への通信はクロック同期式のシンングルエンド通信、レンズ通信I/F部27からカメラ通信I/F部33への通信は調歩同期式の差動通信としている。
通常制御では、まず、カメラCPU30は、クロック(LCLK)に同期してコマンドデータ(DCL)をデータ用送信バッファ33d、およびデータ用受信バッファ27gを介してレンズCPU20に送信する。レンズCPU20は、クロック用送信バッファ33c、およびクロック用受信バッファ27fを介してクロックを受信するとともに、クロックに同期してコマンドデータを受信する。レンズCPU20は、受信したコマンドデータに応じて、フォーカスレンズ21または絞り羽根23の駆動やカメラCPU30へのレンズデータ(DLC)の送信を制御する。レンズCPU20がレンズデータをカメラCPU30に送信する場合、レンズ通信I/F部27の差動通信変換部(差動信号送信部)27a〜27eは、シングルエンド通信で送信された調歩同期式のシリアルデータを差動信号に変換する。差動通信変換部27a〜27eは、変換した差動信号をカメラI/F部33に送信する。カメラ通信I/F部33は、終端抵抗33aおよび差動信号受信バッファ33bを介して受信した差動信号をシングルエンド信号に変換してカメラCPU30に送信する。カメラCPU30は、調歩同期式の受信処理によりレンズCPU20から送信されたレンズデータを受信する。
ここで、差動通信変換部27a〜27eについて説明する。差動通信変換部27a〜27eは、定電流源27aとスイッチ27b〜27eによって構成される。定電流源27aの第1の端子は、定電圧源(不図示)に接続される。スイッチ27b、27dのそれぞれの第1の端子は、定電流源27aに接続される。スイッチ27c、27eのそれぞれの第1の端子は、グランド(0V)に接続される。本実施形態では、シングルエンド信号の“1”に相当する信号を送信する場合、スイッチ27b、27cをオンし、スイッチ27d、27eをオフする。定電流源27aの電流値が3.5mA、終端抵抗33aの抵抗が100Ωのとき、終端抵抗33aの両端の電圧値はDLC+からDLC−にかけて0.35Vとなる。このとき、差動信号受信バッファ33bは、カメラCPU30にシングルエンド信号の“1”を送信する。また、シングルエンド信号の“0”に相当する信号を送信する場合、スイッチ27b、27cをオフし、スイッチ27d、27eをオンする。終端抵抗33aの両端には、DLC−からDLC+にかけて0.35Vの電圧が発生する。このとき、差動信号受信バッファ33bは、カメラCPU30にシングルエンド信号の“0”を送信する。
前述したように、差動通信では、定電流源27aおよび終端抵抗33aにより電圧が発生し、信号が伝えられる。差動通信で消費される電力を抑える場合、定電流源27aの定電流値を下げる、または終端抵抗33aの抵抗値を上げればよい。しかしながら、終端抵抗33aの抵抗値は、通信ラインとのインピーダンスマッチングのため、システム内において安易に変更することはできない。そこで、本実施形態では、カメラシステム1は、差動通信の消費電力を抑えるために、定電流源27aの定電流値を最適値に設定するキャリブレーション処理を行うキャリブレーションモードを備える。
図3Aおよび図3Bのフローチャートを参照して、本実施形態のキャリブレーション処理について説明する。図3Aは、カメラCPU30のキャリブレーション処理を示すフローチャートである。図3Bは、レンズCPU20のキャリブレーション処理のフローチャートである。本実施形態では、各キャリブレーション処理は、カメラCPU30およびレンズCPU20がメモリから読み出したプログラムにしたがって実行される。プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録してもよい。また、各フローチャートにおいて、レンズCPU20のプログラムのフラグlens_flg_curは、レンズCPU20がテストパターンを送信するときに設定されている定電流値を表す。カメラCPU30のプログラムのフラグcam_flg_curは、カメラCPU30が受信したテストパターンが送信されたときに設定されている定電流値を表す。また、カメラCPU30のプログラムのフラグconst_curは、キャリブレーション処理で決定され、通常制御で設定される定電流値を表す。各フラグの値“0”、“1”、“2”、“3”、“4”はそれぞれ、定電流値が1.5mA、2.0mA、2.5mA、3.0mA、3.5mAを意味する。
まず、カメラCPU30のキャリブレーション処理について説明する。本実施形態では、カメラボディ3の電源がオンされると、カメラCPU30およびレンズCPU20に電源が供給され、カメラシステム1はキャリブレーションモードになる。同時に、カメラCPU30のキャリブレーション処理が開始される。なお、本実施形態では、カメラボディ3に電源が投入されたタイミングでキャリブレーション処理を開始しているが、本発明はこれに限定されない。キャリブレーション処理は、交換レンズユニット2がカメラボディ3に取り付けられ、電源が供給されたタイミングで開始されてもよい。また、カメラボディ3に設けられた操作部(不図示)の設定メニューでキャリブレーションモードが選択されたタイミングで開始されてもよい。また、差動通信の通信速度を切り替え可能な構成である場合、通信速度が変化したタイミングで開始されてもよい。
ステップS301では、カメラCPU30は、フラグcam_flg_curを“0”に設定する。
ステップS302では、カメラCPU30は、キャリブレーション処理のスタートを指示するキャリブレーションコマンドデータをレンズCPU20に送信する。
ステップS303では、カメラCPU30は、レンズCPU20からテストパターンおよびフラグlens_flg_curの値を含むデータを受信するとともに、データを正しく受信したか否か(認識可能であるか否か)を判定する。本実施形態では、カメラCPU30がデータを正しく受信したか否かは、受信したテストパターンがあらかじめ設定されている所定のテストパターンであるか否かによって判定される。正しく受信した場合、ステップS304に進み、正しく受信しなかった場合、ステップS303へのループを繰り返す。本実施形態では、カメラCPU30がデータを正しく受信したか否かは、カメラCPU30が受信したテストパターンに基づいて判定しているが、レンズCPU20がカメラCPU30からデータに対するチェックサムデータを返信させることで判定してもよい。
ステップS304では、カメラCPU30は、フラグcam_flg_curをステップS303で受信したフラグlens_flg_curの値に設定する。
ステップS305では、カメラCPU30は、ステップS304で設定されたフラグcam_flg_curの値を、テストパターンを正しく受信できた値として記憶する。
ステップS306では、カメラCPU30は、カメラ定電流値cam_flg_curの値が“4”に設定されているか否かを判定する。設定されている場合、ステップS307に進み、設定されていない場合、ステップS303に戻る。
ステップS307では、カメラCPU30は、フラグconst_curの値をステップS304で記憶したフラグcam_flg_curのうち最も小さい値に“1”を加えた値に設定する。すなわち、本実施形態では、テストパターンを正しく受信できたときの定電流値のうち最小の定電流値ではなく、最小の定電流値に1段階のマージンを加えた値を最適な定電流値として設定する。なお、最小の定電流値を最適な定電流値としてもよい。
ステップS308では、カメラCPU30は、フラグconst_curの値が“4”より大きいか否かを判定する。大きい場合、S309に進み、小さい場合、ステップS310に進む。
ステップS309では、カメラCPU30は、フラグconst_curの値を“4”に設定する。
ステップS310では、カメラCPU30は、フラグconst_curの値をレンズCPU20に送信する。
ステップS311は、カメラCPU30は、レンズCPU20からキャリブレーション完了通知データを受信したか否かを判定する。受信した場合、カメラCPU30は、キャリブレーション処理を完了して、通常制御を行う。受信しない場合、ステップS311へのループを繰り返す。
なお、ステップS303やステップS311において、待ち時間が所定時間を経過した場合は通信に異常があったとしてエラー処理を行う。
次に、レンズCPU20のキャリブレーション処理について説明する。レンズCPU20は、カメラCPU30からキャリブレーションコマンドデータを受信することでキャリブレーション処理を開始する。
ステップS401では、レンズCPU20は、フラグlens_flg_curの値を“0”に設定する。
ステップS402では、レンズCPU20は、定電流源27aの定電流値をフラグlens_flg_curの値に対応する定電流値に設定する。
ステップS403では、レンズCPU20は、テストパターンおよびフラグlens_flg_curの値を含むデータをカメラCPU30に送信する。
ステップS404では、レンズCPU20は、フラグlens_flg_curの値をインクリメントする。
ステップS405では、レンズCPU20は、フラグlens_flg_curの値が“5”より大きいか否かを判定する。大きい場合、ステップS406に進み、小さい場合、ステップS402に戻る。
ステップS406では、レンズCPU20は、カメラCPU30からフラグconst_curの値を受信したか否かを判定する。受信した場合、ステップS407に進み、受信しない場合、ステップS408に進む。
ステップS407では、レンズCPU20は、定電流源27aの定電流値をフラグconst_curの値に対応する定電流値に設定する。
ステップS408では、レンズCPU20は、カメラCPU30にキャリブレーション完了通知データをカメラCPU30に送信する。送信後、レンズCPU20は、キャリブレーション処理を完了して、通常制御を行う。
なお、ステップS405やステップS406において、待ち時間が所定時間を経過した場合は通信に異常があったとしてエラー処理を行う。
本実施形態では設定可能な定電流値を5つとしているが、本発明はこれに限定されない。また、設定可能な定電流値は、構成に応じて本実施形態とは異なる他の値としてもよい。また、本実施形態では、カメラCPU30からレンズCPU20に指示する(信号を送信する)ことで、レンズCPU20からテストパターンを送信するようにしているが、その主従が逆になってもよい。
また、本実施形態では、レンズ通信I/F部27からカメラ通信I/F部33への通信を差動通信としているが、カメラ通信I/F部33からレンズ通信I/F部27への通信を差動通信としてもよい。その場合、カメラ通信I/F部33が差動信号変換部を備えればよい。このとき、レンズCPU20は本実施形態のカメラCPU30のキャリブレーション処理に基づくキャリブレーション処理を行い、カメラCPU30は本実施形態のレンズCPU20のキャリブレーション処理に基づくキャリブレーション処理を行えばよい。また、双方の通信を差動通信としてもよい。その場合、差動信号ラインごとに、レンズ通信I/F部27およびカメラ通信I/F部33のうち一方が差動信号変換部を備え、他方が差動信号変換部から差動信号を受信する構成とすればよい。
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 カメラシステム(光学機器)
2 交換レンズユニット(交換レンズ)
3 カメラボディ(本体装置)
27 差動通信変換部(差動信号送信部)

Claims (9)

  1. 交換レンズと、
    前記交換レンズが着脱可能に取り付けられる本体装置と、を有し、
    前記交換レンズと前記本体装置との間には、差動信号を伝送する差動信号ラインが形成され、
    前記差動信号ラインにおいて、前記交換レンズおよび前記本体装置のうち一方は、設定可能な定電流値ごとに、各定電流値に対応する差動信号を前記交換レンズおよび前記本体装置のうち他方に送信する差動信号送信部を備え、
    前記差動信号送信部の定電流値は、各定電流値に対応する差動信号に基づくデータのうち前記他方が認識可能なデータに対応する定電流値のうち最小の定電流値に基づいて設定されることを特徴とする光学機器。
  2. 前記データは、テストパターンを有し、
    前記他方は、前記テストパターンに基づいて前記データを認識可能であるか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
  3. 前記一方は、前記他方から受信する前記データに基づく信号に基づいて前記他方が前記データを認識可能であるか否かを判定することを特徴とする請求項1に記載の光学機器。
  4. 前記光学機器は、前記差動信号送信部の定電流値を設定するキャリブレーションモードを備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学機器。
  5. 前記キャリブレーションモードは、前記光学機器の電源が投入されたタイミングで実行されることを特徴とする請求項4に記載の光学機器。
  6. 前記差動信号ラインでは、通信速度が切り替え可能であり、
    前記キャリブレーションモードは、前記通信速度が切り替えられたタイミングで実行されることを特徴とする請求項4に記載の光学機器。
  7. 前記本体装置は、操作手段を備え、
    前記キャリブレーションモードは、前記操作手段により前記キャリブレーションモードが選択されたタイミングで実行されることを特徴とする請求項4に記載の光学機器。
  8. カメラ本体に着脱可能に取り付けられる交換レンズであって、
    前記交換レンズと前記カメラ本体との間には、差動信号を伝送する差動信号ラインが形成され、
    前記差動信号ラインにおいて、前記交換レンズは、設定可能な定電流値ごとに、各定電流値に対応する差動信号を前記交換レンズに送信する差動信号送信部を備え、
    前記差動信号送信部の定電流値は、各定電流値に対応する差動信号に基づくデータのうち前記カメラ本体が認識可能なデータに対応する定電流値のうち最小の定電流値に基づいて設定されることを特徴とする交換レンズ。
  9. 交換レンズが着脱可能に取り付けられるカメラ本体であって、
    前記交換レンズと前記カメラ本体との間には、差動信号を伝送する差動信号ラインが形成され、
    前記差動信号ラインにおいて、前記カメラ本体は、設定可能な定電流値ごとに、各定電流値に対応する差動信号を前記交換レンズに送信する差動信号送信部を備え、
    前記差動信号送信部の定電流値は、各定電流値に対応する差動信号に基づくデータのうち前記交換レンズが認識可能なデータに対応する定電流値のうち最小の定電流値に基づいて設定されることを特徴とするカメラ本体。
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