JP2023131549A - 光量調節装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化に有利な光量調節装置及び撮像装置を提供する。【解決手段】光を通過させる開口を有するベース部材と、開口を絞る絞り羽根群と、係合部を介して係合する絞り羽根群を駆動する駆動リングと、駆動リングに設けられた被駆動部を介して、駆動リングに駆動力を伝達する駆動部と、を備え、駆動リングは、被駆動部と係合部との間に、円筒形状部を有する。【選択図】 図３Ａ

Description

本発明は、例えば、絞り装置などの光量調節装置及びそれを備えた撮像装置に関する。

従来から、カメラなどの撮像装置における光量調節装置としては、光路用の開口部を有する地板と、この地板に支持されて開口部を開閉するように動作する羽根と、地板に対して回動する駆動リングとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１のような光量調節装置では、駆動リングを回動駆動し、さらに回動する駆動リングにより羽根を移動させて、光路用の開口部を開閉する。

特開２０１２－７３３８３号公報

近年、光量調節装置においては、実装対象となるカメラ等の撮像装置における実装スペースの削減や、低コスト化などの様々な要望から、更なる小型化が望まれている。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化に有利な光量調節装置及び撮像装置を提供することである。

本発明に係わる光量調節装置は、光を通過させる開口を有するベース部材と、前記開口を絞る絞り羽根群と、係合部を介して係合する前記絞り羽根群を駆動する駆動リングと、前記駆動リングに設けられた被駆動部を介して、前記駆動リングに駆動力を伝達する駆動部と、を備え、前記駆動リングは、前記被駆動部と前記係合部との間に、円筒形状部を有することを特徴とする。

本発明によれば、小型化に有利な光量調節装置及び撮像装置を提供することが可能となる。

本発明の実施形態１に係る絞り装置の分解斜視図。 実施形態１の絞り装置に用いられる保持基板の斜視図。 実施形態１の絞り装置に用いられる駆動リングの斜視図。 実施形態１の絞り装置に用いられる駆動リングの断面図。 実施形態１の絞り装置に用いられる駆動リングの平面図。 実施形態１における保持基板に対する駆動リングの組込の様子を示す図。 駆動リングの組み込み時の部分拡大図。 実施形態１の絞り装置に用いられる絞り羽根の斜視図。 実施形態１の絞り装置に用いられる開口形成部材の斜視図。 実施形態１の絞り装置を搭載した撮像装置の概略図。

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。

＜実施形態１＞
図１は、本発明の光量調節装置の実施形態１である絞り装置１００の構成を示す分解斜視図である。

図１において、保持基板１０２は、中央に開口部が形成されており、絞り装置１００のベースとなる円筒形状の部材（ベース部材）である。図２は、保持基板１０２の斜視図である。保持基板１０２には、後述する開口形成部材１０６に対する駆動リング１０３の回動位置を規定する第１の係合突起１０２ａと第２の係合突起１０２ｂが形成されている。また、保持基板１０２には、複数の絞り羽根（羽根群）１０５が係合する複数の係合ピン１０２ｃが配置されている。本実施形態では、保持基板１０２は、例えば樹脂成形により作成される。保持基板１０２には、駆動部１０１が取り付けられる。駆動部１０１には、駆動源として、例えばステッピングモータ、ガルバノモータなどが用いられる。駆動部１０１の回転軸１０１ａに、ピニオン１０４が取り付けられる。

図３Ａは、駆動リング１０３の斜視図である。駆動リング１０３は、光通過経路の少なくとも一部を構成する貫通孔１０３ｆを有し、光が通過する経路（光通過経路）を取り囲むような環状の部材（円筒形状部）から形成され、光通過経路の周囲で回動する。この駆動リング１０３には、後述する絞り羽根１０５が係合する。駆動リング１０３は、駆動リング１０３の回動に伴って、絞り羽根１０５を光通過経路に対して出入りするように動作させる。つまり、駆動リング１０３は、絞り羽根１０５を駆動するための部材（動力伝達部材）となる。

この駆動リング１０３は、基部１０３ａと、カム溝（係合部）１０３ｂと、駆動部１０１からの駆動力を受ける被駆動部１０３ｃとを有する。駆動リング１０３は、さらに保持基板１０２の第１の係合突起１０２ａに摺接する第１の係合環１０３ｄと、保持基板１０２の第２の係合突起１０２ｂに摺接する第２の係合環１０３ｅとを有する。基部１０３ａを実質的に一様な厚みとすることで、駆動リング１０３が回転するときに、空気抵抗の影響を受けにくくすることができる。そのため、作動負荷を低減でき、高速応答性、静音性を向上させることができる。

また、駆動リング１０３の基部１０３ａは、片面あるいは両面に表面処理が施されている。表面処理としては、例えば、摺動塗装、帯電防止処理、反射防止処理などが挙げられる。摺動塗装を施すことで、駆動リング１０３と摺動する部品である保持基板１０２、後述する開口形成部材１０６との摩擦を低減することができ、駆動部１０１の消費電力を削減することが可能となる。また、反射防止処理をすることで、光量調節装置１００内に進入した光の反射を抑え、レンズ鏡筒内に光量調節装置１００が組み込まれた際の、ゴースト、フレア等の発生を抑制することができる。

また、駆動リング１０３は、ギア部が形成された被駆動部１０３ｃを有する。この被駆動部１０３ｃは、中間ギア１０７を介してピニオン１０４と噛み合っている。駆動部１０１で発生した回転力がピニオン１０４から被駆動部１０３ｃに伝達され、これにより駆動リング１０３が回転駆動される。

なお、本実施形態では、駆動部１０１の回転力を中間ギア１０７を介してピニオン１０４から駆動リング１０３に伝えているが、中間ギアを用いず回転力を直接伝えてもよく、ピニオンの代わりに駆動レバーを使用してもよい。駆動レバーを使用する場合、駆動リング１０３の被駆動部は、カム溝あるいは、被駆動ピン等で構成される。

駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃと中間ギア１０７のギアの噛み合いでは、噛み合い量を最小限にし、噛み合い面積を小さくしているため、ギア同士のかみ合い音が小さい。また、ピニオン１０４と駆動リング１０３の質量差が大きいため、ピニオン１０４と被駆動部１０３ｃの間にバックラッシュがあっても、ギアの噛み合い音、反転音等が小さくなる。

なお、駆動リング１０３の基部１０３ａは、実質的に均一な厚みであり、無駄な凹凸や穴がないため、絞り羽根１０５が開閉作動中に駆動リング１０３とひっかかるような作動不良を防止できる。

また、図３Ａ及びその断面図である図３Ｂに示すように、駆動リング１０３には第１の係合環１０３ｄ及び第２の係合環１０３ｅが形成されている。第１の係合環１０３ｄと第２の係合環１０３ｅが、円筒形状部１０３ｇを形成している。この第１の係合環１０３ｄと第２の係合環１０３ｅが、保持基板１０２の第１の係合突起１０２ａと第２の係合突起１０２ｂと係合することにより、駆動リング１０３が保持基板１０２に対して回動可能に保持される。また、駆動リング１０３の第１の係合環１０３ｄは、第２の係合環１０３ｅよりも外径が大きく形成されている。

なお、本実施形態では、保持基板１０２に係合突起を形成し、駆動リング１０３に係合環を形成しているが、保持基板１０２に係合環を形成し、駆動リング１０３に係合突起を形成するようにしてもよい。

また、駆動リング１０３には、カム溝１０３ｂが形成されている。このカム溝１０３ｂは、絞り羽根１０５のカムピン１０５ｂと係合する。これにより、駆動リング１０３の回動に伴って絞り羽根１０５が光通過経路に対して出入りする。

次に、図３Ｃを用いて、駆動リング１０３のカム溝１０３ｂと係合環１０３ｄの位置関係について説明する。前述した通り、保持基板１０２の第１の係合突起１０２ａと摺接するように、駆動リング１０３の第１の係合環１０３ｄが設けられているが、これらの摺接部分はカム溝１０３ｂに対して光通過方向においてズレた位置に設定されている。そうすることによって、カム溝１０３ｂと係合環１０３ｄは、光通過方向に見たときに、半径方向に重なるように設定できるようになる。つまり、係合環１０３ｄの径を小さくすることができ、小型化に有利な構造にすることができる。

さらに、図３Ｃに示すように、被駆動部１０３ｃと係合環１０３ｄとを、光通過方向に見たときに半径方向に重なる位置に設定することで、駆動リング１０３の外形の拡大を抑えることができ、小型化に有利な構造にすることができる。

ここで、保持基板１０２が駆動リング１０３を回動可能に保持する構成について、もう少し詳しく説明する。

図４に示す通り、保持基板１０２の第１の係合突起１０２ａと駆動リング１０３の第１の係合環１０３ｄとの摺接部を第１の摺接部、保持基板の第２の係合突起１０２ｂと駆動リング１０３の第２の係合環１０３ｅとの摺接部を第２の摺接部とする。本実施形態では、第１の摺接部よりも第２の摺接部の径を小さく設定する。これにより、図５に示すように、駆動リング１０３を保持基板１０２へ組み込む際に、駆動リング１０３の第２の係合環１０３ｅと保持基板１０２の第１の係合突起１０２ａとが接触しにくくなり、キズや打痕を防止しつつスムースに組み込むことができる。つまり、２か所以上の摺接部を有する構造において、組込方向前方側の摺接部の径を組込方向後方側の摺接部の径よりも小さく設定するのが好ましい。

なお、本実施形態では、駆動リング１０３に係合環を設け、保持基板１０２に係合突起を設ける構造としたが、関係が逆でも同様の効果が得られる。さらに本実施形態では、摺接部を２か所としたが、３か所以上でも摺接部の径の関係を同様に構成することにより同様の効果が得られる。

また、本実施形態では、図２に示すように、保持基板１０２の第１の係合突起１０２ａと第２の係合突起１０２ｂを円周方向に位相を変えて配置する。これにより、保持基板１０２を成形するための可動側金型もしくは固定側金型のいずれか一方に、双方の係合突起を形成した金型構造とすることができる。そうすることで、双方の係合突起の相対的な同軸度が保たれ、高精度に駆動リング１０３を回動可能に保持することができる。

図６は、絞り羽根１０５の斜視図である。駆動穴１０５ａとカムピン１０５ｂが羽根部１０５ｃに設けられている。絞り羽根１０５は、例えば、樹脂成形により、羽根部１０５ｃと駆動穴１０５ａとカムピン１０５ｂが一体で作成される。あるいは、ＰＥＴシート材等をプレス加工して作成してもよいし、樹脂成形等で作成してもよい。

また、本実施形態では、絞り羽根１０５を６枚としているが、絞り羽根１０５の枚数は、２枚以上であれば何枚でもよい。なお、本実施形態では、絞り羽根１０５を例示して説明したが、その他のシャッタ羽根、あるいは光学フィルタを有する羽根など各種の用途に適した羽根の構成としてもよい。なお、光が通過する部分の最大開口は、開口形成部材１０６又は保持基板１０２の開口部で規定してもよいし、複数の絞り羽根１０５の内径によって規定してもよい。

また、遮光処理されたシート部材により羽根部１０５ｃを作成し、カムピン１０５ｂは、樹脂成形で作成し、羽根部１０５ｃに接着、溶着、アウトサート成形などで一体化させてもよい。また、カムピン１０５ｂを金属ピンで形成し、羽根部１０５ｃに接着、溶着、カシメ等で一体化させてもよい。

また、本実施形態では、絞り羽根１０５に駆動穴１０５ａを設け、保持基板１０２に係合ピン１０２ｃを設ける構造としたが、絞り羽根１０５に駆動ピンを設け、保持基板１０２に係合穴を設ける構造としてもよい。

このように、絞り羽根１０５の回転中心軸となる駆動穴１０５ａは、保持基板１０２の係合ピン１０２ｃと係合する。また、絞り羽根１０５のカムピン１０５ｂは、駆動リング１０３のカム溝１０３ｂに係合する。ピニオン１０４が回転し、駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃに駆動力が伝達され、駆動リング１０３が回転する。駆動リング１０３が回転すると、駆動リング１０３のカム溝１０３ｂから絞り羽根１０５のカムピン１０５ｂに駆動力が与えられ、絞り羽根１０５が駆動される。カム溝１０３ｂによって、絞り羽根１０５は、保持基板１０２の開口部の内外を出入りする。複数の絞り羽根１０５により、絞り形状が調整され、光が通過する量を調整することが可能になる。

図７は、開口形成部材１０６の斜視図である。開口形成部材１０６には、穴部１０６ａが形成され、この穴部１０６ａが保持基板１０２の係合ピン１０２ｃの先端に嵌合し、絞り羽根１０５を押さえる。

＜実施形態２＞
図８は、実施形態１で説明した絞り装置を搭載した撮像装置としての、一眼レフカメラ用の交換レンズ２２１、及びその交換レンズが装着されるカメラ本体の内部構成を示している。

交換レンズ２２１の鏡筒内には、変倍レンズ２３２、光路を絞る第１または第２の実施形態の絞り装置１００、およびフォーカスレンズ２２９を含む撮影光学系が収容されている。

ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成される撮像素子２２５はカメラ本体内に配置され、交換レンズ２２１により形成された被写体像を光電変換して電気信号を出力する。絞り装置１００の絞り開口を変化させたり不図示のＮＤフィルタを進退させたりすることにより、撮像素子２２５上に形成される被写体像の明るさ（つまりは撮像素子２２５に到達する光量）を適正に設定することができる。

撮像素子２２５から出力された電気信号は、画像処理回路２２６においてデジタル信号に変換されるとともに、種々の画像処理を施される。これにより、画像信号が生成される。

ユーザは、ズームリング２３１を回転操作することにより、変倍レンズ２３２を移動させて変倍（ズーミング）を行わせることが出来る。コントローラ２２２は、画像信号のコントラストを検出し、そのコントラストに応じてフォーカスモータ２２８を制御し、フォーカスレンズ２２９を移動させてオートフォーカスを行う。あるいは、コントローラ２２２は、不図示の位相差検出方式を用いた焦点検出手段の検出信号に基づいて、フォーカスモータ２２８を制御し、フォーカスレンズ２２９を移動させてオートフォーカスを行ってもよい。

さらに、コントローラ２２２は、不図示の測光手段の測光値あるいは画像信号に基づいて、絞り装置１００の駆動部１０１を制御し、光量を調節する。これにより、撮影時のボケやゴーストを自然な形状にすることができ、高画質の画像を記録することができる。

なお、本発明は、上述した一眼レフカメラに限定されず、レンズ一体型のデジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器にも広く適用可能である。

１０１ 駆動部
１０２ 保持基板
１０３ 駆動リング
１０４ ピニオン
１０５ 絞り羽根
１０６ 開口形成部材
１０７ 中間ギア

Claims (8)

1. 光を通過させる開口を有するベース部材と、
   前記開口を絞る絞り羽根群と、
   係合部を介して係合する前記絞り羽根群を駆動する駆動リングと、
   前記駆動リングに設けられた被駆動部を介して、前記駆動リングに駆動力を伝達する駆動部と、を備え、
   前記駆動リングは、前記被駆動部と前記係合部との間に、円筒形状部を有することを特徴とする光量調節装置。
2. 前記ベース部材は、前記円筒形状部と摺接する第１の摺接部が設けられた第２の円筒形状部を有することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
3. 前記ベース部材は、光通過方向の異なる位置に、前記第１の摺接部とは異なる第２の摺接部を有することを特徴とする請求項２に記載の光量調節装置。
4. 前記駆動リングは、前記円筒形状部に、前記第１の摺接部と摺動する第１の係合環と、前記第２の摺接部と摺動する第２の係合環とを有することを特徴とする請求項３に記載の光量調節装置。
5. 前記第２の係合環は、前記第１の係合環よりも光通過方向に前記係合部から離れた位置に配置されており、前記第２の係合環の径が前記第１の係合環の径よりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の光量調節装置。
6. 前記係合部は、カム溝であり、前記カム溝と前記円筒形状部が光通過方向において重なることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の光量調節装置。
7. 前記被駆動部は、ギアであり、
   前記ギアと前記円筒形状部が光通過方向において重なることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光量調節装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の光量調節装置と、
   前記光量調節装置を通過した光を撮像する撮像素子と、
   を備えることを特徴とする撮像装置。

Images