JP6584117B2

JP6584117B2 - レンズ装置、撮像装置及び制御プログラム

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Publication number: JP6584117B2
Application number: JP2015076374A
Authority: JP
Inventors: 一也樋熊; 樋熊　　一也
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Priority date: 2015-04-02
Filing date: 2015-04-02
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2035-04-02
Also published as: JP2016197151A

Description

本発明は、撮像装置から送信された情報に基づいてアクチュエータの駆動制御を行う交換タイプのレンズ装置に関する。

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた撮像装置において、光学像を電気信号に変換する過程で様々なノイズが発生することが知られている。代表的なノイズとしては、画素の製造ばらつきに起因して生じる画素欠陥に基づくノイズや、読み出し回路を構成するアンプ等の部品の製造ばらつきに起因する固定パターンノイズ等が知られている。

これらのノイズを低減させる方法として、Ｓ−Ｎ動作が知られている。Ｓ−Ｎ動作においては、画素内のフォトダイオードをリセットした後に、露光が行われ、フォトダイオードにおける光電変換や電荷の蓄積が行われる。露光が終了するタイミングに合わせて、画素内のフォトダイオード後段の回路（以下、後段回路と記載する）及び読み出し回路のリセットが行われる。

後段回路及び読み出し回路のリセットが完了すると、リセット時の画素信号が、ノイズ成分として読み出し回路に備えられた第１のラインメモリに転送及び保持される。このときの画素信号の転送をＮ転送と呼び、保持されたノイズ成分をＮ信号という。Ｎ転送は、フォトダイオードに蓄積された電荷を後段回路に出力していない状態で行われる。

続いて、フォトダイオードに蓄積された電荷が後段回路に出力される。このときの画素信号は、読み出し回路に備えられた第２のラインメモリに、光信号として転送及び保持される。この光信号の転送をＳ転送と呼び、保持された光信号をＳ信号という。

さらに、Ｎ信号とＳ信号の差分を画像信号として出力することにより、画素や読み出し回路ごとに異なるノイズ成分が低減された画像信号が得られる。

しかしながら、上述のＳ−Ｎ動作により新たなノイズ成分が発生し、画質の低下を招くおそれがあることが知られている。Ｎ転送とＳ転送の各々のタイミングにおいて撮像素子の電源やグラウンドレベルが変動した場合、Ｎ転送時の撮像素子の基準電圧とＳ転送時の撮像素子の基準電圧が変動する。この基準電圧の変動に対応するオフセット誤差に起因して、画像信号に横縞状のパターンノイズが発生する。

特許文献１の撮像装置は、Ｓ転送とＮ転送の少なくとも一方のタイミングが互いに異なる複数の駆動パターンを用意して、ノイズ源の電気的な駆動状況に応じた駆動パターンのＳ−Ｎ動作を行っている。これにより、撮像素子の電源電圧の変動が少ないタイミングでＳ−Ｎ動作を行うことができ、横縞状のパターンノイズの発生を抑制することができる。

特開２０１２−２５７０２５号公報

特許文献１は、撮像装置に含まれるノイズ源を起因としたノイズの低減に関する技術内容を開示しているが、撮像装置に取り外し可能なレンズ等のアクセサリに含まれるノイズ源に対しての対策は十分でない。

撮像装置に対しては様々なアクセサリを取り付けることができるため、各アクセサリに含まれるノイズ源の駆動状況に応じたＳ−Ｎ動作の駆動パターンをそれぞれ用意することは困難である。

本発明は、交換レンズに含まれる、互いに位相が異なる複数相の駆動信号によって駆動するアクチュエータの駆動制御を適切に行うことにより、アクチュエータの駆動に起因したノイズを低減させることが可能な交換レンズを提供することを目的とする。

本発明のレンズ装置は、入射光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部を有する撮像装置に対して取り外し可能に装着され、前記撮像装置との通信が可能なレンズ装置であって、前記レンズ装置に含まれる被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有し、前記複数相の駆動信号のそれぞれは、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、前記レンズ制御部は、前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報を前記撮像装置から受信し、前記撮像装置から受信した情報に基づいて、前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数の制御を行うことを特徴とする。

本発明の撮像装置は、被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有するレンズ装置が取り外し可能に装着され、前記レンズ装置との通信が可能な撮像装置であって、入射光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部とを有し、前記複数相の駆動信号のそれぞれは、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報を前記レンズ制御部に送信することで、前記レンズ装置に対して前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数の制御を行わせることを特徴とする。

本発明によれば交換レンズに含まれるアクチュエータの駆動に起因したノイズを低減させることが可能な交換レンズが得られる。

本発明の実施例である交換レンズとカメラ本体により構成される撮像システムの構成を示すブロック図。実施例におけるＰＷＭ制御の概要を示す図。Ｓ−Ｎ動作とアクチュエータの駆動制御の関係を示す図。交換レンズにおけるアクチュエータの駆動制御フローを示すフローチャート。カメラ本体においてアクチュエータの駆動条件を決定するフローを示すフローチャート。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施例であるレンズ装置（以下、交換レンズという）２００と、この交換レンズ２００が取り外し可能に装着される撮像装置（以下、カメラ本体という）１００とを含む撮像システムの構成を示している。

カメラ本体１００内に設けられた電気回路部１０１は、シャッター１０２と、光電変換部としての撮像素子１０３と、画像信号を取得する信号取得部としての撮像信号処理部１０４を含む。さらに、電気回路部１０１は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換部１０５と、信号処理部１０６と、画像記録部１０７と、タイミングジェネレータ１０８と、カメラＣＰＵ（カメラ制御部）１０９と、表示部１１０を含む。

シャッター１０２は、撮像素子１０３の露光量を制御するために開閉動作を行う。撮像素子１０３は、交換レンズ２００を通過した光により形成された被写体像を光電変換する光電変換素子であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される。

撮像素子１０３から出力された画像信号（撮像信号ともいう）は撮像信号処理部１０４に供給される。撮像信号処理部１０４は画像信号を増幅するゲイン可変アンプ部とそのゲイン値を補正するためのゲイン補正回路部を有している。画像信号処理部１０４は、撮像素子１０３から得られた信号成分から、撮像素子１０３において発生するノイズ成分を差し引くことにより、撮像信号のノイズ成分を低減させている。撮像信号処理部１０４から出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換部１０５によってＡ／Ｄ変換されて、画像データとして信号処理部１０６に供給される。

信号処理部１０６はＡ／Ｄ変換部１０５から出力された画像データに対して各種の補正を行うとともに、必要に応じてデータ圧縮を行う。また、撮像素子１０３、撮像信号処理部１０４、Ａ／Ｄ変換部１０５、および信号処理部１０６に対してタイミングジェネレータ１０８から各種のタイミングパルスが供給される。

カメラＣＰＵ１０９は、撮像素子１０３や上述した各部（１０２〜１０８）の動作を制御する。画像記録部１０７には画像データが記憶される。カメラＣＰＵ１０９はカメラ通信部１１１を含み、カメラ通信部１１１は、レンズＣＰＵ（レンズ制御部）２１２に設けられたレンズ通信部２１３を介して交換レンズ２００との通信が可能である。表示部１１０は、撮影に関する情報や生成された画像の表示等を行う。

また、カメラＣＰＵ１０９は、タイミングジェネレータ１０８のタイミングパルス信号の出力操作の制御を行い、タイミングパルスの周期や位相を変更することが可能である。

交換レンズ２００は、フォーカスレンズ２０４、変倍レンズ２０５および絞り２０６を含む撮影光学系と、フォーカスブラシ２０１と、ズームブラシ２０２と、開放検知スイッチ２０３を有する。また、交換レンズ２００は、フォーカスエンコーダ２０７と、被駆動部材としてのフォーカスレンズ２０４を駆動させるためのフォーカス駆動アクチュエータ２０８を有する。さらに、交換レンズ２００は、被駆動部材としての絞り２０６を駆動させるための絞り駆動アクチュエータ２０９、電気回路部２１５、Ａ／Ｍスイッチ２１６を有する。

フォーカスレンズ２０４は、光軸方向に移動して焦点調節を行う。変倍レンズ２０５は、光軸方向に移動して撮像レンズ系の焦点距離を変化させる。絞り２０６は、その開口径（絞り値）が可変であり、開口径を変化させることで撮影光学系への入射光量を調節する。

フォーカスブラシ２０１は、グレーコードが配された不図示のコード板上を移動して、その位置に応じた電気信号を出力する。これにより、フォーカスレンズ２０４の位置を検出することができる。ズームブラシ２０２は、フォーカスブラシ２０１と同様に、グレーコードが配された不図示のコード板上を移動して、その位置に応じた電気信号を出力する。これにより、変倍レンズ２０５の位置を検出することができる。

開放検知スイッチ２０３は、絞り２０６が開放状態か否かを判定するためのスイッチである。フォーカスエンコーダ２０７は、フォーカスブラシ２０１よりも高い分解能でフォーカスレンズ２０４の位置を検出するためのエンコーダである。Ａ／Ｍスイッチ２１６はフォーカスモードをオートフォーカスモードとマニュアルフォーカスモードとの間で切り換えるためのスイッチである。

電気回路部２１５は、レンズＣＰＵ２１２と、フォーカス駆動制御部２１０と、絞り駆動制御部２１１とを含む。レンズＣＰＵ２１２は、前述したレンズ通信部２１３を含み、カメラ通信部１１１を介してカメラＣＰＵ１０９から受信したフォーカス駆動命令に応じて、フォーカス駆動制御部２１０にフォーカス駆動信号を出力する。

フォーカス駆動制御部２１０は、レンズＣＰＵ２１２からのフォーカス駆動信号に基づいて、フォーカス駆動アクチュエータ２０８の駆動制御を行う。フォーカス駆動アクチュエータ２０８は、ステッピングモータ、振動型モータまたはボイスコイルモータ等から構成される。

また、レンズＣＰＵ２１２は、絞り駆動命令に応じて、絞り駆動制御部２１１に絞り駆動信号を出力する。絞り駆動制御部２０９は、レンズＣＰＵ２１２からの絞り駆動信号に基づいて、絞り駆動アクチュエータ２０９の駆動制御を行う。絞り駆動アクチュエータ２０９は、ステッピングモータ、振動型モータまたはボイスコイルモータ等から構成される。

続いて、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータの駆動制御について説明する。アクチュエータとしては、ステッピングモータや振動型モータ等の種々のモータを用いることができるが、ここでは一例として、ステッピングモータを１−２相励磁方式により駆動させる場合の制御に関して説明する。

駆動部からモータに対して、図２の上段に示すような位相の異なる駆動信号（Ａ、Ｂ、／Ａ、／Ｂ）が出力され、各信号の切り換えタイミングを制御することで、モータの回転速度を制御することができる。

また、図２の下段に示すように、駆動信号をパルス幅変調制御方式（ＰＷＭ制御方式）により制御することで、電力消費量を低減させ、マイクロステップ駆動を実現することができる。ＰＷＭ制御とは、電源電圧をパルス信号で入力する際に、デューティ比によって平均電圧を調節する制御である。デューティ比とは、パルス幅をパルス周期で除した値である。ＰＷＭ制御におけるパルスの繰り返し周波数をキャリア周波数という。

このキャリア周波数を適切に設定することで、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータの駆動に起因して生じるノイズの発生を低減させることができる。キャリア周波数と交換レンズ２００に含まれるアクチュエータの駆動に起因するノイズの関係に関しては、後述する。

図２の下段の上部は、デューティ比が７５パーセントのパルス信号を示し、下部は、デューティ比が１５パーセントのパルス信号を示している。２つのパルス信号においてパルス周期は同一である。デューティ比を異ならせることで、駆動電圧を変化させている。

続いて、上述したＳ転送及びＮ転送のタイミングや周期と、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータのＰＷＭ制御におけるキャリア周波数の関係について図３を用いて説明する。

図３において、ＰＴＳ信号は、Ｓ転送のタイミングを表す信号であり、ＰＴＮ信号は、Ｎ転送のタイミングを表す信号である。左から右へ順に、ｎ行目の画素に対するＳ転送及びＮ転送のタイミング、ｎ＋１行目の画素に対するＳ転送及びＮ転送のタイミング、ｎ＋２行目の画素に対するＳ転送及びＮ転送のタイミングを示している。

各行に配置された画素ごとに、ＰＴＳ信号の立下りのタイミングでＳ転送が行われ、ＰＴＮ信号の立下りのタイミングでＮ転送が行われる。

ここで、アクチュエータ１をパルス信号１に基づいて駆動した場合のノイズについて説明する。撮像素子の基準電位は、基準電位１に示すように、ＰＷＭ制御におけるパルス変化に同期して変動する。パルス信号１のパルス周期は、ＰＴＳ信号の立下りタイミングとＰＴＮ信号の立下がりタイミングの差分と略同一となるように定められている。

このようにパルス信号１のパルス周期を設定することにより、ＰＴＳ信号の立下りタイミングにおける基準電位１の値と、ＰＴＮ信号の立下りタイミングにおける基準電位１の値が略同一となる。このとき、基準電位のオフセット成分がほとんど存在しないため、アクチュエータ１の駆動に起因する横縞状のノイズがほとんど生じない。以上のようにパルス信号１に基づいてアクチュエータ１を駆動させることで、本発明の効果を得ることができる。

次に、アクチュエータ２をパルス信号２に基づいて駆動した場合のノイズについて説明する。アクチュエータ１の駆動と同様に、各行に配置された画素ごとに、ＰＴＳ信号の立下りのタイミングでＳ転送が行われ、ＰＴＮ信号の立下りのタイミングでＮ転送が行われる。ここで、パルス信号２のパルス周期は、ＰＴＳ信号の立下りタイミングとＰＴＮ信号の立下がりタイミングの差分よりも長い。

このとき、図３中の矢印に示すように、ＰＴＳ信号の立下りタイミングにおける基準電位２の値と、ＰＴＮ信号の立下りタイミングにおける基準電位２の値の差分が生じる。この基準電位のオフセット成分に起因して、撮像信号に横縞状のノイズが発生する。以上のようにパルス信号２に基づいてアクチュエータ１を駆動させると、本発明の効果を得ることができない。

続いて、アクチュエータ３をパルス信号３に基づいて駆動した場合のノイズについて説明する。パルス信号３のパルス周期は、Ｎ転送の周期に基づいて定められる。具体的には、パルス周期がＮ転送の周期と略同一となるように、パルス信号３のパルス周期が決定される。

ここで、Ｓ転送のタイミングとＮ転送のタイミングの時間差は予め決められており、撮影中に変化しないことが一般的である。そのため、Ｎ転送の周期に対応するようにパルス信号３のパルス周期を設定することで、図３に示すように、ＰＴＮ信号の立下りタイミングにおける基準電位３の値と、ＰＴＳ信号の立下りタイミングにおける基準電位３の値の差分は略一定となる。これにより、各行の画素の読み出しにおける、ＰＴＮ信号の立下りタイミングの基準電位とＰＴＳ信号の立下りタイミングの基準電位との差分の変動を抑制することができ、横縞状のノイズを低減させることができる。以上のようにパルス信号３に基づいてアクチュエータ１を駆動させることで、本発明の効果を得ることができる。

なお、本実施例では、パルス信号３のパルス周期を、Ｎ転送の周期に基づいて定めたが、Ｓ転送の周期に基づいて定めても同様の効果を得ることができる。

上述したように、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータのパルス信号の周期を適切に設定することで、アクチュエータの駆動に起因した横縞状のノイズの発生を効果的に抑制することができる。

［第１の実施形態］
続いて、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態においては、レンズＣＰＵ２１２が、Ｓ転送やＮ転送の周期を示す情報やＳ転送やＮ転送のタイミングを示す情報を受信する。以降、Ｓ転送の周期を第１の周期、Ｓ転送のタイミングを第１のタイミングと記載し、Ｎ転送の周期を第２の周期、Ｎ転送のタイミングを第２のタイミングと記載する。具体的には、レンズＣＰＵ２１２は以下のいずれかの情報をカメラ本体１００から受信する。（Ａ）第１の周期に関する情報と第２の周期に関する情報の少なくとも一方の情報、（Ｂ）第１のタイミングに関する情報と第２のタイミングに関する情報、（Ｃ）第１のタイミングと第２のタイミングの時間差に関する情報。

そして、レンズＣＰＵ２１２が、カメラ本体１００から受信した情報に基づいて、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータをＰＷＭ制御する際のキャリア周波数を決定する。

図４は、本発明の第１の実施形態における交換レンズ２００の制御フローを示している。図４のフローチャートを用いて、レンズＣＰＵ２１２が行うアクチュエータの駆動制御のための処理について説明を行う。この処理は、コンピュータとしてのレンズＣＰＵ２１２が、コンピュータ制御プログラムに従って実行するものである。

ステップＳ１０１において、カメラ本体１００に交換レンズ２００が取り付けられ、カメラ本体１００の電源がオンになると、ステップＳ１０２において、カメラ本体１００と交換レンズ２００の間で初期通信が開始される。なお、初期通信に限らず、カメラ本体１００と交換レンズ２００の間の通信は、カメラ通信部１１１とレンズ通信部２１３の間で行われる。

初期通信において、カメラ本体１００から交換レンズ２００に対して、前述した（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかの情報が送信される。なお、第１の周期に関する情報と第２の周期に関する情報の双方を交換レンズ２００が受信した場合、交換レンズ２００は、第１の周期に関する情報と第２の周期に関する情報のいずれかの情報に基づいてキャリア周波数を決定する。一般的に第１の周期と第２の周期は同一であるため、第１の周期と第２の周期のいずれの情報を用いてもキャリア周波数を適切に設定することができる。

また、第１のタイミングに関する情報と第２のタイミングに関する情報の双方を受信した場合、交換レンズ２００において第１のタイミングと第２のタイミングの時間差を算出する。また、初期通信以降の通信において、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかの情報が通信されるようにしても良い。

さらに、本実施形態では、カメラ本体１００から交換レンズ２００に対して、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかの情報を直接送信しているが、これらの情報を予め交換レンズ２００に記憶させておいても良い。例えば、初期通信により、交換レンズ２００がカメラのＩＤ情報をカメラ本体１００から受信し、カメラのＩＤ情報に基づいて、適切なタイミング情報や周期情報を選択するような構成としても良い。

続いて、ステップＳ１０３において、レンズＣＰＵ２１２は、アクチュエータをＰＷＭ制御する際のキャリア周波数を決定する。キャリア周波数の決定方法に関しては後述する。

さらに、ステップＳ１０４において、ステップＳ１０３で決定されたキャリア周波数に基づいて各アクチュエータの駆動制御を行う。

以下、ステップＳ１０３におけるキャリア周波数の決定方法について詳しく説明する。

レンズＣＰＵ２１２は、カメラ本体１００で得られる撮像信号に大きなノイズが生じないように、各アクチュエータのキャリア周波数を決定する。アクチュエータの駆動に起因するノイズを低減させるためには、第１のタイミングと第２のタイミングの時間差と、アクチュエータのＰＷＭ制御におけるパルス周期が同一となるように、アクチュエータの駆動制御を行うことが好ましい。なお、アクチュエータのＰＷＭ制御におけるキャリア周波数が、第１のタイミングと第２のタイミングの時間差の逆数の整数倍となるようにキャリア周波数を設定することでも、ノイズ低減の効果が得られる。

このような制御を実行することにより、アクチュエータの駆動に起因した撮像信号のノイズを効果的に低減させることが可能となる。

また、前述したように、第１の周期や第２の周期と、アクチュエータのＰＷＭ制御におけるパルス周期が同一となるように、アクチュエータの駆動制御を行うことによっても撮像信号のノイズを低減させることができる。なお、アクチュエータのＰＷＭ制御におけるキャリア周波数が、第１の周期や第２の周期の逆数の整数倍となるようにキャリア周波数を設定することでも、ノイズ低減の効果が得られる。

さらに、レンズＣＰＵ２１２において以下のような制御を実行することで、アクチュエータの駆動に伴う制御負担を過度に増大させることなく、撮像信号のノイズを効果的に低減させることができる。

（１）アクチュエータの特性に応じたキャリア周波数の制御
レンズＣＰＵ２１２は、各アクチュエータの特性に基づいてキャリア周波数の設定を行ってもよい。各アクチュエータには、駆動時のキャリア周波数として、所定の初期値が予め設定されている。レンズＣＰＵ２１２は、キャリア周波数として予め設定された初期値を用いるか、キャリア周波数の変更を行うか、を決定する。キャリア周波数として初期値を用いるか否かは、アクチュエータごとに決定される。

ここで、各アクチュエータにおいて設定された初期値は、カメラ本体１００の撮像信号への影響を考慮したものではないため、初期値に基づいてアクチュエータを駆動させると、撮像信号に大きなノイズが生じるおそれがある。そこで、本実施形態では、駆動により撮像信号に大きな影響を与えるアクチュエータに対しては、初期値を変更させる制御を行う。

具体的には、レンズＣＰＵ２１２は、アクチュエータを駆動する際の消費電力に応じて、キャリア周波数の制御を異ならせる。駆動時の消費電力が大きいアクチュエータを駆動させると電磁波が多く発生し、撮像信号にノイズが生じやすくなる。そのため、駆動時の消費電力が所定値以上のアクチュエータに対しては、上述したようにキャリア周波数を初期値から変更する制御を行う。

一方、駆動時の消費電力が所定値より小さいアクチュエータに対しては、撮像信号への影響がそれほど大きくないため、キャリア周波数の変更を行わず、初期値をそのまま用いる。

このように、駆動時の消費電力の大きいアクチュエータのみに対して、キャリア周波数を変更する制御を行わせることで、アクチュエータ制御を必要以上に複雑にすることなく、撮像信号に含まれるノイズを低減させることができる。

（２）ＩＳＯ感度に応じたキャリア周波数の制御
レンズＣＰＵ２１２は、カメラ本体１００において設定されたＩＳＯ感度に基づいてキャリア周波数の設定を行ってもよい。交換レンズ２００に含まれる各アクチュエータには、駆動時のキャリア周波数として、所定の初期値が予め設定されている。カメラ本体１００において設定されたＩＳＯ感度が所定値以上の場合は、前述したように、ノイズを低減させるためにキャリア周波数を初期値から変更する制御を行う。一方、ＩＳＯ感度が所定値より小さい場合は、キャリア周波数の変更を行わず、初期値をそのまま用いる。

ＩＳＯ感度が大きいときには、ノイズ成分が増幅され、撮像信号がノイズ成分の影響を受けやすくなるため、キャリア周波数を適切に変更することによりノイズを低減させる。一方、ＩＳＯ感度がそれほど大きくない場合には、アクチュエータの駆動による撮像信号への影響は比較的小さい。そのため、アクチュエータの駆動制御が複雑になることを防ぐため、キャリア周波数の変更を行わない。

（３）撮影状態に応じたキャリア周波数の制御
また、レンズＣＰＵ２１２は、カメラ本体１００が露光中であるか否かによってキャリア周波数の制御を変更してもよい。カメラ本体１００の露光中に、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータの駆動が行われると、撮像信号にノイズが発生するおそれが大きくなる。

そこで、レンズＣＰＵ２１２は、カメラ本体から露光を開始することを示す露光開始信号を受信すると、キャリア周波数を変更する。そして、カメラ本体から露光を終了することを示す露光終了信号を受信すると、キャリア周波数を初期値に戻す。このように、ノイズの影響を受けやすい期間はキャリア周波数の変更を行い、ノイズの影響を受けにくい期間はキャリア周波数を初期値に設定するような制御を行う。

ノイズの影響を受けにくい期間は、初期値を用いた通常のアクチュエータ駆動を行わせることで、アクチュエータの駆動に伴う制御負担を軽減させることができる。

以上、本実施形態では、交換レンズに含まれるフォーカスレンズ２０４や絞り２０６の駆動に用いられるアクチュエータの駆動制御に本発明を適用する場合について説明した。本発明はフォーカスレンズ２０４や絞り２０６に限らず、交換レンズに含まれるブレ補正装置を駆動するアクチュエータ等の駆動制御にも同様に適用することができる。

本実施形態では、カメラ本体１００から交換レンズ２００に対して、Ｓ転送やＮ転送のタイミングを示す情報や、Ｓ転送やＮ転送の周期に関する情報が送信される。そして、交換レンズ２００において、ＰＷＭ制御におけるキャリア周波数を適切に設定することで、撮像素子から出力される画像信号に含まれるノイズ成分を効果的に低減させることができる。

交換レンズ２００側でアクチュエータの駆動制御を適切に行うことで、カメラ本体１００で特別な制御を実行することなく、撮像信号に含まれるノイズ成分を低減させることができる。

［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態においては、カメラＣＰＵ１０９が、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータをＰＷＭ制御する際のキャリア周波数を決定する。キャリア周波数は、上述した（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかの情報に基づいて決定される。なお、第１の実施形態における記載と同様に、第１のタイミングはＳ転送のタイミングを示し、第２のタイミングはＮ転送のタイミングを示している。また、第１の周期はＳ信号の周期を示し、第２の周期はＮ信号の周期を示す。

図５は、本発明の第２の実施形態におけるカメラ本体１００の制御フローを示している。図５のフローチャートを用いて、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータの駆動条件をカメラＣＰＵ１０９が決定するための処理について説明する。この処理は、コンピュータとしてのカメラＣＰＵ１０９が、コンピュータ制御プログラムに従って実行するものである。

ステップＳ２０１において、カメラ本体１００の電源がオンになると、ステップＳ２０２において、カメラ本体１００に交換レンズ２００が取り付けられたか否かの判定が行われる。交換レンズ２００が取り付けられていない場合、ステップＳ２０５に進み、カメラ本体１００に交換レンズ２００が取り付けられるまで待機する。

一方、ステップＳ２０２において、交換レンズ２００が取り付けられたと判定された場合、ステップＳ２０３に進み、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータを駆動する際のキャリア周波数を決定する。そして、決定されたキャリア周波数に関する情報を、ステップＳ２０４において交換レンズ２００に送信する。ステップＳ２０５では、ＩＳＯ感度の設定変更や露光が開始されるまで待機する。

なお、ステップＳ２０３におけるキャリア周波数の決定方法は、第１の実施形態のステップＳ１０３における決定方法と同一である。

また、第１の実施形態と同様に、カメラＣＰＵ１０９は、カメラ本体１００において設定されたＩＳＯ感度に基づいてキャリア周波数を決定してもよい。ＩＳＯ感度に応じたキャリア周波数の決定方法に関しては、第１の実施形態と同一であるため、詳細な説明は省略する。

また、第１の実施形態と同様に、カメラＣＰＵ１０９は、カメラ本体１００において設定された撮影状態に基づいてキャリア周波数を決定してもよい。つまり、カメラＣＰＵ１０９は、カメラ本体１００が露光中のときには、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のいずれかの情報に基づいてキャリア周波数を決定し、カメラ本体１００が露光中でないときには、キャリア周波数を初期値に設定する。

本実施形態では、カメラ本体１００側で、交換レンズ２００に含まれるアクチュエータの駆動条件を適切に設定することで、交換レンズ２００側で特別な制御を実行することなく、撮像信号に含まれるノイズ成分を低減させることができる。

なお、以上説明した各実施例は代表的な例に過ぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

１００カメラ本体
１０３撮像素子
２００交換レンズ
２０８フォーカス駆動アクチュエータ
２０９絞り駆動アクチュエータ
２１２レンズＣＰＵ

Claims

入射光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部を有する撮像装置に対して取り外し可能に装着され、前記撮像装置との通信が可能なレンズ装置であって、
前記レンズ装置に含まれる被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、
互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有し、
前記複数相の駆動信号のそれぞれは、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、
前記レンズ制御部は、前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報を前記撮像装置から受信し、
前記撮像装置から受信した情報に基づいて、前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数の制御を行うことを特徴とするレンズ装置。
前記レンズ制御部が受信した情報が、前記第１のタイミングに関する情報と前記第２のタイミングに関する情報である場合、前記レンズ制御部は、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差を算出し、該時間差に基づいて前記キャリア周波数の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
前記レンズ制御部は、前記キャリア周波数が前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差の逆数の整数倍となるように、前記キャリア周波数の制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ装置。
前記レンズ制御部は、前記キャリア周波数が前記第１の周期の逆数の整数倍となるように、前記キャリア周波数の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
前記レンズ制御部は、前記キャリア周波数が前記第２の周期の逆数の整数倍となるように、前記キャリア周波数の制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
前記レンズ装置に含まれるアクチュエータごとに前記キャリア周波数の初期値が設定されており、
前記レンズ制御部は、駆動時の消費電力が所定値以上のアクチュエータに対しては、前記撮像装置から受信した情報に基づいて、前記キャリア周波数の制御を行い、
駆動時の消費電力が所定値よりも小さいアクチュエータに対しては、前記キャリア周波数を前記初期値に設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
前記レンズ制御部は、前記撮影装置において設定されたＩＳＯ感度に関する情報を前記撮像装置から受信し、前記ＩＳＯ感度に関する情報に基づいて前記キャリア周波数の制御を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
前記キャリア周波数の初期値が設定されており、
前記レンズ制御部は、前記ＩＳＯ感度が所定値以上の場合には、前記撮像装置から受信した情報に基づいて、前記キャリア周波数の制御を行い、
前記ＩＳＯ感度が所定値よりも小さい場合には、前記キャリア周波数を前記初期値に設定することを特徴とする請求項７に記載のレンズ装置。
前記キャリア周波数の初期値が設定されており、
前記レンズ制御部は、露光を開始することを示す露光開始信号と露光を終了することを示す露光終了信号を、前記撮像装置から受信し、
前記露光開始信号を受信してから前記露光終了信号を受信するまでの間、前記撮像装置から受信した情報に基づいて前記キャリア周波数の制御を行い、前記露光終了信号を受信してから次に前記露光開始信号を受信するまでの間は前記キャリア周波数を前記初期値に設定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
入射光を電気信号に変換する光電変換部を有し、前記光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する撮像装置に対して取り外し可能に装着され、前記撮像装置との通信が可能なレンズ装置であり、該レンズ装置に含まれる被駆動部材を駆動させるアクチュエータに対して互いに位相が異なる複数相の駆動信号を入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うレンズ装置のコンピュータに、
前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報を、前記撮像装置から受信する処理と、
前記複数相の駆動信号のそれぞれが、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、前記撮像装置から受信した情報に基づいて、前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数を決定する処理を行わせることを特徴とするレンズ装置の制御プログラム。
入射光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部を有する撮像装置と、
前記撮像装置に対して取り外し可能に装着され、前記撮像装置との通信が可能なレンズ装置を備える撮像システムであって、
前記レンズ装置は、前記レンズ装置に含まれる被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有し、
前記複数相の駆動信号のそれぞれは、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、
前記撮像装置は、前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報を前記レンズ制御部に送信するカメラ制御部を有し、
前記レンズ制御部は、前記撮像装置から受信した情報に基づいて、前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数の制御を行うことを特徴とする撮像システム。
被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有するレンズ装置が取り外し可能に装着され、前記レンズ装置との通信が可能な撮像装置であって、
入射光を電気信号に変換する光電変換部と、
該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部とを有し、
前記複数相の駆動信号のそれぞれは、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、
前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報を前記レンズ制御部に送信することで、前記レンズ装置に対して前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数の制御を行わせることを特徴とする撮像装置。
被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有するレンズ装置が取り外し可能に装着され、前記レンズ装置との通信が可能な撮像装置であって、
入射光を電気信号に変換する光電変換部と、
該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部と、
前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報に基づいて、所定周期よりも短い周期で繰り返され且つ前記ＰＷＭ制御の制御対象となるパルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数を決定するカメラ制御部を有し、
前記複数相の駆動信号のそれぞれは、複数の前記パルスを含む部分を前記所定周期で含み、
前記カメラ制御部は、前記キャリア周波数に関する情報を前記レンズ装置に送信することを特徴とする撮像装置。
前記カメラ制御部は、前記撮影装置において設定されたＩＳＯ感度に関する情報に基づいて前記キャリア周波数を決定することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
前記キャリア周波数の初期値が設定されており、
前記カメラ制御部は、前記ＩＳＯ感度が所定値以上の場合には、前記第１の周期に関する情報と前記第２の周期に関する情報の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報に基づいて、前記キャリア周波数の制御を行い、
前記ＩＳＯ感度が所定値よりも小さい場合には、前記キャリア周波数を前記初期値に設定することを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
前記キャリア周波数の初期値が設定されており、
前記カメラ制御部は、露光を開始することを示す露光開始信号と、露光を終了することを示す露光終了信号を前記レンズ装置に送信し、
前記露光開始信号を送信してから前記露光終了信号を送信するまでの間、前記第１の周期に関する情報と前記第２の周期に関する情報の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報に基づいて、前記キャリア周波数の制御を行い、前記露光終了信号を受信してから次に前記露光開始信号を受信するまでの間は前記キャリア周波数を前記初期値に設定することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
被駆動部材を駆動させるアクチュエータを有し、互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータを制御するレンズ装置が取り外し可能に装着され、前記レンズ装置との通信が可能な撮像装置であり、入射光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する撮像装置のコンピュータに、
前記光電変換部において発生する信号成分を読み込む第１のタイミングに関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分を読み込む第２のタイミングに関する情報の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報に基づいて、所定周期よりも短い周期で繰り返され且つ前記ＰＷＭ制御の制御対象となるパルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数を決定する処理と、
前記決定されたキャリア周波数に関する情報を前記レンズ装置に送信する処理を行わせ、
前記複数相の駆動信号のそれぞれは、複数の前記パルスを含む部分を前記所定周期で含むことを特徴とする撮像装置の制御プログラム。
被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有するレンズ装置と、該レンズ装置が取り外し可能に装着され、前記レンズ制御部との通信を行うカメラ制御部を有する撮像装置を備える撮像システムであって、
前記複数相の駆動信号のそれぞれは、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、
前記撮像装置は、入射光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部を有し、
前記カメラ制御部は、前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報に基づいて、前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数を決定し、前記キャリア周波数に関する情報を前記レンズ制御部に送信し、
前記レンズ制御部は、前記カメラ制御部から受信した前記キャリア周波数に関する情報に基づいて前記キャリア周波数の制御を行うことを特徴とする撮像システム。
入射光を電気信号に変換する光電変換部と、該光電変換部において発生する信号成分から、前記光電変換部において発生するノイズ成分を差し引くことで画像信号を取得する信号取得部を有する撮像装置に対して取り外し可能に装着され、前記撮像装置との通信が可能なレンズ装置であって、
前記レンズ装置に含まれる被駆動部材を駆動させるアクチュエータと、
互いに位相が異なる複数相の駆動信号を前記アクチュエータに入力し、該複数相の駆動信号に対するＰＷＭ制御を行うことにより前記アクチュエータの駆動制御を行うレンズ制御部を有し、
前記複数相の駆動信号のそれぞれは、前記ＰＷＭ制御の制御対象となる複数のパルスを含む部分を所定周期で含み、
前記レンズ制御部は、前記光電変換部において発生する信号成分の読み込み周期を示す第１の周期に関する情報と、前記光電変換部において発生するノイズ成分の読み込み周期を示す第２の周期に関する情報の少なくとも一方に関する情報、または、前記信号成分の読み込みタイミングを示す第１のタイミングに関する情報と前記ノイズ成分の読み込みタイミングを示す第２のタイミングに関する情報、または、前記第１のタイミングと前記第２のタイミングの時間差に関する情報に基づいて決定された、前記所定周期よりも短い周期で繰り返される前記パルスの繰り返し周波数を示すキャリア周波数に関する情報を前記撮像装置から受信し、前記キャリア周波数に関する情報に基づいて前記キャリア周波数の制御を行うことを特徴とするレンズ装置。