JPH07159853A

JPH07159853A - 露出制御装置

Info

Publication number: JPH07159853A
Application number: JP5340278A
Authority: JP
Inventors: Toshinobu Yamaguchi; 敏信山口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-12-08
Filing date: 1993-12-08
Publication date: 1995-06-23

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な回路構成で高速なシャッタを実現する
ことのできる露出制御装置。【構成】１はレンズ光学系、２は露光調節機構（アイ
リス）である絞り羽根、３はそのアクチュエータ、４は
ＣＣＤ等の撮像素子である。被写体からの撮像光は、絞
り羽根２により光量が調整された後レンズ光学系１によ
り撮像素子４上に結像し、光電変換されて撮像信号とし
て信号処理回路５へ出力される。ここで処理された映像
信号は不図示の記録部に記録、あるいはビューファイン
ダ等に出力される。上記信号処理回路５より出力された
輝度信号ＹはＡ／Ｄ変換器６によってデジル化され、Ｃ
ＰＵ７に入力され、９はアクチュエータ３を動作させる
ためのドライバであり、ＣＰＵ７からの絞り制御信号が
Ｄ／Ａ変換器８を通して加えられる。アクチュエータ３
にはホール素子が回転角検出手段として組み込まれてお
り、その出力をＡ／Ｄ変換器１０でデジタル信号に変換
してＣＰＵ７がアクチュエータ３の回転角を検出できる
ように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はシャッタ動作可能な動画
撮影用の露出制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラとスチルビデオカメラは撮
影系がほとんど同一であることから、ビデオカメラで制
止画を撮影して記録したり、スチルビデオカメラでもモ
ニタ用に動画像を出力する機能を持つものが多くなっ
た。例えばＣＣＤの電子シャッタ機能を利用して静止画
を撮影し、記録することが行われているが、その場合、
フィールド画のみでフレーム画が撮影できずに高画質化
できないという問題がある。そこで、メカシャッタを組
み込んでフレーム記録することが行われているが、コス
トダウンのために新たにメカシャッタを組み込まずビデ
オカメラに用いられている絞り装置を静止画撮影用のシ
ャッタ装置として用いる方法が特公平３−３９８４号等
に開示されている。

【０００３】従来のビデオカメラにおける露出制御方式
について図５を用いて説明する。

【０００４】被写体からの撮影光は、露光調節機構（ア
イリス）である絞り羽根４２により光量が調整された
後、レンズ光学系４１により撮像素子４５上に結像し、
光電変換されて撮像信号として信号処理回路４６へ出力
される。ここで処理された映像信号は不図示の記録部に
記録され、あるいはカメラ外部に出力される。

【０００５】また、上記信号処理回路４６より出力され
た輝度信号Ｙは、画面の輝度状態に応じて適正露光を得
るよう絞り羽根４２を制御するための絞り制御信号を発
生させるべく、制御回路４７に入力される。制御回路４
７においては、たとえば積分検波を行い基準値（適正露
光値）と比較を行い、その差分に適当な係数を乗算して
ドライバ４８に絞り制御信号を出力する。

【０００６】ドライバ４８では制御回路４７より出力さ
れた絞り制御信号を適正な電圧にしてアクチュエータ４
３に出力し絞り羽根４２を駆動する。

【０００７】さらに、このアクチュエータとドライバは
図６のようになっている。

【０００８】制御回路４７から出力された絞り制御信号
はオペアンプ１１で積分されてアイリスの駆動コイル１
２に印加される。その結果、１２の駆動コイルに磁界が
発生し、マグネットロータ１３を図上反時計方向に回転
させる。ロータ１３にはアーム１４が取り付けられてい
てその先端に絞り羽根４２が取り付けられている。アー
ム１４はバネ１５で時計方向に付勢されており、駆動コ
イル１２による回転力と釣り合った位置で回転が停止し
て絞り羽根の開口量を決定する。また、アーム１４はス
トッパ１６により解放位置と全閉位置が決められる。ロ
ータ１３が急激に回転しようとすると、制御コイル１７
に起電圧が発生し、オペアンプ１１に帰還され、ロータ
の回転を抑えようとするダンピング制御が行われる。こ
れにより急激な開口量の変化を抑え、ハンチングを防止
している。なお、２０はマグネットロータ１３の回転角
を検出するためのホール素子であり、その情報は絞りの
開口量としてオートフォーカスなどに利用される。

【０００９】前記のような構成の露出制御装置（アイリ
ス）を用いてシャッタ機能を実現させる場合、制御回路
４７の出力を輝度信号レベルとは別に制御し、図７のシ
ーケンス図に示すように絞り制御信号をステップ状に入
力し絞りを開閉することにより実現することができる。
図において、時刻ｔ２１までは絞り制御信号を輝度信号
により制御し、時刻ｔ２１において不図示のレリーズス
イッチが押されると絞り制御号を最小値とし絞りを閉じ
て撮像素子４をクリアーする。ｔ２２において絞り制御
信号を最大値として絞りを開けたのち露光量が適正にな
るような時間ｔ２３に絞り制御信号を再び最小値として
絞りを閉じて露光された画像を信号処理回路５より出力
し、時刻ｔ２４より再び絞り制御信号を輝度信号により
制御し動画像を出力する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成でシャッタ動作をさせた場合、制御コイルによるフィ
ードバックが絞り羽根の開閉速度を制限するため高速の
シャッタ速度を得ることが難しいという欠点があった。

【００１１】本発明はかかる従来の課題を解決するため
になされたもので、簡単な回路構成で高速なシャッタを
実現することのできる露出制御装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の露光装置は請求項１において、絞りを
開閉する回転体と、前記回転体に回転力を生じさせるた
めの駆動コイルと、補助コイルと、前記駆動コイルに加
える電圧を制御する制御回路からなり、動画撮影時には
前記回転体の回転により前記補助コイル内部に生じる電
流を前記駆動コイルにフィードバックして絞り径のダン
ピング制御に用いるように構成した露出制御装置におい
て、静止画像撮像時には前記駆動コイルとともに前記補
助コイルにも電圧を加えて駆動コイルとして用い、シャ
ッタ動作を行わせるものであり、請求項２において、補
助コイルはシャッタの開き動作と、閉じ動作において補
助駆動コイルとして用いるものであり、また請求項３に
おいて、補助コイルはシャッタの閉じ動作において補助
駆動コイルとして用いるこものであり、さらに、請求項
４において補助コイルに加える電圧は前記駆動コイルに
加える電圧と同一である。

【００１３】

【作用】本発明によれば、ビデオカメラ用の絞り装置を
用い、動画撮影時にはその出力を駆動電圧にフィードバ
ックして絞り羽根の動きを制限する制動コイルを静止画
像撮影時には制動回路から切り離し、さらに駆動電圧を
お加えて補助駆動コイルとすることにより、アクチュエ
ータに手を加えることなく高速なシャッタ装置として使
用可能にしたのである。

【００１４】

【実施例】図１は本発明における露出制御装置の第１の
実施例を示すブロック図である。

【００１５】図において、１はレンズ光学系、２は露光
調節機構（アイリス）である絞り羽根、３はそのアクチ
ュエータ、４はＣＣＤ等の撮像素子である。被写体から
の撮像光は、絞り羽根２により光量が調整された後レン
ズ光学系１により撮像素子４上に結像し、光電変換され
て撮像信号として信号処理回路５へ出力される。ここで
処理された映像信号は不図示の記録部に記録、あるいは
ビューファインダ等に出力される。

【００１６】また、上記信号処理回路５より出力された
輝度信号ＹはＡ／Ｄ変換器６によってデジタル化され、
ＣＰＵ７に入力される。９はアクチュエータ３を動作さ
せるためのドライバであり、ＣＰＵ７からの絞り制御信
号がＤ／Ａ変換器８を通して加えられる。また、アクチ
ュエータ３にはホール素子が回転角検出手段として組み
込まれており、その出力をＡ／Ｄ変換器１０でデジタル
信号に変換してＣＰＵ７がアクチュエータ３の回転角を
検出できるように構成されている。このアクチュエータ
３とドライバ９は図２のようになっている。

【００１７】１１はオペアンプであり、Ｄ／Ａ変換器８
から出力された絞り制御信号を積分しアイリスの駆動コ
イル１２に印加する。１３はマグネットロータ、１４は
ロータ１３に取り付けられたアームで、その先端に絞り
羽根２が取り付けられており、ロータ１３の回転に応じ
て絞り径が変化するようになっている。また、アーム１
４はバネ１５で時計方向に付勢されておりストッパー１
６で止められるようになっている。１７は補助コイル、
１８は接続切り替え回路であり、図に示すように回路の
接続を切り替えるための電子スイッチである。この回路
がＯＦＦのときには補助コイル１７はオペアンプ１１の
入力側端子に接続されており、ロータ１３の働きによっ
て補助コイル１７に起電圧が発生し、オペアンプ１１に
帰還され、制御コイルとして絞り２のダンピング制御を
行う。また、接続切り換え回路１８がＯＮされると図中
のスイッチが切り替わり駆動コイル１２と並列に接続さ
れることにより、駆動コイル１２に加えられている電圧
が補助コイル１７にも加えられ、補助駆動コイルとして
駆動コイル１２とともに、ロータ１３を回転させ絞りを
高速に開閉する。１９は極性反転回路であり、回路がＯ
ＦＦの時にはロータ１３が反時計回りに回転する方向に
オペアンプ１１の出力電流を流すように構成されてい
る。この時、ロータ１３は駆動コイル１２による回転力
とバネ１５の力とが釣り合ったところで停止して絞り径
を決めている。そして、この回路をＯＮとすると回路は
駆動コイル１２に流れる電流の向きを反転し、ロータを
時計回りに回転させて絞りを閉じる。２０はロータ１３
の回転角の検出手段であり、具体的にはホール素子を用
いてロータ１３の回転角に比例した信号出力を得てい
る。

【００１８】前記のような構成の露出制御装置（アイリ
ス）を用いてシャッタ機能を実現させる動作シーケンス
を図３に示す。

【００１９】図において、時刻ｔ１までは普通のムービ
ー動作であり、接続切り替え回路１８はＯＦＦされ補助
コイル１７はオペアンプ１１の入力側端子に接続され制
動コイルとして動作している。この時ＣＰＵ７は信号処
理回路５よりＡ／Ｄ変換回路６を通して入力された輝度
信号と基準値（適正露光値）と比較を行い、その差分に
適当な係数を乗算してＤ／Ａ変換器８に絞り制御信号を
出力し、撮像素子４に入射される光量が適正となるよう
に絞り径を調節する。

【００２０】時刻ｔ１においてシャッタレリーズが切ら
れるとＣＰＵ７は信号処理回路５が出力した輝度信号か
ら入射光量のＡＥ値を求めた後、絞り制御信号を最小値
として絞りを閉じる。そして求めたＡＥ値を元に次の動
作を決定する。具体的にはＡＥ値が所定値より大きい場
合には撮像素子４をクリアした後、時刻ｔ２において接
続切り替え回路１８をＯＮして補助コイル１７を駆動コ
イル１２に接続し、絞り制御信号を最大値とする。これ
により駆動コイル１２および補助コイル１７には最大の
電圧が加えられ高速に絞りが開く。そして、ＣＰＵ７は
ホール素子２０の出力電圧を監視し逆転電圧Ｖｈになる
と（ｔ３）、極性反転回路１９をＯＮし、絞りを閉じて
図中実線で示したように動作して露光を終了する。な
お、この逆転電圧Ｖｈは露光時間内の撮像素子４への露
光量が所定量となるタイミングであり、時刻ｔ１におい
て求めたＡＥ値をあらかじめメモリに記憶されたデータ
テーブルに参照して決めたものである。

【００２１】また、ＡＥ値が所定値より低い場合は撮像
素子４をクリアした後、時刻ｔ２において接続切り替え
回路１８をＯＮして補助コイル１７を駆動コイル１２に
接続し、絞り制御信号を最大値として絞りを高速に開
く。絞りが全開した後、あらかじめ時刻ｔ１で求めたＡ
Ｅ値より決めた時間Ｔだけ時刻ｔ２より経過した時刻ｔ
４において極性反転回路１９をＯＮして絞りを閉じる。

【００２２】この後、撮像素子４より画像を読み出し信
号処理回路５で信号処理を行って不図示の記録媒体に画
像を記録する。撮像素子４より読み出しが終わったあと
時刻ｔ５より再びムービー動作を行う。

【００２３】（他の実施例）本発明の第２の実施例を図
４を用いて説明する。本実施例における露出制御装置の
ブロック図は第１の実施例と同一である。

【００２４】図において時刻ｔ１１において不図示のレ
リーズスイッチの第１ストロークが押し込まれると、Ｃ
ＰＵ７は不図示の設定手段により設定されたシャッタス
ピードの電子シャッタで被写体像を撮像素子４で撮影
し、信号処理回路５からの輝度信号出力をＡ／Ｄ変換回
路６でデジタル信号化して基準値（適正露光値）と比較
を行う。そして、その差分に適当な係数を乗算してＤ／
Ａ変換器８に絞り制御信号を出力し、撮像素子４に入射
される光量が適正となるように絞り径を調節する。適正
露光になるように絞り２の開口径を調節後、時刻ｔ１２
においてレリーズスイッチが第２ストロークまで押し込
まれると、絞り制御信号を固定し撮像素子４をクリアし
て露光を始める。そして電子シャッタのシャッタースピ
ードから絞りの閉じる時間を勘案した時刻ｔ１３におい
て接続切り替え回路１８をＯＮするとともに極性反転回
路１９をＯＮして駆動コイル１２、補助コイル１７に逆
転電圧をかけて絞り２を高速に閉じる。その後、撮像素
子４より露光された信号を読み出し、信号処理回路５で
信号処理して、不図示の記録部に記録する。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明は静止画撮
影時には補助コイルを制動回路から切り離し、駆動電圧
をかけて補助駆動コイルとして使用することにより、従
来の絞りのアクチュエータに何ら手を加えることなく高
速なシャッタを実現することができる。

【００２６】また、その時に補助コイルに加える電圧を
駆動コイルに加える電圧と同一にすることにより電圧発
生回路を余分に増やすことなく絞り装置を構成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である露光量制御装置のブロ
ック図である。

【図２】図１におけるアクチュエータとドライバを示す
図である。

【図３】第１の実施例における絞りの動作シーケンスを
示す図である

【図４】第２の実施例における絞りの動作シーケンスを
示す図である。

【図５】従来のビデオカメラにおける露光量制御装置の
ブロック図である。

【図６】図５におけるアクチュエータとドライバを示す
図である。

【符号の説明】

１撮影レンズ２絞り羽根３アクチュエータ４撮像素子５信号処理回路６，１０Ａ／Ｄ変換器７ＣＰＵ８Ｄ／Ａ変換器９ドライバ１１オペアンプ１２駆動コイル１３マグネットロータ１４アーム１５バネ１６ストッパ１７補助コイル１８接続切り替え回路１９極性反転スイッチ２０ホール素子

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【手続補正書】

【提出日】平成６年６月１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】追加

【補正内容】

【図７】絞り制御信号と絞りの開閉を示すシーケンス
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絞りを開閉する回転体と、前記回転体に
回転力を生じさせるための駆動コイルと、補助コイル
と、前記駆動コイルと前記駆動コイルと前記補助コイル
に加える電圧を制御する制御回路からなり、動画撮影時
には前記回転体の回転により前記補助コイル内部に生じ
る電流を前記駆動コイルにフィードバックして絞り径の
ダンピング制御に用いるように構成した露出制御装置に
おいて、静止画像撮像時には前記駆動コイルとともに前
記補助コイルにも電圧を加えて駆動コイルとして用い、
シャッタ動作を行わせることを特徴とする露出制御装
置。
【請求項２】前記補助コイルはシャッタの開き動作
と、閉じ動作において補助駆動コイルとして用いること
を特徴とする請求項１記載の露出制御装置。
【請求項３】前記補助コイルはシャッタの閉じ動作に
おいて補助駆動コイルとして用いることを特徴とする請
求項１記載の露出制御装置。
【請求項４】前記補助コイルに加える電圧は前記駆動
コイルに加える電圧と同一であることを特徴とする請求
項１、請求項２、請求項３のうちのいずれか１つに記載
の露出制御装置。