JP4551757B2

JP4551757B2 - 絞り装置及び撮像装置

Info

Publication number: JP4551757B2
Application number: JP2004377893A
Authority: JP
Inventors: 英利子鯰江
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2010-09-29
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006184536A

Description

本発明は、絞り装置及び撮像装置に関する。

近年、ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置の小型化に伴い、撮像装置に搭載される撮影光学系の小型化も著しくなっている。この撮影光学系を小型化するには、レンズ自体を小型化すると共に、このレンズの小型化に伴って撮影光が通過するための開口部の大きさを変化させる絞り装置も小型化する必要がある。

撮像装置、例えば、ビデオカメラに搭載される絞り装置としては、一般的に、駆動源としての電磁式アクチュエータ（モータ）がシーソ式の駆動レバーを介して２枚の絞り羽根及びＮＤ（neutral density）フィルタを駆動する構成が多く用いられている。ＮＤフィルタは、一方の絞り羽根に接着剤等で貼り付けるタイプのものや、独立した別部材として専用の駆動部材により駆動されるタイプのものとがあり、以下、後者のタイプのＮＤフィルタを備える絞り装置を図３を用いて説明する（例えば、特許文献１参照）。

図３は、従来の絞り装置の分解斜視図である。

図３において、絞り装置３０は、光が通過する固定開口部３２ｆが形成された地板（即ち、ケーシング）３２と、固定開口部３２ｆを通過する光を遮光する遮光部材としての絞り羽根３５，３６と、シーソー式の絞り駆動レバー３３を介して絞り羽根３５，３６を駆動する回動式電磁アクチュエータ（モータ）３１と、ＮＤフィルタ３７ａが貼り付けられたＮＤ羽根３７と、ＮＤ羽根３７を駆動するＮＤ駆動レバー３４とを備える。

ＮＤ駆動レバー３４は、絞り駆動レバー３３の突起部３３ａと係合する横方向長穴部３４ａと、地板３２に形成された突起部３２ｄ，３２ｅと係合する上下方向長穴部３４ｂとを有する。絞り羽根３５，３６は、絞り駆動レバー３３に形成された突起部３３ａ，３３ｂと係合する横方向長穴部３５ａ，３６ａと、地板３２に形成された突起部３２ａ，３２ｂと係合する上下方向長穴部３５ｂ，３６ｂとを夫々有する。ＮＤ羽根３７は、地板３２の突起部３２ｃと嵌合する穴部３７ｂと、ＮＤ駆動レバー３４の突起部３４ｃと係合する長穴部３７ｃとを有する。

この構成により、モータ３１の駆動による絞り駆動レバー３３の回転に応じて、絞り羽根３５，３６は、地板３２の突起部３２ａ，３２ｂに案内され、絞り装置３０の上下方向に往復運動する。これにより、絞り羽根３５，３６は、地板３２に形成された固定開口部３２ｆ領域内を進退して実質的に固定開口部３２ｆの大きさを変化させて、固定開口部３２ｆを通過する光量を変化させることができる。また、上述した構成において、モータ３１の駆動による絞り駆動レバー３３の回転に応じて、ＮＤ駆動レバー３４は、地板３２の突起部３２ｄ，３２ｅに案内され、絞り装置３０の上下方向に往復運動して、ＮＤ羽根３７が地板３２の突起部３２ｃを回転中心として回転する。

即ち、１つの駆動源（モータ３１）によって、２枚の絞り羽根３５，３６及びＮＤ羽根３７を駆動することができる。

また、従来の絞り装置のうち、４枚の羽根を有するものを図４及び５を用いて説明する（例えば、特許文献２，３参照）。

図４は、従来の他の絞り装置を説明する図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）はケース蓋を外した状態でのシャッタ閉状態での平面図である。

図４（ａ）及び図４（ｂ）において、絞り装置４０は、支持部材であるケース４１及びケース蓋４２と、開閉方向に回動走行可能な４枚のセクタ、即ち、主羽根４３、副羽根４４、他の主羽根４５、及び他の副羽根４６と、駆動ピン４７ａを有する駆動レバー４７とを備える。シャッタ閉状態では（図４（ｂ））、ケース蓋４２の主羽根４５の回動軌跡上に設けられた突状部４２ｇと、ケース４１の主羽根４５の回動軌跡上に設けられた突状部４１ｇとにより、各羽根がより均一な極少ない隙間の状態に保持され、良好な遮蔽状態が得られる。また、シャッタ閉状態から開状態の駆動区間では、主羽根４３，４５は、それぞれ突状部４２ｇ，４１ｇから解放されて駆動負荷が少なくなり、スムーズな開閉が可能となる。

図５は、従来のさらに他の絞り装置を説明する図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は初期閉状態での平面図である。

図５（ａ）及び図５（ｂ）において、絞り装置５０は、２枚の外羽根５１ａ，５１ｄ及び２枚の内羽根５１ｂ，５１ｃを備えてなるシャッタ羽根５１と、シャッタ羽根５１の位置検出を行うためのフォトリフレクタ５９とを備える。

回動方向が異なる外羽根５１ａ，５１ｄ及び内羽根５１ｂ，５１ｃからなる４枚のシャッタ羽根５１が回動の中心点が異なる位置に設けられ、外羽根５１ｄ及び内羽根５１ｃの各先端部にスリットを設ける。シャッタ羽根５１が閉じた初期状態では（図５（ｂ））、フォトリレクタ５９の投光・受光部間のセンサ光がシャッタ羽根５１の先端部で遮光され、シャッタ羽根５１の開き方向への移動に伴い、撮影光束が通過し始める位置よりも手前でスリットがフォトリレクタ５９のセンサ光を一瞬通過させることにより、露光に先だって露光の異常を検出する。

上述したように、絞り装置４０，５０は共に羽根を４枚備え、これらの羽根全部を１つの駆動源で駆動して、夫々の回転軸を中心に回転させている。ここで、絞り装置４０，５０は、絞り羽根の枚数を絞り装置３０よりも多くすることにより、装置を小型化すると共に、１枚の羽根を小さくして投影面積を小さくしている。
特開２００４−１３８９５３号公報特開平１１−１１９２９６号公報特開２００１−４２３８２号公報

しかしながら、絞り装置３０（図３）において、ＮＤ羽根３７を駆動するためには、専用の駆動レバー３４が必要となるので、部品数の増加によってコストが高くなることや、駆動レバー３４のためのスペース確保によって光軸方向に関する装置の厚みが増大すること等が問題となっていた。

また、絞り装置４０（図４）においては、開状態から閉状態へ移行状態のいずれにおいても、主羽根４３，４５は副羽根４４，４６を先行しているため、副羽根４４，４６に遮光以外の他の機能、例えば、小絞り回折による画像劣化を軽減する機能を持たせることができないという問題があった。

さらに、絞り装置５０（図５）においては、外羽根５１ａ，５１ｄ及び内羽根５１ｂ，５１ｃの４枚のシャッタ羽根５１を全て使用しないと、完全に閉状態にすることができないので、４枚のシャッタ羽根５１に遮光以外の他の機能、例えば、小絞り回折による画像劣化を軽減する機能を持たせることができないという問題があった。

本発明の目的は、装置の小型化を図ることができると共に小絞り回折による画像劣化を軽減することができる絞り装置及び撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る絞り装置は、光束が通過する開口部を有する地板と、前記地板に設けられ、第１の軸を回転中心とする遮光部材と、前記地板に設けられ、第２の軸を回転中心とするＮＤフィルタと、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタと係合する駆動軸を備え、該駆動軸の回転位置を移動させて、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタで前記開口部を覆う回転手段とを有し、前記駆動軸の回転位置にかかわらず、前記駆動軸から前記第１の軸までの距離の方が前記駆動軸から前記第２の軸までの距離より長く、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆っていない状態から、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆うように前記駆動軸の回転位置を移動させた際、前記遮光部材が前記ＮＤフィルタよりも先に前記開口部を覆い始め、前記ＮＤフィルタが前記遮光部材よりも先に前記開口部の光軸中心を通過することを特徴とする。
また、上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段の撮像面に入射する光束の光量を調節する光量調節手段とを有する撮像装置であって、前記光量調節手段は、前記光束が通過する開口部を有する地板と、前記地板に設けられ、第１の軸を回転中心とする遮光部材と、前記地板に設けられ、第２の軸を回転中心とするＮＤフィルタと、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタと係合する駆動軸を備え、該駆動軸の回転位置を移動させて、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタで前記開口部を覆う回転手段とを有し、前記駆動軸の回転位置にかかわらず、前記駆動軸から前記第１の軸までの距離の方が前記駆動軸から前記第２の軸までの距離より長く、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆っていない状態から、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆うように前記駆動軸の回転位置を移動させた際、前記遮光部材が前記ＮＤフィルタよりも先に前記開口部を覆い始め、前記ＮＤフィルタが前記遮光部材よりも先に前記開口部の光軸中心を通過することを特徴とする。

本発明によれば、装置の小型化を図ることができると共に小絞り回折による画像劣化を軽減することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置における絞り装置の分解斜視図である。

図１において、本発明の実施の形態に係る絞り装置１００は、撮像装置内部のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−ＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の電気信号（画像信号）を生成する撮像素子に到達する被写体からの反射光の光量を調節するための装置であって、光が通過する円形の開口部１０１ｄを有する支持部材としての地板１０１と、地板１０１の蓋としてのカバー板１０２と、開口部１０１ｄを閉鎖すべく地板１０１上の回転中心軸１０１ｂ，１０１ａ（第１の軸）を介して地板１０１に回転自在に取り付けられた遮光部材としての絞り羽根１０３，１０４と、開口部１０１ｄを閉鎖すべく地板１０１上の回転中心軸１０１ｃ（第２の軸）を介して地板１０１に回転自在に取り付けられたＮＤフィルタ１０５と、絞り羽根１０３，１０４及びＮＤフィルタ１０５の夫々を所定の回転角で回転させるべく、絞り羽根１０３，１０４及びＮＤフィルタ１０５に突起部１０６ｂ（駆動軸）を介して同時に係合する駆動部材１０６と、駆動部材１０６の穴部１０６ａと出力軸が係合する不図示の駆動源とを備える。

地板１０１及びカバー板１０２は、突起部１０６ｂの移動軌跡を規定する規定穴１１０，１２０を夫々有する。

絞り羽根１０３，１０４は、突起部１０６ｂと係合する穴部１０３ａ及び長穴部１０４ａと、地板１０１上の回転中心軸１０１ｂ，１０１ａに係合する長穴部１０３ｂ及び穴部１０４ｂとを夫々有する。ＮＤフィルタ１０５は、突起部１０６ｂと係合する長穴部１０５ａと、地板１０１上の回転中心軸１０１ｃに係合する穴部１０５ｂとを有する。絞り羽根１０４に形成された長穴部１０４ａは、ＮＤフィルタ１０５に形成された長穴部１０５ａよりも小さい。

この構成により、突起部１０６ｂが穴部１０６ａを回転中心として規定穴１１０，１２０に沿って回転移動する。この突起部１０６ｂの回転移動に伴う絞り羽根１０３，１０４及びＮＤフィルタ１０５の回転により、羽根１０３，１０４及びＮＤフィルタ１０５は、地板１０１の開口部１０１ｄ領域内を進退して、実質的に開口部１０１ｄの大きさを変化させて、開口部１０１ｄを通過する光量を変化させる。

駆動部材１０６は、駆動部材１０６の回転角に対して、絞り羽根１０４の回転角（第１の回転角）及びＮＤフィルタ１０５の回転角（第２の回転角）が下記（１）式が成立するように、絞り羽根１０４及びＮＤフィルタ１０５を駆動する。
（絞り羽根１０４の回転角）＜（ＮＤフィルタ１０５の回転角）・・・（１）
即ち、駆動部材１０６は、絞り羽根１０４を回転中心軸１０１ａの回りに第１の回転角で回転させると共に、ＮＤフィルタ１０５を回転中心軸１０１ｃの回りに第１の回転角よりも大きい第２の回転角で回転させる。

具体的には、絞り羽根１０４に形成された穴部１０４ｂ及びＮＤフィルタ１０５に形成された穴部１０５ｂと係合する地板１０１の回転中心軸１０１ａ，１０１ｃを下記（２）式が成立するように配置することにより、上記（１）式が成立する。
（突起部１０６ｂと回転中心軸１０１ａとの距離）＞（突起部１０６ｂと回転中心軸１０１ｃとの距離）・・・（２）
即ち、回転中心軸１０１ａは、突起部１０６ｂの移動軌跡上の所定の位置との距離が回転中心軸１０１ｃのそれよりも大きい。

図２は、図１における開口部を開状態から閉状態にする際の絞り動作を説明する図であり、（ａ）は開状態を示し、（ｂ）は閉状態への第１の段階を示し、（ｃ）は閉状態への第２の段階を示し、（ｄ）は閉状態への第３の段階を示し、（ｅ）は閉状態を示す。

図２において、絞り装置１００は、突起部１０６ｂの回転移動に伴い、開口部１０１ｄがオープン（開状態）からクローズ（閉状態）となるように、（ａ）〜（ｅ）の順に絞り動作を行う。

まず、開状態（図２（ａ））から２枚の絞り羽根１０３，１０４がＮＤフィルタ１０５よりも先行して開口部１０１ｄを閉鎖することにより絞り開口を形成し（図２（ｂ））、突起部１０６ｂがさらに回転移動することで、ＮＤフィルタ１０５が絞り羽根１０４を追い越して開口部１０１ｄを閉鎖し（図２（ｃ））、２枚の絞り羽根１０３，１０４が小絞り開口を形成する状態で、ＮＤフィルタ１０５が完全に開口部１０１ｄを閉鎖し（図２（ｄ））、最終的には、２枚の絞り羽根１０３，１０４が開口部１０１ｄを完全に閉鎖して閉状態とする（図２（ｅ））。この絞り動作により、いわゆる「小絞り回折」を軽減することができる。

本実施の形態によれば、駆動部材１０６が、絞り羽根１０４を回転中心軸１０１ａの回りに第１の回転角で回転させると共に、ＮＤフィルタ１０５を回転中心軸１０１ｃの回りに第１の回転角よりも大きい第２の回転角で回転させるので、絞り羽根１０４及びＮＤフィルタ１０５が開口部１０１ｄを閉鎖するタイミングを制御することができ、もって絞り装置１００の小型化を図ることができると共に小絞り回折による画像劣化を軽減することができる。

本発明の実施の形態に係る絞り装置の分解斜視図である。図１における開口部を開状態から閉状態にする際の絞り動作を説明する図であり、（ａ）は開状態を示し、（ｂ）は閉状態への第１の段階を示し、（ｃ）は閉状態への第２の段階を示し、（ｄ）は閉状態への第３の段階を示し、（ｅ）は閉状態を示す。従来の絞り装置の分解斜視図である。従来の他の絞り装置を説明する図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）はケース蓋を外した状態でのシャッタ閉状態での平面図である。従来のさらに他の絞り装置を説明する図であり、（ａ）は分解斜視図であり、（ｂ）は初期閉状態での平面図である。

符号の説明

１００絞り装置
１０１地板
１０１ａ回転中心軸
１０１ｂ回転中心軸
１０１ｃ回転中心軸
１０１ｄ開口部
１０２カバー板
１０３絞り羽根
１０４絞り羽根
１０５ＮＤフィルタ
１０６駆動部材

Claims

光束が通過する開口部を有する地板と、
前記地板に設けられ、第１の軸を回転中心とする遮光部材と、
前記地板に設けられ、第２の軸を回転中心とするＮＤフィルタと、
前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタと係合する駆動軸を備え、該駆動軸の回転位置を移動させて、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタで前記開口部を覆う回転手段とを有し、
前記駆動軸の回転位置にかかわらず、前記駆動軸から前記第１の軸までの距離の方が前記駆動軸から前記第２の軸までの距離より長く、
前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆っていない状態から、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆うように前記駆動軸の回転位置を移動させた際、前記遮光部材が前記ＮＤフィルタよりも先に前記開口部を覆い始め、前記ＮＤフィルタが前記遮光部材よりも先に前記開口部の光軸中心を通過することを特徴とする絞り装置。
被写体を撮像して画像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段の撮像面に入射する光束の光量を調節する光量調節手段とを有する撮像装置であって、
前記光量調節手段は、前記光束が通過する開口部を有する地板と、
前記地板に設けられ、第１の軸を回転中心とする遮光部材と、
前記地板に設けられ、第２の軸を回転中心とするＮＤフィルタと、
前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタと係合する駆動軸を備え、該駆動軸の回転位置を移動させて、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタで前記開口部を覆う回転手段とを有し、
前記駆動軸の回転位置にかかわらず、前記駆動軸から前記第１の軸までの距離の方が前記駆動軸から前記第２の軸までの距離より長く、
前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆っていない状態から、前記遮光部材及び前記ＮＤフィルタが前記開口部を覆うように前記駆動軸の回転位置を移動させた際、前記遮光部材が前記ＮＤフィルタよりも先に前記開口部を覆い始め、前記ＮＤフィルタが前記遮光部材よりも先に前記開口部の光軸中心を通過することを特徴とする撮像装置。