CN100447654C - 光量调节装置和光学仪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光量调节装置和光学仪器，该光量调节装置可抑制装置大型化、实现光圈级数的多级化而且具有分别适合于光圈动作和快门动作的构成。该光量调节装置具有第1驱动器、第2驱动器、由该第1驱动器驱动的第1遮光构件、及由该第2驱动器驱动的第2遮光构件。在进行光圈调节动作时，由第1和第2驱动器驱动第1和第2遮光构件，调节由这些第1和第2遮光构件形成的光圈口径，在快门动作时由第2驱动器驱动第2遮光构件。

Description

光量调节装置和光学仪器

技术领域

本发明涉及一种搭载于静像照相机、摄像机、交换镜头等光学仪器的光圈兼快门用的光量调节装置。

背景技术

随着数字照相机等光学仪器的小型化，搭载于这些光学仪器上的快门装置和光圈装置等也谋求小型化。已知的可以适于光学仪器小型化的光量调节装置(光圈兼快门装置)，是通过兼备快门功能和光圈功能，从而与分别设置快门装置和光圈装置的情况相比可实现光学仪器的小型化的。

在日本特开2002-55375号公报中，公开了一种具有两个电动机、和由各电动机驱动的两个光圈兼快门叶片的光圈兼快门装置。该光圈兼快门装置通过对一方电动机通电将两光圈兼快门叶片驱动到形成规定口径的光圈开口的位置，在保持该光圈状态的状态下对另一方电动机通电，从而使两光圈兼快门叶片进行快门动作。该光圈兼快门装置通过变换该两个电动机的动作，可将光圈口径设定为不同的两个规定口径和开放口径。即，可选择多个光圈口径，同时可进行快门动作。

然而，在所述过去的光圈兼快门装置中，因为是由1个电动机驱动两个光圈兼快门叶片以形成光圈开口，所以，难于使光圈开口的形状接近圆形而且难于使光圈级数多级化。即，在所述过去的光圈兼快门装置中，仅能选择开放口径、由一方电动机驱动形成的光圈口径、及由另一方电动机形成的光圈口径这样的3级光圈口径。

为了使光圈级数多级化并且使光圈形状接近圆形，已知有使用环形构件等别的部件由步进电动机驱动多个光圈叶片的方法。然而，由于使用环形构件，导致部件数量增加、装置大型化。另外，若要使连结于环形构件上的多个光圈叶片以高速进行快门动作，步进电动机不适合，所以，为了进行高速快门动作，需要专用的快门叶片和电动机。

另外，在所述过去的光圈兼快门装置中，为了分别使两个电动机进行光圈驱动和快门驱动，使用同种类的驱动器。为此，难以获得分别适合于光圈动作和快门动作的构成。

因此，为了提供可抑制装置大型化、实现光圈级数的多级化而且可获得分别适合于光圈动作和快门动作的构成的光量调节装置，还存在改善的余地。

发明内容

至少优选的一个实施方式的光量调节装置具有第1驱动器；第2驱动器；第1遮光构件，其由该第1驱动器驱动；及第2遮光构件，其由该第2驱动器驱动，并且该第2遮光构件由其与该第1驱动器驱动的该第1遮光构件的接触驱动。并且，该光量调节装置在进行光圈调节动作时，所述第1遮光构件由所述第1驱动器驱动，并且所述第2遮光构件由其与所述第1遮光构件的接触驱动，以调节由这些第1和第2遮光构件形成的光圈口径；在快门动作时，所述第2驱动器从所述第1和第2遮光构件形成光圈的状态驱动所述第2遮光构件。

至少优选的另一实施方式的光量调节装置具有第1驱动器、第2驱动器、第1遮光构件、及第2遮光构件；第1遮光构件由该第1驱动器驱动；该第2遮光构件由该第2驱动器驱动，而且可由被第1驱动器驱动的第1遮光构件驱动。并且，该光量调节装置在进行光圈调节动作时由第1驱动器驱动第1遮光构件并驱动第2遮光构件，调节由这些第1和第2遮光构件形成的光圈口径，在快门动作时由第2驱动器驱动第2遮光构件。

另外，至少优选的另一个实施方式是具有包括所述光量调节装置的光学系统的光学仪器。

附图说明

图1为作为本发明第1实施方式的数字静像照相机的示意构成图。

图2为第1实施方式的光量调节装置的外观立体图。

图3为第1实施方式的处于打开状态的光量调节装置的主视图。

图4为第1实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图5为第1实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图6为第1实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图7为第1实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图8为第1实施方式的处于快门动作结束状态的光量调节装置的主视图。

图9为本发明的第2实施方式的光量调节装置的外观立体图。

图10为第2实施方式的处于打开状态的光量调节装置的主视图。

图11为第2实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图12为第2实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图13为第2实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图14为第2实施方式的处于中间光圈状态的光量调节装置的主视图。

图15为第2实施方式的处于快门动作结束状态的光量调节装置的主视图。

图16为表示第1实施方式的光量调节装置的光圈调节动作和快门动作的流程图。

具体实施方式

至少1个代表性实施方式的以下说明实质上仅是示例性的，决不对本发明、其应用、或用途进行限制。

对于相关技术领域的普通技术人员所了解的过程、技术、装置、及材料，可能不进行详细讨论，但在适当的地方作为说明的一部分。

下面，将参照附图详细说明实施方式。

(第1实施方式)

图1表示具有本发明第1实施方式的光量调节装置的数字静像照相机的示意构成。在图1中，100是照相机主体，110是摄影光学系统。在摄影光学系统110内配置所述光量调节装置120。130是由CCD传感器和CMOS图像传感器等构成的摄像元件，对由摄影光学系统110形成的被摄物体像进行光电变换。由图像处理和控制电路(控制电路)140对来自摄像元件130的输出信号实施各种处理，由此生成摄影图像。摄影图像数据记录于图中未示出的记录介质(半导体存储器、磁盘、光盘等)上。

在图2和图3中，表示作为本实施方式的光圈兼快门装置的光量调节装置120的构成。

1是底板，在其中央形成有开放开口1a。在底板1的上部保持有随着电流值的变化而改变停止位置的步进电动机(第1驱动器)2，该步进电动机2的旋转通过驱动杆3传递到叶片(第1遮光构件)4和叶片(第1遮光构件)5。通过使步进电动机2朝图3中A方向旋转，从而使叶片4、5以设于底板1上的轴部1b、1c为中心回转，进行由该叶片4、5形成的开口的关闭动作。另外，通过使步进电动机2朝图3中B方向旋转，从而使叶片4、5以轴部1b、1c为中心回转，进行由该叶片4、5形成的开口的打开动作。

另外，在底板1的下部保持有2极动磁铁型的电磁电动机(第2驱动器)6。电磁电动机6的旋转通过驱动杆7传递到叶片(第2遮光构件)8和叶片(第2遮光构件)9。通过使电磁电动机6朝图3中的C方向回转，从而使叶片8、9以设于底板1上的轴部1d、1e为中心回转，进行由该叶片8、9形成的开口的关闭动作。另外，通过使电磁电动机6朝图3中D方向回转，从而使叶片8、9以轴部1d、1e为中心回转，进行由该叶片8、9形成的开口的打开动作。

下面，说明叶片4、5、8、9的配置。在最靠底板1侧的位置配置叶片5，在其上依次叠放叶片8、叶片4、叶片9。叶片5和叶片8的前端部和作为回转中心的轴部1c、1d的周围部分常相互重叠。

为此，无论该4片叶片4、5、8、9处于什么样的回转状态，所述的重叠顺序都不会改变，不会产生叶片之间的干涉而妨碍动作的情况。另外，通过叠放各叶片，从而可在与光轴正交的面内使光量调节装置120小型化。

由于在规定的光轴方向空间内可回转地收容这些叶片4、5、8、9，因此图中未示出的罩板覆盖叶片4、5、8、9地安装于底板1上。

图3表示叶片4、5、8、9全部回转到全开位置的状态，在该状态下的光圈口径成为与开放开口1a对应的开放口径。在该状态下，步进电动机2和电磁电动机6都处于无通电状态。

下面，一并使用图16所示流程图说明这样构成的光量调节装置120的光圈调节动作和快门动作。

在图16的步骤(在图中简化为S)1中，接通照相机的电源，当摄影者按下图中未示出的摄影准备开关时，控制电路140使设于照相机主体100上的测光单元150进行测光动作。然后，在步骤2中，为了从图3的打开状态形成与测光结果相应的口径的光圈开口，控制电路140进行控制而对步进电动机2和电磁电动机6分别通电。由此，形成具有与测光结果相应的口径而且以光轴为大致中心的多角形的光圈开口。

在此，从图1所示的控制电路140一边改变电流值一边向步进电动机2依次提供形成根据测光结果确定的光圈口径所需要的数量的脉冲信号。另外，向电磁电动机6提供驱动信号，该驱动信号同样是具有形成根据测光结果决定的光圈口径所需要的电流值。通过控制电路140控制所述脉冲信号的电流值和所述驱动信号的电流值，从而可设定图4～图7所示那样的多级的(或实质上连续的)光圈口径。

电磁电动机6具有大致30°的旋转区域，在其两端，由利用电动机线圈的磁力而获得的保持力保持其回转位置。另外，电磁电动机6是通过在电动机线圈中相应于电流值产生的磁场与随着驱动杆7一起回转的被磁化为2极的动磁铁的磁场的平衡来控制其回转位置的。

另外，在图4～图7所示的各光圈状态下，叶片4、5通过使步进电动机2成为无通电状态而被保持于该位置。另外，叶片8、9是通过持续向电磁电动机6提供具有用于获得该中间光圈状态的电流值的驱动信号而被保持于该位置的。

在步骤3中，当摄影者按下图中未示出的摄影开关时，控制电路140开始进行积蓄于摄像元件130上的电荷的复位和电荷的取入。另外，与此几乎同时，将快门关闭信号提供给电磁电动机6。此时的快门关闭信号是通过进一步增加按此时的光圈状态保持电磁电动机6所需要的驱动信号的电流值而被提供的。由此，电磁电动机6与步进电动机2(叶片4、5)的停止位置无关地进一步朝图3中所示的C方向回转，叶片8、9回转以关闭开口。图8表示该快门动作结束了的状态。

然后，在步骤4中，当来自摄像元件130的电荷的取入和转送等规定的处理完毕时，控制电路140再次将提供给电磁电动机6的驱动信号的电流值返回到快门动作前的值。由此，再次返回到快门动作前的光圈状态。

另外，虽然使驱动叶片4、叶片5的电磁驱动源为步进电动机，使驱动叶片8、叶片9的电磁驱动源为动磁铁型电磁电动机，但不限于此。只要是可分别使叶片朝规定的位置回转的驱动源即可，例如也可使用插棒式铁心通过电流值控制对叶片的回转驱动量进行控制。

另外，光圈口径不限于常接近圆形，也可使得叶片4、叶片5的回转驱动量与叶片8、叶片9的回转驱动量不同，使光圈口径成为细长的猫眼形状。

(第2实施方式)

图9和图10表示作为本发明第2实施方式的光圈兼快门装置的光量调节装置220的构成。本实施方式的光量调节装置220也配置在由第1实施方式说明的照相机的摄影光学系统内。

11为底板，在其中央形成有开放开口11a。在底板11的上部保持有步进电动机(第1驱动器)12，该步进电动机12的旋转通过驱动杆13传递到叶片(第1遮光构件)14和叶片(第1遮光构件)15。

因此，在叶片14设置2个接触部14a、14b，接触部14a与叶片18的外周部接触地凸向底板11侧，接触部14b与叶片19的外周部接触地凸向与底板11侧相反的一侧。如本实施方式所示，通过在1个叶片14上设置2个接触部14a、14b，从而与在多个叶片中的各叶片上设置接触部的情况相比可提高接触部14a、14b的位置精度。

通过使步进电动机12朝图10中的E方向旋转，从而使叶片14、15以设于底板11上的轴部11b、11c为中心回转，进行由该叶片14、15形成的开口的关闭动作。在此，相应于叶片14的回转，接触部14a、14b分别压入叶片18、19，从而叶片18、19以轴部11d、11e为中心回转。由此，由叶片14、15、18、19形成光圈口径。

此时，如后面所述，电磁电动机16的转子通过驱动杆17与叶片18、19连接，由叶片14的接触部14a、14b使叶片18、19朝关闭方向动作，从而使转子也回转。

另外，叶片18、19由于在光量调节装置220的径向外侧的区域与叶片14的接触部14a、14b接触，所以，在叶片18、19朝打开方向回转或叶片14、15朝关闭方向回转的场合，接触部14a、14b和叶片18、19成为接触的状态。相反，在仅叶片18、19朝关闭方向回转的场合，叶片18、19从接触部14a、14b离开。

另外，通过使步进电动机12朝图10中的F方向旋转，从而使叶片14、15以轴部11b、11c为中心回转，进行由该叶片14、15形成的开口的打开动作。

另外，在底板11的下部保持有2极动磁铁型的电磁电动机(第2驱动器)16。电磁电动机16的回转通过驱动杆17传递到叶片(第2遮光构件)18和叶片(第2遮光构件)19。

电磁电动机16由转子和轭铁构成，具有使叶片18、19朝打开方向动作而接触于设在叶片14上的接触部14a、14b的程度的弱保持力(齿槽力)。即，当电磁电动机16处于无通电状态时，叶片18总接触于叶片14的接触部14a，叶片19总接触于叶片14的接触部14b。

通过使电磁电动机16朝图10中的G方向旋转，从而使叶片18、19以设于底板11的轴部11d、11e回转，进行由该叶片18、19形成的开口的关闭动作。另外，通过使电磁电动机16朝图10中的H方向旋转，从而使叶片18、19以轴部11d、11e为中心回转，从而进行由该叶片18、19形成的开口的打开动作。

在此，在电磁电动机16上作用着如所述那样的使叶片18、19朝打开方向动作的保持力，为了使叶片14、15朝关闭方向动作，步进电动机12需要以比所述保持力大的驱动力驱动叶片14、15。然而，由于电磁电动机16的保持力是抑制叶片14的接触部14a和叶片18之间的松动、以及叶片14的接触部14b和叶片19之间的松动的程度的保持力，所以，在驱动叶片14、15时不会成为大的负荷。

下面，说明叶片14、15、18、19的配置。在最往底板11侧的位置，配置叶片15，在叶片15上依次叠放叶片18、叶片14、叶片19。叶片15和叶片18的前端部和作为旋转中心的轴部11c、11d的周围部分相互常重叠。为此，无论该4片叶片14、15、18、19处于什么样的回转状态，所述的叠放顺序也不改变，不会由于叶片相互间的干涉妨碍动作。

由于在规定的光轴方向空间内可回转地收容这些叶片14、15、18、19，所以，图中未示出的罩板覆盖叶片14、15、18、19地安装于底板11上。

图10表示叶片14、15、18、19完全回转到全开位置的状态，在该状态下的光圈口径成为与开放开口11a对应的开放口径。在该状态下，步进电动机12和电磁电动机16都是无通电状态。

下面说明这样构成的光量调节装置220的光圈调节装置和快门动作。

首先，接通照相机的电源，当摄影者按下图中未示出的摄影准备开关时，控制电路140使设于照相机主体100上的测光单元150进行测光动作。然后，为了从图10的打开状态形成与测光结果相应的口径的光圈开口而对步进电动机12通电。由此，形成具有与测光结果相应的口径而且以光轴为大致中心的多角形的光圈开口。

在此，从图1所示的控制电路140一边使电流值改变一边依次提供形成根据测光结果确定的光圈口径所需要的数量的脉冲信号。通过控制电路140控制所述脉冲信号的电流值，从而可设定图11～图14所示的多级的(或实质上连续的)光圈口径。

例如，由步进电动机12的规定的脉冲驱动，使叶片14、15、18、19动作，从而成为图12所示状态，由于步进电动机12成为无通电状态，从而保持图12所示状态。此时，电磁电动机16也处于无通电状态，但由电磁电动机16的保持力使叶片18、19朝打开方向移动，与叶片14的接触部14a、14b接触。

而且，在光圈调节动作中设于叶片14上的接触部14b并非必要，也可由接触部14a使叶片18动作，通过驱动杆17而使叶片19动作。

然后，当摄影者按下图中未示出的摄影开关时，控制电路140开始进行积蓄于摄像元件130上的电荷的复位和电荷的取入。另外，与此几乎同时，将快门关闭信号提供给电磁电动机16。此时的快门关闭信号通过进一步增加按此时的光圈状态保持电磁电动机16所需要的驱动信号的电流值而提供。由此，电磁电动机16与步进电动机12(叶片4、5)的停止位置无关地进一步朝图10所示G方向旋转，叶片18、19关闭开口地回转。图15表示该快门动作结束了的状态。

然后，当来自摄像元件130的电荷的取入和转送等规定的处理结束时，控制电路140再次将提供给电磁电动机16的驱动信号的电流值返回到快门动作前的值。由此，再次返回到快门动作前的光圈状态。然后，通过切断向电磁电动机16的通电，从而完成1次的摄影程序。

按照本实施方式的光量调节装置，仅驱动步进电动机12，即可进行光圈调节动作，光圈口径的控制变得容易。另外，仅驱动电磁电动机16，也可进行快门动作。

在此，当进行快门动作时，由于处于特定光圈状态的叶片18、19关闭开口地回转，所以，叶片18、19的无用的动作区域消失，可进行高速的快门动作。并且在电磁电动机16的通电的同时，叶片18、19关闭开口地回转，所以，可抑制机械的动作延迟，抑制曝光时间的偏差。

另外，虽然使驱动叶片14、叶片15的电磁驱动源为步进电动机，使驱动叶片18、叶片19的电磁驱动源为移动磁铁型的电磁电动机，但不限于此。只要是分别使叶片朝规定的位置回转的驱动源即可，也可使用插棒式铁心通过电流值控制对叶片的回转驱动量而进行控制。

另外，为了以更良好的精度进行光圈口径的控制，也可在步进电动机12与驱动杆13之间配置减速齿轮机构，放大步进电动机12的旋转力的同时，实现光圈级数的增加和位置精度的提高。

另外，在本实施方式中，为了使叶片18、19常接触于叶片14的接触部14a、14b，利用了电磁电动机16的保持力，但不限于该方法。例如，可将弹簧连接于驱动杆17或叶片18、19，朝打开方向对叶片18、19施加弹性力。另外，通过使用插棒式铁心代替电磁电动机16，利用通过弹簧的无通电保持力，从而也可使叶片18、19接触于接触部14a、14b。

另一方面，设于叶片14上的接触部14a、14b可由别的部件构成，也可使用塑料等一体形成。

在所述各实施方式中，说明了将光量调节装置配置于透镜一体型的照相机的摄影光学系统内的场合。但不限于此，在由透镜装置和安装该透镜装置的照相机构成的照相机系统中，可在透镜装置内配置各实施方式的光量调节装置。在该场合，光量调节装置的驱动控制可由配置于透镜装置内的控制电路进行，也可由配置于照相机主体内的控制电路进行。

以上参照示范性实施方式说明了本发明，但应清楚本发明不限于公开的示范性实施方式。权利要求的范围应作为最宽的解释，以包含所有的修改、等同构造及功能。

Claims (10)

1.一种光量调节装置，其包括：

第1驱动器；

第2驱动器；

第1遮光构件，其由所述第1驱动器驱动；

第2遮光构件，其由所述第2驱动器驱动，并且所述第2遮光构件由其与所述第1驱动器驱动的所述第1遮光构件的接触驱动；

当进行光圈调节动作时，所述第1遮光构件由所述第1驱动器驱动，并且所述第2遮光构件由其与所述第1遮光构件的接触驱动，以调节由所述第1和第2遮光构件形成的光圈口径；以及

当进行快门动作时，所述第2驱动器从所述第1和第2遮光构件形成光圈的状态驱动所述第2遮光构件。

2.根据权利要求1所述的光量调节装置，其特征在于，在进行所述快门动作时，所述第1遮光构件被保持在该快门动作开始时刻的光圈调节位置。

3.根据权利要求1所述的光量调节装置，其特征在于，所述光量调节装置包括多个所述第2遮光构件。

4.根据权利要求3所述的光量调节装置，其特征在于，所述第1遮光构件设置有多个接触部，各接触部均具有凸起状，所述多个接触部分别与所述多个第2遮光构件接触以驱动所述多个第2遮光构件。

5.根据权利要求1所述的光量调节装置，其特征在于，所述第1和第2驱动器是种类相互不同的驱动器。

6.根据权利要求5所述的光量调节装置，其特征在于，所述第1驱动器是其停止位置随着外加的电流值的变化而变化的驱动器，当所述第2驱动器处于无通电状态时，所述第2驱动器产生沿所述第2遮光构件与所述第1遮光构件接触的方向移动所述第2遮光构件的力。

7.根据权利要求1所述的光量调节装置，其特征在于，在进行所述快门动作时，与所述第1遮光构件的停止位置无关地由所述第2驱动器驱动所述第2遮光构件。

8.一种光学仪器，其包括：

包括权利要求1所述的光量调节装置的光学系统。

9.根据权利要求8所述的光学仪器，其特征在于，还包括：

摄像元件，其对由所述光学系统形成的被摄物像进行光电变换。

10.根据权利要求8或9所述的光学仪器，其特征在于，还包括：

控制器，其基于测光信息控制所述光量调节装置的调节操作，并且使所述光量调节装置从基于测光信息调节光圈的状态开始快门动作。

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