JPH1184465A - 電子的撮像装置 - Google Patents
電子的撮像装置Info
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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Abstract
寿命が長く安定した動作が期待できる電子的撮像装置を
提供。 【解決手段】ガイドシャフトに支持され光軸方向に摺動
自在に移動する鏡枠と、該鏡枠内を通過する光束を機械
的に調整する絞りシャッターユニット27とを内蔵する
鏡筒21と、該鏡筒を通過した被写体像を電気信号に変
換する撮像素子30とを備えた電子的撮像装置におい
て、前記絞りシャッターユニット27は、絞り部材60
とシャッター部材70とを略円盤形状を呈し該鏡筒内に
光軸と垂直に配置されたベース板50に設けると共に、
絞り用の駆動源61とシャッター用の駆動源71とを該
ベース板の同じ面上において相対向する如く配置したこ
とを特徴とする電子的撮像装置。
Description
ユニットを備えた、例えば電子カメラ等の電子的撮像装
置に関する。
の露光制御は、露光時間と絞りとの組み合わせによるプ
ログラム露光によって行われる。
シャッターを共通の羽根によって兼用して行う方式は銀
塩フィルムカメラ等で良く知られている。しかし、撮像
素子はラチチュードが狭いので、露出精度は銀塩フィル
ムより厳密性が要求されるが、従来の複数枚の絞り羽根
の形式ではその絞り口径の再現精度が十分でない。そこ
で、固定の開口径を有する絞り板を適宜光路に挿入する
いわゆるターレット式絞りが採用されている。。
要で簡単な撮像素子の電子シャッターが一般によく用い
られる。
子には電荷蓄積時間終了後にも被写体光が照射されたま
まになっているため、撮影の前後に撮像素子の電荷蓄積
部や電荷転送路及ぴその周囲にノイズ電荷が発生しやす
く、このノイズ電荷が電荷転送路に漏れ込むと画質を劣
化させてしまう。これをスミアノイズという。
蔽するメカニカルシャッターを撮影光学系内に備え、露
光終了とほぽ同時にメカニカルシャッターを駆動させて
撮像素子への外光を遮断するとスミアノイズが防止でき
る。
時間が長く、スミアの影響がより出やすくなるため電子
シャッターに加えてメカニカルシャッターが必要にな
る。そこで、絞り精度の良いターレット式の絞りにメカ
ニカルシャッター機能の両方が必要になる。このような
観点から例えばターレット式の絞りを改良して、ターレ
ット絞り板の絞り開口の間の遮蔽部分を設置して、絞り
シャッターにした兼用方式も提案されている(特許番号
2622296号)。或いは、1モータで絞りとシャッ
ターを駆動するものも開示されている(特開平7−11
1616号公報)
22296号のようなターレット式にシャッター機能を
兼用させると、絞り用の開口部の間に、面積の大きな遮
蔽部を設けねばならないため、絞り板全体の径が大きく
なり、装置の大型化を招く欠点がある。次に、特許番号
2622296号、特開平7−111616号公報とも
に、単−の駆動源を使用しているが、絞り部は開口部の
位置決め精度を要求し、シャッター部は羽根の開閉スピ
ードを要求するが、異なる要求機能を単一の駆動系で両
立させるのも必ずしも容易でない。
ーと絞りの駆動源の駆動タイミングによっては、電圧降
下によって撮影可能電圧の下限にひっかかり、正常な動
作ができなくなる。
できる上、電池寿命が長く安定した動作が期待できる、
絞りシャッタユニットを備えた電子的撮像装置を提供す
ることを目的とする。
達成するために、本発明の電子的撮像装置は以下に示す
如く構成されている。
シャフトに支持され光軸方向に摺動自在に移動する鏡枠
と、該鏡枠内を通過する光束を機械的に調整する絞りシ
ャッターユニットとを内蔵する鏡筒と、該鏡筒を通過し
た被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた電
子的撮像装置において、前記絞りシャッターユニット
は、絞り部材とシャッター部材とを略円盤形状を呈し該
鏡筒内に光軸と垂直に配置されたベース板に設けると共
に、絞り用の駆動源とシャッター用の駆動源とを該ベー
ス板の同じ面上において相対向する如く配置したことを
特徴としている。
(1)に記載した電子的撮像装置であって、上記絞り用
の駆動源と、シャッター用の駆動源とは、いずれもソレ
ノイドプランジャー機構であることを特徴としている。
(2)に記載した電子的撮像装置であって、上記絞り用
の駆動源により上記絞り部材を駆動するための絞りレバ
ーと、上記シャッター用の駆動源により上記シャッター
部材を駆動するためのシャッターレバーとは、同一形状
であることを特徴としている。
(2)に記載した電子的撮像装置であって、上記シャッ
ターは、上記シャッター用の駆動源への通電時に遮蔽動
作し、上記撮像素子への光束入射を遮断する如く設けら
れ、上記シャッター用の駆動源への通電は、上記撮像素
子の電荷蓄積動作完了時において上記絞り用の駆動源へ
の通電が断たれると同時、またはそれ以後において開始
される如く、動作タイミングを設定されていることを特
徴としている。
メカニカルシャッターをスメア防止用のみ利用した場合
の撮影時の動作について解説する。
いシステムコントローラが検知して最初に絞りとシャッ
タースピードの設定を行なう。
りは開放径の状態で撮像素子の信号を利用して被写体光
の測光を行なう。この測光の結果により、絞り部の動作
をするかどうかと、電子シャッターのシャッタースピー
ドの設定を行なう。さらに、絞り部を動作させて、絞ら
せてから再測光して、電子シャッタースピードを決定す
るとより適正なシャッタースピ−ドが設定できるのは、
もちろんである。絞り部は、プランジャ一に連続通電し
て、絞り板を光路中に挿入形式のため、絞りは開放径に
設定して、電子シャッターで適正露光設定することを優
先させる。電子シャッターのみで対応できない揚合にの
み、絞り部を動作させる。消費電力の節約のためであ
る。
るくなく場合には、絞り部への通電はもちろん行なわ
ず、絞りは開放径状態で、AF・ホワイトバランス等撮
影条件の設定を行なう。次に、実際の撮影動作に入り、
設定されたシャッタースピードで素子シャッターを動作
させ露光する。そして露光終了後、撮像素子は撮像処理
回路に光電変換された信号を処理回路に転送する。この
信号電荷を転送の開始に合わせてメカニカルシャッター
のプランジャーに通電してシャッター羽根を動作させ、
撮像素子への外光の入射を遮蔽する。これによって、前
述したスメアノイズの発生を防止する。
ままでは、電子シャッターのみでは適正露光を超えてし
まう揚合には、絞り部を動作させ絞り板で光束を絞る。
その場合のタイミングを説明する。まず、絞り部を動作
させ、AF・ホワイトバランス等撮影条件の設定を行な
う。次に、実際の撮影動作に入るが、絞り部が動作され
ている以外は、上述と同じである。露光終了後、ただち
に絞り部のプランジャーへの通電を停止する。そして、
信号電荷を転送の開始に合わせて、メカニカルシャッタ
ーを動作させるのは、上述と同じである。
子的撮像装置の外観を示す図で、(a)は正面斜視図、
(b)は背面斜視図である。
撮像装置本体としてのカメラ本体、2は光学系(対物レ
ンズやズーミングレンズ等の光学部品を含む)、3はフ
ァィンダー、4はモニター用液晶表示部、5はストロ
ボ、6はレリーズボタン、7は電源スイッチである。以
下、本発明の主要部である光学系2を含む鏡枠ユニット
について詳しく説明する。
学系を含む鏡枠ユニットの分解斜視図である。図2の中
央に示されている略円筒形状をなす筒体は、その両端が
開放された保持鏡筒21であり、該保持鏡筒21の図中
左側に位置する前部開放端には、固定レンズ鏡枠22が
ネジ止め等の固定手段により固定される。また、該保持
鏡筒21の図中右側に位置する後部開放端には、やはり
ネジ止め等の固定手段により取り付け基板23が固定さ
れる。
各一端が前記取り付け基板23に接着固定され、各他端
が該固定レンズ鏡枠22の周辺部に対して嵌合支持され
ている。これら一対のガイドシャフト24a,24b
は、前記保持鏡筒21の内部に光軸と平行となるように
配設されている。上記一対のガイドシャフト24a,2
4bに案内され、複数の移動鏡枠25(12G、13
G、14G等)が保持鏡筒21内を光軸方向に摺動自在
に移動可能となっている。
ら明らかなように、実際には移動枠体14Gに搭載され
た状態で,12G、13G等と共にガイドシャフト24
a,24bに沿って移動するものとなっている。本実施
形態では、説明の便宜上、レンズを有している光学部品
をGで表し、レンズを有しない光学部品をZで表してい
る。そして必ずしも明確な区分けがなされるわけではな
いが、12G及び13Gは主としてズーム用のものであ
り、14Z及び14Gはオートフォーカス(AF)用の
ものである。なお14Gと14Zとは、14Z上に設置
されているAFモータにより相対的に接近また離反する
ことで、フォーカスを自動調節し得るものとなってい
る。
実施形態では3本)のリブ21x,21y,21zが光
軸と平行に設けられている。これらのリブ21x,21
y,21zは、保持鏡筒21の前部開口端から奥方向の
位置(通過する光量の調節を行なうための光量調節装置
27すなわち絞りシャッタユニットが設置される位置よ
りも奥方向の位置)まで設けられている。かくして上記
リブ21x,21y,21zは前記光量調節装置27の
ガイドレールとしての機能を有している。すなわち光量
調節装置27の略円盤状をなす基板周辺の切り欠き部
を、上記リブ21x,21y,21zにそれぞれ係合さ
せ、上記リブ21x,21y,21zをガイドとして光
量調節装置27を摺動させることにより、光量調節装置
27は保持鏡筒21の前部開口端から奥の方へ簡単に収
容し得るものとなっている。
ぞれの一端には、前記固定レンズ鏡枠22をネジ止めす
るためのネジ穴が設けてある。
レンズやフィルター等の光学部品を着脱自在に取り付け
得るように、その前面の内周面に取り付け用のネジ溝2
2dが切ってある。又固定レンズ鏡枠22の周辺部に
は、前記3本のリブ21x,21y,21zの一端に設
けてあるネジ穴21a〜21cと対応するネジ挿通孔2
2a〜22cが設けてある。
枠25を光軸方向に進退自在に移動させるためのカム筒
26が摺接回動し得る如く嵌めこまれている。このカム
筒26は、内面に凸カムMを有する第1のカム筒26a
と、内面に凹カムNを有する第2のカム筒26bとが連
結されており、取り付け基板23に固定されているズー
ムモータ23aにより、一体的に回転駆動されるものと
なっている。
4a,24bに支持された状態で収容されている絞りシ
ャッターユニット27は、移動鏡枠25内を通過する光
束を機械的に調整するためのものである。
シャッターユニット27を通過した光束すなわち被写体
像は撮像素子30上に結像する。この被写体像は撮像素
子30にて電気信号に変換され、画像信号として取り出
される。
ット27は、略円盤形状を呈し該鏡筒21内に光軸と垂
直に配置されたベース板50に、円形開口部を有する薄
板からなる絞り部材60と2枚の薄板からなるシャッタ
ー部材70とを併設したものである。絞り用の駆動源6
1とシャッター用の駆動源71とは、(a)に示す如
く、ベース板50の一方の面上に相対向する如く配置さ
れている。上記絞り用の駆動源61及びシャッター用の
駆動源71は、いずれもソレノイドプランジャー機構を
用いている。
材60を駆動するための絞りレバー62と、上記シャッ
タ用の駆動源71により上記シャッター部材70を駆動
するためのシャッターレバー72とは、(b)に示す如
く,ベース板50の他方の面上に配置されている。上記
絞りレバー62とシャッターレバー72とは図示の如く
同一形状に形成されている。
用駆動源61に通電されていない時は、絞り部材60は
ベース板50の内部に隠れていて、ベース板中央に設け
られた開放径を有する開口が固定絞りの役割をする。絞
り駆動源61に通電されると、ソレノイドプランジャー
の鉄芯に一部が係合した絞りレバー62が回動し、絞り
レバー62に形成さえれたピンで係合された絞り部材6
0を回動させて、絞り部材60の円形開口部で光路の一
部を遮る。絞り部材60の円形開口部は開放径よりも小
さい事はもちろんである。絞り用駆動源61への通電を
止めると、ソレノイドプランジャー機構の鉄芯に備えら
れたバネの働きで、絞り部材60は元に戻り、絞り径は
開放径となる。シャッター用駆動源71に通電されてい
ない時は、シャッター部材は2枚ともベース板50の内
部に隠れていて、通電されるとシャッターレバー72の
回動動作によってシャッター部材が光路を完全に遮蔽す
る。通電を止めると、絞りと同じようにシャッター部材
が内部に引っ込む。
と、電荷転送期間と、絞り及びシシャッターの駆動タイ
ミングの関係を示す図である。図5に示すように、シャ
ッター部材70は、上記シャッター用の駆動源71への
通電時に遮蔽動作するものとなっている。上記撮像素子
への光束入射を遮断する如く設けられている。そして上
記シャッター用の駆動源71への通電のタイミングとし
ては、上記撮像素子30の電荷蓄積動作完了時である時
刻t1 において上記絞り用の駆動源61への通電が断た
れると同時、またはそれ以後の時刻t2 において開始さ
れる如く、動作タイミングが予め設定されている。
(変形例を含む)についての特徴点をまとめると次の通
りである。
は、ガイドシャフトに支持され光軸方向に摺動自在に移
動する鏡枠と、該鏡枠内を通過する光束を機械的に調整
する絞りシャッターユニットとを内蔵する鏡筒と、該鏡
筒を通過した被写体像を電気信号に変換する撮像素子と
を備えた電子的撮像装置において、前記絞りシャッター
ユニットは、絞り部材とシャッター部材とを略円盤形状
を呈し該鏡筒内に光軸と垂直に配置されたベース板に設
けると共に、絞り用の駆動源とシャッター用の駆動源と
を該ベース板の同じ面上において相対向する如く配置し
たことを特徴としている。
ター部材とをそれぞれ独立に設けたので、シャッターと
して最適な切り替え時間等を比較的容易に設定すること
ができる。また絞りとシャッターとをまとめてユニット
化し、且つ両駆動源をベース板の同じ面上に対向配置し
たので、組立て時の作業性がよい。さらに単一の絞りシ
ャッターユニットとしてユニット化した事で、取り扱い
が容易となり、装置への組み付け性も良く、装置内部の
スペースを効率的に使え、電子的撮像装置の小型化に寄
与する。
は、前記[1]に記載した電子的撮像装置であって、上
記絞り用の駆動源と、シャッター用の駆動源とは、いず
れもソレノイドプランジャーで機構であることを特徴と
している。
駆動源としているため動作スピードが速い。また伝達系
が単純なので、部品点数が少なくて済む。
は、前記[2]に記載した電子的撮像装置であって、上
記絞り用の駆動源により上記絞り部材を駆動するための
絞りレバーと、上記シャッター用の駆動源により上記シ
ャッター部材を駆動するためのシャッターレバーとは、
同一形状であることを特徴としている。
り、且つ配置関係も対応づけられていることから、組付
け性がよく製作が容易となるためコストダウンにつなが
る。
は、前記[2]に記載した電子的撮像装置であって、上
記シャッターは、上記シャッター用の駆動源への通電時
に遮蔽動作し、上記撮像素子への光束入射を遮断する如
く設けられ、上記シャッター用の駆動源への通電は、上
記撮像素子の電荷蓄積動作完了時において上記絞り用の
駆動源への通電が断たれると同時、またはそれ以後にお
いて開始される如く、動作タイミングを設定されている
ことを特徴としている。
像素子の電荷蓄積期間を制御しても、電荷排出期間にお
いて撮像素子に光が入射していると、いわゆるスミアが
発生する。このスミアを防止するためには、撮像素子の
露光終了後、機械的なシャッターを動作させて撮像素子
への入射光束を遮蔽すればよい。しかるに上記シャッタ
ー駆動用のソレノイドプランジャー機構と絞り駆動用の
ソレノイドプランジャー機構とが、同一タイミングで重
なり合って駆動されると、短時間ではあるが電源電圧の
大幅な降下を招く。この電圧降下によって、電源電圧が
短時間でも規定電圧以下になると装置がダウンしてしま
う。このようにシャッター駆動用のソレノイドプランジ
ャー機構と絞り駆動用のソレノイドプランジャー機構と
の同時駆動は、電源電圧の大幅な降下を招くため、電池
を利用したデジタルカメラ等の携帯機器では、電池寿命
縮める大きな要因にもなる。
なるので、本発明では、絞り部への通電を止めてからシ
ャッターを駆動するようにした。これにより、二つのソ
レノイドプランジャー機構への同時通電が避けられ、瞬
間的な電位の低下がなくなるので、結果として電池寿命
の延長につながる。したがって携帯型のデジタルカメラ
等にとって特に有効である。
一体化された絞りシャッターユニットを備えているの
で、組立て性が良くかつ小型に形成できる上、このユニ
ットを用いて絞りとシャッター動作とのタイミングを所
要の状態に特定できるため、電池寿命が長く安定した動
作が期待できる電子的撮像装置を提供できる。
外観を示す図で、(a)は正面斜視図(b)は背面斜視
図。
カメラ本体に内蔵されている光学系を含む鏡枠ユニット
の分解斜視図。
撮像系の概略的構成を示す図。
おける絞りシャッターユニットの構成を示す図で、
(a)は表面図、(b)は背面図。
おける電荷蓄積期間、電荷転送期間、絞り及びシシャッ
ターの駆動タイミングの関係を示す図。
撮像装置本体としてのカメラ本体、2は光学系(ズーミ
ングレンズ等の光学部品を含む)、3はファィンダー、
4はモニター用液晶表示部、5はストロボ、6はレリー
ズボタン、7は電源スイッチである。以下、本発明の主
要部である光学系2を含む鏡枠ユニットについて詳しく
説明する。
ら明らかなように、実際には移動枠体に搭載された状態
で,12G、13G等と共にガイドシャフト24a,2
4bに沿って移動するものとなっている。本実施形態で
は、説明の便宜上、レンズを有している光学部品をGで
表し、レンズを有しない光学部品をZで表している。そ
して、必ずしも明確な区分けがなされるわけではない
が、12G及び13Gは主としてズーム用のものであ
り、14Z及び14Gはオートフォーカス(AF)用の
ものである。なお14Gと14Zとは、14Z上に設置
されているAFモータにより相対的に接近または離反す
ることで、フォーカスを自動調節し得るものとなってい
る。
用駆動源61に通電されていないときは、絞り部材60
はベース板50の内部に隠れていて、ベース板中央に設
けられた開放径を有する開口が固定絞りの役割をする。
絞り駆動源61に通電されると、ソレノイドプランジャ
ーの鉄芯に一部が係合した絞りレバー62が回動し、絞
りレバー62に形成されたピンで係合された絞り部材6
0を回動させて、絞り部材60の円形開口部で光路の一
部を遮る。絞り部材60の円形開口部は開放径よりも小
さい事はもちろんである。絞り用駆動源61への通電を
止めると、ソレノイドプランジャー機構の鉄芯に備えら
れたバネの働きで、絞り部材60は元に戻り、絞り径は
開放径となる。シャッター用駆動源71に通電されてい
ないときは、シャッター部材は2枚ともベース板50の
内部に隠れていて、通電されるとシャッターレバー72
の回動動作によってシャッター部材が光路を完全に遮蔽
する。通電を止めると、絞りと同じようにシャッター部
材が内部に引っ込む。
Claims (4)
- 【請求項1】ガイドシャフトに支持され光軸方向に摺動
自在に移動する鏡枠と、該鏡枠内を通過する光束を機械
的に調整する絞りシャッターユニットとを内蔵する鏡筒
と、該鏡筒を通過した被写体像を電気信号に変換する撮
像素子とを備えた電子的撮像装置において、 前記絞りシャッターユニットは、絞り部材とシャッター
部材とを略円盤形状を呈し該鏡筒内に光軸と垂直に配置
されたベース板に設けると共に、 絞り用の駆動源とシャッター用の駆動源とを該ベース板
の同じ面上において相対向する如く配置したことを特徴
とする電子的撮像装置。 - 【請求項2】上記絞り用の駆動源と、シャッター用の駆
動源とは、いずれもソレノイドプランジャー機構である
ことを特徴とする請求項1に記載の電子的撮像装置。 - 【請求項3】上記絞り用の駆動源により上記絞り部材を
駆動するための絞りレバーと、上記シャッター用の駆動
源により上記シャッター部材を駆動するためのシャッタ
ーレバーとは、同一形状であることを特徴とする請求項
2に記載の電子的撮像装置。 - 【請求項4】上記シャッターは、上記シャッター用の駆
動源への通電時に遮蔽動作し、上記撮像素子への光束入
射を遮断する如く設けられ、 上記シャッター用の駆動源への通電は、上記撮像素子の
電荷蓄積動作完了時において上記絞り用の駆動源への通
電が断たれると同時、またはそれ以後において開始され
る如く、動作タイミングを設定されていることを特徴と
する請求項2に記載の電子的撮像装置。
Priority Applications (2)
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JP24437797A JP3986134B2 (ja) | 1997-09-09 | 1997-09-09 | 電子的撮像装置 |
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Publications (2)
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