(57)【要約】【課題】アイリスの開閉動作の全域にわたって、入射光量の制御量が不均一になることが無くて、高精度でかつ適切な速度で制御できるアイリス制御装置及びアイリス制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】ＩＲＩＳディジタル制御部８は、ディジタルカメラのＩＲＩＳ制御コマンドに基づいてＩＲＩＳの開閉動作を制御すると共に、アイリス６の開口径に対応付けて、開口径が小さくなるに従って緻密に切り換えるように構成されている。また、アイリス６の開閉動作量に応じた電気信号を出力するホール素子７と、アイリス６の所定の開閉動作量に対するホール素子７の感度を切り換えるホールゲイン制御部１４及びホールドライバ１７を備え、アイリス制御の分解能が緻密になるに従ってホール素子７の感度を大きくするように構成されている。【選択図】図１
2010102085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる分解能でアイリスの開閉動作を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、前記開閉動作の制御の分解能を、前記アイリスの開口径に対応付けて、前記開口径が小さくなるに従って緻密に切り換える分解能切り換え手段を備えている、
ことを特徴とするアイリス制御装置。
【請求項２】
アクチュエータにパルス信号を印加して、該パルス信号のデューティ比に応じて前記アイリスの開閉動作を制御するアイリス制御装置であって、
前記分解能切り換え手段が、
前記開口径が小さくなるにつれて、前記パルス信号のデューティ比の変化に対する前記アイリスの開閉動作が緻密になるように切り換えて前記分解能を緻密にする、
ことを特徴とする請求項１に記載のアイリス制御装置。
【請求項３】
前記アクチュエータが、
Ｓ極とＮ極とが外面に着磁された誘導子と、
前記誘導子の外面に対向するように配置された駆動コイルと、
前記駆動コイルに駆動用電圧を印加する駆動回路と、
によって構成され、
前記分解能切り換え手段が、
前記駆動用電圧の前記駆動コイルへの供給路上において、所定の抵抗の接続の有無を切り換えて前記駆動コイルに流す電流を切り換えるように構成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のアイリス制御装置。
【請求項４】
前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するセンサと、
前記センサから出力された電気信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量を検出する検出手段と、
を備え、
前記増幅手段が、
前記分解能切り換え手段において切り換えされる複数の分解能の夫々毎に、異なる増幅度を備え、
前記分解能が緻密になるに従って前記増幅度を大きくするように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアイリス制御装置。
【請求項５】
前記アイリスの所定の動作量に対して、前記増幅手段を介して増幅された後の電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しくなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のアイリス制御装置。
【請求項６】
前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するセンサと、
前記センサから出力された電気信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量を検出する検出手段と、
前記アイリス開閉動作量に対する前記センサの感度を切り換える感度切り換え手段を備え、前記感度切り換え手段が、前記分解能が緻密になるに従って前記感度を大きくするように構成されている、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアイリス制御装置。
【請求項７】
前記アイリスの所定の動作量に対して、前記感度切り換え手段を介して切り換えられた後の前記電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しくなるように構成されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のアイリス制御装置。
【請求項８】
相異なる分解能でアイリスの開閉動作を制御する制御ステップと、
前記アイリスの開閉動作の制御の分解能を、前記アイリスの開口径に対応付けて、前記開口径が小さくなるに従って緻密に切り換える分解能切り換えステップと、を用いる、
ことを特徴とするアイリス制御方法。
【請求項９】
アクチュエータにパルス信号を印加して、該パルス信号のデューティ比に応じて前記アイリスの開閉動作を制御するアイリス制御方法であって、
前記分解能切り換えステップにおいて
前記アイリスの開口径が小さくなるにつれて、前記パルス信号のデューティ比の変化に対する前記アイリスの開閉動作が緻密になるように切り換えて前記分解能を緻密にする、
ことを特徴とする請求項８に記載のアイリス制御方法。
【請求項１０】
前記アクチュエータとして、
Ｓ極とＮ極とが外面に着磁された誘導子と、
前記誘導子の外面に対向するように配置された駆動コイルと、
前記駆動コイルに駆動用電圧を印加する駆動回路と、
を用い、
前記分解能切り換えステップが、
前記駆動用電圧の前記駆動コイルへの供給路上において、所定の抵抗の接続の有無を切り換えて前記駆動コイルに流す電流を切り換える、
ことを特徴とする請求項９に記載のアイリス制御方法。
【請求項１１】
前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するアイリス動作量検出ステップと、
前記アイリス動作量検出ステップを介して検出された電気信号を増幅する増幅ステップと、
前記増幅ステップで増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量をフィードバックして制御するフィードバック制御ステップと、を備え、
前記増幅ステップが、
前記分解能切り換えステップにおける複数の分解能の夫々に異なる増幅度を用い、
前記分解能が緻密になるに従って前記増幅度を大きくする、
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れかに記載のアイリス制御方法。
【請求項１２】
前記アイリスの所定の動作量に対して、前記増幅ステップを介して増幅された後の前記電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しい、
ことを特徴とする請求項１１に記載のアイリス制御方法。
【請求項１３】
前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するアイリス動作量検出ステップと、
前記アイリス動作量検出ステップを介して検出された電気信号を増幅する増幅ステップと、
前記増幅ステップで増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量をフィードバックして制御するフィードバック制御ステップと、
前記アイリス動作量検出ステップの検出感度を切り換える感度切り換えステップと、
を備え、
前記感度切り換えステップが、前記分解能が緻密になるに従って前記感度を大きくすることを特徴とする請求項８乃至請求項１０の何れかに記載のアイリス制御方法。
【請求項１４】
前記アイリスの所定の動作量に対して、前記感度切り換えステップを介して切り換えられた後の前記電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しい、
ことを特徴とする請求項１３に記載のアイリス制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に用いられ、アイリスの開閉動作を制御するアイリス制御装置及びアイリス制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディジタルカメラ等の撮像機器において、適切な輝度の画像を得ることができるように、入射光路上にアイリス（ＩＲＩＳ：絞り）を備え、アイリスを介して集光した被写体像を、撮像素子（例えば、ＣＣＤ）の受光面に結像するように構成されているものがある。
【０００３】
例えば、図６（ａ）に表したように、撮像機器１００は、被写体からの光を撮像レンズ２１により集光し、アイリス２２によって適当な光量に調整して撮像素子２３に結像する。次いで、撮像素子２３で映像信号に変換され、増幅器２４で増幅された後、露光量検出回路２７において映像信号の輝度レベルが検出される。次いで、絞り値判定回路２８はこの検出された輝度レベルを基に、絞り値をどのように変化させたらよいかを判断してその指令信号（アイリスの開口量の基準値）をアイリス制御装置１０１へ送る。次いで、アイリス制御装置１０１は、指令信号を受け取ると、アイリス２２の開口面積が前記指令値に対応した位置になるようにアクチュエータ３１を駆動させ、映像信号のレベルが適正な範囲になるように制御する。
【０００４】
アイリス２２は、複数の羽根部材によって構成されて、これらの羽根部材が入射光の光軸に直交する向きに開口し、その開口サイズに応じた光量を撮像素子２３に導くように構成されている。その際に、アイリス２２動作の駆動源として駆動モータなどのアクチュエータ３１（以下、駆動モータ３１ともいう）が用いられ、この駆動モータ３１の駆動制御を介して、アイリス２２の開閉動作が制御される。
【０００５】
詳しくは、図６（ｂ）に表したように、撮像素子２３に結像された輝度Ｓｙが、アイリス制御装置１０１に取り込まれて、アイリス制御装置１０１の内部で演算処理される。アイリス制御装置１０１は、輝度Ｓｙを比較演算部２９ａに取り込んでＡ／Ｄ変換して適正な基準値Ｓｂと比較し、基準値Ｓｂとの差分を加算演算部２９ｂに出力する。一方、ロータ回転角測定回路３２から出力されるロータ３１ｂの位置情報Ｓｒが微分演算部２９ｃに取り込まれてＡ／Ｄ変換されると共に、その結果であるロータ速度信号が加算演算部２１に出力される。
【０００６】
加算演算部２１ｂは、入力された前記指定値との差分と、前記ロータ速度信号とにもとづいて制御データを生成し、生成された制御データを積分演算部２９ｄに与えて積分し、この積分されたデータをＰＷＭしてドライブ信号Ｓｄを生成し、これをＩＲＩＳモータドライバ３０に出力する。
【０００７】
ＩＲＩＳモータドライバ３０は、アイリス制御装置２９から出力されるドライブ信号Ｓｄに応じてロータ２０ｂを回転させるための磁界を発生させる手段として備えられ、増幅器３１ｃを介して制御信号Ｓｄを所定レベルに増幅して駆動モータ３１の駆動信号を生成し、これを駆動コイル３１ａに供給する。駆動コイル３１ａには、増幅器３１ｃから出力された駆動信号の大きさに応じた電流が流れて、その電流に応じた磁界が発生する。
【０００８】
その際、駆動回路に設けたスイッチング素子（図示せず）をパルス幅復調信号（以下、ＰＷＭ（ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号ともいう）によって高速にスイッチングさせることにより、ＰＷＭ信号のオン時間のデューティ比に対応した電力が駆動モータに供給され、駆動モータの回転動作が制御されている。
【０００９】
一方、ロータ３１ｂが動くことによって発生した起電力が、ホール素子３３を介してロータ回転角測定部３２に取り込まれてロータ３１ｂの回転位置信号として生成され、アクチュエータ制御回路２９にフィードバックされる。
【００１０】
つまり、ロータ３１ｂの回転によって変化した磁束密度がホール素子３３によって検出され、ホール素子３３からロータ３１ｂの回転角度に応じた電圧が出力され、このホール素子３３から出力された電圧が増幅されてロータ回転角測定回路３２でアイリス３２の開閉動作量の情報として取り込まれる。
【００１１】
そして、アイリス制御装置１０１は、ホール素子３３を介して検出されたアイリスの開閉動作量の情報に基づいて駆動モータ３１の回転動作をフィードバック制御することで、アイリス２２の開閉動作を制御している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平７−２３９４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、アイリスの開閉動作範囲において、アイリスの開口径が小さい場合には、アイリス開閉の一定動作量（開口径の一定動作量である）に対する入射光量の変化割合が大きく、アイリスの開口径が大きくなるに従って、アイリスの開閉動作の一定動作量に対する入射光量の変化割合が小さく発現する。
【００１３】
しかしながら、従来のアイリス制御の技術によれば、アイリスの開閉動作における開口径の略全域にわたって、アイリス開閉動作の制御の分解能が一定なので、制御可能な最小の入射光量が、開口径の変化に従って変化し（開口径が小さくなるに従って粗くなり）、開閉動作の全域に渡って均一に得られないという問題があった。つまり、入射光量は、開口面積に比例し開口径の二乗に比例するので、アイリスの開閉動作における開口径の略全域にわたって、アイリスの開口動作の制御量を均一にすれば、開口径が小さくなるにつれて入射光量の制御量が粗くなる。
【００１４】
さらに、アイリスを介して入射光量を制御する際に、アイリスの一定の開閉動作量に対して、開口径が小さくなるに従って入射光量の変化が大きくなるので、操作性を損なう虞もあった。
【００１５】
そこで、本発明は、アイリスの開閉動作の全域にわたって、入射光量の制御量が不均一になることが無くて、高精度でかつ適切な速度で制御できるアイリス制御装置及びアイリス制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、アイリス制御装置において、相異なる分解能でアイリスの開閉動作を制御する制御手段を備え、前記制御手段が、前記開閉動作の制御の分解能を、前記アイリスの開口径に対応付けて、前記開口径が小さくなるに従って緻密に切り換える分解能切り換え手段を備えていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１に記載のアイリス制御装置によれば、アイリスの開口径に対応付けて、アイリスの開閉動作の制御の分解能を、開口径が小さくなるに従って緻密に切り換える分解能切り換え手段を備えているので、アイリスの開閉動作の全域にわたって、入射光量の制御の分解能が不均一になることが無くて、高精度でかつ適切な速度で制御できる。
【００１８】
つまり、アイリスの開閉動作範囲において、アイリスの開口径が小さくなるに従ってアイリス開閉の一定動作量（開口径の一定動作量である）に対する入射光量の変化割合が大きく発現するので、開口径が小さくなるに従って開口径の開閉動作の制御の分解能を緻密に切り換えることにより、開口径の変化に係らず入射光量を精度良く制御できる。また、開口径が大きくなるに従って開閉動作の制御の分解能を粗くすることにより、制御速度を向上させ、且つ、制御に要する負荷を軽減できる。
【００１９】
次に、請求項１に記載のアイリス制御装置は、請求項２に記載の発明のように、アクチュエータにパルス信号を印加して、該パルス信号のデューティ比に応じて前記アイリスの開閉動作を制御するアイリス制御装置であって、前記分解能切り換え手段が、前記開口径が小さくなるにつれて、前記パルス信号のデューティ比の変化に対する前記アイリスの開閉動作が緻密になるように切り換えて、分解能を緻密にすることができる。
【００２０】
また、請求項２に記載のアイリス制御装置は、請求項３に記載の発明のように、前記アクチュエータが、Ｓ極とＮ極とが外面に着磁された誘導子と、前記誘導子の外面に対向するように配置された駆動コイルと、前記駆動コイルに駆動用電圧を印加する駆動回路と、
によって構成され、前記分解能切り換え手段が、前記駆動用電圧の前記駆動コイルへの供給路上において、所定の抵抗の接続の有無を切り換えて前記駆動コイルに流す電流を切り換えるように構成されていることにより、抵抗を加えた場合は、制御量の変化に対する駆動コイルに流れる電流も小さくなり、アイリス制御に対する分解能を向上させることができる。
【００２１】
次に、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアイリス制御装置は、請求項４に記載の発明のように、前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するセンサと、前記センサから出力された電気信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量を検出する検出手段と、を備え、前記増幅手段が、前記分解能切り換え手段において切り換えされる複数の分解能の夫々毎に、異なる増幅度を備え、前記分解能が緻密になるに従って前記増幅度を大きくするように構成されている、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載のアイリス制御装置は、センサを介してアイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力し、次いで、センサから出力された電気信号を増幅して、増幅された電気信号に基づいてアイリスの開閉動作量を検出するように構成され、増幅手段が、分解能切り換え手段において切り換えされる複数の分解能の夫々毎に、異なる増幅度を備え、分解能が小さくなるに従って増幅度を大きくするように構成されていることにより、アイリスの開閉動作の全域にわたって、アイリスの開閉動作量の検出精度を損なう事無く適切に検出できる。
【００２３】
つまり、請求項４に記載のアイリス制御装置によれば、アイリス開閉動作の制御の分解能が、分解能切り換え手段によって緻密に切り換えられた際には、その動作量を増幅する増幅度を上げて増幅手段を介して出力される電気信号の分解能を上げ、一方、分解能切り換え手段によって粗く切り換えられた際には、その動作量を増幅する増幅度を下げて増幅手段を介して出力される電気信号の分解能を下げることにより、アイリスの開閉動作の検出の分解能を精度良く得ることができると共に入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【００２４】
また、請求項４に記載のアイリス制御装置は、請求項５に記載の発明のように、前記アイリスの所定の動作量に対して、前記増幅手段を介して増幅された後のアイリス動作の電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しくなるように構成されていることにより、アイリス開閉動作の制御の分解能が分解能切り換え手段によって切り換えられた際に、増幅手段を介して出力されるアイリス動作の電気信号の変化量を入射光量の変化量に合わせることができて、入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【００２５】
次に、請求項１乃至請求項３の何れかに記載のアイリス制御装置は、請求項６に記載の発明のように、前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するセンサと、前記センサから出力された電気信号を増幅する増幅手段と、前記増幅手段で増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量を検出する検出手段と、前記アイリス開閉動作量に対する前記センサの感度を切り換える感度切り換え手段を備え、前記感度切り換え手段が、前記分解能が緻密になるに従って前記感度を大きくするように構成されていることにより、アイリスの開閉動作量の検出精度を損なう事無く精度良く検出できる。
【００２６】
つまり、請求項６に記載のアイリス制御装置によれば、アイリス開閉動作の制御の分解能が分解能切り換え手段によって緻密に切り換えられた際には、センサの感度を上げてセンサを介して出力される電気信号の分解能を上げ、一方、分解能切り換え手段によって粗く切り換えられた際には、センサの感度を下げてセンサを介して出力される電気信号の分解能を下げることにより、アイリスの開閉動作の全域にわたって、アイリスの開閉動作の検出の分解能を精度良く得ることができると共に入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【００２７】
また、請求項６に記載のアイリス制御装置は、請求項７に記載の発明のように、前記アイリスの所定の動作量に対して、前記感度切り換え手段を介して切り換えられた後のアイリス動作の電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しくなるように構成されていることにより、アイリス開閉動作の制御の分解能が分解能切り換え手段によって切り換えられた際に、センサを介して出力されるアイリス動作の電気信号の変化量を入射光量の変化量に合わせることができて、入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【００２８】
次に、請求項８に記載の発明は、アイリス制御方法において、相異なる分解能でアイリスの開閉動作を制御する制御ステップと、前記アイリスの開閉動作の制御の分解能を、前記アイリスの開口径に対応付けて、前記開口径が小さくなるに従って緻密に切り換える分解能切り換えステップと、を用いることを特徴とする。
【００２９】
請求項８に記載のアイリス制御方法は、アイリスの開閉動作の制御の分解能を、アイリスの開口径に対応付けて、開口径が小さくなるに従って緻密に切り換えることにより、請求項１に記載の発明と同様に、アイリスの開閉動作の全域にわたって、入射光量の制御の分解能が不均一になることが無くて、高精度でかつ適切な速度で制御できる。
【００３０】
また、請求項８に記載のアイリス制御方法は、請求項９に記載の発明のように、アクチュエータにパルス信号を印加して、該パルス信号のデューティ比に応じて前記アイリスの開閉動作を制御するアイリス制御方法であって、前記分解能切り換えステップにおいて、前記アイリスの開口径が小さくなるにつれて、前記パルス信号のデューティ比の変化に対する前記アイリスの開閉動作が緻密になるように切り換えることにより、請求項２に記載の発明と同様に、開口径が小さくなるに従って、アイリスの開閉動作の制御の分解能を緻密に切り換えることができる。
【００３１】
また、請求項９に記載のアイリス制御方法は、請求項１０に記載の発明のように、前記アクチュエータとして、Ｓ極とＮ極とが外面に着磁された誘導子と、前記誘導子の外面に対向するように配置された駆動コイルと、前記駆動コイルに駆動用電圧を印加する駆動回路と、を用い、前記分解能切り換えステップが、前記駆動用電圧の前記駆動コイルへの供給路上において、所定の抵抗の有無を切り換えて前記駆動コイルに流す電流を切り換えることにより、請求項３に記載の発明と同様に、抵抗を加えた場合は、制御量の変化に対する駆動コイルに流れる電流の変化量も小さくなり、アイリス制御に対する分解能を向上させることができる。
【００３２】
次に、請求項８乃至請求項１０の何れかに記載のアイリス制御方法は、請求項１１に記載の発明のように、前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するアイリス動作量検出ステップと、前記アイリス動作量検出ステップを介して検出された電気信号を増幅する増幅ステップと、前記増幅ステップで増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量をフィードバック制御するフィードバック制御ステップと、を備え、前記増幅ステップが、前記分解能切り換えステップにおける複数の分解能の夫々に異なる増幅度を用い、前記分解能が緻密になるに従って前記増幅度を大きくすることにより、請求項４に記載の発明と同様に、アイリスの開閉動作量の検出精度を損なう事無く適切に検出できる。
【００３３】
また、請求項１１に記載のアイリス制御方法は、請求項１２に記載の発明のように、所定のアイリス動作量に対して、前記増幅ステップを介して増幅された後の前記アイリス動作の電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しいことにより、請求項５に記載の発明と同様に、アイリス開閉動作の制御の分解能が分解能切り換えステップによって切り換えられた際に、増幅ステップを介して出力されるアイリス動作の電気信号の変化量を入射光量の変化量に合わせることができて、入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【００３４】
また、請求項８乃至請求項１０の何れかに記載のアイリス制御方法は、請求項１３に記載の発明のように、前記アイリスの開閉動作量に応じた電気信号を出力するアイリス動作量検出ステップと、前記アイリス動作量検出ステップを介して検出された電気信号を増幅する増幅ステップと、前記増幅ステップで増幅された電気信号に基づいて前記アイリスの開閉動作量をフィードバックして制御するフィードバック制御ステップと、前記アイリス動作量検出ステップの検出感度を切り換える感度切り換えステップと、用い、前記感度切り換えステップが、前記分解能が緻密になるに従って前記感度を大きくすることにより、請求項６に記載の発明と同様に、アイリスの開閉動作量の検出精度を損なう事無く適切に検出できる。
【００３５】
また、請求項１３に記載のアイリス制御方法は、請求項１４に記載の発明のように、前記アイリスの所定の動作量に対して、前記感度切り換えステップを介して切り換えられた後の前記アイリス動作の電気信号の変化量が、前記相異なる複数の分解能同士で略等しいことにより、請求項７に記載の発明と同様に、アイリス開閉動作の制御の分解能が分解能切り換えステップによって切り換えられた際に、センサを介して出力されるアイリス動作の電気信号の変化量を入射光量の変化量に合わせることができて、入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明のアイリス制御装置及びアイリス制御方法は、アイリスの開口径に対応付けて、アイリスの開閉動作の制御の分解能を、開口径が小さくなるに従って緻密に切り換えることにより、アイリスの開閉動作の全域にわたって、入射光量の制御の分解能が不均一になることが無くて、高精度で制御できると共に操作性を向上できる。
【００３７】
つまり、アイリスの開口径が小さくなるに従ってアイリス開閉の一定動作量（開口径の一定動作量である）に対する入射光量の変化割合が大きく発現するので、開口径が小さくなるに従って開口径の開閉動作の制御の分解能を緻密に切り換えることにより、開口径の変化に係らず入射光量を精度良く制御できる。また、開口径が大きくなるに従って開閉動作の制御の分解能を粗くすることにより、制御速度を向上させ、且つ、制御に要する負荷を軽減できる。
【００３８】
また、本発明のアイリス制御装置及びアイリス制御方法は、アクチュエータにパルス信号を印加して、パルス信号のデューティ比に応じてアイリスの開閉動作を制御するアイリス制御装置及びアイリス制御方法であって、開口径が小さくなるにつれて、パルス信号のデューティ比の変化に対するアイリスの開閉動作が緻密になるように切り換えることにより、開口径が小さくなるに従って、アイリスの開閉動作の制御の分解能を緻密に切り換えることができる。
【００３９】
また、本発明のアイリス制御装置及びアイリス制御方法は、アクチュエータが、Ｓ極とＮ極とが外面に着磁された誘導子と、誘導子の外面に対向するように配置された駆動コイルと、駆動コイルに駆動用電圧を印加する駆動回路とによって構成され、駆動用電圧の駆動コイルへの供給路上において、所定の抵抗の接続の有無を切り換えて駆動コイルに流す電流を切り換えることにより、アイリスの開閉動作の制御の分解能を緻密に切り換えることができる。
【００４０】
また、本発明のアイリス制御装置及びアイリス制御方法は、アイリス開閉動作の制御の分解能が緻密に切り換えられた際には、センサを介して検出されたアイリスの動作量を表す電気信号の増幅度を上げて電気信号の分解能を上げ、一方、アイリス開閉動作の制御の分解能が粗く切り換えられた際には、センサを介して検出された動作量を表す電気信号の増幅度を下げて電気信号の分解能を下げることにより、アイリスの開閉動作の全域におけるアイリスの開閉動作の検出の精度を適切化できる。また、この際、アイリスの所定の動作量に対して、増幅された後の電気信号量が複数の分解能同士で略等しいことにより、アイリス開閉動作の制御の分解能が切り換えられた際に、センサを介して検出されたアイリス動作の電気信号の変化量を入射光量の変化量に合わせることができて、入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【００４１】
また、本発明のアイリス制御装置及びアイリス制御方法は、アイリス開閉動作の制御の分解能が緻密に切り換えられた際には、センサの感度を上げてセンサを介して出力される電気信号の分解能を上げ、一方、アイリス開閉動作の制御の分解能が粗く切り換えられた際には、センサの感度を下げてセンサを介して出力される電気信号の分解能を下げることにより、アイリスの開閉動作の全域にわたって、アイリスの開閉動作の検出の精度を適切化できる。また、この際、アイリスの所定の動作量に対して、センサの感度が切り換えられた後のアイリス動作の電気信号の変化量が、相異なる複数の分解能同士で略等しいことにより、アイリス開閉動作の制御の分解能が切り換えられた際に、センサを介して出力されるアイリス動作の電気信号の変化量を入射光量の変化量に合わせることができて、入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
次に、本発明のアイリス制御装置及びアイリス制御方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のアイリス制御装置１の構成を表した図、図２は同実施形態のアイリス制御装置１における、アイリスの駆動回路を表した図、図３は同実施形態のアイリス制御装置１における、アイリス開閉動作及びその駆動電流を表した図、図４は同実施形態のアイリス制御装置１における、アイリスの開口径の変化に応じたホール素子の感度を表した図である。アイリスは、図６の従来例と同様に撮像光学系のレンズモジュール２内に配置されている。
【００４３】
図１に表したように、本実施形態のアイリス制御装置１は、例えばディジタルカメラ本体などの機器から入力されたＩＲＩＳ制御コマンドにもとづいて、アイリス６の開口径が所定の値となるように、駆動モータ３を駆動してアイリス６の開閉動作を制御する。
【００４４】
ＩＲＩＳ制御装置１は、ＩＲＩＳ６を駆動する駆動源としての駆動モータ（所謂、本発明におけるアクチュエータである）３と、駆動モータ３の回動量を検出する手段としてのホール素子（所謂、本発明におけるセンサである）７とを備え、ＩＲＩＳ制御コマンドに基づいて駆動モ−タ３を駆動制御すると共に、ホール素子７を介して駆動モータ３の駆動量を検出し、アイリス３の開閉動作量をフィードバック制御するように構成されている。
【００４５】
図１に表したように、アイリス制御装置１は、ＩＲＩＳの制御信号をディジタル演算するＩＲＩＳディジタル制御部８、ＩＲＩＳディジタル制御部８から出力された制御信号に基づいて駆動モータ３の駆動信号を生成するＩＲＩＳモータドライバ１６、ＩＲＩＳディジタル制御部８から出力された制御信号に基づいてホール素子７の駆動信号を生成するホールドライバ１７、ＩＲＩＳモータドライバ１６から入力された駆動信号に応じて回転駆動する駆動モータ３、駆動モータ３の回転動作を検出してその回動量に応じた電気信号を出力するホール素子７、ホール素子７から出力された電気信号を増幅してＩＲＩＳディジタル制御部８に出力する増幅器（オペアンプ）９、等によって構成されている。
【００４６】
また、駆動モータ３の駆動コイル４やホール素子７には、温度によってその出力特性が変化する温度特性を有する。そこで、本実施形態のアイリス制御装置１では、駆動コイル４やホール素子７の温度上昇を測定するサーミスタを備え、サーミスタの検出結果に応じて、温度差を打ち消すように、駆動コイル４に流す電流を補正すると共に、ホール素子７の入出力電圧を補正する。
【００４７】
駆動モータ３は、Ｓ極とＮ極とが外面に着磁されたロータ５と、ロータ５の外面に対向するように配置された駆動コイル４等によって構成され、ＩＲＩＳモータドライバ１６を介して駆動される。また、駆動モータ３は、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御法によってその回転角度が制御されるサーボモータであって、パルス信号のデューティ比 の変化に応じて、回転角度が制御されるように構成されている。
【００４８】
また、このアイリス制御装置１では、ロータ５の回転角度にアイリス開閉動作が比例し、ロータ５の回動量に応じてホール素子７からの検出信号が出力され、ホール素子７の検出信号を観測することによってアイリス６の開口動作を制御する。
【００４９】
図２に表したように、ＩＲＩＳモータドライバ１６は、駆動コイルＬへの電圧供給路上に第１のＦＥＴ（Ｆｉｅｉｄ  ｅｆｆｅｃｔ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１及び抵抗Ｒを備え、駆動コイルＬの一端に、第１のＦＥＴを介して電圧Ｖが印加され、駆動コイルＬの他端に、第２のＦＥＴ２を介して駆動信号ＰＷＭが印加されている。
【００５０】
ＩＲＩＳモータドライバ１６は、第１のＦＥＴ１介して抵抗Ｒの接続の有無を切り換え、第２のＦＥＴ２を介してＰＷＭ信号のＯＮ／ＯＦＦを切り換える。
【００５１】
また，ＩＲＩＳ制御部１２は、図３（ｃ）に表したようにアイリス６の開口径Ｄに応じて駆動コイルＬに流す平均電流を増減させ、アイリス６の開口径が大きくなるにつれて駆動コイルＬに流す駆動電流を増加させてロータ５の回転トルクを大きくする。つまり、開口径が大きくなるとアイリス６の開口動作に要する負荷が大きくなるので、駆動モータ３の駆動電流を大きくして駆動トルクを大きくする。
【００５２】
第１のＦＥＴ１はＰチャンネル、第２のＦＥＴ２はＮチャンネルのＭＯＳ型ＦＥＴであって、ソースＳとゲートＧとの間に所定の電位が印加された際に、ドレインＤとソースＳ間が通電され、一方、ゲートＧに印加された電圧がソースＳと略同電位又は電位ゼロの際に、ドレインＤとソースＳ間が絶縁される、スイッチング手段としての機能を備えている。
【００５３】
そして、第１のＦＥＴ１におけるドレインＤとソースＳ間が通電された際には、コイル抵抗Ｒｃを含む駆動コイルＬには電圧Ｖが印加される。一方、第１のＦＥＴ１におけるドレインＤとソースＳ間が絶縁された際には、駆動コイルＬの供給路にＲに相当する電圧降下が発現し、駆動コイルＬに含まれる内部抵抗をＲｃ、駆動コイルＬに印加される駆動電圧をＶ１とすると、駆動コイルＬに印加される電圧Ｖ１が、Ｖ１＝Ｖ＊Ｒｃ／（Ｒｃ＋Ｒ）となる。
【００５４】
また、第２のＦＥＴ２のスイッチングに応じて、駆動コイルＬへ印加する電圧のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられて、これにより、ＰＷＭの所定のデューティ比に応じた電流が駆動コイルＬに供給されて駆動モータの回転角度が制御される。
【００５５】
次に、ロータ５にはＳ極とＮ極の永久磁石が着磁され、ロータ５が回転すると、ホール素子７に対する磁束密度が変化する。そして、永久磁石の位置によってホール素子７を通過する磁束密度が変化する。
【００５６】
ホール素子７は、永久磁石の瞬時回動位置（回転位相）を検出するために永久磁石の着磁面（すなわち外周面）に対向する位置に配置されており、磁束密度の変化に応じた電圧をロータ５の回転動作量を表す信号として出力する。次いで、この出力信号が、増幅器９で増幅されて、アイリス６の開閉動作量を表す値）としてＩＲＩＳディジタル制御部８に取り込まれる。
【００５７】
図５に表したように、ＩＲＩＳディジタル制御部８から出力された制御信号（ＰＷＭ）がホールドライバ１７に入力すると、ホールドライバ１７によってホール素子７の駆動電流が生成され、この駆動電流がホール素子７の一端に入力される。また、ホール素子７の他端が、電流検出用の抵抗Ｒｉを介して接地されると共に、この他端から出力された電流検出値がホールドライバ１７に入力されて、ホール素子７の駆動電流が所定の値になるように制御される。また、ホールドライバ１７は、ホールゲイン制御部１４の指令信号に従ってホール素子５に印加する電流値を制御する。
【００５８】
ホール素子７は、半導体中に電流を加えた場合、電流と垂直方向に磁界が加わると、電流及び磁界と垂直方向に、その電流及び磁界の強さにほぼ比例する電圧が発生するホール効果を利用し、ホール効果による起電力を測定して磁界の強さの変化を検出する。
【００５９】
次いで、ホール素子７から出力された出力電圧が、増幅器（作動増幅器）９に入力され、増幅器９において、ホール素子７の出力信号から高周波成分を取り除かれてＡ／Ｄ変換器１０のレベルに合わせて増幅され、Ａ／Ｄ変換器１０に入力される。
【００６０】
次いで、ＩＲＩＳディジタル制御部８は、Ａ／Ｄ変換器１０において増幅器９からを供給されたアナログ電気信号をディジタル信号に変換し、この変換されたディジタル信号をＩＲＩＳ制御部１２においてアイリスの開口径が目標値となるように、フィードバック制御演算を行ってＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｒａｔｉｏｎ）信号を生成し、この生成したＰＷＭ信号をＩＲＩＳモータドライブ１０に供給する。
【００６１】
また、ＩＲＩＳ制御部１２は、ディジタル値で示されるデューティ設定値に応じたＰＷＭデューティ波形を出力するＰＷＭジェネレータを備え、このＰＷＭジェネレータから出力されるＰＷＭデューティ波形をＩＲＩＳモータドライバ１６に出力して駆動モータ３を駆動する。そして、これを繰り返すことにより、アイリス６の開口径が指令値に対して許容範囲（ＩＲＩＳ制御コマンド）に至ったときに、駆動モータ３を停止させる。
【００６２】
次に、図２、図３に表したように、本実施形態のアイリス制御装置１は、ＩＲＩＳ制御部１２を介して、アイリス７６の開口径が所定の値（本実施形態ではＤ１とする）になったときに、駆動コイルＬに印加する駆動パルス信号（ＰＷＭ信号）の変化に対する開口径の動作が緻密になるように、デューティ比の変化に対するアイリス６の開閉動作を切り換える。
【００６３】
詳しくは、図２に表した駆動回路において、アイリス６の開口径が所定の値Ｄ１に至った際に、第１のＦＥＴ１を動作させて、駆動用電圧の駆動コイルＬへの供給路上において、抵抗Ｒの接続の有無を切り換えて駆動コイルＬに印加する電圧を切り換える。
【００６４】
すなわち、アイリス６の開口径がＤ１以下の範囲では、第１のＦＥＴ１におけるドレインＤとソースＳ間を絶縁して、駆動コイルＬの供給路にＲを加え、駆動コイルＬの供給路にＲに相当する電圧降下を発現させて駆動コイルＬに印加される電圧ＶをＶ１に低減させる。
【００６５】
一方、アイリスの開口径がＤ１を越える範囲（Ｄ１〜Ｄ２）では、第１のＦＥＴ１におけるゲートＧとソースＳ間を通電して、駆動コイルＬに電圧Ｖを印加する。
【００６６】
本実施形態では、Ｒ＝Ｒｃに設定されており、その結果、第１のＦＥＴ１のスイッチングによって駆動コイルＬの供給路にＲを加えることによって、駆動コイルＬに加えられる電圧が１／２に減少する。
【００６７】
また、この際、駆動電圧Ｖの減少に伴って駆動コイルＬに印加される電流が減少するので、その電流の減少に反比例するように、図３（ｄ）に表したように、ＰＷＭ信号の入力を切り換える。つまり、図３（ｄ）に表した制御特性Ｂの傾きが制御特性の傾きＡに対して１／２になるように構成されている。
【００６８】
すなわち、アイリス６の開口径がＤ０からＤ１の範囲では、第１のＦＥＴ１におけるゲートＧとソースＳ間を遮断して、駆動コイルＬの供給路にＲを加え、駆動コイルＬの供給路にＲに相当する電圧降下を発現させて駆動コイルＬに印加される電圧Ｖを１／２に低減させると共に、開口径の変化に伴うＰＷＭデューティを図３（ｄ）に表した特性Ａに切り換える。
【００６９】
一方、アイリスの開口径がＤ１を越える大きな範囲では、第１のＦＥＴ１におけるドレインＤとソースＳ間を通電して、駆動コイルＬに印加される電圧をＶに設定すると共に、開口径の変化に伴うＰＷＭデューティを図３（ｄ）に表した特性Ｂに切り換える。なお、本発明における分解能切り換え手段の機能がＦＥＴ１及び抵抗Ｒ、ＩＲＩＳ制御部１２、ＩＲＩＳモータドライバ１６等によってその機能が発現される。
【００７０】
次に、本実施形態のアイリス制御装置は、図４（ａ）に表したように、ホールゲイン制御部１４を介して、アイリス６の開口径が小さくなればホール素子７の感度を高めるようにホール素子７に入力する電流を大きくし、アイリス６の開口径が大きくなればホール素子７の感度を小さくするようにホール素子７に入力する電流を小さくする。
【００７１】
この際、アイリス６の制御の分解能の切り換えに合わせ、開口径がＤ１以下の範囲では、図４（ａ）中の感度特性Ａとなるように構成され、開口径がＤ１よりも大きな範囲では、図４（ａ）中の感度特性Ｂになるように構成されている。
【００７２】
また、本実施形態のアイリス制御装置１は、アイリス６の所定動作量に対して、ホール素子７の感度が切り換えられた後のホール素子７から出力される電気信号の変化量が、相異なる複数の分解能同士で略等しくなるように構成されている。なお、本発明における感度切り換え手段の機能は、ホールゲイン制御部１４によって発現される。
【００７３】
また、ホール素子７の感度切り換えの際に、前述のようにホールゲイン制御部１４を介してホール素子７への入力電流を切り換える代わりに、増幅器において開口径に対応付けて増幅度を切り換えてもよい。
【００７４】
つまり、増幅器９からの出力を、アイリス６の制御の分解能の切り換えに合わせ、開口径Ｄ１以下の範囲では、図４（ａ）中の感度特性Ａとなるように構成し、開口径Ｄ１よりも大きな範囲では、図４（ａ）中の感度特性Ｂになるように構成してもよい。この際、アイリス６の所定動作量に対して、増幅器９から出力される電気信号の変化量が、相異なる複数の分解能同士で略等しくなるように構成されている。また、この際、本発明における感度切り換え手段の機能は、増幅器９によって発現される。
【００７５】
以上のように、本実施形態のアイリス制御装置１及びアイリス制御方法は、駆動モータ３にパルス信号（ＰＷＭ）を印加して、パルス信号のデューティ比に応じてアイリス６の開閉動作を制御する際に、アイリス６の開口径Ｄが小さくなるにつれて、パルス信号のデューティ比の変化に対するアイリスの開閉動作が緻密になるように切り換えることにより、開口径Ｄが小さくなるに従って、アイリス６の開閉動作の制御の分解能を緻密に切り換えることができる。
【００７６】
また、本実施形態のアイリス制御装置及１及びアイリス制御方法は、駆動モータ３が、Ｓ極とＮ極とが外面に着磁されたロータ５と、ロータ５の外周面に対向するように配置された駆動コイルＬと、駆動コイルＬに駆動用電圧を印加するＩＲＩＳモータドライバ１６とによって構成され、駆動用電圧の駆動コイルＬへの供給路上において、所定の抵抗Ｒの接続の有無を切り換えて駆動コイルＬに流す電流を切り換えることにより、アイリス６の開閉動作の制御の分解能を緻密に切り換えることができる。
【００７７】
また、本実施形態のアイリス制御装置１及びアイリス制御方法は、アイリス開閉動作の制御の分解能が緻密に切り換えられた際には、ホールゲイン制御部１４又は増幅器９を介して、ホール素子７を介して検出されたアイリス６の動作量を表す電気信号の増幅度を上げて電気信号の分解能を上げ、一方、アイリス開閉動作の制御の分解能が粗く切り換えられた際には、ホール素子７を介して検出された動作量を表す電気信号の増幅度を下げて電気信号の分解能を下げることにより、アイリス６の開閉動作の全域におけるアイリスの開閉動作の検出の精度を適切化できる。また、この際、アイリス６の所定の動作量に対して、増幅された後の電気信号量が複数の分解能同士で略等しいことにより、アイリス開閉動作の制御の分解能が切り換えられた際に、ホール素子７を介して検出されたアイリス動作の電気信号の変化量を入射光量の変化量に合わせることができて、入射光量を制御する際の操作性を向上できる。
【００７８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものでなく、各種の態様をとることができる。例えば、本実施形態のアイリス制御装置１では、開口径Ｄ１を介してアイリスの制御分解能を２段階に切り換えるものとしたが、さらに多数の段階毎に切り換えるように構成してもよい。また、アイリス６の駆動源は、駆動モータ３に限定されることなく、Ｓ極とＮ極とが外面に着磁された誘導子と、誘導子の外面に対向するように配置された駆動コイルと、駆動コイルに駆動用電圧を印加する駆動回路とによって構成されたものであれば、本発明を摘要できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の一実施形態の、アイリス制御装置の構成を表した図である。
【図２】同実施形態のアイリス制御装置における、アイリス駆動回路（ＩＲＩＳモータドライバ）を表した図である。
【図３】同実施形態のアイリス制御装置における、アイリスの開閉動作の制御の説明図であって、（ａ）図及び（ｂ）図が開口径の変化を表した図、（ｃ）図がアイリス開口径に応じて駆動コイルへ印加する電流値、（ｄ）図がアイリスの開口径に応じて駆動コイルへ印加するＰＷＭ信号のデューティ比を表した図である。
【図４】同実施形態のアイリス制御装置における、開口径の変化に応じたホール素子からの出力特性を表した図であって（ａ）図がロータの所定動作量に対する感度特性、（ｂ）図がホール素子からの出力を増幅する際の増幅特性である。
【図５】同実施形態のアイリス制御装置における、ホール素子の駆動回路図である。
【図６】従来例における、アイリス制御装置の構成を表した図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…アイリス制御装置、２…レンズモジュール、３…駆動モータ（アクチュエータ）、４…駆動コイル、５…ロータ（誘導子）、６…Ｉｒｉｓ（絞り）、７…ホール素子（センサ）、８…ＩＲＩＳディジタル制御部（マイクロコンピュータ）、９…増幅器（オペアンプ）、１０…Ａ／Ｄ変換器、１１…オフセット制御部、１２…ＩＲＩＳ制御部、１３…シリアルインタフェース、１４…ホールゲイン制御部、１５…Ａ／Ｄ変換器、１６…ＩＲＩＳモータドライバ、１７…ホールドライバ、ＦＥＴ１…第１のＦＥＴ、ＦＥＴ２…第２のＦＥＴ、Ｌ…駆動コイル、Ｒｃ…コイル抵抗。２１…集光レンズ、２２…Ｉｒｉｓ（絞り）、２３…撮像素子、２４…可変利得増幅器（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）、２５…Ａ／Ｄ変換器、２７…露光量検出回路、２８…絞り値判定回路、２９…アクチュエータ制御回路、３０…ＩＲＩＳモータドライバ、Ａ／Ｄ変換器、３１…Ｉｒｉｓ、３１ａ…駆動コイル、３１ｂ…ロータ、３２…ロータ回転角測定回路、３３…ホール素子、１００…撮像機器、１０１…アイリス制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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