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

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

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。

特開２００７−３１０４１２号公報 ＷＯ２０１３/００５４３９号公報

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。

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の絞り装置の背面斜視図。 実施例１の絞り装置の側面断面図。 実施例１の絞り装置に用いられる絞り羽根の斜視図。 実施例１の絞り装置の動作説明図。 実施例１の絞り羽根の特徴を示した説明図。 実施例の絞り装置を搭載したカメラの構成を示すブロック図。

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。

（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。

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

Claims (4)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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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