JP5076289B2 - 撮像装置および絞りの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、カメラの絞り制御に関し、特に、絞り駆動の基準位置の設定に関するものである。

絞りにより適正な光量を撮像面に照射するには、絞りの開口サイズを正確に制御する必要がある。

絞りの開口サイズを正確に制御する方法は２つある。第１の方法は、常に絞りの位置を検出しておき、この検出結果に基づいて開口サイズを制御するものである。この方法であれば、開口サイズを直接的に把握することができるので、確実に光量を制御できる。しかし、この方法では絞りの位置を検出する位置検出手段を要することになる。

第２の方法は、絞りまたはこれを駆動する駆動手段の基準位置を設定しておき、この基準位置を基準として絞りの位置を制御し、光量を制御する方法である。この方法であれば、絞りの位置検出手段を必ずしも要しない。

従来の絞りの基準位置を設定する方法は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１には、絞り羽根２０を介して入射された光の光量を受光素子６３により検出することにより、絞り羽根２０の基準位置を求めている。これにより、簡単な構成で絞り羽根２０の基準位置を求めることができる。
特開２００２−１４８６７５号公報

本発明は、絞り制御を迅速かつ確実に行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。特に、駆動の基準位置を短時間に設定できる撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、絞りと駆動手段と絞り制御手段と記憶手段とを備える。絞りは、光学系から撮像面に入射される光の量を調整する。駆動手段は絞りを駆動する。絞り制御手段は、絞りが最大開放の状態となる駆動手段の駆動位置に基づいて、駆動手段の基準位置を設定し、駆動手段を制御する。記憶手段は、自装置の主電源を落とすときに、駆動手段が正常に終了動作を行ったかどうかを示す終了情報を記憶する。そして、絞り制御手段は、自装置の主電源を投入したときにおいて、駆動手段が正常に終了動作を行った旨の終了情報を記憶手段が記憶しているとき、絞りを開放する方向に駆動手段を第１駆動量だけ駆動する一方、駆動手段が正常に終了動作を行わなかった旨の終了情報を記憶手段が記憶しているか、または記憶手段が終了情報を記憶していないとき、絞りを開放する方向に駆動手段を第１駆動量より大きい第２駆動量だけ駆動する。

この場合において、終了情報は、絞りを開放する方向に駆動手段が所定の駆動量だけ駆動したかどうかを示す情報であってもよい。また、終了情報は、主電源を落とすときの駆動手段の駆動位置を示す情報であってもよい。

また、記憶手段は、自装置の主電源をコントロールする電源コントローラに含まれるようにしてもよい。

本発明によれば、絞り制御を迅速かつ確実に行うことができる撮像装置を提供することができる。特に、駆動の基準位置を短時間に設定できる撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
１．カメラの構成
図１は、本発明の実施の形態１にかかるカメラ１の構成を示すブロック図である。カメラ１は、コントローラ１０とドライバ２０とモータ３０と絞り４０と電源コントローラ５０とバックアップ電源６０とを含む。

コントローラ１０は、カメラ１の動作を制御する制御手段である。コントローラ１０は内部に絞り制御部１１を含む。絞り制御部１１は、ドライバ２０を制御することにより、絞り４０の開口の大きさを制御する。コントローラ１０や絞り制御部１１は、ソフトウェアを搭載するマイクロコンピュータで実現してもよく、ハードウェアのみで構成してもよい。

ドライバ２０は、絞り制御部１１からの制御信号を受けてモータ３０を制御する。モータ３０は、ドライバ２０の制御により絞り４０の開口の大きさを変えるよう駆動する。絞り４０は、モータ３０の駆動により、開口の大きさを変える。これにより、絞り４０は、レンズ７０からＣＣＤイメージセンサ８０に入射される光の量を調整する。

電源コントローラ５０は、カメラ１の主電源１００をコントロールする。電源コントローラ５０は、ユーザーの操作により電源スイッチ９０からＯＮ信号を受信すると、カメラ２の主電源１００を投入する。反対に、電源コントローラ５０は、ユーザーの操作により電源スイッチ９０からＯＦＦ信号を受信すると、カメラ２の主電源１００を切る。このように、電源コントローラ５０は、カメラ１に主電源１００からの電力供給がない場合でも、ユーザーからの電源スイッチ９０の操作を検知できるようにする必要がある。そのため、電源コントローラ５０は、主電源１００がＯＦＦの場合でも、常にバックアップ電源６０によって電力供給がなされている。

電源コントローラ５０には、時計５１やメモリ５２を含む。時計５１は、主電源ＯＦＦの場合でも動作する必要があるため、電源コントローラ５０に含める構成とした。また、同様に、メモリ５２も、主電源ＯＦＦの場合でも保持しておかなければならないデータを記憶するために、電源コントローラ５０に含める構成とした。

バックアップ電源６０は、一次電池でも二次電池でもよい。バックアップ電源６０を二次電池とする場合、主電源１００がＯＮのときバックアップ電源６０を充電するようにするのが好ましい。

レンズ７０は、１枚で構成してもよく、２枚以上で構成してもよい。また、１群で構成してもよく、２群以上で構成してもよい。ＣＣＤイメージセンサ８０は、レンズ７０および絞り４０を介して入射される被写体像を撮像して、画像データを生成する。

電源スイッチ９０は、スライド式のものでもよく、押しボタン式のものでもよく、回転式のものでもよい。また、赤外線や有線を介した信号に応じてＯＮ・ＯＦＦを切り替えるものでもよい。また、半導体等を用いた電子スイッチでもよく、機械式のスイッチでもよい。

主電源１００は、一次電池でも二次電池でもよく、また家庭用のコンセントからＡＣアダプタを介して入力されるものでもよい。要するに、カメラ１の主要な動作（例えば、主電源コントロール以外の動作）のために必要な電力を与えるものであれば何でもよい。

なお、カメラ１は本発明の撮像装置の一例である。絞り制御部１１およびドライバ２０を含む構成は、本発明の絞り制御手段の一例である。モータ３０は本発明の駆動手段の一例である。メモリ５２は本発明の記憶手段の一例である。レンズ７０は本発明の光学系の一例である。ＣＣＤイメージセンサ８０のフォトセンサが配置された面は、本発明の撮像面の一例である。

２．動作の説明
以上のように構成されたカメラ１の動作について、以下、図２、図３を用いて説明する。説明の便宜のため、まずカメラ１の主電源１０を落とす際の動作について説明し、その後、カメラ１の主電源を立ち上げる際の動作について説明する。

２−１．終了時の動作
図２は、カメラ１の主電源１０を落とす際の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、ユーザーの操作等により、電源スイッチ９０がＯＦＦ側に切り替えられる（Ｓ１１）。すると、電源コントローラ５０は、電源スイッチ９０がＯＦＦ側に切り替えられた旨の情報をコントローラ１０に発信する。コントローラ１０の絞り制御部１１は、絞り４０を所定のサイズに開口するようドライバ２０に命令する。ドライバ２０は、これを受けてモータ３０を制御する。モータ３０はドライバ２０の制御により、絞り４０を所定のサイズに開口するよう駆動する（Ｓ１２）。

ここで、所定のサイズとは、絞り４０の最大の開口サイズよりも少し小さい程度であるのが好ましい。このように設定することにより、次回の起動時に、短時間で絞り４０を一旦最大開口サイズにまで開放できる。

次に、絞り制御部１１は、ドライバ２０が命令通り制御したかどうかを監視する（Ｓ１３）。その結果、絞り制御部１１は、ドライバ２０が命令通りの制御を完了すれば、正常に終了動作を行ったと判断して、正常に終了動作を終了した旨を示す正常終了情報をメモリ５２に記憶する（Ｓ１４）。ドライバ２０が命令通りの制御を完了したかどうかは、例えば、ドライバ２０が、絞り４０を開放する方向にモータ３０が所定の駆動量だけ駆動したことを確認することにより実行可能である。一方、絞り制御部１１は、ドライバ２０が命令通りの制御を完了しなければ、正常に終了動作を行っていないと判断して、終了動作が異常であったことを示す異常終了情報をメモリ５２に記憶する（Ｓ１５）。つまり、メモリ５２は、カメラ１の主電源１００を落とすときに、絞り４０の開口量が所定の大きさに達したかどうかを示す終了情報を記憶する記憶手段である。

その後、電源コントローラ５０は、主電源１００を落として、カメラ１の主要な動作を終了する（Ｓ１６）。バックアップ電源６０は、主電源１００がＯＦＦのときでも、電源コントローラ５０に電力を供給しているため、メモリ５２は内部に記憶した正常終了情報や異常終了情報等のデータを保持し続けることが可能である。

２−２．起動時の動作
図３は、カメラ１の主電源１０を投入する際の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、ユーザーの操作等により、電源スイッチ９０がＯＮ側に切り替えられる（Ｓ２１）。すると、電源コントローラ５０は、主電源１００を投入する。この投入により、コントローラ１０は起動時の動作を開始する。

この起動時の動作において、絞り制御部１１は、メモリ５２から終了情報を読み出す（Ｓ２２）。前回の主電源１００のＯＦＦ時に、絞り制御部１１が正常終了情報をメモリ５２に記憶していれば、正常終了情報が読み出される。一方、前回の主電源１００のＯＦＦ時に、絞り制御部１１が異常終了情報をメモリ５２に記憶していれば、異常終了情報が読み出される。また、前回の主電源１００のＯＦＦ時に、絞り制御部１１が終了情報をメモリ５２に記憶する前に主電源１００が落ちてしまうと、メモリ５２は終了情報を記憶していないので、何も読み出されない。

次に、絞り制御部１１の制御により、メモリ５２は終了情報を消去する（Ｓ２３）。メモリ５２に記憶された終了情報を読み出した後消去するのは、次回の主電源１００投入時に前回の終了情報が影響するのを防ぐためである。

次に、絞り制御部１１は、ステップＳ２２で読み出した終了情報が正常終了情報か否かを判断する（Ｓ２４）。

絞り制御部１１は、ステップＳ２４において、ステップＳ２２で読み出した終了情報が正常終了情報であると判断した場合、モータ３０を第１駆動量だけ移動させるようドライバ２０に命じる。これを受けて、ドライバ２０はモータ３０を制御する。モータ３０は、ドライバ２０の制御により、第１駆動量だけ移動する（Ｓ２５）。ここで、ステップＳ２２で読み出した終了情報が正常終了情報であると判断した場合とは、つまり、絞り４０を開放する方向にモータ３０が所定の駆動量だけ駆動した旨の終了情報をメモリ５２が記憶しているときである。

絞り制御部１１は、ステップＳ２４において、ステップＳ２２で読み出した終了情報が異常終了情報であると判断した場合か、または終了情報が記憶されていないと判断した場合、モータ３０を第２駆動量だけ移動させるようドライバ２０に命じる。これを受けて、ドライバ２０はモータ３０を制御する。モータ３０は、ドライバ２０の制御により、第２駆動量だけ移動する（Ｓ２６）。ここで、ステップＳ２２で読み出した終了情報が異常終了情報であると判断した場合とは、つまり、絞り４０を開放する方向にモータ３０が所定の駆動量だけ駆動しなかった旨の終了情報をメモリ５２が記憶しているかときである。

モータ３０の第２駆動量は、第１駆動量より相対的に大きい値である。上述したように、主電源１００を落とすときには、絞り４０を最大開口サイズより少し小さい所定のサイズに設定するので、前回正常終了した場合には、モータ３０を少し駆動するだけで絞り４０を最大開口サイズに確実に開放できるのである。これに対して、前回正常終了できなかった場合には、モータ３０をどの程度駆動すれば絞り４０を最大開口サイズまで開放できるのかについて特定できないので、モータ３０の駆動量を相対的に大きくして絞り４０を最大開口サイズに確実に開放するのである。このときのモータ３０の状態を基準状態として絞り制御部１１は把握する。

また、モータ３０の第１駆動量と、前回主電源１００ＯＦＦ時の絞り４０の所定の開口サイズとの関係は以下のようにするのが好ましい。すなわち、所定の開口サイズから最大開口サイズにまで移行するために必要なモータ３０の駆動量より第１駆動量を大きくする。これにより、絞り４０を確実に最大開口サイズに開放できる。

また、モータ３０の第２駆動量は次のように設定するのが好ましい。すなわち、絞り４０が完全に閉じた状態から最大開口サイズに開放された状態にまで移行するのに必要なモータ３０の駆動量よりも第２駆動量を大きくする。これにより、絞り４０が主電源１００ＯＦＦ時に何らかの不具合により完全に閉じた状態となっていた場合でも、起動時に絞り４０を最大開口サイズにまで開放することができる。そのため、基準位置設定を確実に行うことができる。

ステップＳ２５またはステップＳ２６において絞り４０を確実に最大開口サイズまで開放した後、絞り制御部１１は、ＣＣＤイメージセンサ４０で生成される単位時間当たりの信号電荷量やＣＣＤイメージセンサ８０の電子シャッタスピード等により、絞り４０の開口サイズの目標値を設定する（Ｓ２７）。絞り制御部１１は、この目標値をモータ３０の駆動量を示す情報に変換してドライバ２０に発信する。駆動量を示す情報とはモータ３０の駆動パルス数等である。駆動量を示す情報は、絞り４０が最大開口サイズに開放されたときを基準にして、そこからどの程度動かせば目標値になるのかを判断して設定される。ドライバ２０は、これを受けてモータ３０を制御する。モータ３０は、ドライバ２０の制御により、絞り制御部１１で設定された目標値になるように絞り４０の開口サイズを調整する（Ｓ２８）。

ステップＳ２７とステップＳ２８とから構成されるループ状の動作は、カメラ１の動作中繰り返される。これにより、カメラ１は適正な絞り量により撮像が可能である。この間、モータ３０の回転位置の基準は、絞り４０が最大開口サイズに開放されたときのモータ３０の回転位置である。

３．まとめ
以上のように、本発明の実施の形態１にかかるカメラ１は、絞り４０とモータ３０とドライバ２０と絞り制御手段１１とメモリ５２とを備える。絞り４０は、レンズ７０からＣＣＤイメージセンサ８０に入射される光の量を調整する。モータ３０は、絞り４０を駆動して、絞り４０の開口サイズを変化させる。ドライバ２０および絞り制御部１１を含む構成は、絞り４０が最大開放の状態となるモータ３０の駆動位置（例えば回転パルス数）に基づいて、モータ３０の基準位置を設定し、モータ３０を制御する。メモリ５２は、カメラ１の主電源１００を落とすときに、絞り４０を開放する方向にモータ３０が正常に終了動作を行ったかどうかを示す終了情報を記憶する。さらに、ドライバ２０および絞り制御部１１を含む構成は、カメラ１の主電源１００を投入したときにおいて、モータ３０が正常に終了動作を行った旨の終了情報（正常終了情報）をメモリ５２が記憶しているとき、絞り４０を開放する方向にモータ３０を第１駆動量だけ駆動する一方、モータ３０が正常に終了動作を行わなかった旨の終了情報（異常終了情報）をメモリ５２が記憶しているか、またはメモリ５２が終了情報を記憶していないとき、絞り４０を開放する方向にモータ３０を第１駆動量より大きい第２駆動量だけ駆動する。

これにより、前回モータ３０が正常に終了した場合には、今回の起動時に、モータ３０の駆動量を相対的に小さい第１駆動量としたので、短時間で絞り４０を基準位置に設定できる。一方、前回モータ３０が正常に終了していない場合には、今回の起動時に、モータ３０の駆動量を相対的に大きい第２駆動量としたので、絞り４０がどのような位置にあっても確実に基準位置に設定できる。

なお、終了情報は、本発明の実施の形態１で示すように、絞り４０を開放する方向にモータ３０が所定の駆動量だけ駆動したかどうかを示す情報であってもよい。

あるいは、終了情報は、主電源１００を落とすときのモータ３０の駆動位置（例えば、回転ステップ数）を示す情報であってもよい。この場合、絞り制御部１１は、ステップＳ２４において、メモリ５２に記憶された駆動ステップ数が所定の値より大きいか小さいかによって、正常終了したかどうかを判断する。

また、メモリ５２は、本発明の実施の形態１に示すように、カメラ１の主電源１００をコントロールする電源コントローラ５０に含まれるようにしてもよい。これにより、電源コントローラ５０のためのバックアップ電源６０を終了情報の保持のためにも用いることができる。

本発明の実施の形態１では、メモリ５２としてバックアップ電源６０を要するものを利用したがこれには限らない。例えば、メモリ５２に代えて、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリを使用することも可能である。不揮発性メモリを用いれば、バックアップ電源６０を設けることなく、主電源ＯＦＦ時に終了情報を保持できる。

本発明の実施の形態１では、被写体像を撮像する手段として、ＣＣＤイメージセンサ８０を用いたが、これには限らない。例えば、ＣＭＯＳイメージセンサ等の他の撮像素子を用いてもよく、また、写真フィルムを用いてもよい。

本発明の実施の形態１では、絞り制御部１１が終了情報をメモリ５２に書き込むのを待って、電源コントローラ５０が主電源１００をＯＦＦするとしたが、これには限らない。例えば、電源コントローラ５０は、絞り制御部１１の動作とは無関係に、電源スイッチ９０がＯＦＦになってから所定時間経過後に主電源１００をＯＦＦするようにしてもよい。このように動作すると、絞り制御部１１が終了情報をメモリ５２に書き込む前に、電源コントローラ５０が主電源１００をＯＦＦする場合も起こり得る。しかし、そのときは、メモリ５２内には終了情報は記憶されないので、次回の起動時にはモータ３０は第２駆動量だけ駆動するため、確実に絞り４０を最大開口サイズに一旦開放することができる。

本発明は、絞りの制御を迅速かつ確実に行うことを目的とするものであるため、絞りを有する撮像装置に適用可能である。例えば、フィルムカメラ、デジタルスチルカメラ、カメラ機能付き携帯電話端末等に適用可能である。

本発明の実施の形態１におけるカメラの構成を示したブロック図 本発明の実施の形態１におけるカメラの主電源をＯＦＦにするときの動作を説明するためのフローチャート 本発明の実施の形態１におけるカメラの主電源をＯＮにするときの動作を説明するためのフローチャート

符号の説明

１１ 絞り制御部
２０ ドライバ
３０ モータ
４０ 絞り
５０ 電源コントローラ
５２ メモリ
７０ レンズ
８０ ＣＣＤイメージセンサ
９０ 電源スイッチ
１００ 主電源

Claims (5)

1. 光学系から撮像面に入射される光の量を調整する絞りと、
   前記絞りを駆動する駆動手段と、
   前記絞りが最大開放の状態となる前記駆動手段の駆動位置に基づいて、前記駆動手段の基準位置を設定し、前記駆動手段を制御する絞り制御手段と、
   自装置の主電源を落とすときに、前記駆動手段が前記絞りを前記基準位置へと正常に終了動作を行ったかどうかを示す終了情報を記憶する記憶手段と、を備え、
   前記絞り制御手段は、自装置の主電源を投入したときにおいて、
   前記駆動手段が正常に終了動作を行った旨の終了情報を前記記憶手段が記憶しているとき、前記絞りが開放する方向に前記基準位置から最大開口位置への移行駆動量よりも大きい第１駆動量だけ駆動するよう前記駆動手段を制御することにより、前記絞りを最大開口させる、一方、
   前記駆動手段が正常に終了動作を行わなかった旨の終了情報を前記記憶手段が記憶しているか、または前記記憶手段が終了情報を記憶していないとき、前記絞りが開放する方向に最大閉口位置から最大開口位置への移行駆動量よりも大きい第２駆動量だけ駆動するよう前記駆動手段を制御することにより、前記絞りを最大開口させる、
   撮像装置。
2. 前記終了情報は、前記絞りを開放する方向に前記駆動手段が所定の駆動量だけ駆動したかどうかを示す情報である、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記終了情報は、前記主電源を落とすときの前記駆動手段の駆動位置を示す情報である、
   請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記記憶手段は、自装置の主電源をコントロールする電源コントローラに含まれる、
   請求項１に記載の撮像装置。
5. 撮像装置に備えられ、光学系から撮像素子に入射される光の量を調整する絞りを駆動手段によって駆動することによって制御する制御方法であって、
   前記絞りが最大開放の状態となる前記駆動手段の駆動位置に基づいて、前記駆動手段の基準位置を設定し、前記駆動手段を制御し、
   前記駆動手段が前記絞りを前記基準位置へと正常に終了動作を行ったかどうかを示す終了情報を記憶し、
   自装置の主電源を投入するときにおいて、
   自装置の主電源を前回落とすときに前記駆動手段が正常に終了動作を行っていたとき、前記絞りが開放する方向に前記基準位置から最大開口位置への移行駆動量よりも大きい第１駆動量だけ駆動するよう前記駆動手段を制御することにより、前記絞りを最大開口させる、一方、
   自装置の主電源を前回落とすときに前記駆動手段が正常に終了動作を行っていなかったとき、前記絞りが開放する方向に最大閉口位置から最大開口位置への移行駆動量よりも大きい第２駆動量だけ駆動するよう前記駆動手段を制御することにより、前記絞りを最大開口させる、
   絞りの制御方法。

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