JP2017016000A - 光量調節装置および光量調節装置を備えた光学機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】光量調節装置において、径方向と光軸方向での大型化を抑える。
【解決手段】光路を規制する開口を有しその一部が球形状の凹面が形成された第1のベース部材4と、第1のベース部材4の固定開口部と略同軸をなす開口を有しその一部が球形状の凸面が形成された第2のベース部材1が球形状面を互いに一定の空間を有している第1と第2のベース部材4、1において、略同軸の開口部を開閉し通過する光の量を調節するため少なくとも球面状に形成した光量調節部を有する一枚以上の光量調節羽根3が一定の空間内を移動する装置において、開口の開口面に直交する方向を光軸AXとし、光量調節羽根3の球面の曲線と光軸AXが交わる点を前記曲線の頂点3i’とし、光量調節羽根3の回転中心3hを球形状の球中心11とは異なった位置に設ける。
【選択図】図6
【解決手段】光路を規制する開口を有しその一部が球形状の凹面が形成された第1のベース部材4と、第1のベース部材4の固定開口部と略同軸をなす開口を有しその一部が球形状の凸面が形成された第2のベース部材1が球形状面を互いに一定の空間を有している第1と第2のベース部材4、1において、略同軸の開口部を開閉し通過する光の量を調節するため少なくとも球面状に形成した光量調節部を有する一枚以上の光量調節羽根3が一定の空間内を移動する装置において、開口の開口面に直交する方向を光軸AXとし、光量調節羽根3の球面の曲線と光軸AXが交わる点を前記曲線の頂点3i’とし、光量調節羽根3の回転中心3hを球形状の球中心11とは異なった位置に設ける。
【選択図】図6
Description
本発明は、デジタルスチルカメラ等の光学撮像機器に用いられる光量調節装置に関するものである。
カメラ等の光学機器にはコンパクト性が求められ、特にカメラボディから突出して撮影レンズを保持するレンズ鏡筒の光軸方向での長さを短くすることが求められている。
特許文献1には、カメラの使用時(撮影時)にはカメラボディから突出し、カメラの非使用時(携帯時)においてはカメラボディ内に収納される(沈胴する)、いわゆる沈胴式レンズ鏡筒を有するカメラが開示されている。このカメラでは、光量調節装置(絞り)とレンズとが光軸方向において隣接配置され、沈胴状態にて絞り開口内にレンズの一部が入り込むことにより、沈胴状態でのレンズ鏡筒の長さを減少させる。
しかしながら、特許文献1にて開示されたカメラでは、開放された絞り開口(撮影時の最大絞り開口よりもさらに拡げられた絞り開口)内にレンズの一部を入り込ませる構成を採用しているため、開放絞り開口径をレンズの外径よりも大きくする必要がある。この結果、絞り開口を形成する遮光羽根(絞り羽根)を大きく作らなければならず、開放絞り開口状態にて遮光羽根を退避させる外周スペースも大きく確保する必要があるため、光量調節装置が径方向に大型化する。したがって、これを搭載するカメラを小型化することが困難になる。
そこで特許文献2のように、径方向での大型化を抑えた構成、技術もある。このような装置であれば、光量調節羽根を開放状態に開かなくても該光量調節羽根よりも径方向内側に形成される凹空間内にレンズを入り込ませることができる。したがって、径方向での大型化を抑えつつ、内部の空間にレンズを入り込ませることが可能な光量調節装置を実現することができる。
また、このような光量調節装置には、複数(3枚以上)の絞り羽根を回動させて、各絞り羽根が他の絞り羽根と各所定の位置で重なることで、虹彩のように開口径を変化させる、いわゆる虹彩絞りがある。この虹彩絞りの構成上、開口部を小さく(光を通過させる量を減少)する際には、各絞り羽根の重なり合う面積が増え、光軸方向に反りあがってしまい、レンズ鏡筒内の光量調節装置が有するスペースが大きくなってしまう問題がある。
上述のように、径方向での大型化を抑えた光量調節羽根、およびこれを搭載した光量調節装置について、光学機器のコンパクト性が求められている。
本発明は、光軸方向での短小化を実現するためのであり、光量調節羽根の形状や構成を工夫することによって、光量調節羽根を絞り状態にした時の凸量を抑えることができ、結果、カメラ等の光学機器に対してレンズ鏡筒の光軸方向での短小化に有利な光量調節装置を提供することである。ならびにこれを搭載した光学機器を提供する。
本発明の光量調節装置は、光路を規制する開口を有しその一部が球形状の凹面が形成された第一のベース部材と、第一のベース部材の固定開口部と略同軸をなす開口を有しその一部が球形状の凸面が形成された第二のベース部材が球形状面を互いに一定の空間を有しており、略同軸の開口部を開閉し通過する光の量を調節するため少なくとも球面状に形成した光量調節部と、回動可能に支持された被支持部とを有している、少なくとも一枚以上の光量調節羽根を備え、前記光量調節羽根の被支持部の回転中心が前記球形状の球中心とは異なった位置に設けていることを特徴とする。
本発明によれば、光量調節羽根の絞り状態時の凸量を減少することができるため、光量調節装置を光軸方向の小型化することが可能となる。そして、この光量調節装置を搭載した光学機器の小型化を達成することができる。
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。
(実施例1)
図1および図2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10を示している。これらの図において、1はベース部材としての地板であり、その径方向中央には第1の固定開口6が形成されている。以下の説明において、第1の固定開口6の開口面6aの中心を通り、該開口面6aに直交する軸を光軸AXといい、該光軸AXが延びる方向を光軸方向という。
図1および図2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10を示している。これらの図において、1はベース部材としての地板であり、その径方向中央には第1の固定開口6が形成されている。以下の説明において、第1の固定開口6の開口面6aの中心を通り、該開口面6aに直交する軸を光軸AXといい、該光軸AXが延びる方向を光軸方向という。
また、地板1における第1の固定開口6の周囲のリング部の周方向複数箇所には、支持穴部(凹部)7が形成されている。各支持穴部7の中心軸BXは、光軸方向(光軸AX)に対して傾きθBを有する。
2は駆動部材としての駆動リングであり、その内周側の部分には、地板1(第1の固定開口6)側に向かって凹のドーム形状を有するドーム壁部2aが形成されている。ドーム壁部2aの外径は、地板1の第1の固定開口6の内径とほぼ同じに設定されている。
また、駆動リング2におけるドーム壁部2aよりも外周側の部分における周方向一部には、被駆動ギア2bが形成されている。ドーム壁部2aにおける地板1側の面およびそれとは反対側の面(ガイド面)2cはそれぞれ、球面として形成されている。ドーム壁部2aの径方向中央には、開放絞り開口に対応する第2の固定開口12が形成されている。光軸方向において、第2の固定開口12の開口面の位置は、駆動リング2におけるドーム壁部2aより外周の部分に比べて、地板1(第1の固定開口6の開口面6)から離れている。
また、ドーム壁部2aのガイド面2cにおける周方向複数箇所(第2の固定開口12の周囲の複数箇所)には、カムボス部8が形成されている。各カムボス部8の中心軸CXは、ガイド面2cの法線方向に延びるように、光軸方向(光軸AX)に対して傾きθCを有する。
3は複数の光量調節羽根(遮光羽根)としての絞り羽根である。各絞り羽根3は、地板1の第1の固定開口6および駆動リング2の第2の固定開口12の径方向内側に、周囲が遮光された絞り開口(光通過開口)Aを形成するための遮光性を有する薄板状の部材である。
図4に示すように、絞り羽根3は、絞り開口Aを形成するための光量調節部としての遮光部3aと、地板1および駆動リング2に対して回動可能に支持される被支持部3bと、これら遮光部3aおよび被支持部3bを接続する中間部3eとを有する。被支持部3bには、地板1に形成された支持穴部7に挿入する軸部(凸部)3cが形成されており、絞り羽根3は、該支持穴部7と軸部3cとを回転中心として地板1および駆動リング2に対して回動可能である。
複数の絞り羽根3は、駆動リング2のドーム壁部2aのガイド面2cに対向するように配置されている。遮光部3aは、駆動リング2のドーム壁部2aのガイド面2cとほぼ同じ曲率を持つ球面(曲面)形状に形成され、絞り羽根3が回動しながら、第2の固定開口12の径方向内側の領域(第1および第2の固定開口6,12に対向する領域)に進退する方向、すなわち絞り開口の大きさを変化させる方向(以下、開閉方向という)に移動して第1および第2の固定開口6,12を通過する光の量を調節する。
さらに、遮光部3aには、駆動リング2に設けられたカムボス部8が挿入されて係合するカム溝部3dが形成されている。遮光羽根をモールド成型やプレス等にて製造する場合、金型の抜き方向が一方向となる関係で、カム溝部3dの当接面角度はある一つの値を持たせることしか出来ない。前述したようにカムボス部8の中心軸CXはガイド面2cの法線方向に延びている。このため、カムボス部8は、その中心軸が光軸方向に延びる場合に比べて、カム溝部3d内をスムーズに移動して遮光部3a(絞り羽根3)を開閉方向に位置精度良く回動させることができる一方、カム溝部3dの傾きを最適な値に設定していない場合、駆動リング2の回動中にカム溝部3dがカムボス部8に引っ掛かり、不作動となる恐れがある。カム溝部3dの断面角度を最適な値に設定するために、金型の抜き方向をカム動作範囲の中央付近に設定すると、開放時および最小小絞り時におけるカム溝部3dとカムボス部8との角度不整合を最小にすることが可能となる。また、中間部3eに厚みを持たせると、絞り羽根3の強度が向上し、より精度の良い動作が可能となる。なお、遮光部3aを球面として形成する一方、ガイド面2cを、球面とせずに、円錐台面としてもよい。
また、絞り羽根3のうち中間部3eおよび被支持部3b、すなわち少なくとも遮光部3aよりも被支持部3b側の部分は、地板1に形成された第1の固定開口6の開口面6aに対して光軸方向への傾きαを有する(この傾きαは、駆動リング2に形成された第2の固定開口12や後述するカバー板に形成された第3の固定開口の開口面に対しても同様である)。傾きαは90度を含む角度であり、中間部3eおよび被支持部3bに傾きαが与えられることにより、遮光部3aは、被支持部3bに対して光軸方向に離れて位置する。
図6に示すように、絞り羽根3に形成された軸部3cの中心軸は、支持穴部7の中心軸BXに一致するように光軸AXに対して傾きθBを有する。また中心軸BXと光軸AXの交わる回転中心3hを中心に、絞り羽根3は前述したように開閉方向に回動する。通常回転中心3hは、地板1や駆動リング2、後述するカバー板4が形成する球面の球中心11と同一にすることが、スムーズに絞り羽根3を移動させることができる。しかし本実施例では、仮に中心軸BXが球中心11を通る軸を中心軸BX’、光軸AXに対しての傾きθB’とした場合、あえて回転中心3hを球中心11より光軸方向に対して地板1に離れる位置に設けることで、傾きθBの角度を、傾きθB’より小さくしている。こうすることで、前述した絞り羽根3に形成されている、曲率を持つ球面(曲面)の曲線BWと光軸AXが交わる頂点3iの位置が、前述した中心軸BX’とした場合の曲線BW‘と光軸AXが交わる頂点3i’より低くすることができ、結果、絞り装置からの絞り羽根3の凸量を小さくすることが有利になり、光学機器の小型化を図ることができる。
なお、絞り羽根3において、遮光部3aよりも被支持部3bの方が開口面6aに対する光軸方向への傾きが大きい。また、絞り羽根3の被支持部3bから遮光部3aにかけての全体を球面(曲面)形状に形成してもよい。
図1および図2および図6において、4はカバー板(カバー部材)であり、地板1との間に、駆動リング2と絞り羽根3を収容する羽根室を形成する。カバー板4の内周側の部分には、地板1側に向かって凹のドーム形状が形成されている。
カバー板4は、その外周の部分において地板1にビス等の固定手段により結合され、地板1と一体化される。このため、カバー板4も、地板1と同様にベース部材として扱うことができる。なお、地板1にドーム部4aと同様なドーム部を形成するとともに、カバー板4のドーム部4aをなくす等して、地板1とカバー板4の位置を入れ替えてもよい。
5はステッピングモータ等のアクチュエータを含む駆動部であり、その出力軸には、駆動リング2の被駆動ギア2bに噛み合う駆動ギア5aが取り付けられている。
駆動部5に通電されて駆動ギア5aが回転すると、図5(a),(b)に示すように、その回転力が被駆動ギア2bを介して駆動リング2に伝達され、これを光軸AX回りで地板1に対して回転させる。そして、前述したように、遮光部3aに形成されたカム溝部3d内で駆動リング2に設けられたカムボス部8が移動することにより、絞り羽根3は、被支持部3bの軸部3cとこれを挿入した支持穴部7を回転中心として開閉方向に回動される。
なお、本実施例では、地板1に形成された支持穴部7(の中心軸)と駆動リング2に形成されたカムボス部8(の中心軸)がそれぞれ光軸方向に対して傾いている場合について説明した。しかし、カムボス部8は光軸方向に平行に延びるように形成されてもよく、絞り羽根3(被支持部3b)が光軸方向に対して傾いた仮想の軸回りで回動すればよい。
また、地板1にカバー板4のドーム形状と同様なドーム部を形成するとともに、そこにカムボス8を形成し、ドーム部の固定開口12の径方向の外側に駆動リング2を回動可能に配置するとともに、そこに支持ボス7を形成する。そして、絞り羽根3に形成された穴部に駆動リング2に形成された支持ボスを挿入し、カム溝部に地板1に形成されたカムボスを挿入するようにしてもよい。すなわち、絞り羽根3の軸部3cとカム溝部3dに挿入される支持穴部7とカムボス8は、それぞれの相対位置が変化するように構成されれば、どちらが地板1に形成され、どちらが駆動リング2に形成されていても同様である。
また、本実施例では、地板1に形成された支持穴部7と駆動リング2に形成されたカムボス部8をそれぞれ、絞り羽根3に形成された軸部3cとカム溝部3dに挿入する場合について説明した。しかし、絞り羽根3に支持穴部7に相当する穴部とカムボス部8に相当するボス部を形成し、これらを地板1に形成された穴部と駆動リング2に形成されたカム溝部に挿入するようにしてもよい。
以上のように構成された絞り装置10では、前述した絞り羽根3の中間部3eおよび被支持部3bが有する光軸方向への傾きαによって、図3に示すように、複数の絞り羽根3よりも径方向内側に、光軸方向において複数の絞り羽根3の被支持部(3b)側から遮光部(3a)側に奥行きを有する凹空間Sが形成される。凹空間Sの被支持部側の端は、地板1に形成された第1の固定開口6にて開口している。一方、凹空間Sの遮光部側の端は、駆動リング2に形成された第2の固定開口12(さらには絞り開口Aおよびカバー板4に形成された第3の固定開口13)にて開口している。すなわち、凹空間Sは、第1〜第3の固定開口6,12,13に面している。
凹空間Sは、その外周が複数の絞り羽根3の羽根面により囲まれた空間と言うこともできる。ただし、本実施例では、複数の絞り羽根3の羽根面が凹空間Sに直接面しておらず、絞り羽根3の羽根面と凹空間Sとの間には、凹空間Sを囲む駆動リング2のドーム壁部2aが介在している。なお、ドーム壁部2aは必ずしも必要ではなく、径方向に放射状に延びるレール等によって絞り羽根3を安定して開閉方向にガイドすることができれば、ドーム壁部2aをなくして絞り羽根3の羽根面が凹空間Sに直接面するようにしてもよい。
1:地板、2:駆動リング、2a:ドーム壁部、2b:被駆動部ギア、2c:ガイド面、
3:絞り羽根、3a:遮光部、3b:被支持部、3c:軸部、3d:カム溝部、3e:中間部、
3h:回転中心、3i:頂点
4:カバー部材、5:駆動部、6:開口、6a:開口面、7:支持穴部、8:カムボス部、
10:絞り装置、11:球中心、12,13:開口
51,53:レンズ
3:絞り羽根、3a:遮光部、3b:被支持部、3c:軸部、3d:カム溝部、3e:中間部、
3h:回転中心、3i:頂点
4:カバー部材、5:駆動部、6:開口、6a:開口面、7:支持穴部、8:カムボス部、
10:絞り装置、11:球中心、12,13:開口
51,53:レンズ
Claims (4)
- 光路を規制する開口を有しその一部が球形状の凹面が形成された第一のベース部材と、
第一のベース部材の固定開口部と略同軸をなす開口を有しその一部が球形状の凸面が形成された第二のベース部材が球形状面を互いに一定の空間を有しており、
略同軸の開口部を開閉し通過する光の量を調節するため少なくとも球面状に形成した光量調節部と、回動可能に支持された被支持部とを有している、少なくとも一枚以上の光量調節羽根を備え、
前記光量調節羽根の被支持部の回転中心が前記球形状の球中心とは異なった位置に設けていることを特徴とする、光量調節装置。 - 前記光量調節羽根において、前記開口の開口面に直交する方向を光軸とし、前記光量調節羽根の球面の曲線と光軸が交わる点を前記曲線の頂点とし、
前記頂点の位置が、前記光量調節羽根の被支持部の回転中心を前記球形状の中心と同一にした時の前記頂点に対して、装置に近い位置にあることを特徴とする、請求項1に記載の光量調節装置。 - 前記光量調節羽根において、前記開口の開口面に直交する方向を光軸とし、
前記光量調節羽根の被支持部の回転軸と前記光軸の傾きが、
前記球形状の球中心を通る回転軸と前記光軸の傾きより小さいことを特徴とする、請求項1に記載の光量調節装置。 - 請求項1〜3のいずれか一項に記載の光量調節装置を備えたことを特徴とする光学機器。
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---|---|---|---|
JP2015133962A JP2017016000A (ja) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 光量調節装置および光量調節装置を備えた光学機器 |
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JP2015133962A Pending JP2017016000A (ja) | 2015-07-02 | 2015-07-02 | 光量調節装置および光量調節装置を備えた光学機器 |
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