JPH11119295A - 光量設定装置およびこれを備えた光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 絞りユニットの駆動機構が複雑化し易い。 【解決手段】 複数の光量設定ポジションに選択的に位
置決めされる絞り部材４を備えた光量設定装置におい
て、絞り部材をステッピングモータ１により駆動し、ス
テッピングモータにおける隣り合う２つの磁気的停止位
置間の範囲で絞り部材を２つの光量設定ポジションに位
置決めする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子スチルカメラ
やビデオカメラ等に用いられる光量設定装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】ターレット絞り機構による３ポジション
以上の絞りユニット（光量設定装置）としては、例えば
実開平３−５２７２５号公報にて提案されているものが
ある。このものでは、トーションバネにより、開放絞り
位置をメカ的に規制し、駆動部からの駆動力をギヤ連動
により伝え、ポジション位置を切り換えるといったメカ
ニカルな絞り機構を用いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報提案の絞りユニットでは、絞りの切換え（絞り羽根の
駆動および位置決め）に複雑な連動機構が必要となり、
駆動負荷も大きいため、デジタルスチルカメラ等で求め
られる高速かつ低電力にて作動する絞りユニットとして
は不向きである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、複数の光量設定ポジションに選択的に
位置決めされる絞り部材を備えた光量設定装置におい
て、絞り部材をステッピングモータにより駆動し、しか
もステッピングモータにおける隣り合う２つの磁気的停
止位置間の範囲で絞り部材を２つの光量設定ポジション
に位置決めするようにしている。

【０００５】すなわち、ステッピングモータのステップ
的な作動により絞り部材の駆動および各光量設定ポジシ
ョンへの位置決めを行うようにして、複雑な連動機構を
不要とし、高速かつ低電力での駆動が可能な光量設定装
置を実現している。

【０００６】なお、上記発明において、ステッピングモ
ータにおける隣り合う２つの磁気的停止位置のうち少な
くとも一方の磁気的停止位置よりも内側にストッパー部
材を設け、絞り部材がこのストッパー部材に当接させる
ことにより所定の光量設定ポジションに位置決めされる
ようにするのが望ましい。これにより、磁気的停止位置
にある程度のばらつきがあっても、上記所定の光量設定
ポジションに対応して絞り部材に形成された絞り開口の
中心をカメラ光軸に一致させることが可能となる。

【０００７】例えば、絞り部材が３つ以上の光量設定ポ
ジションに位置決め可能である場合には、これら３つ以
上の光量設定ポジションのうち中側の光量設定ポジショ
ンへの絞り部材の位置決めをステッピングモータの磁気
的停止により行い、両側の光量設定ポジションへの絞り
部材の位置決めを、この絞り部材とストッパー部材との
当接により行うようにするのが望ましい。

【０００８】そして、絞り部材を収容するケースに所定
サイズの固定絞り開口が形成されている場合において、
ステッピングモータの磁気的停止により位置決めされる
光量設定ポジションに対応して絞り部材に形成された開
放絞り開口のサイズを上記所定サイズよりも大きくする
のが望ましい。これにより、磁気的停止位置にある程度
のばらつきがあっても、確実に所定サイズの開放絞り径
が得られる。

【０００９】また、絞り部材がステッピングモータの磁
気的停止により位置決めされる光量設定ポジションを遮
光ポジションとして、絞り部材をカメラのシャッターと
して用いることも可能である。

【００１０】

【発明の実施の形態】 （第１実施形態）図１には、本発明の第１実施形態であ
る絞りユニット（光量設定装置）の構成を示している。
図１において、１は駆動源であるステッピングモータで
あり、２はステッピングモータ１の出力軸と一体回転す
るアーム部材である。３は絞りケースであり、光学開放
径を決定する固定絞り穴（固定絞り開口）３ｃを有す
る。４は約０．１ｍｍ厚のシート材により形成された絞
り羽根（絞り部材）である。絞り羽根３は絞りケース３
に設けられた軸部３ｂに回動可能に嵌合する軸穴４ｂを
有しており、この絞り羽根４における軸穴４ｂを挟んだ
一方の側には駆動用長穴４ａが、他方の側には開放絞り
穴４ｃ、第１小絞り穴４ｄおよび第２小絞り穴４ｅが形
成されている。

【００１１】５は絞り羽根４に接着固定され、第２小絞
り穴４ｅを覆うＮＤフィルターである。６は絞り羽根４
を収容する絞りケース３に固定され、絞り羽根４を光軸
方向にガイドする羽根押えである。

【００１２】ステッピングモータ１は絞りケース３の外
面にビス７により固定され、アーム部材２は絞りケース
３に形成された扇型の窓部３ａを通ってケース３の内側
に突出する。アーム部材２の先端に設けられたピン部２
ａは、絞り羽根４の駆動用長穴４ａに嵌合する。このた
め、ステッピングモータ１が作動すると、絞り羽根４は
軸部３ｂを中心にして図中上下方向に回動し、光軸方向
において開放絞り穴４ｃがケース３の固定絞り穴３ｃに
重なる開放絞りポジション、第１小絞り穴４ｄが固定絞
り穴３ｃに重なる小絞りポジションおよび第２小絞り穴
４ｅ（ＮＤフィルター５）が固定絞り穴３ｃに重なるフ
ィルターポジションに選択的に位置決めされる。

【００１３】次に、絞り羽根４の上記各ポジションへの
位置決めについて図２を用いて説明する。ステッピング
モータ１は、出力軸と一体であるロータマグネット１ａ
と、このロータマグネット１ａを囲むステータリング１
ｂとを有して構成されており、１周で８つの磁気的停止
位置を有する。本実施形態では、これら８つの磁気的停
止位置のうち互いに隣り合う３つの磁気的停止位置の範
囲内で駆動される。

【００１４】具体的には、図２（Ｂ）に示すように、上
記３つの磁気的停止位置のうちモータ１が中央の磁気的
停止位置で停止したとき、すなわち図２（Ｄ）に示すよ
うに、ステッピングモータ１の入力ピンＡ，−Ａ，Ｂ，
−ＢのうちＡのみにＨｉｇｈ信号が入力されたとき、絞
り羽根４は開放絞りポジションＰ１に位置決めされる。

【００１５】但し、ステッピングモータ１における磁気
的停止位置はある程度変動するため、開放絞り穴４ｃと
固定絞り穴３ｃとが全く同じ径（サイズ）で形成されて
いると、磁気的停止位置の変動により両穴４ｃ，３ｃが
ずれてこの絞りユニットで得られる開放絞り径も変動す
ることになる。そこで、本実施形態では、開放絞り穴４
ｃの少なくとも駆動方向サイズを磁気的停止位置の変動
量分大きくして、常に一定の開放絞り径が得られるよう
にしている。

【００１６】また、絞りケース３の扇型窓部３ａの上下
端部には、ストッパー面（ストッパー部材）３ｄ，３ｅ
が形成されており、これらストッパー面３ｄ，３ｅは上
記３つの磁気的停止位置のうち両側の２つの磁気的停止
位置よりも内側に位置する。このため、図２（Ｄ）に示
すようにステッピングモータ１の入力ピン−ＢのみにＨ
ｉｇｈ信号が入力されたときは、同図（Ａ）に示すよう
に、ロータマグネット１ａを図中下側の磁気的停止位置
に向かって回転させようとする磁気力によってアーム部
材２が（つまりは絞り羽根４がアーム部材２を介して）
ストッパー面３ｄに付勢状態で当接し、絞り羽根４は小
絞りポジションＰ２に位置決めされる。

【００１７】また、図２（Ｄ）に示すようにステッピン
グモータ１の入力ピンＢのみにＨｉｇｈ信号が入力され
たときは、同図（Ｃ）に示すように、ロータマグネット
１ａを図中上側の磁気的停止位置に向かって回転させよ
うとする磁気力によってアーム部材２が（つまりは絞り
羽根４がアーム部材２を介して）ストッパー面３ｅに付
勢状態で当接し、絞り羽根４はフィルターポジションＰ
３に位置決めされる。このように、アーム部材２および
絞り羽根４をステッピングモータ１の磁気的停止位置よ
りも内側に設けられたストッパー面３ｄ，３ｅに付勢当
接させて絞り羽根４を小絞りポジションＰ２又はフィル
ターポジションＰ３に位置決めすることにより、両ポジ
ションＰ２，Ｐ３に対応して絞り羽根４に形成された小
絞り穴４ｄ，４ｅの中心を絞りユニットの光軸上（固定
絞り穴３ｃの中心）に正確に位置合わせすることができ
る。

【００１８】なお、絞り羽根４を上記３つのポジション
に移動させた後は、ステッピングモータ１の入力ピン
Ａ，−Ａ，Ｂ，−ＢへのＨｉｇｈ信号入力をカットして
も、マグネット１ａのゴギングトルクにより、絞り羽根
４は各ポジションに保持される。

【００１９】図３には、上記絞りユニットを用いたデジ
タルスチルカメラの構成を示している。図３において、
１０，１２は固定レンズ群であり、１１は変倍用の移動
レンズ群である。１３はフォーカス用の移動レンズ群で
あり、これらレンズ群により凸凹凸凸構成の一般的なリ
ヤフォーカスレンズが構成される。

【００２０】１４は上記絞りユニットであり、１５はＣ
ＣＤ等からなる撮像素子である。１７はシャッタースイ
ッチであり、１６はマイコンである。

【００２１】ここで、マイコン１６の動作について図４
のフローチャートを用いて説明する。は、撮影者により
電源がＯＮされ、シャッタースイッチ１７が第１ストロ
ーク操作（いわゆる半押し操作）されると（Ｓ１）、マ
イコン１６は絞りユニット１４を開放絞りポジションに
駆動するとともに（Ｓ２）、撮像素子１５を通じて測光
を行い（Ｓ３）、その情報に基づいて３つの絞りポジシ
ョンのなかから撮影に最適なポジションを決定し（Ｓ
４）、絞りユニット１４を決定ポジションに駆動する
（Ｓ５〜Ｓ７）。

【００２２】この状態で、撮影者によりシャッタースイ
ッチ１７が第２ストローク操作（いわゆる全押し操作）
されると（Ｓ８）、マイコン１６は撮像素子１５の画像
データを１度クリアーし（Ｓ９）、カメラ回路のゲイン
やデジタルシャッターの速度等に応じて最適な露出合わ
せを行った後（Ｓ１０）、最適な露出となる時間の間、
画像データを蓄積して取り込み（Ｓ１１）、この画像デ
ータをメモリー１８に記録する（Ｓ１２）。

【００２３】なお、このようにメカニカルなシャッター
動作を必要としないのは、ＣＣＤ１５が感光部で蓄積さ
れた信号電荷を蓄積部に転送し、光のかぶれを防止した
タイプのカメラの場合である。

【００２４】（第２実施形態）第１実施形態では撮像素
子を用いたカメラについて説明したが、撮像素子である
ＣＣＤには、感光部で蓄積された信号電荷を転送する蓄
積部を有するタイプと無さないタイプとがある。第１実
施形態では、前者のＣＣＤを使用してメカニカルなシャ
ッター（全閉状態）を必要としないカメラに用いられる
絞りユニットについて説明したが、本実施形態では、後
者のメカニカルなシャッターを必要とするカメラに用い
られる絞りユニットについて説明する。

【００２５】図５には、本実施形態の絞りユニットの構
成を示している。図５において、２１は駆動源であるス
テッピングモータであり、２２はステッピングモータ１
の出力軸と一体回転するアーム部材である。２３は絞り
ケースであり、開放穴２３ｄを有する。

【００２６】２４は約０．１ｍｍ厚のシート材により形
成された絞り羽根（絞り部材）である。絞り羽根２３は
絞りケース２３に設けられたガイドピン２３ｂ，２３ｃ
に嵌合するガイド溝２４ｂ，２４ｃを有しており、この
絞り羽根２４におけるガイド溝２４ｂの上方には駆動用
長穴２４ａが、側方には開放絞り穴２４ｄおよび小絞り
穴２４ｅが形成されている。また、開放絞り穴２４ｄと
小絞り穴２４ｅとの間には遮光部２４ｆが設けられてい
る。

【００２７】ステッピングモータ２１は絞りケース２３
の外面に固定され、アーム部材２２は絞りケース２３に
形成された矩形窓部２３ａを通ってケース２３の内側に
突出する。アーム部材２２の先端に設けられたピン部２
２ａは、絞り羽根２４の駆動用長穴２４ａに嵌合する。
このため、ステッピングモータ２１が作動すると、絞り
羽根２４はガイドピン２３ｂ，２３ｃにガイドされなが
ら図中上下方向に移動し、図５（Ａ）に示すように光軸
方向において小絞り穴２４ｅがケース２３の開放穴２３
ｄに重なる小絞りポジションＰ３、図５（Ｂ）に示すよ
うに遮光部２４ｆが開放穴２３ｄに重なる遮光（全閉）
ポジションＰ１および図５（Ｃ）に示すように開放絞り
穴２４ｄが開放穴２３ｄに重なる開放絞りポジションＰ
２に選択的に位置決めされる。なお、開放穴２３ｄは開
放絞り穴２４ｄよりも大きな径を有しており、開放穴２
３ｄ自体が絞り径を決定することはない。

【００２８】次に、絞り羽根２４の上記各ポジションへ
の位置決めについて図６を用いて説明する。ステッピン
グモータ２１は、出力軸と一体であるロータマグネット
２１ａと、このロータマグネット２１ａを囲むステータ
リング２１ｂとを有して構成されており、１周で８つの
磁気的停止位置を有する。本実施形態では、これら８つ
の磁気的停止位置のうち互いに隣り合う３つの磁気的停
止位置の範囲内で駆動される。

【００２９】具体的には、図６（Ｂ）に示すように、上
記３つの磁気的停止位置のうちモータ２１が中央の磁気
的停止位置で停止したとき、すなわち図６（Ｄ）に示す
ように、ステッピングモータ２１の入力ピンＡ，−Ａ，
Ｂ，−ＢのうちＡのみにＨｉｇｈ信号が入力されたと
き、絞り羽根２４は遮光ポジションＰ１に位置決めされ
る。これにより、本絞りユニットがメカニカルなシャッ
ターとして機能する。

【００３０】また、絞りケース２３の矩形窓部２３ａの
上下端部には、ストッパー面２３ｅ，２３ｆが形成され
ており、これらストッパー面２３ｅ，２３ｆは上記３つ
の磁気的停止位置のうち上下両側の２つの磁気的停止位
置よりも内側に位置する。

【００３１】このため、図６（Ｄ）に示すようにステッ
ピングモータ２１の入力ピン−ＢのみにＨｉｇｈ信号が
入力されたときは、同図（Ｃ）に示すように、ロータマ
グネット２１ａを図中下側の磁気的停止位置に向かって
回転させようとする磁気力によってアーム部材２２が
（つまりは絞り羽根２４がアーム部材２２を介して）ス
トッパー面２３ｆに付勢状態で当接し、絞り羽根２４は
開放絞りポジションＰ３に位置決めされる。

【００３２】また、図６（Ｄ）に示すようにステッピン
グモータ２１の入力ピンＢのみにＨｉｇｈ信号が入力さ
れたときは、同図（Ａ）に示すように、ロータマグネッ
ト２１ａを図中上側の磁気的停止位置に向かって回転さ
せようとする磁気力によってアーム部材２２が（つまり
は絞り羽根２４がアーム部材２２を介して）ストッパー
面２３ｅに付勢状態で当接し、絞り羽根２４は小絞りポ
ジションＰ２に位置決めされる。

【００３３】このように、アーム部材２２および絞り羽
根２４をステッピングモータ２１の磁気的停止位置より
も内側に設けられたストッパー面２３ｅ，２３ｆに付勢
当接させて絞り羽根２４を小絞りポジションＰ２又は開
放絞りポジションＰ３に位置決めすることにより、両ポ
ジションＰ２，Ｐ３に対応して絞り羽根２４に形成され
た絞り穴２４ｅ，２４ｄの中心を絞りユニットの光軸上
（開放穴２３ｄの中心）に正確に位置合わせすることが
できる。

【００３４】なお、絞り羽根２４を上記３つのポジショ
ンに移動させた後は、ステッピングモータ２１の入力ピ
ンＡ，−Ａ，Ｂ，−ＢへのＨｉｇｈ信号入力をカットし
ても、マグネット２１ａのゴギングトルクにより、絞り
羽根２４は各ポジションに保持される。

【００３５】本実施形態の絞りユニットは、第１実施形
態にて説明したカメラと撮像素子のタイプが異なるのみ
のカメラに使用される。すなわち、シャッタースイッチ
（１７）の操作に応じてマイコン（１６）が絞りユニッ
ト等の制御を行う。

【００３６】ここで、マイコンの動作について図７のフ
ローチャートを用いて説明する。撮影者により電源がＯ
Ｎされると、マイコンは絞りユニットを遮光ポジション
に駆動して（Ｓ３１）、シャッター閉状態とする。撮影
者によりシャッタースイッチが第１ストローク操作（い
わゆる半押し操作）されると（Ｓ３２）、マイコンは絞
りユニットを開放絞りポジションに駆動するとともに
（Ｓ３３）、撮像素子を通じて測光を行い（Ｓ３４）、
その情報に基づいて２つの絞りポジションのなかから撮
影に最適なポジションを決定し（Ｓ３５）、絞りユニッ
トを決定ポジションに駆動する（Ｓ３６，Ｓ３７）（シ
ャッター開）。

【００３７】この状態で、撮影者によりシャッタースイ
ッチが第２ストローク操作（いわゆる全押し操作）され
ると（Ｓ３８）、マイコンは撮像素子の画像データを１
度クリアーし（Ｓ３９）、カメラ回路のゲインやデジタ
ルシャッターの速度等に応じて最適な露出合わせを行っ
た後（Ｓ４０）、最適な露出となる時間の経過により絞
りユニットを遮光ポジションに戻し（Ｓ４１）（シャッ
ター閉）、二重露光を防止した状態でそれまで蓄積した
画像データを取り込み（Ｓ４２）、メモリーに記録する
（Ｓ４３）。

【００３８】なお、本発明における絞り部材の形状や駆
動方向は、上記各実施形態にて説明したものに限られな
い。また本発明は、２ポジションや４以上ポジションタ
イプ（例えば、遮光ポジション、開放絞りポジションお
よび大小の絞りポジションを有するタイプ）の絞りユニ
ットにも適用できる。

【００３９】さらに本発明は、上記各実施形態にて説明
したデジタルスチルカメラのみならずビデオカメラや各
種光学機器に適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステッピングモータのステップ的な作動により絞り部材
の駆動および各光量設定ポジションへの位置決めを行う
ようにしているので、複雑な連動機構を不要とすること
ができ、高速かつ低電力での駆動が可能な光量設定装置
を実現することができる。

【００４１】なお、上記発明において、ステッピングモ
ータにおける隣り合う２つの磁気的停止位置のうち少な
くとも一方の磁気的停止位置よりも内側にストッパー部
材を設け、絞り部材がこのストッパー部材に当接させる
ことにより所定の光量設定ポジションに位置決めされる
ようにすれば、磁気的停止位置にある程度のばらつきが
あっても、上記所定の光量設定ポジションに対応して絞
り部材に形成された絞り開口の中心をカメラ光軸に確実
に一致させることができる。

【００４２】また、絞り部材を収容するケースに所定サ
イズの固定絞り開口が形成されている場合において、ス
テッピングモータの磁気的停止により位置決めされる光
量設定ポジションに対応して絞り部材に形成された開放
絞り開口のサイズを上記所定サイズよりも大きくすれ
ば、磁気的停止位置にある程度のばらつきがあっても、
確実に所定サイズの開放絞り径を得ることができる。

【００４３】また、絞り部材がステッピングモータの磁
気的停止により位置決めされる光量設定ポジションを遮
光ポジションとすれば、絞り部材をカメラのシャッター
として用いることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態である絞りユニットの構
成図である。

【図２】上記絞りユニットのステッピングモータの動作
説明図である。

【図３】上記絞りユニットを備えたデジタルカメラの概
略構成図である。

【図４】上記カメラの制御フローチャートである。

【図５】本発明の第２実施形態である絞りユニットの構
成図である。

【図６】上記第２実施形態の絞りユニットのステッピン
グモータの動作説明図である。

【図７】上記第２実施形態のカメラの制御フローチャー
トである。

【符号の説明】

１，２１ ステッピングモータ ２，２２ アーム部材 ３，２３ 絞りケース ４，２４ 絞り羽根 ５ ＮＤフィルター ６ 羽根押さえ １５ ＣＣＤ １６ マイコン １７ シャッタースイッチ １８ メモリー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の光量設定ポジションに選択的に位
   置決めされる絞り部材を備えた光量設定装置において、 前記絞り部材をステッピングモータにより駆動すること
   を特徴とする光量設定装置。
2. 【請求項２】 前記ステッピングモータにおける隣り合
   う２つの磁気的停止位置間の範囲で前記絞り部材を２つ
   の光量設定ポジションに位置決めすることを特徴とする
   請求項１に記載の光量設定装置。
3. 【請求項３】 前記ステッピングモータにおける隣り合
   う２つの磁気的停止位置のうち少なくとも一方の磁気的
   停止位置よりも内側にストッパー部材が設けられてお
   り、 前記絞り部材は、前記ストッパー部材に当接して所定の
   光量設定ポジションに位置決めされることを特徴とする
   請求項２に記載の光量設定装置。
4. 【請求項４】 前記絞り部材が３つ以上の光量設定ポジ
   ションに位置決め可能であり、 前記３つ以上の光量設定ポジションのうち中側の光量設
   定ポジションへの前記絞り部材の位置決めは、前記ステ
   ッピングモータの磁気的停止により行い、 両側の光量設定ポジションへの前記絞り部材の位置決め
   は、この絞り部材と前記ストッパー部材との当接により
   行うことを特徴とする請求項３に記載の光量設定装置。
5. 【請求項５】 前記絞り部材を収容するケースに所定サ
   イズの固定絞り開口が形成されており、 前記ステッピングモータの磁気的停止により位置決めさ
   れる光量設定ポジションに対応して前記絞り部材に形成
   された開放絞り開口のサイズが前記所定サイズよりも大
   きいことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載
   の光量設定装置。
6. 【請求項６】 前記絞り部材が前記ステッピングモータ
   の磁気的停止により位置決めされる光量設定ポジション
   が、遮光ポジションであることを特徴とする請求項１か
   ら５のいずれかに記載の光量設定装置。
7. 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載の光量
   設定装置を備えたことを特徴とする光学機器。