KR20210052266A

KR20210052266A - 렌즈 장치 및 촬상 시스템

Info

Publication number: KR20210052266A
Application number: KR1020200137404A
Authority: KR
Inventors: 고지 오카다
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2019-10-30
Filing date: 2020-10-22
Publication date: 2021-05-10
Also published as: US20220308424A1; CN112752000B; US20210132470A1; EP4383005A1; US11385527B2; EP3817358A1; JP7483349B2; US11656537B2; CN112752000A; CN116887026A; JP2024061884A; JP2021071578A

Abstract

촬상 장치에 대하여 부착 및 분리 가능한 렌즈 장치는, 촬상 광학계, 제1 형상의 마운트부, 및 통신부를 포함한다. 제1 렌즈 장치는 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 마운트부를 포함하고, 제1 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신 가능하다. 제2 렌즈 장치는 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능하지 않은 제2 형상의 마운트부를 포함하고, 제2 렌즈 장치는, 중간 어댑터를 통해서 촬상 장치에 부착 가능하고, 제1 통신 방식과는 상이한 제2 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신 가능하다. 통신부는 제2 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신 가능하며, 제1 통신 방식을 사용해서는 촬상 장치와 통신 불가능하다.

Description

렌즈 장치 및 촬상 시스템{LENS APPARATUS AND IMAGE PICKUP SYSTEM}

본 발명은 촬상 장치에 대하여 부착 및 분리 가능한 렌즈 장치에 관한 것이다.

교환 렌즈식 카메라 시스템에서는, 카메라에 대하여 구형의 교환 렌즈와 신형의 교환 렌즈가 분리 가능하게 부착될 수 있다. 따라서, 카메라는 어느 타입의 교환 렌즈의 사양에도 호환 가능한 것이 요구된다.

일본 특허 공개 공보 제2012-128203호는, 구형의 교환 렌즈와 신형의 교환 렌즈가 상이한 통신 방식을 지원하는 경우, 부착된 교환 렌즈의 종류에 따라 통신 방식을 전환하는 카메라가 개시하고 있다.

최근, 종래의 교환 렌즈에 비하여 백 포커스가 짧은 미러리스 카메라용의 교환 렌즈가 제안되고 있다. 백 포커스가 짧아지면 백 포커스가 긴 광학계에 비하여 더욱 효과적으로 렌즈 전체 길이에 대한 설계 자유도가 향상되고, 결과적으로 다양한 수차를 용이하게 보정할 수 있게 된다. 또한, 백 포커스가 긴 교환 렌즈에는 구형의 통신 방식을 제공하고, 백 포커스가 짧은 교환 렌즈에는 신형의 통신 방식을 제공하는 카메라 시스템 등도 제안되고 있다.

그러나, 미러리스 카메라용의 교환 렌즈는 항상 신형의 통신 방식이 필요한 것은 아니다. 예를 들어, 매크로 렌즈나 초광각 렌즈는, 오토포커스(AF) 속도 또는 동적 피사체에 대한 추종성이 스포츠 촬영을 위한 망원 렌즈보다 더 자주 필요하지 않고, 따라서 더 높은 통신 속도의 신형의 통신 방식(더 높은 통신 성능)이 필요하지 않다. 또한, 신형의 통신 방식에 호환 가능한 고성능 CPU를 탑재한 반도체 칩은 구형의 통신 방식에 호환 가능한 CPU를 탑재한 반도체 칩보다 더 큰 풋프린트를 갖기 쉽기 때문에, 광학계의 설계 자유도(광학 설계의 자유도)가 좁아질 수 있다.

본 발명은, 광학 설계 자유도와 통신 성능 모두를 각각 향상시킬 수 있는 렌즈 장치 및 촬상 시스템을 제공한다.

촬상 장치에 대하여 부착 및 분리 가능한 렌즈 장치는, 촬상 광학계, 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 제1 형상의 마운트부, 및 촬상 장치와 통신 가능한 통신부를 포함한다. 제1 렌즈 장치 및 제2 렌즈 장치를 포함하는 복수의 렌즈 장치 중 어느 하나는 촬상 장치에 대하여 직접적으로 또는 중간 어댑터를 통해서 부착 및 분리 가능하다. 제1 렌즈 장치는 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 마운트부를 포함하며, 제1 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신 가능하다. 제2 렌즈 장치는 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능하지 않은 제2 형상의 마운트부를 포함하고, 제2 렌즈 장치는, 중간 어댑터를 통해서 촬상 장치에 부착 가능하며, 제1 통신 방식과는 상이한 제2 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신 가능하다. 통신부는 제2 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신 가능하며, 제1 통신 방식을 사용해서는 촬상 장치와 통신 불가능하다.

상기 렌즈 장치를 포함하는 촬상 시스템은 또한 본 발명의 다른 양태를 구성한다.

본 발명의 추가의 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 본 실시형태에 따른 카메라 시스템을 설명한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 실시형태에 따른 마운트부의 구성을 도시한다.
도 3은 본 실시형태에 따른 카메라와 제1 렌즈 장치의 회로 구성을 도시한다.
도 4는 본 실시형태에 따른 카메라, 중간 어댑터, 및 제2 렌즈 장치의 회로 구성을 도시한다.
도 5는 본 실시형태에 따른 카메라와 제3 렌즈 장치의 회로 구성을 도시한다.
도 6a 내지 도 6e는 본 실시형태에 따른 TYPE 단자의 주변 회로를 개략적으로 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 실시형태에 따른 비동기 통신을 설명한다.
도 8은 본 실시형태에 따른 클럭 동기 통신을 설명한다.

이제, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 실시형태에 대해서 설명하기에 앞서, 본 명세서에서 사용되는 용어에 대해서 설명한다. 본 명세서에서, 마운트부(또는 유닛)는, 카메라(촬상 장치), 중간 어댑터, 및 교환 렌즈(렌즈 장치) 각각에 제공되는 커넥터이다. 각각의 마운트부는, 복수의 전기 접점을 갖고, 카메라에 중간 어댑터 또는 교환 렌즈가 부착(또는 장착)되면, 마운트부에 제공된 전기 접점이 서로 접촉한다. 즉, 마운트부는, 카메라와 어댑터 또는 교환 렌즈를 서로 기계적으로 연결하는 기능뿐만 아니라 이들을 서로 전기적으로 연결하는 기능도 갖는다.

백 포커스란, 촬상 광학계의 상면에 가장 가까운 렌즈면으로부터 상면까지의 공기 변환 거리(air conversion length)를 말한다. 플랜지 백이란, 카메라의 마운트부의 마운트 기준면으로부터 카메라에 내장된 이미지 센서(촬상 소자)의 촬상면까지의 거리를 말한다. 즉, 플랜지 백은 교환 렌즈 상의 마운트부의 마운트 기준면으로부터 상면까지의 거리이다.

이제, 첨부의 도면을 참조하여, 본 실시형태에 따른 교환 렌즈에 대해서 상세히 설명한다. 각각의 도면에서, 동일한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.

카메라 시스템

이제, 도 1을 참조하여, 본 실시형태에 따른 카메라 시스템에 대해서 설명한다. 도 1은, 카메라 시스템(촬상 시스템)(10)의 설명도이고, 카메라(촬상 장치)(100), 교환 렌즈(렌즈 장치)(200, 300, 및 600), 및 중간 어댑터(400 및 500) 사이의 상호 관계를 도시한다. 도 1에서 화살표로 나타낸 장치는, 장치의 마운트부가 연결 및 부착 가능한 것을 나타내고 있다. 교환 렌즈(200 및 600)는 카메라(100)에 대하여 직접적으로 부착 및 분리 가능하다. 교환 렌즈(300)는, 중간 어댑터(400)를 통해서 카메라(100)에 대하여 간접적으로 부착 및 분리 가능하다. 상술한 바와 같이, 카메라 시스템(10)은, 적어도, 카메라(100) 및 교환 렌즈(200, 300, 및 600) 중 하나를 포함한다. 카메라 시스템(10)은 중간 어댑터(400 및 500) 등의 액세서리를 포함할 수 있다.

카메라(100)는 CMOS 센서 등의 이미지 센서(180)를 갖는다. 이미지 센서(180)는, 카메라(100)에 장착된 교환 렌즈(예를 들어, 교환 렌즈(200, 300, 및 600) 중 임의의 것)의 촬상 광학계에 의해 형성된 피사체 상(광학 상)을 광전 변환하고, 전기 신호(화상 데이터)를 출력한다.

교환 렌즈(제1 렌즈 장치)(200)는, 피사체 상을 형성하는 촬상 광학계(280)를 갖고, 카메라(100)에 대하여 직접적으로 또는 중간 어댑터(500)를 통해서 부착 가능하다. 여기서, 교환 렌즈(200)의 마운트부(250) 및 중간 어댑터(500)의 마운트부(550a)는 각각 카메라(100)의 마운트부(150)와 계합 가능한 제1 형상의 마운트부의 역할을 한다. 중간 어댑터(500)의 마운트부(550b)는 마운트부(150)와 동일 형상을 갖는다.

교환 렌즈(제2 렌즈 장치)(300)는, 피사체 상을 형성하는 촬상 광학계(380)를 갖고, 카메라(100)에 대하여 직접적으로 부착 가능하지 않다. 교환 렌즈(300)의 마운트부(350)는, 카메라(100)의 마운트부(150)와 계합 가능하지 않은 제2 형상의 마운트부이다. 그러므로, 교환 렌즈(300)는, 마운트부(150)와 계합 가능한 마운트부(450a) 및 마운트부(350)와 계합 가능한 마운트부(450b)를 갖는 중간 어댑터(400)를 통해서 카메라(100)에 부착된다.

교환 렌즈(제3 렌즈 장치)(600)는, 피사체 상을 형성하는 촬상 광학계(680)를 갖고, 카메라(100)에 대하여 직접적으로 또는 중간 어댑터(500)를 통해서 부착 가능하다. 교환 렌즈(600)의 마운트부(650)도 카메라(100)의 마운트부(150)와 계합 가능한 제1 형상의 마운트부이다.

본 실시형태에 따른 카메라(100)는, 광로 상에 퀵 리턴 미러나 하프 미러가 배치되어 있지 않은 소위 미러리스 타입 카메라이다. 촬상 광학계(280 및 680)는, 카메라(100) 용으로 설계된 소위 숏 백 광학계(short-back optical system)이다. 촬상 광학계(380)는, 광로 상에 미러가 배치되어 있는 카메라용으로 설계된 광학계일 수 있다. 촬상 광학계(680)의 백 포커스(d1[mm])(촬상 광학계(280)가 줌 렌즈인 경우에는 광각 단부에서의 백 포커스) 및 플랜지 백(d2[mm])은 이하의 조건식 (1) 및 (2) 중 적어도 하나를 충족할 수 있다:

10≤d1≤30 (1)

14≤d2≤22 (2)

조건식 (1) 및 (2) 중 적어도 하나를 충족함으로써, 촬상 광학계(280 및 680)의 각각의 광학 설계 자유도가 향상될 수 있고, 다양한 수차가 만족스럽게 보정되는 촬상 광학계가 제공된다.

마운트부의 구성

이제, 도 2a 내지 도 2d를 참조하여, 마운트부(150, 250, 450b, 및 350)의 구성에 대해서 설명한다. 도 2a 내지 도 2d는 각각 마운트부(150, 250, 450b, 및 350)의 구성도이다. 도 2a는 피사체 측에서 본 카메라(100)의 마운트부(150)를 나타낸다. 도 2b는 상 측에서 본 교환 렌즈(200)의 마운트부(250)를 나타낸다. 도 2c는 피사체 측에서 본 중간 어댑터(400)의 마운트부(450b)를 나타낸다. 도 2d는 상 측에서 본 교환 렌즈(300)의 마운트부(350)를 나타낸다.

도 2a에 나타나는 마운트부(150)는, 미리결정된 플랜지 백을 확보하기 위한 링 형상의 마운트 기준면(151)을 포함한다. 마운트 기준면(151)의 내측에는, 둘레 방향의 3개의 위치에 바요넷 갈고리(bayonet claw)(152a, 152b, 152c)가 제공된다. 마운트부(150)는 대향하는 마운트부(250, 450a, 550a, 및 650)를 마운트부(150)에 바요넷 결합할 때에 위치결정 로크 핀(153)을 가지기 때문에, 로크 핀(153)은 마운트 기준면(151)으로부터 돌출하고 당겨진다. 장착 완료 위치까지 마운트부(150)와 중간 어댑터(500) 또는 교환 렌즈(200 및 600)의 마운트부가 상대 회전하면, 이들 마운트부에 제공된 계합 구멍이 로크 핀(153)과 계합한다.

바요넷 갈고리(152a, 152b, 및 152c)의 내측 영역에는, 카메라측 접점 보유지지부(154)가 제공된다. 카메라측 접점 보유지지부(154)는, 전기 접점(카메라측 전기 접점)(1001 내지 1012)을 보유지지한다. 마운트부(550b)는, 도 2a에 나타나는 마운트부(150)와 동일한 구성을 갖는다.

도 2b에 도시되는 마운트부(250)는 플랜지 백의 기준면인 링 형상의 마운트 기준면(251)을 갖는다. 마운트 기준면(251)의 내측에는, 둘레 방향의 3개의 위치에 바요넷 갈고리(252a, 252b, 및 252c)가 제공된다. 마운트부(250)는 계합 구멍(253)을 갖는다. 계합 구멍(253)은, 카메라(100) 상에의 교환 렌즈(200)의 장착이 완료될 때에 로크 핀(153)과 계합한다. 바요넷 갈고리(252a, 252b, 및 252c)의 내측 영역에는, 접점 보유지지부(254)가 제공된다. 접점 보유지지부(254)는 전기 접점(2001 내지 2012)을 보유지지한다. 마운트부(450a, 550a, 및 650)의 각각은 도 2b에 나타내는 마운트부(250)와 동일한 구성을 갖는다.

도 2c에 나타내는 마운트부(450b)는, 마운트부(150)와 유사하게, 마운트 기준면(451), 바요넷 갈고리(452a, 452b, 및 452c), 및 접점 보유지지부(454)를 갖는다. 단, 바요넷 갈고리(452a, 452b, 및 452c)의 길이 및 바요넷 갈고리들 사이의 간격은, 마운트부(150)의 바요넷 갈고리(152a, 152b, 및 152c)와는 상이하다.

도 2d에 나타내는 마운트부(350)는, 마운트부(250)와 유사하게, 마운트 기준면(351), 바요넷 갈고리(352a, 352b, 및 352c), 및 접점 보유지지부(354)를 갖는다. 단, 바요넷 갈고리(352a, 352b, 352c)의 길이 및 인접하는 바요넷 갈고리 사이의 간격은 마운트부(250)의 바요넷 갈고리(252a, 252b, 및 252c)와는 상이하다. 도 2a 내지 도 2d에 도시된 각각의 전기 접점은, 이것이 전기를 운반할 수 있는 한 핀 형상 또는 접편(contact piece) 중 어느 것이어도 된다.

회로 구성

이제 도 3을 참조하여, 카메라(100)에 부착되는 교환 렌즈(200)에 대해서 설명한다. 도 3은, 카메라(100)와 교환 렌즈(제1 렌즈 장치)(200)의 회로 구성도이며, 카메라(100)에 연결되는 교환 렌즈(200)를 나타낸다. 교환 렌즈(200)와 카메라(100)는, 마운트부(150 및 250)에 제공된 복수의 전기 접점의 일부에 의해 형성되는 통신로를 통해서 서로 통신할 수 있다. 교환 렌즈(200)와 카메라(100)는 후술하는 제1 통신, 제2 통신, 및 제3 통신을 행할 수 있다. 제1 통신은, 클럭 동기 통신(제2 통신 방식) 또는 비동기 통신(제1 통신 방식)에서 수행된다.

카메라 제어부(통신부)(101)는, 마운트부(150)에 제공된 전기 접점의 출력을 제어하고 전기 접점에 입력된 신호를 처리함으로써, 카메라(100)에 장착된 교환 렌즈(200, 400, 및 600) 등과 카메라(100) 사이의 통신을 제어한다. 카메라 전원 유닛(103)은, 카메라(100)의 각각의 구성요소, 및 카메라(100)에 부착된 교환 렌즈 및 중간 어댑터를 동작시키기 위해서 사용되는 전원이다. 카메라 전원 유닛(103)은, 복수의 상이한 전압을 생성할 수 있고, 카메라(100)의 각각의 구성요소와, 카메라(100)에 부착되는 교환 렌즈 및 중간 어댑터에 각각의 전압의 전력을 공급한다. 전원 전환 유닛(104)은 제1 통신 I/F(인터페이스) 유닛(102a)에 전력을 공급한다. 전원 전환 유닛(104)은, 전원 유닛(103)으로부터 상이한 전압값을 갖는 상이한 2개 전원을 공급받고, 카메라 제어부(101)의 제어하에 제1 통신 I/F(인터페이스) 유닛(102a)에 공급되는 전원을 전환한다.

렌즈 제어부(201)는, 마운트부(250)에 제공된 전기 접점의 출력을 제어하고 전기 접점에 입력된 신호를 처리함으로써, 카메라(100)와 교환 렌즈(200) 사이에서 수행되는 통신을 제어한다. 렌즈 전원 유닛(203)은, 카메라(100)로부터 공급된 전원으로부터 미리결정된 전압의 전원을 생성하고, 전원을 렌즈 제어부(201) 및 렌즈측 통신 I/F 유닛(202)에 공급한다.

전기 접점(1001 및 2001)은, 주로 카메라(100)와 교환 렌즈(200) 사이에서 수행되는 통신 및 기타의 제어 연산에 사용되는 전력(제어 전력)을 카메라(100)의 전원 유닛(103)으로부터 교환 렌즈(200)에 공급하기 위해서 사용되는 단자이다. 이하, 전기 접점(1001 및 2001)을 VDD 단자(1001 및 2001)라고도 칭한다. 본 실시형태에서, VDD 단자(1001)에 의해 교환 렌즈(200)에 공급되는 전력의 전압(VDD 전압)은 5.0V이다.

전기 접점(1002 및 2002)은, 주로, 모터 등의 구동계(구동 회로 유닛(204))의 동작에 사용되는 전력(구동 전력)을 카메라(100)로부터 교환 렌즈(200)에 공급하기 위해서 사용되는 단자이다. 이하, 전기 접점(1002 및 2002)을 VBAT 단자(1002 및 2002)라고도 칭한다. 본 실시형태에서, VBAT 단자(1002)에 의해 교환 렌즈(200)에 공급되는 전력의 전압은 4.5V이다. VDD 단자 및 VBAT 단자를 총칭해서 전원계 단자라 칭한다.

전기 접점(1012 및 2012)은, 카메라(100)와 교환 렌즈(200)의 통신 제어계 회로를 접지하기 위한 단자 또는 VDD 단자에 대응하는 접지 단자이다. 이하, 전기 접점(1012 및 2012)을 DGND 단자(1012 및 2012)라고도 칭한다.

전기 접점(1004 및 2004)은, 카메라(100)와 교환 렌즈(200)에 제공된 모터 등을 포함하는 구동계 회로를 접지하기 위한 단자 또는 VBAT 단자에 대응하는 접지 단자이다. 이하, 전기 접점(1004 및 2004)을 PGND 단자(1004 및 2004)라고도 칭한다. DGND 단자와 PGND 단자를 총칭해서 접지 단자라고도 칭한다.

전기 접점(1005 및 2005)은, 카메라(100)에 교환 렌즈(200)가 부착된 것을 검지하기 위한 단자이다. 카메라 제어부(101)는, 전기 접점(1005)의 전압 레벨에 기초하여, 카메라(100)에 대한 교환 렌즈(200)의 부착 및 분리를 검지한다. 카메라 제어부(101)가 교환 렌즈의 부착을 검지하면, VDD 단자(1001) 및 VBAT 단자(1002)를 통해서 교환 렌즈(200)로의 전력 공급이 개시된다. 이하, 전기 접점(1005 및 2005)을 MIF 단자(1005 및 2005)라고도 칭한다.

전기 접점(제1 전기 접점)(1003) 및 전기 접점(2003)은, 카메라(100)에 직접적으로 또는 중간 어댑터를 통해서 간접적으로 부착된 교환 렌즈의 종류를 판정할 수 있게 하기 위한 단자이다. 전기 접점(1003 및 2003)을 TYPE 단자라고도 칭한다. 종류를 판정하는 방법에 대해서는 후술한다.

전기 접점(1006 내지 1008) 및 전기 접점(2006 내지 2008)은 제1 통신에 사용되는 단자이다. 제1 통신은, 카메라(100)와 교환 렌즈(200) 사이에서 수행되는 통신이며, 교환 렌즈(200)의 ID 정보(개체 정보), 촬영에 필요한 정보, 제어 지시 등을 송신/수신한다. 전기 접점(2006 및 2008)은 교환 렌즈(200)에서 3.0V로 풀업(pull up)된다. 전기 접점(1007 및 1008)은 카메라(100)에서 3.0V로 풀업된다. 이에 의해, 제1 통신의 통신 전압은 3.0V가 된다(제1 전압).

전기 접점(1009 및 2009)은 제2 통신에 사용되는 단자이다. 제2 통신은, 교환 렌즈(200)로부터 카메라(100)로 데이터를 일방향으로 송신을 하기 위한 통신이다. 제2 통신의 통신 전압은 렌즈측 통신 I/F 유닛(202)의 구동 전압과 동일한 3.0V이다.

전기 접점(1010, 1011, 2010, 및 2011)은 제3 통신에 사용되는 단자이다. 제3 통신은, 카메라(100)와 교환 렌즈(200) 사이에서 수행되는 통신, 및 중간 어댑터(500)가 연결되어 있는 경우에는, 카메라(100), 교환 렌즈(200), 및 중간 어댑터(500) 사이에서 상호 수행되는 통신이다. 전기 접점(1010 및 1011)은 카메라(100)에서 풀업된다. 이에 의해, 제3 통신의 통신 전압은 3.0V이다.

이제 도 4를 참조하여, 카메라(100)에 중간 어댑터(400)를 통해서 부착되는 교환 렌즈(300)에 대해서 설명한다. 도 4는, 카메라(100), 중간 어댑터(400), 및 교환 렌즈(제2 렌즈 장치)(300)의 회로 구성도이며, 카메라(100)에 중간 어댑터(400)를 통해서 부착되는 교환 렌즈(300)를 도시한다.

교환 렌즈(300)는, 카메라(100)와 제2 통신 또는 제3 통신을 수행할 수 없지만, 제1 통신을 수행할 수 있다. 제1 통신은 클럭 동기 통신에 의해 수행된다. 중간 어댑터(400)는, 카메라(100)와 통신하며, 도시되지 않은 조작 부재의 조작에 따른 처리를 수행하는 어댑터 제어부(401)를 갖는다. 조작 부재의 조작은, 조작 입력 유닛(402)을 통해서 어댑터 제어부(401)에 전달된다.

마운트부(450a)는, 전술한 교환 렌즈(200)의 마운트부(250)와 유사하다. 단, 중간 어댑터(400)의 내부 회로와 교환 렌즈(200)의 내부 회로는 서로 상이하다. 더 구체적으로는, 제1 통신에 사용되는 DCL 단자(2006), DLC 단자(2007), 및 LCLK 단자(2008)는, 중간 어댑터(400)에서 어댑터 제어부(401)에 연결되지 않고, 마운트부(450b)의 대응하는 전기 접점까지 스루-배선(through-wired)된다. 한편, 제3 통신에 사용되는 DCA 단자(2010) 및 CS 단자(2011)는, 중간 어댑터(400)에서 어댑터 제어부(401)에 연결된다.

제2 통신에 사용되는 DLC2 단자(2009)는, 중간 어댑터(400)에서 저항을 통해서 DGND 단자(2012)와 동일한 레벨로 풀다운(pull down)된다. 이것은, 교환 렌즈(300)와 카메라(100)는 제2 통신을 수행하지 않기 때문이다.

TYPE 단자(2003)는, 중간 어댑터(400)에서 저항(422)을 통해서 DGND 단자(2012)와 동일한 레벨로 풀다운된다. 저항(422)은 교환 렌즈(200)의 저항(222)과는 상이한 저항값을 갖는다. 이에 의해, 카메라(100)에 중간 어댑터(400)를 통해서 교환 렌즈(300)가 부착되는 경우와 교환 렌즈(200)가 부착되는 경우 사이에서, 전기 접점(TYPE 단자)(1003)의 전압을 다르게 할 수 있다.

이어서, 마운트부(450b 및 350)에 제공된 전기 접점에 대해서 설명한다. 전기 접점(3001 및 4001)은, 모터 등과 같은 구동계(구동 회로 유닛(304))의 동작을 위해 사용되는 전력(구동 전력)을 카메라(100)의 VBAT 단자(1002)로부터 교환 렌즈(300)에 공급하기 위해서 사용되는 단자이다. 중간 어댑터(400)에서, VBAT 단자(2002)는 전기 접점(4001)까지 스루-배선된다. 이하, 전기 접점(3001 및 4001)을 VBAT 단자(3001 및 4001)라고도 칭한다. 본 실시형태에서, VBAT 단자(1002)에 의해 교환 렌즈(300)에 공급되는 전력의 전압은 4.5V이다.

전기 접점(3004 및 4004)은, 카메라(100)의 VDD 단자(1001)로부터 교환 렌즈(300)에 제어 전력을 공급하기 위해서 사용되는 단자이다. 중간 어댑터(400)에서, VDD 단자(2001)는 전기 접점(4004)까지 스루-배선되고, 또한 중간 어댑터(400)의 어댑터 전원 유닛(403)에도 연결된다. 어댑터 전원 유닛(403)은, 어댑터 제어부(401) 및 조작 입력 유닛(402)에 공급하는 전원으로서 3.0V 전원을 생성한다. 이하, 전기 접점(3004 및 4004)을 VDD 단자(3004 및 4004)라고도 칭한다. 본 실시형태에서, VDD 단자(1001)에 의해 교환 렌즈(300)에 공급되는 전력의 전압은 5.0V이다.

전기 접점(3003 및 4003)은, 카메라(100)와 교환 렌즈(300)의 구동계를 접지하기 위한 단자 또는 VBAT 단자에 대응하는 접지 단자이다. 중간 어댑터(400)에서, PGND 단자(2004)는 전기 접점(4003)까지 스루-배선된다. 이하, 전기 접점(3003 및 4003)을 PGND 단자(3003 및 4003)라고도 칭한다.

전기 접점(3008 및 4008)은, 카메라(100)와 교환 렌즈(300)의 통신 제어계를 접지하기 위한 단자, 또는 VDD 단자에 대응하는 접지 단자이다. 중간 어댑터(400)에서, DNG 단자(2012)는 전기 접점(4008)까지 스루-배선된다. 이하, 전기 접점(3008 및 4008)을 DGND 단자(3008 및 4008)라고도 칭한다.

전기 접점(3002 및 4002)은, 교환 렌즈(300)가 카메라(100)에 중간 어댑터(400)를 통해서 부착된 것을 검지하기 위해서 사용되는 단자이다. 카메라 제어부(101)는, 교환 렌즈(300)의 부착을 검지하면, 교환 렌즈(300)에의 전력의 공급을 개시한다. 중간 어댑터(400)에서, MIF 단자(2005)는 전기 접점(4002)까지 스루-배선된다. 이하, 전기 접점(3002 및 4002)을 MIF 단자(3002 및 4002)라고도 칭한다.

전기 접점(3005 내지 3007) 및 전기 접점(4005 내지 4007)은 후술하는 제1 통신에 사용되는 단자이다. 전기 접점(3005 내지 3007)의 입력 및 출력은 렌즈측 통신 I/F 유닛(302)을 통해서 렌즈 제어부(301)에 의해 제어된다. 이하, 전기 접점(3005, 3006, 및 3007)을 DCL 단자(3005), DLC 단자(3006), 및 LCLK 단자(3007)라고도 칭한다. 또한, 전기 접점(4005, 4006, 및 4007)을 DCL 단자(4005), DLC 단자(4006), 및 LCLK 단자(4007)라고도 칭한다.

중간 어댑터(400)를 통해서 교환 렌즈(300)가 부착되어 있는 경우, 제1 통신 I/F 유닛(102a) 및 렌즈측 통신 I/F 유닛(302)의 인터페이스 전압은 VDD 단자로부터 공급되는 전압과 동일한 전압인 5.0V(제2 전압)으로 설정된다. 제2 전압은 제1 전압과는 상이한 전압이다.

한편, 제2/제3 통신 I/F 유닛(102b)의 인터페이스 전압은 3.0V로 설정된다. 즉, 카메라(100)에 중간 어댑터(400)를 통해서 교환 렌즈(300)가 장착되어 있는 경우에, 제1 통신을 위한 통신 전압과 제3 통신을 위한 통신 전압은 서로 상이하다. 후술하는 바와 같이, 카메라(100)에 중간 어댑터(400)를 통해서 교환 렌즈(300)가 부착되어 있는 경우, 제2 통신은 수행되지 않는다.

이제, 도 5를 참조하여, 카메라(100)에 직접적으로 부착되는 교환 렌즈(600)에 대해서 설명한다. 도 5는, 카메라(100)와 교환 렌즈(제3 렌즈 장치)(600)의 회로 구성도이며, 카메라(100)에 연결된 교환 렌즈(600)를 나타낸다. 교환 렌즈(600)는, 카메라(100)와 제2 통신 또는 제3 통신을 수행할 수 없지만, 제1 통신을 행할 수는 있다. 제1 통신은 클럭 동기 통신을 사용하여 수행된다.

마운트부(650)는 마운트부(250)와 동일한 형상을 갖고, 마운트부(650)에 제공된 전기 접점(6001 내지 6012)의 배치는 교환 렌즈(200)의 전기 접점(2001 내지 2012)과 동일하다. 통신부로서의 렌즈 제어부(601)는, 마운트부(650)에 제공된 전기 접점의 출력을 제어하고 전기 접점에 입력된 신호를 처리함으로써, 카메라(100)와 교환 렌즈(600) 사이의 통신을 제어한다.

렌즈 전원 유닛(603)은, 카메라(100)로부터 공급된 전원으로부터 미리결정된 전압을 갖는 전원을 생성하고, 전원을 렌즈 제어부(601) 및 렌즈측 통신 I/F 유닛(602)에 공급한다. 전기 접점(6001)은, 카메라(100)와 교환 렌즈(600) 사이에서 수행되는 통신 및 기타의 제어 연산 등에 사용되는 전력(제어 전력)을 카메라(100)의 전원 유닛(103)으로부터 교환 렌즈(600)에 공급하기 위해서 사용되는 단자이다. 이하, 전기 접점(6001)을 VDD 단자(6001)이라고도 칭한다. 본 실시형태에서, VDD 단자(6001)에 의해 교환 렌즈(600)에 공급되는 전력의 전압(VDD 전압)은 5.0V이다.

모터 등의 구동계(구동 회로 유닛(604))를 동작시키기 위해 사용되는 전력(구동 전력)은 전기 접점(6002)을 통해서 카메라(100)로부터 공급된다. 이하, 전기 접점(6002)을 VBAT 단자(6002)라고도 칭한다. 본 실시형태에서, VBAT 단자(6002)에 의해 교환 렌즈(600)에 공급되는 전력의 전압은 4.5V이다. VDD 단자와 VBAT 단자를 총칭해서 전원계 단자라고도 칭한다.

전기 접점(6012)은, 교환 렌즈(600)의 통신 제어계 회로를 접지하는 단자, 또는 VDD 단자에 대응하는 접지 단자이다. 이하, 전기 접점(6012)을 DGND 단자(6012)라고도 칭한다.

전기 접점(6004)은, 교환 렌즈(600)에 설치된 모터 등의 구동계 회로를 접지하기 위한 단자, 또는 VBAT 단자에 대응하는 접지 단자이다. 이하, 전기 접점(6004)을 PGND 단자(6004)라고도 칭한다. DGND 단자와 PGND 단자를 총칭해서 접지 단자라고도 칭한다.

전기 접점(6005)은, 교환 렌즈(200)가 카메라(100)에 부착되는 것을 검지하기 위한 단자이다. 카메라 제어부(101)는, 전기 접점(1005)의 전압 레벨에 따라서 카메라(100)에 대한 교환 렌즈(600)의 부착 및 분리를 검지한다. 이하, 전기 접점(6005)을 MIF 단자(6005)라고도 칭한다.

전기 접점(미리결정된 전기 접점)(6003)은, 카메라(100)에 직접적으로 또는 중간 어댑터를 통해서 부착된 교환 렌즈의 종류를 판정하기 위해 사용되는 단자(TYPE 단자)이다. 전기 접점(6003)은, 교환 렌즈(600)에서 저항(622)을 통해서 DGND 단자(6012)와 동일한 레벨로 풀다운된다. 즉, 전기 접점(6003)은, 카메라(100)로부터의 전력 공급 및 카메라(100)와의 통신에 사용되지 않고, 저항(622)을 통해서 그라운드에 연결된다.

저항(622)의 저항값은 교환 렌즈(200)의 저항(222)과는 상이하다. 저항(622)의 저항값은 저항(222)의 저항값보다 저항(422)의 저항값에 더 가까울 수 있다. 본 실시형태에서, 저항(622)의 저항값은 저항(422)의 저항값과 동일하다. 이에 의해, 카메라(100)에 교환 렌즈(600)가 부착된 경우와 교환 렌즈(200)가 부착된 경우 사이에, 전기 접점(TYPE 단자)(1003)의 전압을 다르게 할 수 있다. 그리고, 카메라(100)에 교환 렌즈(600)가 부착된 경우와 교환 렌즈(300)가 부착된 경우 사이에 전기 접점(1003)의 전압은 가까울 수 있다(동등할 수 있다).

카메라(100)는, 교환 렌즈가 부착되었을 때의 카메라(100)의 전기 접점(제1 전기 접점)(1003)의 전압에 기초하여, 교환 렌즈의 종류를 판정할 수 있고, 교환 렌즈의 종류에 따라 교환 렌즈에 공급되는 전력을 다르게 한다. 교환 렌즈(600)의 전기 접점(미리결정된 전기 접점)(6003)은, 교환 렌즈(600)가 카메라(100)에 장착될 때에 전기 접점(1003)에 연결된다.

전기 접점(6006 내지 6008)은 제1 통신에 사용되는 단자이다. 전기 접점(6009)은, 저항을 통해서 DGND 단자(6012)와 동일한 레벨로 풀다운된다. 카메라(100)는, 교환 렌즈(200)와의 데이터 통신에 사용되며, 교환 렌즈(300)와의 데이터 통신에는 사용되지 않는 전기 접점(제2 전기 접점)(1009)을 갖는다. 교환 렌즈(600)가 카메라(100)에 장착되었을 때, 전기 접점(1009)에 연결되는 전기 접점(6009)은 저항을 통해서 그라운드에 연결된다. 교환 렌즈(600)는 제2 통신을 수행하지 않기 때문에, 전기 접점(6009)은 원래 제공되어 있지 않아도 되는 불필요한 전기 접점이다. 그러나, 이러한 회로 구성은, 카메라 제어부(101)의 DLC2_IN에 규정되지 않은 값이 입력되는 것을 방지할 수 있다. 카메라(100)가 제2 통신이 존재하는지의 여부에 따라서 DLC2_IN을 출력으로 전환하는 등의 처리를 수행하는 경우, 전기 접점(6009)은 제공되지 않을 수 있다.

전기 접점(6010 및 6011)은 교환 렌즈(600) 내의 어느 부위와도 연결되어 있지 않다. 이것은, 교환 렌즈(600)는 제3 통신을 수행할 수 없기 때문이다. 그러므로, 전기 접점(6010 및 6011)에는 전기 접점이 제공되지 않을 수 있다. 전기 접점(6010 및 6011)은 전기 접점(6009)과 같이 저항을 통해서 접지될 수 있다.

교환 렌즈(600)는, 유저가 조작 가능한 조작 부재를 갖고, 줌 위치 및 포커스 위치를 조정하기 위한 조작 부재와는 상이한 조작 부재를 가질 수 있다. 이러한 조작 부재는, 카메라(100)에 의해 조정될 수 있는, F-수(조리개 위치), 셔터 스피드, ISO 감도(ISO speed), 노광량 보정 등 중 어느 하나의 설정을 변경할 수 있다. 유저는 뷰파인더를 통해 보면서 이들 설정을 변경할 수 있다.

TYPE 단자의 기능

이제, 도 6a 내지 도 6e를 참조하여, TYPE 단자(1003)의 기능에 대해서 설명한다. 도 6a 내지 도 6e는 TYPE 단자(1003)의 주변 회로의 개략도이다. 이제, TYPE 단자(1003)가 카메라 본체 내에서 풀업되는 전원 전압은 3.3V인 것으로 한다. 저항(125)은 100kΩ의 저항값을 갖고, 저항(126)은 1kΩ의 저항값을 갖고, 저항(222)은 33kΩ의 저항값을 가지며, 저항(622)은 300kΩ의 저항값을 갖는다. TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 전압값은, 도시되지 않은 AD 변환기에 의해 10 bit의 분해능에서 디지털 신호로 변환되는 것으로 상정한다.

도 6a는, 카메라(100)에 교환 렌즈(200)가 부착되어 있을 때의 TYPE 단자(1003)의 주변 회로를 나타낸다. 이 경우, 카메라 제어부(101)의 TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 값은, 전원 전압(3.3V)을 저항(125 및 222)에 의해 분압하여 얻은 전압값을 A/D 변환하여 얻은 값이며, 대략 "0x0103"이다.

도 6b는, 카메라(100)에 교환 렌즈(600)가 부착되어 있을 때의 TYPE 단자(1003)의 주변 회로를 나타낸다. 이 경우, 카메라 제어부(101)의 TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 값은, 전원 전압(3.3V)을 저항(125 및 622)에 의해 분압하여 얻은 전압값을 A/D 변환하여 얻은 값이며, 대략 "0x0300"이다.

이와 같이 저항(222 및 622)의 저항값을 서로 다르게 하는 것으로, 카메라(100)에 장착된 교환 렌즈의 종류에 따라 TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 값을 다르게 할 수 있다. 따라서, 카메라 제어부(101)는 TYPE_IN 단자(101a)의 입력값을 사용해서 카메라(100)에 장착된 교환 렌즈의 종류를 판정한다. 교환 렌즈(300)가 중간 어댑터(400)를 통해서 카메라(100)에 부착된 경우, 중간 어댑터(400)의 저항(422)의 저항값에 대응하는 값이 TYPE_IN 단자(101a)에 입력된다. 즉, 저항(422 및 622)의 저항값을 동등하게 했을 경우, 카메라 제어부(101)의 TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 값은, 전원 전압(3.3V)을 저항(125 및 422)에 의해 분압하여 얻은 전압값을 A/D 변환하여 얻은 값이며, 대략 "0x0300"이다.

그러나, TYPE 단자(1003)와 TYPE 단자(2003) 사이의 접속 상태에 어떠한 이상이 발생한 경우, TYPE_IN 단자(101a)에 예상치 않은 값이 입력될 수 있다. 어떠한 이상이 있음에도 불구하고, 카메라 제어부(101)가 카메라(100)에 교환 렌즈가 부착되었다고 판정하면, 부착된 교환 렌즈에 정격 외의 전압이 인가될 수 있다. 따라서, 도 6c, 도 6d, 및 도 6e를 참고하여, TYPE 단자(1003)와 TYPE 단자(2003) 사이의 접속 상태에 어떠한 이상이 발생하는 경우에 대해서 생각한다.

도 6c는, 카메라(100)에 교환 렌즈 또는 중간 어댑터가 부착되었음에도 불구하고, 접촉 불량 등에 의해 TYPE 단자(1003)와 TYPE 단자(2003)가 서로 접촉하지 않았을 경우의 TYPE 단자(1003)의 주변 회로를 나타낸다. 이 경우, TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 전압값은 카메라(100) 내의 저항(125)(100kΩ)만으로 결정되고, A/D 변환된 값은 대략 "0x03FF"이다.

도 6d는, TYPE 단자(1003)와 VBAT 단자(1002)가 단락된 경우의 TYPE 단자(1003)의 주변 회로를 나타낸다. 이제, 카메라(100)에 부착된 교환 렌즈의 종류가 VBAT 단자(1002 및 2002)에 전력이 공급되기 전에 판정되는 경우에 대해서 생각한다. 전력이 공급되지 않을 때의 VBAT 단자(1002 및 2002)의 전압이 PGND 단자와 동일하고 TYPE 단자(1003) 및 VBAT 단자(1002)가 단락되는 경우, TYPE 단자(1003)의 전압은 PGND 단자의 전압과 실질적으로 동등해진다. 이때, TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 값은, 카메라(100) 내의 저항(125)(100kΩ)과 저항(126)(1kΩ) 사이의 분압비에 의해 결정되며, 대략 "0x000A"이다.

이제, 카메라(100)에 장착된 교환 렌즈의 종류가 VBAT 단자(1002 및 2002)에 전력이 공급된 후에 판정되는 경우에 대해서 생각한다. 이 경우, TYPE 단자(1003) 및 VBAT 단자(1002)가 단락되면, VBAT 전압(본 실시형태에서는 4.5V)이 TYPE 단자(1003)에 인가된다. 이때, TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 값은 대략 "0x03FF"이다.

도 6e는, TYPE 단자(1003)과 PGND 단자(1004)가 단락되는 경우의 TYPE 단자(1003)의 주변 회로를 나타낸다. TYPE 단자(1003) 및 PGND 단자(1004)가 단락된 경우, TYPE 단자(1003)의 전압은 PGND 단자(1004)의 전압(VBAT 전압의 기준 전위(그라운드 레벨) 전압)과 실질적으로 동등해진다. 이때, TYPE_IN 단자(101a)에 입력되는 값은 카메라(100) 내의 저항(125)(100kΩ)과 저항(126)(1kΩ) 사이의 분압비에 의해 결정되며, 대략 "0x000A"이다.

상술한 바와 같이, TYPE 단자(1003)와 TYPE 단자(2003) 사이의 접속 상태에서 어떠한 이상이 발생한 경우, TYPE 단자(1003)의 전압은 VBAT 전압 또는 PGND 단자(1004)의 전압과 실질적으로 동등해진다. 따라서, 본 실시형태는, VBAT 전압 및 PGND 단자(1004)의 전압을 포함하지 않는 전압 범위를, 교환 렌즈가 카메라(100)에 적절하게 부착되어 있다고 판정되는 TYPE 단자(1003)의 전압 범위로 설정한다. 표 1은, 본 실시형태에서의 TYPE_IN 단자(101a)의 입력값과 카메라 제어부(101)에 의한 부착 상태의 판정 결과의 대응표를 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이 "0x0080 내지 0x017F"의 범위 내이면, 카메라 제어부(101)는 카메라(100)에 교환 렌즈(200)가 부착되어 있다고 판정한다. "0x0080 내지 0x017F"는, TYPE 단자(1003)의 전압이 VBAT 전압 및 PGND 단자(1004)의 전압을 포함하지 않는 제1 전압 범위 내의 전압에 대응하는 TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이다. 따라서, 카메라(100)에 교환 렌즈(200)가 적절하게 부착된 경우에만, 카메라 제어부(101)는 카메라(100)에 교환 렌즈(200)(제1 종류의 교환 렌즈)가 부착되었다고 판정한다. 교환 렌즈(200)가 부착되었다고 판정된 경우, 카메라 제어부(101)는 3.0V의 통신 전압에서 교환 렌즈(200)와 제1 통신을 행한다.

마찬가지로, TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이 "0x0280 내지 0x037F"의 범위 내이면, 카메라 제어부(101)는 카메라(100)에 교환 렌즈(300 또는 600)가 부착된다고 판정한다. "0x0280 내지 0x037F"는, TYPE 단자(1003)의 전압이 제1 전압 범위, VBAT 전압, 또는 PGND 단자(1004)의 전압을 포함하지 않는 제2 전압 범위 내인 경우에 대응하는 TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이다. 따라서, 카메라(100)에 교환 렌즈(300 또는 600)가 적절하게 부착되는 경우에만, 카메라 제어부(101)는 카메라(100)에 교환 렌즈(300 및 600) 중 하나(제1 종류와는 다른 종류의 교환 렌즈)가 부착되었다고 판정한다. 교환 렌즈(300 또는 600) 중 어느 하나가 부착되었다고 판정되는 경우, 카메라 제어부(101)는 5.0V의 통신 전압에서 부착된 교환 렌즈와 제1 통신을 수행한다.

TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이 "0x0000 내지 0x007F"의 범위 내인 경우, 카메라 제어부(101)는 카메라(100)와 교환 렌즈 또는 중간 어댑터 사이의 부착 상태에 어떠한 이상이 존재한다고 판정한다. "0x0000 내지 0x007F"는, TYPE 단자(1003)의 전압이 PGND 단자(1004)의 전압을 포함하고 제1 또는 제2 전압 범위를 포함하지 않는 제4 전압 범위인 경우에 대응하는 TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이다. 이 경우, 카메라 제어부(101)는 카메라 본체에 부착된 교환 렌즈와 통신하지 않는다. 이에 의해, TYPE 단자의 접속 상태에 이상이 발생한 경우에, 교환 렌즈 또는 중간 어댑터에 정격 외의 전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이 "0x0380 내지 0x03FF"의 범위 내인 경우, 카메라 제어부(101)는 카메라(100)와 교환 렌즈 또는 중간 어댑터 사이의 부착 상태에 어떠한 이상이 발생하고 있다고 판정한다. "0x0380 내지 0x03FF"는, TYPE 단자(1003)의 전압이 VBAT 전압을 포함하고 제1 또는 제2 전압 범위를 포함하지 않는 제3 전압 범위인 경우에 대응하는 TYPE_IN 단자(101a)의 입력값이다. 이 경우, 카메라 제어부(101)는 카메라 본체에 부착된 교환 렌즈와 통신하지 않는다. 이에 의해, TYPE 단자의 접속 상태에 이상이 발생한 경우에, 교환 렌즈 또는 중간 어댑터에 정격 외의 전압이 인가되는 것을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에서, 교환 렌즈(200)가 카메라(100)에 부착된 경우, 제1 전기 접점의 전압은 제1 전압 범위 내이다. 교환 렌즈(300)가 카메라(100)에 장착된 경우, 제1 전기 접점의 전압은 제2 전압 범위 내이다. 교환 렌즈(600)가 카메라(100)에 장착된 경우, 제1 전기 접점의 전압은 제2 전압 범위 내이다. 제3 렌즈 장치가 카메라(100)에 부착된 경우, 교환 렌즈(600)에는, 카메라(100)에 의해, 교환 렌즈(300)가 카메라(100)에 부착된 경우와 동일한 전압이 공급된다.

카메라(100)로부터의 교환 렌즈(300 및 600)의 제1 통신의 통신 전압이 서로 동등한 경우, 교환 렌즈(300)와 교환 렌즈(600)를 서로 구별할 수 있도록 저항(422)의 저항값과 저항(622)의 저항값을 서로 다르게 할 수 있다. 저항값을 다르게 하고, TYPE_IN 단자(101a)의 입력값을 다르게 하고, 판정 기준의 입력값 범위를 다르게 하면, 부착된 교환 렌즈가 교환 렌즈(300 또는 600)인지의 여부를 식별할 수 있다.

통신 방식의 종류

이어서, 제1 통신, 제2 통신, 및 제3 통신 중, 제1 통신 방식에 대해서 설명한다. 교환 렌즈(200)가 카메라(100)에 부착되었을 때, 교환 렌즈(200)와 카메라(100) 사이의 제1 통신은 제1 통신 방식으로서의 비동기 통신 또는 제2 통신 방식으로서의 클럭 동기 통신에 의해 수행된다. 더 구체적으로는, 교환 렌즈(200)가 부착된 직후에는, 클럭 동기 통신에 의해서만 카메라(100)와의 통신이 수행되며, 그 후에 통신은 비동기 통신으로 이행된다.

한편, 교환 렌즈(300)가 중간 어댑터(400)를 통해서 카메라(100)에 부착되었을 때 및 교환 렌즈(600)가 카메라(100)에 부착되었을 때, 교환 렌즈(300 및 600)와 카메라(100) 사이의 제1 통신은 클럭 동기 통신에 의해 수행된다. 그러나, 교환 렌즈(300 및 600)는 비동기 통신을 지원하지 않기 때문에, 이들은 비동기 통신을 통해 카메라(100)와 통신할 수 없다.

먼저, 카메라(100)는 부착된 교환 렌즈에 관계 없이 클럭 동기 통신에 의해 통신한다. 여기서, 부착된 교환 렌즈의 ID 정보(개체 정보)가 통신되고, 교환 렌즈(200)에서와 같이 비동기 통신의 지원이 인식되면, 통신 방식은 비동기 통신으로 이행한다. 교환 렌즈(300 및 600)와 같이 제1 통신 방식을 지원할 수 없는 교환 렌즈에 대해서는, 클럭 동기 통신에 의한 통신이 계속된다. 이것은, 상기 TYPE 단자만으로 판정될 수 있거나, TYPE 단자에 추가해서 상기 ID 정보에 의해 판정될 수 있다. 전술한 TYPE 단자를 사용한 판정 결과에 기초하여, 교환 렌즈(300, 600)에 제2 전압(5.0V)이 설정된다.

ID 정보가 통신된 후에, 교환 렌즈(600)는, 카메라(100)로부터의 정보 요구에 응답하여, F-수, 셔터 스피드, ISO 감도, 및 노출 보정량 중 어느 하나의 설정을 변경할 수 있는 조작 부재의 존재 또는 비존재를 나타내는 정보를 카메라(100)에 송신한다. 즉, 교환 렌즈(600)의 렌즈 제어부(통신부)(601)는, 제2 통신 방식을 사용하여, 교환 렌즈(600)가 카메라(100)에 부착될 때 카메라(100)로부터 수신한 제1 정보 요구에 응답하고, 교환 렌즈(600)의 개체 정보를 카메라(100)에 송신한다. 그리고, 렌즈 제어부(601)는, 개체 정보를 송신한 후에 카메라(100)로부터 수신한 제2 정보 요구에 응답하여, 조작 부재의 존재 또는 비존재를 나타내는 정보를 카메라(100)에 송신한다.

이제 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 제1 통신 방식에 대해서 설명한다. 제1 통신 방식은 비동기 통신이다. 단, 본 실시형태는, 일반적인 비동기 통신이 아니고, 카메라와 렌즈 사이의 통신에 최적화된 예를 나타낸다. 전압의 하이 레벨(High)과 로우 레벨(Low) 사이를 전환할 수 있는 신호선(LCLK), 카메라(100)로부터 교환 렌즈에 데이터를 송신하는 DCL 채널, 및 교환 렌즈로부터 카메라에 데이터를 송신하는 DLC 채널을 사용해서 통신이 행해진다. 신호선(LCLK)은, 전기 접점(1008)을 통해서 형성되는 통신선이고, DCL 채널은 전기 접점(1008)을 통해서 형성되는 통신선이며, DLC 채널은 전기 접점(1007)을 통해서 형성되는 통신선이다.

도 7a 내지 도 7c는 비동기 통신의 설명도이다. 도 7a에 나타낸 바와 같이, 카메라(100)가 신호선(LCLK)의 전압 레벨을 High로부터 Low로 변경하는 것이, 복수의 연속하는 데이터를 갖는 데이터 프레임(DataFrame)을 교환 렌즈(200)로부터 카메라(100)에 송신할 수 있다는 통지가 된다. 렌즈 제어부(201)가 신호선(LCLK)의 전압 레벨이 High로부터 Low로 전환된 것을 검지할 때 데이터 프레임의 송신이 시작된다. 1개의 데이터 프레임은 스타트 비트(ST)로부터 스톱 비트(SP)까지의 데이터로 이루어진다. 한편, 카메라 제어부(101)에 대해서는, DLC 채널로부터 스타트 비트를 검지한 것에 응답하여, DCL 채널을 통해서 스타트 비트로부터 스톱 비트까지의 데이터 프레임이 송신된다.

도 7b는, 도 7a에 대하여, DLC를 통한 데이터 송신 후에 비지 신호(busy signal)를 중첩시켰을 경우를 나타내고 있다. 비지 신호가 출력되는 동안에는, 카메라 제어부(101)는 신호선(LCLK)을 Low 레벨로 설정하고 다음 데이터 프레임을 요구할 수 없다. 비지를 중첩시키지 않을 경우와 비교하여 통신 속도는 낮지만, 이는 렌즈가 통신 내용에 따라 필요한 처리를 실행한 후에 다음 통신을 행하고 싶을 경우에 유효하다.

도 7c는, DCL 채널의 데이터 송신 방향이 반전되고, DLC 채널과 유사하게 교환 렌즈로부터 카메라(100)에 데이터가 송신되는 경우를 나타내고 있다. 이는 교환 렌즈로부터 대량의 데이터를 송신하는 경우에 유효하다.

이와 같이, 제1 통신 방식은, 복수의 통신 모드를 전환하고, 교환 렌즈 내에서의 연산 등의 처리를 우선할 경우에는 통신 속도를 낮추며, 대량의 데이터를 송신할 경우에는 대역을 최대화시킬 수 있다.

이제, 도 8을 참조하여, 제2 통신 방식에 대해서 설명한다. 제2 통신 방식은, 클럭 신호에 동기해서 데이터를 송신 및 수신하는 클럭 동기 통신이다. 도 8은 클럭 동기 통신을 설명한다. 제1 통신 방식과 유사하게, 신호선(LCLK), DCL 채널, 및 DLC 채널을 사용해서 통신을 행한다. 신호선(LCLK)에는 카메라 제어부(101)에 의해 생성된 클럭 신호가 중첩되고, 이것에 동기해서 미리결정된 데이터량을 갖는 데이터 프레임(B7 내지 B0)이 송신되며, 1개의 데이터 프레임의 송신에 수반하여 신호선(LCLK)에 비지 신호가 중첩된다.

도 7a와 유사하게, 비지 신호 없이 통신을 행할 수 있지만, 클럭 동기의 경우, 교환 렌즈는 카메라(100)로부터 송신된 클럭에 동기해서 데이터를 송신 및 수신할 필요가 있다. 그러므로, 비지는, 교환 렌즈 내에서의 처리 시간이 다음 클럭 수신까지 완료되는 것을 보증할 수 있을 때에만 제거될 수 있다.

클럭 신호가 카메라로부터 출력되고, 그와 동기하여 DLC이 출력되어야 하기 때문에, 통신의 전파 지연을 고려해서 비트 레이트를 설정할 필요가 있다. 비트 레이트에 대하여 지연량이 크면, DLC는 클럭에 동기하여 출력될 수 없고 통신이 실패한다. 특히, 복수의 접점이 연결되는 시스템에서는, 접촉 저항 등에 의해 전파 지연이 증가할 수 있기 때문에, 여유를 갖는 비트 레이트를 설정할 필요가 있다.

이와 같이, 비동기 통신은, 클럭 동기 통신에 비하여 통신 타이밍의 자유도가 높고, 클럭 동기 통신에 비해 데이터 송신이 빈번하고 대량의 데이터를 수신 또는 송신하는데 더 적합하다. 비동기 통신은 클럭 동기 통신에 비하여 더 높은 통신 속도를 갖는다. 따라서, 교환 렌즈(200)에 탑재되는 렌즈 제어부(201)를 구성하는 CPU 및 주변 회로도, 교환 렌즈(300 및 600)에 장착되는 렌즈 제어부(301 및 601)에 비해 커지기 쉽다. 그러므로, 교환 렌즈(300 및 600)에서는, 교환 렌즈(200)에 비하여, CPU 및 주변 회로의 풋프린트 확보에 기인하는 촬상 광학계의 설계 제약이 발생할 가능성이 낮다. 교환 렌즈(200)의 CPU 및 주변 회로에 비하여 비용을 저감할 수 있다.

이상, 교환 렌즈(600)의 마운트 구성, 회로 구성 및 통신 방식에 대해서 설명했다. 교환 렌즈(600)는 백 포커스가 비교적 짧은 촬상 광학계(680)를 갖는다. 따라서, 비동기 통신에는 호환 가능하지 않지만 클럭 동기 통신에는 호환 가능한 CPU 및 주변 회로는, 광학 설계 자유도를 확보하면서, 풋프린트 및 비용 증가를 억제할 수 있다.

교환 렌즈(600)는, 교환 렌즈(200)와는 달리, 교환 렌즈(600) 내에서 전기 접점(TYPE 단자, 미리결정된 전기 접점)(6003)을 저항(622)을 통해서 DGND 단자(6012)와 동일한 레벨로 풀다운한다. 이에 의해, 제1 통신의 통신 전압은 교환 렌즈(300)와 유사하게 제2 전압(5.0V)이 된다. 즉, 교환 렌즈(600)가 카메라(100)에 부착된 경우, 교환 렌즈(600)에는, 카메라(100)로부터, 교환 렌즈(300)가 카메라(100)에 부착된 경우와 동일한 전압이 공급된다.

교환 렌즈(600)는, 특히, 망원 단부에서의 35 mm 등가 초점 거리가 40 mm 이하인 광학계(광각 렌즈), 및 최단 거리에 포커싱될 때(줌 렌즈의 경우에는 광각 단부에서 최단 거리에 포커싱될 때) β≥0.5를 충족하는 가로 배율(β)을 갖는 광학계(매크로 렌즈)에 적합하다. 이들 렌즈는 고속 AF 및 동적 피사체에 대한 추종성 등과 같이 비동기 통신을 필요로 할 가능성이 낮고, 이들이 클럭 동기 통신만을 지원해도, 촬영 문제가 발생할 개연성이 낮다. 또한, 교환 렌즈(600)는, 데이터 용량이 큰 화상 보정용의 보정 데이터를 카메라(100)에 송신하지 않는 교환 렌즈에 적합하다. 비동기 통신을 지원하지 않을 때 상기 보정 데이터를 송신하기 위해서는 긴 시간이 걸리지만, 렌즈는 보정 데이터를 송신할 개연성이 낮기 때문에 이러한 문제는 발생하지 않는다. 교환 렌즈(600)는, 클럭 동기 통신만으로 충분한 성능을 기대할 수 있는 기타 교환 렌즈에 대해서도 적합하다.

상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 렌즈 장치는, 촬상 장치(카메라(100))에 대하여 부착 및 분리 가능한 렌즈 장치(제3 렌즈 장치로서의 교환 렌즈(600))이다. 렌즈 장치는, 촬상 광학계(680), 촬상 장치의 마운트부(150)와 계합 가능한 제1 형상의 마운트부(650), 및 촬상 장치와 통신 가능한 통신부(렌즈 제어부(601))를 포함한다. 제1 렌즈 장치(교환 렌즈(200)) 및 제2 렌즈 장치(교환 렌즈(300))를 포함하는 복수의 렌즈 장치 중 임의의 것이 직접적으로 또는 중간 어댑터(400 또는 500)를 통해서 촬상 장치에 대해 부착 및 분리 가능하다. 제1 렌즈 장치는, 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 마운트부(250)를 갖고, 제1 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신 가능하다. 제2 렌즈 장치는, 촬상 장치의 마운트부와 계합가능하지 않은 제2 형상의 마운트부(350)를 갖고, 중간 어댑터(400)를 통해서 촬상 장치에 부착 가능하며, 제1 통신 방식과는 다른 제2 통신 방식에 의해 촬상 장치와 통신 가능하다. 통신부는, 제2 통신 방식을 사용하여 촬상 장치와 통신할 수 있고, 제1 통신 방식을 사용해서는 촬상 장치와 통신할 수 없다.

본 실시형태는, 광학 설계의 자유도와 통신 성능 모두를 각각 향상시킬 수 있는 렌즈 장치 및 촬상 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명했지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims

촬상 장치에 대하여 부착 및 분리 가능한 렌즈 장치이며,
촬상 광학계;
상기 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 제1 형상의 마운트부; 및
상기 촬상 장치와 통신 가능한 통신부를 포함하고,
제1 렌즈 장치 및 제2 렌즈 장치를 포함하는 복수의 렌즈 장치 중 어느 하나가 상기 촬상 장치에 대하여 직접적으로 또는 중간 어댑터를 통해서 부착 및 분리 가능하고,
상기 제1 렌즈 장치는, 상기 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 마운트부를 포함하고, 제1 통신 방식을 사용하여 상기 촬상 장치와 통신 가능하고,
상기 제2 렌즈 장치는, 상기 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능하지 않은 제2 형상의 마운트부를 포함하고, 상기 제2 렌즈 장치는, 상기 중간 어댑터를 통해서 상기 촬상 장치에 부착 가능하며, 상기 제1 통신 방식과는 상이한 제2 통신 방식을 사용하여 상기 촬상 장치와 통신 가능하며,
상기 통신부는, 상기 제2 통신 방식을 사용하여 상기 촬상 장치와 통신 가능하고, 상기 제1 통신 방식을 사용해서는 상기 촬상 장치와 통신 불가능한, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 형상의 마운트부는 복수의 전기 접점을 포함하며,
상기 복수의 전기 접점 중 미리결정된 전기 접점은, 상기 촬상 장치로부터의 전력의 공급 또는 상기 촬상 장치와의 통신에 사용되지 않고, 저항을 통해 접지되는, 렌즈 장치.
제2항에 있어서,
상기 촬상 장치는, 상기 렌즈 장치가 부착되었을 때의 상기 촬상 장치의 제1 전기 접점의 전압에 기초하여, 상기 렌즈 장치의 종류를 판정하도록 구성되고, 상기 렌즈 장치의 상기 종류에 따라 상기 렌즈 장치에 공급되는 전력의 전압을 다르게 하며,
상기 미리결정된 전기 접점은, 상기 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착되었을 때에 상기 제1 전기 접점에 연결되는, 렌즈 장치.
제3항에 있어서,
상기 제1 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착된 경우, 상기 제1 전기 접점의 전압은 제1 전압 범위 내에 있고,
상기 제2 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착된 경우, 상기 제1 전기 접점의 전압은 제2 전압 범위 내에 있으며,
상기 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착된 경우, 상기 제1 전기 접점의 전압은 상기 제2 전압 범위 내에 있는, 렌즈 장치.
제4항에 있어서,
상기 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착된 경우, 상기 제1 전기 접점의 전압이 상기 제2 전압 범위 내에 있게 하는 저항값을 갖는 저항을 더 포함하는, 렌즈 장치.
제4항에 있어서,
상기 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착된 경우, 상기 렌즈 장치에는, 상기 제2 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착된 경우와 동일한 전압이 공급되는, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
유저에 의해 조작 가능한 조작 부재를 더 포함하며,
상기 렌즈 장치는, 상기 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착된 상태에서 상기 조작 부재가 조작될 때, F-수, 셔터 스피드, ISO 감도, 및 노출 보정량 중 적어도 하나의 설정을 변경하는, 렌즈 장치.
제7항에 있어서,
상기 통신부는, 상기 제2 통신 방식을 사용하여, 상기 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착될 때 상기 촬상 장치로부터 수신된 제1 정보 요구에 따라, 상기 렌즈 장치의 개체 정보를 상기 촬상 장치에 송신하며,
상기 통신부는, 상기 렌즈 장치가 상기 개체 정보를 송신한 후에 상기 촬상 장치로부터 수신된 제2 정보 요구에 따라, 상기 조작 부재가 존재하는지의 여부에 대한 정보를 상기 촬상 장치에 송신하는, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
상기 촬상 장치는, 상기 제1 렌즈 장치와의 데이터 통신에 사용되며 상기 제2 렌즈 장치와의 데이터 통신에는 사용되지 않는 제2 전기 접점을 포함하고,
상기 렌즈 장치가 상기 촬상 장치에 부착되었을 때에 상기 제2 전기 접점에 연결되는 전기 접점은, 저항을 통해서 접지되는, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
망원 단부에서의 상기 촬상 광학계의 35 mm 등가 초점 거리가 40 mm 이하인, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
다음의 식이 충족되며,
β≥0.5
β는 최단 거리에 포커싱될 때의 가로 배율인, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
다음의 식이 충족되며,
10≤d1≤30
d1[mm]은 상기 촬상 광학계의 백 포커스인, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
다음의 식이 충족되며,
14≤d2≤22
d2[mm]는 상기 렌즈 장치의 플랜지 백인, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 통신 방식은 비동기 통신이며, 상기 제2 통신 방식은 클럭 동기 통신인, 렌즈 장치.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 통신 방식은 상기 제2 통신 방식보다 높은 통신 속도를 갖는, 렌즈 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 통신 방식에 사용되는 상기 촬상 장치의 전기 접점 및 상기 제2 통신 방식에 사용되는 상기 촬상 장치의 전기 접점은 동일한, 렌즈 장치.
촬상 시스템이며,
이미지 센서를 포함하는 촬상 장치; 및
상기 촬상 장치에 대하여 부착 및 분리되는 렌즈 장치를 포함하고,
상기 렌즈 장치는,
촬상 광학계;
상기 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 제1 형상의 마운트부; 및
상기 촬상 장치와 통신 가능한 통신부를 포함하고,
제1 렌즈 장치 및 제2 렌즈 장치를 포함하는 복수의 렌즈 장치 중 어느 하나가 상기 촬상 장치에 대하여 직접적으로 또는 중간 어댑터를 통해서 부착 및 분리 가능하고,
상기 제1 렌즈 장치는, 상기 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능한 마운트부를 포함하고, 제1 통신 방식을 사용하여 상기 촬상 장치와 통신 가능하고,
상기 제2 렌즈 장치는, 상기 촬상 장치의 마운트부와 계합 가능하지 않은 제2 형상의 마운트부를 포함하고, 상기 제2 렌즈 장치는, 상기 중간 어댑터를 통해서 상기 촬상 장치에 부착 가능하며, 상기 제1 통신 방식과는 상이한 제2 통신 방식을 사용하여 상기 촬상 장치와 통신 가능하며,
상기 통신부는, 상기 제2 통신 방식을 사용하여 상기 촬상 장치와 통신 가능하고, 상기 제1 통신 방식을 사용해서는 상기 촬상 장치와 통신 불가능한, 촬상 시스템.