JP2771009B2 - 交換レンズシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、交換レンズシステムに関するもので、特に
レンズユニットとカメラユニツトとの間で各種制御に必
要なデータの通信を行なう、いわゆる電子マウント・シ
ステムに用いて好適なものである。

（背景技術） 近年、VTRを初めとする映像機器の発展に伴い、従来
より銀塩カメラにおいては一般的に行なわれいる交換レ
ンズ化が、ビデオカメラ，カメラ一体型VTR等において
も進められようとしている。

上述のようなVTR等において交換レンズシステムを適
用した場合には、カメラ側からの指令によりレンズ側の
駆動系を確実に制御する必要があるため、レンズ制御情
報の互換性が充分に確保されるように、カメラ側より正
規化し符号化された制御信号によりレンズ側へと各種情
報の伝達を行うことが必要である。

これにより、たとえば露出制御（AE:Autoiris）装置
を例にとれば、従来の交換レンズシステムでない一体型
VTRと同様な自動露光制御を行なうことができる。

第６図は、この種の交換レンズシステムにおける露出
制御系の一構成例を示すブロツク図で、例えば本出願人
が先に出願した特願昭63−304856号において開示した構
成である。

同図において、中央の一点鎖線で示すマウント部MTを
境にして、右側がカメラユニツトCM、左側がレンズユニ
ツトLSとなっている。

レンズ光学系１により、絞り（アイリス）２を介し、
カメラ側の撮像素子３の撮４像面上に結像された被写体
像は、撮像素子３によつて光電変換され、撮像信号とし
て出力される。撮像素子３より出力された撮像信号はカ
メラ信号処理回路４へと供給されてγ（ガンマ）変換等
が施され、色信号Ｃ及び輝度信号Ｙγが映像信号として
取り出された後、NTSC等のエンコーダ５を経てコンポジ
ット映像信号等の形態でカメラ部より出力される。

また、上記カメラ信号処理回路より出力される輝度信
号Ｙは検波回路６に供給されて検波され、画面の輝度状
態に応じて常に適正露光を得るようアイリス２を制御す
るための制御信号として出力される。

検波回路６より出力された制御信号は、AD変換器７に
よつてデジタルデータに変換された後にカメラ側制御用
マイクロコンピュータ（以下カメラマイコンと称す）10
に取り込まれる。

また、基準電圧発生器８より発生された露光制御の基
準値も、同様にAD変換器９でデジタルデータに変換され
た後、カメラマイコン10内に取り込まれて正規化処理さ
れる。

この場合の正規化の演算処理は、例えば以下の様な演
算である。

ただしDi:アイリスデータ Yc:カメラマイコンに入力されたAE制御信号 Yr:基準レベル時のYcレベル Yb:撮像素子遮光時のYcレベル 以上の演算により符号化された露光制御信号を得る。

次に、レンズ側の処理として、データ通信路20によつ
てカメラマイコン10よりレンズ側へと通信された露光制
御信号は、レンズ側マイクロコンピュータ（以下レンズ
マイコンと称す）21に一旦取り込まれ、直列−並列変換
されて出力され、D/A変換器22によつてアナログの制御
信号に変換された後、ドライバー23を介してアクチュエ
ータ24へと供給され、アイリス２が駆動される。

第７図に、第６図のシステムの露光制御動作を説明す
るフローチャートを示す。

まず、カメラ側の処理としては、 ＃ 1:検波回路６の出力をAD変換器７から取り込む ＃ 2:基準レベルをAD変換器より取り込む。

＃ 3:アイリスデータDiを前述の計算式に従って演算す
る。

＃ 4:所定数個目のVsync（映像垂直同期信号）の入力タ
イミングまで待つ。

＃ 5:チップセレクト信号をセットする。

＃ 6:アイリスデータを並列−直列変換しカメラからレ
ンズへシリアル通信により送信する。

＃ 7:チップセレクト信号をリセットして通信を終了す
る。

この動作によつてカメラ側からレンズ側へのアイリス
データ送信が完了する。

次に、レンズ側におけるレンズマイコン21による処理
についてみると、 ＃ 8:通信の開始を示すチップセレクト信号の入力を確
認する。

＃ 9:シリアル通信データを、直列−並列変換すること
により、アイリスデータを取り込む。

＃10:受信したアイリスデータをD/A変換器へ送る。

＃11:D/A変換器より出力されたアイリス制御信号に基づ
いてアイリス２を駆動する。

以上のようにして、カメラユニットとレンズユニット
との間で制御情報の通信が行なわれ、これによつて従来
と同様の絞り制御を実現しようとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） 上述の通り、前記交換レンズシステムのカメラ一体型
VTRでは自動露光調節上で特に問題は発生しない。

しかしながら、上述したような交換レンズシステムに
おける露光制御も、交換レンズシステムを採用していな
い従来の露出制御方法と同様、現在の絞りの状態に対す
る変位量を供給するものであり、絞り値を考慮しない相
対的な絞り制御を行っている。

さて、ここで光量が変化した時の過度的な動作を考え
ると、上述したような絞り制御によると、 →検波出力が変化する→アイリス駆動データを出力する
→通信を行なう→アイリスが駆動する→光量が変化する
→検波出力が変化する→という動作を繰り返す。

このときに露光制御系のループゲインが高いとアイリ
スの制御動作に行き過ぎが発生して露出状態が過渡的に
変化し、安定する直前に見づらい画像となってしまう、
最悪は発振を起こすことも考えられる。

また、このような制御系のオーバーシュートを生じな
いよう、露光制御系の安定化を図ると応答が遅くなり、
比較的遅い制御となってしまう。

このような露光制御系の過渡的な動作には、交換レン
ズシステムであるがゆえに生じるデータ通信に要する時
間も原因となつている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上述した問題点を解決することを目的として
なされたもので、その特徴とするところは、カメラユニ
ットと、該カメラユニットに着脱自在なレンズユニット
からなる交換レンズシステムであって、前記カメラユニ
ットは、前記レンズユニットによって結像された被写体
像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記
撮像手段より出力された撮像信号のレベルと、所定の基
準レベルとを比較演算してそのレベル差に関する情報を
出力するレベル比較手段と、前記レベル比較手段の出力
を前記レンズユニット側へと送信する送信手段とを備
え、前記レンズユニットは、入射光量を制限する絞り
と、前記絞りの現在の絞り値を検出する絞り検出手段
と、前記レベル差に関する情報を受信する受信手段と、
前記絞り検出手段によって検出された現在の絞り値と、
前記受信手段によって受信した前記レベル差に関する情
報から、前記現在の絞り値に前記レベル差に相当する絞
りの変位量を加算した適正絞り値を出力する演算手段
と、前記演算手段より出力された前記適正絞り値を目標
値として前記絞りを駆動する絞り駆動手段とを備えた交
換レンズシステムにある。

また本発明の特徴とするところは、カメラユニットに
着脱自在なレンズユニットであって、前記カメラユニッ
ト側より撮像信号レベルを所定の基準レベルとのレベル
差に関する情報を受信する受信手段と、入射光量を制限
する絞りと、前記絞りの現在の絞り値を検出する絞り検
出手段と、前記絞り検出手段によって検出された現在の
絞り値と、前記受信手段によって受信した前記レベル差
に関する情報から、前記現在の絞り値に前記レベル差に
相当する絞りの変位量を加算した適正絞り値を出力する
演算手段と、前記演算手段により出力された前記適正絞
り値を目標値として前記絞りを駆動する絞り駆動手段と
を備えたレンズユニットにある。

（作用） これにより、常に円滑な露光量調節動作を迅速に、且
つハンチング、オーバーシュートを生じることなく安定
で応答の良好な露光制御を行うことが可能となる。

（実施例） 以下、本発明における交換レンズシステムを各図に示
す実施例について詳述する。

第１図は本発明における交換レンズシステムの第１実
施例を示すブロツク図である。

なお、同図中、前述の第６図のシステム例と同一構成
の部分については、同一の符号を付し、その説明を省略
する。

同図においてカメラ側の処理および通信に関する制御
フローは第７図に示すカメラシステムと同様であるた
め、詳しい説明は省略する。

同図において、中央の一点鎖線で示すマウント部MTを
境にして、右側がカメラユニットCM、左側がレンズユニ
ットLSとなっている。

カメラ側において、カメラ信号処理回路４より出力さ
れた輝度信号から検波回路6,A/D変換器７を介して形成
された露光制御信号はカメラマイコンへと供給され、所
定の信号処理をほどこされた後、並列−直列変換され、
データ通信路20を介してレンズユニットLS側へ制御信号
として送信される。

データ通信路20はレンズマイコン21′へと接続され、
通信データは、すべて一旦、レンズマイコン21′によつ
て受信される。

ここで通信された露光制御信号はその値と現在の絞り
エンコーダ30の出力値をアドレスとするメモリ31にあら
かじれ記憶された値に変換されその値を絞り制御回路32
に入力する。

絞り制御回路32は絞りエンコーダ30の絞り値とメモリ
31より出力される値を比較しその値が等しくなるように
絞りを制御する。

第２図にメモリ31内にあらかじめ記憶されている駆動
データ例を示す。

すなわち前記システムにおいて、例えば現在の絞り値
がF2.8であるとすると、カメラ側より64（1EV露出オー
バー）という符号化された露光状態制御信号がレンズユ
ニットに通信された場合、第２図のテーブルにおいて通
信された制御値64の行と、絞りエンコーダ30によつて検
出されている現在の絞り値F2.8の列の交差するところの
F4.0が絞り値制御値データとして出力される。

したがつて絞り制御回路32は、ドライバ23を介してア
イリス２を駆動し、絞り値をF4.0に制御する。

このように本発明によれば、前述の第６図，第７図の
ように、絞り地を検出せず、カメラ側の輝度信号レベル
が基準値に等しくなるようにフィードバツクループを形
成して絞り制御を行なっているものと異なり、アイリス
２をF2.8,F4.0…というように、絶対絞り値で制御して
いるので、アイリスが動作して制御目標値にするまで
に、過度的なオーバーシュート，ハンチング等を生じる
ことなく、安定で且つ迅速な絞り制御を行なうことがで
きる。

第３図は、上述した本発明の制御動作を示すフローチ
ャートである。

また第７図の制御フローチャートと同一の制御を行な
うステツプについては、同一の符号を付し、詳細な説明
を省略する。

尚、同図においてカメラ側の処理および通信に関する
制御フロー自体は、基本的には第７図に示すカメラシス
テムと 同様であるが、レンズ側における制御ステツプ
＃11,＃12において、その制御が大きく異なる。

すなわち構成的には、本発明ではレンズユニツトLS側
に、上述したカメラ側から送信された露光制御信号を絶
対絞り制御値に変換してアイリス２を絶対絞り値で駆動
する制御系を備えている点が異なる。

同図において、第７図のフローチャートと同一の制御
を行なうステツプについては同一の符合を付し、詳細な
説明を省略する。

同図において、カメラ側からのデータ通信の制御ステ
ツプ＃１〜＃７については、第７図と同様である。

まず、カメラ側の処理としては、 ＃ 1:検波回路６の出力をAD変換器７から取り込む ＃ 2:基準レベルをAD変換器より取り込む。

＃ 3:アイリスデータDiを前述の計算式に従って演算す
る。

＃ 4:所定数個目のVsync（映像垂直同期信号）の入力タ
イミングまで待つ。

＃ 5:チップセレクト信号をセットする。

＃ 6:アイリスデータを並列−直列変換しカメラからレ
ンズへシリアル通信により送信する。

＃ 7:チップセレクト信号をリセットして通信を終了す
る。

この動作によってカメラ側からレンズ側へのアイリス
データすなわち露光制御信号の送信が完了する。

レンズ側における処理についてみると、 ＃ 8:通信の開始を示すチップセレクト信号の入力を確
認する。

＃ 9:シリアル通信データを、直列−並列変換すること
により、アイリスデータを取り込む。

＃12:レンズマイコン21′に取り込まれたアイリスデー
タと絞りエンコーダ30によつて検出された絞り値をメモ
リ31内に記憶されている第２図に示す絞り制御データテ
ーブルに照合し、制御目標となる絶対絞り制御値を求め
る。

＃13:メモリ31で選択された絶対絞り値を絞り制御回路3
2に供給し、絞りエンコーダ30によつて検出される絞り
値とメモリ31より出力される値を比較しその値が等しく
なるように絞りを制御する。

以下のように、本発明によれば、カメラ側で検出さ
れ、送信された露光状態の変化量に基づく露出制御信号
を受信し、絞りエンコーダによつて検出される現在の絞
り値と比較して制御目標となる絞り値を絶対絞り値とし
てもとめ、この絶対絞り値によつて絞り制御するように
したので、フィードバツクループ制御のように系の過渡
的な乱調や、閉ループ制御による遅れ等を生じることな
く、常に絞りを絞り値で安定に制御することができる。

次に第４図を用いて、本発明の交換レンズシステムの
第２の実施例について説明する。

前述の第１の実施例が絶対絞り値によつてアイリスを
制御しているのに対して、本実施例はカメラ側から送信
された露光制御信号から絞りの制御目標値までの絶対制
御量を求め、アイリスを絶対制御するものである。

なお、同図中、前述の第６図に示す先行例，第１図に
示す第１の実施例の構成と同一構成の部分については、
同一の符号を付し、その説明を省略する。またカメラ側
の制御についても、前記のカメラシステムと同様であ
る、したがってカメラシステムについては詳しい説明は
省略する。

カメラ側より発生された露光制御信号は、カメラマイ
コン10、データ通信路20を介してレンズユニットLSへと
露光制御信号として送信される。

データ通信路20はレンズマイコン21′に接続されてお
り、通信データはすべて一旦レンズ側マイコン21′によ
つて受信される。

ここで通信された露光制御信号はその値をアドレスと
するメモリ33にあらかじめ記憶された絶対制御量の値に
変換されたドライバー23に供給される。

ドライバー23はメモリ33からの入力信号に応じアイリ
ス２を指示された量だけ駆動する。

第５図にメモリ33にあらかじめ記憶されている絞り駆
動データテーブルの例を示す。

前記システムにおいて例えばカメラ側より64（1EV露
出オーバー）という符号化された露光状態制御信号がレ
ンズシステムへと通信された場合、絞りを措定の駆動量
単位（一絞り）を絞ることを意味するデータがドライバ
ー23へと供給され、アイリス２が『一絞り』分絞る方向
へ駆動される。アイリス２の絞り値は絞りエンコーダ30
によつて検出されたドライバー23へと供給され、絞り値
が正確に制御される。

またカメラ側より、たとえば８という符号化された露
光制御信号がレンズシステムへと通信された場合は、絞
りを前記駆動量単位で２絞り開くことを意味するデータ
がドライバー23へと供給され、同様にアイリス２が指示
された方向に駆動される。

このように、本実施例によれば、カメラ側より送信さ
れた輝度レベル変化を、現在の絞り値に対する絶対駆動
量に変換してアイリスを制御するものであり、実質的に
アイリスを絶対絞り値制御することができるものであ
る。

また、上述の各実施例によれば、カメラ側からの露光
制御信号をレンズユニツト側に配されたデータテーブル
によつて絶対情報に変換しているので、カメラユニツト
側はレンズユニツトを交換しても共通にも用いることが
でき、個々のレンズユニツトごとにその最適縛り制御用
のデータテーブルを備えればよく、交換レンズシステム
を構成する上で極めて有効である。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明における交換レンズシステ
ムによれば、カメラ側において映像信号レベルと基準と
のレベル差に関する情報を検出して、レンズ側へと送信
し、レンズ側に、前記レベル差に関する情報を受信して
実際の絞り値情報に変換する演算手段を設けたので、カ
メラ側には装着されたレンズによって、何等制御上の変
化を要せず、レンズ側の光学特性、駆動特性に係わら
ず、そのレンズ側の駆動系に最適な条件で絞り制御する
ことが可能となる。

すなわち常に絞りをその目標とする絶対絞り値に安定
かつ迅速に制御することができ、本来は絞りをその絞り
値で制御せずにフィードバックループによって輝度変化
だけを見て開閉制御するようなシステムであっても、装
着されたレンズの特性にかかわらず、フィードバックル
ープの過渡的なオーバーシュートすなわち制御の行き過
ぎやハンチング等を生じることなく、応答性を高めても
常に安定かつ高精度に絞りをその目標値へと制御するこ
とができる。

このように、映像信号レベルと基準レベルとのレベル
差に関する情報を検出して絞りをいフィードバックルー
プによって駆動するビデオカメラ等のカメラを交換レン
ズ化する際に、カメラ側では、装着されるレンズの個々
に特性の違いに対して、レンズ側へと送信する信号を異
ならせる必要がなく、新たに設計されたレンズに対して
も、適用が可能となる等、レンズユニットの互換性の面
で、多くの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における交換レンズシステムの第１の実
施例の構成を示すブロツク図、 第２図は本発明の第１の実施例のメモリに記憶されてい
る絞り制御データテーブルの一例を示す図、 第３図は本発明の第１の実施例の制御動作を説明するた
めのフローチャート、 第４図は本発明における交換レンズシステムの第２の実
施例の構成を示すブロツク図、 第５図は本発明の第２図の実施例においてメモリに記憶
されて絞り制御データテーブルの一例を示す図、 第６図は本願発明に先行する交換レンズシステムの一例
を示すブロツク図、 第７図は第６図に示す交換レンズシステムにおける露光
状態制御装置の制御動作を説明するためのフローチャー
トである。

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カメラユニットと、該カメラユニットに着
   脱自在なレンズユニットからなる交換レンズシステムで
   あって、 前記カメラユニットは、前記レンズユニットによって結
   像された被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮
   像手段と、前記撮像手段より出力された撮像信号のレベ
   ルと、所定の基準レベルとを比較演算してそのレベル差
   に関する情報を出力するレベル比較手段と、前記レベル
   比較手段の出力を前記レンズユニット側へと送信する送
   信手段とを備え、 前記レンズユニットは、入射光量を制限する絞りと、前
   記絞りの現在の絞り値を検出する絞り検出手段と、前記
   レベル差に関する情報を受信する受信手段と、前記絞り
   検出手段によって検出された現在の絞り値と、前記受信
   手段によって受信した前記レベル差に関する情報から、
   前記現在の絞り値に前記レベル差に相当する絞りの変位
   量を加算した適正絞り値を出力する演算手段と、前記演
   算手段より出力された前記適正絞り値を目標値として前
   記絞りを駆動する絞り駆動手段とを備えたことを特徴と
   する交換レンズシステム。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項において、 前記カメラユニットより前記レンズユニットへと供給さ
   れる前記レベル差に関する情報は、映像信号レベルと基
   準信号レベルとの光量比（EV値）によって表されている
   ことを特徴とする交換レンズシステム。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第（１）項において、 前記絞りは光学的絞り機構であることを特徴とする交換
   レンズシステム。
4. 【請求項４】カメラユニットに着脱自在なレンズユニッ
   トであって、 前記カメラユニット側より撮像信号レベルを所定の基準
   レベルとのレベル差に関する情報を受信する受信手段
   と、 入射光量を制限する絞りと、 前記絞りの現在の絞り値を検出する絞り検出手段と、 前記絞り検出手段によって検出された現在の絞り値と、
   前記受信手段によって受信した前記レベル差に関する情
   報から、前記現在の絞り値に前記レベル差に相当する絞
   りの変位量を加算した適正絞り値を出力する演算手段
   と、 前記演算手段より出力された前記適正絞り値を目標値と
   して前記絞りを駆動する絞り駆動手段と、 を備えたことを特徴とするレンズユニット。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第（４）項において、 前記演算手段は、前記レベル差に関する情報と、前記現
   在の絞り値に前記レベル差に相当する絞りの変位量を加
   算した適正絞り値とを、対応させて記憶したデータ変換
   テーブルを有し、該データ変換テーブルを参照すること
   によって、前記適正絞り値を出力するように構成されて
   いることを特徴とするレンズユニット。