JP2010152150A - 絞り駆動装置およびそれを用いた撮像装置並びにそれらに用いられる集積回路 - Google Patents

Abstract

【構成】 絞り駆動装置１００は、ドライバ１８ｂを含み、このドライバ１８ｂには、４つのスイッチＳＷ１−ＳＷ４が設けられる。アイリスの制御時には、スイッチＳＷ１およびＳＷ４がオンされるとともに、スイッチＳＷ２およびＳＷ３がオフされ、定電圧電源からの電圧ＶｃｃがＬＰＦ４８を通してモータ４６に与えられる。これによって、絞り羽根が開き、露光量が調整される。また、シャッタの制御時には、スイッチＳＷ１およびＳＷ４がオフされるとともに、スイッチＳＷ２およびＳＷ３がオンされ、定電圧電源からの電圧ＶｃｃがＬＰＦ４８を通さずに、アイリスの制御時とは逆極性でモータ４６に与えられる。これによって、絞り羽根が閉じ、シャッタ動作が行われる。
【効果】 共通のモータを用いて適切に絞り羽根が駆動される。
【選択図】 図４

Description

この発明は撮像装置に関し、特にたとえば、ガルバノ方式のアイリス機構を搭載したカメラに適用される、絞り駆動装置およびそれを用いた撮像装置並びにそれらに用いられる集積回路に関する。

この種の絞り駆動装置の一例が非特許文献１および非特許文献２に開示される。この非特許文献１および非特許文献２に開示されるモータドライバを用いた場合には、モータを正転および逆転させることにより、アイリスとシャッタとを制御することができる。たとえば、図６に示すように、絞り駆動装置１は、モータ２およびＨブリッジ回路３を含む。Ｈブリッジ回路３には、４つのスイッチ（トランジスタ）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが設けられる。また、図６から分かるように、Ｈブリッジ回路３には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４を介してモータ２が接続される。ＬＰＦ４は、抵抗４ａおよびコンデンサ４ｂによって、Ｈブリッジ回路３から供給される電圧Ｖｃｃを降圧および整流する。たとえば、スイッチ３ａおよびスイッチ３ｄがオンされ、スイッチ３ｂおよびスイッチ３ｃがオフされると、モータ２は正転し、アイリスすなわち露光量が制御（調整）される。逆に、スイッチ３ａおよびスイッチ３ｄがオフされ、スイッチ３ｂおよびスイッチ３ｃがオンされると、モータ２は逆転し、シャッタ動作が制御される。
三洋半導体データシート ＬＢ１９３８Ｔ−モノリシックデジタル集積回路 １ＣＨ，低飽和正逆モータドライバ 三洋半導体データシート Ｂｉ−ＣＭＯＳ集積回路 ＤＳＣ用 モータドライバ１チップＩＣ

しかし、この背景技術では、モータ２を正転させる場合および逆転させる場合のいずれの場合にも、ＬＰＦ４が機能するため、シャッタを制御する場合に、ＬＰＦ４を構成するコンデンサ４ｂの影響によって、シャッタの感度が悪くなってしまう。つまり、シャッタの駆動電圧の立ち上がりに時間遅れが生じ、シャッタを高速化するのが困難である。また、ＬＰＦ４を構成する抵抗４ａによって、定電圧源からの電圧Ｖｃｃが降圧されるため、モータ２の駆動トルクが減少する。したがって、シャッタ動作時に十分な駆動トルクを得るためには、予め主電源ないし定電圧源の電圧を高く設定する必要があるが、このようにした場合には、消費電力が多くなってしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、絞り駆動装置およびそれを用いた撮像装置並びにそれらに用いられる集積回路を提供することである。

また、この発明の他の目的は、無駄な消費電力を省いて、アイリスおよびシャッタを共通のモータを用いて適切に制御することができる、絞り駆動装置およびそれを用いた撮像装置並びにそれらに用いられる集積回路を提供することである。

本発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、絞り羽根の開閉により、アイリスとシャッタとを制御する絞り駆動装置において、絞り羽根を開閉するためのモータ、アイリスの制御時に前記モータの回転軸を前記絞り羽根を開く方向に回転させる第１回転制御手段、およびシャッタの制御時に前記モータの回転軸を前記絞り羽根を閉じる方向に回転させる第２回転制御手段を備え、第１回転制御手段は、前記モータへの電源の供給および停止を切り替えるための第１電源制御手段および前記モータと前記第１電源制御手段との間に設けられたローパスフィルタを含み、第２回転制御手段は、前記モータへの電源の供給および停止を切り替えるための第２電源制御手段のみを含むことを特徴とする、絞り駆動装置である。

第１の発明では、絞り駆動装置（１００）は、絞り羽根の開閉により、アイリスとシャッタとを制御する。その絞り羽根を開閉するためのモータ（４６）が設けられ、第１回転制御手段（１８ｂ，２６，４８，ＳＷ１，ＳＷ４）は、アイリスの制御時にそのモータの回転軸を絞り羽根を開く方向に回転させる。また、第２回転制御手段（１８ｂ，２６，４８，ＳＷ２，ＳＷ３）は、シャッタの制御時に上記のモータの回転軸を閉じる方向に回転させる。第１回転制御手段は、モータへの電源の供給および停止を切り替えるための第１電源制御手段（ＳＷ１，ＳＷ４）および前記モータと前記第１電源制御手段との間に設けられたローパスフィルタ（４８）を含む。一方、第２回転制御手段は、モータへの電源の供給および停止を切り替えるための第２電源制御手段（ＳＷ２，ＳＷ３）のみを含む。したがって、アイリスの制御時には、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を通して、モータに電源が付与され、一方、シャッタの制御時には、アイリスの制御時とは逆極性で、ＬＰＦを通さずに、モータに電源が付与される。

第１の発明によれば、アイリスを制御する場合にＬＰＦを使用し、シャッタを制御する場合にＬＰＦを使用しないで、共通のモータを駆動するので、絞り機構の径の大きさを安定して制御することができ、したがって、露光量を正しく調整することができる。また、シャッタを制御する場合には、時間遅延や電圧降下が生じないため、電源の電圧を高く設定しなくてもモータの十分な駆動トルクが得られ、しかも、シャッタ動作を高速に行うことができる。つまり、無駄な消費電力を省いて、アイリスおよびシャッタを共通のモータを用いて適切に制御することができる。

第２の発明は、絞り羽根の開閉により、アイリスとシャッタとを制御する絞り駆動装置において、絞り羽根を開閉するためのモータ、モータよりも電源側に設けられ、当該モータに付与する電圧を整形するフィルタ、電源と前記フィルタとの間に設けられ、当該電源からの電圧を第１極性で前記モータに供給および停止する第１スイッチ、モータと接地との間に設けられ、前記第１スイッチと連動して前記電源からの電圧を前記第１極性で前記モータに供給および停止する第２スイッチ、電源と前記モータとの間に設けられ、当該電源からの電圧を前記第１極性とは逆の第２極性で前記モータに供給および停止するための第３スイッチ、およびモータと接地との間に設けられ、前記第３スイッチと連動して前記電源からの電圧を前記第２極性で前記モータに供給および停止する第４スイッチを備え、アイリスの制御時に、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオンするとともに、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチをオフし、前記シャッタの制御時に、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオフするとともに、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチをオンすることを特徴とする、絞り駆動装置である。

第２の発明では、絞り駆動装置（１００）は、絞り羽根の開閉により、アイリスとシャッタとを制御する。その絞り羽根を開閉するためのモータ（４６）が設けられる。また、絞り駆動装置には、フィルタ（４８）が上記のモータよりも電源側に設けられ、このモータに付与する電圧を整形する。第１スイッチ（ＳＷ１）は、電源とフィルタとの間に設けられ、当該電源からの電圧を、第１極性でフィルタを通してモータに供給および停止する。第２スイッチ（ＳＷ４）は、モータと接地との間に設けられ、第１スイッチと連動して、電源からの電圧を、第１極性でモータに供給および停止する。また、第３スイッチ（ＳＷ２）は、電源と前記モータとの間に設けられ、当該電源からの電圧を、第１極性とは逆の第２極性で、フィルタを通さずにモータに供給および停止する。第４スイッチ（ＳＷ３）は、モータと接地との間に設けられ、第３スイッチと連動して、電源からの電圧を、第２極性でモータに付与および停止する。アイリスを制御する場合には、第１スイッチおよびこれに連動する第２スイッチをオンするとともに、第３スイッチおよびこれに連動する第４スイッチをオフするによって、フィルタを通した電源の電圧が第１極性でモータに付与される。一方、シャッタを制御する場合には、第１スイッチおよび第２スイッチをオフするとともに、第３スイッチおよび第４スイッチがオンすることによって、フィルタを通さずに電源の電圧が第２極性でモータに付与される。これによって、アイリスの制御時には、絞り羽根が開き、シャッタの制御時には、絞り羽根が閉じる。

第２の発明においても、第１の発明と同様に、無駄な消費電力を省いて、アイリスおよびシャッタを共通のモータを用いて適切に制御することができる。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明に記載の絞り駆動装置を用いた、撮像装置である。

第３の発明においても、無駄な消費電力を省いて、アイリスおよびシャッタを共通のモータを用いて適切に制御することができる。

第４の発明は、抵抗およびコンデンサで構成されたローパスフィルタを一方の電源端子に接続したモータを駆動するための集積回路であって、ローパスフィルタを通して前記モータに電源を供給および停止するための第１電源制御手段、およびローパスフィルタを通さずに、前記第１電源制御手段とは逆極性で前記モータに電源を供給および停止するための第２電源制御手段を備える、集積回路である。

第４の発明では、集積回路（１８ｂ）は、抵抗（Ｒ）およびコンデンサ（Ｃ）で構成されたローパスフィルタ（４８）を、一方の電源端子に接続したモータ（４６）を駆動する。第１電源制御手段（ＳＷ１，ＳＷ４）は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を通して、モータに電源を供給および停止する。一方、第２電源制御手段（ＳＷ２，ＳＷ３）は、ＬＰＦを通さずに、第１電源制御手段とは逆極性でモータに電源を供給および停止する。

第４の発明によれば、ＬＰＦによる安定した駆動電圧により一方向にモータ軸が回転するようにモータを制御するとともに、ＬＰＦによる時間遅れや電圧降下の無い駆動電圧によりモータ軸が逆方向に回転するようにモータを制御することができる。したがって、上記の絞り駆動装置の発明やそれを用いた撮像装置の発明に適用することができる。

第５の発明は第４の発明に従属し、第１電源制御手段は、ローパスフィルタと電源との間に設けられる第１スイッチ、およびモータの他方の電源端子と接地との間に設けられ、第１スイッチと連動する第２スイッチを含み、第２電源制御手段は、モータの他方の電源端子と電源との間に設けられる第３スイッチ、およびモータの一方の電源端子と接地との間に設けられ、第３スイッチと連動する第４スイッチを含む。

第５の発明では、第１電源制御手段は、ＬＰＦと電源との間に設けられる第１スイッチ（ＳＷ１）およびモータの他方の電源端子と接地との間に設けられ、第１スイッチと連動する第２スイッチ（ＳＷ４）を含む。また、第２電源制御手段は、モータの他方の電源端子と電源との間に設けられる第３スイッチ（ＳＷ２）およびモータの一方の電源端子と接地との間に設けられ、第３スイッチと連動する第４スイッチ（ＳＷ３）を含む。したがって、たとえば、アイリスを制御する場合には、第１スイッチおよび第２スイッチをオンし、第３スイッチおよび第４スイッチをオフすることにより、電源からの電圧がＬＰＦを通してモータに付与される。一方、シャッタを制御する場合には、第１スイッチおよび第２スイッチをオフし、第３スイッチおよび第４スイッチをオンすることにより、電源からの電圧がアイリスの制御の場合と逆極性で、ＬＰＦを通さずにモータに付与される。

第５の発明によれば、Ｈブリッジ回路を変形することにより、ＬＰＦを通して電源をモータに付与したり、ＬＰＦを通さずに逆極性で電源をモータに付与したりすることができる。

第６の発明は、第５の発明に従属し、第２スイッチと第３スイッチとは連結され、その連結点がモータの他方の電源端子に接続される。

第６の発明では、第２スイッチと第３スイッチとは直列に連結され、その連結点がモータの他方の電源端子に接続される。したがって、たとえば、集積回路を１チップで構成する場合には、第１スイッチとＬＰＦとを連結するための出力端子（Ｓ１）、第３スイッチとモータの一方の電源端子とを連結するための出力端子（Ｓ３）、および上記連結点とモータの他方の電源端子とを連結するための出力端子（Ｓ２）を設けるようにすればよい。

第６の発明によれば、３つの出力端子を設けるだけで、ＬＰＦが一方の電源端子に接続されたモータを正転および逆転させることができる。

第７の発明は第６の発明に従属し、第２スイッチと第３スイッチとを外部で連結するようにした。

第７の発明では、たとえば、第６の発明における連結点をチップの外部に設けるので、第２スイッチと第３スイッチとのそれぞれに接続される出力端子（Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ）がチップに設けられる。したがって、４つの出力端子（Ｓ１，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３）が設けられる。この場合には、モータの一方の電源端子をＬＰＦを介して出力端子（Ｓ２ａ）に接続し、モータの一方の電源端子をそのまま出力端子（Ｓ２ｂ）に接続し、モータの他方の電源端子を２つの出力端子（Ｓ１，Ｓ３）にそれぞれ接続するように、モータを駆動する側の回路構成を変更することができる。ただし、アイリスおよびシャッタを制御する場合のスイッチの制御を変更する必要がある。

第７の発明によれば、４つの出力端子を設けることにより、３つの出力端子を設ける場合よりも、モータを駆動する側の回路の制約を緩和することができる。

この発明によれば、アイリスを制御する場合にＬＰＦを使用し、シャッタを制御する場合にＬＰＦを使用しないで、共通のモータを駆動するので、絞り機構の径の大きさを安定して制御することができ、したがって、露光量を正しく調整することができる。また、シャッタを制御する場合には、時間遅延や電圧降下が生じないため、電源の電圧を高く設定しなくてもモータの十分な駆動トルクが得られ、しかも、シャッタ動作を高速に行うことができる。つまり、無駄な消費電力を省いて、アイリスおよびシャッタを共通のモータを用いて適切に制御することができる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例の撮像装置としてのディジタルカメラ１０は、フォーカスレンズ１２および絞りユニット１４を含み、フォーカスレンズ１２および絞りユニット１４を経た被写体の光学像は、イメージャ１６の撮像面に照射され、光電変換を施される。これによって、被写体像を表す電荷が生成される。また、レンズ１２はドライバ１８ａによって駆動され、絞りユニット１４はドライバ１８ｂによって駆動され、そして、イメージャ１６はドライバ１８ｃによって駆動される。ただし、ドライバ１８ａ−１８ｃは、ディジタルカメラ１０の全体制御を司るＣＰＵ２６の指示（命令）に従って駆動される。

キー入力装置２８に設けられる電源キー（図示せず）が操作されると、ＣＰＵ２６は、撮像タスクの下でスルー画像処理を開始するべく、ドライバ１８ｃに露光動作および間引き読み出し動作の繰り返しを命令する。ドライバ１８ｃは、図示しないＳＧ(Signal Generator)から周期的に発生する垂直同期信号に応答して、撮像面を露光し、かつ撮像面で生成された電荷の一部をラスタスキャン方式で読み出す。イメージャ１６からは、読み出された電荷に基づく低解像度の生画像信号が周期的に出力される。

前処理回路２０は、イメージャ１６から出力された生画像信号にＣＤＳ(Correlated Double Sampling)，ＡＧＣ(Automatic Gain Control)，Ａ／Ｄ変換などの処理を施し、ディジタル信号である生画像データを出力する。出力された生画像データは、メモリコントローラ３０を通してＳＤＲＡＭ３２の生画像エリア３２ａに書き込まれる。

後処理回路３４は、生画像エリア３２ａに格納された生画像データを、メモリ制御回路３０を通して読み出し、読み出された生画像データに白バランス調整、色分離、ＹＵＶ変換などの処理を施す。これによって生成されたＹＵＶ形式の画像データは、メモリコントローラ３０を通してＳＤＲＡＭ３２のＹＵＶ画像エリア３２ｂに書き込まれる。

ＬＣＤドライバ３６は、ＹＵＶ画像エリア３２ｂに格納された画像データを、メモリコントローラ３０を通して繰り返し読み出し、読み出した画像データに基づいてＬＣＤ３８を駆動する。この結果、被写体のリアルタイム動画像（スルー画像）がＬＣＤ３８の表示画面に表示される。

図２を参照して、撮像面の中央には評価エリアＥＶＡが割り当てられる。評価エリアＥＶＡは水平方向および垂直方向の各々において１６分割され、２５６個の分割エリアが評価エリアＥＶＡを形成する。また、前処理回路２０は、上述した処理に加えて、生画像データを簡易的にＲＧＢデータに変換する簡易ＲＧＢ変換処理を実行する。

ＡＥ(Automatic Exposure)／ＡＷＢ(Automatic White-Balance)評価回路２２は、前処理回路２０によって生成されたＲＧＢデータのうち、評価エリアＥＶＡに属するＲＧＢデータを、垂直同期信号が発生する毎に積分する。これによって、２５６個の積分値つまり２５６個のＡＥ／ＡＷＢ評価値が、垂直同期信号に応答して、ＡＥ／ＡＷＢ評価回路２２からＣＰＵ２６に出力される。

また、ＡＦ(Auto Focus)評価回路２４は、前処理回路２０から出力されたＲＧＢデータのうち同じ評価エリアＥＶＡに属するＧデータの高周波成分を抽出し、抽出された高域周波数成分を垂直同期信号が発生する毎に積分する。これによって、２５６個の積分値つまり２５６個のＡＦ評価値が、垂直同期信号に応答して、ＡＦ評価回路２４からＣＰＵ２６に出力される。

ＣＰＵ２６は、ＡＥ／ＡＷＢ評価回路２２からの出力に基づくスルー画像用ＡＥ／ＡＷＢ処理をスルー画像処理と並列して実行し、適正評価値（適正ＥＶ値）および適正白バランス調整ゲイン値を算出する。算出された適正ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、ドライバ１８ｂおよび１８ｃにそれぞれ設定される。また、算出された適正白バランス調整ゲインは、後処理回路３４に設定される。この結果、スルー画像の明るさおよび白バランスが適度に調整される。

ＣＰＵ２６はまた、スルー画像処理と並列するコンティニュアスＡＦタスクの下で、ＡＦ評価回路２４からの出力に基づくスルー画像用ＡＦ処理を実行する。フォーカスレンズ１２は、ＡＦ評価回路２４からの出力がＡＦ起動条件を満足するとき、ドライバ１８ａによって合焦点ないし合焦位置に設定される。これによって、スルー画像のフォーカスが適度に調整される。

また、キー入力装置２８に設けられるシャッタボタン（図示せず）が半押しされると、ＣＰＵ２６は、コンティニュアスＡＦタスクを中断し、記録用ＡＦ処理を撮像タスクの下で実行する。記録用ＡＦ処理もまた、ＡＦ評価回路２４の出力に基づいて実行される。これによって、フォーカスが厳格に調整される。続いて、ＣＰＵ２６は、ＡＥ／ＡＷＢ評価回路２２の出力に基づいて記録用ＡＥ処理を実行し、最適評価値（最適ＥＶ値）を算出する。算出された最適ＥＶ値を定義する絞り量および露光時間は、上述と同様、ドライバ１８ｂおよび１８ｃにそれぞれ設定される。この結果、スルー画像の明るさが厳格に調整される。

さらに、シャッタボタンが全押しされると、ＣＰＵ２６は、記録処理のために、ドライバ１８ｃに露光動作および全画素読み出し動作を１回ずつ実行することを命令し、さらにＩ／Ｆ（インターフェイス）４０を起動する。ドライバ１８ｃは、垂直同期信号に応答して撮像面を露光し、これによって、生成された電荷の全てをラスタスキャン方式で撮像面から読み出す。イメージャ１６からは、高解像度を有する１フレームの生画像信号が出力される。

イメージャ１６から出力された生画像信号は前処理回路２０によって生画像データに変換され、変換された生画像データはメモリコントローラ３０によってＳＤラム３２の記録画像エリア３２ｃに書き込まれる。ＣＰＵ２６は、記録画像エリア３２ｃに格納された生画像データに基づいて最適白バランス調整ゲインを算出し、算出した最適白バランス調整ゲインを後処理回路３４に設定する。

後処理回路３４は、ＳＤＲＡＭ３２の生画像エリア３２ａに格納された生画像データを、メモリコントローラ３０を通して読み出し、読み出した生画像データを、最適白バランスを有するＹＵＶ形式の画像データに変換し、変換された画像データを、メモリコントローラ３０を通して記録画像エリア３２ｃに書き込む。Ｉ／Ｆ４０は、こうして記録画像エリア３２ｃに格納された画像データを、メモリコントローラ３０を通して読み出し、読み出した画像データをファイル形式で記録媒体４２に記憶する。

ＣＰＵ２６は、また、ＡＥ／ＡＷＢ処理およびＡＦ処理のために参照されるパラメータ調整エリアＡＤＪの位置および形状を、調整エリア制御タスクの下で定義する。この実施例では、簡単のため、評価エリアＥＶＡ全体が、パラメータ調整エリアＡＤＪとして定義される。

なお、詳細な説明は省略するが、ディジタルカメラ１０がスルー画像から人物の顔を検出し、検出した顔に対応する大きさの枠（顔枠）を決定した場合には、評価エリアＥＶＡを形成する２５６個の分割エリアのうち、顔枠内のエリアを覆う一部の分割エリアが、パラメータ調整エリアＡＤＪとして定義される。ただし、複数の人物の顔を検出している場合には、各顔枠内のエリアを覆う一部の分割エリアが、パラメータ調整エリアＡＤＪとして定義される。

上述したスルー画像用ＡＥ／ＡＷＢ処理および記録用ＡＥ／ＡＷＢ処理は、ＡＥ／ＡＷＢ評価回路２２から出力された２５６個のＡＥ／ＡＷＢ評価値のうち、パラメータ調整エリアＡＤＪに属するＡＥ／ＡＷＢ評価値に基づいて実行される。また、スルー画像用ＡＦ処理および記録用ＡＦ処理も、ＡＦ評価回路２４から出力された２５６個のＡＦ評価値のうち、パラメータ調整エリアＡＤＪに属するＡＦ評価値に基づいて実行される。これによって、露光量やフォーカスなどの撮像パラメータの調整精度が向上する。

上述したような、撮像タスク、調整エリア制御タスクおよびコンティニュアスＡＦタスクのそれぞれに対応する制御プログラムが、フラッシュメモリ４４に記憶されている。

このようなディジタルカメラ１０では、アイリスとシャッタとは、絞りユニット１４を駆動することにより制御される。図示は省略するが、絞りユニット１４には、たとえばガルバノ式のアイリス機構が設けられており、モータ４６（図３および図５参照）の回転（駆動）によって、そのアイリス機構の一部を構成する絞り羽根は開閉される。たとえば、モータ４６の回転軸（図示せず）が正転することにより、絞り羽根が開き、露光量が調整される。一方、モータ４６の回転軸が逆転することにより、絞り羽根が閉じて、シャッタ動作が行われる。

このように、共通のモータ４６を用いて、アイリスとシャッタとの両方を制御する場合には、図６に示したような従来のＨブリッジ回路を用いるのが一般的である。しかし、図６に示したＨブリッジ回路を用いた場合には、モータ４６の回転軸を正転させる場合および逆転させる場合のいずれの場合にも、ＬＰＦが機能してしまい、そのＬＰＦを構成するコンデンサによって、モータ４６の駆動電圧の立ち上がりが遅れ（時間遅延が生じ）、シャッタを高速にできない。また、ＬＰＦを構成する抵抗により、電圧降下が生じてしまい、シャッタ時にトルク不足になってしまう。この電圧降下に対応するため、主電源ないし定電圧源の電圧を予め高く設定した場合には、電力消費が増大してしまうという問題が新たに生じてしまう。

このような問題を回避するために、この実施例では、Ｈブリッジ回路を変形して、無駄な消費電力を省いて、アイリスおよびシャッタを共通のモータを用いて適切に制御するようにしてある。

具体的な絞り駆動装置１００の一例が図３に示される。図３に示すように、絞り駆動装置１００は、図１に示したドライバ１８ｂを含む。ドライバ１８ｂは、４つのスイッチ素子（スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４）を含む。図３から分かるように、スイッチＳＷ１の一方の端子Ｓ１１とスイッチＳＷ２の一方の端子Ｓ２１とが、定電圧源に接続される。スイッチＳＷ１の他方の端子Ｓ１２は、ドライバ１８ｂの出力端子Ｓ１に接続される。また、スイッチＳＷ２の他方の端子Ｓ２２は、スイッチＳＷ４の一方の端子Ｓ４１に接続される。また、スイッチＳＷ２の端子Ｓ２２とスイッチＳＷ４の端子Ｓ４１とは、ドライバ１８ｂの出力端子Ｓ２に接続される。スイッチＳＷ３の一方の端子Ｓ３１は、ドライバ１８ｂの出力端子Ｓ３に接続される。そして、スイッチＳＷ３の他方の端子Ｓ３２とスイッチＳＷ４の他方の端子Ｓ４２とは、接地される。

また、ドライバ１８ｂの外部であり、出力端子Ｓ１には、抵抗Ｒの一方端が接続され、その他方端はモータ４６の一方の電源端子（図示せず）に接続される。また、抵抗Ｒとモータ４６との接続点には、コンデンサＣの一方端が接続され、その他方端は接地される。つまり、抵抗ＲとコンデンサＣとの並列回路によって、ＬＰＦ４８が構成される。また、出力端子Ｓ２には、モータ４６の他方の電源端子（図示せず）が接続される。さらに、出力端子Ｓ３には、モータ４６の一方の電源端子がそのまま接続される。

このような絞り駆動装置１００では、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ４とがオンされ、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３とがオフされることにより、定電圧源の電圧ＶｃｃがＬＰＦ４８によって降圧および整流された電圧がモータ４６に付与され、モータ４６の回転軸が一方向に回転（たとえば、正転）される。これによって、アイリスが制御され、この実施例では、絞りユニット１４に設けられる絞り羽根（図示せず）が開き、絞り量すなわち露光量が調整される。また、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ４とがオフされ、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３とがオンされることにより、定電圧源の電圧ＶｃｃがＬＰＦ４８を通さずにモータ４６に付与され、モータ４６の回転軸が逆方向に回転（逆転）される。これによって、シャッタが制御され、この実施例では、絞り羽根が閉じて、シャッタ動作が行われる。

なお、当然のことではあるが、図３からも分かるように、シャッタを制御する場合には、アイリスを制御する場合とは逆の極性で、モータ４６に電圧が付与される。

このように、アイリスを制御する場合には、ＬＰＦ４８によって、定電圧源の電圧Ｖｃｃが降圧および整流された電圧がモータ４６に与えられるため、絞り羽根の径の大きさを安定して制御することができる。これは、リプルのようなノイズの影響を受けることが無いためである。したがって、露光量を正しく調整（設定）することができる。一方、シャッタを制御する場合には、ＬＰＦ４８を介さずに、定電圧源の電圧Ｖｃｃがモータ４６にほとんどそのまま与えられるため、つまりＬＰＦ４８による時間遅延および電圧降下が無いため、モータ４６は十分な駆動トルクを得ることができ、シャッタ動作を高速に行うことができる。

詳細な説明は省略するが、スイッチＳＷ１−ＳＷ４のオン／オフは、図１に示したＣＰＵ２６によって制御され、上述したように、スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ４とが連動され、スイッチＳＷ２とスイッチＳＷ３とが連動される。

図４には、図３に示した絞り駆動装置１００と同じ回路構成で、実際のディジタルカメラ１０で用いられるドライバ１８ｂを含む絞り駆動装置１００の例が示される。たとえば、ドライバ１８ｂは、１チップのＩＣ（モータドライバＩＣ）であり、スイッチＳＷ１−ＳＷ４は、ＣＭＯＳトランジスタである。ただし、ＣＭＯＳトランジスタに代えて、バイポーラトランジスタのような他のスイッチ素子を使用することも可能である。図４に示す例では、スイッチＳＷ１およびスイッチＳＷ２が、Ｎ型のＭＯＳトランジスタであり、スイッチＳＷ３およびスイッチＳＷ４が、Ｐ型のＭＯＳトランジスタである。ただし、これは、単なる一例であり、ＭＯＳトランジスタの種類が限定される必要はない。

なお、図４に示す絞り駆動装置１００の他の構成および動作は、図３に示した絞り駆動装置１００と同じであるため、重複した説明は省略する。

図５には、絞り駆動装置１００の他の例が示される。この他の例の絞り駆動装置１００では、スイッチＳＷ２の端子Ｓ２２およびスイッチＳＷ４の端子Ｓ４１のそれぞれが、モータドライブＩＣ（ドライバ１８ｂ）の外部で連結されて、その連結点がモータ４６の他方の電源端子に接続されるようにしてある以外は、図３に示した絞り駆動装置１００と同じであるため、重複した説明は省略することにする。

図５からも分かるように、他の例の絞り駆動装置１００では、スイッチＳＷ１の端子Ｓ２２は出力端子Ｓ２ａに接続され、スイッチＳＷ４の端子Ｓ４１は出力端子Ｓ２ｂに接続される。また、出力端子Ｓ２ａおよび出力端子Ｓ２ｂが接続されて、その接続点がモータ４６の他方の電源端子に接続される。

このように、図３および図４に示した絞り駆動装置１００では、ドライバ１８ｂすなわちモータドライブＩＣの３つの出力端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を使用して、モータ４６およびＬＰＦ４８で構成されるモータ制御回路が当該ドライバ１８ｂに接続される。一方、図５に示す絞り駆動装置１００では、ドライバ１８ｂ（モータドライブＩＣ）の４つの出力端子Ｓ１，Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ３を使用して、モータ制御回路がドライバ１８ｂに接続される。

ここで、図３および図４に示した絞り駆動装置１００では、ドライバ１８ｂ（モータドライブＩＣ）の３つの端子を使用するので、４つの端子を使用する図５の絞り駆動装置１００に比べて、ピンの数（端子数）を少なくすることができる。ただし、モータ制御回路の構成が固定されてしまう。この点、図５に示す絞り駆動装置１００のドライバ１８ｂを用いる場合には、出力端子Ｓ１とＳ３とを連結して、その連結点をモータ４６の他方の電源端子に接続し、出力端子Ｓ２ａに抵抗Ｒを接続し、そして、出力端子Ｓ２ｂに抵抗Ｒとモータ４６との接続点を接続するようにしても、アイリスおよびシャッタを制御することができる。かかる場合には、モータ４６の回転方向が、図５を用いて説明した場合と逆になるため、モータ４６の設置方法などを変更する必要がある。このように、図５に示す絞り駆動装置１００では、図３および図４に示した絞り駆動装置１００よりもモータ制御回路側の制約が少ないという利点がある。ただし、ドライバ１８ｂ（モータドライブＩＣ）のピンの数が多くなってしまう。

なお、図示は省略するが、図５に示した絞り駆動装置１００と同じ構成で、実際のディジタルカメラ１０で用いられるドライバ１８ｂを含む絞り駆動装置１００を構成する場合には、図４に示した場合と同様に、スイッチＳＷ１−ＳＷ４としてＣＭＯＳトランジスタなどのスイッチ素子を用いるようにすればよい。

この実施例によれば、Ｈブリッジ回路を変形することにより、アイリスを制御する場合にＬＰＦを使用し、シャッタを制御する場合にＬＰＦを使用しないで、共通のモータを駆動するので、絞り機構の径の大きさを安定して制御することができ、したがって、露光量を正しく調整することができる。また、シャッタを制御する場合には、時間遅延や電圧降下が生じないため、電源の電圧を高く設定しなくてもモータの十分な駆動トルクが得られ、しかも、シャッタ動作を高速に行うことができる。つまり、無駄な消費電力を省いて、アイリスおよびシャッタを共通のモータを用いて適切に制御することができる。

なお、この実施例では、図１に示したディジタルカメラのような撮像装置にのみ、絞り駆動装置を適用した場合について説明したが、共通（単一）のモータを用いて、アイリスおよびシャッタを制御する撮像装置であれば、他の構成のものにも適用できることは言うまでもない。

また、この実施例では、絞りユニットを駆動するためのドライバがＩＣで構成される場合について説明したが、ドライバはＩＣで構成されていなくても、この実施例の効果が得られることは勿論である。

図１はこの発明の一実施例のディジタルカメラの電気的な構成を示すブロック図である。 図２は図１に示すディジタルカメラに設けられるイメージャの撮像面に割り当てられる評価エリアを示す図解図である。 図３は図１に示すディジタルカメラに設けられる絞り駆動装置の電気的な構成の一例を示すブロック図である。 図４は図３に示す絞り駆動装置を実際のディジタルカメラに用いる場合の構成例を示すブロック図である。 図５は図１に示すディジタルカメラに設けられる絞り駆動装置の電気的な構成の他の例を示すブロック図である。 図６は背景技術の絞り駆動装置の電気的な構成の例を示すブロック図である。

符号の説明

１０ …ディジタルカメラ
１４ …絞りユニット
１６ …イメージャ
２２ …ＡＥ／ＡＷＢ評価回路
２４ …ＡＦ評価回路
２６ …ＣＰＵ
３２ …ＳＤＲＡＭ
４４ …フラッシュメモリ
４６ …モータ
４８ …ＬＰＦ
１００ …絞り駆動装置

Claims (7)

1. 絞り羽根の開閉により、アイリスとシャッタとを制御する絞り駆動装置において、
   前記絞り羽根を開閉するためのモータ、
   前記アイリスの制御時に前記モータの回転軸を前記絞り羽根を開く方向に回転させる第１回転制御手段、および
   前記シャッタの制御時に前記モータの回転軸を前記絞り羽根を閉じる方向に回転させる第２回転制御手段を備え、
   前記第１回転制御手段は、前記モータへの電源の供給および停止を切り替えるための第１電源制御手段および前記モータと前記第１電源制御手段との間に設けられたローパスフィルタを含み、
   前記第２回転制御手段は、前記モータへの電源の供給および停止を切り替えるための第２電源制御手段のみを含むことを特徴とする、絞り駆動装置。
2. 絞り羽根の開閉により、アイリスとシャッタとを制御する絞り駆動装置において、
   前記絞り羽根を開閉するためのモータ、
   前記モータよりも電源側に設けられ、当該モータに付与する電圧を整形するフィルタ、
   前記電源と前記フィルタとの間に設けられ、当該電源からの電圧を第１極性で前記モータに供給および停止する第１スイッチ、
   前記モータと接地との間に設けられ、前記第１スイッチと連動して前記電源からの電圧を前記第１極性で前記モータに供給および停止する第２スイッチ、
   前記電源と前記モータとの間に設けられ、当該電源からの電圧を前記第１極性とは逆の第２極性で前記モータに供給および停止するための第３スイッチ、および
   前記モータと接地との間に設けられ、前記第３スイッチと連動して前記電源からの電圧を前記第２極性で前記モータに供給および停止する第４スイッチを備え、
   前記アイリスの制御時に、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオンするとともに、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチをオフし、前記シャッタの制御時に、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチをオフするとともに、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチをオンすることを特徴とする、絞り駆動装置。
3. 請求項１または２記載の絞り駆動装置を用いた、撮像装置。
4. 抵抗およびコンデンサで構成されたローパスフィルタを一方の電源端子に接続したモータを駆動するための集積回路であって、
   前記ローパスフィルタを通して前記モータに電源を供給および停止するための第１電源制御手段、および
   前記ローパスフィルタを通さずに、前記第１電源制御手段とは逆極性で前記モータに電源を供給および停止するための第２電源制御手段を備える、集積回路。
5. 前記第１電源制御手段は、前記ローパスフィルタと前記電源との間に設けられる第１スイッチ、および前記モータの他方の電源端子と接地との間に設けられ、前記第１スイッチと連動する第２スイッチを含み、
   前記第２電源制御手段は、前記モータの前記他方の電源端子と前記電源との間に設けられる第３スイッチ、および前記モータの前記一方の電源端子と接地との間に設けられ、前記第３スイッチと連動する第４スイッチを含む、請求項４記載の集積回路。
6. 前記第２スイッチと前記第３スイッチとは連結され、その連結点が前記モータの他方の電源端子に接続される、請求項５記載の集積回路。
7. 前記第２スイッチと前記第３スイッチとを外部で連結するようにした、請求項６記載の集積回路。

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