(57)【要約】【課題】小絞りでのハンチングの発生を抑制する工夫がなされたカメラを提供する。【解決手段】正絞りの開口径が広がるほど開口径が小さくなる副絞りを備えた。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口径の変更が自在な正絞りを有する絞り部材が内蔵され、該正絞りを通って入射してきた被写体光を捉えて撮影を行なうカメラにおいて、
前記絞り部材が、前記正絞りの開口径が広がるにつれより小さい開口径となる副絞りを有するものであることを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記副絞りの開口径に応じた出力を得る光電素子と、
前記正絞りを経由して入射する被写界光の光量が所望の光量となるように該正絞りの開口径を変化させるための制御信号を、前記光電素子の出力に基づいて補正する信号補正部と、
前記信号補正部で補正された後の制御信号に基づいて前記正絞りの開口径を制御する絞り制御部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のカメラ。
【請求項３】
前記信号補正部は、前記正絞りの開口径の大小に関わらず該正絞りの開口面積の変化率が同一となる制御信号に補正するものであることを特徴とする請求項２記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開口径の変更が自在な正絞りを有する絞り部材が内蔵され、該正絞りを通って入射してきた被写体光を捉えて撮影を行なうカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、静止画の撮影が可能なビデオカメラが急速に普及している。
【０００３】
このようなビデオカメラでは、搭載するＣＣＤの画素数を増やすなどして静止画に必要とされる鮮明さを確保している。
【０００４】
ところで、ビデオカメラには、ガルバノ式と呼ばれる、ガルバノメータを備えた絞りを採用するものがある。これは、ビデオカメラでは、画像と共に音も記録しているため、被写界輝度に追随して変化する絞りの駆動音を小さくする必要があり、ガルバノ式絞りは駆動時の静粛性が高いという特長を有しているためである。
【０００５】
図１は、ガルバノ式絞りの概略図である。
【０００６】
図１には、この絞りを構成する、第１絞り羽根１０３ａと第２絞り羽根１０３ｂからなる絞り羽根１０３、回動ロータ１００ａとポスト１００ｂからなる絞り駆動部１００、および、ガルバノメータ１０６が示されており、ガルバノメータ１０６には、後述するホール素子１０７が配設されている様子も示されている。
【０００７】
図２は、ガルバノメータの内部構成図である。
【０００８】
図２には、このガルバノメータ１０６の構成要素である回動軸１０６ａと、この回動軸１０６ａが取り付けられた磁石１０６ｂと、この磁石１０６ｂに取り付けられた回動軸１０６ａの回動量を制御するための駆動コイル１０６ｃおよび制動コイル１０６ｄとが示されている。
【０００９】
ガルバノメータ１０６では、駆動コイル１０６ｃに電流を流すことで磁力線を発生し、この発生磁力を、磁石１０６ｂを回動させる駆動力として利用している。この磁石１０６ｂの回動によって制動コイル１０６ｄの周辺磁界が変化することで、制動コイル１０６ｂに起電力が生じ、これにより、駆動コイル１０６ｃに流れる電流が制御され、磁石１０６ｂの回動は所定の角度に設定される。ホール素子１０７は、ホール素子が取り付けられている位置における磁界の強さと極性を検出して、磁石１０６ｂの回動角度情報を得ている。
【００１０】
また、このガルバノ式絞りには、絞り羽根１０３がフロート構造となっているためにフレが発生しやすいという特徴がある。
【００１１】
図３は、ガルバノ式絞りの開口径を、目標とする絞り開口径に変化させた場合の様子を示す図である。
【００１２】
図３には、開口径が‘開放端’から目標とする絞り開口径に向かって変化している様子が示されているほか、この絞りが、フレのために所定の絞り開口径に安定するまでに時間がかかるものであるという特徴が示されている。
【００１３】
ところで、一般のデジタルスチルカメラでは、撮影の際には、まず仮撮影による被写体輝度の測光が行なわれ、これにより得られた被写体輝度に基づいて、本撮影時の絞り開口径およびシャッタスピードなどの撮影条件が設定された後、撮影者からの撮影指示により撮影が行なわれる。
【００１４】
上記測光は、まず、絞り開口径を‘開放端’にして行なわれ、この時、ＣＣＤなどの撮像素子上の全てのエリアで輝度が把握できれば、その輝度を基に撮影条件が設定されることとなるが、撮像素子上に被写体輝度の把握のできないエリアが存在する場合には、この未把握エリアの輝度を把握するために、絞り開口径を‘小絞り’にしての再度の測光が行なわれる。
【００１５】
そこで、このようなガルバノ式絞りを備えたビデオカメラにおいて静止画撮影を行なうことを考えると、１回目の測光で被写体輝度の把握ができなかった場合の２回目の測光を絞り開口径‘小絞り’に安定させて行なう必要があることや、さらには、静止画撮影が、２回目の測光で得られた輝度情報に基づいて、‘小絞り’とは異なる絞り開口径に安定させた上で行なわれる場合も考えられ、このビデオカメラでは、絞り開口径を測光や本撮影のために変化させるたびに開口径が安定するまでの時間が必要となることから、撮影者が意図するシーンとはズレたシーンの撮影が行なわれるおそれがある。
【００１６】
そこで、この絞りを、静止画撮影時にその制御系を切り換えることで高速に動作させることが考えられるが、この場合には、小絞り側でのハンチングが問題となる。
【００１７】
図４は、ガルバノメータの回動軸の回動に伴って、開放端から閉鎖端までの絞り開口のＦ値の変化を示す図である。
【００１８】
図４には、絞り開口が小絞りに近づくにつれて、ガルバノメータ角の変化に対するＦ値の変化量が大きくなっていく様子が示されており、この絞りが上述したようなフレを有するものである以上、絞りを高速で動作させた場合には、‘開放’側に比べ少しの動作でＦ値が変化してしまう‘小絞り’側での制御が益々困難になり、ハンチングが発生しやすくなるおそれがある。
【００１９】
そこで、ガルバノ式絞りを高速で動作させた場合の小絞り側でのハンチングの発生防止の提案がなされている（特許文献１参照。）。
【００２０】
上記提案では、絞りが、小絞り側での所定の開口状態となったタイミングで絞りの制御系統を高感度に切り換えることで上記問題の解決が図られている。
【００２１】
【特許文献１】
特開平６−６６７２号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記提案では、絞り開口径が所定の径となったタイミングで制御が切り換えられるため、その切り換えの際に発生する反動によってその後の高感度調整に影響が出ることが予想される。
【００２３】
尚、上記問題は、静止画を記録する機能を有するビデオカメラに限らず、例えば、駆動音の静粛性を必要とするためにガルバノ式絞りが採用される、測光を撮像素子において行なうデジタルスチルカメラにおいても同様に起こる問題である。
【００２４】
本発明は、上記事情に鑑み、小絞りでのハンチングの発生を抑制する工夫がなされたカメラを提供することを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のカメラは、
開口径の変更が自在な正絞りを有する絞り部材が内蔵され、この正絞りを通って入射してきた被写体光を捉えて撮影を行なうカメラにおいて、
上記絞り部材が、上記正絞りの開口径が広がるにつれより小さい開口径となる副絞りを有するものであることを特徴とする。
【００２６】
ここで、本発明のカメラが、上記副絞りの開口径に応じた出力を得る光電素子と、
上記正絞りを経由して入射する被写界光の光量が所望の光量となるようにこの正絞りの開口径を変化させるための制御信号を、上記光電素子の出力に基づいて補正する信号補正部と、
上記信号補正部で補正された後の制御信号に基づいて上記正絞りの開口径を制御する絞り制御部とを備えたものであることが好ましい。
【００２７】
本発明のカメラでは、正絞りの開口径が広がるほど副絞りの開口径は小さくなると共に、このような副絞りの開口径に応じた出力信号が光電素子から出力される。これにより、正絞りの開口径の変化率を‘開放’側に比べ‘小絞り’側で高くしてしまう従来の制御信号を、正絞りの開口径が‘開放’側である時には変化率が高く、正絞りの開口径が‘小絞り’側である時には変化率が低い出力信号で補正することできる。したがって、本発明のカメラによれば、正絞りの開口径を制御する制御信号によって、正絞りの開口径の変化率を、‘開放’側で従来よりも上昇させる（敏感にさせる）とともに‘小絞り’側で低下させる（鈍感にさせる）ことができるため、絞り部材を高速に動作させることによるハンチング発生の頻発化を抑制することができる。
【００２８】
さらに、上記信号補正部は、上記正絞りの開口径の大小に関わらずこの正絞りの開口面積の変化率が同一となる制御信号に補正するものであることが好ましい。
【００２９】
このようにすると、正絞りの開口径に関わらず高精度な光量制御が可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図５は、本発明のカメラの一実施形態の外観斜視図である。
【００３１】
図５に示される本実施形態であるデジタルカメラ１は、ＣＣＤ固体撮像素子上に結像された被写体像を静止画で撮像する機能のほかに動画で撮像する機能を備えたデジタルカメラである。
【００３２】
図５には、筐体２、フラッシュ発光窓１２、２段階のスイッチで構成されたレリーズボタン１３、およびファインダ対物窓１４が示されている。
【００３３】
図６は、本実施形態であるデジタルカメラの内部構成図である。
【００３４】
図６には、被写体光を集光するレンズ１１、正絞り開口１０３、撮像素子（ＣＣＤ）１０２、第１Ａ／Ｄ変換器１１７、発光素子１３０、副絞り開口１３３、受光素子１３１、第２Ａ／Ｄ変換機１３２、および信号処理回路１０４が示されており、正絞り開口１０３を通過した被写体光は、撮像素子上で結像され光電変換される。
【００３５】
正絞り開口１０３を形成する正絞りは、撮像素子に照射される被写体光の光量を調節するとともに、完全に閉じることもできる。尚、副絞り開口１３３を形成する副絞りは、本発明の特徴部分であり、詳細については後述する。
【００３６】
撮像素子１０２の出力端は、第１Ａ／Ｄ変換器１１７の入力端に接続され、撮像素子１０２からの出力信号はアナログ／デジタル変換される。第１Ａ／Ｄ変換器１１７の出力端は、信号処理回路１０４の入力端に接続され、第１Ａ／Ｄ変換器１１７からのデジタル出力は、信号処理回路１０４に入力され映像信号となって出力端子１０５に出力される。
【００３７】
また、図６には、マイクロコンピュータ（以後マイコンと略称する）１０９、ガルバノメータ１０６、ホール素子１０７、電子シャッタ制御回路１０８、同期信号発生回路１１６、および信号処理回路１０４も示されており、信号処理回路１０４は、メモリ制御回路制御信号１１８、信号量情報１１４、および、動画／静止画切換信号１１９を送信するそれぞれの送信線により、マイクロコンピュータ（以後マイコンと略称する）１０９に接続されている。
【００３８】
ガルバノメータ１０６は、その入力端がマイコン１０９に接続され、出力端が絞り駆動部１００に接続されて、マイコン１０９からの絞り制御信号１１１により正絞り開口１０３を制御する。
【００３９】
ホール素子１０７は、マイコン１０９に接続され、ガルバノメータ１０６の回動量を検出し、この検出した回動量に応じた絞り位置検出信号１１２をマイコン１０９に入力する。
【００４０】
電子シャッタ制御回路１０８は、その入力端がマイコン１０９に接続され、出力端が撮像素子１０２に接続されており、マイコン１０９からの電子シャッタスピード制御信号１１３に基づいて、光電変換により撮像素子１０２内に生じた電荷を所定の期間に掃き出すことで電荷の蓄積期間を制御する。
【００４１】
同期信号発生回路１１６は、マイコン１０９および電子シャッタ制御回路１０８に接続され、双方に１画面の各フィールドの開始を示す垂直同期信号１１５を供給する。
【００４２】
マイコン１０９には、レリーズボタン１１０、動画／静止画切換ボタン１２２、およびフラッシュ制御回路１２０が接続されており、フラッシュ１２１は、フラッシュ制御回路１２０によって制御される。
【００４３】
発光素子１３０は、受光素子１３１に向けて所定の光量の光を照射しており、受光素子１３１に到達する光量は副絞り開口１３３の開口径によって制御されている。受光素子１３１は、受光した光量に応じた出力信号を第２Ａ／Ｄ変換器１３２に送信し、第２Ａ／Ｄ変換器１３２では、受信したこの出力信号をデジタル化してマイコン１０９に送信する。
【００４４】
ここで、信号処理回路１０４について説明する
図７は、図６に示す信号処理回路の構成ブロック図である。
【００４５】
図７に示される信号処理回路１０４は、動画と静止画を切り換えるセレクタ回路２０１を有し、セレクタ回路２０１の入力端は第１Ａ／Ｄ変換器１１７の出力端に接続され、図６に示す第１Ａ／Ｄ変換器１１７からのデジタル信号が動画信号２０８として入力される。前記出力端は、第１メモリ２０４及び第２メモリ２０５の各入力端にも接続され、動画信号２０８は、第１メモリ２０４と第２メモリ２０５に入力される。第１メモリ２０４は、撮像素子の奇数ラインからの映像信号を一時記憶し、第２メモリ２０５は、撮像素子の偶数ラインからの映像信号を一時記憶する。第１メモリ２０４及び第２メモリ２０５は、図６に示すマイコン１０９からのメモリ制御回路制御信号１１８が入力されるメモリ制御回路２０６に接続され、メモリ制御回路２０６からのメモリ制御信号２１０により制御される。
【００４６】
第１メモリ２０４及び第２メモリ２０５の出力端は、加算器２０７に接続されており、これらは加算器２０７で加算される。加算器２０７の出力端はセレクタ２０１の他の入力端に接続され、加算結果の静止画信号２０９がセレクタ２０１に入力される。セレクタ２０１には、動画／静止画切換信号１１９が入力されており、セレクタ２０１の出力端はカメラ信号処理回路２０２の入力端に接続されている。カメラ信号処理回路２０２の他の出力端は信号量情報検出回路２０３の入力端に接続され、信号量情報検出回路２０３の出力端からは信号量情報１１４が出力される。
【００４７】
以上の構成における、動画撮影時および静止画撮影時の動作を説明する。
【００４８】
デジタルカメラ１では、動画撮影時および静止画撮影時共に、奇数フィールドでは、ライン２ｎ−１（ｎは自然数）の画素読み出し、偶数フィールドでは、ライン２ｎ（ｎは自然数）の画素の読み出しが行なわれる。
【００４９】
図６に示すマイコン１０９が動画／静止画切換信号１１９によって、信号処理回路１０４のセレクタ回路２０１が動画信号２０８側に切換えられ、カメラ信号処理回路２０２で信号処理が行なわれることで出力端子１０５からは動画が出力される。
【００５０】
また、静止画撮影においては、メモリ制御回路２０６からのメモリ制御回路信号２１０により、奇数フィールドで読み出された奇数ラインの信号は第１メモリ２０４に記憶され、偶数フィールドで読み出された偶数ラインの信号は第２メモリ２０５に記憶される。一旦記憶された奇数ラインと偶数ラインの信号は、動画撮影時の撮像素子１０２の読み出しと同じ組み合わせで第１メモリ２０４および第２メモリ２０５からフレーム周期で繰り返し読み出され加算器２０７で加算されて静止画信号となる。動画／静止画切換信号１１９によってセレクタ回路２０１が静止画信号側に切換えられ、カメラ信号処理回路２０２で信号処理が行なわれることで出力端子１０５からは静止画が出力される。
【００５１】
ここで、正絞りと副絞りについて詳細に説明する。
【００５２】
図８は、図６に示す正絞り開口および副絞り開口の概略図である。
【００５３】
図８には、第１絞り羽根３０、第２絞り羽根３１、メータ１０６ａとアーム１０６ｂで構成された、これら絞り羽根の動作を制御する絞り制御回路１０６、これら絞り羽根の相対的な移動により形成される撮影光の通過量を制御するための正絞り開口１０３、および、発光素子１３０から受光素子１３１に向けての発光光量の通過量を制御するための副絞り開口１３３が示されている。
【００５４】
図９は、ガルバノメータの回動角に対する、正絞りおよび副絞りそれぞれの開口状態をＦ値で表わしたものである。
【００５５】
図９には、ガルバノメータの回動に伴って形成される正絞り開口１０３と副絞り開口１３３のＦ値が示されている。このデジタルカメラ１では、正絞り開口１０３が‘開放’であれば副絞り開口１３３は‘小絞り’となり、正絞り開口１０３が‘小絞り’であれば副絞り開口１３３は‘開放’となる。
【００５６】
図１０は、ガルバノメータの回動に対する、受光素子からの出力を示す図である。
【００５７】
図１０に示されるグラフは、正絞り開口１０３が‘開放’付近にあるときには急に立ち上がり、正絞り開口１０３が‘小絞り’に変化するに従って立ち上りが鈍くなっていく、出力信号の出力変化を示している。
【００５８】
図１１は、本実施形態の内部ブロック図である。
【００５９】
図１１には、２枚の絞り羽根３０、３１、発光素子１３０、受光素子１３１、撮像素子１０２、ガルバノメータ１０６の他、撮像素子１０２からの被写体輝度情報を基に露出制御を行なう露出制御部３００、および、露出制御部３００からの正絞り開口を制御する制御信号が入力されると共に、受光素子１３１からの出力信号も入力される信号補正部３１０が示されている。
【００６０】
露出制御部３００は、正絞り開口が、撮像素子１０２から得た被写界輝度情報に基づいて設定した絞り開口となるように、ガルバノメータ１０６に制御信号を出力するものであり、従来は、この制御信号により正絞り開口の制御がなされていたために、図９に示すような曲線を描いて絞りの開口のＦ値が変化していた。
【００６１】
しかし、このデジタルカメラ２には、従来と同じ信号を出力する露出制御部３００のほかに、露出制御部３００からのこの制御信号のほかに、副絞りの開口に応じて出力される、図１０に示す出力信号が入力される信号補正部３１０が備えられており、この信号補正部３１０では、露出制御部３００からのこの制御信号に対し、受光素子からの出力信号について以下の式で案出される係数を乗算する。
【００６２】
係数＝（｜出力信号の出力レベル変化｜）／（｜メータ角変化｜）
この係数は、正絞り開口が‘開放’から‘小絞り’に変化するに従って小さくなるため、この係数を、正絞り開口を図９に示すように変化させる、露出制御部３００からの制御信号に乗算することで、メータ角に対する正絞りの開口変化を‘開放’から‘小絞り’にいたるまでをリニアに変化させることができる。つまり、このデジタルカメラ１では、正絞りの開口変化率を、‘開放’から‘小絞り’至るまで一定とすることができ、絞り側でのハンチングの発生を抑制することともに、正絞りの開口径の‘開放’から‘小絞り’にいたるまで高精度な光量制御が可能となる。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明カメラによれば、小絞りでのハンチングの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガルバノ式絞りの概略図である。
【図２】ガルバノメータの内部構成図である。
【図３】ガルバノ式絞りの開口径を、目標とする絞り開口径に変化させた場合の様子を示す図である。
【図４】ガルバノメータの回動軸の回動に伴って、開放端から閉鎖端までの絞り開口のＦ値の変化を示す図である。
【図５】本発明のカメラの一実施形態の外観斜視図である。
【図６】本実施形態であるデジタルカメラの内部構成図である。
【図７】図６に示す信号処理回路の構成ブロック図である。
【図８】図６に示す正絞り開口および副絞り開口の概略図である。
【図９】ガルバノメータの回動角に対する、正絞りおよび副絞りそれぞれの開口状態をＦ値で表わしたものである。
【図１０】ガルバノメータの回動に対する、受光素子からの出力を示す図である。
【図１１】本実施形態の内部ブロック図である。
【符号の説明】
１  デジタルカメラ
２  筐体
１１  レンズ
１２  フラッシュ発光窓
１３  レリーズボタン
１４  ファインダ対物窓
１００  絞り駆動部
１００ａ  回動ロータ
１００ｂ  ポスト
１０２  撮像素子
１０３  正絞り開口
３０、１０３ａ  第１絞り羽根
３１、１０３ｂ  第２絞り羽根
１０４  信号処理回路
１０５  出力端子
１０６  絞り制御回路
１０６ａ  回動軸
１０６ｂ  磁石
１０６ｃ  駆動コイル
１０６ｄ  制動コイル
１０７  ホール素子回路
１０８  電子シャッタ制御回路
１０９  マイクロコンピュータ
１１０  レリーズボタン
１１１  絞り制御信号
１１２  絞り位置検出信号
１１３  電子シャッタスピード制御信号
１１４  信号量情報
１１５  垂直同期信号
１１６  同期信号発生回路
１１７  第１Ａ／Ｄ変換器
１１８  メモリ制御回路制御信号
１１９  動画／静止画切換信号
１２０  フラッシュ制御回路
１２１  フラッシュ
１２２  撮影切換ボタン
１３０  発光素子
１３１  受光素子
１３２  第２Ａ／Ｄ変換器
２０１  セレクタ回路
２０２  カメラ信号処理回路
２０３  信号量情報検出回路
２０４  第１メモリ
２０５  第２メモリ
２０６  メモリ制御回路
２０７  加算器
２０８  動画信号
２０９  静止画信号
２１０  メモリ制御信号
３００  露出制御部
３１０  信号補正部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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