JP2017207561A

JP2017207561A - 光量調整装置及び撮像装置

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Publication number: JP2017207561A
Application number: JP2016098343A
Authority: JP
Inventors: 直樹川久保; Naoki Kawakubo
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2016-05-17
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2017-11-24

Abstract

【課題】小型で安定動作をする光量調節装置を提供する。
【解決手段】
光が通過する固定開口を有するベース部材と、固定開口の周方向に環状に複数配置されて光が通過する可変開口を形成する絞り羽根と、絞り羽根に対してベース部材とは反対側に配置され、複数のカム溝を有する板部材と、ベース部材に対して固定開口の周方向に回転して駆動ピンに駆動力を伝達することで、可変開口の大きさを変化させるように複数の前記絞り羽根を回動させる駆動リングと、駆動リングと接続点を持ち回転駆動させる駆動源と、を有し、絞り羽根の可動範囲面内に駆動リングと駆動源の接続点を光軸方向に投影した位置が含まれている。

【選択図】図１

Description

本発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ、交換レンズ等の光学機器に搭載される光制御装置に関する。

デジタルカメラやビデオカメラなどの光学機器に搭載される光量調節装置は、ステッピングモータやムービングマグネット式の電磁駆動ユニットを駆動源として、ギアが構成された回転部材を介して絞り羽根を回転させ、光通過口の面積を変化させることで、装置を通過する光量を調節しているものがある（特許文献１参照）。

近年、光量調節装置を備えたスチルカメラ、ビデオカメラなどの光学機器においては、小型化、薄型化が進み、光量調整装置においても小型化、薄型化が強く求められている。
本発明の目的は、従来製品に対して特性を損なうことなく小型化、薄型化した光量調節装置を提供することである。

特開２０１２−１４５９２９

近年、光量調節装置を必要とするデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの光学製品においては、小型、薄型のものが求められており、必然的に光量調節装置も小型化、薄型化する必要がある。特に半径方向の大きさは交換レンズの径や、デジタルスチルカメラの鏡筒部の径や、鏡筒沈動時のカメラの厚さを小さくするために必要になっている。

上記の光学製品において光通過口の面積を多段切り替えできる虹彩絞り装置は、装置基板（以下絞り地板）と、口径を遮蔽する羽根（以下絞り羽根）と、遮光する羽根を駆動させるために駆動源の回転を羽根に伝達する回転部材と、羽根のスペースを構成する押さえ板が必要となる。

本発明の目的は、光学機器の小型化、薄型化を実現するため、絞りの機能を損なうことなく、小型化が可能な光量調節装置を提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明の光量調節装置は、光が通過する固定開口を有するベース部材と、前記固定開口の周方向に環状に複数配置されて光が通過する可変開口を形成する絞り羽根と、前記絞り羽根に対して前記ベース部材とは反対側に配置され、複数のカム溝を有する板部材と、前記ベース部材に対して前記固定開口の周方向に回転して前記駆動ピンに駆動力を伝達することで、前記可変開口の大きさを変化させるように複数の前記絞り羽根を回動させる駆動リングと、前記駆動リングと接続点を持ち回転駆動させる駆動源と、を有し、前記絞り羽根の可動範囲面内に前記駆動リングと前記駆動源の接続点を光軸方向に投影した位置が含まれていることを特徴とする。

本発明により、絞り羽根の退避領域に駆動源を配置することができるため、絞り装置を小型化することが可能となる。また、接続点と絞り羽根の走行スペースの間にシート部材を配置しているため、絞り羽根がシート部材と摺動し、安定して動作することができる。さらにこの絞り装置を具備したデジタルスチルカメラ等の光学機器の小型化、薄型化を図ることができる

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の絞り装置の絞り地板側から見た平面図。実施例１の絞り装置における絞り地板の斜視図。実施例１の絞り装置における駆動リングの斜視図。実施例１の絞り装置における絞り羽根の斜視図。実施例１の絞り装置における案内板の斜視図。実施例１の絞り羽根開放状態における絞り羽根と案内板と地板の関係を示す透過図。図７の絞り装置で絞り羽根を絞った状態における絞り羽根と案内板と地板の関係を示す透過図。図８の絞り装置で絞り羽根をさらに絞った状態における絞り羽根と案内板と地板の関係を示す透過図。実施例１の絞り羽根小絞り状態における絞り羽根と案内板と地板の関係を示す透過図。実施例１の絞り装置の断面図。本発明の実施例２である絞り装置の分解斜視図。実施例２の絞り装置の断面図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明による光量調節装置の一実施形態について、図１〜図１１を参照しながら詳細に説明する。本実施形態における光量調節装置は光が通過する面積を小さくしたり大きくしたりするため、以下絞り装置と呼ぶ。

ここでは絞り装置について説明するが、シャッタ装置やシャッタ機能を有する絞り装置も、本発明の実施例としての光量調節装置に含まれる。

絞り装置１００は、絞り地板（ベース部材）１と、アクチュエータ２と、駆動リング３と、複数の絞り羽根４と、仕切り板５と、案内板（押さえ部材）６と、フォトリフレクタ７を有する。

２００は絞り装置１００の中心軸であり、該絞り装置が撮像装置に搭載された場合には該撮像装置の光軸に一致する。以下の説明では、この中心軸２００に平行な方向をスラスト方向という。絞り地板１、駆動リング３、仕切り板５、複数の絞り羽根４および案内板６は、この順でスラスト方向において積層される。すなわち、駆動リング３と仕切り板５は、スラスト方向において、絞り羽根４に対して絞り地板１と同じ側に配置され、案内板６は絞り羽根４および駆動リング３に対して絞り地板１とは反対側に配置される。また、スラスト方向に直交する方向および面をそれぞれラジアル方向（径方向）、ラジアル面と呼ぶ。

絞り地板１は、装置基板となる部材で、開口部１ａと、モータ取り付け部１ｂと、フォトリフレクタ取り付け部１ｇと、溝部１ｈと、を有している。

また、後述の駆動リング３をラジアル方向に保持するラジアル支持壁部１ｄと、スラスト方向に保持するレール面１ｉと、複数（本実施例では３箇所）のフック部１ｆを備え、レール面１ｉとフック部１ｆで駆動リング３をスラスト方向に挟み込むことで、回転可能にスラスト方向に支持している。

アクチュエータ２は、ステッピングモータ等の電磁アクチュエータである。ステッピングモータ２ａの出力軸には、ピニオンギア２ｂが取り付けられる。ステッピングモータ２ａとピニオンギア２ｂとにより、絞り装置１００の駆動源部が構成され、絞り地板のモータ取り付け部１ｂに固定される。ピニオンギア２ａは後述の駆動リングのギア部３ｄと噛み合う歯車からなる。

フォトリフレクタ７は、駆動リング３の初期位置を検出するためのセンサとして用いられる。フォトリフレクタ７は接着や圧入により絞り地板１に取り付けられる。

絞り羽根４は、絞り地板１に形成された開口部１ａの周方向に複数配置されている。本実施例では９つの絞り羽根４が用いられている。なお、絞り羽根の数は９に限らず、複数であってもよい。

図５には１つの絞り羽根４を拡大して示している。絞り羽根４は、ラジアル面にほぼ平行になるように配置され、遮光機能を有する平板形状の遮光部４ｃと、該遮光部からスラスト方向における互いに反対側に突出するように設けられた駆動ピン４ａおよびカムピン４ｂとを有する。駆動ピン４ａとカムピン４ｂのラジアル面内での位置は互いに異なっている。

この絞り羽根４は樹脂の射出成形によって遮光部４ｃと駆動ピン４ａとカムピン４ｂを一体で成形したり、遮光部４ｃをシート材から打ち抜き、駆動ピン４ａとカムピン４ｂを圧入やアウトサート成形によって別体で作製したりすることができる。

駆動リング３は、中心に開口部３ａを形成したリング形状をしており、複数の絞り羽根４の駆動ピン４ａと嵌合する羽根駆動穴３ｂを有している。外周部の一部には、ピニオンギア２ｂに噛み合うギア部３ｄが形成されている。本実施例において外周の一部に切り欠き部３ｅギア歯部の半径は駆動リング３の外周よりも内側となるよう一部を切り欠いて形成されている。

また、駆動リング３の外周部における周方向外周の複数箇所（本実施例では５箇所）には、絞り地板のラジアル支持壁部１ｄに当接する突起３ｉを備える。複数の突起３ｉが絞り地板１のラジアル支持壁部１ｄに当接することで、駆動リング３が絞り地板１の内周面と嵌合し、中心軸２００周りで回転可能に支持される。

さらに、駆動リング３にはスラスト受け面３ｈが設けられており、絞り地板１のレール面１ｉと摺動する。駆動リング３の周方向には連結穴３ｇが複数個所（本実施例では３箇所）設けられており、絞り地板のフック部１ｆに挟み込まれることで、駆動リング３は絞り地板１に対して回転可能に支持される。

また、駆動リング３の外周部の一箇所には、フォトリフレクタ７の発光部から発せられた光を受光部へと跳ね返す反射部３ｆが設けられている。

仕切り板５は薄板状の部品で、樹脂シートや金属板の表面に、潤滑塗装やメッキを施している。図１１の断面図に示すように、駆動リング３の外周の径に対して、内周側は駆動リング３と絞り羽根４の間に、外周側は絞り地板１と絞り羽根４の間に配置されている。

案内板６はその中央に光通過開口となる開口部６ａを有するリング形状に形成されており、該リング形状の部分には複数の絞り羽根４のカムピン４ｂがそれぞれ係合する複数（絞り羽根４と同じ９つ）のカム溝部６ｂ〜６ｊが形成されている。

図１に示すように、案内板６は、該案内板６と絞り地板１との間に配置された絞り羽根４、駆動リング３および仕切り板５を覆うように配置され、絞り地板１にビス８により固定されることにより、仕切り板５と案内板６の間に絞り羽根４が走行するスペースを形成する。

以上のように構成された絞り装置１００においては、ステッピングモータ２ａが動作してピニオンギア２ｂが回転すると、駆動リング３が絞り地板１および案内板６に対して中心軸２００に対して周方向に回転する。駆動リング３は、９つの絞り羽根４に駆動ピン４ａを介してアクチュエータ２からの駆動力を伝達する。これにより、各絞り羽根４は、カムピン４ｂがカム溝部６ｂ〜６ｊに沿って移動することで、駆動ピン４ａを中心として回動する。図７に絞り羽根４が絞りユニットの光通過開口を開いている状態、図１０に絞り羽根４が絞りユニットの光通過開口を絞っている状態を示す。アクチュエータ２による駆動リング３の回転位置を制御することで、複数の絞り羽根４の回動位置、つまりは該複数の絞り羽根４の遮光部４ｃによって形成される絞り開口のサイズ（径）が制御される。絞り開口径に応じて、絞り装置１００を通過する光量を調節することができる。

駆動リング３の回転位置を制御するために必要な駆動リング３の回転初期位置の検出は、駆動リング３の反射部３ｆが、フォトリフレクタ７の発光部からの光を反射させてフォトリフレクタ７の受光部へ返したことを示す信号を検出することで行うことができる。反射部３ｆは駆動リング３の外周に設けたため、駆動リング３ｆが回転したときに絞り地板１と干渉しないよう、絞り地板には溝部１ｈが設けられている。溝部１ｈの一部にはフォトリフレクタ取り付け穴１ｇがあり、溝部１ｈに対して絞り地板１の裏面からフォトリフレクタ７が取り付けられている。

ここで絞り羽根４の動作の軌跡について図７〜１０を参照しながら説明する。

図７に絞り羽根４が絞りユニットの光通過開口を開いている状態、図１０に絞り羽根４が絞りユニットの光通過開口を絞っている状態を示す。また図８、９は光通過開口の開口面積が図７と１０の間の状態を示す。

絞り羽根４ｆは図７の開放状態において、カムピン４ｂのラジアル方向の位置が駆動リング３の外周よりも外にある。絞り方向にアクチュエータ２を制御することによって図８、図９のように移動していく。図９に示すように絞り羽根４ｆはギアの接続点５０をスラスト方向に羽根室へ投影した場所を動作する。絞り途中の状態でギアの接続点５０および駆動リングの切り欠き部３ｅの光軸方向に投影した箇所を通過して口径を開放したり絞ったりしている。

また絞り羽根４ｇは、絞り羽根４ｆと同様に動作し、図９の状態で、駆動リング３のギア切り欠き部３ｅをスラスト方向に羽根室へ投影した場所を動作する。

また別の絞り羽根４ｈは図７〜１０に示すようにＰＲの反射面の逃げである絞り地板溝部１ｈをスラスト方向に投影した箇所を通過して口径を開放したり絞ったりしている。

以上のように、複数の絞り羽根４は、絞り地板１と駆動リング３の間にできる溝部１ｈ、切り欠き部３ｃの溝を通過して、口径を絞ったり開放したりしている。

本実施例の絞り装置１００では、駆動リング３の一部に切り欠き部３ｃを設けてギア部３ｄを設けたため、ピニオンギア２ｂと駆動リング３の接続点５０が従来の絞り装置よりも口径中心に移動することができる。したがって、駆動源２も口径中心のほうに移動することができるので、絞り装置の外形をより小型化することができる。

本実施例の絞り装置１００では、絞り羽根４の駆動ピン４ａの周辺部は、回転する駆動リング３と接触し、カムピン４ｂの裏面は仕切り板５に接触しながら回動する。絞り羽根４の回動範囲では常に仕切り板５に接触するよう仕切り板５を配置している。これにより絞り羽根４が駆動リング３の外周よりも外に回動する場合でも絞り地板１や駆動リング３に引っ掛かることなく滑らかに安定して動くことが可能となっている。

また、案内板６と仕切り板５の間隔が、絞り羽根４の回動範囲においてスラスト方向に一定スペースを構成するため、絞り羽根４が安定して回動することが可能となっている。

さらに、カメラを落下させたときなど、絞り装置１００に不測の力が加わった場合でも、絞り地板１と案内板６によって把持された仕切り板５が絞り羽根のカムピンの裏面に羽根のスラスト方向への飛び出しを防ぐため、絞り羽根のカムピン４ｂが案内板のカム溝部６ｂから脱落することがない。つまり、絞り羽根４が安定して回動することが可能となっている。

本実施例では、フォトリフレクタ７を絞り地板の外周側に配置し、対向する絞り地板に対して対向する範囲に駆動リングの反射部３ｆを設けている。駆動リングの一部を外周から凸となるようにしているため、絞り地板１に反射部逃げの溝部１ｈを設けている。本実施例では仕切り板５を配置しているため、反射部逃げ１ｈに絞り羽根４が入り込むことがない。つまり安定した回動が可能となっている。

フォトリフレクタ７を絞り地板の外周側に配置したため、図２に示す絞り地板１のラジアル方向内周側でフォトリフレクタが凸となることがない。絞り装置１００のラジアル方向内周側を薄型化することが可能となっている。さらに、レンズを開口に近づけることが可能となり、小型の鏡筒を作ることが可能となっている。

本発明による光量調節装置の第２実施形態について、図１２〜１３を参照しながら詳細に説明する。

図１２は第２実施形態の示す斜視図である。図１３は装置の断面を示す図である。これらの図のうち、第１実施形態と同じ番号はそれぞれ同じ機構を示している。本実施形態では、絞り地板のフック部１ｆと駆動リングのスラスト受け面３ｇが無い点で実施例１と異なる。

本実施例において仕切り板５は絞り地板１と案内板６に把持され固定される。駆動リング３の外周部は絞り地板１と仕切り板５の間に配置され、スラスト方向案内板６側への規制が仕切り板５によってなされている。つまり、仕切り板５を介して、案内板６が駆動リング３をスラスト方向に押さえていることになる。

駆動リング３は外周部にレール３ｊを設けているため、仕切り板５と滑らかに摺動することができる。本実施形態における仕切り板５は、外力に対して変形の少ない板金のようにものであると良い。

以上より、フック部のスペースを必要としないためより薄型化が可能であり、径方向について、より内側に駆動源を配置することができるようになるため小型化が可能となる。
さらに、簡素な形状で安定した動作が可能な絞り装置を提供することができる。

１絞り地板
１ａ開口部１ｂモータ取り付け部
１ｄラジアル支持壁部１ｆフック部１ｇフォトリフレクタ取り付け部
１ｈ溝部１ｉレール面
２アクチュエータ
２ａステッピングモータ２ｂピニオンギア
３駆動リング
３ａ開口部３ｂ羽根駆動穴
３ｄギア部３ｅ切り欠き部３ｆ反射部
３ｇ連結穴３ｈスラスト受け面３ｉ突起３ｊレール
４絞り羽根
４ａ駆動ピン４ｂカムピン４ｃ遮光部
５仕切り板
５ａ仕切り板開口
６案内板
６ａ開口部６ｂ〜６ｊカム溝部
７フォトリフレクタ
８ビス
５０接続部
１００絞り装置
２００中心軸

Claims

光が通過する固定開口を有するベース部材と、
前記固定開口の周方向に環状に複数配置されて光が通過する可変開口を形成する絞り羽根と、
前記絞り羽根に対して前記ベース部材とは反対側に配置され、複数のカム溝を有する板部材と、
前記ベース部材に対して前記固定開口の周方向に回転して前記駆動ピンに駆動力を伝達することで、前記可変開口の大きさを変化させるように複数の前記絞り羽根を回動させる駆動リングと、
前記駆動リングと接続点を持ち回転駆動させる駆動源と、を有し、
前記絞り羽根の可動範囲面内に前記駆動リングと前記駆動源の接続点を光軸方向に投影した位置が含まれていることを特徴とする光量調節装置。
光が通過する固定開口を有するベース部材と、
前記固定開口の周方向に環状に複数配置されて光が通過する可変開口を形成する絞り羽根と、
前記絞り羽根に対して前記ベース部材とは反対側に配置され、複数のカム溝を有する板部材と、
前記ベース部材に対して前記固定開口の周方向に回転して前記駆動ピンに駆動力を伝達することで、前記可変開口の大きさを変化させるように複数の前記絞り羽根を回動させる駆動リングと、
前記駆動リングと接続点を持ち回転駆動させる駆動源と、を有し、
前記駆動リングの径方向外周に凸部を有し、その光軸方向に投影した位置が、前記絞り羽根の可動範囲内に含まれることを特徴とする光量調節装置。
前記絞り羽根と前記駆動リングがシート材で仕切られていることを特徴とする請求項１または２に記載の光量調節装置。
前記駆動リングの光軸方向の移動がシート材によって規制されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光量調節装置。