JP2011039178A

JP2011039178A - 光量調節装置

Info

Publication number: JP2011039178A
Application number: JP2009184885A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiko Sato; 勝彦佐藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2011-02-24

Abstract

【課題】連続駆動が可能なガルバノメータを駆動源とし、駆動リングの小さな作動角により、小絞り時の制御敏感度を低減させる。
【解決手段】（ａ）において、駆動用ガルバノメータの回転駆動を伝達する駆動レバー３７に設けられたピン３７ａが最大略６０度回転し、ピン３７ａが嵌合している駆動リング３２の長孔３２ｂを介して駆動リング３２は光軸を中心に矢印Ａ方向に回転する。羽根駆動ピン３８は駆動リング３２が有するカム孔３２ａとベース部材３１が有するカム孔３１ｃにより形成された合成カムによって、光軸に近付く方向に案内される。駆動リング３２の回動作動角に対する羽根駆動ピン３８の円周方向の動き量は小さくなり、駆動リング３２の回動により、（ｂ）に示すように、絞り羽根３３が閉じるように動き、絞り羽根３３が小絞りになるほど、制御敏感度を低減する。
【選択図】図４

Description

本発明は、レンズ交換が可能な、或いはレンズを一体に有するデジタルスチルカメラやビデオカメラ等に用いる光量調節装置に関するものである。

従来、ビデオ・デジタルカメラレンズに用いられるギロチン絞り装置が知られている。ギロチン絞り装置は光軸上に開口部を設けた地板とカバーの間に２枚の羽根が移動自在に挟まれている。２枚の羽根は光軸に直交する面内において相対的に同方向、逆方向に移動し、開口部形状を自在に可変し、光量を調節することが可能である（特許文献１）。

この絞り装置では、絞り羽根の構成枚数が２枚であるため、小絞り側の絞り開口形状が略菱形となる。それにより、点光源から出るぼけ形状・面反射ゴーストの形状が菱形に見えるため、品位に欠け、高級・高精度な撮像装置には適さない。このため、一般向けの廉価な撮像装置に搭載されるのが通常である。

また、虹彩絞り装置はギロチン絞り装置と同様に、光軸上に開口部を設けた地板とカバーの間に３枚以上の複数枚の羽根が移動自在に挟まれている。３枚以上の複数枚の絞り羽根は、時計回り或いは反時計回りに重ねられて配置されている。更に、固定部に設けられた回転軸に絞り羽根の孔が回転可能に嵌合し、駆動ピンが絞り羽根の長孔部に嵌合し、他の絞り羽根も同一構造により支持されている。駆動ピンが一体で光軸を中心に回転することにより、複数枚の絞り羽根を連動して移動させ、開口形状を変化させて開口を通過する光量を調節することが可能である。

虹彩絞り装置では、複数枚の絞り羽根により開口形状が決定されるため、小絞り時の開口形状が略円形であるため、点光源から生ずるぼけ形状・面反射ゴーストの形状が略円形であるため、高級・高精度な撮像装置に一般的に搭載されている。

なお、静止画撮影を行うためのスチルカメラにおいては、虹彩絞り装置の駆動源にステッピングモータを搭載したステップ絞り装置を採用している（特許文献２）。

特開平５−５９２６号公報特開昭６２−２４０９４２号公報

しかしながら、ステッピングモータは騒音も大きく、不連続駆動のステップ駆動といったオープンループの制御しかできず、またステップ数を細かくすることにも限度があり、ガルバノメータの制御分解能程に、分解能を上げることができない。そのため、デジタルスチルカメラのような静止画撮影には問題ないが、特に高精度レンズによる動画撮影には不向きである。

このため、動画撮影を行う撮像装置では、絞り装置の駆動源に連続的な制御が可能であり、センサによる位置フィードバック制御が可能なガルバノメータを採用することが好ましい。

しかしガルバノ絞り装置は、ガルバノメータの構成上、回転角度が最大略６０度と回転角度の制約があり、虹彩絞り装置はメータ軸の中心で駆動する駆動レバーから、更に光軸を中心として回動する駆動リングにリンクする。そのため、駆動リングの作動角は更に小さくなり、絞り羽根駆動ピンの回転角度も規制され、絞り羽根の移動量を小絞り側で低下させるカム形状を造ることができない。そのため、小絞り側での絞り羽根のＦ値の変化が開口時と比較すると、極めて大きくなってしまい、制御敏感度が高くなる。

本発明の目的は、連続駆動が可能なガルバノメータを駆動源とし、駆動リングの従来と同様に小さな作動角により、高い小絞り時の制御敏感度を低減させ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の本発明に係る光量調節装置は、少なくとも３枚の絞り羽根を移動させることにより絞り開口形状の調節を行う光量調節装置において、駆動用ガルバノメータと、該駆動用ガルバノメータにより回転可能とした駆動レバーと、該駆動レバーと連結し光軸を中心として移動する駆動リングと、該駆動リングと係合し前記絞り羽根をそれぞれ移動させる羽根駆動ピンと、前記駆動リングの回動により前記羽根駆動ピンは光軸中心に近付きながら移動する移動手段とを有することを特徴とする。

本発明に係る光量調節装置によれば、駆動リングの作動角に対する羽根駆動ピンの円周方向の移動量が小さくなり、駆動リングの作動角に対する羽根の移動量が小さくなる。そのため、小絞り側のＦ値に対する制御範囲が広がり、小絞り側の制御敏感度を低減することができる。

光量調節装置を組み込んだレンズ鏡筒の分解斜視図である。光量調節装置の分解斜視図である。絞り羽根の構成図である。駆動用ガルバノメータの回転を羽根駆動ピンに伝達する手段の構成図である。羽根駆動ピンを保持する手段の断面図である。従来例の構成（ａ）と実施例（ｂ）についての駆動リングの作動角を、同じ角度で動かしたときの絞り羽根の移動量の説明図である。

本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。

図１は実施例の光量調節装置を組み込んだレンズ鏡筒の分解斜視図である。前方から、固定の第１レンズ群Ｌ１、光軸方向に移動することにより変倍動作を行う第２レンズ群Ｌ２、光軸と垂直な平面内で移動して振れ補正動作を行う第３レンズ群Ｌ３、光軸方向に移動することにより合焦動作を行う第４レンズ群Ｌ４が配列されている。第１レンズ群Ｌ１は前玉鏡筒ユニット１１に保持され、第２レンズ群Ｌ２は移動枠１２に保持されている。また、第３レンズ群Ｌ３は光軸と垂直な平面内で移動可能とするシフトユニット１３に保持され、第４レンズ群Ｌ４は移動枠１４に保持され、ＣＣＤ等の撮像素子は後部鏡筒１５に取り付けられている。

前玉鏡筒ユニット１１と後部鏡筒１５の間には２本のガイドバー１６、１７が配置され、シフトユニット１３と後部鏡筒１５の間にガイドバー１８が配置されている。移動枠１２はガイドバー１６、１７により光軸方向に移動可能に支持され、移動枠１４はガイドバー１６、１８により光軸方向に移動可能に支持されている。

シフトユニット１３は後部鏡筒１５に位置決めの上、ビスにより前方からビス締め固定されている。第３レンズ群Ｌ３の直前に配置され、シフトユニット１３に固定された光量調節装置１９は、光学系の開口径を変化させ、複数枚の絞り羽根を移動させて開口径を変化させる所謂虹彩絞り装置である。

後部鏡筒１５は前玉鏡筒ユニット１１に位置決めの上、後方からビス締め固定されている。リードスクリュ２０は第４レンズ群Ｌ４を光軸方向に移動させて合焦動作を行うための駆動手段であり、前後に軸受け形状を持ち、後部に多極に着磁されたロータマグネット２０ａが固定されている。後部鏡筒１５に固定されたステータユニット２１はロータマグネット２０ａを回転させ、リードスクリュ２０は移動枠１４に取り付けられたラック１４ａと噛合し、ロータマグネット２０ａの回転により、移動枠１４を移動させる。

リードスクリュ２２は第２レンズ群Ｌ２を保持する移動枠１２を光軸方向に移動させて変倍動作を行うための駆動手段であり、前後に軸受け形状を持ち、後部に多極に着磁されたロータマグネット２２ａが固定されている。後部鏡筒１５に固定されたステータユニット２３はロータマグネット２２ａを回転させ、リードスクリュ２２はシフトユニット１３とステータユニット２３に設けられた軸受け部により支持されている。リードスクリュ２２は移動枠１２に取り付けられたラック１２ａと噛合し、ロータマグネット２２ａの回転により、移動枠１２を移動させる。また、捩りコイルばね１２ｂにより移動枠１２、ガイドバー１６、１７、ラック１２ａ、リードスクリュ２２のそれぞれのがたが片寄せられている。

フォトインタラプタ２４は基板を介して後部鏡筒１５に固定されている。フォトインタラプタ２４はフォーカスリセットスイッチであり、移動枠１４に形成された遮光部１４ｃの光軸方向への移動による遮光、透光の切換わりを電気的に検出し、第４レンズ群Ｌ４の基準位置を検出する。フォトインタラプタ２５はズームリセットスイッチであり、基板を介して前玉鏡筒ユニット１１に固定されている。フォトインタラプタ２５は移動枠１２に形成された遮光部１２ｃの光軸方向への移動による遮光、透光の切換わりを電気的に検出し、第２レンズ群Ｌ２の基準位置を検出する。

図２は光量調節装置１９の分解斜視図である。光量調節装置のベース部材３１は、光軸を中心とした固定開口部３１ａを有しており、駆動リング３２は絞り羽根３３を駆動し、６枚の絞り羽根３３は可変絞り開口径を形成する。絞り羽根３３の前方に配置された押さえ部材３４は光軸を中心とした固定開口部３４ａを有し、ビスによりベース部材３１に位置決めした上で固定されており、絞り羽根３３とベース部材３１との間に形成される空間を規制している。ベース部材３１に駆動用ガルバノメータ３５が固定され、駆動用ガルバノメータ３５の出力軸３５ａに、捻りコイルばね３６により付勢された駆動レバー３７が圧入又は接着等で固定されている。

少なくとも３枚、実施例では６枚の絞り羽根３３は、ベース部材３１に嵌め込まれ、駆動リング３２のカム孔３２ａを挿通した６本の羽根駆動ピン３８によりそれぞれ移動される。押さえ部材３９は羽根駆動ピン３８をベース部材３１との間に形成される空間に規制し、ビス又は接着により固定される。

図３は絞り羽根の正面図である。各絞り羽根３３Ａ〜３３Ｆは順番に時計周りに重ねて配置され、中心部に絞り開口形状が形成され、各絞り羽根３３Ａ〜３３Ｆはベース部材３１に設けられた回転ピン３１ｂに回転中心孔３３ａが回転可能に嵌合されている。また、ベース部材３１の６個のカム孔３１ｃと駆動リング３２の６個のカム孔３２ａとそれぞれ係合している羽根駆動ピン３８が、絞り羽根３３Ａ〜３３Ｆの長孔部３３ｂに移動可能に嵌合している。これにより、駆動用ガルバノメータ３５の回転を駆動レバー３７を介して駆動リング３２に伝達することで、駆動リング３２が光軸を中心として回動し、絞り羽根３３Ａから３３Ｆは開口径を可変可能となる。

図４（ａ）は駆動用ガルバノメータ３５の回転を羽根駆動ピン３８に伝達する機構を示している。駆動用ガルバノメータ３５の回転駆動を伝達する駆動レバー３７に設けられたピン３７ａが最大略６０度回転し、ピン３７ａが駆動リング３２の柄部の長孔３２ｂに嵌合して連結した駆動リング３２を、光軸を中心にして矢印Ａ方向に回転する。このとき、羽根駆動ピン３８は駆動リング３２が有するカム孔３２ａとベース部材３１が有するカム孔３１ｃにより形成された合成カムによって、光軸に近付く方向に案内される。これにより、駆動リング３２の回動作動角に対する羽根駆動ピン３８の円周方向の動き量は小さくなる。従って、駆動リング３２が矢印Ａ方向に回動することにより、図４（ｂ）に示すように、絞り羽根３３は全閉方向に動き、小絞り側での移動量を低減させることが可能となる。

図５は羽根駆動ピン３８を保持する手段の断面図を示している。羽根駆動ピン３８は６枚の絞り羽根３３を移動させるベース部材３１に形成されているカム孔３１ｃと、駆動リング３２に形成されているカム孔３２ａとに係合される。羽根駆動ピン３８はベース部材３１との間に形成される空間に押さえ部材３９により規制されている。

図６は従来例の構成（ａ）と実施例の構成（ｂ）について、駆動リング３２の作動角を同角度で動かした場合の絞り羽根３３の挙動を示している。また、図６（ａ）、（ｂ）駆動リング３２を同一角度で回転させたときの、それぞれの絞り羽根３３の移動量をａ１〜ａ４、ｂ１〜ｂ４で示している。（ａ）の従来構成では、羽根駆動ピン３８は駆動リング３２と一体であり、光軸中心Ｏから羽根駆動ピン３８までの半径で円周方向に作動する。そのため、駆動リング３２の回転中心と同一の軸によって駆動するため、駆動リング３２の作動角と羽根駆動ピン３８の相対的な移動量は普遍となる。絞り羽根３３が小絞りになるほど、制御敏感度が高くなるため、羽根駆動ピン３８の移動量に対するＦ値の変化も大きくなる。

（ｂ）の実施例では、羽根駆動ピン３８が駆動リング３２とベース部材３１による合成カムにより、絞り羽根３３が小絞りになるほど、羽根駆動ピン３８の位置を光軸中心Ｏに近付けることができる。羽根駆動ピン３８が光軸中心Ｏとの間隔が小さくなることにより、光軸中心Ｏからの半径が近くなり、駆動リング３２の作動角に対する円周方向の移動量が小さくなる。このため、従来構成よりも駆動リング３２の作動角を大きく制御できるため、制御敏感度を低減することが可能となる。

従って、図６（ａ）、（ｂ）の駆動リング３２を同一角度で回転させたときのそれぞれの絞り羽根３３の移動量は、開放付近であるａ１、ｂ１を比較するとａ１＜ｂ１となり、小絞り付近であるａ４、ｂ４を比較するとａ４＞ｂ４となる。

つまり、（ａ）の従来例では羽根の回転量が光量敏感度の低い開放付近では、敏感度に対する絞り羽根３３の移動量が小さく、光量敏感度の高くなる小絞り付近では、敏感度に対する絞り羽根３３の移動量が大きいことを示している。

また（ｂ）の実施例では、光量敏感度の低い開放付近では、敏感度に対する絞り羽根３３の移動量が大きく、光量敏感度の高くなる小絞り付近では、敏感度に対する絞り羽根３３の移動量が小さくなることを示している。

１２、１４移動枠
１３シフトユニット
１９光量調節装置
３１ベース部材
３２駆動リング
３３絞り羽根
３５駆動用ガルバノメータ
３６捻りコイルばね
３７駆動レバー
３８羽根駆動ピン

Claims

少なくとも３枚の絞り羽根を移動させることにより絞り開口形状の調節を行う光量調節装置において、駆動用ガルバノメータと、該駆動用ガルバノメータにより回転可能とした駆動レバーと、該駆動レバーと連結し光軸を中心として移動する駆動リングと、該駆動リングと係合し前記絞り羽根をそれぞれ移動させる羽根駆動ピンと、前記駆動リングの回動により前記羽根駆動ピンは光軸中心に近付きながら移動する移動手段とを有することを特徴とする光量調節装置。
前記駆動リングが回動し、前記駆動リングに係合している前記羽根駆動ピンが光軸中心に近付くことにより、複数枚の前記絞り羽根は開口から全閉方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
前記羽根駆動ピンが光軸中心に近付くにつれ、前記絞り羽根の回転中心孔から前記羽根駆動ピンまでの間隔が大きくなる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。