(57)【要約】【課題】環境温度の変化や光量調節手段の自己発熱等が生じても、適切な光量調節を行うことが可能な光学装置を提供する。【解決手段】光学装置は、光量調節手段１の動作位置に応じた信号を出力する位置検出手段２と、該位置検出手段からの信号を用いて光量調節手段の動作を制御する制御手段５とを有する。メモリ６は、光量調節手段の動作位置と位置検出手段からの信号とが対応している状態での温度を記憶している。制御手段は、温度検出手段４による検出温度と記憶手段に記憶された温度とが異なる場合に、光量調節手段の動作位置と位置検出手段からの信号とを対応させるための処理を行う。【選択図】図１Ｂ
2007163598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光量を変化させる光量調節手段と、
該光量調節手段の動作位置に応じた信号を出力する位置検出手段と、
前記位置検出手段からの信号を用いて前記光量調節手段の動作を制御する制御手段と、
前記光量調節手段の動作位置と前記位置検出手段からの信号とが対応している状態での温度を記憶した記憶手段と、
温度を検出する温度検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度と前記記憶手段に記憶された温度とが異なる場合に、前記光量調節手段の動作位置と前記位置検出手段からの信号とを対応させるための処理を行うことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
光量を変化させる光量調節手段と、
該光量調節手段の動作位置に応じた信号を出力する位置検出手段と、
前記位置検出手段からの信号を用いて前記光量調節手段の動作を制御する制御手段と、
前記光量調節手段が所定動作位置にある状態での前記位置検出手段からの信号を記憶した記憶手段とを有し、
前記制御手段は、前記光量調節手段が前記所定動作位置に動作したときの前記位置検出手段からの信号と前記記憶手段に記憶された信号とが異なる場合に、前記光量調節手段の動作位置と前記位置検出手段からの信号とを対応させるための処理を行うことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
前記処理は、前記位置検出手段の駆動条件を変更する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記処理は、前記光量調節手段の動作位置を変更する処理であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項５】
前記制御手段は、該光学装置を用いた画像の取得中に前記処理を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学装置。
【請求項６】
前記制御手段は、該光学装置を用いたファインダ画像の取得中に前記処理を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の光学装置。
【請求項７】
前記制御手段は、該光学装置を用いた画像の記録中は前記処理を禁止することを特徴とする請求項６に記載の光学装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記処理を行う際に警告動作を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に絞りやアイリスと称される光量調節手段を備えた光学装置に関し、特に光量調節手段の動作位置を検出するセンサを備えた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ビデオカメラやデジタルスチルカメラ、交換レンズ等の光学装置には、絞り羽根を開閉動作させて光量を調節する絞りが搭載されている。この絞りには、絞り羽根の位置（絞り位置）に応じた信号を出力するホール素子等のセンサが備えられている。そして、該センサからの信号によって絞り位置を検出し、該絞り検出位置が適正光量が得られるように設定された目標位置になるように絞りの動作が制御される。
【０００３】
ここで、ホール素子は、ホール効果を利用した磁電変換素子であり、磁気量を電気量に変換する機能を有する。ホール効果とは、固体半導体薄膜に電流を流した状態で、固体表面に対して垂直に磁界を加えたとき、電流方向と磁界方向のそれぞれに垂直な方向に電圧が発生する作用である。
【０００４】
このようなホール素子は、温度が変化するとその出力が変動しやすい。このため、光学装置の使用環境温度が変化したり、絞りを駆動するアクチュエータ等からの発熱によって絞りの温度が上昇したりすると、絞り検出位置に誤差が生じ、適切な光量制御が行われなくなるおそれがある。すなわち、絞りが開放位置や小絞り位置又は全閉位置に到達していないにもかかわらず到達したと誤検出されることで、露出制御が不適切になったり、シャッタ機能が不完全になったりする。
【０００５】
このような問題を回避する手段として、一般的には、絞り羽根の動作範囲に開放位置および全閉位置からさらに開方向および閉方向への余裕を持たせることで、温度変化による位置検出誤差を吸収し、制御誤差を少なくする手法が採られている。
【特許文献１】特開平５−２６０３６８号公報（段落００１３〜００２２、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した回避手段では、絞り羽根の動作範囲の全領域を光量調節のために使用することができない。また、絞り羽根の動作範囲に設けた余裕量が大きいほど、絞りが大型化したり、光量調節の分解能が低下したりする。
【０００７】
本発明は、環境温度の変化や光量調節手段の自己発熱等が生じても、また光量調節手段の動作範囲に光量調節分解能を低下させるような余裕量を設けなくても、適切な光量調節を行うことが可能な光学装置を提供することを目的の１つとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての光学装置は、光量を変化させる光量調節手段と、該光量調節手段の動作位置に応じた信号を出力する位置検出手段と、該位置検出手段からの信号を用いて光量調節手段の動作を制御する制御手段とを有する。また、光量調節手段の動作位置と位置検出手段からの信号とが対応している状態での温度を記憶した記憶手段と、温度を検出する温度検出手段とを有する。そして、制御手段は、温度検出手段による検出温度と記憶手段に記憶された温度とが異なる場合に、光量調節手段の動作位置と位置検出手段からの信号とを対応させるための処理を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の側面としての光学装置は、光量を変化させる光量調節手段と、該光量調節手段の動作位置に応じた信号を出力する位置検出手段と、該位置検出手段からの信号を用いて光量調節手段の動作を制御する制御手段と、該光量調節手段が所定動作位置にある状態での位置検出手段からの信号を記憶した記憶手段とを有する。そして、制御手段は、光量調節手段が所定動作位置に動作したときの位置検出手段からの信号と記憶手段に記憶された信号とが異なる場合に、光量調節手段の動作位置と位置検出手段からの信号とを対応させるための処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、温度変化等に起因して光量調節手段の動作位置と位置検出手段からの信号との対応がずれた場合には、これを対応させる処理を行うため、従来のように光量調節手段の動作範囲に余裕量を設けることなく、適切な光量調節機能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１Ａには、本発明の実施例１である光学装置としてのビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置を示している。
【００１３】
図１Ａにおいて、被写体側から順に、１１は固定の第１レンズユニット、１２は変倍のために光軸方向に移動可能な第２レンズユニットである。１３は固定の第３レンズユニット、１４は焦点調節および変倍に伴う像面変動を補正するために光軸方向に移動可能な第４レンズユニットである。
【００１４】
１は第３および第４レンズユニット１３，１４の間に配置された光量調節手段としての絞りであり、後述するようにアクチュエータによって絞り羽根が駆動されることにより光量を調節する。また、絞り１は、静止画撮影時に動作するシャッタとしての機能も有する。絞り１は、その開放位置と全閉位置とがメカニカルな動作端となるように構成されている。すなわち、開放位置からさらに開方向に移動した位置や全閉位置からさらに閉方向に移動した位置がメカニカル動作端となる従来の絞りとは異なる。
【００１５】
１５は第１〜第４レンズユニット１１〜１４および絞り１によって構成される撮影光学系により形成された被写体像を光電変換するＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子である。
【００１６】
撮像素子１５からのアナログ出力は、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル信号に変換される。該デジタル信号に画像処理回路１７にてゲイン調整、ホワイトバランス等の各種処理が施されて画像信号が生成される。画像信号は、電子ビューファインダを構成するディスプレイ１８に表示されたり、半導体メモリ、光ディスク、磁気テープ等の記録媒体１９に記録されたりする。ここで、記録媒体１９に記録されずディスプレイ１８に表示される画像をファインダ画像（又はスルー画像）という。また、記録媒体１９に記録される画像（ディスプレイ１８にも表示される場合がある）を記録用画像という。
【００１７】
２０はレンズ駆動、絞り駆動、撮像素子の駆動および画像処理等を制御するコントロール部である。
【００１８】
図１Ｂには、上記コントロール部２０の構成と絞り１との関係を示している。コントロール部２０は、制御・処理のシーケンスを実行するＣＰＵ等のマイクロプロセッサ５と、該マイクロプロセッサ５からの駆動命令に応じて絞り１を駆動する絞り駆動回路３とを有する。
【００１９】
また、４は撮像装置の使用環境温度や絞り１の周辺温度を測定する温度センサである。６はメモリである。該メモリ６には、該撮像装置の工場出荷前に行われる調整工程で測定された環境温度や絞り１の周辺温度（以下、これらを調整時温度Ｔという）が記憶保持されている。
【００２０】
２は絞り１に設けられた位置検出手段としてのホール素子である。ここで、ホール素子２を備えた絞り１の具体的構成を図６を用いて説明する。但し、図６に示す構成は例にすぎず、他の構成を有する絞りを用いてもよい。
【００２１】
図６において、３１，３２はそれぞれ、絞り開口形成部３１ａ，３２ａを有し、矢印方向に互いに逆方向に駆動される絞り羽根である。３３は穴３３ｃにおいてアクチュエータたであるモータのロータ軸３４が圧入され、往復回動される絞り駆動レバーである。
【００２２】
３５はモータのロータ、３６はモータの駆動コイルである。
【００２３】
ホール素子２は、ロータ５の外周面に対して所定間隔を空けて配置されている。３８は駆動レバー３３を絞り閉方向に付勢するばねである。
【００２４】
絞り駆動レバー３３の両端に設けられたピン３３ａ，３３ｂには、絞り羽根３１，３２の端部に形成された長穴に係合している。絞り地板３７には、絞り羽根３１，３２によって開放、閉鎖される光通過開口３７ａが形成されている。また、絞り地板３７には、絞り羽根３１，３２に形成されたガイド穴３９に係合して絞り羽根３１，３２の矢印方向の動きを案内するためのガイドピン３７ｂが形成されている。
【００２５】
ロータ３５の外周面にはＳ極領域とＮ極領域とが周方向分割形成されている。駆動コイル３６に流れる電流と該ロータ３５の磁界との相互作用によってロータ３５が回転され駆動される。そして、この駆動力は、絞り駆動レバー３３を介して絞り羽根３１，３２に伝達され、これらを矢印方向に開閉駆動する。
【００２６】
なお、絞り地板３７に設けられたガイドピン３７ｂは、絞り羽根３１，３２に形成されたガイド穴３９の両端に当接することで、絞り羽根３１，３２の開放位置と全閉位置でのメカニカルなストッパとなっている。
【００２７】
ロータ３５が回転すると、ホール素子２に作用する磁界も変化する。ホール素子２は、半導体薄膜を有し、該半導体薄膜の入力端子には、電圧が印加され、制御電流が流される。そして、薄膜に対して垂直に磁界が加えられることにより、入力端子の対角となる出力端子から電圧が出力される。ロータ３５が回転してホール素子２に加わる磁界が変化すると、出力端子からの電圧が変化する。このため、該電圧をモニタすることで、絞り１の動作位置（以下、単に絞り位置という）を検出することができる。
【００２８】
上述した調整工程では、絞り１を所定動作位置、例えば開放位置、全閉位置、所定の小絞り位置に駆動し、これら所定動作位置とホール素子２の出力信号とが所定の対応関係を有するように調整される。この調整工程で測定したホール素子出力電圧は、メモリ６に記憶させておく。
【００２９】
次に、図２Ａのフローチャートを用いて本実施例の撮像装置の動作シーケンスについて説明する。この動作シーケンスは、マイクロプロセッサ５内に格納されたソフトウェア（コンピュータプログラム）に従って実行される。このことは、後述する他の実施例でも同じである。
【００３０】
まず、ＳＴＥＰ１において出画中（ここでは、ファインダ画像の出力（表示）中）である場合には、ＳＴＥＰ２に進み、温度センサ４からの出力（検出温度）Ｔ１を読み込んでメモリ６に記憶する。
【００３１】
次に、ＳＴＥＰ３では、メモリ６から調整時温度Ｔを読み出し、ＳＴＥＰ２で読み込んだ現在の温度センサ４による検出温度Ｔ１と比較する。調整時温度Ｔと現在の検出温度Ｔ１との差が所定値ΔＴよりも小さい場合は、ＳＴＥＰ２に戻り、現在の検出温度Ｔを監視し続ける。また、調整時温度Ｔと現在の検出温度Ｔ１との差が所定値ΔＴよりも大きい場合は、ＳＴＥＰ４に進む。
【００３２】
ＳＴＥＰ４では、撮像装置が記録用画像の記録動作中か否かを判断する。記録動作中である場合には、ＳＴＥＰ５に進み、電子ビューファインダ（ディスプレイ１８）等に警告ａを表示し、撮影者に記録を中断することを促す。該警告ａは音声によるものでもよい。そして、ＳＴＥＰ４に戻り、記録が中止されるまで警告ａを続ける。
【００３３】
ＳＴＥＰ４で記録動作中でない（つまり、ファインダ画像の出力中である）と判断した場合は、ＳＴＥＰ６に進む。
【００３４】
ＳＴＥＰ６では、電子ビューファインダ（ディスプレイ１８）等に警告ｂを表示したり音声出力したりする。そして、次のＳＴＥＰ７では、強制的に絞り調整モードに移行する。
【００３５】
この絞り調整モードでは、図２Ｂのフローチャートに示すように、まず、ＳＴＥＰ７１で、絞り１を開放位置又は全閉位置であるメカニカルな動作端に移動させる。そして、ＳＴＥＰ７２で、ホール素子２の駆動条件を変更（補正）する。具体的には、調整工程で測定した開放位置又は全閉位置でのホール素子出力電圧と同じ出力電圧が得られるように、半導体薄膜の入力端子に印加する電圧又は電流を増減させる。
【００３６】
こうして絞り１の動作位置とホール素子２からの信号（電圧）とが調整工程で設定した対応関係が得られるように自動的に再調整される。この再調整後、検出温度Ｔ１を調整時温度Ｔとしてメモリ６に更新記憶させてもよい。
【００３７】
ＳＴＥＰ７が終了すると、警告ｂの出力を停止してＳＴＥＰ２に戻る。
【００３８】
以上説明したように、本実施例によれば、温度変化によるホール素子２の絞り位置検出誤差を自動的に補正する。したがって、温度変化にかかわらず適切な絞り制御を維持することができる。また、開放位置から全閉位置までの間の開位置と全閉位置との間での正確かつ高速な絞り駆動制御も可能となるので、絞り１をシャッタとして使用することもできる。
【００３９】
そして、絞り位置検出誤差の自動補正が行われるため、従来のように光量調節手段の動作範囲に余裕量を設ける必要がなくなり、絞り１（図６の絞り羽根３１，３２）の開放位置と全閉位置とをメカニカルな動作端とすることができる。したがって、ホール素子２による位置検出分解能を開放位置から全閉位置までに振り分けることができ、この結果、絞り１による光量調節分解能を高くすることができる。
【００４０】
さらに、本実施例では、ファインダ画像の出力中に絞り位置検出誤差の自動補正を行い、画像記録中には行わないで、画像記録に影響を与えることがない。
【実施例２】
【００４１】
図３には、本発明の実施例２である撮像装置の動作シーケンスを示す。本実施例の撮像装置の基本的な構成は、実施例１と同様である。
【００４２】
ＳＴＥＰ８において出画中（ここでは、ファインダ画像の出力中および記録用画像の記録中）であるとき、ＳＴＥＰ９では、現在の温度センサ４による検出温度Ｔをメモリ６に記憶する。
【００４３】
次に、ＳＴＥＰ１０では、調整時温度Ｔ１をメモリ６から読み出して、ＳＴＥＰ９にて記憶した検出温度Ｔと比較する。調整時温度Ｔ１と検出温度Ｔとの差が所定値ΔＴより小さい場合は、ＳＴＥＰ９に戻り、現在の検出温度Ｔを監視し続ける。また、調整時温度Ｔ１と検出温度Ｔとの差が所定値ΔＴより大きい場合は、ＳＴＥＰ１１に進む。
【００４４】
ＳＴＥＰ１１では、メモリ６から調整時温度Ｔ１と現在の検出温度Ｔとの差分に対応して絞り駆動命令を補正するための補正値を取り出す。この補正値は、調整時温度Ｔ１と検出温度Ｔとの差ごとにテーブル形式でメモリ６に記憶されている。但し、Ｔ１とＴ、又はこれらの差を変数とする数式の形でプログラム内に与えられていてもよい。
【００４５】
ＳＴＥＰ１２では、該補正値によって絞り駆動命令を補正する。この結果、絞り１は、調整時温度Ｔ１と検出温度Ｔとの差によって誤差を生じているホール素子２による検出位置に対応する絞り位置に駆動される。
【００４６】
すなわち、絞り１の動作位置とホール素子２からの信号（電圧）とが調整工程で設定した対応関係が得られるように自動的に再調整される。
【００４７】
この再調整後、本実施例では、ＳＴＥＰ１３で補正を行ったときの検出温度Ｔ１を調整時温度Ｔとしてメモリ６に更新記憶させる。そして、ＳＴＥＰ９に戻る。
【００４８】
以上説明したように、本実施例によれば、温度変化によるホール素子２の絞り位置検出誤差を絞り１の動作位置を変更することで自動的に補正する。したがって、実施例１と同様に、温度変化にかかわらず適切な絞り制御を維持することができる。また、開放位置から全閉位置までの間の開位置と全閉位置との間での正確かつ高速な絞り駆動制御も可能となるので、絞り１をシャッタとして使用することもできる。
【００４９】
そして、絞り位置検出誤差の自動補正が行われるため、絞り１の開放位置と全閉位置とをメカニカルな動作端とすることができる。したがって、ホール素子２による位置検出分解能を開放位置から全閉位置までに振り分けることができ、この結果、絞り１による光量調節分解能を高くすることができる。
【００５０】
さらに本実施例では、実施例１のように補正のためのモード切り換えを行わないので、ファインダ画像の出力中でも記録用画像の記録中でもこれらにほとんど影響を与えることなく、補正を行うことができる。
【実施例３】
【００５１】
図４には、本発明の実施例３である撮像装置のコントロール部２０′の構成を示す。実施例１，２では温度センサ４を有していたが、本実施例では、温度センサを持たず、代わりに露出量判別回路８を有する。
【００５２】
露出量判別回路８は、図１Ａに示した画像処理回路１７から画像信号を得て、画像の露出量が所定の適正露出量よりアンダーか否かを判別する。
【００５３】
また、本実施例では、メモリ６に、該撮像装置の工場出荷前に行われる調整工程で絞り１の開放位置に対応するホール素子出力（以下、これを調整時開放検出位置Ａという）が記憶保持されている。
【００５４】
これ以外の本実施例の撮像装置の構成は、実施例１，２と同様であり、共通する構成要素には実施例１，２と同符号を付す。
【００５５】
図５には、本実施例の撮像装置の動作シーケンスを示す。
【００５６】
ＳＴＥＰ１４において出画中（ここでは、ここでは、ファインダ画像の出力中および記録用画像の記録中）であるとき、ＳＴＥＰ１５では、露出量判別回路８により露出量がアンダーか否かを判別する。露出アンダーと判別した場合には、ＳＴＥＰ１６に進む。
【００５７】
ＳＴＥＰ１６では、絞り駆動命令が開放位置を指示しているか否かを判別する。開放位置を指示していない場合は、ＳＴＥＰ１７に進み、絞り１を所定量開放方向に駆動するよう絞り駆動命令を出力する。
【００５８】
一方、ＳＴＥＰ１５で露出アンダーと判断されたが、ＳＴＥＰ１６で絞り駆動命令が開放位置を指示している場合は、ＳＴＥＰ１８に進む。
【００５９】
ＳＴＥＰ１８では、ホール素子２の現在の出力（絞り検出位置）Ａ１を読み込み、メモリ６に記憶する。
【００６０】
次に、ＳＴＥＰ１９では、ＳＴＥＰ１８で記憶された絞り検出位置Ａ１と、予めメモリ６に記憶された調整時開放検出位置Ａとを比較する。これらが同一であれば、ＳＴＥＰ２０に進み、露出補正のために画像処理回路１７内のオートゲイン調整（ＡＧＣ）回路により、撮像素子１５からの信号に基づいて画像信号を生成する際のゲインを上げる処理を行う。
【００６１】
一方、ＳＴＥＰ１９において、絞り検出位置Ａ１と調整時開放検出位置Ａとが異なる場合は、ＳＴＥＰ２１に進み、これらの差ΔＡを算出する。
【００６２】
次に、ＳＴＥＰ２２では、予めメモリ６に記憶された出力差ΔＡを補正するためのホール素子駆動補正値を読み出し、ＳＴＥＰ２３でこの補正値によってホール素子２の駆動条件である、半導体薄膜の入力端子に印加する電圧又は電流を増減させる。これにより、絞り検出位置（ホール素子出力）Ａ１を調整時開放検出位置Ａに一致させる。
【００６３】
以上説明したように、本実施例によれば、温度センサを用いることなく温度変化に起因したホール素子２の絞り位置検出誤差を自動的に補正することができる。したがって、温度変化にかかわらず適切な絞り制御を維持することができる。また、開放位置から全閉位置までの間の開位置と全閉位置との間での正確かつ高速な絞り駆動制御も可能となるので、絞り１をシャッタとして使用することもできる。
【００６４】
そして、絞り位置検出誤差の自動補正が行われるため、絞り１の開放位置と全閉位置とをメカニカルな動作端とすることができる。したがって、ホール素子２による位置検出分解能を開放位置から全閉位置までに振り分けることができ、この結果、絞り１による光量調節分解能を高くすることができる。
【００６５】
さらに本実施例では、実施例１のように補正のためのモード切り換えを行わないので、ファインダ画像の出力中でも記録用画像の記録中でもこれらにほとんど影響を与えることなく、補正を行うことができる。
【００６６】
なお、本実施例によれば、温度変化のみでなく、湿度や経時変化等、他の要因による絞り位置検出誤差も自動的に補正することができる。
【００６７】
上記各実施例では、レンズ一体型の撮像装置について説明したが、本発明は、レンズ交換型の撮像装置に着脱可能な交換レンズ装置（光学装置）にも適用することができる。この場合において、撮像装置がファインダ画像の出力中であることや記録用画像の記録中であること、また露出がアンダーか否かは、撮像装置からの通信によって交換レンズ装置において判別することができる。
【００６８】
また、上記各実施例では、位置検出手段としてホール素子を用いた場合について説明したが、本発明は、ホール素子以外の位置検出手段を用いる場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１Ａ】本発明の実施例１である撮像装置の構成を示すブロック図。
【図１Ｂ】実施例１の撮像装置におけるコントロール部の構成を示すブロック図。
【図２Ａ】実施例１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図２Ｂ】実施例１の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図３】本発明の実施例２である撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例３である撮像装置におけるコントロール部の構成を示すブロック図。
【図５】実施例３の撮像装置の動作を示すフローチャート。
【図６】実施例１の撮像装置が備える絞りの具体例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００７０】
１  絞り
２  ホール素子
３  絞り駆動回路
４  温度センサ
５  マイクロプロセッサ
６  メモリ
８  露出量判別回路
１７  画像処理回路
２０，２０′  コントロール部
【図１Ａ】
2007163598.tif 000003
【図１Ｂ】
2007163598.tif 000004
【図２Ａ】
2007163598.tif 000005
【図２Ｂ】
2007163598.tif 000006
【図３】
2007163598.tif 000007
【図４】
2007163598.tif 000008
【図５】
2007163598.tif 000009
【図６】
2007163598.tif 000010