(57)【要約】【課題】所定の条件下においてはフォーカスレンズの位置の制御範囲を拡張することができる利便性の高いカメラボディ、交換レンズ、カメラシステムを提供することを目的とする。【解決手段】デジタルカメラ１は、光軸に沿って進退することにより被写体のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズ３０４と、フォーカスレンズ３０４を介して形成された被写体像を撮像して画像データを生成するＣＭＯＳセンサ２０１と、被写体像の結像範囲において、画像データを生成する範囲を設定するカメラコントローラ２１１と、画像データを生成する範囲に応じて、フォーカスレンズ３０４を進退制御するレンズコントローラ３１１と、を備える。【選択図】図１
2011150048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に沿って進退することにより被写体のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズと、
前記フォーカスレンズを介して形成された被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
前記被写体像の結像範囲において、前記画像データを生成する範囲を設定する範囲設定部と、
前記画像データを生成する範囲に応じて、前記フォーカスレンズを進退制御する制御部と、を備えた、
撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記画像データを生成する範囲が小さくなるにつれて、より至近側の位置に進退可能に前記フォーカスレンズを進退制御する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
交換レンズが着脱可能なカメラボディであって、
前記交換レンズを介して形成された被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
前記被写体像の結像範囲において、前記画像データを生成する範囲を設定する範囲設定部と、
前記画像データを生成する範囲を通知することにより、前記交換レンズから前記交換レンズが有するフォーカスレンズの制御範囲情報を取得するボディ側取得部と、
を備えたカメラボディ。
【請求項４】
カメラボディに着脱可能な交換レンズであって、
光軸に沿って進退することにより被写体のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズを含む光学系と、
前記カメラボディが有する撮像部が撮像する被写体像の結像範囲において、画像データを生成する範囲を取得するレンズ側取得部と、
前記画像データを生成する範囲に基づいて、前記フォーカスレンズの進退範囲を決定する決定部、
を備えた交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォーカスレンズの制御範囲を変更するカメラボディ、交換レンズ、カメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影を行う際にフォーカスレンズの位置を制御し、被写体像の合焦状態を調節できるカメラが普及している。例えば、特許文献１に示すようなカメラがある。カメラがフォーカスレンズの位置を制御することにより、カメラから近い被写体から遠い被写体までその合焦状態を調節することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-299157号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、使用するレンズによって設定できるフォーカスレンズの位置の範囲が定められている。これは制御可能なフォーカスレンズの至近-無限遠の範囲に制限があるためである。従って、カメラは定められた範囲内においてフォーカスレンズの位置を変更するよう、フォーカスレンズを制御しなくてはならなかった。すなわち、定められた範囲外のフォーカスレンズの位置を設定することができなかった。
【０００５】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、所定の条件下においてはフォーカスレンズの位置の制御範囲を拡張することができる利便性の高いカメラボディ、交換レンズ、カメラシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、光軸に沿って進退することにより被写体のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズと、フォーカスレンズを介して形成された被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、被写体像の結像範囲において、画像データを生成する範囲を設定する範囲設定部と、画像データを生成する範囲に応じてフォーカスレンズを進退制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、所定の条件下においてはフォーカスレンズの位置の制御範囲を拡張することができる利便性の高いカメラボディ、交換レンズ、カメラシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１のデジタルカメラ１の構成図
【図２】実施の形態１のデジタルカメラ１の背面構成図
【図３】画像切り出しサイズ設定画面を説明するための図
【図４】イメージサークルに対する画像切り出しサイズを説明するための図
【図５】絞り値変更による周辺光量を説明するための図
【図６】絞り値の制御可能範囲の拡張を説明するための図
【図７】フォーカスレンズ位置による周辺フォーカス状態を説明するための図
【図８】フォーカスレンズ位置の制御可能範囲の拡張を説明するための図
【図９】ズームレンズ位置による周辺光量を説明するための図
【図１０】ズームレンズ位置の制御可能範囲の拡張を説明するための図
【図１１】電源ＯＮ時の初期動作フローチャート
【図１２】画像切り出しサイズに応じて変更されるレンズデータを説明するための図
【図１３】電源ＯＮ中に画像切り出しサイズが変更されたときの動作フローチャート
【図１４】カメラボディと交換レンズの間の情報送受信の模式図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１に係るデジタルカメラ１の構成および動作について図面を参照して説明する。
【００１０】
〔１．構成〕
〔１−１  全体構成の概要〕
まず、実施の形態１に係るデジタルカメラ１の全体構成の概要を説明する。図１は、本実施の形態に係るデジタルカメラ１の構成図である。
【００１１】
デジタルカメラ１は、カメラボディ２と、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズ３とから構成される。また、カメラボディ２は、交換レンズ３から通知されるレンズデータに従って、各種レンズ制御を実行する。ここで、レンズデータとは、レンズ名称、Ｆナンバー、焦点距離等の交換レンズ３の特性値である。
【００１２】
カメラボディ２は、ＣＭＯＳセンサ２０１、メカシャッタ２０２、信号処理プロセッサ２０３（ＤＳＰ）、バッファメモリ２０４、液晶モニタ２０５、電子ビューファインダ２０６（ＥＶＦ）、電源２０７、ボディマウント２０８、フラッシュメモリ２０９、カードスロット２１０、カメラコントローラ２１１、シャッタスイッチ２１２、ストロボ２１３、マイク２１４、およびスピーカ２１５を備える。カメラボディ２は、カメラコントローラ２１１によって生成された制御信号を交換レンズ３に送信可能に構成されている。また、カメラボディ２は、交換レンズ３からレンズデータを受信可能に構成されている。
【００１３】
また交換レンズ３は、レンズマウント３０１、対物レンズ３０２、ズームレンズ３０３、フォーカスレンズ３０４を含むレンズ系、ズームレンズ３０３を駆動させるズーム駆動部３０５、フォーカスレンズ３０４を駆動させるフォーカス駆動部３０６、絞り３０７、絞り３０７を駆動させる絞り駆動部３０８、ズームリング３０９、フォーカスリング３１０、およびレンズコントローラ３１１と、レンズデータを記憶可能なフラッシュメモリ３１２とを備える。交換レンズ３は、フラッシュメモリ３１２から読み出したレンズデータをカメラボディ２に送信可能に構成されている。また、交換レンズ３は、カメラボディ２から制御信号を受信可能に構成されている。
【００１４】
〔１−２．  カメラボディ２の構成〕
図１を用いてカメラボディ２の構成を説明する。カメラボディ２は、交換レンズ３のレンズ系によって集光された被写体像を撮像して、画像データとして記録できるように構成されている。
【００１５】
ＣＭＯＳセンサ２０１は、受光素子と、ＡＧＣ（ゲイン・コントロール・アンプ）と、ＡＤコンバータを含んで構成される。受光素子は、レンズ系によって集光された光学的信号を電気信号に変換し、画像データを生成する。またＡＧＣは、受光素子から出力された電気信号を増幅するものである。ＡＤコンバータは、ＡＧＣから出力された電気信号をデジタル信号に変換するものである。なお、ＣＭＯＳセンサ２０１は、カメラコントローラ２１１から受信した制御信号に従って、露光、転送、電子シャッタなどの各種の動作を行う。この各種動作は、タイミングジェネレータ等で実現可能である。
【００１６】
メカシャッタ２０２は、レンズ系を介して入射された、ＣＭＯＳセンサ２０１に対する光学的信号の遮断又は通過を切り替える。メカシャッタ２０２は、メカシャッタ駆動部によって駆動される。メカシャッタ駆動部は、モータ、バネ等の機構部品からなり、カメラコントローラ２１１の制御によって、メカシャッタ２０２を駆動する。要するに、メカシャッタ２０２は、開けたり閉じたりして、ＣＭＯＳセンサ２０１に当たる光の量を時間的に調整するものである。
【００１７】
信号処理プロセッサ２０３（ＤＳＰ）は、ＡＤコンバータによってデジタル信号に変換された画像データに、所定の画像処理を施すものである。所定の画像処理としては、ガンマ変換、ＹＣ変換、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が考えられるが、これに限られるものではない。
【００１８】
バッファメモリ２０４は、信号処理プロセッサ２０３で処理を行う際、および、カメラコントローラ２１１で制御処理を行う際に、ワークメモリとして作用する。バッファメモリ２０４は、例えば、ＤＲＡＭなどで実現可能である。
【００１９】
液晶モニタ２０５は、カメラボディ２の背面に配置されるものであり、ＣＭＯＳセンサ２０１で生成された画像データまたはその画像データに所定の処理が施された画像データを表示可能である。ここで液晶モニタ２０５に入力される画像信号は、信号処理プロセッサ２０３から液晶モニタ２０５に出力される際、ＤＡコンバータによってデジタル信号からアナログ信号に変換される。
【００２０】
電子ビューファインダ２０６は、カメラボディ２に配置されるものであり、ＣＭＯＳセンサ２０１で生成された画像データまたはその画像データに所定の処理が施された画像データを表示可能である。電子ビューファインダ２０６に入力される画像信号も同様に、信号処理プロセッサ２０３から電子ビューファインダ２０６に出力される際、ＤＡコンバータによってデジタル信号からアナログ信号に変換される。
【００２１】
ここで液晶モニタ２０５と電子ビューファインダ２０６への表示は、表示切替手段２１７によって、一方に表示されるようにしている。すなわち、液晶モニタ２０５に画像が表示されている間は、電子ビューファインダ２０６には何も表示されない。また、電子ビューファインダ２０６に画像が表示されている間は、液晶モニタ２０５には何も表示されないように構成されている。表示切替手段２１７は、例えば、切り替えスイッチなどの物理的な構造で実現することができる。例えば、信号処理プロセッサ２０３と液晶モニタ２０５が電気的に接続されている場合、切り替えスイッチが切り替えられることによって、信号処理プロセッサ２０３と液晶モニタ２０５との電気的な接続が切断され、信号処理プロセッサ２０３と電子ビューファインダ２０６とが電気的に接続される。なお上記に限られず、表示切替手段２１７は、カメラコントローラ２１１などから制御信号に基づいて、液晶モニタ２０５と電子ビューファインダ２０６への表示の切り替えを行なってもよい。
【００２２】
以上のように、液晶モニタへの表示と、電気ビューファインダへの表示とを切り替えるようにしている。但し、これは、構成上の制限からくる問題であるため、液晶モニタへの表示と、電子ビューファインダへの表示を同時に行なうようにしてもかまわない。ここで、同時に表示する場合、液晶モニタに表示する画像と、電子ビューファンダへ表示する画像は、同じ画像であっても、違う画像であってもかまわない。
【００２３】
電源２０７は、デジタルカメラ１で消費するための電力を供給する。電源２０７は、例えば乾電池であってもよいし、充電池であってもよい。また、電源２０７コードにより外部から供給される電力をデジタルカメラ１に供給するものであってもよい。
【００２４】
ボディマウント２０８は、交換レンズ３のレンズマウント３０１と相俟って、交換レンズ３の着脱を可能にする部材である。ボディマウント２０８は、交換レンズ３と接続端子等を用い電気的に接続可能であるとともに、係止部材等のメカニカルな部材によって機械的にも接続可能である。ボディマウント２０８は、交換レンズ３に含まれるレンズコントローラ３１１からの信号をカメラコントローラ２１１へ出力できるとともに、カメラコントローラ２１１からの信号を交換レンズ３のレンズコントローラ３１１に出力できる。すなわち、カメラコントローラ２１１は、交換レンズ３側のレンズコントローラ３１１と制御信号やレンズ系に関する情報などを送受信可能である。
【００２５】
フラッシュメモリ２０９は、内蔵メモリとして用いられる記憶媒体である。フラッシュメモリ２０９は、画像データまたはその画像データに所定の処理が施された画像データを記憶可能である。また、デジタル化された音声信号も記憶可能である。加えて、画像データや音声信号の他にカメラコントローラ２１１の制御のためのプログラムや設定値などを記憶可能である。
【００２６】
カードスロット２１０は、メモリカード２１８を着脱するためのスロットである。メモリカード２１８は、画像データまたはその画像データに所定の処理が施された画像データを記憶可能である。また、デジタル化された音声信号も記憶可能である。要するにメモリカード２１８は、記憶媒体である。
【００２７】
カメラコントローラ２１１は、カメラボディ２全体を制御するものである。カメラコントローラ２１１は、マイクロコンピュータで実現してもよく、ハードワイヤードな回路で実現してもよい。すなわち、カメラコントローラ２１１は、後述する本実施の形態１に係る制御動作などの各種の制御を実行する。
【００２８】
シャッタスイッチ２１２は、カメラボディ２の上面に設けられた釦であり、使用者からの半押しおよび全押し操作を検知する操作手段である。シャッタスイッチ２１２は、使用者から半押し操作を受け付けると、半押し信号をカメラコントローラ２１１に出力する。一方、シャッタスイッチ２１２は、使用者から全押し操作を受け付けると、全押し信号をカメラコントローラ２１１に出力する。これらの信号に基づいて、カメラコントローラ２１１は様々な制御を行なう。
【００２９】
ストロボ２１３は、カメラコントローラ２１１からの制御信号に基づいて、被写体に対して光の照射を行なうものである。例えば、ストロボ２１３は、キセノンランプやコンデンサ等を用いて実現できる。このように構成した場合、ストロボ２１３は、コンデンサに高電圧の電荷を蓄積しておき、この電荷をキセノンランプの電極に加えることによって、光の照射するようにしている。
【００３０】
マイク２１４は、音声を電気信号に変換するものである。このマイク２１４から出力された電気信号は、ＡＤコンバータによってデジタル信号に変換される。ＡＤコンバータで変換されたデジタル信号は、カメラコントローラ２１１の制御に従って、フラッシュメモリ２０９またはメモリカード２１８に記憶される。
【００３１】
スピーカ２１５は、電気信号を音声に変換するものである。ここでスピーカ２１５へ入力される電気信号は、ＤＡコンバータでデジタル信号から電気信号に変換されたものである。ＤＡコンバータへの出力は、カメラコントローラ２１１の制御によって、フラッシュメモリ２０９またはメモリカード２１８から読み出されたデジタル信号が出力される。
【００３２】
図２は、デジタルカメラ１の背面構成図である。デジタルカメラ１の背面には、液晶モニタ２０５と、再生モード釦２３０と、選択釦２３１と、中央釦２３２とを備える。
【００３３】
再生モード釦２３０は、デジタルカメラ１のモード設定を再生モードに移行させるための押下式の操作釦である。使用者が再生モード釦２３０を押下することにより、デジタルカメラ１のモード設定が再生モードに移行する。再生モードは、メモリカード２１８やフラッシュメモリ２０９にすでに記憶された画像データを液晶モニタ２０５に再生するモードである。再生モードにあるときに、シャッタスイッチ２１２の操作を受け付けると、デジタルカメラ１のモード設定が撮影モードに移行する。撮影モードは、レンズ系を介して形成された被写体像をＣＭＯＳセンサ２０１によって撮像するモードである。撮影モードにあるときに、シャッタスイッチ２１２の押下操作を受け付けると、カメラコントローラ２１１は、その押下のタイミングに応じて生成された画像データをメモリカード２１８又はフラッシュメモリ２０９に記憶する。
【００３４】
選択釦２３１は、押下式の操作釦である。使用者は、選択釦２３１の上下方向のいずれかの釦を押下することにより、液晶モニタ２０５に表示される各種カーソルの表示を上下左右方向に移動することができる。
【００３５】
中央釦２３２は、押下式の操作釦である。再生モード時又は撮影モード時において、中央釦２３２が押下されると、液晶モニタ２０５は、それぞれのモードに応じた設定項目のメニュー画面を表示する。このとき、液晶モニタ２０５は、メニュー画面の所定の設定項目上にカーソルを表示する。使用者は、選択釦２３１を押下することでカーソルを移動させ、中央釦２３１を押下することにより選択釦２３１によって移動されたカーソルの示す設定項目の選択を決定する。
【００３６】
ここで図３を用いて、画像切り出しサイズ設定について説明する。図３は、液晶モニタ２０５に表示される画像切り出しサイズ設定画面を示す。デジタルカメラ1のモード設定が撮影モードにあるときに中央釦２３２の操作を受け付けると、液晶モニタ２０５は、撮影モードに関する各種設定項目のメニュー画面を表示する。そのメニュー画面から画像切り出しサイズ設定の項目の選択が決定されると、液晶モニタ２０５は、図３に示すような画像切り出しサイズ設定画面を表示する。画像切り出しサイズ設定画面において、使用者は、ＣＭＯＳセンサ２０１から切り出すべき画像データのサイズを設定することができる。ＣＭＯＳセンサ２０１のフル画素が１２００万画素であるとしたとき、設定できる画像データのサイズとして、液晶モニタ２０５は、例えば「１２００万画素」「８００万画素」「３００万画素」「１００万画素」を表示する。使用者は、選択釦２３１および中央釦２３２を操作することにより、ＣＭＯＳセンサ２０１から切り出すべき画像データのサイズを設定することができる。
【００３７】
図４を用いて、イメージサークルのサイズに対する画像の切り出しサイズを説明する。イメージサークルは、レンズ系を介してデジタルカメラ１内に入射した光が結像する円形の範囲である。イメージサークルは、中心部が最も被写体像が明るくフォーカス状態が良好であり、円形の外側になるにつれて被写体像が暗くなりフォーカス状態も悪くなる。図４に示すように、ＣＭＯＳセンサ２０１の受光面の対角線がイメージサークル内に入るようにデジタルカメラ１は設計されている。画像切り出しサイズＡ（１２００万画素）から、画像切り出しサイズＢ（３００万画素）、画像切り出しサイズＣ（１００万画素）と、画像を切り出すサイズを小さくするにつれて、イメージサークルのより中央に位置する範囲であって、被写体像がより明るく、かつフォーカス状態が良好に結像している範囲で画像を撮像することができる。
【００３８】
画像切り出しサイズが設定されると、カメラコントローラ２１１は、その設定情報をボディマウント２０８とレンズマウント３０１を介し、レンズコントローラ３１１に通知する。この動作の詳細は後述する。
【００３９】
〔１−３．  交換レンズ３の構成〕
図１を用いて、交換レンズ３の構成を説明する。レンズ系は、対物レンズ３０２とズームレンズ３０３とフォーカスレンズ３０４とを含んで構成され、被写体からの光を集光する。ズームレンズ３０３は、ズーム駆動部３０５又はズームリング３０９によって駆動され、ズーム倍率を調整するものである。フォーカスレンズ３０４は、フォーカス駆動部３０６又はフォーカスリング３１０によって駆動され、ピントの調節を行なうようにしたものである。要するに、フォーカスレンズ３０４やズームレンズ３０３は可動レンズである。
【００４０】
ズーム駆動部３０５は、レンズコントローラ３１１の制御にしたがって、ズームレンズ３０３を駆動させるようにしたものである。また、フォーカス駆動部３０６は、レンズコントローラ３１１の制御にしたがって、レンズデータの示す駆動制御範囲内でフォーカスレンズ３０４を駆動させる。
【００４１】
絞り３０７は、レンズ系を通過してＣＭＯＳセンサ２０１に入射する光の量を調整するものである。例えば、光の調整は、５枚羽根などで構成される開口部を大きくしたり、小さくしたりすることで可能である。
【００４２】
絞り駆動部３０８は、絞り３０７の開口部の大きさを変更するものである。レンズコントローラ３１１は、絞り３０７の開口部の大きさを変更するよう制御することができる。ここで開口部の大きさは、カメラコントローラ２１１からレンズコントローラ３１１に対してＦ値により指定可能である。
【００４３】
絞り駆動部３０８は、レンズコントローラ３１１からの制御に基づいて、絞り３０７を駆動するようにしている。この場合、絞り駆動部３０８は、レンズコントローラ３１１から絞りを調整するための制御信号（絞り値又は駆動量）を取得する。これによって、絞り駆動部３０８は、この絞りを調整するための制御信号に応じて、レンズデータの示す駆動制御範囲内で絞りを駆動する。
【００４４】
ズームリング３０９は、交換レンズ３の外装に設けられ、使用者からの操作に応じて、ズームレンズ３０３を駆動させるものである。また、フォーカスリング３１０は、交換レンズ３の外装に設けられ、使用者からの操作に応じて、フォーカスレンズ３０４を駆動させるものである。
【００４５】
フラッシュメモリ３１２は、交換レンズ３のレンズ特性を表すレンズデータを記憶する。レンズデータとは、図１０のように、レンズの名称やＦ値、焦点距離等などをカメラコントローラ２１１が認識可能な形態になっているデータを表す。
【００４６】
レンズコントローラ３１１は、交換レンズ３全体を制御するものである。レンズコントローラ３１１は、マイクロコンピュータで実現してもよく、ハードワイヤードな回路で実現してもよい。なお、レンズコントローラ３１１は、交換レンズ３がカメラボディ２に装着されると、フラッシュメモリ３１２に記憶されたレンズデータを読み出して、カメラコントローラ２１１に送信する。
【００４７】
また、レンズコントローラ３１１は、カメラコントローラ２１１から通知された画像切り出しサイズ設定情報に基づいて、レンズデータを生成する。
【００４８】
〔１−４．本発明との対応関係〕
フォーカスレンズ３０４は、本発明のフォーカスレンズの一例である。ＣＭＯＳセンサ２０１は、本発明の撮像部の一例である。カメラコントローラ２１１は、本発明の範囲設定部の一例である。カメラコントローラ２１１とボディマウント２０８とからなる構成は、本発明のボディ側取得部の一例である。レンズコントローラ３１１は、本発明の制御部の一例である。レンズコントローラ３１１は、本発明の決定部の一例である。レンズコントローラ３１１とレンズマウント３０１とからなる構成は、本発明のレンズ側取得部の一例である。デジタルカメラ１は、本発明の撮像装置の一例である。カメラボディ２は、本発明のカメラボディの一例である。交換レンズ３は、本発明の交換レンズの一例である。
【００４９】
〔２．動作〕
〔２−１．全体動作の概要〕
実施の形態１に係るデジタルカメラ１の全体動作の概要を説明する。
【００５０】
デジタルカメラ１の電源がＯＮされると、カメラボディ２と交換レンズ３との間でレンズ認証のための通信と、レンズ初期化のための通信を実行する。その後、カメラボディ２にて設定されている画像切り出しサイズの情報に基づいて、交換レンズ３はレンズデータを生成しカメラボディ２に通知する。カメラボディ２は、交換レンズ３から通知されたレンズデータに基づいてレンズ制御信号を生成し交換レンズに通知する。
【００５１】
また、デジタルカメラ１の電源ＯＮ時において、カメラボディ２にて設定されている画像切り出しサイズの情報に変更があった場合、カメラボディ２は変更後の画像切り出しサイズ情報を交換レンズ３に通知する。交換レンズ３は、カメラボディ２から通知された変更後の画像切り出しサイズの情報に基づいてレンズデータを生成しカメラボディ２に通知する。カメラボディ２は、交換レンズ３から通知されたレンズデータに基づいてレンズ制御信号を生成し交換レンズに通知する。
【００５２】
交換レンズ３は、カメラボディ２から通知される画像切り出しサイズ情報に基づいて、絞り３０７やフォーカスレンズ３０４の制御範囲を変更し、レンズデータを生成する。
【００５３】
〔２−２．絞り制御範囲の変更動作について〕
図５および図６を用いて、絞り３０７の開閉の制御範囲の変更動作について説明する。
【００５４】
図５は、絞り値の変更によるイメージサークルの周辺光量の低下を説明するための図である。図５（ａ）から（ｃ）は、各絞り値に設定されたときに結像されるイメージサークルを示す。各図の四隅に記載のパーセント表示は、イメージサークルの中心光量に対する周辺光量の比率を表している。図５（ａ）から（ｃ）に示されているように、絞り３０７の絞り値が小さくなるに従って、すなわち絞り３０７が開放側に行くに従って、イメージサークルの中心光量に対する周辺光量の比率が低下する。これは、デジタルカメラ１に入射する光の光軸に対して絞り３０７の前後の位置にレンズがあるときに、レンズに斜め入射する光の一部がけられて光量が少なくなることが一因である。絞り３０７を絞っていくことで、イメージサークルの周辺光量の低下は改善される。
【００５５】
図５（ｃ）に示すように、例えば、画像切り出しサイズＡ（１２００万画素）に設定されているとき、撮像される画像データへの周辺光量低下の影響が許容可能な範囲まで絞り３０７を開放させたならば、絞り値がＦ＝２．８だったとする。このとき、画像切り出しサイズ設定がサイズＡに設定されている旨をカメラコントローラ２１１から通知を受けて、レンズコントローラ３１１は、絞り値の開放側の制御限界値がＦ＝２．８になるようにレンズデータを生成する。また、絞り値がＦ＝２．８に設定されているとき、画像切り出しサイズの設定がサイズＢ（３００万画素）やサイズＣ（１００万画素）であるならば、撮像される画像データに周辺光量低下の影響が現れるまでに、イメージサークルの面範囲に余裕があるため、レンズコントローラ２１１は、より開放側に絞り値の制御限界値が来るようにレンズデータを生成することができる。すなわち、レンズコントローラ３１１は、画像の切り出しサイズに応じて、絞り３０７の制御範囲を拡張することができる。
【００５６】
図６は、絞り値の制御可能な範囲の拡張を説明するための図である。図６（ａ）から（ｃ）は、画像切り出しサイズに応じて変更される絞り値の制御可能範囲の変化を示している。画像切り出しサイズの設定がサイズＡのとき、上述のとおり絞り値の開放端の値がＦ＝２．８となったとする。交換レンズ３の絞り３０８を最も絞ったときの絞り値をＦ＝５．８だとすると、レンズコントローラ３１１は、絞り３０８がＦ＝２．８からＦ＝５．８の間で駆動させられるようにレンズデータを生成し、カメラコントローラ２１１に通知する。カメラコントローラ２１１は、通知されたレンズデータに従い、絞り値がＦ＝２．８からＦ＝５．８の間で絞り３０７を制御する。
【００５７】
画像切り出しサイズの設定がサイズＢやサイズＣのときも同様である。サイズＢやサイズＣに設定されているときに撮像される画像データへの周辺光量低下の影響が許容可能な範囲まで絞り３０７を開放させたならば、絞り値がそれぞれＦ＝２．０、Ｆ＝１．４だったとする。このとき、レンズコントローラ３１１は、絞り３０８がそれぞれＦ＝２．０からＦ＝５．８までの間、Ｆ＝１．４からＦ＝５．８までの間で駆動させられるようにレンズデータを生成し、カメラコントローラ２１１に通知する。カメラコントローラ２１１は、通知されたレンズデータに従い、画像切り出しサイズ設定がサイズＢのときは、絞り値がＦ＝２．０からＦ＝５．８の間で絞り３０７を制御し、画像切り出しサイズ設定がサイズＣのときは、絞り値がＦ＝１．４からＦ＝５．８の間で絞り３０７を制御する。
【００５８】
〔２−３．フォーカスレンズ制御範囲の変更について〕
図７および図８を用いて、フォーカスレンズ３０４の位置の制御範囲の変更動作について説明する。
【００５９】
図７は、フォーカスレンズ位置によるイメージサークルの周辺フォーカス状態を説明するためのイメージ図である。イメージサークルの周辺の被写体像は、レンズの収差に起因してフォーカス状態がぼやけたり、にじんだりして解像度が落ちたり、像が歪んだりする。この現象による影響は、イメージサークルの結像面に位置するＣＭＯＳセンサ２０１に対して、フォーカスレンズ３０４の位置がより至近側に位置するに従って大きくなる。フォーカスレンズ３０４の位置をＣＭＯＳセンサ２０１に対してより無限遠側に位置させることで、イメージサークルの周辺解像度は改善されていく。
【００６０】
図７に示すように、例えば、画像切り出しサイズＡ（１２００万画素）に設定されているとき、撮像される画像データへの周辺解像度悪化の影響度が許容可能な範囲までフォーカスレンズ３０４を至近側に近づけたならば、被写体までの距離に換算してフォーカス位置がｄ＝５ｃｍだったとする。このとき、画像切り出しサイズ設定がサイズＡに設定されている旨をカメラコントローラ２１１から通知を受けて、レンズコントローラ３１１は、フォーカスレンズ３０４の最至近位置がｄ＝５ｃｍになるようにレンズデータを生成する。また、フォーカスレンズ３０４の最至近位置がｄ＝５ｃｍに設定されているとき、画像切り出し設定がサイズＢ（３００万画素）やサイズＣ（１００万画素）であるならば、撮像される画像データに周辺解像度悪化の影響が現れるまでに、イメージサークルの面範囲に余裕があるため、レンズコントローラ２１１は、より至近側にフォーカスレンズ３０４が位置できるようにレンズデータを生成することができる。すなわち、レンズコントローラ３１１は、画像の切り出しサイズに応じて、フォーカスレンズ３０４の制御範囲を拡張することができる。
【００６１】
図８は、フォーカスレンズ位置の制御可能な範囲の拡張を説明するための図である。図８（ａ）から（ｃ）は、画像切り出しサイズに応じて変更されるフォーカスレンズ３０４の制御可能範囲の変化を示している。画像切り出しサイズの設定がサイズＡのとき、上述のとおりフォーカスレンズ３０４の最至近位置がｄ＝５ｃｍとなったとする。このとき、レンズコントローラ３１１は、フォーカスレンズ３０４がｄ＝５ｃｍからｄ＝無限遠の間で駆動させられるようにレンズデータを生成し、カメラコントローラ２１１に通知する。カメラコントローラ２１１は、通知されたレンズデータに従い、ｄ＝５ｃｍからｄ＝無限遠の間でフォーカスレンズ３０４の位置を制御する。
【００６２】
画像切り出しサイズの設定がサイズＢやサイズＣのときも同様である。サイズＢやサイズＣに設定されているときに撮像される画像データへの周辺解像度低下の影響が許容可能な範囲までフォーカスレンズ３０４を至近側にしたならば、フォーカスレンズ位置がそれぞれｄ＝４．５ｃｍ、ｄ＝４ｃｍだったとする。このとき、レンズコントローラ３１１は、フォーカスレンズ３０４がそれぞれｄ＝４．５ｃｍからｄ＝無限遠までの間、ｄ＝４ｃｍからｄ＝無限遠までの間で駆動させられるようにレンズデータを生成し、カメラコントローラ２１１に通知する。カメラコントローラ２１１は、通知されたレンズデータに従い、画像切り出しサイズ設定がサイズＢのときは、フォーカスレンズ位置がｄ＝４．５ｃｍからｄ＝無限遠までの間でフォーカスレンズ３０４を制御し、画像切り出しサイズ設定がサイズＣのときは、ｄ＝４ｃｍからｄ＝無限遠までの間でフォーカスレンズ３０４を制御する。
【００６３】
〔２−４．ズームレンズ制御範囲の変更について〕
図９および図１０を用いて、ズームレンズ３０３の制御範囲の変更について説明する。
【００６４】
図９は、ズームレンズ３０３を広角側に移行したときのイメージサークルの周辺光量の低下を説明するための図である。ズームレンズ３０３が広角側に移行するに従って、イメージサークルの中心光量に対する周辺光量の比率が低下する。これは、デジタルカメラ１に入射する光の一部がけられて光量が少なくなることが一因である。ズームレンズ３０３をより望遠側に移行することで、イメージサークルの周辺光量の低下は改善される。
【００６５】
図９に示すように、例えば、画像切り出しサイズＡ（１２００万画素）に設定されているとき、撮像される画像データへの周辺光量低下の影響が許容可能な範囲までズームレンズ３０３を広角側に移行したならば、焦点距離がｄ＝１４ｍｍだったとする。このとき、画像切り出しサイズ設定がサイズＡに設定されている旨をカメラコントローラ２１１から通知を受けて、レンズコントローラ３１１は、ズームレンズ３０３の広角側の制御限界値が焦点距離ｄ＝１４ｍｍになるようにレンズデータを生成する。また、焦点距離がｄ＝１４ｍｍに設定されているとき、画像切り出しサイズの設定がサイズＢ（３００万画素）やサイズＣ（１００万画素）であるならば、撮像される画像データに周辺光量低下の影響が現れるまでに、イメージサークルの面範囲に余裕があるため、レンズコントローラ２１１は、より広角側にズームレンズ３０３による焦点距離の制御限界値が来るようにレンズデータを生成することができる。すなわち、レンズコントローラ３１１は、画像の切り出しサイズに応じて、ズームレンズ３０３の制御範囲を拡張することができる。
【００６６】
図１０は、ズームレンズ３０３による焦点距離の制御可能な範囲の拡張を説明するための図である。図１０（ａ）から（ｃ）は、画像切り出しサイズに応じて変更されるズームレンズ３０３による焦点距離の制御可能範囲の変化を示している。画像切り出しサイズの設定がサイズＡのとき、上述のとおり焦点距離の広角端の値がｄ＝１４ｍｍとなったとする。交換レンズ３のズームレンズ３０３を最も望遠側に移行させたときの焦点距離がｄ＝４５ｍｍだとすると、レンズコントローラ３１１は、焦点距離がｄ＝１４ｍｍからｄ＝４５ｍｍの間で駆動させられるようにレンズデータを生成し、カメラコントローラ２１１に通知する。カメラコントローラ２１１は、通知されたレンズデータに従い、焦点距離がｄ＝１４ｍｍからｄ＝４５ｍｍの間でズームレンズ３０３を制御する。
【００６７】
画像切り出しサイズの設定がサイズＢやサイズＣのときも同様である。サイズＢやサイズＣに設定されているときに撮像される画像データへの周辺光量低下の影響が許容可能な範囲までズームレンズ３０３を広角側に移行させたならば、焦点距離がそれぞれｄ＝１２ｍｍ、ｄ＝１０ｍｍだったとする。このとき、レンズコントローラ３１１は、焦点距離がそれぞれｄ＝１２ｍｍからｄ＝４５ｍｍまでの間、ｄ＝１０ｍｍからｄ＝４５ｍｍまでの間で駆動させられるようにレンズデータを生成し、カメラコントローラ２１１に通知する。カメラコントローラ２１１は、通知されたレンズデータに従い、画像切り出しサイズ設定がサイズＢのときは、焦点距離がｄ＝１２ｍｍからｄ＝４５ｍｍの間でズームレンズ３０３を制御し、画像切り出しサイズ設定がサイズＣのときは、焦点距離がｄ＝１０ｍｍからｄ＝４５ｍｍまでの間でズームレンズ３０３を制御する。
【００６８】
〔２−５．電源ＯＮ時の初期動作〕
図９を用いて、電源ＯＮ時の撮像準備のためのデジタルカメラ１の動作を説明する。図９は、実施の形態１に係るデジタルカメラ１の撮像準備動作を説明するための信号送受信を示す図である。
【００６９】
カメラボディ２に交換レンズ３を装着した状態で、使用者が、カメラボディ２の電源をＯＮすると、電源２０７は、ボディマウント２０８及びレンズマウント３０１を介して、交換レンズ３に電力を供給する（Ｓ１１）。次に、カメラコントローラ２１１は、レンズコントローラ３１１に対して、交換レンズ３の認証情報を要求する（Ｓ１２）。ここで、交換レンズ３の認証情報には、交換レンズ３が装着されているか否かに関する情報及びアクセサリが装着されているか否かに関する情報が含まれる。レンズコントローラ３１１は、カメラコントローラ２１１からのレンズ認証要求に応答する（Ｓ１３）。これにより、カメラコントローラ２１１は、レンズ認証を行う。
【００７０】
次に、カメラコントローラ２１１は、レンズコントローラ３１１に対して、初期化動作をするよう要求する（Ｓ１４）。これを受けて、レンズコントローラ３１１は、絞り３０７のリセット、フォーカスレンズ３０４のリセット等の初期化動作を行う。そして、レンズコントローラ３１１は、カメラコントローラ２１１に対して、レンズ初期化動作が完了した旨を返信する（Ｓ１５）。これにより、カメラコントローラ２１１は、レンズの初期化を行う。
【００７１】
次に、カメラコントローラ２１１は、画像切り出しサイズの設定情報を読み出す。続いて、カメラコントローラ２１１は、レンズコントローラ３１１に対して、レンズデータを要求する（Ｓ１６）。そして、カメラコントローラ２１１は、レンズコントローラ３１１に画像切り出しサイズの設定情報を通知する（Ｓ１７）。レンズコントローラ３１１は、画像切り出しサイズに基づいて、絞り３０７やフォーカスレンズ３０４の制御可能範囲を変更したレンズデータを生成する。交換レンズ３の特性値としての元々のレンズデータは、フラッシュメモリ２４２に格納されている。そこで、レンズコントローラ２４０は、フラッシュメモリ２４２からこの元々のレンズデータを読み出して、絞り３０７やフォーカスレンズ３０４の制御可能範囲を更新したレンズデータを生成する。レンズコントローラ３１１は、生成したレンズデータをカメラコントローラ２１１に返信する（Ｓ１８）。
【００７２】
カメラコントローラ２１１が、カメラボディ２に装着されている交換レンズ３のレンズデータを把握すると、撮像可能な状態になる。この状態では、カメラコントローラ２１１は、レンズコントローラ３１１に対して、交換レンズ３の状態を示すレンズ状態データを定期的に要求する（Ｓ１９）。レンズ状態データは、例えば、ズームレンズ３０３によるズーム倍率情報、フォーカスレンズ３０４の位置情報、絞り３０７の絞り値情報などが含まれる。この要求に応えて、レンズコントローラ３１１は、カメラコントローラ２１１に対して、要求されたレンズ状態データを返信する（Ｓ２０）。
【００７３】
また、この状態から、デジタルカメラ１は、ＣＭＯＳセンサ２０１で生成した画像データが示す画像をスルー画像として液晶モニタ２０５に表示する制御モードで動作し得る。この制御モードをライブビューモードという。ライブビューモードでは、スルー画像が動画で液晶モニタ２０５に表示されるので、使用者は、液晶モニタ２０５を見ながら静止画像を撮像するための構図を決めることができる。このとき、露出やピントを調節するために、カメラコントローラ２１１は、ボディマウント２０８及びレンズマウント３０１を介して、レンズコントローラ３１１にフォーカスレンズ３０４や絞り３０７を駆動させるレンズ制御信号を通知する（Ｓ２１）。このとき、カメラコントローラ２１１は、フォーカスレンズ３０４や、絞り３０７を上述した駆動制御可能な範囲にて、レンズ制御信号を生成することは言うまでもない。
【００７４】
この要求に応えて、レンズコントローラ３１１は、通知されたレンズ制御信号に基づいてフォーカスレンズ３０４や絞り３０７を駆動させる。レンズ制御信号には、例えば、駆動を要求するフォーカスレンズの目標距離情報、駆動を要求する絞りの目標絞り値情報などが含まれる。駆動制御が完了したのち、レンズコントローラ３１１は、駆動制御が完了したことを通知するレンズ制御応答を、カメラコントローラ２１１に応答する（Ｓ２２）。
【００７５】
〔２−６．電源ＯＮ中に画像切り出しサイズが変更されたときの動作〕
図１１を用いて、電源ＯＮ中に画像切り出しサイズが変更されたときのデジタルカメラ１の動作を説明する。図１１は、画像切り出しサイズが変更されたときの動作を説明するための信号送受信を示す図である。
【００７６】
使用者は、デジタルカメラ１が撮影モードにあるときに、画像切り出しサイズの設定を変更することができる。設定の変更の仕方は上述したとおりである。画像切り出しサイズの設定が変更されると、カメラコントローラ２１１は、レンズコントローラ３１１に対してレンズデータを要求する（Ｓ３０）。そして、カメラコントローラ２１１は、レンズコントローラ３１１に変更後の画像切り出しサイズの設定情報を通知する（Ｓ３１）。レンズコントローラ３１１は、変更後の画像切り出しサイズに基づいて、絞り３０７やフォーカスレンズ３０４の制御可能範囲を変更したレンズデータを生成する。
【００７７】
図１１におけるステップＳ３２からステップＳ３６までの動作は、図９におけるステップＳ１８からステップＳ２２の動作と同様であるため、説明を省略する。
【００７８】
〔３．まとめ〕
以上のように実施の形態１のデジタルカメラ１は、光軸に沿って進退することにより被写体のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズ３０４と、フォーカスレンズ３０４を介して形成された被写体像を撮像して画像データを生成するＣＭＯＳセンサ２０１と、被写体像の結像範囲において、画像データを生成する範囲を設定するカメラコントローラ２１１と、画像データを生成する範囲に応じて、フォーカスレンズ３０４を進退制御するレンズコントローラ３１１と、を備える。従って、デジタルカメラ１は、ＣＭＯＳセンサ２０１にて画像データを生成する範囲に応じて、フォーカスレンズ３０４を進退制御する。これにより、デジタルカメラ１は、設定される画像データのサイズに応じてフォーカスレンズ３０４の位置の制御範囲を拡張することができる。
【００７９】
また、上記実施の形態１のデジタルカメラ１において、レンズコントローラ３１１は、画像データを生成する範囲が小さくなるにつれて、より至近側の位置に進退可能にフォーカスレンズ３０４を進退制御する。画像データを生成する範囲を小さくすることで、フォーカスレンズ３０４をＣＭＯＳセンサ２０１に対して至近側にいくことによる画像周辺の解像度の低下の少ないイメージサークルの中央部の範囲から被写体像を撮像することができる。そのため、画像切り出しサイズの面範囲において、周辺解像度の低下が影響が目立って出ないようにできる範囲まで、フォーカスレンズ３０４をより至近側に設定できるよう制御範囲を拡張することができる。
【００８０】
また、上記実施の携帯のデジタルカメラ１において、カメラボディ２は、交換レンズ３が着脱可能なカメラボディ２であって、交換レンズ３を介して形成された被写体像を撮像して画像データを生成するＣＭＯＳセンサ２０１と、被写体像の結像範囲において、画像データを生成する範囲を設定するカメラコントローラ２１１と、画像データを生成する範囲を通知することにより、交換レンズ３から交換レンズ３が有するフォーカスレンズ３０４の制御範囲情報を取得するカメラコントローラ２１１とボディマウント２０８とからなる構成とを備える。また、交換レンズ３は、カメラボディ２に着脱可能な交換レンズ３であって、光軸に沿って進退することにより被写体のフォーカス状態を調節するフォーカスレンズ３０４を含む光学系と、カメラボディ２が有するＣＭＯＳセンサ２０１が撮像する被写体像の結像範囲において、画像データを生成する範囲を取得するレンズコントローラ３１１とレンズマウント３０１とからなる構成と、画像データを生成する範囲に基づいて、フォーカスレンズ３０４の進退範囲のＣＭＯＳセンサ２０１に対する至近端位置を決定するレンズコントローラ３１１を備える。従って、図１２に示すように、カメラボディ２が画像切り出しサイズ設定情報を交換レンズ３に通知すると、交換レンズ３は、その画像切り出しサイズ設定情報に対応したレンズデータをカメラボディ２に通知する。これにより、カメラボディ２は、画像切り出しサイズ設定情報に対応したレンズデータを自身に装着された交換レンズ３の現在のレンズ特性であるとみなし、そのレンズ特性に基づいて生成されたレンズ制御信号を交換レンズ３に通知することが可能となる。
【００８１】
以上の説明したように、本実施の形態１によれば、所定の条件下においてはフォーカスレンズの位置の制御範囲を拡張することができる利便性の高い交換レンズ３、カメラボディ２、デジタルカメラ１を提供することができる。
（他の実施の形態）
本発明の実施の形態として、実施の形態１を例示した。しかし、本発明は、実施の形態１に限定されず、他の実施の形態においても実現可能である。そこで、本発明の他の実施の形態を以下まとめて説明する。
【００８２】
上記実施の形態１では、受光素子、ＡＧＣ、ＡＤコンバータを備えるＣＭＯＳセンサで構成した。しかし、これに限られず、例えば、ＣＣＤイメージセンサとＡＤコンバータを別々の部材で構成してもよい。撮像手段は、被写体像を撮像して、画像データ（デジタル信号又は電気信号）を生成できるものであれば、どのような構成であってもかまわない。なお、ＣＭＯＳセンサで構成した場合、消費電力を減らすことができる。
【００８３】
上記実施の形態１では、交換レンズ３と、交換レンズ３が着脱可能なカメラボディ２から構成されるデジタルカメラ１で説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、レンズとカメラボディが一体となったデジタルカメラにおいても本発明は適用可能である。
【００８４】
上記実施の形態１において、レンズコントローラ３１１は、カメラコントローラ２１１から通知された画像切り出しサイズ設定情報に応じてレンズデータを生成するようにしたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、交換レンズ３のフラッシュメモリ３１２に、画像切り出しサイズ設定情報に応じたそれぞれのレンズデータを予め格納しておいてもよい。この場合、レンズコントローラ３１１は、カメラコントローラ２１１から通知された画像切り出しサイズ設定情報に基づいて、対応するレンズデータをフラッシュメモリ３１２から読み出すように構成すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明はカメラシステム１への適用に限定されず、画像切り出しサイズを変更することができる撮像装置であれば適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１    デジタルカメラ
２    カメラボディ
３    交換レンズ
２０１    ＣＭＯＳセンサ
２０２    シャッタ
２０３    信号処理プロセッサ
２０４    バッファメモリ
２０５    液晶モニタ
２０６    電子ビューファインダ
２０７    電源
２０８    ボディマウント
２０９    フラッシュメモリ
２１０    カードスロット
２１１    ＣＰＵ
２１２    シャッタスイッチ
２１８    メモリカード
３０１    レンズマウント
３０４    フォーカスレンズ
３０６    フォーカス駆動部
３０７    絞り
３０８    絞り駆動部
３１１    レンズコントローラ
３１２    フラッシュメモリ
【図１】
2011150048.tif 000003
【図２】
2011150048.tif 000004
【図３】
2011150048.tif 000005
【図４】
2011150048.tif 000006
【図５】
2011150048.tif 000007
【図６】
2011150048.tif 000008
【図７】
2011150048.tif 000009
【図８】
2011150048.tif 000010
【図９】
2011150048.tif 000011
【図１０】
2011150048.tif 000012
【図１１】
2011150048.tif 000013
【図１２】
2011150048.tif 000014
【図１３】
2011150048.tif 000015
【図１４】
2011150048.tif 000016