JP4954659B2

JP4954659B2 - 撮像装置

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Publication number: JP4954659B2
Application number: JP2006276301A
Authority: JP
Inventors: 彰宏吉田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2006-10-10
Filing date: 2006-10-10
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2026-10-10
Also published as: US8045010B2; JP2008098818A; US20080084487A1

Description

本発明は、撮像装置本体に対してレンズユニットを交換することのできる撮像装置の改良に関する。

従来から、撮像装置としてのレンズ交換式電子カメラには、レンズユニットを撮影レンズと不揮発性記憶手段とコネクタで構成し、撮像装置本体としてのカメラ本体をコネクタと記録処理手段と中央処理装置とで構成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、カメラシステムには、レンズユニットとしての光学ユニットとアダプタ部とカメラ本体とから構成され、アダプタ部をマウントと撮像素子と画像処理部とから構成したものも知られている（例えば、特許文献２参照）。

更に、電子撮像装置には、撮像装置本体としてのカメラ本体を画像蓄積部と本体制御部とから構成し、このカメラ本体に交換接続されるレンズユニットとしてのレンズシステムを、レンズと撮像素子と画像の補正を行う画像処理部とから構成したものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開2000-175089号公報特開2006-135588号公報特開2003-319232号公報

ところで、フルサイズやAPS-CサイズのCCDやCMOSセンサを搭載した一眼レフレックスタイプのデジタルカメラの市場が近年拡大している。これらのカメラはS/N特性・解像特性・ラチチュード等の性能面において銀塩写真愛好家の要求を満たすレベルになりつつある。

これに対して、コンパクトタイプのデジタルカメラは、撮像素子及びレンズの小型化が画像品質に影響するため、一眼レフレックスタイプのデジタルカメラに較べて性能面で大きく遅れをとっている。

このため、コンパクトカメラは技術的にはまだまだ成長期にあり、撮像素子やレンズ設計の進歩によって、１年経過すると商品性が失われるという状況にある。よって、一眼レフレックスカメラにおいてレンズを交換するように、コンパクトカメラにおいても撮像素子やレンズを交換する方式が実現できれば、最新技術を投入したレンズと撮像素子に交換して使い続けることによって上記の課題を解決できる。

この構成によれば、以下のメリットがある。
（１）レンズと撮像素子のセットによって画像性能が保証される。

一眼レフレックスカメラでは、１つの撮像素子に対して複数のレンズを組み合わせても画像性能を保証するように製造されているが、コンパクトカメラでは、撮像素子及びレンズの双方が小型化されているため、設計の余裕度が少ない。

例えば、デジタルカメラでは、撮像素子の側でも周辺光量が大きく減少する（周辺光量落ち）が発生するが、撮像装置本体の小型化を図るためにレンズと撮像素子間の距離を短くすればするほどその影響が大きくなるといわれている。

また、撮像素子の種類によっても周辺光量の減少度合いが異なる。撮像素子としてのCMOSセンサは撮像素子としてのCCDよりも配線の層が多いため、一般的には、CCDよりも周辺光量落ちが大きいといわれている。

従って、撮像素子の側の周辺光量レベルを補う光量落ちの少ないレンズと撮像素子とをユニット化すれば、画像品質の維持が可能になる。コンパクトカメラは、小型化を追求しているため、撮像素子とレンズの組み合わせを１対１とする考え方に適しており、小型超広角又は小型超高解像度に特化したレンズユニットを作り出すことが可能である。
（２）レンズ単体や撮像素子単体交換時の技術課題を回避できる。

撮像素子は静電破壊し易く、単体で取り扱う際に、静電気対策に注意を要する。また、コンパクトカメラでは、撮像素子とレンズユニットとは高い組立精度が要求され、わずかな光軸のずれが画像品質に大きく影響する。このため、レンズ単体もしくは撮像素子単体で交換サービスを実施するためには専用の設備が必要になるが、レンズと撮像素子とをユニット化することによってこの問題も回避できる。
（３）撮像素子への異物の付着の課題を回避できる。

一眼レフレックスカメラタイプのデジタルカメラでは、レンズ交換時に、静電気の影響で撮像素子の受光面に埃等の異物が付着する問題があり、異物が撮像素子の受光面に付着したままであると、絞り径を小さくして撮影した時に、異物が被写体像に写りこむおそれがある。

また、レンズ単体又は撮像素子単体の交換サービスを実施する際にも、埃等の少ない清浄な作業空間が必要となり、このための専用の設備が必要になる。この問題も、レンズと撮像素子とをユニット化することによって回避できる。

ところが、従来の撮像装置では、撮像装置本体に接続される撮像素子の種別を増やすことができず、撮像装置本体の汎用性がいまだ低いという問題がある。

例えば、特許文献１に開示のレンズ交換式電子カメラでは、撮像装置本体からコネクタを介して撮像部へ電源電圧を供給しているが、電源電圧の異なる撮像素子については考慮されておらず、撮像装置本体の汎用性の向上の面でいまだ問題がある。特許文献３に開示のカメラシステムについても同様である。

また、例えば、特許文献２に開示のカメラシステムでは、銀塩一眼レフレックスカメラの光学性能に優れた撮影レンズをデジタル一眼レフレックスカメラに再利用しても、受光側の撮像素子の性能が撮影レンズの性能よりも劣るために高精度に読み取ることができないことがあるため、カメラ本体と撮影レンズとの間にアダプタを設けて、このアダプタ内に撮像素子を設け、撮影レンズに適合するアダプタに交換しているが、電源電圧の異なる撮像素子については考慮されておらず、撮像装置本体の汎用性の向上の面でいまだ問題がある。

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、撮像装置本体に接続される撮像素子の種別を増やすことができ、撮像装置本体の汎用性の向上を図ることのできる撮像装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の撮像装置は、レンズユニットが撮像装置本体に対して着脱交換可能な撮像装置において、前記レンズユニットは、撮影光学系と、該撮影光学系を通じて得られた被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、前記撮像素子からの出力信号をデジタル信号に変換する信号処理部と、前記撮像装置本体を電気的かつ機械的に接続するコネクト部とを有し、
前記撮像装置本体は、前記レンズユニットを電気的かつ機械的に接続するコネクト部と、電源部と、前記レンズユニットの撮像回路に電圧を供給する複数の電圧供給ラインと、該複数の電圧供給ラインに供給される出力電圧を前記電源部に基づき生成する電圧生成回路と、該複数の電圧供給ラインのうちの一の電圧供給ラインと他の電圧供給ラインとを切り換えて前記撮像装置本体のコネクト部の一つの端子に接続するスイッチ回路と、電源起動時に前記レンズユニットの種別を検知する検知手段と、を有し、
前記電圧生成回路と前記撮像装置本体のコネクト部とを接続する前記複数の前記電圧供給ラインを、前記検知手段により検出された接続先のレンズユニットを構成する撮像素子の種別に応じて、前記スイッチ回路で切り換えて接続することを特徴とする。

請求項２の撮像装置は、前記撮像装置本体は、前記レンズユニットの撮像素子としてＣＣＤセンサとＣＭＯＳセンサに対応することを特徴とする。

請求項３に記載の撮像装置は、前記撮像装置本体は、前記レンズユニットの接続状況を検知する接続状況検知手段を有し、該接続状況検知手段が電源起動時に前記レンズユニットの非接続を検知したときに、前記レンズユニットの非接続を使用者に知らせるための警告表示を行った後、前記撮像装置本体の電源停止制御を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の撮像装置は、前記撮像装置本体と前記レンズユニットとは、コネクト部と前記撮像装置本体と前記レンズユニットとを接続してロックするロック部を有し、前記ロック部は前記レンズユニットの接続状況を検知し、前記レンズユニットと前記撮像装置本体との動作中にその分離操作が検知されたとき、前記レンズユニットの撮像素子の破壊を防止するため、該撮像素子に供給する電圧を所定のタイミングで停止することを特徴とする。

請求項５に記載の撮像装置は、前記撮像装置本体は、電源起動時に前記レンズユニットの種別を検知する検知手段を有し、該検知手段は前記レンズユニットの種別又は前記レンズユニットに内蔵されている撮像素子の種別に応じて、前記バッテリの残量表示と撮像装置本体の強制停止制御を行うためのバッテリ残存電圧値を変更することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、撮像回路に供給する電圧を可変とすることによって、撮像装置本体の側の汎用性がこれまで以上に高くなり、接続可能な撮像素子の種別を増やすことができるという効果を奏する。
また、コネクタ部の端子の共用化を図ることにしたので、撮像装置本体とレンズユニットとの端子の接続本数を減らすことができることになり、撮像装置が大型化するのを防止できる。
更に、撮像素子の種別に応じて電圧供給ラインの接続先を変更できるという効果を奏します。

請求項３に記載の発明によれば、レンズユニットが装着されていないことを検出して、警告・停止の制御を行うことによってアプライアンス性の向上と、撮像装置を不適切な使用方法から保護することができるという効果を奏する。

請求項４に記載の発明によれば、レンズユニットの分離動作検出時に撮像電源部を停止制御することによって、撮像素子を破壊から守ることができるという効果を奏する。

請求項５に記載の発明によれば、撮像素子の種別に応じて最適な電源制御が可能となるという効果を奏する。

以下に、本発明に係わる撮像装置の発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

なお、本発明では、広角レンズ搭載型・ズームレンズ搭載型・大判撮像素子搭載型・高感度撮像素子搭載型・ワイドダイナミックレンジ対応撮像素子型などの複数のレンズユニットを想定して記載している。

（実施例１）
図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施例１に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図である。

その図１（ａ）、（ｂ）において、１００はレンズユニット、１１１は撮像装置本体である。図１（ａ）には、図示を略す撮影光学系、この撮影光学系を通じて得られた被写体像を電気信号に変換する撮像素子としてのCCD及びそのCCD周辺回路１５０を有するレンズユニット１００が示されている。ＣＣＤ周辺回路にはＣＣＤを駆動する撮像素子駆動部、撮像素子からのアナログ信号をデジタル信号に変換する信号処理部が含まれる。

図１（ｂ）には撮像素子としてのCMOSセンサ及びそのCMOS周辺回路１５２を有するレンズユニット１００が示されている。なお、レンズユニット１００には、図示を略す撮影光学系が設けられている。

ここで、CCD及び周辺回路１５０とは、撮影光学系を通じて得られた被写体像を電気信号に変換するCCD、CCDを駆動する撮像素子駆動信号発生部、発振器、A／D変換部を含む撮像回路をいう。また、CMOSセンサ及び周辺回路１５２とは、CMOSセンサ、アナログ部、デジタル部を含む撮像回路をいう。

その撮像装置本体１１１は、本体回路１５１、本体各電圧生成回路１２３、電源部としてのバッテリ１２４、デジタルアナログコンバータ（DAC）１２５を有する。その撮像装置本体１１１、レンズユニット１００は複数の電圧供給ラインで接続されている。CCD及びそのCCD周辺回路１５０を有するレンズユニット１００には、電圧供給ライン１５０a、１５０ｂ、１５０ｃが設けられている。CMOSセンサ及びそのCMOSセンサ周辺回路１５２を有するレンズユニット１００には、電圧供給ライン１５２a、１５２ｂが設けられている。撮像装置本体１１１には複数の電圧供給ライン１２３a、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄが設けられている。

電圧供給ライン１５０ａ〜１５０ｃはＣＣＤ及びＣＣＤ周辺回路１５０を含む撮像回路に電源電圧を供給する役割を果たす。電圧供給ライン１５２ａ、１５２ｂはＣＭＯＳ及びＣＭＯＳ周辺回路を含む撮像回路に電源電圧を供給する役割を果たす。

これらの各電圧供給ライン１５０a〜１５０ｃ、１５２a、１５２ｂ、１２３a〜１２３ｄは、ここでは、簡略化されて示されている。

レンズユニット１００にはコネクト部１０９が設けられ、撮像装置本体１１１にはコネクト部１２１が設けられている。撮像装置本体１１１のコネクト部１２１には、端子１２３e、１２３ｆ、１２３ｇ、１２３ｈが設けられている。

CCD及びそのCCD周辺回路１５０を有するレンズユニット１００のコネクト部１０９には、端子１５０e、１５０ｆ、１５０ｇが設けられている。CMOSセンサ及びそのCMOSセンサ周辺回路１５２を有するレンズユニット１００には、端子１５２e、１５２ｆが設けられている。

レンズユニット１００はそのコネクト部１０９が撮像装置本体１１１のコネクト部１２１に嵌合されて、レンズユニット１００と撮像装置本体１１１との各端子が電気的に接続される。なお、そのコネクト部１０９、１２１には電圧供給用の端子の他、信号線接続用の端子も設けられているが、信号線接続用の端子は図示が省略されている。

本体各電圧生成回路１２３は、本体回路１５１に供給する各種の電圧と、CCD及びCCD周辺回路１５０、CMOSセンサ及びCMOSセンサ周辺回路１５２に供給する出力電圧を生成する機能を有する。

本体各電圧生成回路１２３は、CCDとCMOSセンサとの双方への電源供給を可能とするために、ここでは、撮像装置本体１１１の側からレンズユニット１００の側に、例えば、４種類の電源電圧を出力電圧として生成する。

この実施例１では、供給する電源電圧の値は、例えば、１２V、−６V、３.３V、１.８Vである。この電源電圧の値は、レファレンス電圧値（ref電圧）によって変更可能であり、例えば、４個のDAC１２５から供給される電圧によって出力電圧値が変更されるようになっている。これによって、電源電圧の仕様が異なる撮像素子同士の組み合わせを採用できる。

ここでは、市販されているCCD及びCMOSセンサの一般的な電源仕様に基づいて４種類の電源を例示したが、これに限るものではない。

一般的には、撮像素子及び撮像素子周辺回路には複数の電圧系統が必要とされている。例えば、CCDの場合、フォトダイオードから電荷を読み出すときや電荷転送動作を行うために、１０V〜１６V程度の高電圧と−５V〜−９V程度の負電圧と３V〜３.３V程度の電圧との３つの電圧系統が少なくとも必要である。

また、CMOSセンサの場合、デジタル部には３V〜３．３Vの電圧、アナログ部には１．８Vの電圧のように２つの電圧系統が必要とされている。更には、これらの電圧系統の電圧値は、撮像素子の型番毎に異なるものとなっている。

また、撮像装置についての市場要求として低消費電力化が求められ、電圧の値それ自体も撮像素子の技術の進歩に伴って低くなる傾向にある。従って、撮像装置本体１１１の側がいずれの種類の撮像素子についても対応できるように、撮像装置本体１１１の側の電圧生成回路から出力される出力電圧の値を接続先のレンズユニットを構成する撮像素子の種別に応じて変更できれば、撮像装置本体１１１の汎用性がこれまで以上に高くなり、接続可能な撮像素子の種別を増やすことができることになる。

（実施例２）
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例２に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図である。

この実施例２では、コネクト部１０９とコネクト部１２１との端子の個数を削減するために、CCD及びそのCCD周辺回路１５０を有するレンズユニット１００のときに限って用いられる電圧供給ライン１２３ｂとCMOSセンサのときに限って用いられる電圧供給ライン１２３ｄとをスイッチ回路１２６によって切り換えることによってコネクト部１２１の端子１２３ｆの共用化を図ることにしたものであり、その他の構成は実施例１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。

なお、この実施例２では、電圧供給ライン１２３ｂと電圧供給ライン１２３ｄとを切り換えることにより端子１２３ｆの共有化を図ることにしたが、電圧供給ライン１２３aと電圧供給ライン１２３ｄとを切り換えることにより、端子１２３eの共有化を図る構成にしてもよい。

実施例１では、CCDやCMOSセンサに対応するために必要な電圧供給ラインを1本づつ割り当てているため、コネクト部の端子の個数が増加し、撮像装置本体１１１の大型化又は撮像装置本体１１１を大きくしない場合には端子の大きさを小さくして端子の個数を増やすことになるため、端子の強度が下がることに起因する損壊発生頻度が増すことが懸念されるが、この実施例２では、コネクタ部１２１の端子の共用化を図ることにしたので、撮像装置本体１１１とレンズユニット１００との端子の接続本数を減らすことが可能となり、撮像装置の小型化を図ることができる。

（実施例３）
図３（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例３に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図である。

この実施例３では、撮像部用の電圧の生成をレンズユニット１００で行うために、CCD及びそのCCD周辺回路１５０を有するレンズユニット１００には、撮像用電圧生成回路としてのCCD電圧生成回路１２７が設けられている。撮像装置本体１１１には、本体回路１５１、本体各電圧生成回路１２３、１個のDAC１２５、バッテリ１２４が設けられている。

CMOSセンサ及びそのCMOSセンサ周辺回路１５２を有するレンズユニット１００には撮像用電圧生成回路としてのレギュレータ（Reg）１２８が設けられている。このレギュレータ（Reg）１２８には、例えば、撮像装置本体１１１から供給された出力電圧に基づき撮像回路に供給すべき電圧を降圧して生成する撮像用電圧降圧生成回路としてのLDO（Low Drop Out）レギュレータによって構成されている。

この本体各電圧生成回路１２３は、例えば、電圧供給ライン１２３ｃを介してレンズユニット１００に電源電圧として３．３Vを供給する。CCD電圧生成回路１２７は、例えば、チャージポンプ回路から構成されている。CCD電圧生成回路１２７は１２Vと−６Vの電圧を生成する。CMOSセンサ及びその周辺回路１５２を有するレンズユニット１００の場合、レギュレータ（Reg）１２８は、１.８Vの電圧を生成する。

なお、この実施例３では、DAC１２５は必ずしも必要ではなく、また、CCD又はCMOSセンサに要求される３.３Vの電圧を撮像装置本体１１１の側から供給することも必ずしも必要ではない。

例えば、CCD及びそのCCD周辺回路１５０を有するレンズユニット１００の場合には、撮像装置本体１１１の側から５Vの固定電圧をレンズユニット１００に供給し、レンズユニット１００の側にチャージポンプ回路とLDOレギュレータとを配置して、３.３V、１２V、−６Vの電圧を生成する構成としてもよい。また、CMOSセンサ及びそのCMOSセンサ周辺回路１５２を有するレンズユニット１００の場合には、撮像装置本体１１１の側から５Vの固定電圧をレンズユニット１００に供給し、レンズユニット１００の側に２種類のLDO（Low Drop Out）レギュレータを配置して、３.３Vの電圧と１.８Vの電圧とを生成する構成としてもよい。

この実施例３では、撮像装置本体１１１の側からレンズユニット１００に対して１個の電圧供給ライン１２３ｃのみで出力電圧を供給し、レンズユニット１００内に設けられた撮像用電圧生成回路を用いてレンズユニット１００内の各撮像回路に要求される各種電圧を生成することにしたので、コネクト部１０９の端子の個数を最小にすること、すなわち、レンズユニット１００の側に撮像用電圧生成回路を配置することにしたので、撮像装置本体１１１の側の汎用性の向上を図りつつ、撮像装置本体１１１とレンズユニット１００との端子の接続本数を減らすことができる。

なお、この実施例３では、撮像装置本体１１１の側からの出力電圧を３．３Vに設定しているが、これに限るものではなく、撮像装置本体１１１の側から３V〜３.３Vの電圧を供給し、レンズユニット１００に設けられたチャージポンプ回路によって１０V〜１６Vや−５V〜−９Vの撮像用電圧を生成する構成としても良い。

（実施例４）
図４（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例４に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図である。

この実施例４では、CMOSセンサ及びそのＣＭＯＳセンサ周辺回路１５２を有するレンズユニット１００の場合についてのみ、撮像部用の電圧を降圧して生成する撮像部用電圧降圧生成回路をレンズユニット１００に設ける構成としたものであり、回路規模が小型であるLDOレギュレータ１２８が図４（ｂ）に示すようにレンズユニット１００の側に配置されている。

この実施例４では、撮像回路用の電圧の生成に用いられる回路規模の小さいLDOレギュレータのみをレンズユニット１００の側に設け、LDOレギュレータに較べて回路規模の大きなチャージポンプ回路を撮像装置本体１１１の側に設けたので、撮像装置の汎用性の向上を図りつつ、撮像装置本体１１１とレンズユニット１００との端子の接続本数を減らすことが可能となると共に、レンズユニット１００が大型になるのを避けつつ撮像装置本体１１１の小型化を図ることができる。

（実施例５）
図５は本発明に係わるレンズユニット１００と撮像装置本体１１１との詳細構成を示すブロック図である。

レンズユニット１００は、ここでは、撮像素子としてのCCD及びそのCCD周辺回路を有する。この実施例５では、レンズユニット１００は、撮像用電圧及び手ぶれ電圧生成兼用の撮像・手ぶれ電圧生成部１２９を有する。

このレンズユニット１００と撮像装置本体１１１とはコネクト部１０９、１２１によって機械的・電気的に接続されている。コネクト部１０９にはロック部１１０が設けられ、コネクト部１２１にはロック部１２２が設けられている。ロック部１１０、１２２はレンズユニット１００と撮像装置本体１１１とを機械的に接続ロックすると共にロック状態の検出、すなわち、レンズユニット１００の接続状況を検出する接続状況検出手段としての機能と撮像装置本体１１１に接続されたレンズユニット１００の種別判定とを電気的に行う検知手段としての機能とを有している。

撮像装置本体１１１は、バッテリ１２４を主電源としている。本体各電圧生成回路１２３はDC−DCコンバータ回路からなり、撮像装置本体１１１に用いられる複数種類の電源電圧と、レンズユニット１００に用いられる電源電圧を生成している。

なお、バッテリ１２４の出力電圧は制御・演算部１１９に内蔵のADコンバータで監視され、これによって、後述する制御処理が行われる。この実施例５では、本体各電圧生成回路１２３からの出力電圧を１次側電源として用いているが、バッテリ１２４から電源電圧を直接供給することにすると、電源の利用効率の面で有利である。ただし、バッテリ１２４から電源電圧を直接供給することにすると、耐過電流や耐過電圧用の保護回路が安全上必要となるため、レンズユニット１００側の回路規模が大きくなる不利益がある。

この実施例５では、コンパクトカメラ用のレンズユニット１００を意図しているため、本体各電圧生成回路１２３からの出力電圧を１次側電源として用いるのが最適である。

手ぶれ補正駆動部１０７には、各種の方式があるが、ここでは、撮像素子及び撮像素子を搭載しているポリ塩化ビフェニル（PCB）又はフレキシブルプリント配線板（FPC）を含む可動体を記録撮影時にXY方向に所定量移動させる方式のものが用いられる。

撮像・手ぶれ電圧生成部１２９は、制御・演算部１１９の制御によって１２V、−６V、２.５Vの電圧を生成する。各電圧１２V、−６V、２.５Vの電圧生成のオン・オフタイミングは、制御・演算部１１９の制御タイミングと撮像・手ぶれ電圧生成部１２９の回路時定数によって定められる。

レンズ駆動信号発生部(いわゆるモータドライバ回路)１１８は、この実施例５では、撮像装置本体１１１の側に配置されている。しかしながら、このレンズ駆動信号発生部１１８をレンズユニット１００の側に配置してもよい。その際、レンズ駆動信号発生部１１８への電圧供給は、CCD１０２、A/D変換部１０３等の撮像部と独立・共用の双方のケースが考えられる。

この実施例５では、コンパクトカメラへの用途を想定しているので、レンズユニット１００を可能な限り小型とし、かつ、コネクタ部１０９、１２１によって電気的に接続するのに要する信号線の本数数（端子の個数）の削減に重点を置いている。

そこで、デジタル画像信号処理部１１２は撮像装置本体１１１の側に配置した。A／D変換部１０３はレンズユニット１００の側に配置されているが、その理由は画像品質を維持するためである。

すなわち、CCD１０２から出力される映像信号としてのアナログ信号は配線長を長くすると、外部からのノイズを拾って、この外部ノイズがアナログ信号に重畳されるおそれが多くなるからである。

また、CMOSセンサは、A／D変換部１０３、撮像素子駆動信号発生部１０５と同一の半導体素子上に構成されることが多いため、CCD搭載のレンズユニット１００とCMOSセンサ搭載のレンズユニット１００とを同じ撮像装置本体１１１に用いることができるようにするためには、A／D変換部１０３をレンズユニット１００の側に設けるのが最適であると考えられるからでもある。

なお、A／D変換部１０３とデジタル画像信号処理部１１２との接続は、従来から一般的であった１０bit〜１６bitのパラレルインタフェース（I／F）よりもLVDSによるインタフェース（I／F）の方が、端子の接続本数の削減化の効果があると考えられる。

また、撮像素子の基準クロックとして用いられる発振器１０６は、この実施例５では、レンズユニット１００の側に配置されているが、この発振器１０６をレンズユニット１００の側に配置した理由は、EMC(Electro Magnetic Compatibility)対策の目的と基準クロック周波数が個々の撮像素子に依存するからである。

撮像装置本体１１１の側には、バッテリ１２４、DAC１２５、本体各電圧生成回路１２３、レンズ駆動信号発生部１１８、制御・演算部１１９が設けられている他、デジタル画像信号処理部１１２、画像表示部１１３、画像バッファ用メモリ１１４、プログラム用メモリ１１６、通信インターフェース（通信I／F）部１１５、画像記録インターフェース（画像記録I／F）部１１７、操作部１２０が設けられている。

この実施例では、コンパクトカメラを想定しているため、撮像装置本体１１１の側にも充分に空間的余裕があるとはいえないが、レンズユニット１００よりも空間的余裕があると考えられる。

画像バッファ用メモリ１１４には、画素数の多い撮像素子を高速に処理するために充分な容量を確保する必要がある。また、プログラム用メモリ１１６には複数種類のレンズユニット１００に対応するため、レンズユニット１００の種類情報が格納されている。この種類情報の書き込みは、通信インターフェース部（通信I／F部）１１５又は画像記録インターフェース部（画像記録I／F部）１１７に装着されるメモリカード１３０を用いて行われる。

この実施例５によれば、レンズユニット１００内の撮像回路以外の駆動部としての手ぶれ補正駆動部１０７にも電源供給を行うことができるので、レンズユニット１００と撮像装置本体１１１との端子の接続本数の削減を図りつつ撮像装置本体１１１の側の汎用性の向上を図ることができる。

（実施例６）
図６は、図５に示すレンズユニット１００が撮像装置本体１１１に接続されている場合の制御フローを示す説明図であって、CCDの駆動周波数の高低によって、レンズユニット１００への供給電圧を切り換える場合の説明図である。

撮像装置本体１１１は、レンズユニット１００がCCD１０２を有する場合で、かつ、CCD１０２の動作周波数が高いときのみ転送用に用いる電源電圧を３.３Vに設定し、それ以外の場合には、省電力を優先させるために電源電圧を３.０Vに設定する。これにより、CCD１０２の水平転送効率の維持を図りつつ省電力を図ることができる。

すなわち、撮像装置本体１１１は、レンズユニット１００が撮像装置本体１１１に接続されると、ロック部１１０、１２２によって撮像素子がCCD１０２であるか否かの判断を行う（図６のS.401を参照）。この実施例６では、ロック部１１０、１２２はレンズユニット１００の種別を検知する検知手段としての機能を果たす。

ついで、撮像装置本体１１１は、CCD１０２の駆動周波数が３０MHz以上であるか否かを判断し（図６のS.402を参照）、CCD１０２の駆動周波数が３０MHz以上の場合には本体各電圧生成回路１２３の出力電圧が３.３Vとなるように、リファレンス電圧(ref電圧)をDAC１２５によって設定する（図６のS.403を参照）。撮像装置本体１１１は、CCD１０２の駆動周波数が３０MHz未満の場合には本体各電圧生成回路１２３の出力電圧が３.０Vとなるように、リファレンス電圧(ref電圧)をDAC１２５によって設定する（図６のS.403を参照）。

CCDに供給する３V〜３.３Vの供給電圧はCCDに蓄積されている電荷を水平転送する際の負荷によって定まり、CCDの動作周波数が高いほど、また、画素数が多いほど、転送効率を維持するために高い電圧が要求される。これに対して、CMOSセンサでは水平転送の回路構造を必要としていないので、撮像素子の動作周波数とレンズユニット１００が撮像素子としてCCDを搭載しているかCMOSセンサを搭載しているかによって、撮像装置本体１１１の側から供給する電圧を変更することによって、撮像装置の低消費電力化を図ることができる。

（実施例７）
図７はレンズユニットの撮像装置本体への装着・非装着時の制御フローチャートと撮像装置本体に装着されているレンズユニットの種別を判定するための制御フローチャートとを示している。

撮像装置本体１１１の操作部１２０の電源釦を押下すると、制御・演算部１１９が電源釦の押下を検出し、制御・演算部１１９が撮像装置本体１１１の電源部の起動制御を行う（図７のS.201参照）。

ついで、制御・演算部１１９は、レンズユニット１００が装着されているか否かを判断するため、ロック部110、122のロック状態検知に移行する(図７のS.202参照)。レンズユニット１００のロックが解除され、レンズユニット１００が撮像装置本体１１１に装着されていないと判断した場合、制御・演算部１１９は画像表示部１１３に使用者にその旨を警告するため、レンズユニット１００が装着されていない旨を文字表示させる(図７のS.206参照)。制御・演算部１１９は、続いて、撮像装置本体１１１の電源部の停止制御行う(図７のS.207参照)。

この処理によって、レンズユニット１００が撮像装置本体１１１に装着されていないときには、撮像装置が起動されるのを回避することができる。

制御・演算部１１９は、S.202において、レンズユニット１００が装着されていると判断した場合、レンズユニット１００の種別をロック部110、122の検知情報に基づき特定する(図７のS.203参照)。

制御・演算部１１９は、その検知情報に基づきプログラム用メモリ１１６から必要とするレンズユニット制御プログラムをそれ自体にロードする(図７のS.204参照)。ここで、ロードされるレンズユニット制御プログラムは、例えば、選択されたレンズ部および撮像素子に対応するAE（自動露出）・AF（自動合焦）・AWB（オートホワイトバランス）プログラム、撮像シーケンスプログラム、レンズ駆動プログラム等である。

続いて、制御・演算部１１９は、レンズユニット１００に固有の調整情報をプログラム用メモリ１１６からそれ自体にロードする(図７のS.205参照)。ここで、ロードされる情報は、レンズユニット１００の個々の特性を調整するためのものである。このロードされる情報には、例えば、撮像素子欠陥画素情報、撮像素子感度情報、撮像素子分光感度情報、機械式シャッタを閉じるためのタイミングに関する情報等がある。

制御・演算部１１９は、レンズユニット１００の種別を検知する検知情報に基づき、レンズユニット１００内の撮像素子の種別を判別する(図７のS．209参照)。

制御・演算部１１９は、撮像素子がCCDのとき電力消費量が多い場合に対処するためのバッテリチェックプログラムをロードし(図７のS．210参照)、撮像素子がCMOSセンサのとき電力消費量が少ない場合に対処するためのバッテリチェックプログラムをロードする(図７のS.211参照)。

制御・演算部１１９は、レンズユニット１００の撮像素子の電源部を起動し(図７のS．212を参照)、撮影を開始させる(図７のS．213参照)。

CMOSセンサ及びCMOSセンサ周辺回路の消費電力はCCD及びCCD周辺回路の約１／３〜１／５であるといわれている。

撮像装置（デジタルカメラ）全体の消費電力に対する撮像回路の電力消費の割合は大きく、このセンサの種類の違いによる消費電力の差に基づいてカメラの電源制御処理を変えるのが望ましい。

この実施例７によれば、CCDを搭載したレンズユニットであるかCMOSセンサを搭載したレンズユニットであるかを検知することによって、LCD等に表示されるバッテリ残量表示や、バッテリEND制御等の処理を異なるバッテリチェックプログラムをロードすることによって変更することができる。

ここで、バッテリEND制御とは、バッテリ電圧が所定値より低くなったことが検出されたときに、撮像装置の電源を停止する制御である。CMOSセンサはCCDよりも消費電力が少ないので、同一のバッテリ電圧に対して表示する残存量は多くなり、CMOSセンサを搭載したレンズユニットが撮像装置本体に装着されている場合、CMOSセンサ用バッテリチェックプログラムのバッテリEND制御によれば、CCDでは動作不可とされているバッテリ電圧値よりも低いバッテリ電圧でも撮像装置（デジタルカメラ）を動作させることができる。

（実施例８）
図８は撮像装置本体１１１からレンズユニット１００を取り外す際の制御フローチャートを示している。

撮像装置本体１１１側の制御・演算部１１９は常時ロック部110、122のロック状態を監視している。撮像装置の撮影動作中（図８のS．301を参照）に使用者がレンズユニット１００を分離するため、レンズユニット１００のロックを解除した場合、制御・演算部１１９はロック解除を検知し(図８のS．302を参照)、制御・演算部１１９は撮像・手ぶれ電圧生成部１２９を制御することによって、電圧の供給停止制御を行う。

レンズユニット１００がCCD１０２の場合、ラッチアップ現象（一旦、回路がオンすると完全に電流源がなくなるまでＯＦＦにならない現象）を防止するため、−６Vの電圧供給停止(図８のS.303参照)、１２Vの電圧供給停止(図８のS.304参照)を順に行い、制御・演算部１１９は本体各電圧生成回路１２３を制御することによって3.3Vの電圧の供給を停止する(図８のS.305参照)。その後、画像表示部１１３にレンズユニット１００のロック解除の警告表示を行い(図８のS.306参照)、撮像装置本体１１１側の各回路への電源電圧の供給を停止する(図８のS.307参照)。

この処理によれば、撮像装置（カメラ）の動作中に使用者がレンズユニットを撮像装置本体から取り外したしても、撮像素子が破壊されるのを防止できる。

すなわち、CCDは電源投入および電源停止時に高電圧電源と負電源の投入・停止タイミング制御が必要であり、これを無視した制御を行うとラッチアップを起こして、撮像素子が破壊されることがあるが、この実施例によれば、撮像装置本体の側でレンズユニットが撮像装置本体から取り外されたことを検知した場合、レンズユニットの側に設けられている撮像電源回路を、撮像装置本体の側からの指示に応じて、所定のタイミングでOFF制御するようにしたので、撮像素子が破壊されるのを防止できる。

本発明の実施例１に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図であって、（ａ）はＣＣＤを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図、（ｂ）はＣＭＯＳを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図である。本発明の実施例２に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図であって、（ａ）はＣＣＤを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図、（ｂ）はＣＭＯＳを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図である。本発明の実施例３に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図であって、（ａ）はＣＣＤを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図、（ｂ）はＣＭＯＳを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図である。本発明の実施例４に係わるレンズユニットと撮像装置本体とのブロック回路図であって、（ａ）はＣＣＤを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図、（ｂ）はＣＭＯＳを搭載したレンズユニットと撮像装置本体との接続状態を示すブロック回路図である。図３（ａ）に示すレンズユニットと撮像装置本体との詳細構成を示すブロック図である。図５に示すレンズユニットが撮像装置本体に接続されている場合の制御フローを示す説明図であって、CCDの駆動周波数の高低によって、レンズユニットへの供給電圧を切り換える場合の説明図である。図７はレンズユニットの撮像装置本体への装着・非装着時の制御フローチャートと撮像装置本体に装着されているレンズユニットの種別を判定するための制御フローチャートである。撮像装置本体からレンズユニットを取り外す際の制御フローチャートである。

符号の説明

１００…レンズユニット
１０９…コネクト部
１１１…撮像装置本体
１２１…コネクト部
１２３…本体各電圧生成回路
１２４…バッテリ（電源部）
１２３ａ〜１２３ｄ…電圧供給ライン

Claims

レンズユニットが撮像装置本体に対して着脱交換可能な撮像装置において、
前記レンズユニットは、撮影光学系と、該撮影光学系を通じて得られた被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子を駆動する撮像素子駆動部と、前記撮像素子からの出力信号をデジタル信号に変換する信号処理部と、前記撮像装置本体を電気的かつ機械的に接続するコネクト部とを有し、
前記撮像装置本体は、前記レンズユニットを電気的かつ機械的に接続するコネクト部と、電源部と、前記レンズユニットの撮像回路に電圧を供給する複数の電圧供給ラインと、該複数の電圧供給ラインに供給される出力電圧を前記電源部に基づき生成する電圧生成回路と、該複数の電圧供給ラインのうちの一の電圧供給ラインと他の電圧供給ラインとを切り換えて前記撮像装置本体のコネクト部の一つの端子に接続するスイッチ回路と、電源起動時に前記レンズユニットの種別を検知する検知手段と、を有し、
前記電圧生成回路と前記撮像装置本体のコネクト部とを接続する前記複数の前記電圧供給ラインを、前記検知手段により検出された接続先のレンズユニットを構成する撮像素子の種別に応じて、前記スイッチ回路で切り換えて接続することを特徴とする撮像装置。
前記撮像装置本体は、前記レンズユニットの撮像素子としてＣＣＤセンサとＣＭＯＳセンサに対応することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像装置本体は、前記レンズユニットの接続状況を検知する接続状況検知手段を有し、該接続状況検知手段が電源起動時に前記レンズユニットの非接続を検知したときに、前記レンズユニットの非接続を使用者に知らせるための警告表示を行った後、前記撮像装置本体の電源停止制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像装置本体と前記レンズユニットとは、コネクト部と前記撮像装置本体と前記レンズユニットとを接続してロックするロック部を有し、前記ロック部は前記レンズユニットの接続状況を検知し、前記レンズユニットと前記撮像装置本体との動作中にその分離操作が検知されたとき、前記レンズユニットの撮像素子の破壊を防止するため、該撮像素子に供給する電圧を所定のタイミングで停止することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像装置本体は、電源起動時に前記レンズユニットの種別を検知する検知手段を有し、該検知手段は前記レンズユニットの種別又は前記レンズユニットに内蔵されている撮像素子の種別に応じて、前記バッテリの残量表示と撮像装置本体の強制停止制御を行うためのバッテリ残存電圧値を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。