JP2007193145A

JP2007193145A - 光量調節装置

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Publication number: JP2007193145A
Application number: JP2006011783A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Kubo; 英文久保
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2007-08-02

Abstract

【課題】光量調節部材の低速作動を確実かつ円滑にすると共に、高速作動をも確保することができる光量調節装置を提供する。
【解決手段】光量調節装置１は、光量調節部材１４，１５を作動させるマグネット駆動装置２を備えており、マグネット駆動装置２は、ローターマグネット３を包囲するようにボビン４を配置し、さらに、ボビン４を包囲するようにヨーク５を配置してある。そして、ローターマグネット３の外径ｄをヨーク５の外径Ｄの１／２以下とし、ローターマグネット３の最大エネルギー積を３０以上としてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等に搭載される光量調節装置に関するものである。

ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等にあっては、開口部を通過する光量を調節する光量調節装置を搭載しており、光量調節部材を開口部に適宜突出させ、通過光を遮断することによって、開口部を通過する光量を調節している。

光量調節装置５１は、通常、光量調節部材の駆動装置として、図５及び６に示すようなマグネット駆動装置５２を使用している（例えば、特許文献１参照）。
マグネット駆動装置５２は、ローターマグネット５３を包囲するようにボビン５４を配置してあり、さらに、ボビン５４を包囲するようにヨーク５５を配置してある。

特開平１０−１８６４４５号公報

ローターマグネット５３は、図５及び６に示すように、Ｎ極，Ｓ極の２極に着磁されており、中心部に嵌着した回転軸５６の両端部をボビン５４の軸受部５４ａ，５４ｂに回転自在に支持してある。
回転軸５６の一端部には作動部材５７を連結してあり、作動部材５７の両端部には係合ピン５８ａ，５８ｂを突設してある。

ボビン５４は、図５及び６に示すように、対向して形成された陥没部５４ｃ，５４ｄにコイル線５９を巻き回して、電磁コイルを形成してある。
ヨーク５５は、図５及び６に示すように、強磁性体材料から形成し、ボビン５４を包囲するように配置してある。

地板６１には、図７に示すように、下側中央部に開口部６１ａを、上側両側部に案内長孔部６１ｂ，６１ｃを穿設し、両側部には支持ピン６２ａ，６２ｂ及び支持ピン６３ａ，６３ｂを突設してある。

光量調節部材６４は、図７に示すように、左側上端部に案内長孔部６４ａを、左側部に案内長孔部６４ｂを穿設し、右側下部に切欠部６４ｃを形成してある。
光量調節部材６５は、図７に示すように、右側上端部に案内長孔部６５ａを、右側部に案内長孔部６５ｂを穿設し、左側下部に切欠部６５ｃを形成してある。

光量調節装置５１において、電磁コイルに通電し、図６に矢印で示すように電流Ｉを流すと、電磁コイルの廻りに発生した磁界とローターマグネット５３の廻りに形成された磁界との相互作用によって、ローターマグネット５３は所定方向に回転する。

ローターマグネット５３の回転と共に、作動部材５７も図７に矢印Ｒで示す方向に回転し、係合ピン５８ａ，５８ｂも移動するから、光量調節部材６４，６５は、図７に矢印Ｙで示す方向であって、互いに反対向きに摺動する。

これによって、光量調節部材６４の切欠部６４ｃ及び光量調節部材６５の切欠部６５ｃが互いに接近し又は離反するので、開口部６１ａの開口面積を適宜調節することができ、開口部６１ａを通過する光量を調節することができる。

最近では、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の機器自体及びその光学系のさらなる小型化が要求され、それに伴って、光量調節装置５１、特には、マグネット駆動装置５２の小型化が要求されている。

しかし、高画質化を図るためには開口部６１ａの口径を変更することはできず、単にマグネット駆動装置５２を小型化しただけでは、以下のような問題点が発生する。

マグネット駆動装置５２を小型化すると、それだけ駆動トルクが小さくなり、低速作動時において、１）光量調節部材６４，６５が円滑に作動しなくなる、２）微小な負荷変動があると、光量調節部材６４，６５の作動速度も断続的に変化する、３）負荷が大きくなると、光量調節部材６４，６５が全く作動しなくなる。

一方、十分な駆動トルクを確保するため、ローターマグネット５３の外径を大きくすると、磁力を増大させることはできるが、ローターマグネット５３の重量が大きくなることによって、光量調節部材６４，６５を高速作動させるのが困難となり、シャッター速度が低下してしまう。

本発明は、かかる問題点に鑑みて為されたものであって、その目的とするところは、ローターマグネットの外径を大きくすることなく、又は、より小さくしても、光量調節部材の低速作動を確実かつ円滑にすると共に、高速作動をも確保することができる光量調節装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、ローターマグネットの外径をヨークの外径の１／２以下にしたことを特徴とする。

かかる構成によれば、ローターマグネットを軽量化することができ、ローターマグネットのイナーシャを小さくすることができて、光量調節部材の高速作動を確保することができる。
又、ローターマグネットの外径を小さくすることによって、コイル線を巻き回すスペースが増大し、より多くのコイル線を巻き付けることが可能となり、それだけ駆動トルクを増大させることができる。

本発明は、又、ローターマグネットの外径をヨークの外径の１／２以下にすると共に、ローターマグネットの最大エネルギー積を３０以上にしたことを特徴とする。

かかる構成によれば、ローターマグネットによって形成される磁界の強度を増大又は維持したままで、ローターマグネットの外径を小さくすることができ、ローターマグネットのイナーシャも小さくなり、光量調節部材の高速作動を確保することができる。

又、マグネット駆動装置を小型化するため、ヨークの外径を８．５ｍｍ以下とするのが好ましい。

以下、本発明の光量調節装置の好適な実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の光量調節装置のマグネット駆動装置を回転軸に垂直に切断した断面図であり、図２は、本発明の光量調節装置のマグネット駆動装置を回転軸に平行に切断した断面図であり、図３は、本発明の光量調節装置の側面図であり、図４は、本発明の光量調節装置の分解斜視図である。

本発明の光量調節装置１は、光量調節部材の駆動装置として、図１及び２に示すようなマグネット駆動装置２を使用している。
マグネット駆動装置２は、ローターマグネット３を包囲するようにボビン４を配置してあり、さらに、ボビン４を包囲するようにヨーク５を配置してある。

ローターマグネット３は、図１及び２に示すように、軸対称にＮ極，Ｓ極の２極に着磁されており、中心部には回転軸６を嵌着してある。そして、回転軸６の両端部６ａ，６ｂは、ボビン４の軸受部４ａ，４ｂに回転自在に支持してある。
回転軸６の一端部６ｂには作動部材７を嵌着等によって連結してあり、作動部材７の両端部は円筒状部７ａ，７ｂとしてある。さらに、円筒状部７ａ，７ｂには係合ピン８ａ，８ｂを突設してある。

ボビン４は、図１及び２に示すように、その内周面とローターマグネット３の外周面との間に所定間隙を空けて配置してあり、対向して形成された陥没部４ｃ，４ｄにはコイル線９を巻き回して、電磁コイルを形成してある。
ヨーク５は、図１及び２に示すように、強磁性材料から形成し、ボビン４を包囲するように配置してある。このヨーク５によって、電磁コイルに通電することにより形成される磁界を閉塞し、磁界の強度を高めると共に、磁束が漏洩することを防止する。

本発明においては、ローターマグネット３の外径ｄをヨーク５の外径Ｄの１／２以下、好ましくは、１／２以下１／３以上としてある。

これによって、ローターマグネット３を軽量化でき、ローターマグネット３のイナーシャを小さくすることができるから、光量調節部材を高速作動させることができる。
又、ローターマグネット３の外径ｄを小さくすることによって、コイル線９を巻き回すスペースが増大するから、より多くのコイル線９を巻き付けることが可能となり、それだけ駆動トルクを増大させることができる。

ここで、マグネット駆動装置５２を小型化するため、ヨーク５の外径Ｄを８．５ｍｍ以下、特には、８．５ｍｍ以下３．５ｍｍ以上とするのが好ましい。

本発明においては、又、ローターマグネット３の最大エネルギー積を３０以上、好ましくは、３０以上５０以下としてある。

ローターマグネット３の外径ｄを小さくしても、従来と同程度の磁力を確保するためには、ローターマグネット３の最大エネルギー積を大きくする必要がある。
ここで、マグネットの総合的なエネルギー量（Ｕ）は、マグネットの体積（Ｖ）と最大エネルギー積（ＢＨmax ）とによって、次式のように表すことができる。
Ｕ＝Ｖ×ＢＨmax （１）

ヨーク５の外径Ｄをφ８ｍｍ、ローターマグネット３の外径ｄをφ３．５ｍｍ、長さｌを５ｍｍとし、最大エネルギー積を１５ＭＧＯｅとした場合には、上記式（１）より、エネルギー量（Ｕ）は、
Ｕ＝（３．５／２）^２×π×５×１５＝７２１．６
となる。
ヨーク５の外径Ｄをφ６ｍｍ、ローターマグネット３の外径ｄをφ２．６５ｍｍ、長さｌを４．４ｍｍとした場合に、上記と同等のエネルギー量（Ｕ）を実現するためには、最大エネルギー積（ＢＨmax ）は、
ＢＨmax＝Ｕ／Ｖ＝７２１．６／（２．６５／２）^２×π×４．４
＝２９．７
とする必要がある。
よって、本発明においては、ローターマグネット３の最大エネルギー積を３０以上とすることにした。

これによって、ローターマグネット３によって形成される磁界の強度を増大又は維持したままで、ローターマグネット３の外径ｄを小さくでき、ローターマグネット３のイナーシャも小さくできるから、光量調節部材を高速作動させることができる。

尚、図１において、符号１０は、ローターマグネット３の回転方向位置を検出するための磁極位置検出装置を示している。

地板１１には、図３に示すように、下側中央部に開口部１１ａを穿設してあり、上側両側部には案内長孔部１１ｂ，１１ｃを穿設してある。
又、左側部には上下に支持ピン１２ａ，１２ｂを突設し、右側部には上下に支持ピン１３ａ，１３ｂを突設してある。

光量調節部材１４は、図３に示すように、左側上端部に案内長孔部１４ａを、左側上端部から下端部に掛けて案内長孔部１４ｂを穿設してある。又、右側下部には切欠部１４ｃを形成してある。
光量調節部材１５は、図３に示すように、右側上端部に案内長孔部１５ａを、右側上端部から下端部に掛けて案内長孔部１５ｂを穿設してある。又、左側下部には切欠部１５ｃを形成してある。

そして、図３に示すように、光量調節部材１４の案内長孔部１４ｂに支持ピン１２ａ，１２ｂを嵌挿させ、光量調節部材１５の案内長孔部１５ｂに支持ピン１３ａ，１３ｂを嵌挿させ、光量調節部材１４，１５を上下方向に摺動自在としてある。
又、地板１１の案内長孔部１１ｂに作動部材７の円筒状部７ａを嵌挿させ、光量調節部材１４の案内長孔部１４ａに係合ピン８ａを嵌挿させると共に、地板１１の案内長孔部１１ｃに作動部材７の円筒状部７ｂを嵌挿させ、光量調節部材１５の案内長孔部１５ａに係合ピン８ｂを嵌挿させてある。

上記構成の光量調節装置１において、電磁コイルに通電して、図２に矢印で示すように電流Ｉを流すと、電磁コイルの廻りに磁界が発生し、その発生した磁界とローターマグネット３の廻りに形成された磁界との相互作用によって、ローターマグネット３には円周方向の力が付勢され、ローターマグネット３は所定方向に回転する。

ローターマグネット３の回転と共に、作動部材７も図３に矢印Ｒで示す方向に回転するから、円筒状部７ａ，７ｂは、地板１１の案内長孔部１１ｂ，１１ｃに案内されて適宜方向に移動する。
これによって、係合ピン８ａ，８ｂも移動し、係合ピン８ａによって光量調節部材１４が、係合ピン８ｂによって光量調節部材１５が、図３に矢印Ｙで示す方向であって、互いに反対向きに摺動する。

図３において、光量調節部材１４が上方に、光量調節部材１５が下方に摺動すれば、光量調節部材１４の切欠部１４ｃ及び光量調節部材１５の切欠部１５ｃが互いに接近し、光量調節部材１４が下方に、光量調節部材１５が上方に摺動すれば、切欠部１４ｃ及び切欠部１５ｃが互いに離反する。
このように、光量調節部材１４の切欠部１４ｃ及び光量調節部材１５の切欠部１５ｃの接近、離反によって開口部１１ａの開口面積を適宜調節することができるから、開口部１１ａを通過する光量を調節することができる。

本発明の光量調節装置１は、ローターマグネット３の外径ｄをヨーク５の外径Ｄの１／２以下としたから、ローターマグネット３は軽量となり、ローターマグネット３のイナーシャも小さくなり、光量調節部材１４，１５を高速作動することができる。

又、ローターマグネット３の外径ｄを小さくしたことによって、コイル線９を巻き回すスペースが増大するから、より多くのコイル線９を巻き付けることができ、それだけ駆動トルクを増大させることができる。

さらに、ローターマグネット３のエネルギー積を３０以上としたから、ローターマグネット３によって形成される磁界の強度を増大又は維持したままで、ローターマグネット３の外径ｄを小さくすることができ、ローターマグネット３のイナーシャも小さくなり、光量調節部材１４，１５を高速作動することができる。

本発明の光量調節装置のマグネット駆動装置を回転軸に垂直に切断した断面図である。本発明の光量調節装置のマグネット駆動装置を回転軸に平行に切断した断面図である。本発明の光量調節装置の側面図である。本発明の光量調節装置の分解斜視図である。従来の光量調節装置のマグネット駆動装置を回転軸に垂直に切断した断面図である。従来の光量調節装置のマグネット駆動装置を回転軸に平行に切断した断面図である。従来の光量調節装置の側面図である。

符号の説明

１光量調節装置
２マグネット駆動装置
３ローターマグネット
５ヨーク
１４光量調節部材
１５光量調節部材

Claims

光量調節部材を作動させるマグネット駆動装置を備えた光量調節装置において、ローターマグネットの外径をヨークの外径の１／２以下としたことを特徴とする光量調節装置。
前記ローターマグネットの最大エネルギー積を３０以上としたことを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
前記ヨークの外径を８．５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光量調節装置。