JP6989017B2 - 交換レンズおよび移動部材の停止方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、移動部材の停止方法は、カメラボディに着脱可能な交換レンズにおける移動部材の停止方法であって、前記移動部材の移動停止に関する指示と、前記カメラボディ内に備えられて所定周期を計時するボディ内計時部によるボディ内計時値を、前記カメラボディから受信し、前記所定周期と同じ長さの所定周期を計時してレンズ内計時値を出力し、前記受信した前記ボディ内計時値に基づいて前記レンズ内計時値を調整し、前記調整されたレンズ内計時値と前記指示とに基づいて前記移動部材の移動停止を制御する。
図1は、発明の一実施の形態によるカメラシステム1の要部構成を説明するブロック図である。カメラシステム1は、カメラボディ2と交換レンズ3とにより構成される。カメラボディ2と交換レンズ3の結合は、ボディ側マウントとレンズ側マウントのバヨネット構造により行われる。カメラボディ2と交換レンズ3が結合すると、各マウントに設けられた端子同士が物理的に接触し、電気的に接続される。これにより、カメラボディ2から交換レンズ3への電力の供給や、カメラボディ2および交換レンズ3間の通信が可能となる。
交換レンズ3は、レンズ側制御部330、レンズ側通信部340、レンズ側記憶部350、撮像光学系360、およびレンズ駆動部370を有する。
また、レンズ側第1通信部340aはボディ側第1通信部240aと接続される。レンズ側第1通信部340aは、ボディ側第1通信部240aに向けて、交換レンズ3がコマンドデータ通信可能であるか否かを示す信号(以下、RDY信号)とデータ信号(以下、DATAL信号)を出力する。ボディ側第1通信部240aは、レンズ側第1通信部340aに向けて、コマンドデータ通信のクロック信号(以下、CLK信号)とデータ信号(以下、DATAB信号)を出力する。
さらに、レンズ側第2通信部340bはボディ側第2通信部240bと接続される。レンズ側第2通信部340bは、ボディ側第2通信部240bに向けて、ホットライン通信のクロック信号(以下、HCLK信号)とデータ信号(以下、HDATA信号)を出力する。
ホットライン通信は、交換レンズ3からカメラボディ2への一方向のデータ通信であり、コマンドデータ通信は、交換レンズ3とカメラボディ2との双方向のデータ通信である。
また、上記ホットライン通信により、移動したフォーカシングレンズ361などの位置やフォーカシングレンズ361などを駆動するレンズ駆動部370の状態を示す情報が、交換レンズ3からカメラボディ2へ送信される。
カメラボディ2は、ボディ側制御部230、ボディ側通信部240、電源部250、撮像素子260、信号処理部270、操作部材280、および表示部290を有する。
ボディ側通信部240は、ボディ側制御部230と接続される。また、ボディ側第1通信部240aはレンズ側第1通信部340aと、ボディ側第2通信部240bはレンズ側第2通信部340bと、それぞれ接続される。
表示部290は、例えば液晶表示パネルによって構成される。表示部290は、ボディ側制御部230からの指示により、信号処理部270によって処理された画像データに基づく画像や、操作メニュー画面等を表示する。表示部290は、ボディ側制御部230および信号処理部270と接続される。
カメラシステム1は、コマンドデータ通信とホットライン通信とによる2つの通信系統を備えるので、それぞれの通信を並行して行うことができる。つまり、カメラボディ2および交換レンズ3は、コマンドデータ通信を行っているときにホットライン通信を開始することも終了することもできる。また、ホットライン通信を行っているときにコマンドデータ通信を行うことも可能である。従って、交換レンズ3は、コマンドデータ通信中であってもホットライン通信でカメラボディ2にデータを継続的に送信することができる。例えば、データ量の増大によりコマンドデータ通信に要する時間が長くなっても、ホットライン通信を必要なタイミングで行うことができる。
さらに、カメラボディ2は、ホットライン通信でデータを受信している間であっても、コマンドデータ通信で、交換レンズ3に対する種々の指示や要求を任意のタイミングで交換レンズ3へ送信することができるとともに、交換レンズ3から任意のタイミングで交換レンズ3に関するデータを受けることができる。
また、カメラボディ2は、コマンドデータ通信により、例えば時刻t2からt3、および、時刻t9からt10の間で、交換レンズ3から送信された各種データを受信し、時刻t5からt6において、交換レンズ3へ各種データを送信し、時刻t4、t7、t8、t11およびt12において、それぞれ、時刻調整指示、サーチ駆動指示、フォーカス駆動指示、ウォブリング駆動指示、フォーカス駆動指示などの移動部材の移動制御に関する指示を交換レンズ3へ送信することができる。
これに対し、ホットライン通信は、コマンドデータ通信に用いる通信線とは異なる通信線を用いるため、交換レンズ3からカメラボディ2へのデータ通信を短い周期で継続して行うことができる。例えば、ホットライン通信を、カメラボディ2の起動処理が終わってから露光中も含めて遮断処理まで、所望の期間に行うことができる。
ホットライン通信の開始指示と終了指示は、コマンドデータ通信によってカメラボディ2から交換レンズ3へ送信されるがこの限りではない。
次に、図3を用いて、コマンドデータ通信について説明する。図3は、RDY信号、CLK信号、DATAB信号、DATAL信号のタイミングを例示する。
1回のコマンドデータ通信では、カメラボディ2から交換レンズ3へ1つのコマンドパケット402を送信した後に、カメラボディ2と交換レンズ3との間で相互に1つずつのデータパケット406、407が送受信される。
コマンドパケット402には、例えば、同期用データ、何番目のコマンドデータ通信なのかを識別するためのデータ(以後、識別子と称する)、カメラボディ2からの指示を示すデータ、後続のデータパケット406のデータ長を示すデータ、通信エラーチェック用のデータなどが含まれる。コマンドパケット402に含まれる指示は、例えば、交換レンズ3に対する移動部材の移動制御に関する指示などがあり、具体的には、時刻調整指示、サーチ駆動開始指示、フォーカス駆動指示、ウォブリング駆動指示などがある。
交換レンズ3は、コマンドパケット402に含まれる通信エラーチェック用のデータに、受信したコマンドパケット402から算出された値が一致するか否かにより、通信エラーの有無を判断すればよい。
コマンドパケット402の受信を完了すると、レンズ側第1通信部340aがRDY信号をHレベルにするとともに、レンズ側制御部330がコマンドパケット402に基づく第1制御処理404を開始する(t22)。ボディ側第1通信部240aは、RDY信号がHレベルになると、CLK信号401の出力を終了する。
データパケット406、407は、コマンドパケット402によって示されたデータ数を有するmバイトの可変長データである。データパケット406、407には、同期用のデータ、カメラボディ2の情報を示すデータ、交換レンズ3の情報を示すデータ、通信エラーチェック用のデータなどを含めることができる。
カメラボディ2から交換レンズ3に送信されるデータパケット406には、交換レンズ3の移動部材の駆動量を示すデータ、カメラボディ2内での設定や動作状態を伝えるためのデータ、ボディ内計時値を示すデータなどを含めてよい。
交換レンズ3からカメラボディ2に送信されるデータパケット407には、交換レンズ3の機種名情報を示すデータ、交換レンズ3内での移動部材の移動状態を示すデータなどを含めてよい。
受信側の機器(交換レンズ3またはカメラボディ2)は、データパケット406、407に含まれる通信エラーチェック用のデータに、受信したデータパケット406,407から算出された値が一致するか否かにより、通信エラーの有無を判断すればよい。
データパケット406,407の送受信が完了すると、レンズ側第1通信部340aはRDY信号をHレベルにするとともに、レンズ側制御部330はデータパケット406,407に基づいて第2制御処理408を開始する(t24)。
次に、コマンドデータ通信の第1制御処理404および第2制御処理408の一例を説明する。
例えば、コマンドパケット402が、交換レンズ3に対するフォーカシングレンズ361の駆動指示を含むとする。レンズ側制御部330は、第1制御処理404として、フォーカシングレンズ361の駆動指示を受信したことを示すデータパケット407を生成する。
次に、図4を用いて、ホットライン通信について説明する。図4は、HCLK信号とHDATA信号のタイミングを例示する。1回のホットライン通信では、交換レンズ3からカメラボディ2に対して、1つのHCLK信号502に同期させて1つのHDATA信号503が送信される。
レンズ側第2通信部340bは、HDATA信号の送信が完了すると(t32)、次のHDATA信号の送信を開始する時刻t34までHCLK信号の出力を停止する。時刻t31からt32までを1回のホットライン通信とし、時刻t31からt34までをホットライン通信の1周期とする。レンズ側第2通信部340bは、時刻t34から2回目のホットライン通信を開始する。
レンズ側第2通信部340bは、コマンドデータ通信によってカメラボディ2からホットライン通信の終了の指示が送信されるまで、周期的にホットライン通信を続ける。
なお、ホットライン通信において、1周期における通信時間(Ttransmit)は、各周期の間(時刻t33からt34の間)で通信エラー処理などが行えるように75%を超えないのが好ましいが、この限りではない。
以下、図5〜図7を参照して、カメラシステム1によるコントラスト方式の焦点検出処理について説明する。図5は、コントラスト方式の焦点検出処理の一例を説明する図である。図5(a)は、フォーカシングレンズ361の光軸O方向の位置と焦点評価値との関係を示す図であり、横軸はフォーカシングレンズ位置、縦軸は焦点評価値を示す。図5(b)は、フォーカシングレンズ361の光軸O方向の位置の時間的変化を示す図であり、横軸はフォーカシングレンズ位置、縦軸は時間を示す。
以下の説明では、カメラシステム1によるコントラスト方式の焦点検出処理を、図5(b)に例示したウォブリング駆動、サーチ駆動、および合焦駆動の3つの駆動制御に分けて説明する。
ウォブリング駆動は、フォーカシングレンズ361を光軸O方向に進退(前後駆動)させる動作である。カメラシステム1は、フォーカシングレンズ361を光軸Oに沿って前後に移動させるウォブリング駆動を行うと共に、フォーカシングレンズ361の移動および停止に応じて焦点評価値の算出を行う。
ここで、至近側とは、現在、撮像面260Sに像が形成されている被写体よりも近くにある被写体の像を撮像面260Sに形成させるときにフォーカシングレンズ361を動かす方向であり、無限遠側とは、現在、撮像面260Sに像が形成されている被写体よりも遠くにある被写体の像を撮像面260Sに形成させるときにフォーカシングレンズ361を動かす方向である。
レンズ側制御部330は、上記コマンドパケット402およびデータパケット406がレンズ側第1通信部340aで受信されると、データパケット406が示すウォブリング駆動の条件に従ってフォーカシングレンズ361がウォブリング駆動されるように、レンズ駆動部370を設定、制御する。
なお、至近側位置について算出された焦点評価値と無限遠側位置について算出された焦点評価値との差が所定の閾値を超えた場合にサーチ駆動を行うと判定するようにしても良く、適宜変更可能である。
また、本例ではボディ側制御部230がウォブリング駆動を行いながらサーチ駆動を行うか否かを判定する例を説明するが、ボディ側制御部230は、上記判定を行うことなくサーチ駆動を行う決定をしてもよい。
Vfr>Vnr …(1)
Vfr<Vnr …(2)
上式(1)、(2)における焦点評価値Vnrは、至近側位置において算出された所定個数の焦点評価値の平均値であり、焦点評価値Vfrは、無限遠側位置において算出された所定個数の焦点評価値の平均値である。
なお、焦点評価値Vnr、Vfrは、それぞれ、平均値ではなく、一回の評価値でも構わない。また、「平均」とは、光軸O方向の位置の平均でもよく、時間軸での平均でもよく、両者を考慮した平均でもよい。
Vfr=Vnr …(3)
サーチ駆動は、焦点評価値が高くなる方向をサーチ方向としてフォーカシングレンズ361を駆動させる動作である。カメラシステム1は、フォーカシングレンズ361を光軸O方向に順次移動させながら、フォーカシングレンズ361の各位置において焦点評価値を算出して合焦位置の検出を行う。
停止時間ST2は、フォーカシングレンズ361停止させておく時間である。停止時間ST2は、サーチ駆動においてフォーカシングレンズ361を停止位置に少なくとも停止させておくべき時間であり、フォーカシングレンズ361の移動を禁止する時間(移動禁止時間)ともいえる。
ボディ側制御部230は、ホットライン通信によって交換レンズ3から送信されるHDATA信号に含まれたフォーカシングレンズ361の位置情報を用いて、フォーカシングレンズ361の位置と焦点評価値との対応付けを行うことにより、フォーカシングレンズ361の各位置における焦点評価値を把握する。ボディ側制御部230は、焦点評価値が高くなる方向にフォーカシングレンズ361を駆動し続けた場合において、新たに算出した焦点評価値が前回算出した焦点評価値よりも小さくなると、合焦位置を超えたと判断してサーチ駆動を終了し、それらの焦点評価値を用いて合焦位置を算出する。
レンズ側制御部330は、上記コマンドパケット402およびデータパケット406がレンズ側第1通信部340aで受信されると、データパケット406が示すサーチ駆動の条件に従ってフォーカシングレンズ361がサーチ駆動されるように、レンズ駆動部370などを設定、制御する。
図5に示す例では、時刻t42から時刻t43までの期間の途中で被写体が移動してカメラシステム1へ近づき、焦点評価値が変化した場合を示している。図5(a)の波形41aは、被写体の移動前の焦点評価値を表し、波形41bは、被写体の移動後の焦点評価値を表す。
時刻t44から時刻t45の期間において、ボディ側制御部230は、時刻t41から時刻t42の間に実行した合焦駆動と同様に、サーチ駆動により検出された合焦位置P2にフォーカシングレンズ361を移動させる合焦駆動指示を交換レンズ3に送信する。
ボディ側制御部230は、撮像素子260がVD信号に基づいてフレーム毎に被写体像を撮像して撮像用画素信号を出力するように、ボディ内計時値に基づいて撮像素子260による撮像タイミングを制御する。これにより、撮像素子260による撮像および撮像用画素信号の読み出し処理は、VD信号に同期して行われる。なお、図8(b)の縦軸は、矩形状の撮像素子260の読み出し方向の画素行の位置を示す。
本実施の形態では、ウォブリング駆動指示(またはサーチ駆動指示)が受信された交換レンズ3が、起点VD時刻から停止オフセット時間経過すると、次のVD信号の立ち上がりエッジまでのVD時間において、フォーカシングレンズ361を停止させる(または停止を維持する)と決められている。図8の例では、時刻t50より前にカメラボディ2からウォブリング駆動指示(またはサーチ駆動指示)を含むコマンド通信が行われており、かつ、時刻t60が起点VD時刻に決定されているものとする。従って、フォーカシングレンズ361は時刻t65から時刻t70まで停止する。
また、カメラボディ2は、VD信号に同期させてサーチ駆動を行う場合、上述したサーチ幅W2の情報、サーチ方向の情報、サーチのステップ数の情報、および停止時間ST2の情報に加えて、図8を参照して説明したVD起点情報、VD時間情報、オフセット時間情報を、データパケット406に含める。
レンズ側制御部330は、時刻70´に移動を開始したフォーカシングレンズ361が、停止オフセット時間の経過後の時刻t85´までに目標量の移動が終了しない場合、そのままフォーカシングレンズ361の移動を継続させる判断をする。レンズ側制御部330はさらに、フォーカシングレンズ361の移動が終了した時刻t86´から次のVD信号が立ち上がる時刻t90´までの時間が停止時間ST2に満たないため、そのままさらに時刻t90´から停止オフセット時間(t90´からt95´まで)と停止時間ST2が経過する、次のVD信号の時刻t100´まで停止を継続させる判断をする。
交換レンズ3とカメラボディ2とが上述したウォブリング駆動、サーチ駆動を適切に行うには、ボディ側計時部233によって計時されるボディ内計時値と、レンズ側計時部333によって計時されるレンズ内計時値とが一致していることが前提となる。そのため、カメラシステム1は、コマンドデータ通信によってカメラボディ2から交換レンズ3に時刻調整を指示する。時刻調整は、レンズ内計時値をボディ内計時値に合わせることをいう。
レンズ側制御部330は、RDY信号の立ち下がり時点(時刻t23)のレンズ内計時値L23と、データパケット406の受信終了時点(時刻t24)のレンズ内計時値L24との差Δc1を算出する。または、レンズ側制御部330は、RDY信号の立ち下がり時点(時刻t23)からレンズ内計時値を0からカウントし始めて、データパケット406の受信終了時点(時刻t24)までのカウント数Δc1を計時する。
例えば、B23=25000(10進)、L23=30000(10進)、L24=31000(10進)とすると、Δc1=1000であるので、L24(補正後)=25000+1000=26000(10進)となる。
B23=25000(10進)、L23=30000(10進)、L24=31000(10進)とすると、L24(補正後)=31000+(25000−30000)=26000(10進)となる。
レンズ側制御部330は、時刻調整を行ってから移動部材の停止制御を行うので、カメラボディ2の意図したタイミングで移動部材を停止させることができる。また、レンズ側制御部330は、停止時間情報に基づくレンズ側計時部333のカウント数が経過するまでの間、つまり、カメラボディ2で撮像等の動作を行っている間、移動部材を停止させることができ、撮像光学系360の焦点距離を変化させずに焦点評価値の精度を上げることができる。
レンズ側制御部330は、VD時間情報に基づくレンズ側計時部333のカウント数を1周期として、周期的に移動部材の停止制御を行うことができる。レンズ側制御部330は、オフセット時間情報に基づくレンズ側計時部333のカウント数が経過する間は、移動部材を停止させる必要がないことがわかるので、移動部材の移動を優先させて、カメラボディ2から指示された駆動量に相当する移動を早く終えることができる。
レンズ側制御部330は、VD起点情報に基づくレンズ内計時値の時刻になるまでは、移動部材の停止を行う必要がないことがわかるので、移動部材の移動を優先させることができる。レンズ側制御部330は、カメラボディ2からの指示に基づく停止を優先させるか、カメラボディ2からの駆動量の移動を優先させるかを判断することができ、カメラボディ2の意図したタイミングで移動部材を停止させたり、カメラボディ2からの駆動量の移動に要する時間を早くすることができる。
レンズ側制御部330は、時刻調整を行った後にカメラボディ2からの移動停止に関する指示を受信可能とするので、時刻調整を行う前に移動停止に関する指示を受信して移動停止などの制御を行うことを回避できる。また、レンズ側制御部330は、時刻調整を、周期的に行っても良いし、不定期にコマンドデータ通信が可能なタイミングで適宜行うこととしても良い。また、レンズ側制御部330は、時刻調整の指示にボディ内計時値が含まれるので、容易に時刻調整を行うことができる。
(変形例1)
図9では、時刻調整指示のデータパケット406には、RDY信号の立ち下がり時点(時刻t23)におけるボディ内計時値B23を含めることとしたが、適宜変更可能である。時刻t23の前のRDY信号の立ちあがり時刻をボディ内計時値としてもよい。
ボディ側制御部230は、ウォブリング振幅W1の情報の代わりに、ウォブリング振幅の目標値に関する情報(目標値情報)と、フォーカシングレンズ361の移動前の被写体像の大きさに対する、フォーカシングレンズ361の移動後の被写体像の大きさと、フォーカシングレンズ361の移動前の被写体像の大きさとの差である被写体像の変化量(以下、被写体像の大きさ変化割合と称する)の制限値に関する情報(制限値情報)を、それぞれレンズ側制御部330に送信するようにしてもよい。レンズ側制御部330は、目標値情報および制限値情報を、コマンドデータ通信を介してボディ側制御部230から受信する。
なお、サーチ駆動の場合には、上記のように被写体像の大きさ変化割合が制限値以下となるように制御しなくてもよい。これは、サーチ駆動の場合は被写体像の大きさの変化が一定(常におおきくなる、又は常に小さくなる)なので、ウォブリング駆動の場合のような被写体像の大きさの変化(大きくなった後に小さくなる)がないので被写体像を撮像して得られる画像の品質の低下やユーザの使用感の低下(違和感)が少ないからである。
移動部材の移動停止に関する指示は、ウォブリング駆動またはサーチ駆動に限られない。また、移動部材はフォーカシングレンズ361に限られない。移動部材には手振れ補正時の可動レンズも含み、静止画撮影のための撮像の間、可動レンズを停止させることとしてもよい。移動部材には絞り部材も含み、静止画撮影のための撮像の間、絞り部材を停止させることとしてもよい。
カメラボディ2は、コントラスト方式の焦点検出に加えて位相差方式の焦点検出を行う、いわゆるハイブリッド方式の焦点検出を行う構成であってもよい。
変形例4において、撮像素子260は、画像生成用の画素(撮像用画素と称する)に加えて焦点検出用の画素(焦点検出用画素と称する)を有する。撮像用画素信号は、信号処理部270によって画像データの生成に用いられる。また、焦点検出用画素で生成される信号(以下、焦点検出用画素信号と呼ぶ)は、信号処理部270によって交換レンズ3による焦点検出処理に用いられる。
焦点検出演算によって算出されたフォーカシングレンズ361の移動量に基づくフォーカシングレンズ361の駆動の指示は、フォーカシングレンズ361の移動方向、移動量などを示すデータとともに、コマンドデータ通信によりカメラボディ2から交換レンズ3へ送信される。
日本国特願2018−137269号(2018年7月20日出願)
Claims (11)
- カメラボディに着脱可能な交換レンズであって、
前記交換レンズ内で移動可能な移動部材と、
前記移動部材の移動停止に関する指示と、前記カメラボディ内に備えられて所定周期を計時するボディ内計時部によるボディ内計時値を、前記カメラボディから受信する受信部と、
前記所定周期と同じ長さの所定周期を計時してレンズ内計時値を出力可能であり、前記受信部により受信した前記ボディ内計時値に基づいて前記レンズ内計時値を調整するレンズ内計時部と、
前記調整されたレンズ内計時値と前記指示とに基づいて、前記移動部材の移動停止の制御を行う制御部と、を備える交換レンズ。 - 前記指示は、前記移動部材の移動停止時間を含み、
前記制御部は、前記調整されたレンズ内計時値と前記移動停止時間とに基づいて、前記移動部材の移動を停止させる制御を行う、請求項1に記載の交換レンズ。 - 前記受信部は、前記ボディ内計時値を受信して前記レンズ内計時値が調整された後に、前記指示を受信可能な状態となる、請求項1または2に記載の交換レンズ。
- 前記指示は、前記移動部材の移動停止の制御を開始する時刻を含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の交換レンズ。
- 前記指示は、前記移動部材の移動停止を行う周期を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の交換レンズ。
- 前記交換レンズは、前記カメラボディ内の撮像部に被写体像を結像可能であり、
前記周期は、前記撮像部の撮像周期に基づく、請求項5に記載の交換レンズ。 - 前記指示は、前記周期が開始する時刻から前記移動部材の停止の計時を開始するまでの時刻までの時間を含む、請求項6に記載の交換レンズ。
- 前記指示に基づいて前記移動部材を停止させるか否かを判断する判断部を備え、
前記制御部は、前記判断部により前記移動部材を停止させないと判断された場合、前記指示に関わらず、前記移動部材を移動させることが可能である、請求項1から7のいずれか一項に記載の交換レンズ。 - 前記指示は、前記レンズ内計時部の出力形式に応じた値で表される、請求項1から8のいずれか一項に記載の交換レンズ。
- 前記移動部材は、前記交換レンズの光軸に沿った方向に移動可能な合焦レンズである、請求項1から9のいずれか一項に記載の交換レンズ。
- カメラボディに着脱可能な交換レンズにおける移動部材の停止方法であって、
前記移動部材の移動停止に関する指示と、前記カメラボディ内に備えられて所定周期を計時するボディ内計時部によるボディ内計時値を、前記カメラボディから受信し、
前記所定周期と同じ長さの所定周期を計時してレンズ内計時値を出力し、
前記受信した前記ボディ内計時値に基づいて前記レンズ内計時値を調整し、
前記調整されたレンズ内計時値と前記指示とに基づいて前記移動部材の移動停止を制御する、移動部材の停止方法。
Applications Claiming Priority (3)
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Publications (2)
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