JP6705783B2 - 撮像装置、羽根駆動装置、および羽根駆動装置の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る羽根駆動装置3を備えた撮像装置1の構成例を示すブロック図である。図1に示すように、撮像装置1は、制御部2、羽根駆動装置3を備える。
制御部2は、駆動回路21を備える。
アクチュエータ32は、第1アクチュエータ321、第2アクチュエータ322を備える。
シャッター羽根33は、第1羽根331、第2羽根332を備える。
制御部2は、羽根駆動装置3が備えるシャッター羽根33、絞り羽根34の動作を、駆動回路21によってアクチュエータ32を駆動して制御する。
羽根駆動装置3は、レンズシャッターである。
まず、絞り羽根34が備える小絞り孔341によって光量を減光する例を図2〜図5を用いて説明する。
図2は、本実施形態に係る羽根駆動装置3の構成例を示す平面図である。
図2に示すように、羽根駆動装置3は、開口部31、第1アクチュエータ321、第2アクチュエータ322、第1羽根331、第2羽根332、絞り羽根34、駆動ピン333、および駆動ピン342を備えている。
また、開口部31は、基板4の中央部に設けられた円状の孔である。さらに、第1アクチュエータ321、第2アクチュエータ322、第1羽根331、第2羽根332、および絞り羽根34それぞれは、基板4に取り付けられている。
なお、駆動ピン333はロータ36と別部材で構成されてもよい。
なお、駆動ピン342はロータ39と別部材で構成されてもよい。
なお、小絞り孔341の直径は、開口部31の直径より小さい。すなわち、絞り羽根34が開口部31を覆っている状態のとき、小絞り孔341は、開口部31の面積を変更する。
図5(A)は、図3(A)と図4(A)とを重ねて示した図であり、光量を減光しない場合の動作例を示している。ここで、シャッター羽根33は全閉状態で、絞り羽根34は開口部31から退避した状態であり、露出動作時の初期位置を示している。
図5(B)は、図3(B)と図4(B)とを重ねて示した図であり、光量を減光する場合の動作例を示している。ここで、シャッター羽根33は全開状態で、絞り羽根34は開口部31を覆っている状態である。
図6は、本実施形態に係るNDフィルタで減光する羽根駆動装置3Aの構成例を示す平面図である。
図2に示した羽根駆動装置3との差異は、絞り羽根34Aが、小絞り孔341の代わりにNDフィルタ345を備えている点である。
NDフィルタ345は、開口部31を透過する光量を減量する。
なお、シャッター羽根33の動作は、図3と同様である。
図8(A)は、図3(A)と図7(A)とを重ねて示した図であり、光量を減光しない場合の動作例を示している。
図8(A)のように、シャッター羽根33は全閉状態で、絞り羽根34AのNDフィルタ345は開口部31から退避した状態であり、撮影前の初期位置を示している。
図8(B)は、図3(B)と図7(B)とを重ねて示した図であり、光量を減光する場合の動作例を示している。ここで、シャッター羽根33は全開状態であり、絞り羽根34AのNDフィルタ345は開口部31を覆っている状態である。
まず、露出動作時に絞り羽根34が作動しない場合のシャッター羽根33、絞り羽根34の制御例を説明する。
図9は、本実施形態に係る露出動作時に絞り羽根34が作動しない場合のシャッター羽根33、絞り羽根34の制御例を示すシーケンス図である。図9において、横軸は時刻である。また、符号g61が示す領域は、シャッター羽根33の駆動信号を示し、符号g62が示す領域は、シャッター羽根33の作動位置を示している。符号g63が示す領域は、絞り羽根34の駆動信号を示し、符号g64が示す領域は、絞り羽根34の作動位置を示している。符号g65が示す領域は、透過光量のイメージである。
また、図9に示すように、シャッタレリーズスイッチが押された時刻t0のとき、シャッター羽根33は全閉であり、絞り羽根34は開口部31から退避した状態である。
時刻t3のとき、シャッター羽根33の位置は、全開位置である。これにより、符号g65が示す領域が示すように、時刻t2〜時刻t3の期間、シャッター羽根33の作動により、開口部31を透過する光量が増加していく。時刻t2’のとき、シャッター羽根33の位置は、全閉位置と全開位置との中央位置にある。
時刻t1〜時刻t4の期間は、シャッター開き工程の期間である。また、時刻t1〜時刻t5の期間は、シャッター開放作動の期間である。
時刻t6のとき、シャッター羽根33の位置は、全開位置である。
時刻t8のとき、シャッター羽根33の位置は、全閉側停止位置である。
時刻t9のとき、制御部2は第1アクチュエータ321への駆動信号を停止する。
時刻t5〜時刻t9の期間は、シャッター閉じ工程の期間である。
時刻t0〜時刻t9の期間は、絞り羽根34が作動しない場合の撮影期間である。
図10は、本実施形態に係る露出動作時に絞り羽根34が作動する場合のシャッター羽根33、絞り羽根34の制御例を示すシーケンス図である。図10において、横軸は時刻である。また、符号g71が示す領域は、シャッター羽根33の駆動信号を示し、符号g72が示す領域は、シャッター羽根33の作動位置を示している。符号g73が示す領域は、絞り羽根34の駆動信号を示し、符号g74が示す領域は、絞り羽根34の作動位置を示している。符号g75が示す領域は、透過光量のイメージである。
また、図10に示すように、シャッタレリーズスイッチが押された時刻t0のとき、シャッター羽根33は全閉であり、絞り羽根34は、開口部31から退避した状態である。
これにより、符号g74が示す領域が示すように、時刻t12〜時刻t13の期間、絞り羽根34は、全開側停止位置から中間絞停止位置に移動する。なお、中間絞停止位置とは、図4(B)に示すように、絞り羽根34が開口部31を覆った状態であり、好ましくは、絞り羽根34の小絞り孔341の中心点と開口部31の中心点とが一致する位置である。
時刻t14のとき、制御部2は第2アクチュエータ322への駆動信号を停止する。絞り羽根34の位置は、中間絞停止位置である。
時刻t11〜時刻t14の期間は、絞り込み行程の期間である。
時刻t16のとき、シャッター羽根33の位置は、全閉位置であり、露出開始時刻である。時刻t16’のとき、シャッター羽根33の位置は、中間絞全開位置である。
時刻t17のとき、シャッター羽根33の位置は、全開位置である。これにより、符号g75が示す領域が示すように、時刻t16〜時刻t17の期間、シャッター羽根33の作動により、開口部31を透過する光量が増加していく。ただし、図9の動作とは異なり、開口部31を透過する光を絞り羽根34が減量しているため、透過光量は中間絞りに応じた光量である。時刻t16’’のとき、シャッター羽根33の位置は、全閉位置と中間絞全開位置との中央位置にある。
時刻t18のとき、制御部2は第1アクチュエータ321への駆動信号を停止する。シャッター羽根33の位置は、全開側停止位置である。
時刻t15〜時刻t18の期間は、シャッター開き工程の期間である。また、時刻t15〜時刻t19の期間は、シャッター開放作動の期間である。
時刻t19のとき、制御部2は、後述する露出期間が所望の期間となるようにLレベルの駆動信号を第1アクチュエータ321に出力し、全開側停止位置であるシャッター羽根33を全閉位置に向けて駆動する。
時刻t20のとき、シャッター羽根33の位置は、全開位置である。時刻t20’のとき、シャッター羽根33の位置は、中間絞全開位置である。
時刻t21のとき、シャッター羽根33の位置は、全閉位置であり、露出終了時刻である。これにより、符号g75が示す領域が示すように、時刻t20〜時刻t21の期間、シャッター羽根33の作動により、開口部31を透過する光量が減少していく。時刻t20’’のとき、シャッター羽根33の位置は、中間絞全開位置と全閉位置との中央位置にある。ここで、時刻t16’’〜 時刻t20’’の期間は露出期間である。
時刻t22のとき、シャッター羽根33の位置は、全閉側停止位置である。
時刻t23のとき、制御部2は第1アクチュエータ321への駆動信号を停止する。
時刻t19〜時刻t23の期間は、シャッター閉じ工程の期間である。
これにより、符号g74が示す領域が示すように、時刻t25〜時刻t26の期間、絞り羽根34は、中間絞停止位置から全開側停止位置に移動する。
時刻t27のとき、制御部2は第2アクチュエータ322への駆動信号を停止する。絞り羽根34の位置は、全開側停止位置である。
時刻t24〜時刻t27の期間は、絞り開き行程の期間である。
時刻t0〜時刻t27の期間は、絞り羽根34が作動する場合の撮影期間である。
時刻t11〜時刻t14の期間において、制御部2は、絞り羽根34Aが開口部31を閉じる(覆う)ように、Hレベルの駆動信号を第2アクチュエータ322に出力する。Hレベルの駆動信号は、電流値がI11[mA]である。ここで、図10とは異なり、NDフィルタ345は、開口部31から退避している全開側停止位置から開口部31を覆う位置に移動することにより、中間絞り口径が存在しない絞り込み行程(減光)を行う。
上記の時刻t0〜時刻t27の期間は、NDフィルタ345を備える絞り羽根34Aが作動する場合の撮影期間である。
まずは、図11は、シャッター羽根と絞り羽根を兼用する従来技術における動作例を示すシーケンス図である。図11において、横軸は時刻である。波形g901は、シャッター羽根と絞り羽根を兼用する羽根が全開時の動作を示す。波形g902は、シャッター羽根と絞り羽根を兼用する羽根が中間絞り時の動作を示す。
全開動作時は、時刻t901〜時刻t903の期間(シャッター開き行程)において、羽根が露出開口の全領域を開けるように、駆動信号がアクチュエータに出力される。この場合、波形g901のように、羽根は、全閉側停止位置から全開側停止位置に移動し、時刻t903以降も全開側停止位置を中心に振動(バウンド)しながら全開側停止位置に収束していく。
図12は、シャッター羽根と絞り羽根を兼用する従来技術におけるシャッターを閉じる動作例を示すシーケンス図である。図12において、横軸は時刻である。
なお、図12に示す例は、図11において、波形g901のように、全開時の動作であり、振動(バウンド)が収束していないときに、羽根を閉じる動作を開始した場合の例である。このような動作は、露出時間が所定の時間より短い露出、シャッタースピードが例えば1/125(秒)以上の高速な露出の後に続けて撮影する場合等に起きる可能性がある。
このように、従来技術では、振動が発生している場合に閉じる動作を開始すると、露出終了時間にバラツキが発生する、すなわち、露出性能にバラツキが発生する場合があった。
波形g921は、全閉位置から全開位置までの時間(時刻t922〜時刻t924)が波形g922と比較して短い例である。この場合、羽根の駆動電流は、波形g922と比較して大きい。このように、波形g922と比べて大きな電流値で短い時間で羽根を開いた場合、波形g921の時刻t924以降のように、振動(バウンド)の波形の振幅が大きく、収束するまでに要する時間も長い。
図14(A)における符号g61が示す領域の駆動信号は、図9から符号g61が示す領域の駆動信号の図を抜き出したものである。図14(B)における符号g81が示す領域の駆動信号は、露出時間が所定の時間より長い露出の場合のシャッター羽根を開放する駆動電流値I1’が、露出時間が所定の時間より短い露出の場合のシャッター羽根を開放する駆動電流値I1より大きく、シャッター羽根を閉じる駆動電流値I2以下である例である。
なお、上述した露出時間が所定の時間の1/125秒は、一例であり、これに限られず、羽根駆動装置3のシャッター羽根33の材質や重量、取り付け構造、アクチュエータ32の駆動力、駆動信号に応じたものであればよい。
また、本実施形態によれば、絞り制御と露出時間制御を別の羽根で行うため、制御の簡易化が可能である。
Claims (16)
- 開口を開閉する羽根、前記羽根を駆動するアクチュエータ、を有する羽根駆動装置を制御する撮像装置であって、
前記開口を開放する露出時間が所定の時間より短い露出において、前記羽根を前記開口を開く方向に駆動させる開動作電力値が、前記羽根を前記開口を閉じる方向に駆動させる閉動作電力値よりも小さくなるように前記アクチュエータを制御する制御部、を備え、
前記アクチュエータは、
U字状に形成されてその両端部に磁極部を有するステータと、
周方向に異なる2極に着磁されたロータと、
通電により互いに異なる磁極を前記ステータの前記磁極部に生じさせるコイルと、を備え、
前記コイルへの通電によって、前記ステータの前記磁極部と前記ロータとの間で磁気的吸引力又は反発力が生じ、前記ロータは所定の範囲を回動し、前記ロータの前記回動に伴い前記羽根が回動し、
前記制御部は、前記露出時間が短くなるに従い前記開動作電力値を小さくする撮像装置。 - 前記所定の時間より短い露出における前記開動作電力値が、所定の時間以上の露出における前記開動作電力値より小さい、
請求項1に記載の撮像装置。 - 前記羽根は、
前記開口の面積を変更する前記開口より面積の小さい孔を有する絞り羽根と、
前記開放の開閉を行うシャッター羽根と、
を備える請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 - 前記羽根は、
前記開口を透過する光量を変更するフィルタを有する絞り羽根と、
前記開放の開閉を行うシャッター羽根と、
を備える請求項1または請求項2に記載の撮像装置。 - 前記羽根駆動装置は、銀塩フィルムカメラにおける前記羽根を駆動する、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記所定の時間が1/125秒以下である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記コイルに通電されていない状態で、前記ロータに回転力が印加されない請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 開口を開閉する羽根と、
前記羽根を駆動するアクチュエータと、を備え、
前記開口を開放する露出時間が所定の時間より短い露出において、前記羽根を前記開口を開く方向に駆動させる開動作電力値が、前記羽根を前記開口を閉じる方向に駆動させる閉動作電力値よりも小さく、
前記アクチュエータは、
U字状に形成されてその両端部に磁極部を有するステータと、
周方向に異なる2極に着磁されたロータと、
通電により互いに異なる磁極を前記ステータの前記磁極部に生じさせるコイルと、を備え、
前記コイルへの通電によって、前記ステータの前記磁極部と前記ロータとの間で磁気的吸引力又は反発力が生じ、前記ロータは所定の範囲を回動し、前記ロータの前記回動に伴い前記羽根が回動し、
前記開動作電力値は、前記露出時間が短くなるに従い小さい羽根駆動装置。 - 前記開口の面積を変更する前記開口より面積の小さい孔を有する絞り羽根と、
前記開放の開閉を行うシャッター羽根と、
を備える請求項8に記載の羽根駆動装置。 - 前記開口を透過する光量を変更するフィルタを有する羽根と、
前記開放の開閉を行うシャッター羽根と、
を備える請求項8に記載の羽根駆動装置。 - 前記所定の時間が1/125秒以下である請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の羽根駆動装置。
- 前記コイルに通電されていない状態で、前記ロータに回転力が印加されない請求項8から請求項11のいずれか1項に記載の羽根駆動装置。
- 請求項8から請求項12のいずれか1項に記載の前記羽根駆動装置を備える、撮像装置。
- 開口を開閉する羽根、前記羽根を駆動するアクチュエータ、を有する羽根駆動装置の制御方法であって、
制御部が、前記開口を開放する露出時間が所定の時間より短い露出において、前記羽根を前記開口を開く方向に駆動させる開動作電力値を、前記羽根を前記開口を閉じる方向に駆動させる閉動作電力値よりも小さくなるように前記アクチュエータを制御するステップ、
を含み、
前記アクチュエータは、
U字状に形成されてその両端部に磁極部を有するステータと、
周方向に異なる2極に着磁されたロータと、
通電により互いに異なる磁極を前記ステータの前記磁極部に生じさせるコイルと、を備え、
前記コイルへの通電によって、前記ステータの前記磁極部と前記ロータとの間で磁気的吸引力又は反発力が生じ、前記ロータは所定の範囲を回動し、前記ロータの前記回動に伴い前記羽根が回動し、
前記開動作電力値は、前記露出時間が短くなるに従い小さい羽根駆動装置の制御方法。 - 前記所定の時間が1/125秒以下である請求項14に記載の羽根駆動装置の制御方法。
- 前記コイルに通電されていない状態で、前記ロータに回転力が印加されない請求項14または請求項15に記載の羽根駆動装置の制御方法。
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