JPH0424911B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は被写体像を撮像する撮像装置に関し、
特に静止画及び動画の両方の撮像に適した撮像装
置に関する。

〔従来技術〕

近年、従来の銀塩写真用のカメラに代つて、
CCD，BBD等の固体撮像素子を用いて静止画の
被写体像を電気信号に変換し、磁気シート等の記
憶媒体に記録する電子カメラの開発が行われて来
た。かかる電子カメラはビデオ・テープ・レコー
ダに接続することにより、動画の被写体像を撮像
するテレビカメラとして用いることも可能であ
る。

しかしながら、動画用のテレビカメラと静止画
用の電子カメラは被写体像を電気信号に変換する
という点では共通するが、種々の相違点もある。

例えば、静止画を撮影する場合には動きの速い
被写体も撮影可能とする為に高速のシヤツターが
必要となるが、動画用のテレビカメラには通常シ
ヤツターは必要としない。

〔発明の目的〕

本発明は上述の如き点に鑑み、静止画及び動画
の両方の撮影に適した撮像装置の提供を目的とし
ている。特に被写体から受光部へ照射される光量
を制御する絞りを静止画撮影時にはシヤツターと
して用い、動画撮影時には開状態のままその絞り
値を制御するいわゆるオートアイリスとして用い
ることができる撮像装置の提供を目的としてい
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の撮像装置の主要部分である絞
りの一実施例を示す分解斜視図である。

図において、１は非磁性体で構成された基板、
２は図面上、上下方向に着磁された永久磁石、３
は被写体からの光を不図示のCCD等の受光部に
照射する為の開口、５は基板１上に設けられた凸
部、４ａ〜４ｅは凸部５上に設けられたピン、６
はプリント基板で形成されたロータ、７ａ〜７ｅ
はロータ上のピン、８，９はロータ６の図中上面
から取り出されるリード線、１０，１１はロータ
６の図中下面から取り出されるリード線、１２は
３と同様の開口、１３は絞り羽根で５枚使用され
るが図面では解り易い様に４枚省いて示してい
る。１３ａは絞り羽根に設けられた長孔、１３ｂ
は絞り羽根に設けられた孔、１４はロータ６と所
定の間隔を置いて配置されるヨーク、１４ａは３
と同様の開口、１５ａ〜１５ｅはピン７ａ〜７ｅ
が挿入される穴、１６ａ〜１６ｅはピン４ａ〜４
ｅが挿入される穴、１７はヨークであり、図面で
は隠れているが１４ａと同様の開口が設けられて
いる。

４つの永久磁石２とヨーク１４，１７は磁気回
路を形成し、永久磁石２とヨーク１７の間にロー
タ６が配置され、ロータ６上のコイルに電流を流
すことによりロータ６が回転する。ロータ６は開
口１２により凸部５に対して回転自在に取り付け
られており、絞り羽根１３は長孔１３ａによりピ
ン７ｅに対して回転自在となつているので、ロー
タ６が回転することにより、絞り羽根１３はピン
４ｅを中心に回転し、開口１２の開口面積を制御
する。

第２図はロータ６の平面図である。６ａはロー
タ６の基板上に導体で形成された駆動コイル、コ
イル６ａの両端はリード線８，９に接続されてい
る。ロータ６の裏面にも同形状のコイル６ｂが形
成され、これを制動コイルと呼ぶ。制動コイル６
ｂの両端はリード線１０，１１に接続されてい
る。駆動コイル６ａ、制動コイル６ｂは永久磁石
２で形成される磁界中に配置される。

以下に絞り装置の動作を動画用の自動絞りとし
て動作する場合と、静止画用のシヤツターとして
動作する場合に分けて説明する。

〔自動絞りとして動作する場合〕

後述の駆動回路により、駆動コイル６ａが通電
されると永久磁石２による磁界中を電流が流れる
為、フレミングの左手の法則による方向に力が発
生する。永久磁石２は隣り合う磁石が第１図中上
下方向に逆極性となるように着磁されているた
め、駆動コイル６ａの４辺に発生する力はロータ
６を凸部５を中心として回転させる。回転の方向
は駆動コイル６ａに流す電流の方向により制御す
ることができる。ロータ６の回転に伴い制動コイ
ル６ｂは永久磁石２の磁界中を移動する事とな
り、リード線１０，１１間には電圧が生ずる。

本実施例では駆動コイル６ａのリード線９に正
リード線８に負の電圧を加えた場合絞りが閉じ、
その時制動コイル６ｂのリード線１１に正、１０
に負の電圧が生ずる様構成している。

〔シヤツターとして動作する場合〕

この場合は駆動コイル６ａと制動コイル６ｂは
直列あるいは並列に接続され、共に駆動コイルと
して動作し、絞り羽根の開閉を協働で行なう。両
コイルを用いることができるので少ない消費電力
で絞り羽根の高速作動が可能となるものである。

第３図ａ，ｂは、駆動コイル６ａと制動コイル
６ｂの接続切換を示した回路図である。第３図ａ
はシヤツター動作時、駆動コイル６ａと制動コイ
ル６ｂを並列に接続した実施例で、第３図ｂは駆
動コイル６ａと制動コイル６ｂを直列に接続した
実施例である。

図において２１〜２４、２１′〜２４′はリレー
スイツチを示し、動画撮影時は端子ａに接続さ
れ、静止画撮影時は端子ｂに接続されるのであ
る。２５，２５′はオートアイリス駆動回路、２
６，２６′はシヤツター駆動回路である。

第３図ａに於て動画撮影時にはスイツチ２１，
２２，２３，２４は接点ａ側に接続されて、オー
トアイリス制御回路２５が駆動コイル６ａに通電
する。そして制動コイル６ｂの検出信号は制御回
路２５にフイードバツクされて、絞りを開放した
まま絞り値が制御される。静止画撮影時にはスイ
ツチ２１，２２，２３，２４は接点ｂ側に接続さ
れて、コイル６ａ，６ｂは並列に接続され、シヤ
ツター駆動回路２６により制御される。

第３図ｂにおいて動画撮影時に第３図ａと全く
同様に制御される。静止画撮影時にはコイル６
ａ，６ｂは直列に接続され、シヤツター駆動回路
２６′により制御される。本例ではスイツチとし
てリードリレーを用いているが、トランジスタに
よるスイツチング動作を用いても良い。

上述の如くレンズシヤターとして作動させる時
は駆動コイル６ａ、制動コイル６ｂを協働させる
ため永久磁石２による磁界を有効に利用でき、駆
動コイル６ａのみで絞り羽根を開閉するのに較べ
てより少ない電力で高速化が可能である。

第４図は以上のオートアイリス駆動回路、シヤ
ツター駆動回路の詳細回路である。

図中Ａは半開式のシヤツター駆動回路、Ｂはオ
ートアイリスとしての駆動回路である。本回路で
はシヤター開成のための駆動電流は定電流化され
ており電池から直接供給される。図中３１，３２
は正負の電源電池、４１は定電圧回路、OP１は
アンプを構成する演算増巾器、４は受光素子（例
えばSPC、シリコンホトセル）で前記演算増巾器
の両入力端子間に接続されている。４２及び４３
は前記演算増巾器OP１の非反転入力端子のレベ
ルを与える分圧用抵抗、TR１はベースが前記演
算増巾器OP１の出力に接続されているトランジ
スタ、TR２はベースとコレクタが短絡されてダ
イオードとして働いているトランジスタ、TR３
はそのベースが前記トランジスタTR２のベース
に接続されているトランジスタである。SW２は
動画撮影、静止画撮影切換スイツチであり、の
方向に切り変わると動画撮影となり、第１，第２
図の装置はオートアイリスとして働き、の方向
に切り変わると静止画撮影となり半開式シヤツタ
ーとなる。今スイツチSW２がの方向に閉じて
いるとすれば、TR３のコレクタには時定用のコ
ンデンサ４５が接続されている。

４６，４７及び４８は微分回路Ｄ１を構成する
抵抗及びコンデンサ、SW１はシヤツターレリー
ズ操作により閉成する常開スイツチ、TM１は、
タイマー回路で、トリガーパルスがＴ端子に入力
される。その出力はＨ（ハイ）レベルになり、そ
れと同時にコンデンサ４５への充電を開始し、そ
の充電々圧が所定レベルに達すると、その出力は
Ｌレベルに反転するもので、時定回路で決定され
る一定期間だけその出力はＨレベルを保持するも
のでアナログICチツプ化されている。

４９，５０及び５１は微分回路Ｄ２を構成する
抵抗及びコンデンサ、TM２は前記タイマー回路
TM１と同様に動作するタイマー回路、５２及び
５３はその時定数を決める抵抗及びコンデンサ
で、該タイマー回路TM２は前記微分回路Ｄ２の
出力によりトリガーされる。

TR４〜TR９はモーターのコイル９への通電
を制御するスイツチングトランジスタ群で、トラ
ンジスタTR５のベースは抵抗を介して前記タイ
マTM１の出力端子OSに、トランジスタTR４，
TR７及びTR９のベースは抵抗を介して前記タ
イマTM２の出力端子CSに接続されている。OP
２は定電流回路を構成する演算増巾器、６５はシ
ヤツター開成電流値検出用の抵抗、６３及び６４
は前記演算増巾器OP２の非反転入力端子のレベ
ルを与える分圧用の抵抗及び可変抵抗で、６４を
調整することにより、モーターのコイル６ａ，６
ｂの開成時の電流値を調整できるものである。前
記演算増巾器OP２の反転入力端子は、前記トラ
ンジスタTR６のコレクタに接続されている。

以上のように構成された本回路の動作を次に説
明する。

まずカメラのメインスイツチMSW（不図示）
を閉成し、この状態でシヤツターレリーズ操作を
行なうと、スイツチSW１が閉成して、微分回路
Ｄ１の出力には負の微分パルスが発生し、該パル
スによりタイマー回路TM１はトリガーされその
出力はＨレベルになり、同時に時定用コンデンサ
４５への充電が開始される。タイマー回路TM１
の出力がＨレベルになると、シヤツター開成信号
OSが出力される。該信号によりスイツチングト
ランジスタTR５がオンする。又この時シヤツタ
ー閉成信号CSはＬレベルになつているので、ス
イツチングトランジスタTR４，TR６，TR７及
びTR９はオフ、TR８はオンしている。よつて
モーターのコイル６ａ，６ｂには電池３１によ
り、スイツチングトランジスタTR８及びTR５
を介してODの方向に通電され、前述したように
シヤツターの開成運動が開始する。この時、電流
検出用の抵抗６５の電圧が、前記演算増巾器OP
２の反転入力に帰還されているので、コイル６
ａ，６ｂへの通電々流は一定に維持される。シヤ
ツターの開放運動が進行して、第１図に示した絞
りの開口３が形成されると、該開口３より測光用
のSPC４に光が入射し、該入射光量に比例した電
流がトランジスタTR１のコレクタに流れ：トラ
ンジスタTR２の働きにより、このコレクタ電流
と等しい電流がトランジスタTR３のコレクタに
流れ、この電流により前記特定用のコンデンサ４
５が充電されていく。コンデンサ４５の充電々圧
が所定レベルに達すると、タイマー回路TM１の
出力はＬレベルに反転する。よつてスイツチング
トランジスタTR５はオフし、コイル６ａ，６ｂ
のOD方向への通電が遮断される。タイマー回路
TM１の出力がＬレベルに反転すると同時に、微
分回路Ｄ２からは負の微分パルスが発生し、これ
によりタイマー回路TM２の出力はＨレベルに反
転し、同時に時定用のコンデンサ５３への充電が
開始される。又タイマー回路TM２の出力がＨレ
ベルに反転すると、シヤツター閉成信号CSが発
生する。この信号により前記スイツチングトラン
ジスタTR４，TR７及びTR９がオンする。スイ
ツチングトランジスタTR７がオンすることによ
り、スイツチングトランジスタTR８はオフす
る。又、スイツチングトランジスタTR４がオン
することにより、スイツチングトランジスタTR
６がオンする。よつてモーターのコイル６ａ，６
ｂには、スイツチングトランジスタTR６及び
TR９を介してCDの方向に通電され、シヤツタ
ーの開成運動が開始する。

時定用のコンデンサ５３の充電々圧が所定レベ
ルに達してシヤツターが閉成されると、前記タイ
マー回路TM２の出力はＬレベルに反転し、前記
スイツチングトランジスタTR４，TR６，TR７
及びTR９はすべてオフして、コイル６ａ，６ｂ
への通電は遮断されるものである。この様にして
絞りはシヤツターとして動作する。

次に自動絞りとしての作動を説明する。

直列に接続された正負の電源３１，３２と並列
に演算増幅器OP３，OP４，OP５が接続される。
演算増幅器OP３の反転入力は抵抗７１を介して
接地されており、非反転入力はその出力に接続さ
れており、電圧フオロアとなつている。演算増幅
器OP４の非反転入力は可変抵抗７３の可動端子
７３ａに接続され、また可変抵抗７３の固定端子
７３ｂおよび７３ｃはそれぞれ正電源３１の陽極
および接地点に接続される。演算増幅器OP４の
反転入力は抵抗７２を介して演算増幅器OP３の
出力に接続され、その出力は絞りの駆動コイル６
ａを介して接地されると同時に抵抗７４を介して
その反転入力に帰還接続される。駆動コイル６ａ
は前述した如く演算増幅器OP４の出力より負の
電圧が印加された時絞りを閉じ、正の電圧が印加
された時絞りを開く。演算増幅器OP５の非反転
入力端子は絞りの制動コイル６ｂを介して演算増
幅器OP４の非反転入力に接続され、その反転入
力端子は抵抗７５を介して演算増幅器OP４の非
反転入力端子に接続されると同時に抵抗７６を介
してその出力に接続される。さらに演算増幅器
OP５の出力は抵抗７７を介して演算増幅器OP４
の反転入力に接続される。制動コイル６ｂには絞
りが閉じようとする時に負の起電力が、絞りが開
こうとする時に正の起電力が発生する。

以下にその作用について説明する。不図示の電
源スイツチMSWが投入されると絞りの開口３を
通つて受光素子４に入射した光の強度に比例する
電圧が演算増幅器OP３の出力に発生する。入射
光の強度が高く演算増幅器OP３の出力電圧が可
変抵抗７３の可変端子７３ａからとつた正電源３
１の電圧分割値である演算増幅器OP４の非反転
入力電位よりも高い場合演算増幅器OP４によつ
て反転増幅され、演算増幅器OP４の出力には負
電圧が発生しこれが駆動コイルに印加されて絞り
を閉じて受光素子４に入射する光量を弱めようと
する。この際絞りが閉じる向きに運動すると上述
した如く制動コイル６ｂに発生する起電力が演算
増幅器OP５の非反転入力に印加される。演算増
幅器OP５はこれを非反転増幅し、演算増幅器OP
４の出力に負の電圧が発生する。この負電圧が抵
抗７７を介して演算増幅器OP４の反転入力に印
加され、演算増幅器OP４がこの負電圧を反転し
て正電圧成分として出力する。絞りが運動してい
る最中に演算増幅器OP４の出力にあらわれる電
圧は演算差増幅器OP１，OP３の出力によつても
たらされる負の電圧と、演算増幅器OP５によつ
てもたらされる正の電圧を加算した値になり、制
動コイル６ｂに発生する起電力で駆動コイル６ａ
の駆動電圧を減殺し、絞りの運動をおさえる動き
がある。抵抗７５，７６の抵抗値をＲ７５，Ｒ７
６とすると演算増幅器OP５の非反転増幅利得は
１＋R76／R75である。

以上述べたのとは逆に演算増幅器OP３の出力
電圧が可変抵抗７３の可変端子７３ａすなわち演
算増幅器OP４の非反転入力よりも低い場合演算
増幅器OP４によつて反転入力され演算増幅器OP
４の出力に発生する正電圧が駆動コイル６ａに印
加されて絞りを開こうとする。絞りの開き動作に
伴つて制動コイル６ｂに正の起電力が発生しそれ
が演算増幅器OP５によつて非反転増幅された上
で演算増幅器OP４に印加されて演算増幅器OP４
の出力電圧、即ち駆動コイル６ａの駆動電圧を減
殺して絞りの動きを緩満にする。これは絞りを閉
じる場合と同じである。

以上より入射光強度が高い時は絞りの開口面積
を少くし、入射光強度が低い時は絞りの開口面積
を大きくする事によつて受光素子４に入射する光
量を常に一定にできる。勿論、受光素子４に入射
する光強度が所定の値に落ちついていた状態から
時間的に外光が変化した場合にも絞りの値をそれ
に応じて変える事により受光素子４への入射光量
は変わらないようにできる。

尚、図面の複雑さをさけるため第４図では第３
図ａ，ｂに示したスイツチ２１〜２４，２１′〜
２４′は省略している。この様に絞りを開状態に
維持したまま絞り値を制御できる。

〔発明の効果〕

以上説明した如く本発明の撮像装置は絞り手段
を開状態に維持したままその絞り値を可変制御す
る第１駆動制御手段と、絞り手段をシヤツターと
して開閉制御する第２駆動制御手段を有するもの
であるので、動画及び静止画の撮像が可能となる
と共に、撮像装置に自動絞りとシヤツターの２つ
を設けることなく一つの絞りで両機能を満足させ
ることができる。

更に本実施例では自動絞りの絞り値とシヤツタ
ー動作時の絞り値を制御するのに一つの測光素子
を兼用するものであるので構成が簡略化される。

又、本実施例においては絞りを駆動する駆動コ
イルと絞りの駆動状態を検出する制動コイルとを
有し、自動絞りの場合には両コイルにより絞りを
サーボ制御し、シヤツターとして動作する場合に
は両コイル共絞りの駆動用として動作させてい
る。

従つて自動絞りの場合には動画撮影に適した安
定な絞り制御が可能となり、シヤツターの場合に
は静止画撮影に適したシヤツターの高速駆動が低
消費電力で可能になる。

尚、本実施例では電磁駆動の絞りを例に説明し
たが、本発明はこれに限らず物性シヤツター等に
も適用可能である。

又、測光素子としてSPC等の受光素子を用いた
が、例えばCCD等の撮像素子を測光素子と兼用
することも勿論可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は絞りの一実施例を示す分解斜視図、第
２図はロータ６の平面図、第３図ａ、第３図ｂは
駆動コイル６ａ、制動コイル６ｂの接続切換を示
した回路図、第４図は絞りの駆動を示す詳細回路
図である。 図において、２は永久磁石、４は受光素子、６
はロータ、６ａは駆動コイル、６ｂは制動コイ
ル、１３は絞り羽根、３１，３２は電源、SW１
はレリーズスイツチ、SW２は動画、静止画の切
換スイツチである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被写体からの撮像光を電気信号に変換する撮
   像手段と、 被写体の明るさを検出する測光手段と、 上記撮像光の光学通路を開閉する絞り羽根を有
   するとともに、絞り羽根を駆動するための複数の
   駆動部材を有する絞り手段と、 静止画撮像モードと動画撮像モードとを切り換
   える切換え手段と、 上記絞り手段の上記各駆動部材を上記測光手段
   の出力に応じて駆動用に作動させて上記撮像手段
   への露光時間を可変制御する第１駆動あるいは上
   記測光手段の出力に応じて上記絞り手段の少なく
   とも１の駆動部材を制動用に作動させるとともに
   他の駆動部材を駆動用に作動させて上記撮像手段
   への露光量を可変制御する第２駆動を選択的に行
   ない得る駆動手段と、 上記切換え手段の切換え操作に連動して、静止
   画撮影モードのときには上記駆動手段に第１駆動
   を行なわせ、動画撮影モードのときには上記駆動
   手段に第２駆動を行なわせる制御手段とを備えた
   ことを特徴とする撮像装置。