JPH04280211A - 交換レンズシステム - Google Patents

交換レンズシステム

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JPH04280211A
JPH04280211A JP3043657A JP4365791A JPH04280211A JP H04280211 A JPH04280211 A JP H04280211A JP 3043657 A JP3043657 A JP 3043657A JP 4365791 A JP4365791 A JP 4365791A JP H04280211 A JPH04280211 A JP H04280211A
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JP
Japan
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lens
control
speed
drive
correction
Prior art date
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JP3043657A
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English (en)
Inventor
Seiya Ota
盛也 太田
Toshiaki Mabuchi
馬渕 俊昭
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to EP92101637A priority patent/EP0497376B1/en
Priority to DE69225156T priority patent/DE69225156T2/de
Publication of JPH04280211A publication Critical patent/JPH04280211A/ja
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  • Lens Barrels (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Exposure Control For Cameras (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は交換レンズシステムに用
いて好適な変換アダプタ装置に関するものである。
【0002】[背景の技術]近年、ビデオカメラ等をは
じめとする映像機器の進歩は著しく、あらゆる面におい
て、多機能化及び操作性の改善が行なわれ、現在では、
自動焦点調節(AF)や自動絞り調節(AE)等の機能
が標準的に装備されるにいたっている。
【0003】さてこのような状況の中で、その多機能化
の一環として、従来はスチルカメラにおいてしか行なわ
れていなかつた交換レンズシステムをビデオカメラにお
いても適用可能となす提案がなされている。
【0004】しかしながら、ビデオカメラにおける交換
レンズシステムは、まだその導入期であり、市場も開拓
されていないため、その初期において、交換レンズシス
テムの特徴となるべき特殊レンズを多品種作成すること
は、現実的ではない。
【0005】一方、一眼レフカメラ用システム(スティ
ルカメラ用システム)に着目すると、従来より各種の用
途に合わせた特殊レンズを含め様々なレンズが既に市場
へ供給されている。そのため、既に市場に導入され、ユ
ーザーに認知されている一眼レフカメラ用交換レンズを
使用したいという要求が発生している。
【0006】そこで、ビデオカメラと、スティルカメラ
用レンズを接続するための変換アダプタが必要となって
くる。この変換アダプタは、主に、 (1)ビデオムービー交換レンズシステムにおけるマウ
ントとスティルカメラ用交換レンズシステムにおけるマ
ウントが異なっているためその整合をとる(2)ビデオ
ムービーカメラとスティルカメラの撮像面とマウント位
置との距離が異なるためにその光路差を合わせる (3)ビデオムービー交換レンズシステムとスティルカ
メラ用交換レンズシステムで、制御するために必要な各
種にデータを受け渡しするために定められている通信フ
ォーマットが異なるため、またデータ形式/制御形式が
異なるため、その整合をとるの3つの理由により必要と
される。
【0007】図4はビデオカメラに対してステイルカメ
ラ用レンズユニツトを、変換アダプタを介して接続した
状態のブロツク図である。
【0008】同図において、1点鎖線で示すマウント部
MT1、MT2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、カメラユニツトとレンズ
ユニツトの中間がアダプタである。
【0009】変換アダプタはカメラユニツトとレンズユ
ニツトとを光学的経路を考慮して接続するとともに、カ
メラとレンズとの間で互いに伝達されるデータを制御可
能な形態に変換し、必要に応じて補正をかけ、データ通
信路21、22を介して通信を行なうことにより相互に
制御可能となすものである。
【0010】1は撮影レンズ系を示すもので、焦点調節
を行なうためのフオーカシングレンズを備えている(以
下フオーカシングレンズ1とする)。2は入射光量を制
御する絞り(アイリス)で、3はフオーカシングレンズ
1によつて撮像面に結像された被写体像を光電変換して
撮像信号に変換するたとえばCCD等の撮像素子、4は
撮像素子より出力された撮像信号を所定のレベルに増幅
するプリアンプ、5はプリアンプ4より出力された、映
像信号にガンマ補正、ブランキング処理、同期信号の付
加等の所定の信号処理を施して規格化された標準テレビ
ジヨン信号に変換し、ビデオ出力端子より出力するプロ
セス回路である。プロセス回路5より出力されたテレビ
ジヨン信号はビデオ出力として図示しないビデオレコー
ダ、あるいは電子ビユーフアインダへと供給される。
【0011】13はプリアンプ4より出力される映像信
号中から被写体のコントラストの大小を判別できるよう
に設定された全域フイルタ、14は同じくプリアンプ4
より出力された映像信号中より合焦検出を行なうために
必要な高周波成分を抽出するバンドパスフイルタ、15
は映像信号中より被写体像のボケ幅(被写体のエツジ部
分の幅)検出回路で、合焦状態に近付くほど、被写体の
ボケ幅が小さくなる性質を利用して合焦検出を行なうも
のである。このボケ幅検出回路による合焦検出法につい
ては、たとえば、特開昭62−103616号公報等に
よつて知られているため、その詳細な説明は省略する。
【0012】16は被写体判別フイルタ13、バンドパ
スフイルタ14、ボケ幅検出回路15の出力にゲートを
かけ、撮像面上の指定領域内に相当する信号のみを通過
させるゲート回路で、後述するカメラマイコン18によ
り供給されるゲートパルスに従い、1フイールド分のビ
デオ信号中の指定領域に相当する信号のみを通過させ、
これによつて、撮像面内に任意の位置に高周波成分抽出
する通過領域すなわち合焦検出を行なう合焦検出領域の
設定を行なうことができる。
【0013】17はゲート回路16によつて抽出された
合焦検出領域内に相当する映像信号中より高周波成分の
ピーク値の得られた撮像画面内における水平、垂直方向
の位置を検出するピーク位置検出回路である。このピー
ク位置検出回路は、1フイールド基幹において検出され
たピーク位置が、合焦検出領域を水平、垂直方向に所定
個数のブロツクに分割したどのブロツクに位置するのか
を検出し、その水平、垂直座標を出力するものである。
【0014】またカメラマイコン18は、設定された合
焦検出領域内に相当する映像信号に基づいて、被写体に
対する合焦検出を行ない、焦点調節を行なう。すなわち
ボケ幅検出回路15より供給されたボケ幅情報とバンド
パスフイルタ14より供給された高周波成分のピーク値
情報を取り込み、1フイールド基幹におけるボケ幅が最
小に、高周波成分のピーク値が最大となる位置へとフオ
ーカシングレンズ1を駆動すべくフオーカシングモータ
の回転方向、回転速度、回転/停止等のフオーカス制御
命令をマウント部MT1を介してアダプタマイコン19
に伝達する。
【0015】この際カメラマイコン18はアダプタマイ
コン19からのレンズの絞り値及び焦点距離情報から被
写界進度を演算し、フオーカス制御命令を出している。
【0016】アダプタマイコン19はカメラマイコン1
8からのフオーカス制御命令を、レンズマイコン20に
伝え、制御可能とするためにデータを変換し、MT2を
介してレンズマイコン20に送る。その際レンズマイコ
ン20からのレンズ情報に基づき必要に応じた補正をか
けたフオーカス制御命令を伝える。
【0017】レンズマイコン20はアダプタマイコン1
9からのフオーカス制御命令をD/A変換器23にてア
ナログ信号に変換し、AFドライバ回路24へと供給し
、その結果フオーカス用アクチユエータ25を介してフ
オーカシングレンズ1が制御される。そして駆動結果は
、センサ26によつて検出され、センサアンプ27を介
して、A/D変換器28にてデイジタル信号に変換され
、レンズマイコン20へと供給される。このステータス
情報はレンズマイコン20より、アダプタマイコン19
を介してカメラマイコン18へと供給される。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、変換ア
ダプタを用いてステイルカメラシステム用交換レンズを
装着可能としても、ステイルカメラ用レンズには、広角
レンズ、標準レンズ、望遠レンズ、マクロレンズ、ソフ
トフォーカスレンズといった様々な種類があり、それら
には単焦点距離のものや焦点距離の可変できるズームレ
ンズもある。これらのレンズをAF制御するとき、計算
によって得られた各速度により実際にフォーカシングレ
ンズを動作させた場合、レンズによって実現速度が意図
した速度と異なることが少なくないため以下のような問
題がある。
【0019】(1)レンズによって制御速度が速く、合
焦近傍でフォーカシングレンズが安定せず、ハンチング
が生じる。
【0020】(2)レンズによって制御速度が遅く、合
焦に時間がかかったり、合焦に達しないことがある。
【0021】(3)大ボケ状態から合焦近傍までの制御
速度は適当でも合焦付近における制御速度が速くハンチ
ングがおこる。
【0022】(4)合焦付近における制御速度は適当で
も大ボケ状態から合焦近傍までの制御速度が遅く合焦近
傍まで達しないこともある。
【0023】(5)数多い多種のレンズ各々に対して別
々に制御を行うのは現実的でない。
【0024】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の問題点を
解決するためになされたもので、その特徴とするとこり
は、カメラ本体に対してレンズユニツトを着脱可能な交
換レンズシステムにおいて、前記カメラ本体側より出力
されフオーカシングレンズを駆動するための焦点制御情
報を、前記レンズユニツト内のフオーカシングレンズを
駆動可能な情報に変換するデータ変換手段を備え、前記
データ変換手段は、前記フオーカシングレンズの1駆動
ピッチ当りの最大デフォーカス量に応じて補正を加える
補正手段を有することを特徴とする交換レンズシステム
にあり、ようするにカメラ本体側より出力されフオーカ
シングレンズを駆動するための焦点制御情報を、前記レ
ンズユニツト内のフオーカシングレンズを駆動可能な情
報に変換するデータ変換手段を備え、前記データ変換手
段は、前記フオーカシングレンズの1駆動ピツチ当りの
最大デフオーカス量に応じて補正を加える機能を有する
交換レンズシステムにある。
【0025】
【作用】この補正手段の機能により、光学特性が類似し
補正量が同様な傾向にあるレンズに対してそれぞれ制御
速度の調節が行え、意図した制御速度が実現出来ること
で、レンズによるAF制御の性能のばらつきが抑えられ
、良好なAF制御が行えるようになる。
【0026】
【実施例】以下、本発明における交換レンズシステムを
、各図を参照しながらその一実施例について詳述する。
【0027】図1は本発明における変換アダプタを用い
てビデオカメラにステイルカメラ用のレンズユニツトを
接続した場合の構成を示す図であり、前述の図4と同一
構成部分については、同一符号を付して詳細な説明は省
略する。
【0028】同図中央の一点鎖線で示すマウント部MT
1、MT2を境にして、右側がカメラユニットCM、中
央が変換アダプタAD、左側がレンズユニットLSとな
っており、それぞれマイコン18、19、20を備えて
いる点は同様である。
【0029】アダプタマイコン19はカメラマイコン1
8からマウントMT1を介して伝達されてきたフオーカ
ス制御命令を、レンズマイコン20において解読かつ制
御可能となるようにデータを変換し、MT2を介してレ
ンズマイコン20に送る。その際レンズマイコン20か
ら得たレンズ情報に基づき、必要に応じた補正を補正手
段29により行なつてから、フオーカス制御命令をレン
ズに伝える。
【0030】レンズマイコン20はアダプタマイコン1
9からのフォーカス制御命令をD/A変換器23にてア
ナログ信号に変換し、AFドライバー回路24へと供給
し、フォーカス用アクチュエータ25を介しフォーカシ
ングレンズ1が制御される。駆動結果を、絞りセンサー
26にて検出し、センサーアンプ27を通し、A/D変
換器28にてデジタル信号に変換し、レンズマイコン2
0に出力する。
【0031】ここで、変換アダプタAD内のアダプタマ
イコン15の役割と、データ変換について説明する。
【0032】ビデオカメラ側よりのAF制御信号はDC
モータを対象とした”絞りが開放のときの撮像面上にお
ける錯乱円径の変化速度”及び”駆動方向”という形で
正規化して送られてくる。
【0033】これに対してステイルカメラ用レンズのA
F制御用信号は”レンズ内にあるパルスモーターの駆動
パルス数”及び”駆動方向”という形で送る必要がある
。そのため変換アダプター内ではこの2者間の関係に基
づいてデータを変換しなければならない。
【0034】ここで、レンズ側よりそのレンズ固有のデ
ータとして例えばフォーカシングパルスモーターの1パ
ルス当たりのフオーカシングレンズ繰り出し量(FLK
)、及びフォーカシングレンズ繰り出し量とデフォーカ
スの係数(DFC)とが送られて来るものとする。また
レンズ固有の開放F−No(F)も送られて来るものと
する。
【0035】ビデオカメラよりのAF制御情報における
駆動表現は、言い換えれば”速度+方向”での駆動であ
るということができる。ところで、ステイルカメラ用レ
ンズに内蔵されている駆動手段は、通常その高速応答性
からパルスモーターが用いられているが、パルスモータ
ーにおいては”速度”という形態は正確にはとり得ない
。上記のようにパルスモーターは、その1パルスの駆動
には意味を持つが、その1パルス駆動に必要とする時間
はスティルカメラ用レンズからは得られないからである
【0036】すなわちステイルカメラの要求される仕様
は高速性であり、そしてレンズの性能によってその速度
が変化する。したがつて、ステイルカメラで速度制御を
考えるには、疑似的な方法により速度という形態を作成
しなければならない。
【0037】そこで本発明においては、一定の基本周期
”T”を持ちその間隔毎に”xパルス”駆動する、所謂
デユーテイ駆動という方式をとることにより、この疑似
的手段を達成することとした。
【0038】さて、この場合にパルスモーターの1パル
ス当たりのデフオーカス量Dは(1)式にて表わされる
【0039】         D  =  DFC  ×  FLK
                      ・・・
(1)前述のように、FLKはフオーカシングパルスモ
ーターの1パルス当たりのフオーカシングレンズ繰り出
し量、DFCはフオーカシングレンズ繰り出し量とデフ
オーカスの係数である。
【0040】ここで、Dmを最大デフォーカス量、Pを
Pパルス駆動した場合にデフオーカス量が0となるよう
なパルス数とすれば、(2)式のような関係がある。
【0041】         Dm  /  D  =  P   
                         
・・・(2)このDmを用いると絞り開放状態における
最大錯乱円径δmは(3)式のように求められる。
【0042】         δm  =  Dm  /  F  
                        ・
・・(3)ここでFはレンズの開放F−Noである。
【0043】又、ある速度Vn(mm/sec)でこの
錯乱円径を0にしようとした場合必要とする時間Ttは
(4)式のようになる。
【0044】         Tt  =  δm  /  Vn 
 (sec)            ・・・(4)な
おここでサフイツクスのnはカメラよりの駆動速度の種
類を表わし、例えばn=0〜15とした場合駆動速度の
種類が16種類あることを示す。
【0045】このときにかかる駆動回数Rは、Tを1回
当たりの駆動周期とすれば(5)式のようになる。
【0046】         R  =  Tt  /  T   
                         
・・・(5)そこで最大錯乱円径を0にするときの単位
駆動当たりのパルス数xを求めると(6)式のようにな
る。
【0047】         x  =  P  /  R    
                         
 ・・・(6)(6)式に(1)〜(5)式を代入し変
形すれば(7)式が求められる。
【0048】         x  =  (T×F×Vn)/(D
FC×FLK)    ・・・(7)(7)式を変形す
れば速度Vnは(8)式のように表わされる。
【0049】         Vn  =  (x×DFC×FLK
)/(T×F)    ・・・(8)(8)式がビデオ
カメラより与えられる正規化された速度情報とレンズに
与える駆動情報との関係式である。 (8)式において駆動パルス数を固定すればカメラから
与えられた速度を疑似的に達成するためには、以下の(
9)式で表わされる周期Tにてレンズが駆動されるよう
な駆動命令をレンズに対して与えれば良いこととなる。
【0050】         T  =  (x×DFC×FLK)
/(Vn×F)    ・・・(9)なお本発明によれ
ば、(9)式においてレンズの状態によつて変化する情
報と変化しない情報に分離し、初期のうちにレンズの状
態によつて変化しない部分の演算を行ない、それをテー
ブルとしてアダプタマイコン内に持ち、そのデータとレ
ンズの状態によつて変化するデータが変化した場合に演
算を再実行する方式をとり、演算の簡略化、高速化を図
っている。
【0051】(9)式において、F、FLKは前者の情
報であり、DFCは後者のの情報である。またxは一回
の駆動パルス数であり、定数として考えることができ、
またVnはフオーマツトによつて定められる速度である
ので例えばV0〜V15まで16段階の速度があつたと
すると、それぞれの速度は定数として扱うことができる
【0052】したがつて、以下の(10)式のような定
数Cをあらかじめ演算しそれをマイコン内に保存してお
き、DFCが変化する毎に以下の(11)式に示すよう
な演算を速度Vnについてそれぞれ行ない、その結果を
マイコン内の速度テーブルとし、カメラよりの駆動コマ
ンドが与えられた場合、上記テーブルのデータを参照し
て得られた駆動周期ごとに一定のパルス数によるレンズ
駆動命令をレンズへと出力すればよい。
【0053】         C  =  (x×FLK)/F  
                    ・・・(1
0)        T  =  C×DFC/Vn 
                       ・・
・(11)以上が、本発明において、変換アダプタ装置
によつて行なわれる、カメラ側からのビデオカメラ用駆
動信号を、ステイルカメラ用レンズの駆動信号に変換す
るための演算である。
【0054】次に本発明におけるアダプタマイコンの制
御動作を図2に示すフローチヤートを用いて説明する。
【0055】フローをスタートすると、S21において
、通信によりレンズのデータ情報を読み込む。
【0056】S22では、フォーカシングレンズを制御
すべく、カメラからのフォーカス制御命令(速度命令V
0〜V15)に対応するレンズ側のフォーカシングレン
ズ駆動速度を、上式に基づく演算または変換テーブルか
らレンズ情報に基づいて求め、S23では(10)、(
11)式により、駆動周期Tを求める。
【0057】このように得られた各速度で実際にフォー
カシングレンズを動作させた場合、レンズによって実現
速度が意図した速度と異なることが少なくないため補正
をかける必要性がある。
【0058】しかし、その補正も多種類のレンズに対し
て個々に対応させるのはマイコンの容量を考慮すると非
効率的で望ましくない。
【0059】本発明はレンズの固有のデータから概述し
た速度を求める過程で得られる1ピツチ当りの最大デフ
オーカス量によって補正量を決めることで、各レンズが
光学特性別に同様な補正を行う傾向にあるものに分類で
き、多種の交換レンズ群に対して、効率的な補正が行な
えるものである。
【0060】S24はその1ピツチ当りの最大デフオー
カス量からレンズを分類し、あらかじめ決めてあるその
1ピッチ当りの最大デフオーカス量に対応した補正方法
を選定する。
【0061】S25でカメラと通信を行い、S26でA
F制御用データを取り出す。S27にて与えられたAF
制御命令が実際にモータを駆動する駆動命令か否かの判
定を行う。駆動命令でなければS25に戻る。駆動命令
であればS28以下の処理を行う。S28ではAF制御
用データからS24にて選定した補正が必要かどうか判
定する。補正を行わない場合はS30に、補正を行う場
合はS29でその補正量を計算する。ここでは駆動周期
を変えることにより、補正を行うものとする。(速度を
補正する方法は駆動パルスの量を変化させても行える。 )S30では一定駆動パルス数をレンズにフオーカシン
グモータ駆動命令の形で出力する。具体的にはフオーカ
シングモータ駆動コマンドに対応するコード及び駆動パ
ルス数を並列−直列変換してシリアル通信の形態でレン
ズに送る。
【0062】さらにS23、後述のS38において求め
た駆動周期のうち、駆動命令の速度情報に対応した駆動
周期を基にS31にて駆動周期作成用のタイマーをスタ
ートさせる。
【0063】S32にてタイマーの終了(次の駆動パル
ス出力タイミング)を判定し、タイマーが終了していれ
ば、S30へと復帰して再度駆動パルスをレンズに対し
て出力する。
【0064】タイマーが終了していなければ、カメラよ
りのコマンドをS33、34にてチエツクし、S35に
て駆動命令が変化している場合にはS27に戻り、駆動
周期を変更して再度レンズに対して駆動命令を出力する
【0065】S35において駆動命令が変化していなけ
ればS36にてレンズとの通信を行なうことによりDF
Cの値を得る。この値をS37にて今までの値との比較
を行ない、変化していない場合にはS32へと復帰して
タイマーの終了チエツクを継続して行ない、変化してい
る場合にはS38にて再度(11)式に従つて速度毎の
駆動周期の演算を行ない、S32にて駆動周期終了を確
認した後、S30に戻り新しい駆動周期でレンズに対し
て駆動命令を出力する。
【0066】以上の処理を繰り返し行なう。
【0067】ここで、図2のS24に示す制御方法(補
正方法)の選定の一例を、図3に示すフローチヤートを
用いて具体的に説明する。
【0068】S40において1ピッチ当りの最大デフオ
ーカス量を読み込み、そのレンズが補正を行うものかど
うかS41において判定する。補正が必要でない場合に
はS42へと進み、補正フローを抜ける。
【0069】S41で補正が必要と判定された場合には
、S43へと進み、補正が必要なレンズに対して、その
それぞれの補正方法をセットする。1ピツチ当りの最大
デフオーカス量がS44において0.01mm未満なら
ば、S4S45において補正1を施す。S46において
0.0mm1以上〜0.02mm未満ならばS47にお
いて補正2を施す。またS48において0.02mm以
上ならばS49において補正3による補正を施すという
ものである。
【0070】そして、例えば補正1ではフオーカシング
レンズ駆動制御速度V0 〜V15の16速のうち、V
0 〜V5 までは速度が上がるように補正し、V10
〜V15までは速度が下がるように補正する。
【0071】また補正2ではV0 〜V5 までは速度
が下がるように補正し、V10〜V15までは速度が上
がるように補正し、補正3も同様にそのレンズの特性に
応じて速度の補正を行なうという具合いに、フオーカシ
ングレンズの1ピッチ当りの最大デフオーカス量に対し
て何種類かの補正方法でフオーカス制御を行う。
【0072】これによつて、本来ビデオカメラ用のフオ
ーマツトに適合しないステイルカメラ用レンズユニツト
等を接続することが可能となり、しかも個々のレンズの
特性の違い、ばらつき等に対しても、適切な補正を施す
ことができ、専用レンズの如く制御することができるも
のである。
【0073】
【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、前記カメラ本体側より出力さ
れフオーカシングレンズを駆動するための焦点制御情報
を、前記レンズユニツト内のフオーカシングレンズを駆
動可能な情報に変換するデータ変換手段を備えるととも
に、データ変換手段にフオーカシングレンズの1駆動ピ
ッチ当りの最大デフオーカス量に応じて補正を加える機
能を備えたので、光学特性が類似し補正量が同様な傾向
にあるレンズに対してそれぞれ制御速度の調節が行え、
意図した制御速度が実現出来ることで、レンズによるA
F制御の性能のばらつきが抑えられ、良好なAF制御が
行えるようになり、ステイルカメラシステム用の交換レ
ンズ群をビデオムービーの交換レンズシステムのカメラ
と接続した場合において均一性のある良好なAF制御が
効率よく行える。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の交換レンズシステムにおけるアダプタ
装置の構成の一実施例を示すブロツク図である。
【図2】本発明の交換レンズシステムにおけるアダプタ
装置の制御動作のを示すフローチヤートである。
【図3】本発明の交換レンズシステムにおけるアダプタ
装置の制御動作における補正手段の処理を説明するため
のフローチヤートである。
【図4】ビデオカメラにおける交換レンズシステムの構
成を示すブロツク図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  カメラ本体に対してレンズユニツトを
    着脱可能な交換レンズシステムにおいて、前記カメラ本
    体側より出力されフオーカシングレンズを駆動するため
    の焦点制御情報を、前記レンズユニツト内のフオーカシ
    ングレンズを駆動可能な情報に変換するデータ変換手段
    を備え、前記データ変換手段は、前記フオーカシングレ
    ンズの1駆動ピッチ当りの最大デフォーカス量に応じて
    補正を加える補正手段を有することを特徴とする交換レ
    ンズシステム。
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DE69225156T DE69225156T2 (de) 1991-02-01 1992-01-31 Konvertierer für Kamera mit auswechselbaren Linsen
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