JPH11249194A - カメラのアイリス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 モータ回転角度位置検出手段の設置位置ずれ
による絞り開口のオフセットを補正し、高精度の絞り開
口制御を可能にする。 【解決手段】 モータ３１を駆動源としてその絞り開口
が変化されるアイリス機構１６と、１６の絞り開口を透
過された被写体像の輝度を測光する測光手段（撮像素
子）１２と、３１の回転角度位置を検出するモータ回転
角度位置検出手段３１ｄと、１２で検出される被写体の
輝度に対応する絞り開口を得るためのアイリス制御電圧
を記憶する第１の記憶手段（ＲＯＭ）５７と、３１ｄの
設置位置ずれ量をオフセット電圧として記憶する第２の
記憶手段（ＥＥＰＲＯＭ）５８と、１２で検出された被
写体の輝度に基づいて５７からアイリス制御電圧を読み
出し、３１ｄからの検出値に基づいてアイリス制御電圧
を補正し、さらに５８から読み出したオフセット電圧に
よりアイリス制御電圧をオフセット補正する制御手段
（ＣＰＵ）５３とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルカメラの撮
像光学系に配設される絞り装置としてのアイリス装置に
関し、特に被写体の輝度に応じて絞り値を自動制御する
アイリス装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の銀塩フィルムを用いるカメラある
いは撮像素子で撮像を行うデジタルカメラでは、フィル
ムや撮像素子に到達される被写体の光量を調節するため
の絞りとしてのアイリス機構が設けられる。近年、デジ
タルカメラの軽量化、小型化の要求に伴って、アイリス
機構も小型化が図られており、その一つとして、絞り開
口を駆動する絞り羽根を駆動する駆動源としてのモータ
にメータ方式のモータを用いたアイリス装置が提案され
ている。このメータ方式のモータは、コイルをステータ
とし、マグネットをロータとしたモータとして構成され
ており、コイルに制御電圧を印加したときに生じる磁界
とマグネットの磁界とで生じる磁力によって、前記マグ
ネットを前記制御電圧に対応した角度位置に回動させる
ものである。このため、従来のモータに比較してコアが
不要であり、小型のアイリス機構を構成することができ
るとともに、高速なアイリス制御が可能となる。

【０００３】ところで、この種のアイリス機構は、前記
したメータ方式のモータによってアイリス機構の絞り羽
根を駆動してアイリス、すなわち絞り開口を変化制御し
ているが、モータの角度位置変化がそのまま絞り開口の
変化となる。したがって、絞り開口を高精度に制御する
ためにはモータの回転角度位置を高精度に制御する必要
がある。特に、デジタルカメラでは撮像素子の光量変化
に対する撮像信号の出力変化の特性が急峻な特性である
ため、撮像素子での受光量は銀塩フィルム方式のカメラ
に比較して高精度な制御が要求される。このため、従来
から前記したモータのマグネットに対向する位置にホー
ル素子を配置しておき、マグネットの回転角度位置を前
記ホール素子の出力変化に基づいて検出し、その検出出
力に基づいて前記モータの回転角度位置をフィードバッ
ク制御することで、モータの回転角度位置、換言すれば
絞り開口を高精度に制御する方式がとられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
アイリス機構にモータを組み立てる際に、マグネットに
対するホール素子の設置位置に誤差が生じると、このホ
ール素子による前記したマグネットの回転角度位置の検
出出力に誤差が生じることになる。このため、このホー
ル素子の検出出力を基準としている前記モータの回転角
度位置の制御を高精度に行うことは困難になり、結果と
してアイリス機構の絞り開口を高精度に制御することが
困難になる。すなわち、ホール素子の取付誤差がそのま
まアイリス機構における絞り開口のオフセットとしての
誤差となり、アイリス機構を高精度に制御して適切な露
光制御を実現することが困難になる。

【０００５】本発明の目的は、絞り開口量自体の誤差は
もちろん、アイリス機構に設けられたホール素子等のモ
ータ回転角度位置検出手段の設置位置ずれ等による絞り
開口のオフセットを補正し、高精度の絞り開口制御を可
能にしたアイリス装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、モータを駆動
源としてその絞り開口が変化されるアイリス機構と、前
記アイリス機構の絞り開口を透過された被写体像の輝度
を測光する測光手段と、前記モータの回転角度位置を検
出するモータ回転角度位置検出手段と、前記測光手段で
検出される被写体の輝度に対応する絞り開口を得るため
のアイリス制御電圧を記憶する第１の記憶手段と、前記
モータ回転角度位置検出手段の設置位置ずれ量をオフセ
ット電圧として記憶する第２の記憶手段と、前記測光手
段で検出された被写体の輝度に基づいて前記第１の記憶
手段からアイリス制御電圧を読み出し、かつ前記モータ
回転角度位置検出手段からの検出値に基づいて前記アイ
リス制御電圧を補正し、さらに前記第２の記憶手段から
読み出したオフセット電圧により前記アイリス制御電圧
をオフセット補正する制御手段を備える。前記制御手段
は、前記測光手段において測光された輝度に対応して実
際に前記アイリス機構のモータに供給されているアイリ
ス制御電圧を検出し、前記検出されたアイリス制御電圧
と前記測光された輝度に基づいて前記第１の記憶手段か
ら読み出されたアイリス制御電圧との差をとってオフセ
ット電圧を算出し、得られたオフセット電圧を前記第２
の記憶手段に記憶するオフセット回路を備える

【０００７】本発明においては、モータ回転角度位置検
出手段の設置位置ずれによって生じるオフセット電圧を
求めて第２の記憶手段に記憶しておき、被写体の輝度に
基づいて第１の記憶手段から読み出されたアイリス制御
電圧を、前記第２の記憶手段から読み出されたオフセッ
ト電圧に基づいてオフセット補正することにより、モー
タ回転角度位置検出手段の設置位置ずれの影響のないア
イリス制御電圧が得られ、モータ回転角度位置検出手段
を用いた本来のアイリス制御電圧の補正を高精度に行う
ことができ、これにより高精度の絞り開口制御が実現で
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明のアイリス装置を組み
込んだ撮像装置を備えるデジタルカメラの概略斜視図で
あり、カメラ１の前面に臨んで撮像装置１０が配設され
ている。このデジタルカメラ１では、カメラ１の背面に
設けたファインダ２を通して撮像装置１０で撮像した画
像を確認することができ、またカメラ１の上面に設けた
レリーズボタン３を操作することにより、レリーズ時の
撮像した画像をメモリやその他の図外の記録媒体に記録
することが可能な構成とされている。

【０００９】図２（ａ），（ｂ）は前記撮像装置の概略
構成を示す平面図と正面図である。前記撮像装置１０は
撮像レンズ構体１１と撮像素子１２とで構成される。ま
た、前記撮像装置１０には、ＡＦモータを有するＡＦ機
構（自動焦点機構）１３が設けられており、前記カメラ
１の前面に臨んで前記撮像装置１０に隣接配置されたＡ
Ｆモジュール１４から得られる測距信号に基づいて前記
ＡＦ機構１３が前記撮像レンズ構体１１の一部のレンズ
を光軸方向に移動させ、ＡＦ調整を行うように構成され
る。また、前記撮像素子１２はフレーム１５に取着され
ている。さらに、前記撮像レンズ構体１１内にはアイリ
ス機構（絞り装置）１６が設けられており、後述するよ
うに絞り開口を所望の開口度に自動制御することができ
るようになっている。

【００１０】前記撮像レンズ構体１１には前群レンズ枠
２０が固定的に設けられており、この前群レンズ枠２０
には前群レンズ２１が支持されている。また、前記前群
レンズ枠２０の両側部には、光軸と平行な一対のガイド
シャフト２２が後方に向けて突出されており、これらの
ガイドシャフト２２には後群レンズ２４を支持する後群
レンズ枠２３が支持され、かつガイドシャフト２２に沿
って光軸方向に移動可能に支持されている。なお、前記
後群レンズ枠２３と前群レンズ枠２０との間の位置に
は、図示を省略するカム部材が設けられ、このカム部材
がＡＦモータ２５の回転軸に取着された歯車２６によっ
て回転駆動されることで、前記後群レンズ枠２３、すな
わち後群レンズ２４を光軸方向に移動させ、前記撮像素
子１２に対する焦点合わせを行うように構成される。

【００１１】前記ＡＦモジュール１４は、既に知られて
いるアクティブ方式のもの、あるいはパッシブ方式のも
のが用いられるが、ここでは被写体像を結像するための
結像レンズ２７と、結像された像を受光する光センサ２
８とを備え、この光センサ２８で受光した信号を利用し
た三角法によって被写体までの距離を測距する測距信号
を出力するパッシブ方式のものとして構成されている。
なお、このＡＦモジュール１４の構成についての詳細な
説明は省略する。

【００１２】また、前記撮像装置１０内には、図３にそ
の部分分解斜視図を示すように、前記前群レンズ枠２０
と後群レンズ枠２３との間に配置されたアイリス機構１
６を備えている。このアイリス機構１６は、長方形をし
たベースプレート３０の一方の面に搭載されたモータ３
１と、他方の面に搭載された一対の絞り羽根３２，３３
とで構成されており、前記モータ３１の回動によって前
記一対の絞り羽根３２，３３を動作して前記ベースプレ
ート３０に設けられた絞り開口３４を開閉ないし絞り動
作する構成とされている。すなわち、前記モータ３１
は、同図には示されないが、図５を参照して後述するよ
うにステータとしてのコイル３１ａと、ロータとしての
マグネット３１ｂとからなるメータ方式のモータとして
構成され、コイル３１ａに通電したときに生じる磁界と
マグネット３１ｂの磁界との相互作用によって生じる磁
力によってマグネット３１ｂと一体のモータ回転軸３１
ｃを所要の角度範囲内で正転方向および逆転方向に任意
にその回動位置を制御することができる構成とされてい
る。また、前記マグネット３１ｂの円周一部に臨む位置
にはホール素子３１ｄが内装されており、このホール素
子３１ｄの出力に基づいて前記マグネット３１ｂの回動
位置を検出できるように構成されている。さらに、前記
モータ回転軸３１ｃには１８０度の方向にそれぞれ突出
されたアーム３６を有する駆動板３５が取着されてお
り、これらのアーム３５には前記モータ回転軸を中心と
して前記ベースプレート３０に開口された一対の円弧溝
３７を貫通される連結ピン３８が植設され、これらの連
結ピン３８にそれぞれ前記各絞り羽根３２，３３の各基
端部が連結されている。

【００１３】前記一対の絞り羽根３２，３３は、それぞ
れ前記ベースプレート３０の片面に沿って板厚方向に重
ねられた状態で配置されており、前記ベースプレート３
０の複数箇所に固設されたガイドピン３９が前記各絞り
羽根３２，３３の長手方向に沿って開設された開口溝４
０，４１に挿通されることで、各絞り羽根３２，３３は
ベースプレート３０に対してその長手方向に沿って移動
可能に支持されている。また、前記各絞り羽根３２，３
３の先端部は、前記ベースプレートの絞り開口３４を覆
う位置にまで延長されており、一方の絞り羽根３２の先
端部３２ａは基端方向に向けて半円状に開いた形状とさ
れ、他方の絞り羽根３３の先端部３３ａは先端方向に向
けて半円状に開いた形状とされ、これら各絞り羽根３
２，３３の先端部３２ａ，３３ａが前記絞り開口３４を
覆う状態が変化される構成としている。

【００１４】この構成のアイリス機構によれば、モータ
３１のコイル３１ａに給電するアイリス制御電圧を制御
することで、モータ回転軸３１ｃの回動位置を制御し、
駆動板３５のアーム３６の回転位置を変化させ、連結ピ
ン３８を介して絞り羽根３２，３３をそれぞれベースプ
レート３０の長手方向に移動させる。図４（ａ）はモー
タを図示の反時計方向に回動した状態を示しており、こ
の状態では一方の絞り羽根３２は先端側に最大に移動さ
れ、他方の絞り羽根３３は基端側に最大に移動され、各
絞り羽根３２，３３の先端部３２ａ，３３ａが絞り開口
３４の両側に退避されることによって絞り開口３４を最
大に開いた状態とする。また、図４（ｂ）のように、モ
ータ３１を図示の時計方向に回動した状態では、一方の
絞り羽根３２は基端側に最大に移動され、他方の絞り羽
根３３は先端側に最大に移動され、各絞り羽根３２，３
３の先端部３２ａ，３３ａがそれぞれ絞り開口３４を覆
う位置に進出され、これにより絞り開口３４は閉じた状
態とされる。したがって、モータ３１を任意の回動位置
に制御することで、絞り開口３４を全開から全閉の状態
の任意の絞り状態に設定でき、シャッタ機能を有する絞
り装置として機能させることが可能となる。

【００１５】図５は前記した撮像装置１０の撮像素子１
２及びアイリス機構１６を含む前記カメラのブロック回
路図であり、特に本発明に関連する部分のみを示してい
る。前記撮像素子１２から出力される撮像信号は信号処
理回路５１に入力されており、詳細な説明は省略する
が、この信号処理回路５１において所要の撮像信号処理
が行われ、画像信号として出力され、図外のモニタに撮
像画像を表示する。また、前記撮像素子１２からの撮像
信号の一部はＡ／Ｄ変換器５２においてデジタル信号に
変換された輝度信号として出力され、この輝度信号がＣ
ＰＵ５３に入力される。さらに、前記ＣＰＵ５３には前
記レリーズ３からのレリーズ信号が入力される。

【００１６】一方、前記ＣＰＵ５３において前記輝度信
号から得られる前記したアイリス制御信号により前記ア
イリス機構１６が駆動制御される。前記ＣＰＵ５３とア
イリス機構１６との間には、前記ＣＰＵ５３から出力さ
れる前記アイリス制御信号をＤ／Ａ変換してアイリス制
御電圧とするためのＤ／Ａ変換器５４と、前記アイリス
制御電圧から前記ホール素子３１ｄの出力を減算する減
算器５５と、前記減算器５５から出力されるアイリス制
御電圧を増幅してアイリス機構１６の前記コイル３１ａ
に印加するためのサーボアンプ５６とが接続されてい
る。

【００１７】さらに、前記ＣＰＵ５３には、前記アイリ
ス機構１６を制御するためのプログラムや、前記撮像素
子１２で測光された被写体の輝度に対応して前記アイリ
ス機構１６の絞り開口を適正値に設定するために前記モ
ータ３１に供給する設計上のアイリス制御電圧が記憶さ
れた第１の記憶手段としてのＲＯＭ５７が接続される。
前記ＲＯＭ５７に記憶されているデータは、図６に実線
で示すように、輝度変化に対してアイリス機構での絞り
開口を設定するために予め設計されたアイリス制御電圧
データである。さらに、前記ＣＰＵ５３には、第２の記
憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ５８と、オフセット回路５
９とが接続されている。前記オフセット回路５９は、前
記撮像装置１０に既知の輝度の光を入射し、その際に撮
像素子１２から得られる輝度信号に基づいて前記アイリ
ス機構１６のコイル３１ａに供給されるアイリス制御電
圧を検出する一方、その際に前記輝度に基づいて前記Ｒ
ＯＭ５７から読み出されるアイリス制御電圧との差をと
ってオフセット電圧を求め、このオフセット電圧を前記
ＥＥＰＲＯＭ５８に記憶する機能を有する。なお、この
オフセット電圧は図６に鎖線で示す特性となる。さら
に、前記ＣＰＵ５３は、撮像素子１２から入力される被
写体の輝度信号に基づいて前記ＥＥＰＲＯＭ５８に記憶
されたオフセット電圧を読み出している。

【００１８】このような構成の撮像装置１０では、被写
体の撮像時には、ＡＦモジュール１４から出力される被
写体の測距データがＣＰＵ５３に入力されると、ＣＰＵ
５３はＡＦ機構１３を駆動制御し、これにより、ＡＦ機
構１３のＡＦモータ２５が駆動され、カム部材を介して
後群レンズ枠２３、すなわち後群レンズ２４をガイドシ
ャフト２２に沿って光軸方向に移動し、撮像素子１２の
撮像面に対して被写体像を結像する。

【００１９】また、ＣＰＵ５３は、撮像素子１２からの
被写体の輝度信号を入力し、この輝度信号に対応する設
計上のアイリス制御電圧データをＲＯＭ５７から読み出
す。このアイリス制御電圧データはＤ／Ａ変換器５４に
おいてアイリス制御電圧とされ、減算器５５及びサーボ
アンプ５６を介してアイリス機構１６のモータ３１のコ
イル３１ａに供給される。これにより、モータ３１はア
イリス制御電圧に応じた回転角度位置に駆動され、図４
で説明したように絞り羽根３２，３３の動作によってア
イリス機構１６はその制御電圧に対応した開口度に絞り
開口３４を制御する。このとき、モータ３１のマグネッ
ト３１ｂの回転位置はホール素子３１ｄによって検出さ
れ、この検出電圧が減算器５５に加えられる。これによ
り、減算器５５から出力されるアイリス制御電圧は、マ
グネット３１ｂの回転角度位置のずれを補正するような
フィードバック制御が行われ、より高精度な絞り開口の
制御が行われる。

【００２０】また、従来技術において問題とされている
ように、前記ホール素子３１ｄで検出される補正電圧
は、ホール素子３１ｄの取付位置の誤差により誤差が生
じるため、この補正電圧をさらに補正することが必要と
なる。そのため、オフセット回路５９は、所定の輝度の
光が撮像光学系に入射されたときに前記撮像素子１２か
ら出力される輝度と、そのときにモータ３１のコイル３
１ａに実際に供給されているアイリス制御電圧を検出
し、この検出されたアイリス制御電圧と、これと同時に
前記輝度に基づいて前記ＲＯＭ５７から読み出されたア
イリス制御電圧との差を算出してオフセット電圧を求
め、このオフセット電圧データを図６の鎖線のようにＥ
ＥＰＲＯＭ５８に記憶する。

【００２１】そして、アイリス機構１６での絞り開口の
制御を実行する際には、ＣＰＵ５３は入力される輝度
と、前記オフセット回路５９からＥＥＰＲＯＭ５８に記
憶されたオフセット電圧データを読み出す。次いで、前
記したようにＲＯＭ５７から読み出された設計値である
アイリス制御電圧データに、読み出されたオフセット電
圧データを加算してオフセット補正を行った上で、前記
したようにＤ／Ａ変換器５４にアイリス制御電圧データ
を出力する。したがって、アイリス機構１６のモータ３
１には前記ホール素子３１ｄの取付位置誤差によるオフ
セットを補正したアイリス制御電圧が供給されることに
なり、ホール素子３１ｄの取付位置誤差に伴うアイリス
機構での絞り開口３４の開口度誤差は補正される。これ
により、アイリス機構１６の組み立て時に生じるホール
素子３１ｄの取付位置誤差に伴う絞り開口のずれ、すな
わちカメラの絞り値の誤差が防止でき、適正露出での撮
像が可能な、高品質のデジタルカメラが得られる。

【００２２】なお、前記実施形態では、モータの回転角
度位置を検出する手段としてホール素子を用いている
が、モータの回転角度位置の変化に対応する値の出力が
得られるものであれば、他の角度位置検出手段を備える
モータであってもよい。また、前記実施形態では、本発
明をデジタルカメラに適用しているが、絞り開口をフィ
ードバック制御するＴＴＬ方式の銀塩フィルム方式のカ
メラのアイリス装置として適用することも可能である。
また、本発明は、アイリス機構を製造した際に生じる絞
り開口の誤差による補正量を予め記憶させておき、この
補正量を設計値から差し引くことで絞り開口自体の誤差
を補正するように構成してもよい。このようにすれば、
回路構成が簡略化でき、かつ制御手段における制御の迅
速化が可能となる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、モータで
駆動されるアイリス機構の絞り開口を制御するためのア
イリス制御電圧を補正するために設けられているモータ
回転角度位置検出手段の設置位置ずれに対応したオフセ
ット電圧を求めて第２の記憶手段に記憶し、この第２の
記憶手段から読み出されたオフセット電圧により、第１
の記憶手段から読み出されたアイリス制御電圧をオフセ
ット補正して前記アイリス機構のモータに供給する構成
であるので、モータ回転角度位置検出手段の設置位置ず
れに伴うアイリス制御電圧の変動が防止でき、モータ回
転角度位置検出手段の設置位置ずれの影響が解消でき、
モータ回転角度位置検出手段を用いた本来のアイリス制
御電圧の補正による高精度のアイリス制御が実現でき
る。これにより、撮像素子における高精度の露出制御が
可能となり、結果として高品質のデジタルカメラを構成
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるデジタルカメラの概略構成
を示す斜視図である。

【図２】本発明の撮像装置の概略構成を示す平面図と正
面図である。

【図３】アイリス機構の部分分解斜視図である。

【図４】アイリス機構の動作を説明するための正面図で
ある。

【図５】本発明のカメラの主要部のブロック構成図であ
る。

【図６】ＲＯＭ及びＥＥＰＲＯＭに記憶されるアイリス
制御電圧データとオフセット電圧データを示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 撮像装置 １１ 撮像レンズ構体 １２ 撮像素子 １３ ＡＦ機構 １４ ＡＦモジュール １６ アイリス機構 ３０ ベースプレート ３１ モータ ３１ａ コイル ３１ｂ マグネット ３１ｄ ホール素子 ３２，３３ 絞り羽根 ３４ 絞り開口 ５３ ＣＰＵ ５７ ＲＯＭ ５８ ＥＥＰＲＯＭ ５９ オフセット回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モータを駆動源としてその絞り開口が変
   化されるアイリス機構と、前記アイリス機構の絞り開口
   を透過された被写体像の輝度を測光する測光手段と、前
   記モータの回転角度位置を検出するモータ回転角度位置
   検出手段と、前記測光手段で検出される被写体の輝度に
   対応する絞り開口を得るためのアイリス制御電圧を記憶
   する第１の記憶手段と、前記モータ回転角度位置検出手
   段の設置位置ずれ量に対応するオフセット電圧を記憶す
   る第２の記憶手段と、前記測光手段で検出された被写体
   の輝度に基づいて前記第１の記憶手段からアイリス制御
   電圧を読み出し、かつ前記モータ回転角度位置検出手段
   からの検出値に基づいて前記アイリス制御電圧を補正
   し、さらに前記第２の記憶手段から読み出したオフセッ
   ト電圧により前記アイリス制御電圧をオフセット補正す
   る制御手段を備えることを特徴とするカメラのアイリス
   装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、前記測光手段において
   測光された輝度に対応して実際に前記アイリス機構のモ
   ータに供給されているアイリス制御電圧を検出し、前記
   検出されたアイリス制御電圧と前記測光された輝度に基
   づいて前記第１の記憶手段から読み出されるアイリス制
   御電圧との差をとってオフセット電圧を算出し、得られ
   たオフセット電圧を前記第２の記憶手段に記憶する機能
   を有する請求項１に記載のカメラのアイリス装置。
3. 【請求項３】 前記第１の記憶手段はＲＯＭであり、前
   記第２の記憶手段はＥＥＰＲＯＭである請求項１または
   ２に記載のカメラのアイリス装置。
4. 【請求項４】 前記アイリス機構のモータは、ステータ
   としてのコイルと、ロータとしてのマグネットとを有
   し、前記コイルに印加される制御電圧に対応して前記マ
   グネットの回転角度位置が制御されるメータ方式のモー
   タであり、前記モータ回転角度位置検出手段は前記マグ
   ネットの角度位置変化に追従して電気出力が変化される
   ホール素子である請求項１ないし３のいずれかに記載の
   カメラのアイリス装置。