JPH0466921A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビデオカメラに関し、特に撮像レンズに取付
けられたアイリス（絞り）の制御技術に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、ビデオカメラにおいて、撮像レンズの近傍に
配されたアイリスを駆動さセるモータの回転角を検出す
るセンサの検出信号を微分し、この微分信号をアイリス
駆動回路に供給するアイリス制御信号に加算するように
して、簡単な構成で良好なアイリスの開閉制御ができる
ようにしたものである。

〔従来の技術〕

一般にビデオカメラは、撮像レンズを介して固体撮像素
子（以下ＣＣＤと称する）等の撮像手段の撮像面に到達
した光像を電気的な映像信号に変換するものであるが、
この撮像手段の撮像面に到達する光量を適正な一定範囲
内に収めるために、撮像レンズの前或いは後に複数の羽
根よりなるアイリスを設けである。そして、このアイリ
スの絞り量を入射光量に応じて変えることで、ＣＣＤ等
の撮像手段の撮像面に到達する光量をほぼ一定に調整で
きる。

ところで、このアイリスの絞り量、即ちアイリスの開閉
の制御は、小型の特殊なモータにより行うようにしてい
る。このモータは、例えばロータ（回転側）としてＮ極
とＳ極の２極に着磁された永久磁石を使用し、ステータ
（固定側）として１相のコイルを使用した簡単な構成で
ある。そして、このモータにより回転軸を６０″〜９０
’程度回転させることで、アイリスが開放状態から最大
に絞られた状態に変化する。従って、モータの回転軸の
回動位置が、アイリスの絞り具合に対応する。

ここで、このようなモータを使用したビデオカメラのレ
ンズに取付けられたアイリスの制御回路を第４図に示す
と、この第４図において（１）はアイリスの制御電圧入
力端子を示し、この制御電圧入力端子（１）には撮像し
た信号のレベル（即ち撮像した明るさ）に応じた電圧信
号が供給される。そして、この制御電圧入力端子（１）
に得られる電圧信号を、抵抗器（２）を介して演算増幅
器（３）の反転側入力端子に供給する。この場合、演算
増幅器（３）はアイリスモータの駆動回路として設けで
ある。そして、基準電源（４）の一端を、抵抗器（５）
を介して演算増幅器（３）の非反転側入力端子に供給す
る。また、この演算増幅器（３）の反転側入力端子と出
力端子とを、コンデンサ（６）を介して接続する。

そして、この演算増幅器（３）の出力端子を、抵抗器（
７）を介してモータ（８）のステータコイル（９）の一
端に接続し、このステータコイル（９）の他端を接地す
る。また、演算増幅器（３）の反転側入力端子側を、抵
抗器（１０）を介してモータ（８）の制動コイル（１１
）の一端に接続し、この制動コイル（１１）の他端を演
算増幅器（３）の非反転側入力端子側に接続する。そし
て、このモータ（８）の回転軸（図示せず）でアイリス
を駆動させるように接続する。

このように構成しであることで、演算増幅器（３）がモ
ータ（８）の積分型の駆動回路として機能し、制御電圧
入力端子（１）に供給される信号のレベルに応じて、モ
ータ（８）が回転する。この場合、制動コイル（１１）
は、モータ（８）の回転による逆起電力を演算増幅器（
３）に負帰還するために設けてあり、回転変動が大きく
ならないように制動する。従って、この回路によるアイ
リスの駆動はゆっくりと行われ、滑らかにアイリスを構
成する羽根が開閉する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、ステータコイル（９）に印加する電圧値とモ
ータ（８）の回転角とは一定関係になく、ヒステリシス
を持っている。即ち、第５図に示すように、ステータコ
イル（９）に印加する電圧を高くしていくと、成る電位
でモータ（８）の回転軸が回動を始め、このまま電位を
高くすることでアイリスが完全に閉じるまで回動する。

そして、逆にアイリスを開かせるときには、ステータコ
イル（９）に印加する電圧を低くして行くのであるが、
閉したときの電位よりも高い電位で開き始め、アイリス
が閉じ始めたときの電位では既にアイリスが完全に開い
ている。

このようにヒステリシスを持っているため、ステータコ
イル（９）の制Ｗ電圧でモータ（８）の回転軸の回動角
度を特定することができない。また、アイリスを構成す
る羽根は、開閉時の摩擦により開閉途中で引っ掛かる場
合があり、第５図に示すように滑らかでない動きで開閉
することが屡々ある。

このような点から、滑らかにアイリスを開閉させるため
に上述した制動コイル（１１）でモータ（８）の回転に
よる逆起電力を演算増幅器（３）に負帰還する必要があ
るが、この制動コイル（１１）による制動量を大きくす
るために制動コイル（１１）の巻き数を非常に大きくす
る必要があり、例えばステータコイル（９）が１５０Ω
であるとき、制動コイル（１１）は８００Ω程度必要で
ある。このような巻き数の大きい制動コイル（１１）が
ある為に、モータ（８）が大型化してレンズ装置が大型
化してしまう不都合があった。また、モータの構造自体
も複雑になり、効率の悪い形状となって、モータが余分
な電力を消費していた。

本発明の目的は、アイリスの駆動が制動コイルのない構
成のモータで良好にできるビデオカメラを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のビデオカメラは、例えば第１図に示すように、
撮像レンズ（２１）、　（２２）の近傍に配されたアイ
リス（２４）を駆動させるモータ（５６）と、このモ−
タ（５６）の回転角を検出するセンサ（３３）と、この
センサ（３３）の検出信号を微分する微分回路（３６）
と、撮像信号のレベルに応じたアイリス制御信号が供給
されるモータ（５６）の駆動回路（５０）とを有し、微
分回路（３６）の出力を駆動回路（５０）に供給するア
イリス制御信号に加算するようにしたものである。

〔作用〕

このようにしたことで、微分回路の出力がアイリスの単
位時間当たりの変化量に対応した値となり、この変化量
を示す微分回路の出力をアイリスモータの駆動回路に供
給することで、アイリスモータの制動が行われ、アイリ
スが滑らかに動くようになる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図及び第２図を参照
して説明する。

第１図において、（２１）、　（２２）は撮像レンズを
示し、撮像レンズ（２１）は主レンズを構成し、撮像レ
ンズ（２２）はフォーカス調整を行うフォーカスレンズ
を構成する。なお、図では省略して示しているが、実際
にはそれぞれ複数枚のレンズで構成されることが多い。

そして、この撮像レンズ（２１）、　（２２）を介して
ＣＣＤ　（２３）のフェーズプレートに結像した像光を
、電気的な撮像信号に変換する。この場合、撮像レンズ
（２１）と撮像レンズ（２２）との間に、アイリス（２
４）が配置しである。また、フォーカスレンズを構成す
る撮像レンズ（２２）は、後述するレンズモータ（３３
）により駆動されてフォーカス位置の調整が行われる。

さらに、アイリス（２４）は、複数枚の羽根で構成され
、後述するアイリスモータ（５６）により駆動されて開
閉する。

そして、ＣＣＤ　（２３）が出力する撮像信号を、プリ
アンプ（２５）を介してＡＧＣ回路（自動利得制御回路
）　（２６）に供給する。また、プリアンプ（２５）の
出力を、後述する第１のレベル検出回路（４０）に供給
する。

そして、ＡＧＣ回路（２６）の出力を、撮像信号出力端
子（２７）から後段の撮像信号処理回路（図示せず）に
供給すると共に、第２のレベル検出回路（２８）に供給
し、この第２のレベル検出回路（２８）が検出した撮像
信号のレベルに応じてＡＧＣ回路（２６）で撮像信号の
レベルを調整し、端子（２７）に得られる撮像信号のレ
ベルを一定範囲内にさせる。

また、ＡＧＣ回路（２６）の出力を、合焦判定回路（３
１）に供給する。この合焦判定回路（３１）は、撮像信
号の状態より撮像レンズ（２２）によるフォーカス調整
が適正か否か判断する回路で、例えば撮像信号に含まれ
る高域成分が最も多い状態であるとき、被写体の輪郭が
明確に撮像されていると判断して、フォーカス調整が適
正である合焦状態にあると判断する。そして、この合焦
判定回路（３１）の判定データを、フォーカスレンズド
ライバ（３２）に供給し、このフォーカスレンズドライ
バ（３２）が供給される判定データに基づいてレンズモ
ータ（３３）を駆動させる。この駆動で、レンズモータ
（３３）に取付けられた撮像レンズ（２２）のフォーカ
ス位置が適正な位置に調整される。

また、図中（３４）はアイリス（２４）を駆動するアイ
リスモータ（５６）の回転軸に取付けられたホール素子
を示し、このホール素子（３４）には所定の電流■が供
給され、アイリスモータ（５６）の回転軸の回動角度に
応じた電圧信号を出力するもので、アイリスモータ（５
６）の回転軸と接続されたアイリス（２４）の開閉状態
がこのホール素子（３４）の出力で判る。

このホール素子（３４）の出力を、アンプ（３５）を介
してフォーカスレンズドライバ（３２）に供給する。

そして、フォーカスレンズドライバ（３２）では、ホー
ル素子（３４）の出力よりアイリス（２４）の開閉位置
を判断し、レンズモータ（３３）を制御してフォーカス
調整を行う場合の調整精度を変化させる。即ち、アイリ
ス（２４）の開閉位置により、このビデオカメラに取付
けられた撮像レンズ（２１）、　（２２）の被写界深度
が変化するが、オートフォーカス制御を行う場合にアイ
リス（２４）の開閉位置が判れば、この被写界深度がフ
ォーカスレンズドライバ（３２）でｌ［ｒでき、フォー
カス調整を行う場合の調整精度を現在の被写界深度に応
じたものとすることで、良好ナオートフォーカス制御が
行われる。

そして本例においては、ホール素子（３４）の出力を、
アンプ（３５）を介して微分回路（３６）にも供給する
。この微分回路（３６）は、ホール素子（３４）の出力
電圧を微分して、単位時間当たりの変化量を示す速度情
報とする回路で、この微分回路（３６）が出力する検出
信号を加算器（３７）の第１の入力端子に供給する。

また、ＣＯＤ　（２３）が出力する撮像信号のレベルを
検出する第１のレベル検出回路（４ｏ）の検出信号を、
アイリス制御信号として加算器（３７）の第２の入力端
子に供給し、この第２の入力端子に供給されるレベル検
出信号と第１の入力端子に供給される変化量の検出信号
とを加算し、この加算器（３７）の加算出力をアイリス
ドライバ（５ｏ）に供給する。

このアイリスドライバ（５０）は、アイリスモータ（５
６）の回転駆動を制御する回路である。

ここで、このアイリスドライバ（５ｏ）とその周辺の回
路の詳細を第２図に示すと、微分回路（３６）の出力を
、抵抗器（５１）を介して演算増幅器（５２）の反転側
入力端子に供給し、基準電源（５３）の出力を演算増幅
器（５２）の非反転側入力端子に供給する。また、第１
のレベル検出回路（４０）を構成する演算増幅器（４１
）の非反転側入力端子に、アンプ（２５）　（第１図参
照）が出力する撮像信号を端子（４２）から供給し、基
準電源（４３）の出力を演算増幅器（４１）の反転側入
力端子に供給する。そして、この演算増幅器（４１）の
出力を、アイリス制御信号として抵抗器（４４）を介し
てアイリスドライバ（５０）の演算増幅器（５２）の反
転側入力端子に供給し、第１のレベル検出回路（４０）
の出力を微分回路（３６）の出力に加算する。

そして、演算増幅器（５２）の反転側入力端子を、抵抗
器（５４）とコンデンサ（５５）の並列回路を介してこ
の演算増幅器（５２）の出力端子と接続し、演算増幅器
（５２）の出力端子をアイリスモータ（５６）のステー
タコイル（５７）の一端に接続し、このステータコイル
（５７）の他端を接地する。なお、コンデンサ（５５）
はノイズ除去用のものである。

本例のビデオカメラは、このように構成したことで、第
１のレベル検出回路（４０）が検出した撮像信号のレベ
ル情報に基づいて、アイリスドライバ（５０）の演算増
幅器（５２）からステータコイル（５７）に供給される
電位が変化し、アイリスモータ（５６）の回転駆動が制
御され、このアイリスモータ（５６）の回転軸に取付け
らたアイリス（２４）の開閉量が調整される。ここで本
例においては、ホール素子（３４）からの開閉位置検出
情報に基づいて、微分回路（３６）で単位時間当たりの
アイリスの変化量を示す速度情報を検出している。そし
て、この検出した速度情報を演算増幅器（５２）に供給
して、第１のレベル検出回路（４０）が出力するレベル
検出情報に加算するようにしている。このため、単位時
間当たりのアイリスの変化量が大、きい場合には、この
速度情報として微分回路（３６）から供給される電位が
高くなり、アイリスモータ（５６）の回転を制動するよ
うに作用する。従って、アイリスの駆動はゆっ（りと行
われ、滑らかにアイリス（２４）を構成する羽根が開閉
する。この場合、本例においてはアイリスモータの制動
コイルを必要としないので、アイリスモータ（５６）の
構成を簡単にすることができ、このビデオカメラが備え
るレンズ装置を小型に構成できる。また、一般のビデオ
カメラは、アイリスの開閉位置をフォーカスレンズドラ
イバで判断するためにホール素子が備えであるので、こ
のためのホール素子を使用することで専用の開閉位置検
出手段が必要なく、従来の制御回路に比べ微分回路だけ
を付加するだけで良く、極めて簡単に構成できる。

次に、本発明のビデオカメラの第２の実施例を第３図を
参照して説明する。

この第３図に示した回路は、上述した第２図と同様に、
アイリスモータの駆動回路とその周辺を示すもので、第
１図及び第２図に対応する部分には同一符号を付し、そ
の詳細説明は省略する。

本例においては、アンプ（３５）を介したホール素子（
３４）の出力電圧を微分回路（３６）に供給すると共に
、コンパレータアンプ（６Ｉ）に供給する。そして、微
分回路（３６）の微分出力を抵抗器（６２）を介して加
算器（６３）の第１の入力端子に供給する。この微分回
路（３６）では、ホール素子（３４）の出力電圧で示さ
れるアイリスの位置情報を、単位時間当たりのアイリス
の変化量を示す速度情報に変換する。

また、図中（６４）はマニュアル制御電圧入力端子を示
し、（６５）はオート制御電圧入力端子を示し、マニュ
アル制御電圧入力端子（６４）にはこのビデオカメラの
システムコントローラ（図示せず）から強制的にアイリ
スの開閉位置を設定させる制御電圧信号を供給する。ま
た、オート制御電圧入力端子（６５）には、このビデオ
カメラの撮像レンズを介して撮像素子に入射する光量に
応じた電圧信号を供給する。

そして、マニュアル制御電圧入力端子（６４）に得られ
る電圧信号及びオート制御電圧入力端子（６５）に得ら
れる電圧信号を、それぞれ切換スイッチ（７０）の第１
及び第２の固定接点（７１）及び（７２）に供給する。

そして、この切換スイッチ（７０）の可動接点（７３）
に得られる電圧信号を、コンパレータアンプ（６１）に
供給する。この場合、切換スイッチ（７０）の切換えは
、このビデオカメラのシステムコントローラにより行わ
れ、システムコントローラの制御で強制的にアイリスの
開閉位置を設定させるマニュアル制御を行うとき可動接
点（７３）を第１の固定接点（７１）と接続させ、自動
的に露光調整を行うオート制御を行うとき可動接点（７
３）を第２の固定接点（７２）と接続させる。

そして、コンパレータアンプ（６１）では、切換スイッ
チ（７０）側から供給される電圧信号の電位を基準電位
として、ホール素子（３４）側から供給される電位と比
較する。そして、コンパレータアンプ（６１）が比較の
結果出力する信号を、抵抗器（６６）を介して加算器（
６３）の第２の入力端子に供給する。

そして、この加算器（６３）の加算出力を、アイリスド
ライバ（５０）を構成する演算増幅器（５２）の反転側
入力端子に供給する。その他の部分は、第１図及び第２
図に示した回路と同様に構成する。

この第３図に示した構成によると、アイリスドライバ（
５０）を構成する演算増幅器（５２）からアイリスモー
タ（５６）のステータコイル（５７）に供給される電位
が、コンパレータアンプ（６１）から出力される電圧信
号により変化する。この場合、切換スイッチ（７０）の
可動接点（７３）に供給される制御電圧信号に対応して
制御が行われ、例えば可動接点（７３）が第１の固定接
点（７１）側に接続されているとき、このビデオカメラ
のシステムコントローラからの指令によりアイリス（２
４）の開閉位置が制御される。

また、可動接点（７３）が第２の固定接点（７２）側に
接続されているとき、このビデオカメラの撮像レンズに
入射する光量に応じてアイリス（２４）の開閉位置が制
御される。

ここで、いずれのときでもコンパレータアンプ（６１）
で現在のアイリス（２４）の開閉位置と制御しようとす
る開閉位置との差が検出され、この差信号に応じてアイ
リスモータ（５６）の駆動制御が行われる。そして、こ
のときに微分回路（３６）が検出した単位時間当たりの
アイリスの変化量を示す速度情報が、加算器（６３）で
この差信号に加算されるので、アイリスモータ（５６）
の回転を制動するように作用する。従って、アイリスの
駆動はゆっくりと行われ、滑らかにアイリス（２４）を
構成する羽根が開閉する。

この第３図例においても、第１図及び第２図に示した例
と同様に、アイリスモータの制動コイルを必要としない
簡単で小型な構成で、滑らかにアイリス（２４）を構成
する羽根が開閉する。また、この第３図例の場合には、
このビデオカメラのシステムコントローラの制御で、強
制的にアイリスの開閉位置を所望の位置とすることがで
きる。このため、例えばアイリスの絞り量を優先して露
出条件を設定する所謂絞り優先のマニュアル制御が簡単
にできる。この場合、コンパレータアンプ（６１）の検
出精度でアイリス（２４）の位置制御の精度が決まり、
極めて高精度なマニュアル制御が行えると共に、この回
路による制御ループ（アイリス（２４）の位置を検出す
るホール素子（３４）からアイリス（２４）までのルー
プ）がレンズ系の光路を介さないので、回路の応答が速
い。

なお、本発明は上述実施例に限らず、その他種々の構成
が取り得ることは勿論である。

〔発明の効果〕

本発明によると、アイリス駆動用のモータが制動コイル
を必要としない構成で、アイリスを構成する羽根が滑ら
かに開閉するようになり、ビデオカメラが備えるレンズ
装置が、制動コイルを必要としない分構成が簡単になる
と共に小型に構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のビデオカメラの第１の実施例を示す構
成図、第２図は第１の実施例の要部の詳細な構成を示す
構成図、第３図は本発明のビデオカメラの第２の実施例
を示す構成図、第４図は従来のビデオカメラのアイリス
の駆動回路の一例を示す構成図、第５図は第４図の説明
に供する特性図である。 （２１）、　（２２）は撮像レンズ、（２３）はＣＣＤ
　（固体撮像素子）　、（２４）はアイリス、（３４）
はホール素子、（３６）は微分回路、（５０）はアイリ
スドライバ、（５６）はアイリスモータ、（５７）はス
テータコイルである。 フイ１玖ドライＩｆ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 撮像レンズの近傍に配されたアイリスを駆動させるモー
   タと、該モータの回転角を検出するセンサと、該センサ
   の検出信号を微分する微分回路と、撮像信号のレベルに
   応じたアイリス制御信号が供給される上記モータの駆動
   回路とを有し、 上記微分回路の出力を上記駆動回路に供給するアイリス
   制御信号に加算するようにしたビデオカメラ。