JP3618804B2 - Light control device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、撮像装置の絞り装置等の光量調節装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビデオカメラの絞り装置において、絞り羽根は駆動源であるモータ(以下IGメータと称す)により開閉駆動されており、該絞り羽根の開口径の検出は、該IGメータのロータの回転角を例えばホール素子からなる検出器により検出している。そして、該検出器からの検出情報を制御回路に出力し、フィードバック制御により絞り羽根の開口径を任意の値に制御可能とし、絞り優先モード、プログラムモードの撮影可能なビデオカメラ等の撮像装置が提案されている。
【0003】
この撮像装置のIGメータについて略以下に説明する。
【0004】
図4はこのIGメータの構成図である。10は不図示のヨークに捲回される駆動コイル、11は2極に着磁された永久磁石と一体に構成されたマグネットロータである。マグネットロータ11は、ヨークの2極間に挟まれて不図示の軸受に支持された軸11aを中心に回転可能になっている。12は軸11aに圧入固定されたマグネットロータ11と一体で回転する絞り羽根駆動板で、その両端にはピン12a,12bが設けられている。13は絞り羽根駆動板12を図中時計回りに付勢するバネである。
【0005】
14a,14bは絞り羽根駆動板12の回動を規制するストッパーであり、Y軸に対し、時計方向、反時計方向に夫々同じ角度位に設けてある。これらのストッパー14a,14bは絞り羽根駆動板12の動きを、後述する絞り羽根の動くX軸方向に直行するY軸に対し時計方向・反時計方向それぞれ略30°、計60°の範囲内で回転可能に規制している。15a,15bは絞り羽根であり、それぞれの開口部15c,15dを有し、絞り羽根駆動板12のピン12a,12bと穴15e,15fで結合される事で絞り羽根駆動板12の回転に伴いX方向に互いに逆向きに平行移動するように不図示の機構により保持されている。16はロータ11に一体的に設けられた永久磁石の回転量を電圧として検出するホール素子である。なお、Y軸には前記ヨークの励磁用の磁極が対向配置され、絞り羽根が可動範囲の中心位置に存在するときにマグネットロータ11の磁極が該励磁用の磁極と正対することになる。
【0006】
ここで駆動コイル10に電流が流されていない時は、絞り羽根駆動板12はバネ13により時計方向に付勢され、ストッパー14aにより、図4の(a)に示す位置に位置決めされている。駆動コイル10に電流が流されると、その電流により前記ヨークが励磁され、マグネットロータ11の2極着磁された永久磁石との相互作用により電磁力が生じ、マグネットロータ11は通電方向に応じて例えば反時計方向に回転する。
【0007】
マグネットロータ11の回転に伴ないバネ13の付勢力も増し、前記ヨークとマグネットロータ11との磁気相互作用とバネ13の付勢力との釣り合った位置でマグネットロータ11の回転が停止する。この回転に伴ない絞り羽根15aはX(−)方向に、絞り羽根15bはX(+)方向に平行移動し、絞り羽根15aの開口部15cと絞り羽根15bの開口部15dが交わる事で絞り開口径が形成される。駆動コイル10に流す電流を更に増していくと、マグネットロータ11は絞り駆動板12がストッパー14bで位置が規制される位置まで回転し、図4の(b)に示すように絞り開口径が最大になる。
【0008】
図5はマグネットロータ11の回転量とホール素子16の出力電圧の関係を示す。
【0009】
ホール素子16には予め所定の電流が流されていて、例えばマグネットロータ11の磁束密度を貫通させるような位置に配されている。そして、マグネットロータ11よりホール素子16を貫通する磁束密度が増大ないし減少するような方向に該マグネットロータ11を回転移動させると、それに比例してホール電圧はリニアーに増大ないし減少する。図5ではマグネットロータ11の回転量(度)とホール素子16の出力電圧(V)とがリニアーに反比例するような状態の範囲に設定している。
【0010】
次に、マグネットロータ11の回転量と絞り羽根15a,15bの移動量は次の式で規定される。
【0011】
S=L{cosθ1−cos(θ1+θ2)}
ここでS;絞り羽根15aのX(−)方向への移動量
絞り羽根15bのX(+)方向への移動量
L;絞り羽根駆動板12の腕の長さ(図4の(a)に示す)
θ1;駆動コイル10に全く電流を流さない時(初期位置)のX軸と絞り羽根駆動板12のなす角度(図4の(a)に示す)
θ2;絞り羽根駆動板12の上記初期位置からの移動回転角
である。
【0012】
従来、θ1=60°,θ2=0°〜60°であり、この条件で求められるマグネットロータ11の回転量と絞り羽根15a,15bの移動量の関係を図6に示す。
【0013】
上記マグネットロータ11の回転量とホール素子16の出力電圧の関係、マグネットロータ11の回転量と絞り羽根15a,15bの移動量の関係、絞り羽根15a,15bの開口部15c,15dの形状よりホール素子16の出力電圧と絞り開口FNOの関係は図7の様になる。この図からも明らかな様に、ホール素子出力電圧と開口FNOの関係は1対1であるため、ホール素子16の出力電圧に対して駆動コイル10に加える電流をフィードバック制御する事で絞り開口FNOを自由な値に制御可能となり、絞り優先モード・プログラムモードの撮影可能な撮影装置が可能となるものである。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上記した図7から明らかな様に、ホール素子の出力電圧と絞り開口FNOの関係はリニアーでは無く、小絞り側(開口FNOの値の大きい側)に行く程開口FNOの変化に対するホール素子出力電圧の変化量が急激に小さくなる。その為、同じ精度でホール素子出力電圧に対して駆動コイル10に加える電流を制御した場合、小絞り側の絞り精度が低下するという問題点が存在する。逆にいうと同じ精度のFNOで制御する為には、小絞り側ではより高い精度でホール素子出力電圧に対してのフィードバック制御を行う事が必要となり、制御に時間がかかったり、制御方法が複雑になったりするという問題点が存在する事となる。
【0015】
例えば目標絞りFNOに対して絞り精度2段で制御する事を図7を使用して考えて見ると、小絞り側F22とF22に対して2段落ちのF11の間のホール素子出力電圧の差は略0.15Vに対し、比較的大きい絞りのF5.6とF5.6に対して2段落ちのF2.8の間のホール素子出力電圧の差は略0.65Vであり、小絞り側のほうが5倍強の制御精度が必要な事がわかる。
【0017】
本出願に係る発明の目的は、小絞り側での絞り羽根の移動量を小さくし、絞り羽根の小絞り側の絞り制御精度の向上を図る光量調節装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本出願に係る発明の目的を実現する構成は、マグネットロータと、通電することで前記マグネットロータを回転させる駆動コイルと、中心が前記マグネットロータの出力軸に固定され、両端に係合部が形成される駆動板と、前記駆動板に形成される両端の係合部にそれぞれ係合し、前記駆動板の回動によって互いに相反する方向に移動する2つの絞り羽根と、前記駆動板の回動範囲を規制するストッパーと、該マグネットロータの回転角を検出する検出手段と、を有し、該検出手段からの検出情報に基づいて前記駆動コイルへの通電を制御し、絞り開口径を調節する光量調節装置において、前記ストッパーは前記絞り羽根の移動方向と直交する軸に対し、前記駆動板が小絞り側に回動する方向に見て所定角度だけ傾いた軸が前記駆動板の回動範囲の中心となるように前記駆動板の回動範囲を規制することを特徴とする。
【0019】
この構成では、マグネットロータの回転量に対する絞り羽根等の遮光部材の移動量の変化の割合を可能な限り小さくできる。
【0020】
本出願に係る第2の発明の目的を実現する構成は、請求項2に記載のように、請求項1において、所定の角度は絞り開口径側にずらしていることを特徴とする。
【0021】
この構成では、従来の光量調節装置と同じ開口形状の遮光部材を用いた場合でも、従来例に比して小絞り側の制御の精度を飛躍的に向上させるものとなる。
【0022】
【実施例】
図1は本発明によるの光量調節装置の一実施例を示す。
【0023】
10は不図示のヨークに捲回される駆動コイル、11は永久磁石と一体に構成されたマグネットロータであり、図のY軸位置に該ヨークの磁極が該マグネットロータ11と対向するようにして配置されている。また、マグネットロータ11は、不図示の軸受に支持された軸11aを中心に回転可能になっている。12は軸11aに圧入固定されたマグネットロータ11と一体で回転する腕の長さLの絞り羽根駆動板で、その両端にピン12a,12bが設けられている。13は絞り羽根駆動板12を図中時計回りに付勢するバネである。14a,14bは絞り羽根駆動板12の回動を規制するストッパーである。
【0024】
これらのストッパー14a、14bは絞り羽根駆動板12の回動を、後述する絞り羽根の動くX軸方向に直交するY軸に対して時計方向にθだけ回転したZ軸を中心線として時計方向・反時計方向にそれぞれ略30°で、計60°の角度範囲内を回転可能に規制している。
【0025】
15a,15bは絞り羽根であり、それぞれの開口部15c,15d(開口形状は従来例と同じ)を有し、絞り羽根駆動板12のピン12a,12bと穴15e,15fで結合される事で、絞り羽根駆動板12の回転に伴いX方向に互いに逆向きに平行移動させるように不図示の機構により保持されている。16はマグネットロータ11に一体的に設けられた永久磁石の回転量を電圧として検出するホール素子である。
【0026】
ここで駆動コイル10に電流が流されていない時は、ヨークは磁化されておらず、このため絞り羽根駆動板12はバネ13により時計方向に付勢され、ストッパー14aにより、図1の(a)に示す如くY軸に対し時計方向に傾いた位置に位置決めされている。
【0027】
駆動コイル10に電流が流されると、その電流によりヨークは励磁され、このヨークの夫々の磁極とこれに対向するマグネットロータ11の2極着磁された永久磁石との磁気相互作用によりマグネットロータ11に電磁力が生じ、絞り羽根駆動板12は反時計方向に回転する。マグネットロータ11の回転に伴い、バネ13の付勢力も増し、ヨーク、マグネットロータ11間の磁気相互作用とバネ13の付勢力との釣り合った位置でマグネットロータ11の回転が停止し、絞り羽根駆動板12は停止する。この回転に伴い絞り羽根15aはX(−)方向に、絞り羽根15bはX(+)方向に互いに逆向きに平行移動し、絞り羽根15aの開口部15cと絞り羽根15bの開口部15dが交わることで絞り開口径が形成される。
【0028】
駆動コイル10に流す電流を更に増していくとヨークの磁気が増して、マグネットロータ11の2極着磁された永久磁石との磁気相互作用によりマグネットロータ11は更に回転し続け、絞り羽根駆動板12はZ軸に対して前記ストッパー14aと反対側でこれと対称的な角度位置に設けたストッパー14bで規制され、Y軸に対し略反時計方向に傾いた位置まで回転する。このとき図1の(b)に示す如く絞り開口径は最大になる。
【0029】
前記マグネットロータ11の回転移動に伴って、マグネットロータ11からホール素子16を貫通する磁束密度は変化し、その回転量に比例してホール素子16のホール電圧はリニアーに変化する。ここでマグネットロータ11の回転量とホール素子16の出力電圧との関係は図5の従来例と同じであり、マグネットロータ11の回転量(度)とホール素子16の出力電圧(V)とがリニアーに反比例するような状態の範囲に設定される。
【0030】
次にマグネットロータ11の回転量と絞り羽根15a,15bの移動量は次の式で規定される。
【0031】
S=L{cosθ3−cos(θ3+θ2)}
ここでS;絞り羽根15aのX(−)方向への移動量
絞り羽根15bのX(+)方向への移動量
L;絞り羽根駆動板12の腕の長さ(図1の(a)に示す)
θ3;駆動コイル10に全く電流を流さない時(初期位置)のX軸と絞り羽根駆動板12のなす角度(図1の(a)に示す)
θ2;駆動コイル10に電流を流した時の絞り羽根駆動板12の上記初期位置からの移動回転角
である。
【0032】
ここで、θ=30°(Y軸とZ軸のなす角度)とするとθ3=30°(90°−30°−30°=30°)・θ2=0°〜60°であり、この条件で求められるマグネットロータ11の回転量と絞り羽根15a,15bの移動量の関係を図2に示す。 ここで、このマグネットロータ11の回転量と絞り羽根15a,15bの移動量の関係は、従来例と比較して絞り羽根駆動板12とX軸との間の角度が小さい方側即ち絞り開口部15c,15dが小絞り側でグラフの傾きが寝ている、即ち絞り羽根15a,15bの移動量が小さくなっている。
【0033】
上記マグネットロータ11の回転量とホール素子16の出力電圧の関係、マグネットロータ11の回転量と絞り羽根15a,15bの移動量の関係、絞り羽根15a,15bの開口部15c,15dの形状(開口形状は従来例と同じ)よりホール素子16の出力電圧と絞り開口FNOの関係は図3の様になる。
【0034】
この図からも明らかな様に、ホール素子の出力電圧と開口FNOの関係は1対1であるため、またホール素子の出力電圧と絞り開口FNOの関係も比較的リニアーに近く、小絞り側・大きい絞り側とも同一程度のホール素子の出力の精度に対してフィードバック制御が可能となる。
【0035】
例えば目標絞りFNOに対して絞り精度2段で制御する事を図3を使用して考えて見ると、小絞り側F22とF22に対して2段落ちのF11の間のホール素子出力電圧の差は0.65Vであるのに対し、比較的大絞りのF5.6とF5.6に対して2段落ちのF2.8の間のホール素子の出力電圧の差は0.45Vであり、略同一程度の無理のない精度でフィードバック制御を行えば良い事になる。
【0036】
以上の実施例ではθ=30°の場合について説明したが、θが大きければ大きい程小絞り側の制御精度に対して有利になることは明白である。
【0037】
【発明の効果】
本発明によれば、小絞り側での絞り羽根の移動量を小さくすることを可能とし、小絞り側での制御の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す概略構成図で、(a)はロータ回転駆動前の状態を示し、(b)はロータ回転駆動後の状態を示す。
【図2】本発明の一実施例を示すロータ回転角と絞り羽根移動量の関係を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施例を示す開口FNOとホール素子出力電圧の関係を示すグラフである。
【図4】従来技術を示す概略構成図で、(a)はロータ回転駆動前の状態を示し、(b)はロータ回転駆動後の状態を示す。
【図5】本発明および従来のロータ回転角とホール素子出力電圧の関係を示すグラフである。
【図6】従来のロータ回転角と絞り羽根移動量の関係を示すグラフである。
【図7】従来の開口FNOとホール素子出力電圧の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10…駆動コイル 11…ロータ
12…絞り羽根駆動板 13…バネ
14…ストッパー 15…絞り羽根
16…ホール素子[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a light amount adjusting device such as a diaphragm device of an imaging device.
[0002]
[Prior art]
In a diaphragm device of a video camera, a diaphragm blade is driven to open and close by a motor (hereinafter referred to as an IG meter) as a drive source, and the aperture diameter of the diaphragm blade is detected by, for example, setting the rotation angle of the rotor of the IG meter to a hole. It is detected by a detector composed of elements. Then, the detection information from the detector is output to a control circuit, and the aperture diameter of the aperture blade can be controlled to an arbitrary value by feedback control, and an imaging device such as a video camera capable of shooting in aperture priority mode and program mode is provided. Proposed.
[0003]
The IG meter of this image pickup apparatus will be described generally below.
[0004]
FIG. 4 is a block diagram of this IG meter.
[0005]
14a and 14b are stoppers for restricting the rotation of the diaphragm
[0006]
Here, when no current is passed through the
[0007]
As the magnet rotor 11 rotates, the biasing force of the
[0008]
FIG. 5 shows the relationship between the rotation amount of the magnet rotor 11 and the output voltage of the
[0009]
A predetermined current is passed through the
[0010]
Next, the amount of rotation of the magnet rotor 11 and the amount of movement of the
[0011]
S = L {cos θ1-cos (θ1 + θ2)}
Here, S: movement amount of the
θ1; an angle formed by the X axis and the diaphragm
θ2 is the rotational angle of movement of the aperture
[0012]
Conventionally, θ1 = 60 ° and θ2 = 0 ° to 60 °, and FIG. 6 shows the relationship between the amount of rotation of the magnet rotor 11 and the amount of movement of the
[0013]
From the relationship between the amount of rotation of the magnet rotor 11 and the output voltage of the
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
However, as is clear from FIG. 7 described above, the relationship between the output voltage of the Hall element and the aperture opening FNO is not linear, and the Hall element output with respect to the change in the aperture FNO toward the small aperture side (the side with the larger value of the aperture FNO). The amount of change in voltage decreases rapidly. Therefore, when the current applied to the
[0015]
For example, when it is considered using FIG. 7 to control the target diaphragm FNO with two stages of aperture accuracy, the difference in Hall element output voltage between F11 that is two stages lower than the small diaphragm side F22 and F22. Is about 0.15V, the difference of the Hall element output voltage between F5.6 of the relatively large diaphragm and F2.8, which is two steps lower than F5.6, is about 0.65V. It can be seen that the control accuracy is more than 5 times.
[0017]
An object of the invention according to the present application is to provide a light amount adjusting device that reduces the amount of movement of the diaphragm blades on the small diaphragm side and improves the diaphragm control accuracy on the small diaphragm side of the diaphragm blades.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The structure which realizes the object of the invention according to the present application includes a magnet rotor, a drive coil for rotating the magnet rotor when energized, a center fixed to the output shaft of the magnet rotor, and engaging portions formed at both ends. Drive plate, two diaphragm blades that are respectively engaged with engaging portions at both ends formed on the drive plate, and move in opposite directions by the rotation of the drive plate, and the rotation of the drive plate A stopper for restricting the range and a detecting means for detecting the rotation angle of the magnet rotor, and controlling the energization to the drive coil based on the detection information from the detecting means to adjust the aperture diameter of the diaphragm in the light amount adjusting device, the stopper is the aperture with respect to the axis perpendicular to the moving direction of the blades, the rotating axis inclined by a predetermined angle as viewed in the direction in which the drive plate is rotated in small aperture side of the drive plate Characterized by restricting the range of rotation of said drive plate so that the center of the circumference.
[0019]
In this configuration, the rate of change in the amount of movement of the light shielding member such as the aperture blade with respect to the amount of rotation of the magnet rotor can be made as small as possible.
[0020]
The configuration for realizing the object of the second invention according to the present application is characterized in that, as described in
[0021]
In this configuration, even when a light-shielding member having the same aperture shape as that of the conventional light amount adjusting device is used, the accuracy of control on the small aperture side is greatly improved as compared with the conventional example.
[0022]
【Example】
FIG. 1 shows an embodiment of a light amount adjusting device according to the present invention.
[0023]
[0024]
These stoppers 14a, clockwise rotation of the
[0025]
[0026]
Here, when no current is passed through the
[0027]
When a current is passed through the
[0028]
As the current passed through the
[0029]
As the magnet rotor 11 rotates, the magnetic flux density penetrating from the magnet rotor 11 through the
[0030]
Next, the amount of rotation of the magnet rotor 11 and the amount of movement of the
[0031]
S = L {cos θ3-cos (θ3 + θ2)}
Here, S: movement amount of the
θ3: an angle formed by the X axis and the diaphragm
θ2 is the rotational angle of movement of the aperture
[0032]
Here, if θ = 30 ° (angle formed by the Y axis and the Z axis), θ3 = 30 ° (90 ° -30 ° -30 ° = 30 °) · θ2 = 0 ° -60 °, and under these conditions The relationship between the required amount of rotation of the magnet rotor 11 and the amount of movement of the
[0033]
The relationship between the amount of rotation of the magnet rotor 11 and the output voltage of the
[0034]
As is apparent from this figure, the relationship between the output voltage of the Hall element and the aperture FNO is 1: 1, and the relationship between the output voltage of the Hall element and the aperture opening FNO is also relatively linear. Feedback control is possible with respect to the output accuracy of the same Hall element on the large aperture side.
[0035]
For example, considering that the target aperture FNO is controlled with two stages of aperture accuracy using FIG. 3, the difference in Hall element output voltage between F11 which is two stages lower than the small diaphragm side F22 and F22. Is 0.65V, whereas the difference in output voltage of the Hall element between F5.6, which is two steps lower than F5.6 and F5.6, which is relatively large aperture, is 0.45V. It suffices to perform feedback control with the same reasonable accuracy.
[0036]
In the above embodiment, the case of θ = 30 ° has been described, but it is obvious that the larger θ is, the more advantageous the control accuracy on the small aperture side.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the amount of movement of the diaphragm blades on the small aperture side, and it is possible to improve the control accuracy on the small aperture side .
[Brief description of the drawings]
1A and 1B are schematic configuration diagrams showing an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A shows a state before rotor rotation driving, and FIG. 1B shows a state after rotor rotation driving;
FIG. 2 is a graph showing the relationship between rotor rotation angle and diaphragm blade movement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between an opening FNO and a Hall element output voltage according to an embodiment of the present invention.
4A and 4B are schematic configuration diagrams showing a conventional technique, in which FIG. 4A shows a state before rotor rotation driving, and FIG. 4B shows a state after rotor rotation driving;
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the rotor rotation angle of the present invention and the conventional Hall element output voltage.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a conventional rotor rotation angle and a diaphragm blade movement amount.
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a conventional opening FNO and a Hall element output voltage.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
通電することで前記マグネットロータを回転させる駆動コイルと、
中心が前記マグネットロータの出力軸に固定され、両端に係合部が形成される駆動板と、
前記駆動板に形成される両端の係合部にそれぞれ係合し、前記駆動板の回動によって互いに相反する方向に移動する2つの絞り羽根と、
前記駆動板の回動範囲を規制するストッパーと、
該マグネットロータの回転角を検出する検出手段と、を有し、
該検出手段からの検出情報に基づいて前記駆動コイルへの通電を制御し、絞り開口径を調節する光量調節装置において、
前記ストッパーは前記絞り羽根の移動方向と直交する軸に対し、前記駆動板が小絞り側に回動する方向に見て所定角度だけ傾いた軸が前記駆動板の回動範囲の中心となるように前記駆動板の回動範囲を規制することを特徴とする光量調節装置。A magnet rotor,
A drive coil that rotates the magnet rotor by energization;
A drive plate having a center fixed to the output shaft of the magnet rotor and engaging portions formed at both ends;
Two diaphragm blades that respectively engage with engaging portions at both ends formed on the drive plate and move in opposite directions by rotation of the drive plate;
A stopper for restricting the rotation range of the drive plate;
Detecting means for detecting the rotation angle of the magnet rotor,
In a light amount adjusting device for controlling energization to the drive coil based on detection information from the detection means and adjusting a diaphragm aperture diameter,
The stopper is tilted by a predetermined angle with respect to the axis perpendicular to the moving direction of the diaphragm blades so that the driving plate rotates in the direction of the small diaphragm. A light amount adjusting device characterized by restricting a rotation range of the drive plate.
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