JP2005099155A - カメラ用絞り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動用モータの回転子の回転自体から発生する音を抑制することができ、主に動画撮影を行なうカメラに用いて好適な絞り装置を提供すること。
【解決手段】地板１に取り付けられた軸７に、回転子６の孔６ａを嵌合させ、軸７の先端面に、孔６ａの閉塞面を接触させている。また、この回転子６は、その永久磁石８と固定子のヨーク９，１０との間に作用する力により、上記の接触面が離れないようになっている。更に、回転子６の回転は、減速歯車１３を介して絞り駆動リング４に伝えられ、複数枚の絞り羽根５を作動させるようになっている。このように、回転子６が回転するときには、孔６ａと軸７が摺接するだけなので、回転子６の回転自体から発生する音を抑制することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光軸を中心にして往復回動する絞り駆動リングが、複数枚の絞り羽根を同時に同方向へ回転させることによって、絞り開口の形状を略円形に保ちつつ大きさを変化させ得るようにしたカメラ用絞り装置に関する。

カメラ用絞り装置の中には、露光開口の周囲に複数枚の絞り羽根を略等間隔に配置していて、絞り駆動リングが光軸を中心にして回転すると、その回転方向に対応して、それらの絞り羽根が同時に同方向へ回転し、絞り開口の大きさを変化させるようにしたものがある。また、絞り駆動リングを回転させる手段としては、手動の場合と、手動とばね力を用いる場合と、ばね力とモータを用いる場合と、モータだけを用いる場合とがあるが、最近では、モータだけで往復回転させるものが多くなっている。そして、その場合のモータとしては、ステップモータを採用するのが普通であり、その典型的な構成が特許文献１に記載されている。
特開２００２−１２２９００号公報

特許文献１に記載されているようなタイプの絞り装置は、スチルカメラに採用することもできるし、ビデオカメラに採用することも可能である。特に、ビデオカメラの場合には、撮影中に被写界の明るさが変化してしまうことが多いので、その変化に対応して絞り開口を変化させるようにするためには、このようなタイプの絞り装置を採用することが極めて好ましい。また、最近では、カメラの仕様も多様化し、デジタルスチルカメラであっても、動画モードでの撮影を行なえるものが出現しているが、そのようなカメラの場合にも、同様の理由で、このようなタイプの絞り装置の採用が好ましい。

ところで、このタイプの絞り装置は、回転子の回転を、歯車機構を介して絞り駆動リングに伝達するため、どうしても作動音が大きくなってしまう。そのため、撮影者にとっては、その作動音が耳障りになるだけではなく、この絞り装置をビデオカメラや、動画撮影機能付きのデジタルスチルカメラに採用すると、その作動音をノイズとして録音してしまうことになる。そこで、従来から、カメラ本体側としては、マイクがそのような作動音を拾わないように工夫をしてきたが、絞り装置の方としても、歯車機構を構成している部材の材質や形状を工夫するなどして消音対策をしてきた。ところが、絞り装置が発する作動音は、歯車機構からだけではなく、絞り羽根自体の作動や、モータの回転子の回転によって発生するものもある。そのため、絞り羽根自体の作動で発生するものは、絞り羽根の材質や表面処理によって対策を講じてきた。

また、回転子の回転で発生するものに対する対策は、その発生箇所にオイルやグリスを塗っていたが、この点を、特許文献１に記載の構成の場合で、詳しく説明する。特許文献１に記載の構成では、回転子は、その中心に細長い貫通孔を有していて、その貫通孔を、地板に設けられた軸に対し回転可能に嵌合させている。そして、その軸の先端をカバー板の孔に挿入している。そのため、回転子は、軸に対して摺接するだけではなく、地板やカバー板とも軸方向の両端面で摺接し、音を発生させることになる。その場合、軸との摺接で生じる音は、回転子の内部で発生するので大したことはないが、地板やカバー板との摺接で発生する音は比較的大きい。そのため、従来は、消音対策としてそれらの摺接部にオイルやグリスを塗っていた。

このような対策は、特許文献１に記載の構成とは異なる構成の場合にも行なわれていた。そして、その異なる構成とは、回転子の貫通孔に嵌合している軸の先端を、カバー板の孔に挿入させず、その先端に回転子の抜け止め部材を取り付けた構成である。従って、その場合には、カバー板と摺接しなくなる代わりに、抜け止め部材と摺接することになるので、その摺接部にオイルやグリスを塗っていた。また、このような対策は、上記の軸が地板とは別部材で製作され、地板に取り付けられた構成のものにも講じられていた。ところが、このような従来の対策は、オイルやグリスを塗る必要があることから製作費が高くなると共に、塗り方に問題があると流れ出し、絞り羽根の作動が好適に行えなくなるという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、回転子の取付構成を工夫することによって、オイルやグリスを塗布しなくても、回転子の回転による音の発生を好適に抑えることを可能にした低コストなカメラ用絞り装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用絞り装置は、地板又は該地板に固定された部材に立設されている軸と、前記軸に回転可能に嵌合させられ一端が閉塞面となっている細長い孔を有すると共に外周には円筒状の永久磁石と出力歯車部とを有している回転子と、ヨークと該ヨークに巻装されたコイルとからなっており該ヨークの磁極部が前記永久磁石との間に働く磁力によって前記軸の先端面と前記孔の閉塞面とを接触させるように配置されている固定子と、複数のカム溝を有していて前記回転子の往復回転によって光軸を中心にして往復回動させられる絞り駆動リングと、各々が前記地板に対して回転可能に取り付けられていると共に前記カム溝に嵌合する係合ピンを有していて前記絞り駆動リングの回動によって最大開口制御位置と最小開口制御位置との間で回動させられる複数枚の絞り羽根と、を備えているようにする。その場合、前記地板と前記軸が合成樹脂製であって、それらが一体成形加工で製作されているようにすると、コストの点で有利である。

本発明のカメラ用絞り装置によれば、従来のように、オイルやグリスなどを塗布することなく、回転子の回転自体から発生する音を抑制することができるからコストが低減でき、特に、動画撮影を行なうカメラに用いて好適なものとなる。

本発明の実施の形態を、図示した二つの実施例によって説明する。尚、図１は、最大絞り開口の制御状態を被写体側から透視して示した実施例１の平面図であり、図２は、図１における中間板とカバー板だけを示した平面図である。また、図３は、図１における要部の断面図であり、図４は、最小絞り開口の制御状態を図１と同様にして示した実施例１の平面図である。更に、図５は、図３と同様にして示した実施例２の断面図である。

本実施例は、絞り装置を、シャッタ装置と共にユニット化したものであって、デジタルスチルカメラのほか、銀塩フィルムを使用するスチルカメラや一コマ撮影の可能なビデオカメラにも採用することが可能である。しかしながら、以下においては、デジタルスチルカメラに採用される場合で説明する。先ず、図１〜図３を用いて、本実施例の構成を説明するが、図１は、被写体側から、シャッタの羽根室内と絞りの羽根室内を透視して示した平面図である。そのため、カメラに組み込まれた状態では、図１の紙面裏側に固体撮像素子が配置されていることになるが、その固体撮像素子側に配置されている地板１と、被写体側に配置されているカバー板２との間が、中間板３によって仕切られており、絞りの羽根室は、地板１と中間板３の間に構成され、シャッタの羽根室は、カバー板２と中間板３の間に構成されている。また、それらのカバー板２と中間板３は、図示していない手段によって地板１に取り付けられているが、それらの形状を理解し易くするために、図２において、それらの重なり状態を示してある。

また、地板１，カバー板２，中間板３には、光軸を中心にした円形の開口部１ａ，２ａ，３ａが形成されているが、それらの直径は、開口部１ａが一番大きく、次に開口部２ａ，開口部３ａの順になっている。そのため、本実施例の場合は、中間板３の開口部３ａが、撮影光路用の露光開口（絞りの最大開口）を規制していることになる。しかしながら、開口部１ａ又は開口部２ａの直径を一番小さくして露光開口を規制するようにしてもよいし、後述する絞り駆動リングの内径縁で規制するようにしても構わない。特に、絞り装置のみをユニット化する場合には、シャッタの羽根室を必要としないことから、中間板３を備えていないので、それらのいずれかを採用することになる。

地板１は、合成樹脂製であって、絞りの羽根室側の面に、光軸を中心にした環状の窪みを有しており、絞り駆動リング４は、その窪みの中で回転可能に配置されている。この絞り駆動リング４は、略等角度間隔に六つのカム溝４ａ（それらの一つにだけ符号を付けてある）を形成し、外周の所定の角度範囲に歯部４ｂを形成している。絞り駆動リング４と中間板３との間には、光軸を中心にして略等角度間隔で６枚の絞り羽根５（それらの一つにだけ符号を付けてある）が配置されている。そして、それらの絞り羽根５は、全て同じ形状をしており、地板１側に設けられている軸ピン５ａを、地板１に形成されている孔に回転可能に嵌合させ、同じく地板１側に設けられた係合ピン５ｂを、絞り駆動リング４のカム溝４ａに挿入している。

次に、絞り駆動リング４を、光軸を中心にして往復回動させる駆動装置の構成を説明する。本実施例の駆動装置は、全体的には、特許文献１に記載の駆動装置と類似の構成をしていて、駆動源にはステップモータを用いている。図３は、その構成を理解し易くするために示した断面図である。回転子６は、細長い孔６ａを有していて、その孔６ａを、かしめ加工によって地板１に立設された金属製の軸７に回転可能に嵌合させている。そして、この孔６ａは、貫通孔ではなく、一端を開放端とし、それとは反対側の他端に閉塞面を有していて、その閉塞面を軸７の先端面に接触させていると共に、内周面を軸７の外周面に接触させている。また、回転子６は、その孔６ａを形成した合成樹脂製の軸部６ｂの外周に、一体成形で出力歯車部６ｃを形成している。更に、その軸部６ｂの外周には、径方向に４極に着磁され円筒状の永久磁石８が取り付けられている。

また、固定子は、図示していない手段によって、地板１の固体撮像素子側の面に取り付けられている二つのヨーク９，１０と、各々の一方の脚部に巻装されたコイル１１，１２（図１においては、図示を省略してある）とで構成されており、ヨーク９，１０は、各々の二つの脚部の先端を磁極部とし、それらを、地板１に形成された孔に挿入し、永久磁石８の円周面に対向させている。そして、図３に示すように、それらの磁極部が、永久磁石８の上下方向の中間位置よりも下方位置にあるため、回転子６には、ヨーク９，１０の磁極部と永久磁石８との間に作用する磁力によって、下方へ移動する力が付与されており、孔６ａの閉塞面が常に軸７の先端面に接触するようになっている。また、本実施例のように、軸７が金属製の場合には、地板１の立設部と永久磁石８との間にも、磁気的吸引力が生じている。尚、本実施例の場合には、コイル１１，１２をボビンに巻回し、そのボビンをヨーク９，１０の脚部に装着しているが、コイル１１，１２を、直接ヨーク９，１０に巻回しても構わない。

更に、地板１に設けられた軸１ｂには、減速歯車１３が回転可能に取り付けられている。この減速歯車１３は、親歯車と子歯車とからなる合成樹脂製の２段歯車（親子歯車）であって、親歯車を回転子６の出力歯車部６ｃに噛合させ、子歯車を絞り駆動リング４の歯部４ｂに噛合させている。

地板１に設けられていて図１示されている二つの軸１ｃ，１ｄは、図２に示されている中間板３の孔３ｂ，３ｃを貫通し、それらの先端をカバー板２の孔２ｂ，２ｃに挿入しているが、図１においては、それらの孔２ｂ，２ｃ，３ｂ，３ｃの符号を省略してある。そして、シャッタの羽根室には、２枚のシャッタ羽根１４，１５が配置されていて、シャッタ羽根１４は上記の軸１ｃに回転可能に取り付けられ、シャッタ羽根１５は軸１ｄに回転可能に取り付けられており、また、各々のシャッタ羽根１４，１５には、長孔１４ａ，１５ａが形成されている。

次に、それらのシャッタ羽根１４，１５の駆動装置の構成を説明する。本実施例においては、シャッタ羽根１４，１５の駆動源として、ムービングマグネットモータ又はムービングマグネット型モータなどと称されている電流制御式のモータを用いている。このモータは、径方向に２極に着磁された永久磁石を有する回転子が、固定子コイルに対する通電方向に対応した方向へ、所定の角度範囲においてだけ回転させられるモータであって、電流を断った状態では、回転子が、いずれか一方の回転限界位置で、固定子に設けられた磁性体棒（鉄ピン）と回転子との間に作用する永久磁石の磁力により、その停止状態を維持されるようになっている。

このようなモータは、特開２０００−２９２８２７号公報などで周知であるため、その詳細な構成の説明を省略するが、本実施例においては、そのような回転子１６に対して一体的に設けられている駆動ピン１６ａが、地板１に設けられた図示していない長孔と、図２に示された中間板３の長孔３ｄを貫通して、その先端を、図２に示されたカバー板２の長孔２ｄに挿入している。そして、その駆動ピン１６ａは、シャッタの羽根室内では、シャッタ羽根１４，１５の両方の長孔１４ａ，１５ａに嵌合させている。尚、図１においては、カバー板２の長孔２ｄの符号と、中間板３の長孔３ｄの符号を省略してある。

次に、本実施例の作動を、図４も用いて説明する。図１は、６枚の絞り羽根５が、露光開口を規制している開口部３ａを全開にした位置、即ち最大絞り開口制御位置にある状態を示したものである。また、シャッタ羽根１４，１５も開口部３ａを全開にしている。このとき、固体撮像素子の撮像面は、被写体光にさらされているので、液晶モニターを備えたカメラの場合には、そのモニターをファインダとして機能させることが可能となっている。この状態で、カメラのレリーズボタンが押されると、先ず、測光結果に基づいて、ステップモータのコイル１１，１２に対して、所定のパルス信号が与えられる。

それによって、回転子６は時計方向へ回転させられ、その回転が、出力歯車部６ｃから減速歯車１３を介して伝達されることにより、絞り駆動リング４も時計方向へ回転させられる。そのため、各カム溝４ａの外カム（カム溝４ａの長手方向に形成された二つのカム縁のうち、光軸から全体として遠い方のカム縁）が係合ピン５ｂを押し、各絞り羽根５を反時計方向へ回転させる。そのため、６枚の絞り羽根５は、開口部３ａ内に進入してゆき、絞り開口を連続的に小さくしていく。そして、絞り羽根５が所定の開口制御位置に達すると、コイル１１，１２に対するパルス信号が断たれ、回転子６の回転が停止することによって、絞り羽根５の回転も停止する。図４は、そのようにして、６枚の絞り羽根５が最小絞り開口制御位置で停止させられた状態を示したものである。

このようにして、絞り羽根５の回転が停止すると、その直後に、固体撮像素子に蓄積されていた電荷が放出され、撮影のための露光が開始する。そして、所定の時間が経過すると、露光制御回路からの信号によって、ムービングマグネット型モータの図示していないコイルに対して正方向の通電が行なわれる。そのため、回転子１６は反時計方向へ回転させられ、シャッタ羽根１４，１５に閉じ作動を行わせ、絞り開口を閉鎖させる。このようにして、撮影のための露光が終了すると、固体撮像素子に蓄積された撮像情報が記憶装置に転送される。そして、その転送が終了すると、ステップモータの回転子６は、パルス制御によって反時計方向へ回転させられ、ムービングマグネット型モータの回転子１６は、上記とは逆方向への電流制御によって時計方向へ回転させられる。

そのため、絞り駆動リング４は、減速歯車１３を介して反時計方向へ回転させられ、今度は、各カム溝４ａの内カム（カム溝４ａの長手方向に形成された二つのカム縁のうち、光軸から全体として近い方のカム縁）によって係合ピン５ｂを押し、各絞り羽根５を時計方向へ回転させる。それによって、６枚の絞り羽根５は、絞り開口を連続的に大きくしてゆき、開口部３ａから完全に退くと、その直後に、コイル１１，１２に対するパルス信号が断たれて、図１の状態に復帰する。他方、シャッタ羽根１４，１５は、駆動ピン１６ａによって開き作動を行わされ、開口部３ａから完全に退くと、その直後に、図示していないコイルに対する通電が断たれ、図１の状態に復帰する。

以上の作動説明は、デジタルスチルカメラによって、スチル写真を撮影する場合であるが、最近のデジタルスチルカメラの中には、録音しながら動画撮影を行なえるものも出現してきている。本実施例は、そのような動画撮影を行なう場合には、シャッタ羽根１４，１５を全く作動させず、６枚の絞り羽根５だけを、撮影中に変化する被写体光に応じて、時計方向へ回転させたり、反時計方向へ回転させたりすることになる。そのとき、作動音が大きいと、マイクがその音を拾ってしまうことになる。そこで、そのような作動音を、発生源ごとに小さくするための工夫が必要になるが、本実施例の構成によれば、回転子の回転自体から発生する音を好適に抑制できるようになっている。

そこで、次に、その点を説明する。特許文献１に記載の絞り装置では、本実施例における軸７に相当する軸が、射出成形加工によって、地板１と同じ合成樹脂で製作されている。また、回転子６に設けられた細長い孔６ａが貫通孔になっていて、軸の先端は、カバー板２に設けた孔に挿入されている。そのため、回転子は、その軸に対して摺接するだけではなく、地板１やカバー板２とも軸方向の端面で摺接し、音の発生源となっていた。従って、その音の発生を抑えるために、それらの摺接部にオイルやグリスを塗布していた。

ところが、本実施例の場合には、図３から分かるように、回転子６は、その孔６ａの内周面が軸７の外周面と摺接する点だけは従来例の場合と同じであるが、従来例のように、地板１とは摺接しないし、カバー板２とも摺接しないし、軸７の基部に形成されているフランジ部とも摺接しない。但し、軸７の先端面が、孔６ａの閉塞面と摺接するようにはなっている。しかしながら、いずれも、それらの摺接は、孔６ａの内部でしか行なわれないので、外部に伝播される音はかなり抑制されたものとなる。従って、本実施例の場合には、従来の構成のように、摺接部にオイルやグリスを塗布する必要がない。

次に、図５を用いて実施例２を説明する。本実施例は、実施例１における軸７の先端の面積が、実施例１の場合よりも小さくなるようにしたものであり、その他の各構成部材の形状は、実施例１の場合と全く同じである。そのため、各構成部材及びそれらの部位には、実施例１の場合と同じ符号を付けてある。本実施例の場合には、このように、平面同士の摺接面積を小さくしたので、そこから発生する音が、実施例１の場合よりも一層小さくなると共に、回転子６の回転が一層滑らかになるという利点がある。

尚、上記の各実施例の場合には、回転子６の回転をより滑らかにするために、金属製の軸７を地板１に取り付けているが、上記の説明からも分かるように、本発明は、軸７に相当する軸を、射出成形加工によって地板１と一体に成形したものにも適用される。また、軸７やそれに相当する軸は、地板１に直接設けることなく、地板１に対して一体的に取り付けられる部材に設けるようにしても差し支えない。従って、それらの軸をモータユニットの地板（枠体）に設け、それを絞り装置の地板１に取り付けたものも、本発明に含まれる。

最大絞り開口の制御状態を被写体側から透視して示した実施例１の平面図である。 図１における中間板とカバー板だけを示した平面図である。 図１における要部の断面図である。 最小絞り開口の制御状態を図１と同様にして示した実施例１の平面図である。 図３と同様にして示した実施例２の断面図である。

符号の説明

１ 地板
１ａ，２ａ，３ａ 開口部
１ｂ，１ｃ，１ｄ 軸
２ カバー板
２ｂ，２ｃ，３ｂ，３ｃ，６ａ 孔
２ｄ，３ｄ，１４ａ，１５ａ 長孔
３ 中間板
４ 絞り駆動リング
４ａ カム溝
４ｂ 歯部
５ 絞り羽根
５ａ 軸ピン
５ｂ 係合ピン
６，１６ 回転子
６ｂ 軸部
６ｃ 出力歯車部
７ 軸
８ 永久磁石
９，１０ ヨーク
１１，１２ コイル
１３ 減速歯車
１４，１５ シャッタ羽根
１６ａ 駆動ピン

Claims (2)

1. 地板又は該地板に固定された部材に立設されている軸と、前記軸に回転可能に嵌合させられ一端が閉塞面となっている細長い孔を有すると共に外周には円筒状の永久磁石と出力歯車部とを有している回転子と、ヨークと該ヨークに巻装されたコイルとからなっており該ヨークの磁極部が前記永久磁石との間に働く磁力によって前記軸の先端面と前記孔の閉塞面とを接触させるように配置されている固定子と、複数のカム溝を有していて前記回転子の往復回転によって光軸を中心にして往復回動させられる絞り駆動リングと、各々が前記地板に対して回転可能に取り付けられていると共に前記カム溝に嵌合する係合ピンを有していて前記絞り駆動リングの回動によって最大開口制御位置と最小開口制御位置との間で回動させられる複数枚の絞り羽根と、を備えていることを特徴とするカメラ用絞り装置。
2. 前記地板と前記軸が合成樹脂製であって、それらが一体成形加工で製作されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用絞り装置。