JP6012266B2 - 撮像装置、レンズユニット及び絞り制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置とレンズユニットとの間で通信を行いレンズユニットの絞り制御を行う撮像装置、レンズユニット及び絞り制御方法に関するものである。

従来、レンズユニットを着脱可能な撮像装置（以下、レンズ交換式カメラとする）は、静止画撮影を主たる目的としており、装着されたレンズユニットを制御するための通信方式は、静止画撮影時に適した通信方式が用いられていた。

ところが近年では、レンズ交換式カメラでも動画撮影が可能な製品が望まれており、レンズ交換式カメラにおいて動画撮影時に適したレンズユニットの制御が求められている。

しかしながら、従来のレンズ交換式カメラにおけるレンズユニットとの通信方式は、静止画撮影時に適した通信方式であるため、従来の通信方式を用いたレンズユニットの制御は動画撮影時に適した制御とはいえなかった。

そこで、特許文献１では、動画撮影モード時は静止画撮影モード時より通信量が増大するため、動画撮影モードにおいて複数の通信方式を用いる方法が提案されている。

特開２００９−２５８５５８号公報

しかしながら、動画撮影モード時は、静止画撮影モード時より通信量が増大するだけでなく、好適な絞り制御も静止画撮影モード時とは異なる。例えば、静止画撮影モード時は、静止画をタイムラグなく撮影するために、静止画撮影指示後に高速で目標とする位置に絞りを移動させることができる絞り制御が適している。一方、動画撮影モード時は、被写体の明るさの変化など撮影状況の変化に連動させて絞りの位置を変化させる絞り制御が適している。そのため、特許文献１に記載されたように動画撮影モードにおいて複数の通信方式を用いたとしても、動画撮影モード時に好適な絞り制御とはならない。

そこで、本発明は、撮像装置とレンズユニットとの間で通信を行いレンズユニットの絞り制御を行う構成で、撮影条件に合わせた好適な絞り制御を行うことができるようにすることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、絞りを有するレンズユニットが着脱可能な撮像装置であって、被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、装着されたレンズユニットと通信を行う通信手段と、前記装着されたレンズユニットの前記絞りを制御する場合に、前記通信手段により前記装着されたレンズユニットへ送信する絞り制御情報を設定する設定手段と、を有し、前記設定手段は、前記撮像手段を用いて静止画像を取得する場合は、前記レンズユニットに送信する前記絞り制御情報を前記絞りの駆動量を表す第１の絞り制御情報に設定し、前記撮像手段を用いて動画像を取得する場合は、前記レンズユニットに送信する前記絞り制御情報を前記絞りの目標絞り値を表す第２の絞り制御情報に設定することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係るレンズユニットは、撮像手段を備えた撮像装置に着脱可能なレンズユニットであって、絞りと、前記レンズユニットに装着された撮像装置と通信を行う通信手段と、静止画を撮影する場合に、前記通信手段を介して前記撮像手段から取得した前記絞りの駆動量を表す第１の絞り制御情報に基づいて前記絞りの駆動を制御し、動画を撮影する場合に、前記通信手段を介して前記撮像手段から取得した前記絞りの目標絞り値を表す第２の絞り制御情報に基づいて前記絞りの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る絞り制御方法は、撮像装置に装着されたレンズユニットが有する絞りを制御する絞り制御方法であって、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段を用いて静止画像を取得する場合は、前記撮像装置から前記レンズユニットへと前記絞りの駆動量に関する情報を送信し、前記撮像手段を用いて動画像を取得する場合は、前記撮像装置から前記レンズユニットへと前記絞りの目標絞り値に関する情報を送信する送信ステップと、前記撮像手段を用いて前記静止画像を取得する場合は、前記送信ステップで前記レンズユニットに送信された前記絞りの駆動量に基づいて前記絞りの駆動を制御し、前記撮像手段を用いて前記動画像を取得する場合は、前記送信ステップで前記レンズユニットに送信された前記目標絞り値となるように前記絞りの駆動を制御する制御ステップと、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像装置とレンズユニットとの間で通信を行いレンズユニットの絞り制御を行う構成で、撮影条件に合わせた好適な絞り制御を行うことができる。

本発明の実施形態にかかるカメラシステムの構成を示すブロック図。 撮像装置とレンズユニットとの通信線の説明図。 撮像装置とレンズユニットとの静止画撮影時に適した通信方式の説明図。 撮像装置とレンズユニットとの動画撮影時及びＬＶ動作時に適した通信方式の説明図。 レンズユニットの焦点距離の変更に伴う開放絞り値の変化と実効絞り値の変化を示す概略図。 静止画撮影時に適した通信方式を用いたときの絞り制御に関する処理の説明図。 動画撮影時及びＬＶ動作時に適した通信方式を用いたときの絞り制御に関する処理の説明図。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は本実施形態にかかるカメラシステムの構成を示すブロック図である。図１におけるカメラシステムは、撮像装置１００に記録媒体２００とレンズユニット３００とが着脱可能に装着されている。

まず、撮像装置１００の構成を説明する。撮像素子１４は、レンズユニット３００の撮影レンズ３１０を通過した光を受光して、被写体を撮像する。シャッタ１２は、撮像素子１４の前方に配置されていて、撮像素子１４の露光時間の調節に用いられる。

ミラー１３０、１３２は、レンズユニット３００の撮影レンズ３１０を通過した光を反射して光学ファインダ１０４に導く。光学ファインダ１０４を覗くことで、ユーザは構図の確認を行うことができる。ミラー１３０は、静止画撮影時、動画撮影時及び撮像素子１４で逐次撮像を行って得られた撮像画像を画像表示部２９に逐次表示させるライブビュー動作（ＬＶ動作）時には、撮影レンズ３１０を通過した光が撮像素子１４に到達するように光路から退避する。なお、動画撮影時も、撮像素子１４で逐次撮像を行って得られた撮像画像を画像表示部２９に逐次表示させることは一般的に行われていて、動画撮影時とＬＶ動作時とでは、撮像画像の記録が行われているか否かの点で異なっている。

なお、光学ファインダ１０４がない構成あるいは光学ファインダ１０４にレンズユニット３００とは異なる光学系を通過した光が導かれる構成であれば、ミラー１３０、１３２は必要ない。

Ａ／Ｄ変換器１６は、撮像素子１４から出力されるアナログ信号をデジタル信号にＡ／Ｄ変換する。タイミング発生回路１８は、メモリ制御回路２２及びシステム制御部５０により制御され、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、システム制御部５０に制御信号を供給する。タイミング発生回路１８の制御信号はシステム制御部５０にも供給されるので、この制御信号からシステム制御部５０は撮像制御のタイミングを知ることができる。そして、システム制御部５０は、この制御信号に基づいて動画撮影時やＬＶ動作時の垂直同期信号（以下、ＶＤ信号）を生成し、動画撮影時やＬＶ動作時ではこのＶＤ信号に同期して撮像素子１４や画像処理回路２０などを制御する。

画像処理回路２０は、Ａ／Ｄ変換器１６あるいはメモリ制御回路２２から出力される画像データに対して画素補間処理や色変換処理などの画像処理を行う。また、画像処理回路２０は、撮像素子１４から出力されたアナログ信号をＡ／Ｄ変換器１６でＡ／Ｄ変換して取得した画像データに基づき積分値を算出する。この積分値は、撮像素子１４により光電変換された電気信号の積分値を表すものである。そして、システム制御部５０は、動画撮影時やＬＶ動作時には、画像処理回路２０で算出された積分値に基づいて被写体の輝度を算出しＡＥ（自動露出）処理を行う。また、システム制御部５０は、動画撮影時やＬＶ動作時には、画像処理回路２０で各種処理が行われた画像データに基づいて、ＡＦ（オートフォーカス）処理を行う。

なお、本実施の形態では、焦点検出部４２及び測光部４６をそれぞれ備える構成としており、静止画撮影時に、焦点検出部４２及び測光部４６からの出力を用いてＡＦ処理、ＡＥ処理の各処理を行う。しかしながら、静止画撮影時も、動画撮影あるいはＬＶ動作に連続して静止画撮影を行う場合には、画像処理回路２０で各種処理が行われた画像データに基づいて、ＡＦ処理、ＡＥ処理の各処理を行ってもよい。

メモリ制御回路２２は、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮・伸長回路３２を制御する。

Ａ／Ｄ変換器１６から出力される画像データは、画像処理回路２０及びメモリ制御回路２２を介してあるいは直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４あるいはメモリ３０に書き込まれる。

画像表示部２９は、例えばＴＦＴ ＬＣＤから構成されており、撮像素子１４で撮像して得られた画像データに基づく撮像画像の表示を行う。なお、動画撮影時やＬＶ動作時には、撮像素子１４で逐次撮像を行って得られた画像データに基づく撮像画像を連続して表示することができ、ユーザは、画像表示部２９に表示される画像を見て構図の確認を行うことができる。

メモリ３０は、撮影した静止画像や動画像を格納するものであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。また、メモリ３０は、システム制御部５０の作業領域としても使用することが可能である。

圧縮・伸長回路３２は、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮／伸長する回路であり、メモリ３０に格納された画像データを読み込んで圧縮処理あるいは伸長処理を行い、処理を終えた画像データをメモリ３０に書き込む。

シャッタ制御部４０は、システム制御部５０からの指示に従ってシャッタ１２の走行タイミングなどを制御する。

焦点検出部４２は、撮影画面内の複数個所で焦点検出を行う焦点検出センサを有していて、焦点検出センサの検出結果を示す焦点検出部４２からの出力に基づいて、システム制御部５０は位相差検出方式のＡＦ処理を行う。

測光部４６は、撮影画面内の複数個所で測光を行う測光センサを有していて、測光センサの測光結果を示す測光部４６からの出力に基づいて、システム制御部５０はＡＥ処理を行う。

表示部５４は、システム制御部５０でのプログラムの実行に応じて、動作状態やメッセージ等を文字・画像で表示出力／音声出力する。表示部５４は、例えばＬＣＤ・ＬＥＤ・発音素子等の組み合わせから構成され、撮像装置１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数（或いは複数）設置されている。また、表示部５４は、その一部の機能が光学ファインダ１０４内に設置されていてもよい。

シャッタスイッチＳＷ１・６２は、操作部７０に含まれるシャッタボタンの操作途中でＯＮとなり、シャッタスイッチＳＷ１・６２がＯＮとなることで、システム制御部５０は、ＡＦ処理、ＡＥ処理等の撮影準備動作を開始させる。

シャッタスイッチＳＷ２・６４は、シャッタボタンの操作完了でＯＮとなり、シャッタスイッチＳＷ２・６４がＯＮとなることで、システム制御部５０は、撮影動作の一連の処理（露光処理、現像処理、記録処理）を開始させる。露光処理では、撮像素子１４から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に画像データとして書き込む。現像処理では、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を用いて行う。記録処理では、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路３２で圧縮を行い、記録媒体２００に書き込む。

操作部７０は、静止画撮影を行うためのシャッタボタン、ＬＶ動作を開始及び停止させるためのＬＶボタン、動画撮影を行うための動画ボタン、電源スイッチ、撮影モードを切替えるモードダイヤル等を備える。

インタフェース部９０は、撮像装置１００と記録媒体２００との間のインタフェースを司る。コネクタ９２は、記録媒体２００のコネクタ２０６と接続され、撮像装置１００を記録媒体２００に電気的に接続する。

インタフェース部１２０は、レンズマウント１０６内において撮像装置１００をレンズユニット３００に接続する。コネクタ１２２は、レンズユニット３００のコネクタ３２２と接続されることで撮像装置１００をレンズユニット３００に電気的に接続し、撮像装置１００とレンズユニット３００との通信を可能にする。

レンズユニット３００と撮像装置１００とで、コネクタ３２２と１２２とを介して行う通信は、静止画撮影時に適した通信方式（第１の通信方式）と、動画撮影時やＬｖ動作時に適した通信方式（第２の通信方式）とを有している。システム制御部５０は、撮像装置１００の動作モードに応じて、静止画撮影時に適した通信方式と動画撮影時やＬｖ動作時に適した通信方式とを切替える。また、システム制御部５０は、通信方式の切替えに伴い、レンズユニット３００の絞り３１２を制御するための絞り制御情報として、絞り３１２の駆動量を表す絞り制御情報と目標とする絞り値（目標絞り値）を表す絞り制御情報とを切替える。

次に、レンズユニット３００の構成を説明する。レンズユニット３００は、撮像装置１００に着脱可能な交換レンズである。絞り３１２は、開口径を変化させることで撮影レンズ３１０を通過した光の光量を調節する。

レンズマウント３０６は、レンズユニット３００を撮像装置１００に対し機械的に結合するものであり、レンズユニット３００を撮像装置１００と電気的に接続する各種機能を含む。

インタフェース部３２０は、レンズマウント３０６内においてレンズユニット３００を撮像装置１００に接続する。コネクタ３２２は、撮像装置１００のコネクタ１２２と接続されることでレンズユニット３００を撮像装置１００に電気的に接続し、撮像装置１００とレンズユニット３００との通信を可能にする。

絞り制御部３４０は、システム制御部５０あるいはレンズシステム制御部３５０からの指示に従って、絞り３１２を制御する。

レンズ制御部３４２は、システム制御部５０あるいはレンズシステム制御部３５０からの指示に従って、撮影レンズ３１０のフォーカシング及びズーミングを制御する。

レンズ操作部７４は、撮影レンズの焦点距離を変更するためのズーム環やＡＦモード選択スイッチ等を有する。ＡＦモード選択スイッチは、レンズ制御部３４２により撮影レンズ３１０のフォーカシング制御を自動で行うか否かを切り替えるスイッチである。

レンズシステム制御部３５０は、レンズユニット３００全体を制御する。また、レンズシステム制御部３５０は、撮像装置１００とレンズユニット３００との通信方式を判断する。静止画撮影時に適した通信方式と判断した場合、撮像装置１００から通知される絞り制御情報は絞り３１２の駆動量を表す情報（第１の絞り制御情報）であると判断する。そして、通知された絞り制御情報の表す駆動量だけ絞り３１２を駆動させるように絞り制御部３４０に指示する。また、動画撮影時やＬＶ動作時に適した通信方式と判断した場合、撮像装置１００から通知される絞り制御情報は目標とする絞り値（目標絞り値）を表す情報（第２の絞り制御情報）であると判断する。そして、レンズシステム制御部３５０は、現在の絞り値から目標とする絞り値に変更するために必要な絞り３１２の駆動量を演算し、通知された絞り制御情報が表す絞り値となるように演算した駆動量だけ絞り３１２を駆動させるように絞り制御部３４０に指示する。

また、動画撮影時やＬＶ動作時に適した通信方式を用いているときには、レンズシステム制御部３５０は、レンズ操作部７４のズーム環の操作などに従って撮影レンズ３１０の焦点距離が変更され、レンズユニット３００の開放絞り値が変化するかを判断する。開放絞り値が変化すると判断した場合は実行絞り値の変化量を演算し、撮影レンズ３１０の焦点距離の変更に合わせて、絞り３１２が通知されている目標絞り値となるように演算した変化量に基づいて絞り３１２を制御する。焦点距離の変更に伴う開放絞り値の変化、及び開放絞り値の変化に応じた絞り制御については後述する。

レンズシステム制御部３５０は、コネクタ３２２を介して各種情報をシステム制御部５０に送信する。静止画撮影時に適した通信方式においては、システム制御部５０からの要求に応じてレンズシステム制御部３５０が応答する。動画撮影時やＬＶ動作時に適した通信方式においては、撮像装置１００が動画撮影やＬＶ動作を行っているときに、ＶＤ信号に同期してシステム制御部５０とレンズシステム制御部３５０とが双方向通信し、お互いの状態や命令の確認をする。

記録媒体２００は、例えばメモリカード或いはハードディスクから構成される。記録媒体２００は、半導体メモリ或いは磁気ディスクから構成される記録部２０２、撮像装置１００とのインタフェースを司るインタフェース部２０４、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２０６を備えている。

図２は、撮像装置１００とレンズユニット３００との通信線の説明図である。撮像装置１００とレンズユニット３００とはコネクタ１２２と３２２とを介して三線式同期通信を行っており、図２に示す信号線のうち上の二本がデータ信号線であり、一番下が同期クロック信号線である。Ｌｏｕｔはレンズユニット３００から撮像装置１００への出力信号線である。これは、撮像装置１００側では入力信号線になるのでＣｉｎと表記される。Ｌｉｎはレンズユニット３００側では入力信号線であり、撮像装置１００側では出力信号線となりＣｏｕｔとなる。同期クロックの信号線はレンズユニット３００側の表現ではＬｃｌｋ、撮像装置１００側ではＣｃｌｋとなる。この３本の信号線を用いて、静止画撮影時に適した通信方式と動画撮影時及びＬＶ動作時に適した通信方式とを実現する。

図３は、撮像装置１００とレンズユニット３００との静止画撮影時に適した通信方式の説明図である。図３における各信号線は図２に示した撮像装置１００側の各信号線に対応している。

静止画撮影時に適した通信方式では、Ｂｕｓｙ期間を伴った１バイト単位の通信を制御命令毎に予め定めた必要な回数繰り返して行う。各ビットデータは同期クロック信号の立ち上がりのタイミングでお互いに確定する。静止画撮影時に通信で扱うデータの総量は数バイトが基本で、動画撮影時に通信で扱うデータの総量に比べれば比較的少ない場合が多い。

図４は、撮像装置１００とレンズユニット３００との動画撮影時及びＬＶ動作時に適した通信方式の説明図である。図４における各信号線は図２に示した撮像装置１００側の各信号線に対応している。動画撮影及びＬＶ時は、同期クロック信号を伴った期間Ｔｃと同期クロック信号を伴わない期間Ｔとで構成され、期間Ｔｃで６４バイトの通信を行う。更に、期間Ｔｃと期間Ｔとを合わせた期間を動画撮影時及びＬＶ動作時の撮像信号の１フレーム期間との同期タイミングとしている。したがって、同期クロック信号を伴わない期間Ｔがフレームレートにより異なる同期タイミングの調整役となる。各ビットデータは静止画撮影時と同様に同期クロック信号の立ち上がりのタイミングでお互いに確定する。毎フレーム通信を行う必要があるのは、静止画撮影時のように１枚の撮影時に絞り３１２を正確な位置に合わせるだけでなく、動画撮影時及びＬＶ動作時は常に滑らかに絞り３１２と撮影レンズ３１０を制御する必要があるためである。

また、この通信方式を用いているときには前述したように、レンズシステム制御部３５０は、撮影レンズ３１０の焦点距離の変更に伴い開放絞り値が変化した場合、絞り３１２が通知されている目標絞り値となるように絞り３１２を制御する。

ここで、焦点距離の変更に伴う開放絞り値の変化、及び開放絞り値の変化に応じた絞り制御について図５を用いて説明する。図５は、レンズユニット３００の焦点距離の変更に伴う開放絞り値の変化と実効絞り値の変化を示した概略図である。なお、開放絞り値とは、絞り３１２を開放させたとき（制御端まで開いたとき）に得られる絞り値を表し、実行絞り値とは、現在の絞り３１２の開口径で得られる絞り値を表している。

図５に示す例では、焦点距離がＷｉｄｅのときの開放絞り値は４，０であり、焦点距離がＭｉｄｄｌｅのときの開放絞り値は５，０であり、焦点距離がＴｅｌｅのときの開放絞り値は５，６である。すなわち、焦点距離の変更に伴い開放絞り値が変化している。

ここで、焦点距離がＷｉｄｅで実効絞り値が８，０となる開口径に絞り３１２を制御している状態から、焦点距離がＴｅｌｅ側へ変更されたとする。

焦点距離がＷｉｄｅからＭｉｄｄｌｅに変更されると、開放絞り値は４，０から５，０に変化する。それに合わせて、現在の絞り３１２の開口径で得られる実行絞り値は８，０から１０，０に変化する。更に焦点距離がＭｉｄｄｌｅからＴｅｌｅに変更されると、開放絞り値は５，０から５，６に変化する。それに合わせて、現在の絞り３１２の開口径で得られる実行絞り値は１０，０から１１，０に変化する。

以上のように、焦点距離の変更に伴い開放絞り値が変化するので、実行絞り値を維持するためには絞り３１２の開口径を変化させる必要がある。

静止画撮影時は、一般的に焦点距離の変更が行われてから静止画撮影指示がなされるので、焦点距離の変更後の開放絞り値に基づいて目標とする実効絞り値を得るための絞り駆動量を演算すればよい。そのため、実効絞り値を維持するために焦点距離の変更に合わせて絞り３１２の開口径を逐次変化させなくてもよい。

一方、動画撮影中やＬＶ動作中は焦点距離を変更させることもよくあり、焦点距離の変更前後で実効絞り値が変化しないように、焦点距離の変更に合わせて絞り３１２の開口径を変化させる必要がある。そのため、静止画撮影時に適した通信方式のように絞り制御情報として絞り３１２の駆動量を表す情報を通知する場合、焦点距離が変更されるたびに撮像装置１００からレンズユニット３００に絞り制御情報を送信しなければならず、通信量が多くなってしまう。

そこで、動画撮影時やＬＶ動作時に適した通信方式では、絞り制御情報として目標とする絞り値を表す情報を撮像装置１００からレンズユニット３００に送信する。そして、レンズシステム制御部３５０が、現在の絞り値から目標絞り値に変更するために必要な絞り３１２の駆動量を演算し、演算した駆動量に基づいて絞り３１２を駆動させる。こうすることで、焦点距離が変更された場合に撮像装置１００からレンズユニット３００に新たに絞り制御情報を送信しなくても、焦点距離の変更に合わせてレンズユニット３００側で自動的に絞り３１２の開口径を変化させることができる。

次に、図６を用いて、静止画撮影時に適した通信方式を動画撮影時またはＬＶ動作時に用いた場合の絞り制御に関する処理を説明する。図中のＶＤは、動画撮影時やＬＶ動作時の垂直同期信号を表し、ｎ〜ｎ＋７は、動画撮影時やＬＶ動作時の連続するフレーム期間の一部を表している。また、図６の下方向が時間の経過に対応している。

また、測光演算部は、システム制御部５０の測光演算に係る部分を表しているが、絞り制御に関する処理を詳細に説明するためシステム制御部５０とは別に表している。本実施形態では、システム制御部５０が測光演算部を含んでいる例を説明するが、測光演算部はシステム制御部５０とは別に設けられていても構わない。

図６に示すｎフレームで、システム制御部５０からの要求に応じてレンズシステム制御部３５０から送信される開放絞り値などに関するレンズ情報をシステム制御部５０は取得する。そして、測光演算部は、画像処理回路２０が積分値Ｉｎｔｅｇを算出するためのレジスタ設定を行う。

次のｎ＋１フレームで、ｎフレームにおいて撮像素子１４で撮像して得られた画像データに基づいて画像処理回路２０が積分値Ｉｎｔｅｇを算出し、測光演算部は算出された積分値Ｉｎｔｅｇを取得する。

次のｎ＋２フレームで測光演算部は、取得しているレンズ情報、積分値Ｉｎｔｅｇ、及び、ｎフレームにおいて撮像素子１４で撮像したときの各露出制御値（露光時間Ｔｖ、絞り値Ａｖ、撮影感度Ｓｖ）に基づいて測光演算を行う。なお、ここでの各露出制御値は、ｎフレームよりも前に行われた前回の制御値演算で求めたもの（第１の露出制御値）である。そして、測光演算により求めた測光値に基づいて制御値演算を行い、新たな露出制御値（第２の露出制御値）を求める。

測光演算では、露光時間Ｔｖ、絞り値Ａｖ、撮影感度Ｓｖ、前回のレンズ情報が示す開放絞り値ＰｒｅＡＶＥＦ、今回のレンズ情報が示す開放絞り値ＡＶＥＦに基づいて、以下の式（１）によりｎフレームの輝度ＣａｌｃＢｖを求める。
ＣａｌｃＢｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ−Ｓｖ＋（ＡＶＥＦ−ＰｒｅＡＶＥＦ） ・・・（１）
式（１）において、前回のレンズ情報が示す開放絞り値ＰｒｅＡＶＥＦと今回のレンズ情報が示す開放絞り値ＡＶＥＦとの差分を演算することは、実効絞り値の変化量を演算することに相当する。そのため、ｎフレームの輝度ＣａｌｃＢｖは、実効絞り値の変化量に基づいて演算された値となる。

次に、積分値Ｉｎｔｅｇ、適正露出時の積分値ＲｅｆＩｎｔｅｇに基づいて、以下の式（２）により輝度差ΔＢｖを求める。
ΔＢｖ＝ｌｏｇ２（Ｉｎｔｅｇ／ＲｅｆＩｎｔｅｇ） ・・・（２）
そして、ｎフレームの輝度ＣａｌｃＢｖ、輝度差ΔＢｖに基づいて、以下の式（３）により輝度（測光値）Ｂｖ‘を求める。
Ｂｖ‘＝ＣａｌｃＢｖ＋ΔＢｖ ・・・（３）
制御値演算では、以上のような測光演算を行い求めた輝度Ｂｖ‘に基づいて、不図示のプログラム線図に従って新たな露出制御値を求める。

次のｎ＋３フレームで、測光演算部がｎ＋２フレームで求めた新たな露出制御値のうちの絞り値Ａｖに基づいて、システム制御部５０は絞り３１２の駆動量を駆動量演算を行って求める。

駆動量演算では、システム制御部５０が記憶しておいた前回の絞り値ＰｒｅＡｖ、新たに求めた絞り値Ａｖ、前回のレンズ情報が示す開放絞り値ＰｒｅＡＶＥＦ、今回のレンズ情報が示す開放絞り値ＡＶＥＦに基づいて、以下の式（４）により駆動量ΔＡｖを求める。
ΔＡｖ＝Ａｖ−ＰｒｅＡｖ−（ＡＶＥＦ−ＰｒｅＡＶＥＦ） ・・・（４）
そして、システム制御部５０は、求めた駆動量ΔＡｖを表す情報を絞り制御情報としてレンズシステム制御部３５０へ送信する。このように、本通信方式を用いる場合、レンズシステム制御部３５０は、後述する通信方式を用いる場合のように、絞り３１２の駆動量を演算しない。

なお、本通信方式では、撮像装置１００側からの要求がなければレンズユニット３００側からレンズ情報は送信されない。そのため、例えば図６に示すように、ｎ＋１フレームでレンズユニット３００の焦点距離が変更され開放絞り値が変化したとしても、次に撮像装置１００側の要求があるｎ＋４フレームまでは撮像装置１００はレンズユニット３００の焦点距離の変更を把握できない。すなわち、ｎ＋１フレームでレンズユニット３００の焦点距離が変更されていても、ｎ＋３フレームの駆動量演算では焦点距離の変更に伴う開放絞り値の変化を反映させることはできず、正確な駆動量を求めることはできない。開放絞り値の変化を反映させるためには、更に前述した一連の処理を行う必要があり、開放絞り値の変化が反映されるまでのタイムラグが長くなる。

一方、静止画撮影時には、撮像装置１００側で駆動量演算が行われ、レンズユニット３００側は絞り３１２を演算された駆動量に基づいて絞り３１２を駆動させるだけなので、撮像装置１００側の静止画撮影に関わる他の処理のタイミングを制御しやすい。そのため、静止画撮影時、すなわち、静止画撮影のために絞り３１２を制御する場合、システム制御部５０が求めた駆動量ΔＡｖを表す情報を絞り制御情報としてレンズシステム制御部３５０へ送信することで静止画撮影に好適な絞り制御を行うことができる。

次に、図７を用いて、動画撮影時に適した通信方式を動画撮影時またはＬＶ動作時に用いた場合の絞り制御に関する処理を説明する。

図中のＮ〜Ｎ＋３は、動画撮影時やＬＶ動作時の連続する各フレーム期間の一部を表しており、その他については図６において説明を行ったのでここでの説明は省略する。

図７に示すＮフレームで、レンズシステム制御部３５０から送信される開放絞り値などに関するレンズ情報をシステム制御部５０は取得する。そして、測光演算部は、画像処理回路２０が積分値Ｉｎｔｅｇを算出するためのレジスタ設定を行う。

次のＮ＋１のフレームで、Ｎフレームにおいて撮像素子１４で撮像して得られた画像データに基づいて画像処理回路２０が積分値Ｉｎｔｅｇを算出し、測光演算部は算出された積分値Ｉｎｔｅｇを取得する。

次のＮ＋２フレームで測光演算部は、Ｎフレームで取得したレンズ情報、積分値Ｉｎｔｅｇ、及び、Ｎフレームにおいて撮像素子１４で撮像したときの各露出制御値（露光時間Ｔｖ、絞り値Ａｖ、撮影感度Ｓｖ）に基づいて測光演算を行う。そして、測光演算により求めた測光値に基づいて制御値演算を行い、新たな露出制御値を求める。

本通信方式を用いている際の測光演算では、Ｎフレームにおいて撮像素子１４で撮像したときの露光時間Ｔｖ、絞り値Ａｖ、撮影感度Ｓｖに基づいて、以下の式（５）によりＮフレームの輝度Ｂｖを求める。
Ｂｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ−Ｓｖ ・・・（５）

次に、積分値Ｉｎｔｅｇ、適正露出時の積分値ＲｅｆＩｎｔｅｇに基づいて、前述の式（２）により輝度差輝度差ΔＢｖを求める。

そして、Ｎフレームの輝度Ｂｖ、輝度差ΔＢｖに基づいて、以下の式（６）により輝度（測光値）Ｂｖ‘を求める。
Ｂｖ‘＝Ｂｖ＋ΔＢｖ ・・・（６）
制御値演算では、以上のような測光演算を行い求めた輝度Ｂｖ‘に基づいて、不図示のプログラム線図に従って新たな露出制御値を求める。

次のＮ＋３フレームで、測光演算部がＮ＋２フレームで求めた新たな露出制御値のうちの絞り値Ａｖ、すなわち、目標絞り値を表す情報を絞り制御情報としてレンズシステム制御部３５０へ送信する。

その後、レンズシステム制御部３５０は、システム制御部５０から送信された絞り制御情報に基づいて、現在の絞り値から目標絞り値に変更するために必要な絞り３１２の駆動量を演算する。

以上のように、本通信方式を用いる場合、システム制御部５０は、開放絞り値の変化量を用いずに測光演算及び制御値演算を行っている。これは、本通信方式では、焦点距離の変更に伴い開放絞り値及び実効絞り値が変化しても、実効絞り値の変化量に応じてレンズユニット３００が自動的に絞り３１２の開口径を変化させ実効絞り値を維持するからである。実効絞り値が維持されるということは、前回の制御値演算の後に焦点距離の変更があっても、Ｎフレームにおける絞り値は前回の制御値演算で求めた目標絞り値と等しくなるということであり、測光演算で開放絞り値の変化を考慮する必要がなくなる。

また、システム制御部５０は目標絞り値をレンズシステム制御部３５０に送信するだけであって、絞り３１２の駆動量演算はレンズシステム制御部３５０で行われる。すなわち、例えば図７に示すように、Ｎ＋１フレームでレンズユニット３００の焦点距離が変更され開放絞り値が変化した場合、レンズシステム制御部３５０が目標絞り値と実効絞り値との差を埋めるための駆動量を演算して絞り３１２を駆動させる。こうすることで、撮像装置１００から新たな絞り制御情報が送信されるのを待つことなく、焦点距離の変更に伴う開放絞り値の変化を迅速に反映させることができる。

また、撮像装置１００が絞り制御情報を送信するにあたって、目標絞り値を演算するだけでよく絞り３１２の駆動量を演算しないので、撮像装置１００の演算負荷を軽減でき、撮像装置１００とレンズユニット３００とで高速通信を行う際に有利である。そのため、動画撮影時、すなわち、動画撮影のために絞り３１２を制御する場合、システム制御部５０が求めた目標絞り値を表す情報を絞り制御情報としてレンズシステム制御部３５０へ送信することで動画撮影に好適な絞り制御を行うことができる。

以上のように、本実施形態では、静止画撮影時と動画撮影時やＬＶ動作時とで異なる絞り制御情報を撮像装置からレンズユニットに送信するようにした。そのため、静止画撮影時や動画撮影時といったそれぞれの撮影条件に合わせた好適な絞り制御を行うことができる。

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。

例えば、上記の実施形態では、静止画撮影時と動画撮影時とで通信方式を切替え、通信方式の切替えに伴って異なる絞り制御情報を送信するようにしたが、通信方式を変更せずに絞り制御情報を変更する構成であっても構わない。

また、ユーザの撮影意図によって好適な絞り制御が異なる場合も想定して、送信する絞り制御情報を操作部７０を用いてユーザが切替え可能な構成にしても構わない。

また、上記の実施形態における通信方式は一例であり、上記の実施形態で説明した通信方式以外の通信方式を用いる構成でもよい。

また、撮像装置とレンズユニットとの通信方式を２つの通信方式で切り替える例を説明したが、３つ以上の通信方式を撮影モードや撮影条件に応じて切替える構成であっても、構わない。その場合、各通信方式を用いる撮影モードや撮影条件に応じて、各通信方式でどちらの絞り制御情報を送信するかを設定すればよい。

１４ 撮像素子
２０ 画像処理回路
２９ 画像表示部
５０ システム制御部
７０ 操作部
７４ レンズ操作部
１００ 撮像装置
１２２ コネクタ
３００ レンズユニット
３１０ 撮影レンズ
３１２ 絞り
３２２ コネクタ
３４０ 絞り制御部
３４２ レンズ制御部
３５０ レンズシステム制御部

Claims (11)

1. 絞りを有するレンズユニットが着脱可能な撮像装置であって、
   被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
   装着されたレンズユニットと通信を行う通信手段と、
   前記装着されたレンズユニットの前記絞りを制御する場合に、前記通信手段により前記装着されたレンズユニットへ送信する絞り制御情報を設定する設定手段と、を有し、前記設定手段は、前記撮像手段を用いて静止画像を取得する場合は、前記レンズユニットに送信する前記絞り制御情報を前記絞りの駆動量を表す第１の絞り制御情報に設定し、前記撮像手段を用いて動画像を取得する場合は、前記レンズユニットに送信する前記絞り制御情報を前記絞りの目標絞り値を表す第２の絞り制御情報に設定することを特徴とする撮像装置。
2. 前記設定手段は、ライブビュー表示用に動画像を取得する場合、前記レンズユニットに送信する前記絞り制御情報を前記第２の絞り制御情報に設定することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記絞りの駆動量を演算する駆動量演算手段を有し、
   前記駆動量演算手段は、前記撮像手段を用いて動画像を取得する場合に、前記絞りの駆動量を演算しないことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記駆動量演算手段は、前記撮像手段を用いて静止画像を取得する場合に、前記絞りの駆動量を演算することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記設定手段は、前記撮像手段を用いて静止画像を取得する場合であって前記レンズユニットの焦点距離が変更された場合は、当該変更後の焦点距離に応じて変更された前記絞り駆動量を前記第１の絞り制御情報に設定し、前記撮像手段を用いて動画像を取得する場合であって前記レンズユニットの焦点距離が変更された場合は、当該焦点距離の変更前と同一の前記目標絞り値を前記第２の絞り制御情報に設定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記撮像手段により取得された画像データに基づいて露出制御値を演算する制御値演算手段を有し、
   前記制御値演算手段は、第１の露出制御値を演算してから第２の露出制御値を演算するまでの間に前記装着されたレンズユニットの焦点距離が変更された際に、前記撮像手段を用いて静止画像を取得する場合は前記第１の露出制御値と前記焦点距離の変更に伴う絞り値の変化の変化量とに基づいて前記第２の露出制御値を演算し、前記撮像手段を用いて動画像を取得する場合は前記変化量を用いずに前記第１の露出制御値に基づいて前記第２の露出制御値を演算することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 撮像手段を備えた撮像装置に着脱可能なレンズユニットであって、
   絞りと、
   前記レンズユニットに装着された撮像装置と通信を行う通信手段と、
   静止画を撮影する場合に、前記通信手段を介して前記撮像手段から取得した前記絞りの駆動量を表す第１の絞り制御情報に基づいて前記絞りの駆動を制御し、動画を撮影する場合に、前記通信手段を介して前記撮像手段から取得した前記絞りの目標絞り値を表す第２の絞り制御情報に基づいて前記絞りの駆動を制御する制御手段と、を有することを特徴とするレンズユニット。
8. 動画を撮影する場合に、前記通信手段を介して前記撮像装置から取得した前記第２の絞り制御情報に基づいて、前記絞りの駆動量を演算する演算手段を有し、
   前記制御手段は、動画を撮影する場合に、前記演算手段が演算した前記絞りの駆動量に基づいて前記絞りの駆動を制御することを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
9. 前記演算手段は、動画を撮影する場合に、前記レンズユニットの焦点距離が変更されたことに応じて当該焦点距離の変更に伴う絞り値の変化量に基づいて前記絞りの駆動量を演算することを特徴とする請求項８に記載のレンズユニット。
10. 前記演算手段は、静止画を撮影する場合に、前記絞りの駆動量を演算しないことを特徴とする請求項８または９に記載のレンズユニット。
11. 撮像手段を備えた撮像装置に装着されたレンズユニットが有する絞りを制御する絞り制御方法であって、
    前記撮像手段を用いて静止画像を取得する場合は、前記撮像装置から前記レンズユニットへと前記絞りの駆動量に関する情報を送信し、前記撮像手段を用いて動画像を取得する場合は、前記撮像装置から前記レンズユニットへと前記絞りの目標絞り値に関する情報を送信する送信ステップと、
    前記撮像手段を用いて前記静止画像を取得する場合は、前記送信ステップで前記レンズユニットに送信された前記絞りの駆動量に基づいて前記絞りの駆動を制御し、前記撮像手段を用いて前記動画像を取得する場合は、前記送信ステップで前記レンズユニットに送信された前記目標絞り値となるように前記絞りの駆動を制御する制御ステップと、を有することを特徴とする絞り制御方法。

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