JP3957850B2 - Image input device having light amount adjusting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影光束の光量を調節する光量調節装置および光量調節装置を有するカメラ等の画像入力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ビデオカメラに搭載される光量調節装置は、時々刻々変わる撮影状況や明るさに即応して自動露出制御を行うために、光量調節部材をスムーズに往復駆動して絞り開口径を変化させるようにしており、光量調節部材を往復駆動させるための往復駆動装置としては、電磁作用のみで駆動する方式と、図4に示す電磁作用にバネ作用を併用した方式が提案されている。
【0003】
図4に示す光量調節装置の往復駆動装置は、絞り開口35を有する地板36とキャップ37の各軸受け部に出力軸が回転可能に軸支されたマッグネットロータ31と外周に空隙を有して外装された地板36に固定されるヨーク32と、マグネットロータ31とヨーク32の間に配置された駆動コイル33および制動コイル34とにより駆動部を構成し、マグネットロータ31の出力軸に駆動レバー38を固定している。また、地板36と絞り開口41aを有するケース41との間には、一対の光量調節部材39,40が設けられ、この一対の光量調節部材39,40は地板36に設けられた不図示であるガイドピンと係合するガイド穴39c,39d,40c,40dにより移動方向をガイドされている。端部に形成された係合穴39a,40aは駆動レバー38の両端部の係合ピン38a,38bが夫々係合して駆動部からの回転力を伝達している。戻しバネ42は駆動レバー38を閉じる方向に付勢するようにして組み込まれている。そして、NDフィルター43は光量調節部材39に固着され、光量調節部材39,40により形成される開口の一部、あるいは全体を覆い通過する光量を減衰させる。
【0004】
このような構成によって、駆動コイル33に通電することで、戻しバネ42に抗してマグネットロータ31と駆動レバー38が回転して、絞り開口35を通過する光束が増加するように一対の光量調節部材39,40を移動する。一方、駆動コイル33への通電量を減少させると、戻しバネ42の付勢力によりマグネットロータ31と駆動レバー38が回転して、絞り開口35を通過する光束が減少するように一対の光量調節部材39,40を移動する。
【0005】
また、特開平2−114246号公報には、光量調節装置の駆動源としてステッピングモータを用いるものが提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
特開平2−114246号公報に記載されている発明のように、光量調節装置の駆動源としてステッピングモータを用いることで、
1.デジタル制御に好適である。
2.停止・保持が容易である。
3.発振等の誤動作が少なく、制御が簡単で開ループ制御が可能となる。
といった効果が得られる一方で、以下のような欠点を有する。
1.ステップ位置でしか停止できず、段階的な荒い光量調節となる。
2.ステップ動作中の連続画像をみると、光量がガクガクして変化しているように見える。
3.シャッタースピード調節にメカシャッターを利用すると、高速な連続画像及び微細な調節が困難となる。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の画像入力装置は、ステッピングモータを駆動源として光量調節部材を移動させることで光束の光量を調節する光量調節装置と、前記光量調節装置が所望の絞り値を得るよう前記ステッピングモータに駆動パルスを与える絞り制御手段と、前記光量調節装置により調節された光束を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の電荷蓄積時間を制御する電子シャッター制御手段と、前記絞り制御手段に目標絞り値情報を出力するとともに、前記出力に伴う絞り値の変化による光量変化が穏やかになるように、前記光量調節装置による撮像光量の変化とは逆方向の撮像光量の変化に対応するシャッタースピードを前記電子シャッター制御手段に出力する露出制御手段とを有することを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
図1から図3を用いて本発明の実施形態を説明する。
【0013】
図1は本発明を用いたカメラの要部を表したブロック図、図2は図1に示すカメラの光量調節動作を説明するフローチャート、図3は本実施形態のカメラに備えられる光量調節装置の分解斜視図である。
【0014】
図3において、1はカバー8により地板11に固定されている駆動源であるステッピングモータ、2はステッピングモータ1の出力軸に圧入され前記ステッピングモータ1の駆動力をギア3に伝えるギア、3は送りネジ4に固着されギア2の駆動力を送りネジ4に伝えるギア、4はカバー8と軸受け9により回転自在に軸支持されギア3と固着されて一体で回転してラックギア10に駆動力を伝達する送りネジである。したがって、ステッピングモータ1が回転すると、ラックギア10が往復動する構成になっている。
【0015】
6は送りネジ4の一端を軸受け9側に押しつけ、スラストガタを押さる押さえバネで、押さえバネ6はネジ5によってカバー8に固定されている。7はラックギア10が所定の位置にあるかどうかを検出するフォトインタラプタで、検出ギャップ7aにラックギア10の遮光部10aが位置するかどうかを検出することで、ラックギア10が所定の位置にあるかどうかを検出する。8はステッピングモータ1、送りネジ4およびフォトインタラプタ7などを支持して地板11に固定されるカバー、9は送りネジ4の一端を回転自在に軸支する軸受けで、カバー8に固定される。
【0016】
10は、ステッピングモータ1の駆動源として地板11のガイド穴11aに沿って往復動するラックギアで、ガイド穴11aを挿通して光量調節部材12,13の長穴12b,13bに係合するピン10bと、上述した遮光部10aが形成されている。したがって、ラックギア10がガイド穴11aを往復動すると光量調節部材12,13が相反する方向に移動して開口部11fを通過する撮影光束の光量を調節する。
【0017】
なお、ラックギア10の遮光部10aがフォトインタラプタ7の検出ギャップ7aに位置するとき、光量調節部材12,13は開口部11fを完全に閉鎖してする。
【0018】
11は光量調節部材12,13を支持し、カバー8が固定される地板で、開口部11f,ガイド穴11aが形成される。12・13は移動することで地板11開口部11fを通過する撮影光束の光量を調節する光量調節部材で、ラックギア10のピン10bが係合する長穴12a,13aが形成される。14は開口部14fを有し前記地板11に係止されて前記光量調節部材12,13を押さえる押さえ板で、15は撮像光束の光軸である。
【0019】
次に、図3に示したような光量調節装置を備えたカメラの構成について説明する。
【0020】
図1は本発明の実施例のブロック図である。
【0021】
図1において、15は撮影光束の光軸を表し、21は撮像光束を撮像素子22に結像するための撮像レンズである。22は光量調節部材12,13で調節された撮像光束を撮像する撮像素子、23は撮像素子22に入射する撮像光束の光量が適正になるように露出を制御する露出制御回路で、24は撮像素子22の電荷蓄積時間を制御してシャッタースピードを調整する電子シャッター制御回路である。
【0022】
25はステッピングモータ1に駆動パルスを与える絞り制御回路で、27はステッピングモータ1に供給される駆動パルスを加減算して絞り値情報を形成し、露出制御回路23に出力する絞り検知回路である。そして、28は前記撮像素子22の出力を画像情報に処理する画像処理回路である。
【0023】
上記構成において、撮像レンズ21を通過する撮像光が光量調節部材12,13で調節され、撮像素子22に結像する。
【0024】
撮像素子22は入射する撮像光量を測定して、その結果を撮像光量情報としてを露出制御回路23に出力する。絞り検知回路27は現在の絞り値を検知して、その結果を絞り値情報としてを露出制御回路23に出力する。
【0025】
露出制御回路23は、絞り値情報と撮像光量情報から撮像光量が適正な光量となるように目標絞り値を設定して絞り制御回路25に出力する。また、目標絞り値における撮影光量と適正光量との差分を補うようなシャッタースピードを求めて、電子シャッター制御回路24に出力する。
【0026】
ここで、露出制御回路23は、絞り値の変化にともなう光量変化が緩やかになるように、絞り検知回路27にて形成される絞り値情報から絞り値の変化の方向と、変化量を検出し、この絞り値の変化の方向とは逆の方向で且つ変化量の1/2に相当する量の光量変化に対応するシャッタースピードをシャッタースピード補正値として電子シャッター制御回路24に出力する。そして、このシャッタースピード補正値はステッピングモータ1の駆動パルスの周期の1/2の時間が経過した後には、電子シャッター制御回路24への出力を停止する。
【0027】
電子シャッター制御回路24は、シャッタースピード補正値に従って撮像素子22の電荷蓄積時間を可変してシャッタースピードを調節して、撮像光量の変化が緩やかになるようにする。
【0028】
また、絞り検知回路27からの絞り値情報から最大絞り値から最小絞り値までの絞り値範囲を検知し、撮像素子22に適正な絞り値範囲を越える過大もしくは過小の撮像光束が入射されたと判断すると最小絞り値または最大絞り値を絞り制御回路25に出力するとともに、最小絞り値または最大絞り値における撮像光束の光量と適正な光量との差分を補うようなシャッタースピードを電子シャッター制御回路24に出力する。
【0029】
絞り制御回路25は、目標絞り値を得るようにステッピングモータ1に駆動パルスを与えて光量調節部材12,13を駆動するとともに、この駆動パルスを絞り検知回路27にも出力する。
【0030】
絞り検知回路27は、ラックギア10の遮光部10aがフォトインタラプタ7の検出ギャップ7aに位置するときに、リセット動作を行ってステッピングモータ1に与えられる駆動パルスを加減算して絞り値情報を検知する。
【0031】
目標絞り値を得た後、絞り制御回路25はステッピングモータ1を停止するとともに、ステッピングモータ1への通電をオフして目標絞り値を保持する。
【0032】
ステッピングモータ1が停止した後、電子シャッター制御回路24は撮像素子22の電荷蓄積時間を可変してシャッタースピードを調節し、前記撮像光量が最適になるように撮像素子22を制御する。
【0033】
なお、電源オフ時には、ステッピングモータ1は光量調節部材12,13が地板11の開口部11fを完全に閉鎖した状態まで、光量調節部材12,13を移動させた後、停止するのが好ましい。
【0034】
本実施形態では光量調節部材12,13が地板11の開口部11fを完全に閉鎖した状態で絞り検知回路27のリセット動作を行うようにしているが、光量調節部材12,13が地板11の開口部11fを全開にする位置を検出できるように配置しても同様であるし、また、閉鎖位置と全開位置の両方にあってもよい。
【0035】
本実施形態では、シャッタースピード補正値として、絞り値の変化量の1/2に相当する量の光量変化に対応するシャッタースピードを設定しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、絞り値の変化量の3/4に相当する量の光量変化に対応するシャッタースピードであっても同様の効果を得ることができるものである。
【0036】
また、シャッタースピード補正値を与える時間も、ステッピングモータ1の駆動パルスの周期の1/2に限られるものではなく、ステッピングモータ1を駆動する駆動パルスの周期の1/4時間ごとにシャッタースピード補正値を1/4ずつ少なくするというようにフェードアウトさせていけば、より滑らかな光量変化となる。
【0037】
さらに、シャッタースピード補正値を変化させる周期は、画像処理回路28が連続画像を取り込む周期であっても構わない。
【0038】
次に、本実施形態のカメラの光量調節動作を説明する。
【0039】
図2は本実施形態であるカメラの光量調節動作を説明するフローチャートで、ステップ41にて撮像素子22から撮像光量を測定した後、ステップ42にて絞り検知回路27から現在の絞り値を検知する。
【0040】
その後、ステップ43にてステップ41で測定した撮像光量に対して絞り検知回路27にて検知した現在の絞り値が適正な絞り値であるかどうかを判断する。現在の絞り値が適正な絞り値であれば、ステップ50へ、そうでなければステップ44に分岐する。
【0041】
ステップ44では、ステップ41で測定した撮像光量に対して適正な絞り値になるようにステッピングモータ1にパルスを与え、ステップ45では絞り検知回路27から現在の絞り値を検知する。
【0042】
ステップ46は、絞り値の変化があるかどうかを判断するステップで、絞り値の変化がある場合にはステップ47に分岐し、変化がない場合にはステップ48に分岐する。
【0043】
ステップ47は、絞り値の変化による光量変化が緩やかになるように電子シャッター制御回路24シャッタースピード補正値を出力するステップで、絞り値の変化の方向とは逆の方向で且つ変化量の1/2に相当する量の光量変化に対応するシャッタースピードをシャッタースピード補正値として電子シャッター制御回路24に出力し、ステッピングモータ1の駆動パルスの周期の1/2の時間が経過した後には、電子シャッター制御回路24への出力を停止する。
【0044】
ステップ48は、適正絞り値になったかどうかを判断するステップで、絞りが適正になったならばステップ49に分岐し、適正でなければステップ44に戻る。
【0045】
ステップ49では、ステッピングモータを停止させるとともに通電をオフする。
【0046】
ステップ50では、適正な絞り値における撮影光束の光量が適正な光量かどうかを判断する。すなわち、絞りの制御だけで適正光量が得られるかどうかを判断している。ここで適正光量であると判断される場合には、ステップ41に移行し、そうでない場合にはステップ51に分岐する。
【0047】
ステップ51では、適正な絞り値における撮影光束の光量と適正光量との差分を補間するようにシャッタースピード制御する。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、撮像光量の変化とは逆方向の撮像光量の変化に対応するようにシャッタースピードを制御することで、光量変化を穏やかにすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を用いたカメラの要部を表したブロック図。
【図2】図1に示すカメラの光量調節動作を説明するフローチャート。
【図3】本実施形態のカメラに備えられる光量調節装置の分解斜視図。
【図4】従来の光量調節装置を説明する図。
【符号の説明】
1 ステッピングモータ
12,13 光量調節部材
22 撮像素子
23 露出制御回路
24 電子シャッター制御回路
25 絞り制御回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a light amount adjusting device that adjusts the light amount of a photographing light beam and an image input device such as a camera having the light amount adjusting device.
[0002]
[Prior art]
For example, a light amount adjustment device mounted on a video camera is designed to change the aperture opening diameter by smoothly reciprocating the light amount adjustment member in order to perform automatic exposure control in response to shooting conditions and brightness that change from moment to moment. As a reciprocating drive device for reciprocatingly driving the light amount adjusting member, there are proposed a method of driving only by an electromagnetic action and a method of using a spring action in combination with the electromagnetic action shown in FIG.
[0003]
The reciprocating drive device of the light quantity adjusting device shown in FIG. 4 has a
[0004]
With such a configuration, by energizing the drive coil 33, the
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 2-114246 proposes a method using a stepping motor as a drive source of the light amount adjusting device.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By using a stepping motor as a drive source of the light amount adjusting device as in the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-114246,
1. Suitable for digital control.
2. Easy to stop and hold.
3. There are few malfunctions such as oscillation, and control is simple and open-loop control is possible.
While having the following effects, it has the following drawbacks.
1. It can be stopped only at the step position, resulting in a stepwise rough light amount adjustment.
2. Looking at the continuous images during the step operation, the amount of light appears to change.
3. If a mechanical shutter is used for adjusting the shutter speed, high-speed continuous images and fine adjustment are difficult.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image input device of the present invention includes a light amount adjusting device that adjusts the light amount of a light beam by moving a light amount adjusting member using a stepping motor as a drive source, and the light amount adjusting device has a desired aperture. and diaphragm control means for providing a driving pulse to the stepping motor so as to obtain a value, and an imaging device for imaging the light beam modulated by the light amount adjusting device, and the electronic shutter control means for controlling the charge accumulation time of the image sensor, wherein outputs the target aperture value information to the aperture control means, such amount of light caused by the change of the aperture value associated with the output becomes gentle, the change in the opposite direction of the imaging light amount of changes in the imaging light amount by the light amount adjusting device Exposure control means for outputting a corresponding shutter speed to the electronic shutter control means.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0013]
FIG. 1 is a block diagram showing the main part of a camera using the present invention, FIG. 2 is a flowchart for explaining the light amount adjustment operation of the camera shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of a light amount adjustment device provided in the camera of this embodiment. It is a disassembled perspective view.
[0014]
In FIG. 3, 1 is a stepping motor which is a drive source fixed to the base plate 11 by a
[0015]
Reference numeral 6 denotes a pressing spring that presses one end of the feed screw 4 against the bearing 9 and presses the thrust backlash. The pressing spring 6 is fixed to the cover 8 by a screw 5. 7 is a photo interrupter that detects whether or not the
[0016]
10 is a rack gear that reciprocates along the guide hole 11a of the base plate 11 as a drive source of the stepping motor 1, and is a
[0017]
When the
[0018]
Reference numeral 11 denotes a base plate that supports the light
[0019]
Next, the configuration of the camera provided with the light amount adjusting device as shown in FIG. 3 will be described.
[0020]
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
[0021]
In FIG. 1, 15 represents an optical axis of a photographing light beam, and 21 represents an imaging lens for forming an image of the imaging light beam on the
[0022]
[0023]
In the above configuration, the imaging light passing through the
[0024]
The
[0025]
The
[0026]
Here, the
[0027]
The electronic
[0028]
Further, the aperture value range from the maximum aperture value to the minimum aperture value is detected from the aperture value information from the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
After obtaining the target aperture value, the
[0032]
After the stepping motor 1 is stopped, the electronic
[0033]
When the power is turned off, the stepping motor 1 is preferably stopped after moving the light
[0034]
In the present embodiment, the light
[0035]
In this embodiment, the shutter speed corresponding to a light amount change corresponding to 1/2 of the change amount of the aperture value is set as the shutter speed correction value, but the present invention is not limited to this. For example, the same effect can be obtained even with a shutter speed corresponding to a light amount change corresponding to 3/4 of the change amount of the aperture value.
[0036]
In addition, the time for giving the shutter speed correction value is not limited to 1/2 of the drive pulse period of the stepping motor 1, but the shutter speed correction is performed every 1/4 hour of the drive pulse period for driving the stepping motor 1. If the value is decreased by a factor of 1/4, the amount of light changes more smoothly.
[0037]
Furthermore, the cycle for changing the shutter speed correction value may be a cycle for the
[0038]
Next, the light quantity adjustment operation of the camera of this embodiment will be described.
[0039]
FIG. 2 is a flowchart for explaining the light amount adjustment operation of the camera according to the present embodiment. After measuring the imaging light amount from the
[0040]
Thereafter, in
[0041]
In step 44, a pulse is given to the stepping motor 1 so as to obtain an appropriate aperture value with respect to the imaged light quantity measured in
[0042]
Step 46 is a step of determining whether or not there is a change in the aperture value. If there is a change in the aperture value, the process branches to step 47, and if there is no change, the process branches to step 48.
[0043]
Step 47 is a step of outputting the shutter speed correction value so that the change in the amount of light due to the change in the aperture value becomes gradual, and is in a direction opposite to the direction of change in the aperture value and 1 / of the amount of change. The shutter speed corresponding to the change in the amount of light corresponding to 2 is output as a shutter speed correction value to the electronic
[0044]
Step 48 is a step of determining whether or not an appropriate aperture value has been reached. If the aperture is appropriate, the process branches to step 49, and if not, returns to step 44.
[0045]
In step 49, the stepping motor is stopped and the energization is turned off.
[0046]
In step 50, it is determined whether or not the light amount of the photographing light flux at an appropriate aperture value is an appropriate light amount. That is, it is determined whether or not an appropriate amount of light can be obtained only by controlling the diaphragm. If it is determined that the light amount is appropriate, the process proceeds to step 41, and if not, the process branches to step 51.
[0047]
In step 51, the shutter speed is controlled so as to interpolate the difference between the light amount of the photographing light flux and the appropriate light amount at an appropriate aperture value.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to moderate the light amount change by controlling the shutter speed so as to correspond to the change in the imaged light amount in the direction opposite to the change in the imaged light amount.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a main part of a camera using the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a light amount adjustment operation of the camera shown in FIG. 1;
FIG. 3 is an exploded perspective view of a light amount adjusting device provided in the camera of the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional light amount adjusting device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記光量調節装置が所望の絞り値を得るよう前記ステッピングモータに駆動パルスを与える絞り制御手段と、
前記光量調節装置により調節された光束を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子の電荷蓄積時間を制御する電子シャッター制御手段と、
前記絞り制御手段に目標絞り値情報を出力するとともに、前記出力に伴う絞り値の変化による光量変化が穏やかになるように、前記光量調節装置による撮像光量の変化とは逆方向の撮像光量の変化に対応するシャッタースピードを前記電子シャッター制御手段に出力する露出制御手段とを有することを特徴とする画像入力装置。A light amount adjusting device that adjusts the light amount of the light beam by moving the light amount adjusting member using the stepping motor as a drive source;
A diaphragm control means for giving a drive pulse to the stepping motor so that the light quantity adjusting device obtains a desired diaphragm value;
An image sensor for imaging the light flux adjusted by the light amount adjusting device;
Electronic shutter control means for controlling the charge accumulation time of the image sensor;
The target aperture value information is output to the aperture control means, and the change in the imaging light amount in the direction opposite to the change in the imaging light amount by the light amount adjusting device is made so that the change in the light amount due to the change in the aperture value accompanying the output becomes gentle. And an exposure control means for outputting a shutter speed corresponding to the above to the electronic shutter control means.
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