JP2005122089A - コントロールモジュールを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 絞り開口を調整可能な直流ブラシレスモータを制御するコントロールモジュールを備えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 本発明のコントロールモジュールは、前記ホールセンサ及び前記絞り設定装置に電気的に連結され、前記第１と第２の出力電圧が入力され、前記第１と第２の出力電圧に応じて第３の出力電圧を生成する差動回路と、前記差動回路に電気的に連結され、前記第３の出力電圧が入力され該第３の出力電圧に応じて制御出力信号を生成する積分器と、前記直流モータ、前記積分器及び電源に電気的に連結され、前記制御出力信号が入力され、該制御出力信号に応じて前記モータの回転速度を調整するよう前記電源から前記直流モータへの電流を制限する限流回路とから構成されている。前記直流モータが前記所定絞りに応じてある角度位置に回転されると、前記限流回路によって前記電源からの電流が抑制され、前記直流モータがさらに回転することなく、絞り開口を前記所定絞りに保持させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、絞り開口を調整可能な直流ブラシレスモータを制御するためのコントロールモジュールを備えた撮像装置に関する。

従来の直流ブラシレスモータ及びホールセンサの構成例として、例えば図７に示されているように、モータＭはロータＲと、ロータＲに環設されたステータＳとを備え、ホールセンサＨは、モータＭのロータＲのそばにその角度位置が検出できるように臨ませ、第１と第２のトランジスタＱ１、Ｑ２はホールセンサＨ及びステータＳと電気的に連結されている。

このような構成において、ロータＲのＳ極がホールセンサＨの近くにいると、ホールセンサＨが第１のトランジスタＱ１を働かせるに十分な電圧を生成し、第１のトランジスタＱ１が導通して電流ｉ１をステータＳへ流すので、ロータＲが反時計方向に回転される。一方、ロータＲのＮ極がホールセンサＨに近くと、ホール素子Ｈが第２のトランジスタＱ２を働かせるに十分な電圧を生成し、第２のトランジスタＱ２が導通して電流ｉ２をステータＳへ流すので、ロータＲのさらなる反時計方向の回転をもたらす。

その一方、ステッパー及びサーボモータのような直流モータを用いて、撮像装置の絞り開口を調整することができるが、この種の道具としては高価である上複雑な制御回路系を要する。

上述のように、撮像装置にホールセンサを備えた直流ブラシレスモータを用いることは、短時間で絞り開口を調整できるが、直流ブラシレスモータを制御するためのてごろなコントロールモジュールがないという問題があった。

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、絞り開口を調整可能な直流ブラシレスモータを制御するコントロールモジュールを備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
直流ブラシレスモータと、該モータと連結されている絞りとを有し、該モータの角度位置に応じて絞り開口を調整する絞り制御装置と、
前記直流ブラシレスモータと連結され、前記モータの回転角度位置を検出し該角度位置に応じる第１の出力電圧を生成するホールセンサと、
開口を所定絞りにセットし、該所定絞りに応じる第２の出力電圧を生成する絞り設定装置と、
電流を提供する電源と、
前記ホールセンサ及び前記絞り設定装置に電気的に連結され、前記第１と第２の出力電圧が入力され、前記第１と第２の出力電圧に応じて第３の出力電圧を生成する差動回路、前記差動回路に電気的に連結され、前記第３の出力電圧が入力され該第３の出力電圧に応じて制御出力信号を生成する積分器、及び、前記直流モータ、前記積分器及び電源に電気的に連結され、前記制御出力信号が入力され、該制御出力信号に応じて前記モータの回転速度を調整するよう前記電源から前記直流モータへの電流を制限する限流回路を備えているコントロールモジュールとから構成されることを特徴とするものである。

上記構成によると、前記直流モータが前記所定絞りに応じてある角度位置に回転されると、前記限流回路によって前記電源からの電流が抑制され、前記直流モータがさらに回転することなく、絞り開口を前記所定絞り値に保持させることができる。

上記構成によると、前記直流モータが前記所定絞りに応じてある角度位置に回転されると、前記限流回路によって前記電源からの電流が抑制され、前記直流モータがさらに回転することができなくなるので、絞り開口が前記所定絞り値に保つことができる。

この発明の上記その他の目的と特徴は以下の説明を添付図面とあわせて参照することによって明らかとなろう。

本発明の第１の実施例の撮像装置１００は、マニュアル機能及びオート機能を備えるような構成、或いはマニュアル機能及びオート機能のいずれかを備えるような構成とすることもできる。まず、撮像装置１００は、図１及び図２に示されているように、絞り制御装置２、絞り設定装置３、ホールセンサ４、電流を供給する電源５、及びコントロールモジュール１から構成されている。

図３及び図４を参照すると、絞り制御装置２には、直流（ＤＣ）ブラシレスモータ２１と、モータ２１に連動される絞り２２とを備えている。絞り２２は、具体的には通孔６３が開設されている基台６と、基台６に絞り開口２２３（図４）を開閉する２枚の絞り羽根２２１及び２２２とが備えている。開口２２３の開度が直流モータ２１に連動して調整される。

絞り羽根２２１は、略Ｊの字形を呈し、遮光部２２１ａ及び遮光部２２１ａの一側端部から横に延びるガイドプレート部２２１ｂを備えている。絞り羽根２２２は、略ｈの字形を呈し、遮光部２２２ａ及び遮光部２２２ａの一側端部から横に延びるガイドプレート部２２２ｂを備えている。遮光部２２１ａ、２２２ａそれぞれは絞り開口２２３の右、左半分を画成するように形成されている。ガイドプレート部２２１ｂ、２２２ｂは絞り開口２２３を挟んで横方向に延びていて、それぞれのプレート部２２１ｂ、２２２ｂに形成された横方向に延びるスロットがそれぞれ基台６に所定間隔に固定されたガイドピンに嵌合され、前記ガイドピンに沿って左右滑り移動自在にガイドされている。そして、絞り羽根２２１、２２２が互いに相反する左右移動することで、絞り羽根２２１が最右方位置に、絞り羽根２２２が最左方位置に移動したときに、絞り開口２２３を全開し、絞り羽根２２１が左へ、絞り羽根２２２が右へ移動することで、開口２２３を絞り込み、つまり開口の大きさ（面積）を変えて絞り調整をすることができる。

ガイドプレート部２２１ｂ、２２２ｂの一端部に上下方向に延びる従動孔２２１ｃ、２２２ｃが形成されていて、従動孔２２１ｃ、２２２ｃが、基台６に開設されているガイドスロット６１、６２に合せてモータ２１の駆動アーム２１１の両端に設けられている駆動ピンにそれぞれ遊嵌されている。駆動アーム２１１は、中点位置の図示しない回転軸が回転すると、前記駆動ピンの一方が左方に移動し、他方は対称的に右方に移動、つまり、絞り羽根２２１、２２２は一方が左方に移動すると他方が右方に移動して絞り開口２２３を開閉する。

ホールセンサ４は、図１及び図２に示されているように、モータ２１に連結されており、モータ２１の回転位置を検出し、第１の出力電圧を生成して、絞り開口２２３の開閉量や、絞り羽根２２１、２２２による開閉位置を検出することができる。

絞り設定装置３は、図５に示しているように、所定絞りがセットされ、第１の出力電圧を生成する。絞り設定装置３には、概ね電圧源３１１と、複数の抵抗３１２、３１２、・・・と、マニュアル操作スイッチ３１３とによりマニュアル操作可能に構成されている。抵抗３１２のそれぞれは電圧源３１１に連結され、電圧源３１１の出力電圧が分圧される。それぞれの抵抗３１２の分圧が前記所定絞りに対応している。マニュアル操作スイッチ３１３によってコントロールモジュール１を選択的に抵抗３１２のいずれかに連結させることができ、抵抗３１２のいずれかの分圧が前記第２の出力電圧とする。スイッチ３１３は好ましくはマルチウェイスイッチであり、コントロールモジュール１に連結される第１の端子３１３１と、それぞれが抵抗３１２に連結される複数の第２の端子３１３２と、第１の端子３１３１が第２の端子３１３２のいずれかに選択的に電気的に連結可能にされるスイッチつまみ３１３３とから構成されている。

コントロールモジュール１は、図１及び図２に示されているように、絞り制御装置２を制御するように構成され、差動回路１０、積分器１３、及び限流回路１４を備えている。差動回路１０はホールセンサ４及び絞り設定装置３に電気的に連結され、ホールセンサ４及び絞り設定装置３から前記第１と第２の出力電圧を受取り、前記第１と第２の出力電圧に応じて第３の出力電圧を生成する。差動回路１０にはさらに第１と第２の差動増幅器１１、１２を備えている。第１の差動増幅器１１はホールセンサ４に連結され、前記第１の出力電圧を例えば１０倍増幅することができ、コントロールモジュール１の感度が高める。第２の差動増幅器１２は第１の差動増幅器１１及び絞り設定装置３に連結され、第３の出力電圧を生成するよう第１の差動増幅器１１によって増幅された前記第１の出力電圧及び絞り設定装置３からの前記第２の出力電圧の間の差分を増幅する。他の例においては、第１の差動増幅器１１なしに構成され、第２の差動増幅器１２がホールセンサ４に直結され、第１の出力電圧が入力される。

積分器１３は差動回路１０の第２の差動増幅器１２に電気的に連結され、前記第３の出力電圧が入力され、前記第３の出力電圧例えば方形波を前記制御出力信号例えば三角波に変換させ生成する。このようにモータ２１が高精度に制御される。

限流回路１４はモータ２１、積分器１３及び電源５に電気的に連結され、前記制御出力信号が受信され、モータ２１の回転速度を調整するよう前記制御出力信号に応じて電源５から供給された電流を制限するように構成される。ここで、限流回路１４には可変インピーダンス素子好ましくはバイポーラ接合トランジスタＱ３を有する。トランジスタＱ３においてはベース端子１４１が積分器１３に連結され、コレクタ端子１４２が電源５に連結され、エミッタ端子１４３がモータ２１に連結される。

実際の使用時において、絞り設定装置３は所定絞りを設定し、前記第１と第２の出力電圧との間の前記差分に応じた第２の差動増幅器１２の第３の出力電圧がゼロでないとき、積分器１３の制御出力信号によってモータ２１を回転させるようになっている。モータ２１が回転されると、前記第３の出力電圧がゼロに近づくので、モータ２１の回転速度が減る。ロータ２１が前記所定絞りに応じてある角度位置に回転され、前記第３の出力電圧がゼロになると、限流回路１４が電源５からの電流を制限しモータ２１がさらに回転されることを停止させるので、絞り開口２２３が前記所定絞りに保持されることができる。

さらに、本発明にかかる撮像装置１００の絞り設定装置３には、図６に示されているように、さらにプロセッサ３１４を備え、オート機能に操作されるように構成される。プロセッサ３１４は入力光量信号Ｐ１が受信され処理され、入力光量信号Ｐ１に応じて出力信号が生成される。前記オート機能の構成にはさらに差動増幅器３１５を備え、差動増幅器３１５はプロセッサ３１４及びコントロールモジュール１に連結され、プロセッサ３１４の出力信号が受信され、プロセッサ３１４の出力信号に応じて出力電圧を生成する。また、差動増幅器３１５の出力電圧は前記第２の出力電圧とする。

以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、コントロールモジュールを備えるように構成されるので、実施には比較的安くなり、直流ブラシレスモータを用いることによって前記絞り開口を正確に制御することができる。

以上説明したように、本発明の撮像装置によれば、コントロールモジュールを備えるように構成されるので、実用向きに比較的安くなり、直流ブラシレスモータを用いることによって前記絞り開口を正確に制御することができる。

本発明の第１の実施例の撮像装置の概略を示す回路ブロック図である。 同撮像装置の電気回路を示す図である。 同撮像装置の絞り調定装置の構成の概略を示す分解斜視図である。 同撮像装置の絞り調定装置の構成の概略を示す斜視図である。 同撮像装置の絞り調定装置の概略を示す電気回路図である。 本発明の第２の実施例の撮像装置における絞り調定装置の概略を示す電気回路図である。 従来の直流モータ及びホールセンサの概略回路図である。

符号の説明

１ コントロールモジュール
１０ 差動回路
１００ 撮像装置
１１、１２ 差動増幅器
１３ 積分器
１４ 限流回路
１４１ ベース端子
１４２ コレクタ端子
１４３ エミッタ端子
２ 絞り制御装置
２１ ブラシレスモータ
２１１ 駆動アーム
２２ 絞り
２２１、２２２ 絞り羽根
２２１ａ、２２２ａ 遮光部
２２１ｂ、２２２ｂ ガイドプレート部
２２１ｃ、２２２ｃ 従動孔
２２３ 絞り開口
３ 絞り設定装置
３１１ 電圧源
３１２ 抵抗
３１３ マニュアル操作スイッチ
３１３１ 第１の端子
３１３２ 第２の端子
３１３３ スイッチつまみ
３１４ プロセッサ
３１５ 差動増幅器
４ ホールセンサ
５ 電源
６ 基台
６１、６２ ガイドスロット
６３ 通孔
Ｐ１ 入力光量信号
Ｑ３ トランジスタ

Claims (12)

1. 直流ブラシレスモータと、該モータと連結されている絞りとを有し、該モータの角度位置に応じて絞り開口を調整する絞り制御装置と、
   前記直流ブラシレスモータと連結され、前記モータの回転角度位置を検出し該角度位置に応じる第１の出力電圧を生成するホールセンサと、
   開口を所定絞りにセットし、該所定絞りに応じる第２の出力電圧を生成する絞り設定装置と、
   電流を提供する電源と、
   前記ホールセンサ及び前記絞り設定装置に電気的に連結され、前記第１と第２の出力電圧が入力され、前記第１と第２の出力電圧に応じて第３の出力電圧を生成する差動回路、前記差動回路に電気的に連結され、前記第３の出力電圧が入力され該第３の出力電圧に応じて制御出力信号を生成する積分器、及び、前記直流モータ、前記積分器及び電源に電気的に連結され、前記制御出力信号が入力され、該制御出力信号に応じて前記モータの回転速度を調整するよう前記電源から前記直流モータへ電流の供給を制限する限流回路を備えているコントロールモジュールとから構成され、
   前記直流モータが前記所定絞りに応じてある角度位置に回転されると、前記限流回路によって前記電源から電流の供給が抑制され、前記直流モータがさらに回転することなく、絞り開口を前記所定絞りに保持させることができることを特徴とする撮像装置。
2. 前記差動回路には、さらに前記第１の出力電圧を増幅するよう前記ホールセンサに連結される第１の差動増幅器と、第３の出力電圧を生成するよう前記第１の差動増幅器１１によって増幅された前記第１の出力電圧及び前記絞り設定装置からの前記第２の出力電圧の間の差分を増幅するよう前記第１の差動増幅器及び前記絞り設定装置に連結される第２の差動増幅器を備えていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記限流回路には可変インピーダンス素子を備えていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記可変インピーダンス素子はトランジスタであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記トランジスタには、前記積分器に連結される第１の端子と、前記電源に連結される第２の端子と、前記モータに連結される第３の端子とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記絞り設定装置は、マニュアル操作可能に構成されており、
   電圧源と、
   前記電圧源に連結され、前記所定絞りに応じて前記電圧源の出力電圧が分圧される複数の抵抗と、
   前記コントロールモジュールを選択的に前記抵抗のいずれかに連結させ、前記分圧が前記第２の出力電圧とするマニュアル操作スイッチとから構成される請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記絞り設定装置は、オート機能に操作されるようプロセッサを備え、入力光量信号が受信され処理されて、前記第２の出力電圧が生成される請求項１に記載の撮像装置。
8. 撮像装置の絞り制御装置を制御するためのコントロールモジュールであって、
   前記絞り制御装置は、モータ及び前記モータと連動可能に連結されている絞りを備え、前記モータの回転位置に対応して絞り開口を調整し、
   前記撮像装置は、さらに前記モータに連動され、前記モータの角度位置を検出し第１の出力電圧を生成するホールセンサと、開口を所定絞りにセットし、該所定絞りに応じ第２の出力電圧を生成する絞り設定装置と、電流を提供する電源とを備え、
   前記コントロールモジュールは、
   前記ホールセンサ及び前記絞り設定装置に電気的に連結され、前記第１と第２の出力電圧が入力され、前記第１と第２の出力電圧に応じて第３の出力電圧を生成する差動回路と、
   前記差動回路に電気的に連結され、前記第３の出力電圧が入力され該第３の出力電圧に応じて制御出力信号を生成する積分器と、
   前記直流モータ、前記積分器及び電源に電気的に連結され、前記制御出力信号が入力され、該制御出力信号に応じて前記モータの回転速度を調整するよう前記電源から前記直流モータへの電流を制限する限流回路とから構成され、
   前記直流モータが前記所定絞りに応じてある角度位置に回転されると、前記限流回路によって前記電源からの電流が抑制され、前記直流モータがさらに回転することなく、絞り開口を前記所定絞りに保持させることができることを特徴とするコントロールモジュール。
9. 前記差動回路には、前記ホール素子から前記第１の出力電圧が入力され増幅される第１の差動増幅器と、前記第１の差動増幅器に連結され、前記第１の差動増幅器によって増幅された前記第１の出力電圧と前記第２の出力電圧との間の差分を増幅して前記第３の出力電圧を生成する第２の差動増幅器とを有していることを特徴とする請求項８に記載のコントロールモジュール。
10. 前記限流回路には可変インピーダンス素子を備えていることを特徴とする請求項８に記載のコントロールモジュール。
11. 前記可変インピーダンス素子はトランジスタであることを特徴とする請求項１０に記載のコントロールモジュール。
12. 前記トランジスタには、前記積分器に連結される第１の端子と、前記電源に連結される第２の端子と、前記モータに連結される第３の端子とを備えていることを特徴とする請求項１１に記載のコントロールモジュール。

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