JPH05119366A - Diaphragm controller for solid-state image pickup device - Google Patents
Diaphragm controller for solid-state image pickup deviceInfo
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Landscapes
- Exposure Control For Cameras (AREA)
- Diaphragms For Cameras (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は固体撮像装置用絞り制御
装置、詳しくは同制御装置における消費電流を低減させ
た固体撮像装置用絞り制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diaphragm control device for a solid-state image pickup device, and more particularly to a diaphragm control device for a solid-state image pickup device in which current consumption is reduced.
【0002】[0002]
【従来の技術】周知のように、固体撮像装置例えばビデ
オカメラでは、被写体像を所望の光学系を介して撮像素
子の受光面上に結像し、光を電気信号に光電変換してい
る。ここで用いられる撮像素子として、以前は撮像管が
使われていたが、近年の民生用ビデオカメラでは、小
型、低コストへとユーザニーズが変遷していく中で、C
CD等の固体撮像素子が一般的に広く使われるようにな
ってきている。2. Description of the Related Art As is well known, in a solid-state image pickup device such as a video camera, a subject image is formed on a light receiving surface of an image pickup device through a desired optical system, and light is photoelectrically converted into an electric signal. As an image pickup device used here, an image pickup tube was used before, but in consumer video cameras in recent years, as user needs change to small size and low cost, C
Solid-state image pickup devices such as CDs are generally widely used.
【0003】一方で、ビデオカメラに用いられる光量の
絞り制御装置では、後述するように固体撮像素子へ入射
する光量が一定になるように制御されるため、絞り羽根
の駆動にガルバノメータが一般に用いられている。On the other hand, in the diaphragm control device for the light quantity used in the video camera, the galvanometer is generally used for driving the diaphragm blades because the light quantity incident on the solid-state image pickup device is controlled to be constant as described later. ing.
【0004】このガルバノメータは、図7に示すように
ロータ44と、このロータ44を回動自在に保持し、ロ
ータ44の中心軸に対向するように巻回された駆動コイ
ル43a及び制動コイル45aを、それぞれ有する第1
のステータ43および第2のステータ45があり、これ
らロータ44と各ステータ43,45をパッケージング
する各種ハウジング42,47,48と端子板41とか
らその主要部が構成され、必要に応じて回転位置検出用
のホール素子46が内蔵されている。As shown in FIG. 7, this galvanometer includes a rotor 44, a rotor 44 that holds the rotor 44 rotatably, and a drive coil 43a and a braking coil 45a that are wound so as to face the central axis of the rotor 44. , Each has first
And a second stator 45, and the rotor 44, various housings 42, 47 and 48 for packaging the respective stators 43 and 45, and the terminal plate 41 constitute a main part thereof, and rotate as necessary. A Hall element 46 for position detection is built in.
【0005】図8は、ガルバノメータの動作説明用の模
式図で、上段は、ロータ中心軸に対して垂直な面で切っ
たときの状態を、ロータ44と駆動コイル43aだけで
簡易的に表わした状態図である。駆動コイル43aに
は、電流iが通電され、これによって駆動コイル内に発
生した磁界Bによりコイル端で磁極N,Sが発生する。
そこでロータ内に着磁された磁極との吸引,反発によ
り、ロータが回転するが、この様子を下段にロータ回転
角π/4毎に順次横に並べた線図で示してある。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of the galvanometer. The upper part shows a state when cut by a plane perpendicular to the rotor center axis simply by the rotor 44 and the drive coil 43a. It is a state diagram. A current i is applied to the drive coil 43a, and a magnetic field B generated in the drive coil 43a generates magnetic poles N and S at the coil ends.
Thereupon, the rotor rotates due to attraction and repulsion with the magnetic poles magnetized in the rotor. This is shown in the lower diagram by a diagram in which the rotor rotation angles π / 4 are sequentially arranged side by side.
【0006】この下段の線図23は、前述のように通電
した際発生するトルクを示すもので、横軸をロータの回
転角(θ)に、縦軸をトルクにとったものである。この
際、CW方向に回転を生じさせるトルクを(+)と、ま
たCCW方向に回転を生じさせるトルクを(−)として
ある。この図から明らかなように、θ=−π,0,πの
ロータ位置においては、回転を生じさせるトルクが発生
しないことがわかる。The lower diagram 23 shows the torque generated when electricity is applied as described above, with the horizontal axis representing the rotation angle (θ) of the rotor and the vertical axis representing the torque. At this time, the torque that causes rotation in the CW direction is (+), and the torque that causes rotation in the CCW direction is (-). As is clear from this figure, at the rotor positions of θ = −π, 0, π, it is understood that no torque that causes rotation is generated.
【0007】ところで、光量の絞り制御装置において
は、ロータの回転角を駆動部材にて絞り羽根に伝達し、
絞り羽根が所定量まで光路上に進入することにより、露
光制御を行っている。従って、絞り羽根駆動範囲内にお
いて、上記トルクが発生しないロータ角をロータ使用範
囲角度内に含ませると、機能不能になってしまう。そこ
で、ロータの使用範囲角を−π<θ<0もしくは0<θ
<πの範囲内に設定するようにしている。By the way, in the diaphragm control device for the light quantity, the rotation angle of the rotor is transmitted to the diaphragm blades by the drive member,
The exposure control is performed by the diaphragm blade entering the optical path up to a predetermined amount. Therefore, if the rotor angle that does not generate the torque is included in the rotor use range angle within the diaphragm blade drive range, the rotor becomes inoperable. Therefore, the range angle of the rotor is set to -π <θ <0 or 0 <θ.
It is set within the range of <π.
【0008】さて、上述したように、ロータの回転にあ
たっては、通電された駆動コイルから発生する磁界と、
ロータの着磁磁界との関係によりロータが回転するの
で、θ=−π,0,π以外のロータ位置から通電した状
態では、図7に示すようにθ=−π,0,πまで回転す
ると、そこで停止してしまう。また通電を止めると駆動
コイル内から磁界が発生しないので、ロータはそれ自体
は回転しようとしないが、構造上、外力により簡単に回
ってしまう。As described above, in rotating the rotor, the magnetic field generated from the energized drive coil,
Since the rotor rotates due to the relationship with the magnetized magnetic field of the rotor, when the rotor is energized from a rotor position other than θ = −π, 0, π, as shown in FIG. 7, when the rotor rotates up to θ = −π, 0, π. , I will stop there. Further, when the energization is stopped, a magnetic field is not generated from inside the drive coil, so the rotor does not try to rotate itself, but due to the structure, it easily rotates due to an external force.
【0009】従って、ガルバノメータを光量の絞り制御
装置の駆動アクチュエータとして用いた場合、その停止
位置を自己保持する能力をもたないので、何らかの付勢
手段が必要になる。そして、被写体像の明るさに応じて
固体撮像素子へ入射する光量を常に一定に制御する上で
は、ロータ出力に相反する方向に付勢する付勢手段を設
け、適宜任意の絞り開口面積が得られるように、絞り羽
根を駆動伝達手段を介して駆動する必要がある。Therefore, when the galvanometer is used as the drive actuator of the diaphragm control device for the amount of light, it does not have the ability to self-hold the stop position, so some kind of biasing means is required. In order to constantly control the amount of light incident on the solid-state image sensor according to the brightness of the subject image, a biasing unit that biases the rotor output in a direction opposite to that of the rotor output is provided to obtain an appropriate aperture opening area. As described above, it is necessary to drive the diaphragm blade via the drive transmission means.
【0010】またこのときの付勢方向としては、実公昭
60−20105号に開示されているように、撮像素子
たる撮像管の保護のため、電源が切られた状態において
絞り羽根が閉じ込み、被写体光を遮光する絞り閉成方向
に付勢されていた。As for the urging direction at this time, as disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 60-20105, in order to protect the image pickup tube which is an image pickup element, the diaphragm blades are closed when the power is turned off. It was urged in the closing direction of the diaphragm to block the subject light.
【0011】図9は、ビデオカメラにおける従来の絞り
制御装置の電気的構成を示すブロック構成図で、被写体
光は、撮影レンズ31、絞り32を通り撮像素子33へ
入力される。この撮像素子33の出力信号(撮像信号)
は輝度検出回路34に入力されると共に、図示しない撮
像系にも送られて信号処理される。FIG. 9 is a block diagram showing the electrical construction of a conventional aperture control device in a video camera, in which subject light is input to an image sensor 33 through a taking lens 31 and an aperture 32. Output signal of this image pickup device 33 (image pickup signal)
Is input to the brightness detection circuit 34 and is also sent to an image pickup system (not shown) for signal processing.
【0012】上記輝度検出回路34で検出された輝度信
号Bは、誤差増幅回路35に入力され、絞り基準信号A
との差が増幅される。そして、同誤差増幅回路35の出
力信号Cにより、駆動回路36を介してガルバノメータ
40が駆動され、絞り32が開閉動作する。The brightness signal B detected by the brightness detection circuit 34 is input to the error amplification circuit 35, and the diaphragm reference signal A is input.
The difference between and is amplified. Then, the output signal C of the error amplification circuit 35 drives the galvanometer 40 via the drive circuit 36, and the diaphragm 32 opens and closes.
【0013】即ち、絞り32はA=Bとなるように、つ
まり撮像素子33への入射光量が一定値になるように、
絞り32が閉ループ制御されることになる。この場合、
絞り32が全開になっても入射光量が不足する場合はA
>Bになってしまうが、撮像系の方でゲインを上げるこ
とにより露出レベルが一定になるように制御される。図
10は、上記図9における誤差増幅回路35と駆動回路
36の構成を示す回路図で、この場合、絞り機構は、
「絞り閉」方向にバネで付勢されているものとする。That is, the diaphragm 32 is set so that A = B, that is, the amount of light incident on the image pickup device 33 becomes a constant value.
The diaphragm 32 will be closed-loop controlled. in this case,
If the amount of incident light is insufficient even if the diaphragm 32 is fully open, A
However, the exposure level is controlled to be constant by increasing the gain in the imaging system. FIG. 10 is a circuit diagram showing the configuration of the error amplification circuit 35 and the drive circuit 36 in FIG. 9 described above. In this case, the diaphragm mechanism is
It is assumed that the spring is biased in the "closed" direction.
【0014】誤差増幅回路35は、絞り基準信号Aと輝
度信号Bとの差を演算して増幅するオペアンプOP1
と、このアンプOP1の増幅率を設定する固定抵抗器R
1,R2とから構成されている。また駆動回路36は、
NPN型トランジスタQ1で形成され、同トランジスタ
Q1によりガルバノメータ40の駆動コイル43aに流
れる電流Iを制御する。なお、ガルバノメータ40の制
動コイルは省略している。この場合ガルバノメータ40
のロータ44は、電流Iによって発生する絞り開方向の
回転力と絞り閉方向のバネ力とが吊り合う位置で停止す
る。The error amplifying circuit 35 calculates the difference between the aperture reference signal A and the luminance signal B and amplifies the operational amplifier OP1.
And a fixed resistor R for setting the amplification factor of this amplifier OP1
1 and R2. The drive circuit 36 is
It is formed of an NPN transistor Q1 and controls the current I flowing through the drive coil 43a of the galvanometer 40 by the transistor Q1. The braking coil of the galvanometer 40 is omitted. In this case galvanometer 40
The rotor 44 stops at a position where the rotational force in the throttle opening direction generated by the current I and the spring force in the throttle closing direction are suspended.
【0015】このように構成された従来の駆動手段にお
いて、例えば被写体の明るさが暗くなる方向に変化した
場合は、 A>B になるため、オペアンプOP1の出力端Cのレベルが上
昇する。その結果、電流Iが増加して「絞り開」方向に
ガルバノメータ40のロータ44が回転し、 A=B になる位置即ち入射光量が所定の値になる位置まで移動
する。In the conventional driving means having such a structure, when the brightness of the subject changes in the direction of darkening, for example, A> B, so that the level of the output terminal C of the operational amplifier OP1 rises. As a result, the current I increases and the rotor 44 of the galvanometer 40 rotates in the “opening” direction, and moves to a position where A = B, that is, a position where the incident light amount reaches a predetermined value.
【0016】絞りが全開にならない範囲である程度以上
明るい条件下では、電流Iが減少して「絞り閉」方向に
ロータ44が回転し、 A=B の関係が保たれるように制御される。そのときのオペア
ンプOP1の出力端Cの電位(駆動巻線に加えられる電
圧に略等しい)はVccよりも可成り低い例えば(1/
2)Vcc程度で、バネ力と吊り合うトルクが発生するよ
うに通常は設計される。Under a condition that the aperture is not fully opened and is brighter than a certain extent, the current I decreases and the rotor 44 rotates in the "closed" direction, so that the relation of A = B is maintained. At that time, the potential of the output terminal C of the operational amplifier OP1 (approximately equal to the voltage applied to the drive winding) is considerably lower than Vcc, for example (1 /
2) It is usually designed to generate a torque that suspends the spring force at about Vcc.
【0017】次に、ある程度以上暗い条件、例えば絞り
が全開になっても入射光量が十分でない条件では、常に A>B の関係が成り立つ。その結果、オペアンプOP1の出力
端Cの電圧は、略電源電圧Vccのレベルまで上昇し、 A=B となる前記条件の約2倍の電流が駆動コイル43aに流
れ続けることになる。Next, under a dark condition above a certain level, for example, under the condition that the amount of incident light is not sufficient even when the diaphragm is fully opened, the relation of A> B is always established. As a result, the voltage at the output terminal C of the operational amplifier OP1 rises to the level of the power supply voltage Vcc, and a current approximately twice as large as the above condition of A = B continues to flow in the drive coil 43a.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】このようにロータ出力
と相反する方向に付勢された付勢手段との吊り合いか
ら、絞り開口面積を可変して保持する構造にしているた
め、使用時には、被写体の明るさが一定、もしくは可変
の如何に拘わらず、駆動コイルに常時通電しておく必要
がある。As described above, the structure is such that the aperture area of the diaphragm is changed and held by the suspension with the biasing means biased in the direction opposite to the rotor output. It is necessary to constantly energize the drive coil regardless of whether the brightness of the subject is constant or variable.
【0019】また、上記従来構成の光量の絞り制御装置
においては、絞り羽根と地板との摩擦低減、絞り羽根同
士の接触回避による不必要な駆動負荷の防止、付勢手段
たるバネ等の力量ダウンによる駆動負荷低減等種々の対
策がとられ、省電力化への改善がなされつつある。しか
しながら、上述したように、使用時には常に駆動コイル
に通電しておく必要があるので、消費電力の低減化への
決定的な解決手段とはなっていない。Further, in the above-mentioned light amount diaphragm control device, the friction between the diaphragm blades and the base plate is reduced, the unnecessary driving load is prevented by avoiding the contact between the diaphragm blades, and the force such as a spring as a biasing means is reduced. Various measures have been taken such as reduction of driving load due to the improvement of power saving. However, as described above, since it is necessary to always energize the drive coil at the time of use, it is not a decisive means for reducing the power consumption.
【0020】特に、室内撮影時や夕方の撮影時等のよう
に絞り全開にして撮影する際には、駆動コイルに大電流
が流れることになる。このことは、電池電源で駆動され
る例えば小型ビデオカメラ等では大きな問題になってい
る。In particular, when shooting with the aperture fully opened, such as when shooting indoors or in the evening, a large current flows through the drive coil. This poses a serious problem in battery-powered small video cameras, for example.
【0021】そこで本発明の目的は、上記問題点を解消
し、簡単な構成で低消費電力化を図った固体撮像装置用
絞り制御装置を提供するにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and provide a diaphragm control device for a solid-state image pickup device with a simple structure and low power consumption.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明の固体撮像装置用
絞り制御装置は、絞り部材と、絞り部材を絞りが開放状
態になるように付勢する付勢手段と、付勢手段の付勢力
に抗して絞り部材を電気的エネルギを利用して駆動する
駆動手段と、を具備したことを特徴とする。A diaphragm control device for a solid-state image pickup device according to the present invention comprises a diaphragm member, a biasing means for biasing the diaphragm member so that the diaphragm is in an open state, and a biasing force of the biasing means. Drive means for driving the diaphragm member by using electrical energy against the above.
【0023】[0023]
【作用】この固体撮像装置用絞り制御装置では、常時は
付勢手段により絞りが開放状態に設定されていて、絞り
を絞るときは駆動手段が付勢手段の付勢力に抗して絞り
部材を駆動する。In this diaphragm control device for a solid-state image pickup device, the diaphragm is normally set to the open state by the biasing means, and when the diaphragm is narrowed, the driving means resists the biasing force of the biasing means to move the diaphragm member. To drive.
【0024】[0024]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図2,3は、本発明の実施例に係る固体撮像装置
用絞り制御装置のメカ機構の分解斜視図であって、第1
の地板1から第2の地板51間に配置される構成部材を
図2に、また駆動アーム4の関係の部材を図3にそれぞ
れ示すことにする。なお、符号m1〜m7は、図2,3
間の結合関係を示す符号である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 2 and 3 are exploded perspective views of a mechanical mechanism of a diaphragm control device for a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention.
2 and the members related to the drive arm 4 are shown in FIG. 3, respectively. The symbols m1 to m7 are the same as those in FIGS.
It is a code indicating a connection relationship between the two.
【0025】図2,3において、第1の地板1と第2の
地板51との間に、絞り開口量を規制する、絞り部材と
しての第1の絞り羽根2と第2の絞り羽根3が、光軸に
垂直な面上において上下方向に摺動自在なように介挿さ
れている。これら第1の絞り羽根2と第2の絞り羽根3
は、第1の地板1の透光孔1d以外の場所に設けられて
いる複数の凸状部1aと、第2の地板51に同様に透光
孔51a以外の場所に、図示していないが設けられた凸
状部によって、それぞれの絞り羽根が接触しないよう、
光軸上適切な位置に保持されている。In FIGS. 2 and 3, a first diaphragm blade 2 and a second diaphragm blade 3 serving as diaphragm members, which regulate the aperture opening amount, are provided between the first base plate 1 and the second base plate 51. , Is inserted so as to be vertically slidable on a plane perpendicular to the optical axis. The first diaphragm blade 2 and the second diaphragm blade 3
Although not shown in the drawing, the plurality of convex portions 1a provided on the first ground plate 1 at positions other than the light transmitting holes 1d and the second ground plate 51 at positions other than the light transmitting holes 51a are not shown. Due to the provided convex portion, each diaphragm blade does not touch,
It is held at an appropriate position on the optical axis.
【0026】上記第1の絞り羽根2の図における右側縁
に平行に長孔2a,2bがそれぞれ穿設され、同長孔2
a,2bにそれぞれ摺動自在に嵌入された第1のガイド
ピン52a,52bの片端が、上記第1の地板1に圧
入、熔接あるいは接着等により固着されている。そし
て、他端が第2の地板51に支持される。The long holes 2a and 2b are formed in parallel with the right side edge of the first diaphragm blade 2 in the drawing.
One ends of the first guide pins 52a and 52b slidably fitted in the a and 2b are fixed to the first base plate 1 by press fitting, welding or adhesion. Then, the other end is supported by the second base plate 51.
【0027】上記長孔2aの上方には、この第1の絞り
羽根2の上側縁に平行な長孔2cが穿設されていて、後
述する駆動アーム4の駆動ピン4aが摺動自在に嵌入さ
れるようになっている。また、この第1の絞り羽根2の
下方には、上記第2の絞り羽根3と協同して被写体光の
透過光量を調節する部分円弧状の湾曲部2dが形成され
ている。A long hole 2c parallel to the upper edge of the first diaphragm blade 2 is formed above the long hole 2a, and a drive pin 4a of a drive arm 4 described later is slidably fitted therein. It is supposed to be done. A curved portion 2d having a partial arc shape is formed below the first diaphragm blade 2 to adjust the amount of transmitted light of the subject light in cooperation with the second diaphragm blade 3.
【0028】上記第2の絞り羽根3の図における左側縁
に平行に長孔3a,3bがそれぞれ穿設され、同長孔3
a,3bにそれぞれ摺動自在に嵌入された第2のガイド
ピン53a,53bの片端が、上記第1の地板1に固着
されている。そして、他端が第2の地板51に支持され
る。The long holes 3a and 3b are formed in parallel with the left side edge of the second diaphragm blade 3 in the drawing.
One ends of the second guide pins 53a and 53b slidably fitted in the a and 3b are fixed to the first main plate 1. Then, the other end is supported by the second base plate 51.
【0029】上記長孔3aの上方には、この第2の絞り
羽根3の上側縁に平行に長孔3cが穿設されていて、後
述する駆動アーム4の駆動ピン4bが摺動自在に嵌入さ
れるようになっている。また、この第2の絞り羽根3の
下方に、被写体光の透過光量を調節する部分円弧状の湾
曲部3dが形成されている。A slot 3c is formed above the slot 3a in parallel with the upper edge of the second diaphragm blade 3, and a drive pin 4b of a drive arm 4 described later is slidably fitted therein. It is supposed to be done. Further, below the second diaphragm blade 3, a curved portion 3d having a partial arc shape for adjusting the amount of transmitted light of the subject light is formed.
【0030】また、上記第2の地板51の第1の地板1
に対する位置関係は、第1の位置決めピン55a,55
bにより規制され、第1のビス54a,54b,54c
により固定されている。The first main plate 1 of the second main plate 51
To the first positioning pins 55a, 55
regulated by b, the first screws 54a, 54b, 54c
It is fixed by.
【0031】上記第1の地板1の図における右方、つま
りCCD側には、絞りを開放に設定するため、物体側か
らCCD側へ図中の絞り制御装置を見たときCW方向
(時計方向)にチャージされた捩りコイルバネ5を保持
するバネフランジ6が、バネ止めビス57によって上記
地板1に固定される。更に、その右方に絞り駆動部とし
てのガルバノメータ40が、第2の位置決めピン56
a,56bを介し、第2のビス58a,58bにより、
上記第1の地板1に固定されている。On the right side of the first main plate 1 in the figure, that is, on the CCD side, the aperture is set to open, so when the aperture control device in the figure is viewed from the object side to the CCD side, the CW direction (clockwise direction) is seen. The spring flange 6 for holding the torsion coil spring 5 charged in () is fixed to the main plate 1 by the spring fixing screw 57. Further, on the right side thereof, the galvanometer 40 as a diaphragm driving unit is provided with the second positioning pin 56.
through the second screw 58a, 58b through a, 56b,
It is fixed to the first main plate 1.
【0032】上記ガルバノメータ40の回転軸40aに
は、このメータ40の回転力を上記第1,第2の絞り羽
根2,3に伝達する駆動アーム4が固着されている。こ
の駆動アーム4の図における左方に第2のバネ受け4c
が植立されていて、上記バネ5の一端が係止されるよう
になっている。なお、このバネ5の他端は、上記第1の
地板1の上方に設けられた第1のバネ受け1eに係止さ
れている。A drive arm 4 for transmitting the rotational force of the meter 40 to the first and second diaphragm blades 2 and 3 is fixed to the rotary shaft 40a of the galvanometer 40. A second spring receiver 4c is provided on the left side of the drive arm 4 in the drawing.
Are planted, and one end of the spring 5 is locked. The other end of the spring 5 is locked to a first spring receiver 1e provided above the first base plate 1.
【0033】上記駆動アーム4の両端に起立して設けら
れた第1の駆動ピン4aと第2の駆動ピン4bとは、上
記第1の地板1の上部両側縁寄りに穿設された開口部1
b,1cを通り、第1の絞り羽根2の上部長孔2cと第
2の絞り羽根3の上部長孔3cとに、それぞれ係合され
るようになっている。The first drive pin 4a and the second drive pin 4b, which are provided upright at both ends of the drive arm 4, have openings formed near the upper edges of the first main plate 1. 1
The upper elongated hole 2c of the first diaphragm blade 2 and the upper elongated hole 3c of the second diaphragm blade 3 are engaged with each other through b and 1c.
【0034】図1は、上記図2,3における捩りコイル
バネ5の付勢力による駆動アーム4を介した第1,第2
の絞り羽根2,3の動きを説明する為、図2,3におい
て物体側からCCD側を見たときの要部正面図である。FIG. 1 shows the first and the second via the drive arm 4 by the urging force of the torsion coil spring 5 in FIGS.
FIG. 4 is a front view of relevant parts when the CCD side is viewed from the object side in FIGS. 2 and 3 in order to explain the movement of the diaphragm blades 2 and 3.
【0035】上記バネ5の一端は、前記ガルバノメータ
40の回転軸40aに固定された駆動アーム4の端部寄
りに植立された第2のバネ受け4cに、他端は、第1の
地板1の上部側縁に植設された第1のバネ受け1eに、
それぞれ係止されている。そして、上記駆動アーム4の
両端に設けられた第1,第2の駆動ピン4a,4bは、
それぞれ第1,第2の絞り羽根2,3に係合されてい
る。One end of the spring 5 is attached to a second spring receiver 4c which is set up near the end of the drive arm 4 fixed to the rotary shaft 40a of the galvanometer 40, and the other end is attached to the first main plate 1. The first spring bearing 1e planted on the upper side edge of
Each is locked. The first and second drive pins 4a and 4b provided at both ends of the drive arm 4 are
The first and second diaphragm blades 2 and 3 are engaged with each other.
【0036】即ち、絞り部材を絞りが開放状態になるよ
うに付勢する付勢手段が上記戻りコイルバネ5により、
また付勢手段の付勢力に抗して絞り部材を電気的エネル
ギを利用して駆動する駆動手段が上記ガルバノメータ4
0によって、それぞれ形成されている。That is, the return coil spring 5 serves as an urging means for urging the diaphragm member so that the diaphragm is opened.
Further, the driving means for driving the diaphragm member using electric energy against the biasing force of the biasing means is the galvanometer 4 described above.
0, respectively.
【0037】上記図1〜3に示すように構成されたこの
絞り制御装置では、捩りコイルバネ5のチャージ方向が
図2,3に示すCW方向なので、同バネ5の付勢力は図
1に示すCCW方向(反時計方向)に作用する。従っ
て、駆動アーム4がCCW方向に回転するから、同アー
ム4の駆動ピン4aに係合された第1の絞り羽根2は、
長孔2a,2bで直進案内され、光軸に垂直な上方向
に、また同アーム4の駆動ピン4bに係合された第2の
絞り羽根3は、長孔3a,3bで直進案内され、光軸に
垂直な下方向にそれぞれ摺動する。このとき絞り開口が
最大になるように、、第1の絞り羽根2の部分円弧状部
2dと、第2の絞り羽根3の部分円弧状部3dとが、そ
れぞれ形成されている。In the aperture control device constructed as shown in FIGS. 1 to 3, the torsion coil spring 5 is charged in the CW direction shown in FIGS. 2 and 3, so that the urging force of the spring 5 is CCW shown in FIG. It acts in the direction (counterclockwise). Therefore, since the drive arm 4 rotates in the CCW direction, the first diaphragm blade 2 engaged with the drive pin 4a of the arm 4 is
The second aperture blade 3 which is guided straight through the long holes 2a and 2b and which is engaged with the drive pin 4b of the arm 4 in the upward direction perpendicular to the optical axis is straightly guided through the long holes 3a and 3b. Each slides in the downward direction perpendicular to the optical axis. At this time, the partial arc-shaped portion 2d of the first diaphragm blade 2 and the partial arc-shaped portion 3d of the second diaphragm blade 3 are formed so that the diaphragm aperture is maximized.
【0038】一方、ガルバノメータ40は、通電される
ことによりCW方向に回転するよう、絞り開口を全閉か
ら全開までの全範囲に亘ってロータ作動角を設定してあ
る。この際、前記図8の説明で述べたトルクが発生しな
いロータ角度位置を避けて上記ロータ作動角が設定され
ている。On the other hand, in the galvanometer 40, the rotor operating angle is set over the whole range from the fully closed to the fully opened so that the galvanometer 40 rotates in the CW direction when energized. At this time, the rotor working angle is set so as to avoid the rotor angular position where torque is not generated as described in the explanation of FIG.
【0039】従って、捩りコイルバネ5の付勢方向とガ
ルバノメータ40の通電時の回転方向から、前述のよう
に通電されなければ、捩りコイルバネ5の付勢力に従っ
て絞り開口が最大になるし、通電されればその通電量と
ロータの角度位置から、発生するトルクが決まるので、
その発生トルクと捩りコイルバネ5によって発生する付
勢力とが釣り合えば、その釣り合ったロータ角度位置に
おける絞り開口に制御される。また以上のことから、ガ
ルバノメータの発生トルクが捩りコイルバネ5の付勢力
を上廻われば絞り開口は小さくなっていくし、逆に下廻
われば絞り開口は大きくなっていくように制御されてい
る。Therefore, from the biasing direction of the torsion coil spring 5 and the rotating direction of the galvanometer 40 when the galvanometer 40 is energized, if the energization is not performed as described above, the iris opening becomes maximum according to the biasing force of the torsion coil spring 5 and the energization is performed. For example, the generated torque is determined by the amount of electricity and the angular position of the rotor.
If the generated torque and the biasing force generated by the torsion coil spring 5 are in balance, the throttle opening is controlled at the balanced rotor angular position. Further, from the above, the throttle opening is controlled so that if the torque generated by the galvanometer exceeds the biasing force of the torsion coil spring 5, the diaphragm opening becomes smaller, and conversely if it becomes lower, the diaphragm opening becomes larger.
【0040】図4は、駆動アーム4を付勢する付勢部材
として、捩りコイルバネ5に代え、引張りコイルバネ5
Aによった例で、同コイルバネ5Aによるバネ付勢方向
は図における下方向になっている。そして、このコイル
バネ5Aは、その一端が駆動アーム4に植設されたピン
4Aに、その他端が第1の地板1に植設されたピン1A
にそれぞれ係止された引張りバネになっている。FIG. 4 shows a tension coil spring 5 instead of the torsion coil spring 5 as a biasing member for biasing the drive arm 4.
In the example according to A, the spring urging direction by the coil spring 5A is the downward direction in the figure. The coil spring 5A has a pin 4A having one end planted in the drive arm 4 and a pin 1A having the other end planted in the first main plate 1.
It is a tension spring locked to each.
【0041】上記図1〜4では、“絞り開”方向への付
勢部材としてバネで説明したが、本発明はこれに限定さ
れることなく、磁石あるいはゴム状部材であってもよ
い。また、被写体光を絞り制御する絞り部材として光軸
に垂直な方向に上下動する2枚の絞り羽根で説明した
が、本発明はこれに限定されることなく、多数の羽根を
リング状に摺動させる所謂矢車型とか、2枚の羽根を光
軸に垂直な面内で円弧状の軌跡を画きながら開口量を制
御する所謂ハサミ型にも適用することができる。In FIGS. 1 to 4, the spring has been described as the biasing member in the "throttle opening" direction, but the present invention is not limited to this and may be a magnet or a rubber-like member. Further, two diaphragm blades that move up and down in the direction perpendicular to the optical axis have been described as diaphragm members for diaphragm control of subject light, but the present invention is not limited to this, and a large number of blades are slid in a ring shape. The present invention can also be applied to a so-called arrow wheel type in which the blades are moved, or a so-called scissor type in which two blades control an opening amount while drawing an arcuate locus in a plane perpendicular to the optical axis.
【0042】次に、このように構成された本発明に係る
固体撮像装置用絞り制御装置の第1実施例を図5により
説明する。この第1実施例が前記図10に示した従来例
と大きく異なる点は、駆動回路36としてのNPN型ト
ランジスタQ1に代え、PNP型トランジスタQ2にし
たことで、同トランジスタQ2のエミッタがガルバノメ
ータ40の駆動コイル43aの一端P2に、同コイル4
3aの他端P1が電源電圧Vccを印加する端子に、それ
ぞれ接続されている。これらの点を除けば上記従来例と
異なるところがないので、誤差増幅回路35を始めとし
た各構成部材には同じ符号を付してその説明を省略す
る。なお、絞り機構は、上記図1〜4で説明したように
絞りが開く方向にバネ等によって付勢されているものと
する。Next, a first embodiment of the diaphragm control device for a solid-state image pickup device according to the present invention constructed as described above will be described with reference to FIG. The difference between the first embodiment and the conventional example shown in FIG. 10 is that a PNP transistor Q2 is used instead of the NPN transistor Q1 as the drive circuit 36, and the emitter of the transistor Q2 is the galvanometer 40. The one end P2 of the drive coil 43a is connected to the coil 4
The other end P1 of 3a is connected to a terminal for applying the power supply voltage Vcc. Except for these points, there is no difference from the above-mentioned conventional example, so that the same reference numerals are given to the respective constituent members including the error amplification circuit 35, and the description thereof will be omitted. It is assumed that the diaphragm mechanism is biased by a spring or the like in the direction in which the diaphragm opens as described in FIGS.
【0043】このように構成されたこの第1実施例にお
いては、駆動コイル43aに流れる電流Iの方向がP1
→P2となって従来例と逆方向になるため、ロータ44
で発生する回転力の方向も従来例と逆の「閉方向」にな
る。In the thus constructed first embodiment, the direction of the current I flowing through the drive coil 43a is P1.
→ P2 is set and the direction is opposite to that of the conventional example.
The direction of the rotational force generated in 1 is also the "closing direction", which is the reverse of the conventional example.
【0044】絞りが全開にならない範囲である程度以上
明るい条件下では、被写体輝度信号Bが絞り基準信号A
に対し A=B となるようにオペアンプOP1の出力端Cの電圧が制御
され、トランジスタQ2を介して駆動コイル43aに電
流Iが流れる。このときの電流Iは、バネ力と釣り合う
回転力を発生させるものであり、従来例とほぼ同じ値に
なる。Under a condition that the aperture is not fully opened and is bright to some extent, the subject brightness signal B is equal to the aperture reference signal A.
On the other hand, the voltage at the output terminal C of the operational amplifier OP1 is controlled so that A = B, and the current I flows through the drive coil 43a via the transistor Q2. The current I at this time generates a rotational force that balances the spring force, and has almost the same value as in the conventional example.
【0045】ある程度以上暗い、例えば絞りを全開にし
ても入射光量が十分でない条件下では、常に A>B の関係が成り立つ。その結果、オペアンプOP1の出力
端Cの電圧は、略Vccまで上昇し、トランジスタQ2が
オフ状態になるため、I=0で安定する。即ち絞りはバ
ネ力のみで全開状態になる。Under a condition where the light is dark to some extent, for example, the amount of incident light is not sufficient even when the diaphragm is fully opened, the relation of A> B is always established. As a result, the voltage at the output terminal C of the operational amplifier OP1 rises to about Vcc, and the transistor Q2 is turned off, so that it stabilizes at I = 0. That is, the diaphragm is fully opened only by the spring force.
【0046】即ち、上記PNP型トランジスタQ2を図
5のように接続することにより、絞り開放時に駆動コイ
ル43aに流れる電流を最小にする制御手段を構成でき
る。図6は、本発明の第2実施例を示す固体撮像装置用
絞り制御装置における誤差増幅回路35と駆動回路36
の概略を示す回路図で、この第2実施例が前記図10に
示した従来例と大きく異なる点は、誤差増幅回路35の
構成要素の一つであるオペアンプOP1の反転入力端と
非反転入力端とにそれぞれ印加される絞り基準信号Aと
輝度信号Bとを、それぞれ逆に印加するようにしたこと
で、これによりオペアンプOP1の出力端Cの電位が上
記第1実施例と逆に、つまり A>B なら“L”レベルに A<B なら“H”レベルにそれぞれなる。従って、NPN型ト
ランジスタQ1のコレクタが電源電圧Vccに、エミッタ
が駆動コイル43aの一端P1に接続される。そして同
コイル43aの他端P2は接地される。これらの点を除
けば上記第1実施例と異なるところがないので、同じ構
成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。な
お、絞り機構は、上記第1実施例と同じように、絞り開
の方向にバネ等で付勢されているものとする。That is, by connecting the PNP transistor Q2 as shown in FIG. 5, it is possible to configure a control means for minimizing the current flowing through the drive coil 43a when the diaphragm is opened. FIG. 6 shows an error amplifier circuit 35 and a drive circuit 36 in a diaphragm controller for a solid-state image pickup device according to a second embodiment of the present invention.
In the circuit diagram showing the outline of FIG. 10, the second embodiment is largely different from the conventional example shown in FIG. 10 in that the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1 which is one of the components of the error amplifier circuit Since the diaphragm reference signal A and the luminance signal B applied to the end are applied in reverse, the potential of the output end C of the operational amplifier OP1 is opposite to that in the first embodiment, that is, If A> B, it becomes "L" level, and if A <B, it becomes "H" level. Therefore, the collector of the NPN transistor Q1 is connected to the power supply voltage Vcc, and the emitter is connected to the one end P1 of the drive coil 43a. The other end P2 of the coil 43a is grounded. Except for these points, there is no difference from the first embodiment described above, so the same components are assigned the same reference numerals and explanations thereof are omitted. Note that the diaphragm mechanism is biased by a spring or the like in the direction of opening the diaphragm, as in the first embodiment.
【0047】このように構成されたこの第2実施例にお
いては、ガルバノメータ40の駆動コイル43aに流れ
る電流Iの通電方向が、上記第1実施例と同じように、
端子P1から端子P2に向う方向になり、前記従来例の
場合と逆になるので、ロータ44に発生する回転力の方
向も従来例と逆の「絞り閉」の方向になる。In the second embodiment thus constructed, the current I flowing through the drive coil 43a of the galvanometer 40 is directed in the same direction as in the first embodiment.
Since the direction is from the terminal P1 to the terminal P2, which is the reverse of the case of the conventional example, the direction of the rotational force generated in the rotor 44 is also the direction of "closed stop", which is the reverse of the conventional example.
【0048】そこで、絞りが全開にならない範囲である
程度以上明るい条件下では、被写体輝度信号Bが絞り基
準信号Aに対し A=B になるように、オペアンプOP1の出力端Cの電圧が制
御され、つれて、トランジスタQ1を介して駆動コイル
43aに電流Iが流れる。Under the condition that the aperture is not fully opened and is bright to some extent, the voltage of the output terminal C of the operational amplifier OP1 is controlled so that the subject brightness signal B becomes A = B with respect to the aperture reference signal A. Then, the current I flows through the drive coil 43a via the transistor Q1.
【0049】ある程度以上暗い、例えば絞りを全開にし
ても入射光量が十分でない条件下では、常に A>B の関係が成り立つ。その結果、オペアンプOP1の出力
端Cの電圧は、略接地レベルになり、トランジスタQ1
がオフになるため駆動電流Iが I=0 になる。即ち、絞りがバネ力のみで全開状態になる。Under a condition where the light is dark to some extent, for example, the amount of incident light is not sufficient even when the diaphragm is fully opened, the relationship of A> B always holds. As a result, the voltage of the output terminal C of the operational amplifier OP1 becomes substantially the ground level, and the transistor Q1
Is turned off, the drive current I becomes I = 0. That is, the diaphragm is fully opened only by the spring force.
【0050】即ち、上記NPN型トランジスタQ1を図
6のように接続することにより、絞り開放時に駆動コイ
ル43aに流れる電流を最小にする制御手段を構成でき
る。上記第1,第2実施例では、駆動巻線に流れる電流
Iの方向を変えてガルバノメータ40の回転力の発生方
向を変えたが、ガルバノメータ40は前記図8に示すよ
うに回転角が180°変わると、トルクの極性が変わる
ため、駆動電流の通電方向は変えずにガルバノメータの
ロータと駆動アームとの位置関係を従来と180°ずら
しても本発明を実現できる。That is, by connecting the NPN transistor Q1 as shown in FIG. 6, it is possible to configure a control means for minimizing the current flowing through the drive coil 43a when the diaphragm is opened. In the first and second embodiments, the direction of the rotational force of the galvanometer 40 is changed by changing the direction of the current I flowing through the drive winding. However, the galvanometer 40 has a rotation angle of 180 ° as shown in FIG. If it changes, the polarity of the torque changes. Therefore, the present invention can be realized even if the positional relationship between the rotor of the galvanometer and the drive arm is shifted by 180 ° from the conventional one without changing the energizing direction of the drive current.
【0051】上記各実施例によれば、ビデオカメラ等に
用いられる光量の絞り制御装置の使用状態において、光
量を絞り制御するためガルバノメータへの通電を断続的
にカットすることが可能になる。According to each of the above-mentioned embodiments, it is possible to intermittently cut off the power supply to the galvanometer in order to control the light amount when the aperture control device for the light amount used in a video camera or the like is used.
【0052】近年、ビデオカメラの製品カタログ中のス
ペック欄にも最低被写体照度が必ず記入され、ユーザの
低輝度被写体撮影への要望が高く、またそのような場所
での撮影機会が多いことを物語っている。このような室
内等の比較的暗い場所での撮影では、光量の絞り制御装
置としては、開放絞り付近つまり低いFNoが多用され
るので、上記各実施例によればこのような撮影条件下で
の消費電力減少に著しく貢献することができる。In recent years, the minimum subject illuminance is always written in the specification column of the video camera product catalog, which shows that the user has a high demand for photographing a low-brightness subject and there are many photographing opportunities in such a place. ing. In shooting in a relatively dark place such as in a room, as the aperture control device for the light amount, the F-number near the open aperture, that is, a low FNo is often used. It can significantly contribute to the reduction of power consumption.
【0053】ところで、従来例でも述べた実公昭60−
20105号に係る発明時点においては、撮像素子とし
て、撮像管が広く使われていたので、これに用いられる
光電変換用の光導伝膜が、物性的に弱いことから、長時
間、強い光があたると不可逆的変化を起こす所謂焼きつ
け現象があり、これを防止する必要があった。By the way, as described in the conventional example, the actual model number 60-
At the time of the invention of No. 20105, since an image pickup tube was widely used as an image pickup element, the photoelectric conversion film used for this was weak in physical properties, and thus strong light was applied for a long time. There is a so-called burning phenomenon that causes an irreversible change, and it was necessary to prevent this.
【0054】しかし最近では、前述したように、撮像素
子としてCCD等の固体撮像素子が広く使われるように
なり、これは光電変換素子としてシリコンフォトダイオ
ードを使っているため、事実上焼きつけ現象を起こさな
い。よって強制的に通電が切られる、または、切られた
場合(例えばビデオカメラ本体のメインスイッチのオ
フ)、あるいは使用者が不用意に太陽光、あるいは強い
光源にビデオカメラを向けても本発明に係る装置では撮
像部を損傷する虞がない。However, recently, as described above, a solid-state image pickup device such as a CCD has been widely used as an image pickup device, and since a silicon photodiode is used as a photoelectric conversion device, the phenomenon of burning actually occurs. Absent. Therefore, even if the power is forcibly turned off or turned off (for example, the main switch of the video camera main body is turned off), or the user carelessly points the video camera to the sunlight or a strong light source, the present invention With such a device, there is no risk of damaging the imaging unit.
【0055】上記各実施例では、絞り駆動手段としてガ
ルバノメータを用いるとして説明したが、これに限定さ
れることなく、DCモータ、ステッピングモータ、電磁
ソレノイドあるいは圧電素子等を用いてもよいこと勿論
である。In each of the above embodiments, the galvanometer is used as the diaphragm driving means, but the invention is not limited to this, and a DC motor, a stepping motor, an electromagnetic solenoid, a piezoelectric element or the like may be used. ..
【0056】[0056]
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、常時
は絞りが開放状態になるよう絞り部材が付勢手段によっ
て付勢され、絞りを絞るときにこの付勢手段による付勢
力に抗して、電気的エネルギを利用した駆動手段により
絞り部材を駆動するようにしたので、簡単な構成で低消
費電力化を図れるという顕著な効果が発揮される。As described above, according to the present invention, the diaphragm member is normally urged by the urging means so that the diaphragm is opened, and when the diaphragm is squeezed, the urging force of the urging means is resisted. Further, since the diaphragm member is driven by the driving means utilizing electric energy, the remarkable effect that the power consumption can be reduced with a simple structure is exhibited.
【図1】後記図2,3における要部正面図。FIG. 1 is a front view of a main part in FIGS.
【図2】本発明の実施例に係る固体撮像装置用絞り制御
装置のメカ機構の分解斜視図であって、第1の地板から
第2の地板までの間に配置される構成部材を示す図。FIG. 2 is an exploded perspective view of a mechanical mechanism of the aperture control device for a solid-state imaging device according to the embodiment of the present invention, showing the components arranged between the first ground plate and the second ground plate. ..
【図3】本発明の実施例に係る固体撮像装置用絞り制御
装置のメカ機構の分解斜視図であって、駆動アーム関係
の部材を示す図。FIG. 3 is an exploded perspective view of a mechanical mechanism of a diaphragm control device for a solid-state imaging device according to an embodiment of the present invention, showing a member related to a drive arm.
【図4】上記図1における付勢手段の別例を示す要部正
面図。FIG. 4 is a front view of a main part showing another example of the biasing means in FIG.
【図5】本発明の第1実施例を示す固体撮像装置用絞り
制御装置における要部回路図。FIG. 5 is a circuit diagram of a main part in a diaphragm control device for a solid-state imaging device showing a first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2実施例を示す固体撮像装置用絞り
制御装置における要部回路図。FIG. 6 is a circuit diagram of a main part in a diaphragm control device for a solid-state imaging device showing a second embodiment of the present invention.
【図7】ガルバノメータの分解斜視図。FIG. 7 is an exploded perspective view of a galvanometer.
【図8】ガルバノメータの動作説明用の模式図。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of the galvanometer.
【図9】従来の絞り制御装置のブロック構成図。FIG. 9 is a block configuration diagram of a conventional aperture control device.
【図10】上記図9における要部回路図。FIG. 10 is a circuit diagram of a main part in FIG. 9 described above.
2 …第1の絞り羽根(絞り部材) 3 …第2の絞り羽根(絞り部材) 5 …捩りコイルバネ(付勢手段) 5A…引張りコイルバネ(付勢手段) 40…ガルバノメータ(駆動手段) 2 ... 1st diaphragm blade (diaphragm member) 3 ... 2nd diaphragm blade (diaphragm member) 5 ... torsion coil spring (biasing means) 5A ... tension coil spring (biasing means) 40 ... galvanometer (driving means)
Claims (2)
段と、 付勢手段の付勢力に抗して絞り部材を電気的エネルギを
利用して駆動する駆動手段と、 を具備したことを特徴とする固体撮像装置用絞り制御装
置。1. A diaphragm member, an urging means for urging the diaphragm member so that the diaphragm is in an open state, and a diaphragm member driven by electrical energy against the urging force of the urging means. A diaphragm control device for a solid-state imaging device, comprising: a driving unit.
を最小にする制御手段を設けたことを特徴とする請求項
1記載の固体撮像装置用絞り制御装置。2. A diaphragm control device for a solid-state image pickup device according to claim 1, further comprising control means for minimizing a current flowing through the driving means when the diaphragm is opened.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3277875A JPH05119366A (en) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | Diaphragm controller for solid-state image pickup device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3277875A JPH05119366A (en) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | Diaphragm controller for solid-state image pickup device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05119366A true JPH05119366A (en) | 1993-05-18 |
Family
ID=17589507
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3277875A Pending JPH05119366A (en) | 1991-10-24 | 1991-10-24 | Diaphragm controller for solid-state image pickup device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05119366A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005198242A (en) * | 2003-12-29 | 2005-07-21 | Samsung Electronics Co Ltd | Optical filter switching apparatus in optical instrument |
JP2009134248A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Samsung Electronics Co Ltd | Micro shutter having iris function, method for manufacturing the same, and micro camera module having the same |
-
1991
- 1991-10-24 JP JP3277875A patent/JPH05119366A/en active Pending
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JP2009134248A (en) * | 2007-11-29 | 2009-06-18 | Samsung Electronics Co Ltd | Micro shutter having iris function, method for manufacturing the same, and micro camera module having the same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000201 |