JPS59219074A - ビデオカメラの絞装置 - 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】 本発明は、ビデオカメラの絞装置に係り、特にｒ動絞動
作、およびさらにメチル撮影動作が可能なビデオカメラ
の絞装置に関する。

従来のビデオカメラにおける自動絞装置は、映像信号の
大きさを一定に保つように自動制御されているが、例え
ば逆光撮影を始めとする様々な撮影条件においては、自
動露出動作を解除して較値を特別な値に固定したり、手
動で絞を設定したいという場合が生じる。高級なビデオ
カメラにはこのような手動絞機能を有するものが既に知
られているが、従来のこの種装置はいずれも絞径を機械
的に停止させ、あるいは可変としたものであり、このた
め構成の複雑化、大型化が避けられなかった。

第１図は従来のビデオカメラの自動絞装置の基本的な露
出制御系を示すものである。被写体からの光１は撮、影
レンズ２と自動絞装置３を通り撮像素子４上に結像され
る。被写体像は撮像素子４と映像信号回路５によって映
像信号となり、さらに直流化回路６により映像信号の大
きさに対応した信号レベルを持つ直流信号７に変換され
る。直流信号７は比較回路８で基準電圧Ｖｒと比較増幅
され、その出力で自動絞装置３を駆動する。自動絞装置
３は、最終的に基準電圧Ｖｒと直流信号７カー等しくな
るようにその絞径が制御され、適正露出力（得られる。

自動絞装置３は一般的に、永久磁石とコイル１こよる電
磁力によって絞径を変化させる電磁駆動装置から構成さ
れるが、この自動絞装置は絞径の変化速度を検出する手
段をも有し、速度制御を力）ｔすながら動作安定度の良
好な速度で絞径変化させ、発振等の不安定動作を防いで
いる。第２図Ｃ±従来のビデオカメラ用の代表的な自動
絞装置を示すものである。

同図において、９は円筒形または円板形の永久磁石であ
り、軸１０に固定されている。永久磁石９の外側には、
これと同心に永久磁石９カ）ら発生する磁束を通すため
の円筒形のヨーク材１１力−イｑ置しており、軸ｌＯは
このヨーク材１１ｊこ固定した軸受（図示せず）に支持
されて（する。ヨーク材１１には永久磁石９を囲繞する
形の駆動コイル１２が固定されており、この駆動コイル
１２に電流を流すことにより、電磁作用により永久磁石
９および軸１０が一体に回転し、軸１０に固定したレバ
ー１３も回転する。以上の動作原理は電流計の動作原理
と同じである。

レバー１３の先端は、光軸を中心とする円形開口を有す
る絞開閉環１４に連係している。この絞開閉環１４は、
上記ヨーク材１１とともに固定側部材を構成する地板１
５に回転可能に支持されたもので、し八−１３が軸ｌＯ
とともに矢印ａ方向に回転すると絞開閉環１４は矢印す
の方向に回転する。１６は１枚だけ代表して示した薄い
金属板またはプラスチック板からなる絞羽根で、その回
転中心ピン■７が地板１５に回転可能に軸ｔされ、また
これに穿設した長孔１８には絞開閉環１４に植設したビ
ン１９が嵌まっている。絞羽根１６は実際は複数枚が光
軸を中心として等角度間隔で設とされている。

このような構成であるから、駆動コイル１２に電流を流
すと永久磁石９が回転し、軸１０およびし八−１３を介
し絞開閉環１４が矢印す方向１こ回転するため、複数枚
の絞羽根１６が内側番ヒせり出して絞込まれる。

ところで永久磁石９の外周には、軸１０番こ関し駆動コ
イル１２と反対側に、ヨーク材１１１こ固定された制御
コイル２１が位置している。永久磁石９が回転すると、
永久磁石による磁束をこれ←こ鎖交する制御コイル２１
が切り、その結果制御コイル２１に回転速度に対応した
電圧が励起される。

すなわち絞径の変化速度に対応した電圧力；ｆｌｌｊ制
御コイル２１に励起される。したがってこの制御コイル
２１に励起された電圧を利用すること番こより絞径の変
化速度に制御をかけ安定動作を行なわせることができる
。

第３図はこの制御コイル２１を利用した、第１図に示し
た露出制御系に付加する速度制御系の例を示すものであ
る。同図におｌ、％て第１図と１司−の符号は同一の要
素を示すもので、自動絞装置３内に上記駆動コイル１２
と制御コイル２１力）３２　＋すられている。映像信号
の大きさに対応したレヘルを持つ直流信号７は、基準電
圧Ｖｒと比較回路８によって比較増幅され、その結果比
較回路８の出力により駆動コイル１２に電流が流れ絞径
が変化すると、その変化速度に対応した電圧が制御コイ
ル２１に励起される。制御コイル２１に励起された゛電
圧は、比較回路８の前段において直流電流７から差し引
かれ、このため比較回路８の出力電圧、すなわち駆動コ
イル１２への印加電圧は制御コイル２１に励起された電
圧により低くされる。すなわち絞径の変化速度が遅くさ
れ、安定した露出制御動作が得られることになる。

第４図は、第２図の絞装置に手動絞機能を付加した従来
装置の例を示すものである。この装置は永久磁石９の回
転軸１０の側部に、絞調整用ダイヤル２２と切換レバー
２３を同軸に軸支し、この！ｉｌＪ換し八−１２３に１
回転軸ｌＯの上方に位置し、ダイヤル２２と弾接するゴ
ムローラ２４を軸支したもので、νＪ換し／＜−２３は
係止溝２５と係止ばね２６により、ゴムローラ２４が回
転軸ｌＯに弾接する位置と、弾接しない位置とに揺動す
ることができる。図のゴ瓦ローラ２４が軸１０と接触し
ない位置が自動絞モートであり、この状態から切換レバ
ー２３を押し下げ、溝２５を係止ばね２６に係止すると
ゴムローラ２４が軸ｌＯと弾接する手動絞モードとなる
。すなわちダイヤル２２を回動させると、その回転がゴ
ムローラ２４を介して軸１０に伝わり、レバー１３が回
転するため絞開閉環１４が回動して較値が変化する。し
かしこのような機械的部材の連係による手動絞装置は、
構造が複雑で大型化し、またゴムローラを回動させるた
めの切換レバーは外部から操作可能でなければならない
からその設置位置に制約が生じ、その結果絞の設置位置
や永久磁石とコイルから成る駆動部の光軸回りの設置角
度位置等にも制約が生じる等、カメラ設計上の問題が多
い。

本発明は、ビデオカメラの絞装置として手動絞込機能お
よびざらにスチル撮影機能を持たせることが可能で、し
かも従来のビデオカメラの自動絞装置に加える機械的改
変は僅かで済む絞装置を得ることを目的とするもので、
映像信号の大きさに対応する直流信号と基準電圧とを比
較して駆動コイルにＴＬ流を出力する比較回路の他に、
第二の比較回路を設け、この第二の比較回路に、上記絞
開閉環の回転位置を検出する位置検出器からの出力と、
ポテンショメータ、露出演算回路等の較値設定手段の出
力とを入力して、両出力の差に応じて１−記駆動コイル
に電流を流すようになし、この第一、第二の比較回路の
出力を、切換スイッチにより選択的に上記駆動コイルに
与えるようにしたことを特徴としている。

以下図示実施例について本発明を説明する。第＄ 十図は本発明の自動絞装置の実施例を示すもので、第１
図および第２図に示した要素と同一の要ふには同一の符
号を付している。地板１５には開。

閉環１４と同心の円弧状の抵抗体２８が固定されており
、他方絞開閉環１４にはこの抵抗体２８に摺接する摺動
片２９が固定されている。抵抗体２８の両端には適当な
電圧が印加されていて、この抵抗体２８と摺動片２９は
、絞開閉環１４の回転位置を検出する位置検出器（摺動
抵抗器）２０を構成している。すなわち摺動片２９から
得られる出力電圧は、絞開閉環１４の基準位置、例えば
絞開放位置からの回転角θに対応した大きさとなる。

摺動片２９かもの出力は、第二の比較回路３０に入力さ
れ、この第二比較回路３０の他方の入力端子には、ポテ
ンショメータ３２の出力が入力される。ポテンショメー
タ３２はカメラの使用者がビデオ撮影時の手動絞込機能
に希望較値に応じて設定するものである。例えばレバ一
式や回動式の絞殺定器によって較値を設定することによ
り、このポテンショメータ３２の出力値を変更するよう
にすることができる。

３３は切換スイッチであって、Ａ側（ＡＵＴＯまたはＶ
ＩＤＥＯ）に倒すと駆動コイル１２は比較回路８に接続
され、Ｍ側（ＭＡＮＵＡＬまたは５ＴＩＬＬ）に倒すと
比較回路３０に接続される。

上記構成の本装置は、切換スイッチ３３をＡ側に倒すこ
とにより自動絞装置として動作する。すなわちこの場合
に１日基準信号Ｖ「と、映像信号の大きさに勾１５した
直流信号７とが等しくなるように比較回路８が駆動コイ
ル１２に電流を送り、また１１ノ制御コイル２１か絞開
閉環１４の回動速度を検知してこ灯を比較回路８にフィ
ードバックし、安定した絞込速度で絞径が連続的に制御
されて自動露出制御が行なわれる。以上の動作は、第２
図、第３図について説明した従来のビデオカメラの自動
絞動作と同様である。

一方手動絞装置として用いる場合には、切換スイフチ３
３をＭ側に倒す。すると駆動コイル１２は第二比較回路
３０に接続され、第二比較回路３０は、摺動片２９から
の出力電圧と、ポテンショメータ３２からの出力電圧と
が等しくなる迄駆動コイル１２に電流を流し、絞開閉環
１４が回転する。前述のようにポテンショメータ３２の
出力はカメラ使用者が自由に設定することができるので
、その設定値に対応した絞径まで手動で絞り込ませるこ
とができるわけである。

したがってすＪ換スイッチ３３とポテンショメータ３２
の操作部をカメラ外部から操作可能な位置に設ければ、
自動絞と手動絞の切換が簡単に可能なビデオカメラを得
ることかできる。切換スイッチ３３とポテンショメータ
３２とは信号線によってのみ接続されるものであるから
設置位置に制約がなく、第４図の従来装置のような複雑
な機械的連係機構も必要としない。

他方、本発明装置はビデオカメラの機能を合せ持った電
子カメラの絞装置としても使用しうる。

すなわち近年、ビデオカメラに用いるのと同種の撮像素
子（多くの場合ＣＣＤやＭＯＳ等の撮像板）を用いてス
チル画を磁気ディスク等の記憶素子に記録する、いわゆ
る電子カメラ（スチルビデオカメラ、磁気カメラ等とも
呼ばれる）が実用に供されつつある。この電子カメラは
主にスチル画の記録を目的とするものであるが、撮像素
子がビデオカメラと同種である故、電気的には僅かな回
路の追加または変更でビデオカメラの機能を持たせ、Ｖ
ＴＲを接続してビデオ画を記録することか可能となる。

本発明はこのようなビデオカメラの機能を合せ持った電
子カメラの絞装置としても優れた効果を発揮する。すな
わちこの場合（−Ｊ加する要素は絞装置を常時は開放状
態とする手段だけで、その他は第５図の構成をそのまま
使用しうる。

スチル撮影を行なう場合に常時は絞を開放状態とするの
１士、ピント合せ精度を向上させるためであるか、その
ためには例えば、第５図において軸１０に悶着したし八
−１３を、鎖線で示すばね２７により矢印ａと反対の方
向にイ１勢し、絞開閉環１４を絞を開放する方向に間接
的に回動付勢すればよい。この伺勢カは、駆動コイル１
２に電流が流れてし八−１３が矢印ａ方向に回動する際
にはこれを妨げない程度の大きさとする。またこの他駆
動コイル１２に絞を開放状態とする微小電流を流してお
いてもよい。

このよう・な構成によれば、切換スイフチ３３を中立位
置にすると、紋が開放状態となり、その後Ｍ側にこの！
、ＩＪ換スインチ３３を倒すと、第二比較回路３０に入
力されている位置検出器２ｏの出方とポテンショメータ
３２の出力の差に応して、駆動コイル１２に電流が流れ
、その結果絞開閉環１４が回動して瞬時に設定較値迄絞
込まれる。ポテンショメータ３２は手動で較値に応じて
設定することができるから、いわゆるプリセット自動絞
が実現される。

上記実施例のポテンショメータ３２は、較値設定手段の
一つとして例示したものであり、本発明は較値に応じ段
階的または無段階に出力電圧を変化させるものであれば
他のものも使用しうる。被写体の明るさ、シャッタスピ
ードに対応した信号を出力する露出演算回路も本発明の
較値設定手段の一つであり、この露出演算回路を較値設
定手段として用いれば、シャッタ優先またはプログラム
式の自動露出制御を行なうことが可能である。

切換スイフチ３３をＡ側に倒したときの自動絞の動作は
上述したところと同じである。またシャツタレリーズ時
に駆動コイル１２と第二比較回路３０を接続する絞込ス
イフチは、切換スイッチ３３とは別に設けてもよい。

ところで」−記スチル撮影時には、絞径かシャンクレリ
ース前のできるだけ早い時間に安定していることか望ま
しい。第５図に破線で示した回路５０はこの絞径の早期
安定のためのもので、制御コイル２１の出力の全部また
は一部を、破線で示すように第二比較回路３０の入力端
子３１に入力させて絞動作に速度制御をかけ、絞の振動
現象を防止するようにしている。これをより詳細に説明
すると、第６図の実線は、このような速度制御をかけな
いときの絞開口の変化曲線を示すもので、絞り径は目標
値に向かって減衰振動をしながら近づきやがて安定する
。この振動の振幅の大きさや安定する迄の時間は駆動コ
イル１２への印加電圧や、機械的絞装置の回転部分の慣
性の大きさ、第二比較回路３０の増幅度等、諸々の定数
により影・響を受けるが、一般的に目標絞径の精度や自
動絞装置の絞込み速度を大きくすると大きくなる。

ンヤ、夕は絞径が安定してから開くようにしないと露出
誤差や露出むらが発生するから、シャッタは絞径が安定
する迄の時間以りの遅れ時間の後に開かせることになる
。ところがこの遅れ時間が大きくなるとシャッタチャン
スを逃がす等のカメラの使用上の問題が発生する。これ
に対し、第５図に破線で示すように制御コイル２１の出
力の適当量を第二比較回路３０に加えて強制的に絞込速
度に減衰をかけると、第６図に破線で示すように減衰振
動が生じることなく、短時間で絞径が目標値に達する。

第７図および第８図は、絞開閉環１４の位置検出器２０
の他の例を示すものである。第５図の実施例では位置検
出器２０として抵抗体２８と摺動片２９を用いており、
簡単な構造で大きい出力差がとれるという利点があるが
、摺動部分に摩擦が生じるため回動抵抗が増え、また駆
動コイルに流れる電流が多くなるという問題がある。第
７図、第８図はこれらの摺動部分を持たない非接触型の
位置検出器２０の例を示すもので、まず第７図はフォト
カプラを用いて位置検出器２０を形成した例である。絞
開閉環１４には周方向に向けて僕状の光制限孔３４が穿
設され、この光制限孔３４のド側に、地板１５に固定し
てフォトカプラのＬＥＤ等の発光素子３５が設けられて
いる。この発光素子３５は光制限孔３４の最大幅より広
い発光部を持つ線状のものを使用し、あるいは同様のス
リ、トを有するカバーを覆せて使用する。フォトカプラ
の受光素子３６は、光制限孔３４を挟んで発光素子３５
の反対側に位置し、発光素子３５を出て光制限孔３４を
通過した光束を受ける。

したがって上記構成によれば、絞開閉環１４が回転する
と、喫状の光制限孔３４が発光素子３５と受光素子３６
の間を移動するため、受光素子３６で受光する光の量は
、光制限孔３４により変化するから、絞開閉環１４の回
転角を検出できることとなる。このため受光素子３６の
出力を、場合によっては常法により増幅した後、第二比
較回路３０に入力すれば、ｆ５５図で説明したのと全く
同様の動作を１、摺接部材を用いることなく行なうこと
ができる。

第８図は非接触型の位置検出器２０を、感磁性抵抗素子
３７．３８と、永久磁石３９から構成した例である。感
磁性抵抗素子３７．３８は素子面を通る磁束量によって
抵抗値が変化する性質を持つ素子で、それぞれの一方の
端子を接触させて接続した形で地板１５上に固定されて
いる。永久磁石３９は絞開閉環１４に固定したもので、
この感磁性抵抗素子３７．３８の上に非接触で位置して
いる。出力端子４０は画素子３７．３８の接続点から出
て第二比較回路３０に接続されており、画素子３７．３
８の他方の端子間には図示のように電圧が印加されてい
る。勿論感磁性抵抗素子３７．３８を絞開閉環１４に固
定し、永久磁石３９を地板１５に固定してもよい。

上記構成の位置検出器は、絞開閉環１４が回転すると、
その回転角度位置によって、永久磁石３９を出た磁束が
二つの感磁性抵抗素子３７．３８を通る比率が変化する
。このため出力端子４０番こは絞開閉環１４の回転角度
、つまり絞径に対応した出力が発生するから第５図で説
明した動作と同じ動作が得られる。出力端子４０の出力
を必要に応じ増幅できるのは第７図の場合と同様である
。

このような非接触型の位置検出器によれば、機械的な接
触部分がないため、摩擦および摩擦に起因する問題点の
発生することがなく、安定した出力により駆動コイルに
流す電流を少なくすることができる。

さらに本発明の絞装置は、動画撮影を目的としない一眼
レフカメラに応用した場合にも次のような効果を得るこ
とができる。従来の一眼レフカメラは、前述のようにプ
リセット自動絞装置を備えており、開放状態の絞がシャ
ツタレリーズ動作に応動して瞬時に設定個迄絞込まれる
が、従来装置はいずれも機械的構成によってこの動作を
得ており、このため構造が極めて複雑であった。すなわ
ちカメラボディとレンズの絞装置とをレバーやカム類を
介して連係させ、レンズ鏡筒には絞目盛環を設け、また
開放測光や絞優先の自動露出を行なうには、絞・目盛環
の回転角度位置を電気信号に変換する可変抵抗およびこ
れに関連したレバー類が必要となる。これに対し本発明
の自動絞装置を応用すると、較値の設定は、カメラボデ
ィ、レンズ鏡筒のいずれにも設けることのできる、第５
図のポテンショメータ３２によ・つて行なうことができ
、しかもその出力は較値を示しているから、この出力を
利用することにより開放測光や絞優先の自動露出が可能
であり、また開放状態からの絞り込みは、駆動コイル１
２に電流を流せばよいのであるから、カメラボディと撮
影レンズ間には電気的な信号授受手段は必要であっても
機械的な連係部材は全く必要としない。その上前述のよ
うにポテンショメータ３２の代わりに露出演算回路から
基準電圧を演算出力すれば、シャッタ優先またはプログ
ラム式の自動露出を行なうことができる。

カメラボディとレンズ鏡筒間の信号の授受は、コネクタ
またはレンズマウント部に設けた接点等を介して行なう
ことができるから、極めて簡単な機械構成で、何種類も
の露出設定方式のカメラを構成することができる。

以上のように本発明の絞装置は、駆動電流を与える駆動
コイルと永久磁石との電磁作用により絞開閉環を回転さ
せて絞を開閉する絞装置において、絞開閉環の回転位首
を検出する位置検出器を設け、この位置検出器の出方と
、ポテンショメータ、露出演算回路等の較値設定手段の
出方とを、自動絞動作時に用いる比較回路とは別の第二
比較回路に人力することにより、手動絞を可能としたも
のであるから、機械的な付加要素は実質的に位置検出器
だけで済む、構成の単純なビデオカメラの絞装置を得る
ことができる。また木絞装置は、スチル撮影を可能とし
たビデオカメラやビデオ撮影の可能な電子カメラ等のス
チル・ビデオ兼用カメラの絞装置としても応用すること
ができるから、その応用範囲は広い。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なビデオカメラの自動露出制御・系のブ
ロック図、第２図は同じく絞装置の構成例を示す正面３
図、第３図は同じく第１図の自動露出制御系に速度制御
を加えたブロック図、第４図は従来のビデオカメラの手
動絞装置の例を示す正面図、第５図は本発明の絞装置の
実施例を示す、電気回路を含む正面図、第６図は設定し
た絞径に絞り込む際の絞径の変化状態をすグラフ、第７
図は位置検出器としてフォトカブラを使用した実施例を
示す要部の正面図、第８図は同位置検出器として感磁性
抵抗素子を使用した実施例を示す要部の正面図である。 ３・・・自動絞装置、４・・・撮像素子、５・・・映像
信号回路、６・・・直流化回路、７・・・直流信号、８
・・・（第一）比較回路、９・・・永久磁石、１０・・
・回転軸、ｌｌ・・・ヨーク、１２・・・駆動コイル、
１４・・・絞開閉環、１５・・・地板、１６・・・絞羽
根、２０・・・位置検出器、２１・・・制御コイル、２
８・・・抵抗板、２９・・・摺動片、３０・・・第二比
較回路、３２・・・ポテンショメータ、３３・・・切換
スイッチ、３４・・・光制限孔、３５・・・発光素子、
３６・・・受光素子、３７．３８感磁性抵抗素子、３９
・・・永久磁石、Ｖｒ・・・基準電圧。 特許出願人　　旭光学工業株式会社 同代理人　　　　三　浦　邦　夫 第１図 第２図 第４図 第５図 第６図 ４０１− 第７図 Ｕ 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）駆動電流を与える駆動コイルと永久磁石との電磁
   作用により絞開閉環を回転させて絞を開閉し、かつ絞開
   閉環の回動速度を制御コイルの出力により制御するビデ
   オカメラの絞装置であって。 映像信号の大きさに応じた信号電圧と、基準電圧とを比
   較して両者の出力差に応じて上記駆動コイルに電流を与
   える第・−の比較回路と；上記絞開閉環の回転位置を検
   出する位置検出器と；較値設定手段の出力と上記位置検
   出器の出力とを比較して両者の出力差に応じて上記駆動
   コイルに電流を与える第二の比較回路と；上記第一、第
   二の比較回。 路の出力を、選択的に上記駆動コイルに与える切換スイ
   ッチ・とを有することを特徴とするビデオカメラの絞装
   置。 （２、特許請求の範囲第１項において、第二の比較回路
   には、上記制御コイルからの出力が絞込速度の制御用と
   して入力されるビデオカメラの絞装置。 （３）＃許請求の範囲第１項または第２項において、上
   記位置検出器は、絞開閉環と、この絞開閉環を回動可能
   に支持する地板との間に設けた摺動抵抗器から構成され
   ているビデオカメラの絞装＃キにおいて、上記位置検出
   器は、絞開閉環に形成した周方向の楔状の光制限孔と、
   この光制限孔の訣裏に発光素子と受光素子を位置させる
   フォトカプラとから構成されているビデオカメラの絞装
   ＃牛において、上記位置検出器は、絞開閉環またはこれ
   を回動可能に支持する地板のいずれか一力に設けた永久
   磁石と、他方に設けた感磁性抵抗素子から構成されてい
   るビデオカメラの絞装置。