JP2013097178A - 光量調節装置および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な絞り開口形状を得つつ、絞り羽根の反りを抑制する。
【解決手段】光量調節装置は、光が通過する固定開口１ａを有するベース部材１と、光の進行方向である光軸方向において部分的に重なり合って固定開口に面する絞り開口を形成し、ベース部材に対して回動して絞り開口を変化させる複数の絞り羽根４，５とを有する。各絞り羽根のうちベース部材に対する回動中心側とは反対側の部分を先端部とするとき、複数の絞り羽根は、少なくとも絞り開口が最小である最小絞り状態において、先端部が光軸方向にてベース部材に重ならない複数の第１の絞り羽根５と、少なくとも最小絞り状態において、先端部が光軸方向にてベース部材に重なる第２の絞り羽根４とを含む。第２の絞り羽根は、複数の第１の絞り羽根に対して、光軸方向のうちベース部材側およびその反対側のうち少なくとも一方にて重なっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置や交換レンズ装置等の光学機器に搭載される光量調節装置に関する。

上記のような光量調節装置（絞り装置）において形成される絞り開口の形状は、できるだけ円形に近い方が好ましく、円形に近い絞り開口を形成するために３枚以上の多数枚の絞り羽根が用いられる場合が多い。特許文献１には、ベース部材に形成した固定開口の周囲で回動可能な駆動リングによって多数枚の絞り羽根を移動（回動）させることで、円形に近い多角形の絞り開口を形成する虹彩絞り装置が開示されている。

実開平２−４８９２８号公報

しかしながら、従来の虹彩絞り装置では、以下のような問題がある。図７には、従来の虹彩絞り装置を含む撮像装置の構成を示している。１０１は絞り装置のベース部材であり、１０３はベース部材１０１の固定開口の周囲で回動可能な駆動リングである。１０６は駆動リング１０３を回動させるアクチュエータであり、１０５は駆動リング１０３によってベース部材１０１に設けられた軸部（図示せず）を中心として回動される複数の絞り羽根である。さらに、１１４は絞り装置に隣接して配置されたレンズであり、１１３は該レンズ１１４および絞り装置を含む撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する撮像素子である。

図７には、複数の絞り羽根１０５を絞り込んで小絞り開口を形成した状態を示している。絞り開口を絞り込んでいくと、複数の絞り羽根１０５は、その先端同士が互いに重なり合うことでレンズ１１４側に反っていく。このため、この反った絞り羽根１０５とレンズ１１４との干渉を避けるために、絞り装置に対するレンズ１４の退避スペースｈを予め確保しておく必要がある。この結果、撮像装置が大型化する。

本発明は、良好な絞り開口形状を得つつ、絞り羽根の反りを抑制することができるようにした光量調節装置およびこれを備えた光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光量調節装置は、光が通過する固定開口を有するベース部材と、光の進行方向である光軸方向において部分的に重なり合って固定開口に面する絞り開口を形成し、ベース部材に対して回動して絞り開口を変化させる複数の絞り羽根とを有する。各絞り羽根のうちベース部材に対する回動中心側とは反対側の部分を先端部とするとき、複数の絞り羽根は、少なくとも絞り開口が最小である最小絞り状態において、先端部が光軸方向にてベース部材に重ならない複数の第１の絞り羽根と、少なくとも最小絞り状態において、先端部が光軸方向にてベース部材に重なる第２の絞り羽根とを含む。そして、第２の絞り羽根が、複数の第１の絞り羽根に対して、光軸方向のうちベース部材側およびその反対側のうち少なくとも一方にて重なっていることを特徴とする。

本発明によれば、複数の絞り羽根を用いて良好な絞り開口形状を得ることができるとともに、第２の絞り羽根によって第１の絞り羽根の反りを制限することにより光量調節装置の薄型化を図ることができる。したがって、これを搭載した光学機器の小型化に有効である。

本発明の実施例１である絞り装置の分解斜視図。 実施例１における第２の絞り羽根を示す正面図。 実施例１における第１の絞り羽根を示す正面図。 実施例１における最小絞り状態を示す正面図。 全ての絞り羽根を第２の絞り羽根とした絞り装置の正面図。 本発明の実施例２である絞り装置の分解斜視図。 従来の絞り装置を搭載した撮像装置の断面図。 実施例１，２の絞り装置を搭載した撮像装置の断面図。 実施例１における全閉状態を示す正面図。 実施例１における全閉状態を示す背面図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明の実施例１である光量調節装置としての虹彩絞り装置を分解して示している。また、図２および図３にはそれぞれ、本実施例の虹彩絞り装置にて用いられる第２の絞り羽根と第１の絞り羽根を示している。さらに、図４には、第１および第２の絞り羽根によって最小絞り開口Ａが形成された状態を示している。

本実施例の絞り装置は、光が通過する固定開口１ａが形成されたベース部材１を有する。ベース部材１は、後に詳しく説明する複数の絞り羽根（複数の第１の絞り羽根５および１つの第２の絞り羽根４）の回動中心となる複数の軸部１ｄと、後述する駆動リング３の回転を案内するガイド１ｅとを有する。固定開口１ａおよび複数の絞り羽根により形成される絞り開口を通過する光の進行方向（光の通過方向）を、以下、光軸方向という。

羽根駆動部６はステッピングモータ等のアクチュエータにより構成され、ベース部材１に取り付けられている。羽根駆動部６の出力軸には、羽根駆動アーム２が取り付けられている。羽根駆動アーム２には、リング駆動ピン２ｂが設けられている。

駆動リング３には、リング駆動ピン２ｂと係合する長孔部３ｂと、複数（８枚）の絞り羽根４，５を回動させる複数の羽根駆動ピン３ｃとが設けられている。複数の羽根駆動ピン３ｃのうち１つは１枚の第２の絞り羽根４の基端部に形成されたカム孔部４ｃに係合しており、残りの羽根駆動ピン３ｃは複数（７枚）の第１の絞り羽根５の基端部に形成されたカム孔部５ｃに係合している。第１および第２の絞り羽根５，４の基端部には、さらにベース部材１の軸部１ｄが挿入される孔部５ｄ，４ｄが形成されている。

第１および第２の絞り羽根５，４は、光軸方向において部分的に重なり合って固定開口１ａに面する絞り開口を形成する。各絞り羽根において、回動中心側である基端部とは反対側の部分を先端部といい、基端部と先端部との間の部分を中間部という。

羽根駆動部６によって羽根駆動アーム２が回動されて駆動リング３が回転すると、羽根駆動ピン３ｃがカム孔部５ｃ，４ｃ内を移動しながら第１および第２の絞り羽根５，４を軸部１ｄを中心として回動させる。これにより、絞り開口が、全ての絞り羽根４，５が固定開口１ａに面した領域外に退避することで形成される開放絞り開口と、全ての絞り羽根４，５の重なり量が最も多くなって形成される最小絞り開口Ａとの間で変化し、該絞り開口を通過する光の量が調節される。なお、以下の説明において、開放絞り開口が形成された状態を開放状態といい、最小絞り開口が形成された状態を最小絞り状態という。

カバー部材としての仕切り板７は、ベース部材１の固定開口１ａと同じ径の固定開口７ａを有しており、ベース部材１との間に駆動リング３と絞り羽根４，５を挟んで、後述するケース１１とともにベース部材１にビスにより固定される。

また、仕切り板７に対して絞り羽根４，５とは反対側には、ＮＤフィルタ８を保持したフィルタ保持板９が配置される。フィルタ保持板９は、不図示のフィルタ駆動部によって回動されるＮＤアーム１０によって平行移動するように駆動され、絞り開口に面する領域に対して挿抜される。絞り開口に面する領域に挿入されたＮＤフィルタ８は、絞り開口を通過する光を減衰させる。これにより、絞り開口を、いわゆる小絞り回折が発生するほど絞り込まなくても、絞り開口を通過する光の量を調節することができる。

ケース１１は、仕切り板７との間にフィルタ保持板９を挟んで、仕切り板７とともにベース部材１にビスにより固定される。

本実施例の絞り装置において、第２の絞り羽根４は、開放絞り開口（固定開口１ａ）より小さい絞り開口が形成される全ての絞り状態において、図２に示すように中間部がベース部材１の固定開口１ａを横断するように延び、先端部４ｅが光軸方向にてベース部材１に重なる。仕切り板７は、第２の絞り羽根４の先端部４ｅを、ベース部材１との間で挟み込むようにして回動可能に支持する。一方、第１の絞り羽根５は、図３に示すように、少なくとも最小絞り状態では、固定開口１ａを横断せず、その先端部５ｅは光軸方向にてベース部材１に重ならない。

そして、本実施例では、図１および図４に示すように、第２の絞り羽根４を、複数の第１の絞り羽根５に対して光軸方向におけるベース部材１側にて重なるように配置している。

このため、少なくとも複数の第１の絞り羽根５の大部分が重なり合って最小絞り開口を形成する最小絞り状態では、第２の絞り羽根４の中間部によって第１の絞り羽根５の光軸方向（ベース部材１側）への反りを制限するようにこれら第１の絞り羽根５を押さえる。この反りの制限効果は、最小絞り開口だけでなく、その近傍サイズの絞り開口が形成される状態においても得ることができる。したがって、図８に示すように、第１の絞り羽根５のベース部材１側への反りを抑制することができ、絞り装置の薄型化を実現することができる。

第２の絞り羽根４は、ベース部材１に設けられた固定開口１ａを横断する長さを有するので、その長さは第１の絞り羽根５よりも長い。このため、仮に図５に示すように８枚の全ての絞り羽根を第２の絞り羽根４とすると、これらの絞り羽根４の重なり合いが複雑になり、絞り羽根４の配置スペースとして絞り羽根８枚分のスペースが必要となる。この結果、絞り装置の光軸方向の厚みが増加する。

これに対して、本実施例のように第１の絞り羽根５も用いた場合には、図４に示す最小絞り状態（およびその近傍サイズの絞り開口が形成される状態）において、第１の絞り羽根５の先端部５ｅを仕切り板７側に寄せることができる。このため、絞り羽根の配置スペースとして絞り羽根８枚分のスペースを設ける必要がなくなる。具体的には、開放状態（絞り羽根の固定開口１ａに面する領域外への退避時）の絞り羽根の重なり数である４枚分の配置スペースで足りるため、絞り装置の厚みを薄くすることができる。

さらに、全ての絞り羽根を第２の絞り羽根４とすると、図５に示すように、各絞り羽根４の先端部４ｅと他の絞り羽根４とのクリアランスが絞り羽根３枚分となり、これら絞り羽根４同士の干渉の可能性が高くなる。本実施例のように第１の絞り羽根５も用いた場合は、図４に示すように、第１の絞り羽根５の先端部５ｅと他の絞り羽根とのクリアランスが羽根４枚分となるため、干渉の可能性を低くすることができる。一方、全ての絞り羽根を第１の絞り羽根５とすると、図７に示した従来の絞り装置と同じ課題を持つことになる。

なお、本実施例では、第２の絞り羽根４の先端部４ｅが、開放絞り開口（固定開口１ａ）より小さい絞り開口が形成される全ての絞り状態において、光軸方向にてベース部材１に重なる場合について説明したが、第２の絞り羽根４の先端部４ｅは、少なくとも最小絞り状態においてベース部材１に重なればよい。これにより、少なくとも最小絞り状態での第１の絞り羽根５の反りの制限効果を得ることができる。

また、本実施例では、第２の絞り羽根４を、複数の第１の絞り羽根５に対してベース部材１側にて重なるように配置した場合について説明したが、第２の絞り羽根４を、複数の第１の絞り羽根５に対してベース部材１側とは反対側（仕切り板７側）にて重なるように配置してもよい。これにより、第１の絞り羽根５の仕切り板７側への反りや倒れを制限することができる。

また、本実施例では、第２の絞り羽根４の先端部４ｅを、ベース部材１と仕切り板７とにより挟み込んで支持する場合について説明したが、ベース部材１に第２の絞り羽根４の先端部４ｅに係合するレールを設ける等、他の方法で第２の絞り羽根４の先端部４ｅを支持するようにしてもよい。

さらに、図９および図１０に示すように、本実施例で説明した絞り装置に、絞り開口を全閉するシャッタ機能を持たせて、絞り開口が最小である最小絞り状態を、絞り開口が第１の絞り羽根および第２の絞り羽根により閉じ切られる（完全に閉じられる）全閉状態としてもよい。

図６には、本発明の実施例２である光量調節装置としての虹彩絞り装置を分解して示している。実施例１では、第２の絞り羽根４を複数の第１の絞り羽根５に対してベース部材１側およびその反対側のうち一方にて重なるように配置した場合について説明したが、本実施例では、ベース部材１側およびその反対側（仕切り板７側）の両方にて重なるように配置している。

これにより、第１の絞り羽根５のベース部材１側への反りを制限することができるだけでなく、第１の絞り羽根５の仕切り板７側への倒れを制限することができる。

図８には、実施例１または実施例２にて説明した絞り装置を搭載した光学機器の例としての撮像装置を示している。符号１，３，４，５，６はそれが付された部材が、実施例１にて同符号を付した部材であることを示している。

被写体からの光は撮影光学系１５に入射し、該撮影光学系１５に含まれる絞り装置の絞り開口を通過して、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子１３上に被写体像を形成する。撮像素子１３は、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する。撮像装置は、この撮像信号から映像信号を生成し、該映像信号を記録したり表示したりする。

実施例１，２の絞り装置では、複数の第１の絞り羽根５のベース部材１側への反りを第２の絞り羽根４によって制限しているので、撮影光学系１５において絞り装置に隣接するレンズ１４を絞り羽根４，５に近接する位置に配置することができる。このため、図７に示すように絞り羽根１０５の反りが発生した従来の絞り装置を用いる場合に比べて、撮影光学系１５や撮像装置を小型化することができる。

なお、実施例１，２で説明した絞り装置は、本実施例で説明したような撮像装置に限らず、交換レンズ等の他の光学機器にも搭載することができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

良好な絞り開口形状を有する小型の光量調節装置およびこれを搭載した小型の光学機器を提供できる。

１ ベース部材
３ 駆動リング
４ 第２の絞り羽根
５ 第１の絞り羽根
６ 駆動部
７ 仕切り板
８ ＮＤフィルタ
９ ＮＤ保持板
１１ ケース
１３ 撮像素子
１４ レンズ

Claims (6)

1. 光が通過する固定開口が形成されたベース部材と、
   前記光の進行方向である光軸方向において部分的に重なり合って前記固定開口に面する絞り開口を形成し、前記ベース部材に対して回動して前記絞り開口を変化させる複数の絞り羽根とを有し、
   前記各絞り羽根のうち前記ベース部材に対する回動中心側とは反対側の部分を先端部とするとき、
   前記複数の絞り羽根は、
   少なくとも前記絞り開口が最小である最小絞り状態において、前記先端部が前記光軸方向にて前記ベース部材に重ならない複数の第１の絞り羽根と、
   少なくとも前記最小絞り状態において、前記先端部が前記光軸方向にて前記ベース部材に重なる第２の絞り羽根とを含み、
   前記第２の絞り羽根が、前記複数の第１の絞り羽根に対して、前記光軸方向のうち前記ベース部材側およびその反対側のうち少なくとも一方にて重なっていることを特徴とする光量調節装置。
2. 前記第２の絞り羽根の前記先端部は、前記固定開口より小さい前記絞り開口が形成される全ての絞り状態において、前記光軸方向にて前記ベース部材に重なることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
3. 前記第２の絞り羽根は、少なくとも前記最小絞り状態において、前記複数の第１の絞り羽根の前記光軸方向への反りを制限するように該第１の絞り羽根を押さえることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
4. 前記第２の絞り羽根の前記先端部を、前記ベース部材との間で挟み込むカバー部材を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光量調節装置。
5. 前記絞り開口が最小である最小絞り状態は、前記第１および第２の絞り羽根が前記開口を閉じ切る全閉状態であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光量調節装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の光量調節装置を含む光学系を有することを特徴とする光学機器。