JP2010145969A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動画撮影に対応した露光制御を可能にし、且つ、静止画撮影に適したシャッタ動作を行うことができるようにすること。
【解決手段】光量調整装置は、羽根部材と、ステッピングモータと、制御部を備えている。羽根部材は、絞り開口を形成し、ステッピングモータは、羽根部材を移動させて絞り開口を開閉させる。制御部は、ステッピングモータの駆動を制御し、絞り開口を閉じる場合は、ステッピングモータに作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した（Ａ点）後にステッピングモータの回転速度を速くする。
【選択図】図５

Description

本発明は、レンズを介して取り込まれる光の量を調整する光量調整装置及びその光量調節装置を用いた撮像装置に関する。

ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置には、レンズを介して取り込まれた光の量を調整する光量調整装置が設けられている。一般に、光量調整装置は、レンズの光軸上に配置される羽根部材と、この羽根部材を移動させて絞り開口の径を変化させる駆動部を有している。
光量調整装置の駆動部としては、例えば、ステッピングモータが用いられている。

従来の撮像装置では、光量調整装置のステッピングモータを常に一定の速度で駆動させ、開口を開放状態から全閉状態に変化させることにより静止画を撮影していた。ところが、開口を開放状態から全閉状態にするまでの羽根部材の移動量が大きいと、開口を通過する光量の変化が波を打つような曲線になり、露光時間が長くなる。

露光時間（シャッタ速度）が長くなると、露光の再現性が低下し、画像の画質が劣化してしまう。また、シャッタ速度が撮像装置の垂直同期信号の周期よりも長くなると、露光中に画像の切り替りが発生してしまうため、撮像装置の露光制御が煩雑になってしまう。

ここで、開口を通過する光量の変化について、図７を参照して説明する。図７は、ステッピングモータを常に一定の速度で駆動させた場合における実際の光量変化とマイクロコンピュータからの指令通りの光量変化との関係を示す図である。

例えば、ステッピングモータの駆動軸と、この駆動軸の回転を羽根部材の移動に変換する部材との間に摩擦抵抗が生じる。そのため、実際の光量変化は、動作の開始を示す指令がステッピングモータに伝わったタイミング（トリガ）から遅れて開始される（状態ａ）。そして、指令通りの光量変化に追いつこうとして、ステッピングモータの駆動速度が速くなり、実際の光量変化は、指令通りの光量変化よりも速く変化する（状態ｂ）。

その後、指令通りの光量変化に追いつくと、指令通りの光量変化よりも速く変化することはできないため、ステッピングモータの駆動速度が遅くなり、実際の光量変化は、過渡応答しながら指令通りの光量変化と略等しい速さで変化する（状態ｃ）。このように、実際の光量変化は、指令通りの光量変化に対して過渡応答するため、波を打つような曲線になり、露光時間が長くなる。

上述したような露光時間が長くなることを回避するには、ステッピングモータの電気的周期を短くすることが考えられる。ステッピングモータの電気的周期を短くする技術としては、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された技術では、２組の電磁石への通電条件で決定される光量調節状態におけるコイルへの通電位相よりも、電気角で９０度、閉じ方向へ進んだ通電位相を閉じ状態へ駆動する際の初期通電位相としている。

特開２００４−１２９３８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された技術のように、ステッピングモータの電気周期を短くすると、ステッピングモータの回転角度に対する光量変化が大きくなってしまう。そのため、このようなステッピングモータを用いた光量調整装置では、ステッピングモータの停止精度及び回路の分解能によって露光の分解能が制約される。

露光の分解能が制約されると、動画の撮影に対応した露光制御を行うことが難しくなり、適切な露光量を得ることができなくなる。したがって、撮像装置にステッピングモータの電気周期を短くした光量調整装を撮像装置に適用すると、撮影された動画に露出オーバー或いは露出アンダーが生じ易くなるという問題があった。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、動画撮影に対応した露光制御を可能にし、且つ、静止画撮影に適したシャッタ動作を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明の光量調整装置は、羽根部材と、ステッピングモータと、制御部を備えている。羽根部材は、絞り開口を形成し、ステッピングモータは、羽根部材を移動させて絞り開口を開閉させる。制御部は、ステッピングモータの駆動を制御し、絞り開口を閉じる場合は、ステッピングモータに作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した後にステッピングモータの回転速度を速くする。

本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を支持する装置本体を備えている。レンズ鏡筒には、レンズと、レンズを介して取り込まれる光の量を調整する光量調整装置とが設けられている。そして、光量調整装置は、羽根部材と、ステッピングモータと、制御部を有している。光量調整装置の羽根部材は、絞り開口を形成し、ステッピングモータは、羽根部材を移動させて絞り開口を開閉させる。制御部は、ステッピングモータの駆動を制御し、絞り開口を閉じる場合は、ステッピングモータに作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した後にステッピングモータの回転速度を速くする。

本発明の光量調整装置及び撮像装置では、絞り開口を閉じる場合に、ステッピングモータに作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した後でステッピングモータの回転速度を速くする。これにより、ステッピングモータを一定の速度で回転させて絞り開口を閉じる場合よりも、絞り開口を閉じるまでに要する時間が短くなる。しかも、ステッピングモータの電気的周期を短くする必要がなく、動画撮影に対応した露光制御を可能にする。

本発明の光量調整装置及び撮像装置によれば、動画撮影に対応した露光制御を可能にし、且つ、静止画撮影に適したシャッタ動作を行うことができる。

以下、本発明の撮像装置を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において共通の部材には、同一の符号を付している。また、本発明は、以下の形態に限定されるものではない。

［撮像装置の構成］
まず、本発明の撮像装置の一実施形態を示す撮像装置の構成について、図１を参照して説明する。
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態の構成例を示すブロック図である。

撮像装置１は、光学的な像をＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子で電気的な信号に変換して情報記録媒体に記録可能に構成されている。また、撮像装置１は、固体撮像素子で変換された電気的な信号に基づいて、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示部に画像を表示するようになっている。

撮像装置１は、レンズ鏡筒２と、このレンズ鏡筒２を支持する装置本体３を備えている。レンズ鏡筒２は、光軸Ｌ上に配置された６組のレンズ群５〜１０と、レンズ群５〜１０を介して取り込まれる光の量を調整する光量調整装置４と、レンズ群５〜１０を固定又は移動可能に支持する鏡筒ケース１２とを有している。

第１レンズ群５は、鏡筒ケース１２に固定されており、被写体に対向される。この第１レンズ群５を通過した光は、第２レンズ群６に入射する。第２レンズ群６は、第１の移動枠１４に固定されている。この第１の移動枠１４は、鏡筒ケース１２に設けられた第１のアクチュエータ１５により、光軸Ｌ方向へ所定範囲内で進退移動可能に構成されている。

第１のアクチュエータ１５は、モータ１６と、このモータ１６の回転軸として設けられたねじ軸１７と、このねじ軸１７に係合される送りナット１８を有している。送りナット１８は、第１の移動枠１４に固定されることにより、ねじ溝が延びる方向へ移動できないようになっている。

モータ１６を駆動させると、ねじ軸１７の回転力が送りナット１８に伝達される。これにより、送りナット１８は、所定位置で回転するねじ軸１７の軸方向へ移動し、送りナット１８と共に第１の移動枠１４が光軸Ｌ方向へ移動する。つまり、第２レンズ群６は、ねじ軸１７の回転方向に応じて第１レンズ群５に近づく方向と第３レンズ群７に近づく方向とに選択的に移動される。なお、鏡筒ケース１２には、第２レンズ群６の位置を検出するセンサ１９が設けられている。

第３レンズ群７は、鏡筒ケース１２に固定されている。この第３レンズ群７と第２レンズ群６との間には、光量調整装置４の調整装置本体４１が配置されている。この調整装置本体４１については、後で説明する。第３レンズ群７を通過した光は、第４レンズ群８に入射する。第４レンズ群８は、第２の移動枠２１に固定されている。この第２の移動枠２１は、鏡筒ケース１２に設けられた第２のアクチュエータ２２により、光軸Ｌ方向へ所定範囲内で進退移動可能に構成されている。

第２のアクチュエータ２２は、第１のアクチュエータ１５と同様に、モータ２３と、このモータ２３の回転軸として設けられたねじ軸２４と、このねじ軸２４に係合される送りナット２５を有している。この第２のアクチュエータ２２の動作は、第１のアクチュエータ１５の動作と同じである。つまり、第４レンズ群８は、ねじ軸２４の回転方向に応じて第３レンズ群７に近づく方向と第５レンズ群９に近づく方向とに選択的に移動される。なお、鏡筒ケース１２には、第４レンズ群８の位置を検出するセンサ２６が設けられている。

第５レンズ群９は、鏡筒ケース１２に固定されている。第５レンズ群９を通過した光は、第６レンズ群１０に入射する。第６レンズ群１０は、振動等によって生じる像のぶれを補正するための補正レンズである。この第６レンズ群１０は、像ぶれ補正装置２７の一部を構成している。

像ぶれ補正装置２７は、装置本体３に手の震え等によるぶれが生じたときに、そのぶれに対応して第６レンズ群１０を移動させて像ぶれを補正する。この像ぶれ補正装置２７は、第６レンズ群１０を保持するレンズ保持枠２８と、レンズ保持枠２８を光軸Ｌに直交する平面上で移動させる補正用アクチュエータ２９を備えている。

補正用アクチュエータ２９は、例えば、レンズ保持枠２８に固定されるマグネットと、レンズ保持枠２８を移動可能に支持する支持部材（不図示）に固定されるコイルから構成される。また、像ぶれ補正装置２７には、第６レンズ群１０の位置を検出するセンサ３０が設けられている。

第６レンズ群１０の後方には、固体撮像素子３１が配置されている。この固体撮像素子３１は、取付用アダプタ（不図示）に固定されており、この取付用アダプタを介して鏡筒ケース１２に取り付けられている。固体撮像素子３１は、６組のレンズ群５〜１０を含む光学系によって導かれた被写体の像（光）を電気的な画像信号に変換する。また、装置本体３には、制御部３２が設けられている。この制御部３２については、後で説明する。

［光量調整装置の構成］
次に、光量調整装置４の構成について、図１及び図２を参照して説明する。
図２は、光量調整装置４の調整装置本体４１を示す斜視図である。

図１に示すように、光量調整装置４は、調整装置本体４１と、ステッピングモータ４２と、撮像装置１に設けた制御部３２の一部を構成するマイクロプロセッサ５１及びステッピングモータ駆動回路５６を備えている。つまり、光量調整装置４の制御部は、マイクロプロセッサ５１と、ステッピングモータ駆動回路５６から構成されている。

図２に示すように、調整装置本体４１は、ベース部４４と、一対の羽根部材４５,４６と、一対の羽根部材４５,４６の移動を案内する移動機構（不図示）を備えている。

ベース部４４は、適当な厚みを有する略長方形の板体からなり、固定ねじ（図示せず）によって鏡筒ケース１２に固定されている。ベース部４４の一方の面４４ａは、第２レンズ群６に対向され、他方の面は第３レンズ群７に対向される。このベース部４４の略中央には、光路用孔４７が設けられている。また、ベース部４４の一方の面４４ａには、モータ取付台４３を介してステッピングモータ４２が固定されている。

一対の羽根部材４５,４６は、略長方形のシート状に形成されており、ベース部４４の他方の面に配置されている。本実施の形態では、ポリエチレンテレフタレートにカーボンを混合したものによって一対の羽根部材４５,４６を形成し、帯電防止が図られている。羽根部材４５,４６は、光路用孔４７に対向する位置において、絞り開口４８を形成する。この絞り開口４８は、一対の羽根部材４５,４６の移動により大きさが変化する。なお、調整装置本体４１には、絞り開口４８の口径を検出するセンサ４９が設けられている。

調整装置本体４１の移動機構は、一対の羽根部材４５,４６にそれぞれ設けられたカム溝（不図示）と、このカム溝にそれぞれ係合される２つのカムピンを有するアーム（不図示）からなっている。アームは、ステッピングモータ４２の駆動軸に固定されている。

ステッピングモータ４２の駆動軸が回転することによりアームが回動し、カムピン及びカム溝を介して羽根部材４５,４６が互いに逆向きに直線移動するようになっている。羽根部材４５,４６が互いに逆向きに直線移動すると、絞り開口４８は、開放状態又は全閉状態の何れかの状態になる。つまり、絞り開口４８の状態は、マイクロプロセッサ５１がステッピングモータ４２を駆動制御することで変化する。なお、開放状態において、絞り開口４８は、予め定められた複数の口径のうちの何れかの口径になる。

なお、移動機構は、ステッピングモータ４２の駆動軸が回転することにより羽根部材４５,４６を移動させるものであればよく、従来から知られているさまざまな構造を採用することができる。

［制御部の構成］
次に、装置本体３に設けられた制御部３２の構成について、図１を参照して説明する。

制御部３２は、マイクロプロセッサ５１と、信号処理回路５２と、第１のアクチュエータ駆動回路５３と、第２のアクチュエータ駆動回路５４と、補正用アクチュエータ駆動回路５５と、ステッピングモータ駆動回路５６を有している。

マイクロプロセッサ５１は、制御部３２の中心的な役割を担っている。このマイクロプロセッサ５１は、メモリ５８を備えている。メモリ５８は、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）からなる。ＲＯＭには、マイクロプロセッサ５１において実行されるプログラムや、その処理に必要なデータ等が格納されている。ＲＡＭは、マイクロプロセッサ５１がプログラムを実行する際に一時的にデータを格納するために使用される。

マイクロプロセッサ５１には、センサ１９,２６,３０,４９が接続されている。さらに、マイクロプロセッサ５１には、信号処理回路５２と、第１のアクチュエータ駆動回路５３と、第２のアクチュエータ駆動回路５４と、補正用アクチュエータ駆動回路５５と、ステッピングモータ駆動回路５６が接続されている。

信号処理回路５２は、鏡筒ケース１２に取り付けられた固体撮像素子３１に増幅器（図示せず）を介して接続されている。固体撮像素子３１から出力された電気信号は、増幅器によって増幅され、信号処理回路５２に入力される。信号処理回路５２は、供給された電気信号を処理して画像信号を生成し、マイクロプロセッサ５１に出力する。

マイクロプロセッサ５１は、信号処理回路５２から供給された画像信号に基づいて画像データを生成し、モニタ駆動部（図示せず）に出力する。また、マイクロプロセッサ５１は、生成した画像データを、情報記録媒体（図示せず）に記録したり、情報記録媒体に記録された画像データを読み出したりする。

マイクロプロセッサ５１は、センサ１９で検出された第２レンズ群６の位置と、信号処理回路５２から供給された画像信号などに基づいて所定の演算処理を行い、第２レンズ群６を移動させるための制御信号を生成する。そして、生成した制御信号を第１のアクチュエータ駆動回路５３へ出力する。第１のアクチュエータ駆動回路５３は、第１のアクチュエータ１５のモータ１６に接続されている。この第１のアクチュエータ駆動回路５３は、供給された制御信号に基づいてモータ１６を駆動させ、第２レンズ群６を光軸Ｌ方向に移動させる。

マイクロプロセッサ５１は、センサ２６で検出された第４レンズ群８の位置と、信号処理回路５２から供給された画像信号などに基づいて所定の演算処理を行い、第４レンズ群８を移動させるための制御信号を生成する。そして、生成した制御信号を第２のアクチュエータ駆動回路５４へ出力する。第２のアクチュエータ駆動回路５４は、第２のアクチュエータ２２のモータ２３に接続されている。この第２のアクチュエータ駆動回路５４は、供給された制御信号に基づいてモータ２３を駆動させ、第４レンズ群８を光軸Ｌ方向に移動させる。

マイクロプロセッサ５１は、センサ３０で検出された第６レンズ群１０の位置と、装置本体３に生じた振動と、信号処理回路５２から供給された画像信号などに基づいて所定の演算処理を行い、第６レンズ群１０を移動させるための制御信号を生成する。そして、生成した制御信号を補正用アクチュエータ駆動回路５５へ出力する。なお、装置本体３に生じた振動は、ジャイロセンサや加速度センサなどの振動検出部（不図示）によって検出される。

補正用アクチュエータ駆動回路５５は、補正用アクチュエータ２９（例えば、コイル）に接続されている。この補正用アクチュエータ駆動回路５５は、マイクロプロセッサ５１から供給された制御信号に基づいて補正用アクチュエータ２９を駆動させ、光軸Ｌ方向に直交する方向に第６レンズ群１０を移動させる。

マイクロプロセッサ５１は、センサ４９で検出された絞り開口４８の口径と、シャッタ動作の指令、信号処理回路５２から供給された画像信号などに基づいて所定の演算処理を行い、一対の羽根部材４５,４６を移動させるための制御信号を生成する。そして、生成した制御信号をステッピングモータ駆動回路５６へ出力する。

ステッピングモータ駆動回路５６は、ステッピングモータ４２に接続されている。このステッピングモータ駆動回路５６は、供給された制御信号に基づいてステッピングモータ４２を駆動させ、一対の羽根部材４５,４６によって形成される絞り開口４８の口径を変化させる。

マイクロプロセッサ５１のメモリ５８には、絞り開口４８の各口径から全閉状態にする場合のステッピングモータ４２の回転速度と、各口径に応じた最高速度とが予め格納されている。マイクロプロセッサ５１は、ステッピングモータ４２の回転速度と、各口径に応じた最高速度に基づいて所定の演算処理を行い、絞り開口４８を開放状態から全閉状態にする（シャッタ動作を行う）ための制御信号を生成する。

マイクロプロセッサ５１は、シャッタ動作におけるステッピングモータ４２の回転角が以下の条件式を満たす場合に、シャッタ動作の途中からステッピングモータ４２の回転速度を速くするような制御信号を生成する。
ステッピングモータ４２の回転角≧（３６０／着磁極数）×コイルの数

上記条件式の右辺である（３６０／着磁極数）×コイルの数は、ステッピングモータ４２の電気的周期の１周期に相当する。つまり、マイクロプロセッサ５１は、シャッタ動作においてステッピングモータ４２の電気的周期が１周期以上あるとき、シャッタ動作の途中からステッピングモータ４２の回転速度を速くするような制御信号を生成する。

そして、ステッピングモータ４２の回転速度の切り替えは、ステッピングモータ４２に作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した後に行うように設定されている。このような制御信号に基づいてシャッタ動作を行うと、ステッピングモータ４２の回転速度を一定にした指令でシャッタ動作を行う場合よりも、シャッタ動作を速く完了させることができる。なお、メモリ５８には、ステッピングモータ４２の電気的周期が１周期以上ある各口径に対応する回転速度の切り替え時間と、切り替え後の回転速度が格納されている。

［測定例］
次に、ステッピングモータ４２の回転速度を速くしたときの絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間について、図３及び図４を参照して説明する。

図３は、ステッピングモータ４２の回転速度を速くする切り替え時間（タイミング）を変化させ、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間を測定した測定結果を示す表である。図４は、回転速度を一定にした指令で絞り開口４８を全閉状態にした場合の光量の変化を示す図である。

この測定では、ステッピングモータ４２の回転速度を速くする切り替え時間を変化させ、絞り開口４８が所定の開放状態から全閉状態になるまでの時間（シャッタ時間）を測定した。本実施の形態において、切り替え時間Ｔは、回転速度を一定にした指令でシャッタ動作を行う場合において、シャッタ動作の開始から光量が９０％になったときまでの時間（以下、「基準時間」という）Ｔ１を用いて表す。すなわち、切り替え時間Ｔは、
Ｔ＝αＴ１
によって表す。

なお、切り替え時間Ｔを表すための基準時間は、基準時間Ｔ１に限定されるものではなく、任意に設定することができる。例えば、切り替え時間Ｔを表すための基準時間は、シャッタ動作の開始から光量が８０％になったときの時間Ｔ２としてもよい。その場合、切り替え時間Ｔは、
Ｔ＝βＴ２
により表される。
本実施の形態では、Ｔ２＝１．３Ｔ１となる。

また、本実施の形態では、切り替え時間Ｔ後のステッピングモータ４２の回転速度（第２の回転速度）を、切り替え時間Ｔより前のステッピングモータ４２の回転速度（第１の回転速度）の約１．３倍に設定している。なお、本発明に係る第２の回転速度は、ステッピングモータ単体の自起動電圧、カム溝の圧力角、羽根部材に対する摩擦負荷などを考慮して適宜設定することができる。

以下、回転速度を一定にした指令で絞り開口４８を開放状態から全閉状態になるまでの時間を「従来の全閉状態になるまでの時間」という。

図３に示すように、αが０．５である（Ｔ＝０．５Ｔ１）ときは、一対の羽根部材４５,４６（シャッタ）が動かなかった。この理由は、一対の羽根部材４５,４６とアームとの間に静止摩擦が生じている状態でステッピングモータ４２の回転速度を早くしても、そのときのトルクが静止摩擦の抵抗よりも小さいからである。したがって、切り替え時間Ｔは、静止摩擦が生じている時間内に設定することはできない。

一方、αが０．６である（Ｔ＝０．６Ｔ１）ときは、図４に示すＡ点であり、ステッピングモータ４２に作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した時間を示している。したがって、Ｔ＝０．６Ｔ１の場合は、一対の羽根部材４５,４６（シャッタ）が動作する。このとき、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間は、従来の全閉状態になるまでの時間の９０．８％であった。つまり、Ｔ＝０．６Ｔ１にすると、従来の全閉状態になるまでの時間よりも速く全閉状態になった。

例えば、αが１．５である（Ｔ＝１．５Ｔ１）場合は、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間が従来の全閉状態なるまでの時間の７９．７％になり、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間が最も短かった。このとき、従来の全閉状態なるまでの時間に対する切り替え時間Ｔの割合が２５．６％になる。したがって、従来の全閉状態なるまでの時間に対する切り替え時間Ｔの割合を約２５％に設定すると、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間を効率よく短縮することができる。

また、αが３．０である（Ｔ＝３．０Ｔ１）の場合は、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間が従来の全閉状態なるまでの時間の９７．４％になった。つまり、Ｔ＝３．０Ｔ１にすると、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間は、従来の全閉状態なるまでの時間と略同じになる。したがって、切り替え時間Ｔは、３．０Ｔ１以下にすることが好ましい（Ｔ≦３．０Ｔ１）。

Ｔ＝３．０Ｔ１の場合は、従来の全閉状態なるまでの時間に対する切り替え時間Ｔの割合が５１.１％になる。したがって、従来の全閉状態なるまでの時間に対する切り替え時間Ｔの割合を約５０％（約半分）以下に設定すると、絞り開口４８が全閉状態になるまでの時間を、従来の全閉状態なるまでの時間よりも短くすることができる。

［本実施の形態における光量変化］
次に、本実施の形態における光量の変化について、図５を参照して説明する。

図５（ａ）は、本実施の形態のシャッタ動作の光量変化と、従来のシャッタ動作の光量変化を示す図である。図５（ｂ）は、ステッピングモータ４２の回転速度を切り替える本実施の形態に係る指令に応じた駆動波形と、ステッピングモータ４２の回転速度を一定にする従来の指令に応じた駆動波形を示す図である。

図５（ａ）に示す本実施の形態に係る光量変化は、Ｔ＝１．５Ｔ１に設定した場合の光量変化である。切り替え時間Ｔでステッピングモータ４２の回転速度を速くすると、光量は、波を打つような曲線にならずに滑らかに変化する。そのため、シャッタ動作が完了するまでに要する時間を、従来よりも短くすることができる。つまり、切り替え時間Ｔでステッピングモータ４２の回転速度を速くすると、シャッタ動作を従来よりも速く完了させることができる。

一方、図５（ｂ）に示すように、本実施の形態に係る指令に応じた駆動波形の周期（電気的周期）は、切り替え時間Ｔ後に短くなる。しかしながら、シャッタ動作が完了するまでのステッピングモータ４２の回転角は変わらない。そのため、本実施の形態に係る指令に応じた駆動波形の数と、従来の指令に応じた駆動波形の数は変わらない。

例えば、本実施の形態に係る指令に応じた駆動波形の１周期より短い時間でシャッタ動作が完了する場合は、１周期より長い時間でシャッタ動作が完了する場合よりも、切り替え時間Ｔからシャッタ動作が完了するまでの時間が短くなる。そのため、駆動波形の１周期よりも短い時間でシャッタ動作が完了する場合は、切り替え時間Ｔでステッピングモータ４２の回転速度を速くしても、従来よりもシャッタ時間を短くすることが難しくなる。

したがって、切り替え時間Ｔでステッピングモータ４２の回転速度を速くする制御は、駆動波形（電気的周期）の１周期よりも長い時間でシャッタ動作が完了する場合に行うことが好ましい。

［静止画撮影処理］
次に、撮像装置１の制御部３２によって行われる静止画撮影処理ついて、図６を参照して説明する。
図６は、制御部３２によって行われる静止画撮影処理の例を示すフローチャートである。

撮像装置１の電源がオンされると、マイクロプロセッサ５１は、露出設定を行う（ステップＳ１）。この処理では、撮影する環境に応じた露出値が設定される。次にマイクロプロセッサ５１は、設定された露出値に基づいて、絞り値を決定する（ステップＳ２）。絞り値は、絞り開口４８の口径を示す値である。したがって、ステップＳ２の処理により、絞り開口４８の口径が決定される。

次に、マイクロプロセッサ５１は、決定された口径の絞り開口４８を開放状態から全閉状態にするまでに、ステッピングモータ４２の電気的周期が１周期以上あるか否かを判別する（ステップＳ３）。絞り開口４８を全閉状態にするまでに電気的周期が１周期以上あると判別したとき、マイクロプロセッサ５１は、絞り値に応じたシャッタスピードをメモリ５８から読み出す（ステップＳ４）。

その後、シャッタボタン（不図示）が操作されると、マイクロプロセッサ５１は、ステッピングモータ４２の駆動速度を変化させて羽根部材４５,４６を動作させる（ステップＳ５）。

つまり、マイクロプロセッサ５１は、絞り開口４８（シャッタ）の閉じ動作開始から切り替え時間Ｔが経過した後にステッピングモータ４２の駆動速度を速くするような制御信号（指令）を生成し、ステッピングモータ駆動回路５６へ出力する。そして、ステッピングモータ駆動回路５６は、供給された制御信号に基づいてステッピングモータ４２を駆動させ、一対の羽根部材４５,４６を移動させる。これにより、絞り開口４８が全閉状態になり、シャッタ動作が完了する。

このシャッタ動作において、ステッピングモータ４２は、切り替え時間Ｔが経過した後に回転速度を速くするような指令に基づいて駆動される。そのため、マイクロプロセッサ５１からの指令がステッピングモータ４２の駆動に対するブレーキになることを防止又は抑制することができる。その結果、絞り開口４８を通過する光量は、波を打つような曲線にならずに滑らかに変化し、回転速度を一定にした指令に基づくシャッタ動作よりもシャッタ時間（速度）を速くすることができる。

一方、ステップＳ３の処理において、絞り開口４８を全閉状態にするまでに電気的周期が１周期以上ではないと判別したとき、マイクロプロセッサ５１は、絞り値に応じたシャッタスピードをメモリ５８から読み出す（ステップＳ７）。

その後、シャッタボタンが操作されると、マイクロプロセッサ５１は、ステッピングモータ４２を一定の速度で動作させる（ステップＳ８）。つまり、マイクロプロセッサ５１は、ステッピングモータ４２を一定の速度で動作させる制御信号（指令）を生成し、ステッピングモータ駆動回路５６へ出力する。そして、ステッピングモータ駆動回路５６は、供給された制御信号に基づいてステッピングモータ４２を駆動させ、一対の羽根部材４５,４６を移動させる。これにより、絞り開口４８が全閉状態になり、シャッタ動作が完了する。

このシャッタ動作では、ステッピングモータ４２の回転角が電気的周期の１周期に対応する回転角よりも小さい。つまり、ステッピングモータ４２の電気的周期の１周期よりも短い時間でシャッタ動作が完了する。そのため、マイクロプロセッサ５１からの指令がステッピングモータ４２の駆動に対するブレーキになる前に、シャッタ動作が完了する。

ステップＳ５の処理の後、又はステップＳ８の処理の後、マイクロプロセッサ５１は、画像を取り込み、その画像を情報記録媒体に記録する（ステップＳ９）。つまり、マイクロプロセッサ５１は、信号処理回路５２から供給された画像信号に基づいて画像データを生成し、その画像データを情報記録媒体に記録する。

［実施形態の効果］
本実施の形態の光量調整装置及び撮像装置によれば、絞り開口４８を閉じる場合に、ステッピングモータ４２に作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した後でステッピングモータ４２の回転速度を速くする。これにより、マイクロプロセッサ５１からの指令がステッピングモータ４２の駆動に対するブレーキになることを防止又は抑制することができる。したがって、実際の光量変化が指令どおりの光量変化に対して過渡応答することを抑制することができる。

その結果、回転速度を一定にした指令に基づくシャッタ動作よりもシャッタ時間（速度）を速くすることができ、静止画撮影に適したシャッタ動作を行うことができる。しかも、ステッピングモータ４２の電気的周期を短くする必要がなく、動画撮影に対応した露光制御を可能にする。

本実施の形態の光量調整装置及び撮像装置によれば、絞り開口４８を開放状態から全閉状態にするまでのステッピングモータ４２の電気的周期が１周期以上ある場合に、その動作の途中でステッピングモータ４２の回転速度を速くする。これにより、回転速度を一定にした指令に基づくシャッタ動作よりもシャッタ時間（速度）を確実に速くすることができる。

一方、絞り開口４８を開放状態から全閉状態にするまでのステッピングモータ４２の電気的周期が１周期よりも短い場合に、回転速度を一定にした指令に基づいてステッピングモータ４２を駆動させる。つまり、動作の途中でステッピングモータ４２の回転速度を速くしても、シャッタ時間を短くする効果が期待できない場合は、動作の途中でステッピングモータ４２の回転速度を速くする制御を行わない。これにより、光量調整装置及び撮像装置の消費電力を抑えることができる。

［変形例］
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態においては、２枚の羽根部材を有する光量調整装置を例に説明したが、本発明の光量調節装置としては、１枚の羽部材を有するものであってもよく、また、３枚以上の羽根部材を有するものであってもよい。

上述した実施の形態では、アームを介してステッピングモータ４２の駆動を２枚の羽根部材に伝える構成としたが、本発明に係る移動機構としては、ギアを介してステッピングモータ４２の駆動を羽根部材に伝える構成としてもよい。

上述した実施の形態では、撮影した画像を情報記録媒体に記録可能な撮像装置を例に説明した。しかしながら、本発明に係る撮像装置としては、撮影した画像が記録されるハードディスクドライブを備える構成にすることもできる。

上述した実施の形態では、予め切り替え時間Ｔを設定し、メモリ５８に記憶させる構成としたが、本発明に係る光量調整装置及び撮像装置としは、予め切り替え時間Ｔを設定しなくてもよい。例えば、ステッピングモータ４２の駆動軸に作用するトルクを検出するセンサを設け、そのセンサによって検出されたトルクの値に基づいて切り替え時間Ｔを決定してもよい。

上述した実施の形態では、撮像装置１の制御部３２が、光量調整装置４の制御部を兼ねる構成としたが、本発明に係る光量調整装置４の制御部としては、撮像装置１の制御部３２とは別に設ける構成としてもよい。その場合は、光量調整装置４の制御部を調整装置本体４１に設けることができる。

本発明の撮像装置の一実施形態の構成例を示すブロック図である。 本発明の光量調整装置の一実施形態に係る調整装置本体示す斜視図である。 本発明の光量調整装置の一実施形態に係るステッピングモータの回転速度を速くする切り替え時間を変化させたときのシャッタ時間を測定した測定結果を示す表である。 本発明の光量調整装置の一実施形態に係るステッピングモータを一定の回転速度で駆動するように制御してシャッタ動作を行った場合の光量の変化を示す図である。 図５（ａ）は本発明の光量調整装置の一実施形態におけるシャッタ動作の光量変化と、従来のシャッタ動作の光量変化を示す図、図５（ｂ）は本発明の光量調整装置の一実施形態におけるステッピングモータの回転速度を切り替える指令に応じた駆動波形と、従来の指令に応じた駆動波形を示す図である。 本発明の撮像装置の一実施形態における制御部によって行われる静止画撮影処理の例を示すフローチャートである。 ステッピングモータを常に一定の速度で駆動させた場合における実際の光量変化とマイクロコンピュータからの指令通りの光量変化との関係を示す図である。

符号の説明

１…撮像装置、 ２…レンズ鏡筒、 ３…装置本体、 ４…光量調整装置、 １２…鏡筒ケース、 ３２…制御部、 ４１…調整装置本体、 ４２…ステッピングモータ、 ４３…モータ取付台、 ４４…ベース部、 ４５,４６…羽根部材、 ４７…光路用孔、 ４８…絞り開口、 ４９…センサ、 ５１…マイクロプロセッサ、 ５６…ステッピングモータ駆動回路、 ５８…メモリ、 Ｌ…光軸、 Ｔ…切り替え時間、 Ｔ１…基準時間

Claims (6)

1. 絞り開口を形成する羽根部材と、
   前記羽根部材を移動させて前記絞り開口を開閉させるステッピングモータと、
   前記ステッピングモータの駆動を制御し、前記絞り開口を閉じる場合は、前記ステッピングモータに作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した後に前記ステッピングモータの回転速度を速くする制御部と、
   を備える光量調整装置。
2. 前記絞り開口を開放状態から全閉状態にするまでの前記ステッピングモータの電気的周期は、１周期以上である請求項１記載の光量調整装置。
3. 前記前記ステッピングモータの回転速度を速くする切り替え時間は、前記ステッピングモータに駆動を開始する指令が届いてから前記絞り開口が全閉状態になるまでの時間の約半分より短く設定される請求項２記載の光量調整装置。
4. 前記前記ステッピングモータの回転速度を速くする切り替え時間は、前記ステッピングモータに駆動を開始する指令が届いてから前記絞り開口が全閉状態になるまでの時間の約１／４に設定される請求項３記載の光量調整装置。
5. 前記ステッピングモータの回転速度を速くする切り替え時間は、前記ステッピングモータの回転速度を一定にした場合の光量が所定の値になったときの時間を基準に表される請求項４記載の光量調整装置。
6. レンズと前記レンズを介して取り込まれる光の量を調整する光量調整装置とが設けられたレンズ鏡筒と、
   前記レンズ鏡筒を支持する装置本体と、を備え、
   前記光量調整装置は、
   絞り開口を形成する羽根部材と、
   前記羽根部材を移動させて前記絞り開口を開閉させるステッピングモータと、
   前記ステッピングモータの駆動を制御し、前記絞り開口を閉じる場合は、前記ステッピングモータに作用する抵抗が静止摩擦から動摩擦に変化した後に前記ステッピングモータの回転速度を速くする制御部と、
   を有する撮像装置。

Images