JPH01263626A - 露光装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明はカメラや観測機器等の光学機器に搭載される
シャッター装置や絞り装置に関するものである。

［従来の技術］ カメラ等に搭載されるシャッター装置及び絞り装置等の
露光装置には、カメラ等の特性に対応して種々の型式の
ものがあるが、スチルビデオカメラのように高精度の露
出が必要なカメラに好適な露光装置は開発されていなか
った。

従来公知の露光装置の中では半開式シャッターと称され
る露光装置がスチルビデオカメラ用の露光装置に適用し
うる特性を有しているが、従来公知の半開式シャッター
は以下の如き欠点があるためスチルビデオカメラには使
用されていなかった。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の半開式シャッターは、撮影レンズの絞りと同時に
開閉する副絞りを受光素子の前方に配置した副絞り付き
半開式シャッターとして構成されているものが殆んどで
あった。この副絞り付き半開式シャッターでは、露光動
作時に絞りが開かれると同時に副絞りも開かれ、副絞り
が開かれたことによって該副絞りの後方に配置された受
光素子に光が入射し、該受光素子に入射した光の積分値
が撮像面に入射した光量として検出され、該積分値が所
定値（測光結果に応じて定まる露光量）に達した時に該
絞りを閉じるための電磁石に通電が行われて該絞りが閉
じられる構成となっていた。

この公知の副絞り付き半開式シャッターにおいては、該
絞りが小絞り状態となる高輝度撮影状態では副絞りを通
過した光が受光素子に入射してからすぐに電磁石に絞り
閉じ信号が出されても電磁石の応答遅れのため絞りが即
座に閉じることができず、従って、露光量が常に過大に
なってしまうという特性があった。

一方、絞りが全開にはならない中輝度撮影状態では絞り
の開き動作中の露光量と閉じ動作中の露光量との比がほ
ぼ一定であるため、閉じ動作中の露光量を予測して早め
に該電磁石に絞り閉じ信号を与えることができるので露
光制御のりニアリティがよく、高精度の露出制御を行う
ことができる。

しかしながら、絞りが全開になってからの低輝度撮影状
態では、該電磁石に絞り閉じ信号を与えるまでの積分露
光量と絞りの閉じ動作中の露光量との比が一定にならな
いため絞りの閉じ動作中の露光量を予測することができ
ず、従って、露出不足もしくは露出過多になってしまう
という場合が多かった。

その結果、公知の副絞り付き半開式シャッターでは高輝
度領域及び中輝度領域並びに低輝度領域に渡ってリニア
リティのある露光制御を行うことができないため、前記
３領域に渡ってＥＶ値に“うねり”が生じることとなり
、従って、公知の副絞り付き半開式シャッターはスチル
ビデオカメラのように高精度の露出を必要とされるカメ
ラの露光装置として用いることができなかった。

そこで公知の副絞り付き半開式シャッターの前記欠点を
除くために、絞りの動作量を検出するためのエンコーダ
を設けたエンコーダ付き半開式シャッターが提案されて
いる。このエンコーダ付き半開式シャッターは、絞りの
動作量もしくは位置をエンコーダで検出することによっ
て絞りの時々刻々の位置及び露光用開口の大きさを検出
し、その結果に基いて該電磁石に対して最も適切な時期
に絞り閉じ信号を印加できるように構成されていた。

しかしながら、このエンコーダ付き半開式シャッターも
次のような理由のため高精度の露出制御を行うには不適
なものであった。すなわち、絞りの開き動作時の走行特
性は、温度及び湿度などの環境絞りの姿勢、経年変化、
などによって異るので絞りの開き動作量や位置を検出し
ても絞りの走行特性（時々刻々の速度や速度変化）は不
明なため、岐りの開き動作量の位置の検出値がどんなに
正確であっても絞りの閉じ始めの位置や閉じ始めの時期
を正確に制御することはできなかった。また、モータ等
の駆動源によって絞りに開き方向の制御された運動を与
えるように構成した場合も、モータの駆動電圧の変化や
通電によるモータ温度の上昇に伴うモータコイルの抵抗
値の変化、等の原因によって絞りの走行特性が変動する
のでエンコーダで絞りの開き動作ユや位置を正確に検出
したとしても絞りの走行特性は検出されないため、絞り
の閉じ始めの位置を正確に制御することはできなかった
。従って、絞りの開き動作中にエンコーダによっである
時刻の絞りの位置を検出し、その検出値に基いて電磁石
を作動させることによって絞りを閉じさせる場合、絞り
の開き速度が速い時と遅い時とではエンコーダによる検
出値が同一であっても絞りの閉じ始めの位置は互いに相
違するため露光時間及び露光量も相異することになる。

第５図は、前記の如きモータ駆動によって絞り羽根に開
き運動をさせる型式の半開式シャッターにおいてモータ
の駆動電圧の変化等の原因により絞り羽根の走行特性が
変化した場合の露光量の変動を示した図、である。第５
図において、実線りで示されているのが望ましい走行特
性、破線ＬＬで示されているのが絞り羽根の開き速度が
速過ぎる場合の走行特性、二点鎖線り、で表示されてい
るのが絞り羽根の開き速度が遅過ぎる場合の走行特性で
ある。また、第５図において、２１〜Ｐ、は絞り羽根を
閉じさせるための電磁石に閉じ信号を与えた時点を表わ
し、Ｐ、〜Ｐ３’は該電磁石が実際に動作する時点及び
その時の絞り径を表わしている。

第５図から明らかであるように、絞り羽根の開き速度が
変化すると、絞り羽根の１開閉動作中の積分露光量も変
動することがわかる。従りて、絞り羽根の開き動作量の
みをエンコーダで検出して露光量制御を行う従来のエン
コーダ付き半開式シャッターでは精度の高い露光量制御
を行うことはできなかった。

従って、本発明の目的は、前記２型式の公知の半開式シ
ャッターに内在する問題点を解決し、高精度な露光制御
を行える新規な露光装置を提供することであり、特にス
チルビデオカメラに好適な高精度の露光量制御が可能な
露光装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の露光装置では、絞り羽根やシャッター羽根等の
開閉部材を実際の露光開閉動作に先立って予備的に開閉
動作させるとともに該開閉部材の動作量や露光量を検出
した後、その検出値に基いて実際の露光開閉動作時の基
準値を決定し、該予備的開閉動作後に行われる実際の露
光開閉動作時には該基準値に従って該開閉部材の動作を
制御することを特徴とする。本発明の露光装置では実際
の露光動作における基準値が予備的開閉動作時に検出さ
れた露光値及び動作検出値に基いて決定されるので実際
の露光動作においては露光特性（もしくは動作特性）に
即した露光制御が行われ、従って、精度の高い露出制御
が可能となる。

［作　　　用］ 本発明の露光装置では、絞り羽根等の開閉部材を実際の
露光動作に先立って予備的に開閉動作させるとともに、
その開閉動作時に検出した入射先玉や動作量などの値に
基いて第２回目の露光動作における基準値を形成し、該
基準値により第２回目の露光動作時における該開閉部材
の動作を制御する。

［実　施　例］ 以下に本発明の一実施例について図面を参照しつつ説明
する。

第１図は本発明の露光装置の一実施例の機械的構造を示
した斜視図である。

第１図において、１及び２は互いに矢印Ａ方向に相対移
動する開閉部材としての絞り羽根であり、該絞り羽根１
及び２にはその上方に配置された絞り羽根駆動板８の駆
動ピン８Ｃ及び８ｄが挿入される横長の穴１ａ及び２ａ
が穿設されている。

絞り羽根駆動板８は軸８ｂを中心として回転可能であり
、円板形の本体部分の上には係止用突部を外周部に有し
た係止片８ａが固定されている。絞り羽根駆動板８の本
体部分の外周にはばね係止片８ｅが突設され、該ばね係
止片８ｅに一端を係止されたばね１０は絞り羽根駆動板
８を常に釉８ｂを中心として時計方向に付勢している。

絞り羽根駆動板８の本体部分の下面には前記の駆動ピン
８Ｃ及び８ｄが突設され、該本体部分の上面には絞り羽
根の動作量検出手段の一部を構成する摺動接触子９が固
定されている。該摺動接触子９と摺動接触するエンコー
ダ１６が絞り羽根駆動板８の下方に配置され、該エンコ
ーダ１６上に形成された導体パターンは不図示のパ′ル
スカウンター等を含む検出回路に電気的に接続されてい
る。

絞り羽根駆動板８上の係止片８ａに係止される爪部を一
端に有した揺動部材６が絞り羽根駆動板８上に配置され
ている。該揺動部材６に固定された２本の軸６ａ及び６
ｂのうち、軸６ａは後述のアーマチュア１４と係合し、
軸６ｂは絞り羽根駆動板８よりも上方に配置されている
ギヤ５の外周部の孔に遊嵌状態で挿入されている。軸６
ｂは揺動部材６の揺動中心となっており、軸６ｂには揺
動部材６を軸６ｂを中心として時計方向に付勢している
つる巻きばね７が嵌装されている。

ギヤ５は軸５ａを中心として回動可能であるとともにラ
ック３に噛み合っている。ラック３はピニオン１２と噛
み合っており、ばね４によって常に矢印Ｂ方向に付勢さ
れている。ビニオン１２はモータ１１によって駆動され
るようになっており、モータ１１が駆動された時には該
ビニオン１２は図において反時計方向に回転される。

ラック３の上方にはピン１４ｂを中心として回動可能な
アーマチュア１４が配置されている。該アーマチュア１
４の一方の腕部１４ｃは電磁石１３のコアに対向する位
置に配置され、他方の腕部１４ａは揺動部材６の軸６ａ
と係合しつる位置に配置されている。アーマチュア１４
はばね１５によりピン１４ｂを中心として反時計方向に
付勢されている。

電磁石１３とモータ１１は不図示の制御装置からの指令
に従って所定の時期に給電されるようになっている。

前記構造において、絞り羽根駆動板８及び腰板８を駆動
するための諸部材（ギヤ５、ラック３、ピニオン１２、
アーマチュア１４、電磁石１３、ばね１０．４．１５等
）は絞り羽根１及び２（すなわち開閉部材）を開閉動作
させるための開閉手段を構成している。また、エンコー
ダ１６及び摺動接触子９並びに不図示の検出回路は開閉
部材の動作量及び位置を検出する動作量検出手段（もし
くは露光用開口量検出手段）を構成している。

なお、第１図には示されていないが、絞り羽根１及び２
によって形成される露光用開口に面して撮像素子が配置
され、該撮像素子及び該素子の出力信号を処理する信号
処理回路並びに撮像素子出力の積分回路が入射光量検出
手段を構成している。

前記の動作量検出手段及び入射光量検出手段に電気的に
接続された制御装置の内部には該開閉部材（絞り羽根）
を前後２回繰返し開閉動作させる動作制御手段や、該動
作量検出手段及び該入射光量検出手段の出力に応じて該
開閉部材の動作基準値を決定し且つ選択するための手段
等が形成されている。

第２図は本発明の露光製蓋の電気的構成のうち、入射光
量検出手段、実際の露光開閉動作時における該開閉部材
の動作基準値を形成するための動作基準値形成手段、等
の概略をブロック図で表わした図である。

第２図において、１７は入射光量検出手段、１８は開閉
部材（絞り羽根１及び２）の実露光開閉動作時における
動作基準値を演算し且つ選択する動作基準値演算兼選択
手段、である。また、同図においてシャッター制御回路
と表示されているブロックはモータ１１及び電磁石１３
への通電を制御するための制御回路であり、該開閉部材
に第１回目の非露光開閉動作と第２回目の露光開閉動作
とを行わせるようにモータ１１及び電磁石１３を制御す
る。シャッターと表示されているブロックは第１図図示
の開閉手段の構成のうち、特にモータ１１と電磁石１３
とを意味している。

第３図は第１図及び第２図の構成を有した本実施例の露
光装置を搭載しているカメラにおいて該露光装置に関連
する部分の動作を示したタイムチャート、第４図は該カ
メラにおいて該露光装置に関連する部分の制御動作を示
したフ、ローチャート、である。

以下に第１図乃至第４図を参照して該カメラ及び該露光
装置の動作を説明する。

カメラ使用者がｔｉｉ＝に際してカメラのレリーズボタ
ンを半押し操作すると、不図示のレリーズスイッチがＯ
Ｎとなり、不図示の測光装置が動作して測光が行われる
。測光が行われると、測光回路から動作基準値演算兼選
択手段１８　（第２図）に測光値が人力され、該手段１
８内の演算回路では測光値に応じた絞り羽根動作量の基
準値（基準パルス数）が演算される。一方、レリーズス
イッチＯＮと同時にモータ１１に通電が行われ、モータ
１１はピニオン１２を第１図で反時計方向に回転させる
。このため、ラック３が第１図のＤ方向に動かされるの
でギヤ５が軸５ａを中心として反時計方向に回転される
。ギヤ５が反時計方向に回転されると、軸６ｂが軸５ａ
を中心として反時計方向に回動されるので軸６ｂを介し
て揺動部材６が反時計方向に回動され、揺動部材６と係
止関係にある係止片８ａが軸８ｂを中心として反時計方
向に回動される。

その結果、係止片８ａと一体の絞り羽根駆動板８の本体
が軸８ｂを中心として反時計方向に回動されるので駆動
ビン８ｃ及び８ｄも軸８ｂを中心として反時計方向に回
動されて絞り羽根１は矢印Ｂ方向に、絞り羽根２は矢印
Ａ方向に、それぞれ動かされてシャッターが開かれてゆ
く。このシャッター開き量（すなわち、開閉部材の動作
量）は、絞り羽根駆動板８に担持されている摺動接触子
９がエンコーダ１６の上面の導体パターンに接触しつつ
動くことによって不図示の検出回路にパルス数として検
出され、該検出回路中のカウンタによりカウントされる
とともにシャッター制御回路（第２図）において前記の
基準パルス数（測光値に基いて演算された基準パルス数
）と比較される。そしてシャッター制御回路はエンコー
ダ１６により検出されたパルス数が該基準パルス数に達
しない間はモータ１１に反時計方向の回転を継続させて
絞り羽根１及び２の開き方向の動作を継続させる。

一方、このようにして絞り羽根１及び２が勅かされてシ
ャッターが開かれ始めると同時に不図示の撮像素子に光
が入射し、該撮像素子にはそれ自身の全入射光量に応じ
た電荷蓄積が始まる（第３図参照）。

そして、エンコーダ１６により検出されたパルス数が基
準パルス数に一致した時にシャッター制御回路（第２図
）によってモータ１１が停止されて絞り羽根１及び２の
開き方向の動作が停止するとともにエンコーダ１６の出
力も停止する。

また、モータ１１を停止させる信号と同時に電磁石１３
に通電させる信号がシャッター制御回路から出されるの
で電磁石１３に通電が行われ、アーマチュア１４の一方
の腕部１４ｃが電磁石１３のコアに吸引される。このた
めアーマチュア１４はビン１４ｂを中心として時計方向
に回動されてアーマチュア１４の他方の腕部１４ａが揺
動部材６の軸６ａを第１図において手前側へ押しのける
ため、揺動部材６は軸６ｂを中心として反時計方向へ回
動され、その結果、揺動部材６の一端の爪部が係止片８
ａの係止部からはずされる。

従って、絞り羽根駆動板８がばね１０の力によって時計
方向に回動されるため、ビン８ｃにより絞り羽根１は矢
印六方向に、絞り羽根２はビン８ｄにより矢印Ｂ方向に
、それぞれ動かされて原位置に復帰し、その結果、シャ
ッター（絞り開口）が閉じられる。一方、軸６ｂも軸８
ｂ及び５ａを中心として時計方向に回動されるためギヤ
５も軸５ａを中心として時計方向に回動され、その結果
、ラック３は矢印Ｃの方向へ動かされて原位置へ復帰す
る。なお、ばね１０の力はモータ１１のコギングトルク
よりも大きく設定されているため、ラック３の原位置へ
の復帰運動に伴ってビニオン１２及びモータ軸も時計方
向に回転されて初期位置へ復帰する。なお、この第１回
目の開閉動作は非露光（非撮影）開閉動作であって、実
際の撮影動作に先立って行われる予備的開閉動作である
。

このようにして第１回目のシャッター開閉動作が終了し
た後、該第１回目の開閉動作中に撮像素子に入射した全
光量に相当する蓄積電荷が撮像素子の出力として信号処
理回路（第２図）を介して順次読出され、該出力が記録
回路及び積分回路へ人力される（第２図乃至第４図参照
）、積分回路において積分された値は第１回目の開閉動
作中に撮像素子に入射した全光量を表わしており、該積
分回路の出力は比較回路（第２図）に入力されて基準露
光量と比較される（第４図）、比較回路からは基準露光
量と積分回路出力との差が出力として演算回路（第２図
）に人力され、演算回路では基準露光量と積分回路出力
との差が許容範囲以内にない場合は前記の差と測光値と
に基いて前記基準パルス数（すなわち、絞り羽根の開口
動作基準量）を補正することによって新らしい開口動作
量基準値を演算し、この新らしい開口動作量基準値をシ
ャッター制御回路に新らしい基準値として設定させる。

なお、撮像素子の出力の積分及び積分回路出力と基準露
光量との差に関する判定などの動作は第３図において評
価と表示された動作で表わされている。

前記評価動作において新たに設定された新らしい開口動
作量基準値は実際の入射光量に基いて形成されたもので
あるため、この新らしい開口動作量基準値に従って絞り
羽根の開口動作量を制御する場合は、たとえばモータ１
１の駆動電圧の変化等によって絞り羽根の走行特性が変
化した時にも所定の露光量となるように絞り羽根の開き
動作量を制御することができる。

一方、前記の評価動作において、積分回路出力と基準露
光量との差が許容範囲内に入っている場合は絞り羽根の
走行特性に大きな変動が生じていないと判断されるので
新らしい動作量基準値が形成されず、シャッター制御回
路に設定されるべき絞り羽根動作量基準値は第１回目の
予備的開閉動作の時に用いられた基準値（基準パルス数
）となる、従って、以下に説明するように第２回目の実
際の露光開閉動作時に絞り羽根の開き動作量を律する基
準値は第１回目の予備的開閉動作時の基準値と同じにな
る。

前記の如き評価動作が終了すると、不図示の動作制御手
段によって再びモータ１１が反時計方向に回転され、こ
れに伴って前記と同様に絞り羽根１及び２がモータ１１
の力によって強制的にシャッター開き方向に駆動される
。同時にエンコーダ１６によって絞り羽根１及び２の開
き動作量がパルス信号と゛して検出されるとともにシャ
ッター制御回路において動作量基準値と比較される。こ
の場合、シャッター制御回路に設定されている絞り羽根
動作量基準値（基準パルス数）が前記の評価動作によっ
て補正された新らしい動作量基準値であれば絞り羽根１
及び２の開き動作量は第１回目の予備的開閉動作時にお
ける開き動作量とは異ったものとなり、実際の入射光量
に応じた開口動作が行われる。

一方、前記評価動作において新らしい動作量基準値が設
定されなかった場合は、第２回目の実露光動作における
絞り羽根開き動作も第１回目の予備的非露光動作におけ
る動作量基準値によって制御される。

そして、エンコーダ１６による検出値と動作量基準値と
が一致した時にシャッター制御回路から電磁石１３に通
電が行われるとともにモータ１１への通電が停止され、
前記と同様に絞り羽根１及び２はばね１０の力によって
閉じ方向に動かされる。そして、シャッターが閉じられ
た後にレリーズスイッチがオフとなる。

第２回目の開閉動作時に設定される開き動作量基準値は
第１回目の予備的開閉動作時の絞り羽根動作量もしくは
入射光量に基いて設定されているので第２回目の開閉動
作時には電磁石１３に対する動作信号の発生時期は電磁
石１３の動作遅れを見込んだものに修正されており、従
って本実施例の露光装置では絞り羽根の走行特性に変化
が生じていても常に精度の高い露光量制御を行うことが
できる。

［発明の効果コ 以上に説明したように、本発明の露光装置では第１回目
の非露光開閉動作において検出された値に基いて第２回
目の露光開閉動作のための基準値形成し、該基準値によ
って第２回目の露光開閉動作を制御するので、絞り羽根
等の開閉部材の走行特性に変化が生じても、その変化に
基く制御精度の変動を未然に防止することができ、常に
高精度の露光量制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による露光装置の機械的構成の一実施例
を示した斜視図、第２図は第１図の露光装置の電気的構
成の一部を示したブロック図、第３図は第１図及び第２
図の構成を有する露光装置を搭載したカメラにおいて該
露光装置に関連する部分の動作を示したタイムチャート
、第４図は該カメラにおいて該露光装置に関連する部分
の制御動作を示したフローチャート、第５図はモータ駆
動による絞り羽根を有した半開式シャッターにおいて絞
り羽根の走行特性が変化した時の露光量の変化を示した
図、である。 １及び２・・・絞り羽根　　３・・・ラック５・・・ギ
ヤ　　　　　　　６・・・揺動部材８・・・絞り羽根駆
動板　　９・・・摺動接触子１１・・・モータ　　　　
　　１２・・・ビニオン１３・・・電磁石　　　　　　
１４・・・アーマチュア１６…エンコーダ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　シャッター羽根もしくは絞り羽根等の開閉部材と、
   該開閉部材を開閉動作させる開閉手段と、該開閉部材の
   動作量を検出する動作量検出手段と、該開閉部材に第１
   回目の非露光開閉動作と第２回目の露光開閉動作とを行
   わせるように該開閉手段を制御する動作制御手段と、該
   開閉部材の該非露光開閉動作時に入射光量を検出する入
   射光量検出手段と、該非露光開閉動作時に該動作量検出
   手段の出力値が基準値と一致しなかった場合には該入射
   光量検出手段の出力値に対応して該基準値を補正するこ
   とにより該露光開閉動作時の新基準値を形成する演算手
   段と、該非露光開閉動作時に該動作量検出手段の出力値
   が該基準値と一致した場合には該露光開閉動作時の動作
   量基準値として該基準値を選択し、該非露光開閉動作時
   に該動作量検出手段の出力値と該基準値とが一致しなか
   った場合には該露光開閉動作時の動作量基準値として該
   新基準値を選択する選択手段と、を有して成る露光装置
   。 ２　該開閉手段が、該開閉部材を開き方向に駆動するモ
   ータ等の駆動源と、該開閉部材を閉じ方向に付勢してい
   る付勢部材と、該開閉部材の閉じ方向の運動を阻止する
   禁止手段と、該禁止手段による該開閉部材の閉じ方向の
   運動を解禁する電磁石と、を有しており、半開式シャッ
   ター装置として構成されている請求項１記載の露光装置
   。