JP2007065576A - カメラ、交換レンズおよびカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】磁気結合によりカメラからレンズへ電力を送信し、レンズからカメラへ光により電力制御を行う事により、負荷変動に強く安価なカメラシステムを提供することにある。従来は電力制御の帰還を考慮していなかったため、レンズの消費電力が多い場合は電圧が下がり、消費電力が少ない場合は電圧が上がってしまう問題があったため、その対策として、電池を搭載する事があったが、コストアップしてしまっていた。
【解決手段】 磁気結合により電力を送信し、光により電力制御を行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズ交換可能なカメラ、交換レンズおよびカメラシステムに関する。更に詳しくはカメラ、レンズ間の電力の供給を磁気結合により行う方式において電力を効率よく供給するものである。

特許文献１、特許文献２、特許文献３では、交換レンズ装着可能なカメラから交換レンズへの給電を磁気結合により行い、通信を光結合により行う実施例が示されている。
特開平０９−９０４６２号公報 特開平０９−９０４６３号公報 特開平０９−９０４６４号公報 特開平０５−３４１３７０号公報

しかしながら、従来例においては、電力の送受信の帰還系を考慮していなかった為、供給電力が一定でなければならず、レンズの消費電力が多い場合は電圧が下がり、消費電力が少ない場合は電圧が上がってしまう問題がある。その対策として、レンズに電池を搭載していた。

本発明では、光により電力制御を行う事により、負荷変動に強く安価なカメラ、交換レンズおよびカメラシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の交換レンズを装着可能なカメラは、請求項１において、磁気結合による送電手段と前記送電手段を光結合による入力により制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明の交換レンズは、請求項２において、磁気結合による受電手段と前記受電手段を光結合による出力により制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明のカメラシステムは、請求項３において、磁気結合による送電手段と前記送電手段を光結合による入力により制御する制御手段とを有する交換レンズを装着可能なカメラと、磁気結合による受電手段と前記受電手段の状態を光結合による出力により制御する制御手段とを有することを特徴とする。

本発明のカメラは、請求項６において、投光受光部に通信効率の良い組合せを電力関係の通信に使用することを特徴とする。

本発明の交換レンズは、請求項７において、投光受光部の通信効率の良い組合せを電力関係の通信に使用することを特徴とする。

本発明のカメラシステムは、請求項８において、投光受光部の通信効率の良い組合せを電力関係の通信に使用することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付の図面を参照して説明される好ましい実施例等によって明らかにされるであろう。

本発明により、光により電力制御を行う事により、負荷変動に強く安価なカメラシステムを提供することが可能となる。

以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下に説明する発明の実施の形態は、カメラとアクセサリ（交換レンズ）とからなるカメラシステムを例に示す。

図１から図４−２は第１の実施の形態を示す。

本発明におけるブロック図を図１に示す。

図１中１は本発明のカメラシステムにおけるカメラ本体、２はアクセサリ（交換レンズ）である。

カメラ本体１内には、電気回路部３があり以下の各部を含む。

電気回路部３はアクセサリ（交換レンズ）を通ってきた光の量を測定するための測光部４、撮像面上から、被写体までの距離を測定するための測距部５、撮像素子を適当な時間露光するためのシャッター制御部６、撮像素子に取込んだ画像を適当な処理を行い記録する画像処理部７、これらのカメラ本体１内の制御を行うカメラ本体１内ＣＰＵ８、１０は、測光部４、測距部５、シャッター制御部６、画像処理部７等、電力消費量が比較的少なく安定した出力電圧を必要とする制御系回路に電力を供給する制御系電源。９はスイッチ、光検出器等により、アクセサリ（交換レンズ）を装着した事を検出するアクセサリ（交換レンズ）装着検出部である。

１２は、制御系電源２２の電圧、電力を検出する制御系電源検出部、１１は、シャッター６、アクセサリ（交換レンズ）２に電力を供給する電力伝達手段１７等の電力消費量が比較的多く必要とする駆動系回路に電力を供給する駆動系電源である。１３は、駆動系電源２４の電圧、電力を検出する駆動系電源検出部、１４は測光部４の動作を開始するスイッチＳＷ１である。１５は測距部５の動作とシャッター６の開閉動作を開始するスイッチＳＷ２である。

１６は、アクセサリ（交換レンズ）内通信手段２８を介しアクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３とのシリアル通信を行うための通信手段、３０、３１はカメラからアクセサリ（交換レンズ）への情報の伝達を示す矢印、３２はアクセサリ（交換レンズ）からカメラへの情報の伝達を示す矢印である。

１７は磁気結合により、アクセサリ（交換レンズ）内の電力伝達手段２９を介し、アクセサリ（交換レンズ）内電気回路２に電力を伝える電力伝達手段である。３３はフィードバックを示す矢印、３４は磁気結合を示す矢印である。

また、アクセサリ（交換レンズ）２内における、１８はアクセサリ（交換レンズ）２中のフォーカスレンズ、１９は絞り、２１はアクセサリ（交換レンズ）２内の電気回路部で、電気回路部２１内には、カメラ本体１との間でシリアル通信を行うための通信手段２８、アクセサリ（交換レンズ）２内の制御を行うアクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３、フォーカスレンズ１１の駆動制御を行うためのレンズ駆動制御部１８、フォーカスレンズ１１を駆動するためのレンズ駆動用モータ２５、さらに、絞りの駆動制御を行うための絞り制御部２６と絞りを駆動するための絞り駆動用モータ２７が含まれる。２９は電力伝達手段である。３０はカメラからアクセサリ（交換レンズ）へのクロック信号、３１はカメラからアクセサリ（交換レンズ）へのデータ信号、３２はカメラアクセサリ（交換レンズ）からへのデータ信号を示している。

次に、図２の通信手段と電力伝達手段を説明する図について説明する。

４１はカメラとアクセサリ（交換レンズ）に電力を供給する電池、４２は電圧レギュレータ回路でありカメラ内ＣＰＵ８に電力を供給する。なお、電圧レギュレータ回路４２は図１の制御系電源の一部である。４３は電力を伝達するコイル、４４はアクセサリ（交換レンズ）２からの電力制御信号を受信するフォトトランジスタ、４５は電力制御信号の波長を通す光学フィルタである。電力制御信号が伝達できないとアクセサリ（交換レンズ）内電気回路２１が想定どおりの動作が出来ない。そのように重要であるので、伝達効率が良い赤外線付近の波長の光を用いる。４６はフォトトランジスタ４４の信号を元にコイル４３の電流を制御する電源制御回路。なお、電力制御回路４６内には、通信手段１６と２８の使用する周波数の信号で誤動作する事が無いように、電力制御信号に用いる数十から数百ｋＨｚの周波数を通すバンドパス・フィルタを設けてある。

４７と５５は電力を伝達するコイルで、コイル４７はより多く電力を受信できるようにコイル５５よりも巻数を多くしてある。４８、５６は半波整流化するダイオードである。４９、５７は半波整流化された電流を平滑化するコンデンサである。５０は５Ｖ系電力使用回路、５８は３Ｖ系電力使用回路である。５２は５Ｖ系電源と３Ｖ系電源の状態を検出し発光ダイオード５１を介しカメラ内電力制御回路４６に電力制御信号を通信する制御回路である。

５３は、５Ｖ系電源の電圧を更に安定化しアクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３に供給する電圧レギュレータ回路である。アクセサリ（交換レンズ）内で消費される電力は動作条件により不定であり３Ｖ系電源と５Ｖ系電源の消費量が独立に増減する事がある。ここでは、３Ｖ系電源は５Ｖ系電源よりも不足するように設定してある。このようにすると、電力制御回路５２は、５Ｖ系電力のみを安定化するように電力制御信号を通信する事で、電力制御信号の通信が簡単にできるようになる。３Ｖ系電源はその不足時に５Ｖ系電源から供給する。５４はそのためのスイッチ回路である。

６０はカメラ内ＣＰＵ８がアクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３との通信を発光素子６１、６２と受光素子６３により光信号で行う通信回路である。７０はアクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３がカメラ内ＣＰＵ８との通信を受光素子６７、６８と発光素子６９により光信号で行う通信回路である。６４、６５、６６は通信に必要な光の波長を通す光学フィルタである。

図３にその通信波形を示す。

図３（ａ）はカメラからレンズへのクロック信号波形、図３（ｂ）はカメラからレンズへのデータ信号波形、図３（ｃ）はレンズからカメラへのデータ信号波形を示す。時刻ｔ０からｔ１で１バイト（８ビット）のデータを送信する。

ｔｗ０はクロック信号が変化するまでの時間であり、ｔｗ１はデータ信号が変化するまでの時間である。ｔｗ０はｔｗ１より周波数が２倍の速い。

発光素子６１は、データ信号よりも速度を速くする必要があるクロック信号を通信するので変換効率の高い赤色の光を用いる。そのクロック信号を受光する受光素子６７は赤色に感度の高いものとし、光学フィルタ６５も赤色を透過するものとしている。

発光素子６２はカメラからアクセサリ（交換レンズ）へのデータ信号を送信するので赤色とは違う波長の光である緑色の光を用いる。そのデータ信号を受光する受光素子６８は緑色に感度の高いものとし、光学フィルタ６６も緑色を透過するものとしている。

発光素子６９はアクセサリ（交換レンズ）からカメラへのデータ信号を送信するので赤色と緑色とは違う波長の光である青色の光を用いる。そのデータ信号を受光する受光素子６３は青色に感度の高いものとし、光学フィルタ６４も青色を透過するものとしている。

以下に本発明における実施例を図４−１、図４−２のフローチャートにそって記す。

図４−１はカメラ本体１のフローチャートを示す。

図４−２はアクセサリ（交換レンズ）２のフローチャートを示す。

「ステップ１」
不図示の電源スイッチがＯＮになり、フローチャートがスタートする。

「ステップ２」
アクセサリ（交換レンズ）検出部９によりレンズ２がカメラ１に装着されたか検出する。レンズが装着されると、「ステップ３」へ進む。

「ステップ３」
カメラ本体１の電力伝達手段１７からアクセサリ（交換レンズ）２内の電力伝達手段２９へ電力を伝達する。

「ステップ４」
通信回路６０と７０とを介しアクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３との通信を行う。

「ステップ５」
所定のデータを送信し、所定のデータが正しく受信出来たかを確認する。

アクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵからのデータには、電圧等電源の状態を示すデータを含むこともある。

受信できたならば、アクセサリ（交換レンズ）２に電力が伝達でき、アクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３が正常に動作できている事ので、「ステップ６」へ進み通常の動作を行う。

受信できない場合は、アクセサリ（交換レンズ）２に電力が伝達出来ない、またはアクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３が正常に動作出来ていない事が考えられるので、「ステップ１３」へ進み、アクセサリ（交換レンズ）２への電力供給を停止し、「ステップ１４」で警告を表示し、または警告の音声を発生し使用者に以上である事を知らせる。

「ステップ６」
ＳＷ１ １４がＯＮしたか検出する。

「ステップ７」
測光部４の出力と装着したアクセサリ（交換レンズ）２のｆナンバーから、シャッター速度、絞り値を決定する。

「ステップ８」
ＳＷ２ １５がＯＮしたか検出する。

「ステップ９」
測距部５の出力と装着したアクセサリ（交換レンズ）２の光学情報から、装着したアクセサリ（交換レンズ）２のフォーカスレンズ１１の移動量を決定し、アクセサリ（交換レンズ）２に伝える。

「ステップ１０」
「ステップ７」で決定した絞り値まで絞りを駆動する命令をアクセサリ（交換レンズ）２に伝える。

「ステップ７」で決定したシャッター速度でシャッター制御部６によりシャッターを開閉する。

絞りを開放まで駆動する命令をアクセサリ（交換レンズ）２に伝える。

「ステップ１１」
画像処理部７が撮像した画像を記録し、記録可能なメモリがあるか判断する。記録可能であれば、「ステップ６」にもどる。

記録可能でなければ、「ステップ１２」に進み、アクセサリ（交換レンズ）２に動作停止の命令を送信し、動作終了の為の処理を行い終了する。

次に、アクセサリ（交換レンズ）２のフローチャートを説明する。

「ステップ２１」
アクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵは動作していないが、説明としてスタートを示す。

「ステップ２２」
カメラ１のフローチャートの「ステップ３」で電力供給されると、電源制御回路５２が動作を開始する。電源が供給されると、電圧レギュレータ回路５３が動作し、アクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３に電源を供給する。

「ステップ２３」
アクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３が内部レジスタと外部ポートの設定を行うことで、初期設定動作を行う。このときアクセサリ（交換レンズ）２のレンズ駆動制御部２４、レンズ駆動用モータ２５、フォーカスレンズ１８と絞り駆動制御部２５、絞り駆動用モータ２７、絞り１９の初期設定も行う。

「ステップ２４」
カメラからの光による通信を通信回路７０を通し、アクセサリ（交換レンズ）内ＣＰＵ２３が受信する。

通信によるカメラ本体１の命令を解析する。

例えば、命令には、次のようなものがある。

レンズ通信確認命令
光学情報要求命令
フォーカスレンズ１８の駆動命令
絞り１９の駆動命令
動作停止命令

「ステップ２５」でその命令に応じた動作を実行する。

レンズ通信確認命令「ステップ４」
→所定のデータを送信する。電圧等電源状態、各アクチュエータが動作可能である事も送信する。

光学情報要求命令「ステップ７」、「ステップ９」
→所定のデータを送信する。ズーム、フォーカスレンズ１９の位置、絞り１８の位置に応じた光学情報を送信する。

フォーカスレンズ１８の駆動命令「ステップ９」
→駆動命令に応じ、レンズ駆動制御部２４からレンズ駆動用モータ２５を駆動する事によりフォーカスレンズ１８を駆動する。

絞り１９の駆動命令「ステップ１０」
→駆動命令に応じ、絞り駆動制御部２５から絞り駆動用モータ２７を駆動することにより絞り１９を駆動する。

動作停止命令
→所定のデータを送信し、動作停止命令である場合は「ステップ２７」へ進み動作を終了する。

「ステップ２４」から「ステップ２６」の処理を実行中は、アクチュエータの電流消費量が変化するので、電源制御回路はその変化に応じ発光素子５１を用いてカメラ内電源制御回路４６に通信し、またはスイッチ５４を動作する事により、電源が安定となるように動作する。

「ステップ２７」
→「ステップ１３」で電力遮断した場合も「ステップ２７」となる。

以上説明したように、磁気結合により電力を送信し、その帰還を光結合により行う事により安定な電力供給を行う事が可能となった。

図５は第２の実施の形態の通信手段と電力伝達手段を説明する図を示す。

第１の実施例の図２に相当する。図２との違いは、レンズ内のコイル５５とダイオード５６とスイッチ回路５４を無くし、電圧レギュレータ回路７１を加えた事である。

第１の実施例との違いは、実装面積の大きいコイル５５を無くし、小型の電圧レギュレータ７１とした事で、高い電圧から低い電圧を作る電圧レギュレータ７１で電圧降下させるため電力効率は下がるが、小型化することができた。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

第１の実施のブロック図 第１の実施の通信手段と電力伝達手段を説明する図 第１の実施の通信波形を示す図 図４−１は第１の実施のカメラ本体１のフローチャート、図４−２は第１の実施のアクセサリ（交換レンズ）２のフローチャート 第２の実施の通信手段と電力伝達手段を説明する図

符号の説明

１ カメラ本体１
２ アクセサリ（交換レンズ）
８ カメラ本体内ＣＰＵ
１７、２９ 電力伝達手段
１６、２８通信手段
２３ レンズ内ＣＰＵ
４３、４７、５５ コイル
５１、６１、６２、６９ 発光素子
４４、６３、６７、６８ 受光素子

Claims (8)

1. 交換レンズを装着可能なカメラに於いて、磁気結合による送電手段と前記送電手段を光結合による入力により制御する制御手段とを有することを特徴とするカメラ。
2. 磁気結合による受電手段と前記受電手段を光結合による出力により制御する制御手段とを有することを特徴とする交換レンズ。
3. 交換レンズを装着可能なカメラと交換レンズとからなるカメラシステムに於いて、磁気結合による送電手段と前記送電手段を光結合による入力により制御する制御手段とを有するカメラと、磁気結合による受電手段と前記受電手段の状態を光結合による出力により制御する制御手段とを有する交換レンズとからなることを特徴とするカメラシステム。
4. 請求項１記載のカメラにおいて、交換レンズが装着された事を検出する検出部を有し、その検出部の出力と、光結合による入力の状態から磁気結合による送電手段による送電を開始することを特徴とするカメラ。
5. 請求項３記載カメラシステムにおいて、交換レンズが装着された事を検出する検出部を有し、その検出部の出力と、光結合による入力の状態にから磁気結合による送電手段による送電を開始するカメラと交換レンズからなることを特徴とするカメラシステム。
6. 交換レンズを装着可能なカメラに於いて、投光受光部に通信効率の良い組合せを電力関係の通信に使用することを特徴とするカメラ。
7. 交換レンズに於いて、投光受光部に通信効率の良い組合せを電力関係の通信に使用することを特徴とする交換レンズ。
8. カメラシステムに於いて、投光受光部に通信効率の良い組合せを電力関係の通信に使用することを特徴とするカメラシステム。

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