JP4934365B2 - 光量調節装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、絞り部材およびシャッタ部材を有する光量調節装置、および、該光量調節装置を具備するデジタルカメラ等の光学機器に関するものである。

近年、デジタルカメラ自体の小型化や高倍率ズームレンズの搭載などにより、全開口径は比較的大きいまま、シャッタ装置の外形はできるだけ小型かつ薄型化することが必要となってきた。デジタルスチルカメラ等の光学機器には、シャッタ羽根や絞り径を切り換えることにより光量調節を行う光量調節装置が内蔵されている。

従来、シャッタ羽根と光量調節の為の絞り羽根とを同一装置内で構成する場合、シャッタ羽根と絞り羽根は各々作動方向が異なる。その為に、板金や樹脂、羽根材等でお互いの作動に干渉し合わないように仕切り部材を設置する必要があった。これを解決するために、絞り開口が形成されている絞り羽根をシャッタ羽根と常に重合させ、両者の作動の干渉を回避させることは以前より提案されている。

例えば特許文献１に開示された光量調節装置では、絞り開口が形成されている絞り羽根と同一装置内にあるシャッタ羽根が常にその一部を重合する状態にしており、両者が作動中に噛み合うことがないようにしている。
特開２００３−５２５１号公報

しかしながら、上記提案の構成では、絞り開口を有する絞り羽根を、高速作動するシャッタ羽根と一部を常に重合させていなければならない。そのため、その絞り羽根が口径挿入位置、もしくは口径退避位置にある時、つまり絞り羽根の待機状態時に該絞り羽根がシャッタ羽根の作動につられて動いてしまう虞があった。

（発明の目的）
本発明の目的は、薄型化を可能にしつつ、安定した絞り待機状態を得ることのできる光量調節装置および光学機器を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、開放絞りよりも小径の絞り開口が形成され、前記絞り開口が光軸上に挿入される挿入位置と前記挿入位置から退避する退避位置との間で移動自在に設けられる第１の絞り部材と、露光開口を開閉する少なくとも一つのシャッタ部材と、光軸方向において、前記第１の絞り部材が前記挿入位置にあるとき前記開放絞りの開口に一部が挿入され、前記第１の絞り部材が前記退避位置にあるとき前記開放絞りの開口から退避し、前記第１の絞り部材と前記シャッタ部材の間にそれぞれに接して移動自在に配置され、かつ、前記第１の絞り部材と前記シャッタ部材が相互に接触しないように常に分離させる、環形状をした第２の絞り部材と、前記第１および第２の絞り部材と前記シャッタ部材を保持する地板とを有する光量調節装置とするものである。

同じく上記目的を達成するために、本発明は、本発明の上記光量調節装置を備えた光学機器とするものである。

本発明によれば、薄型化を可能にしつつ、安定した絞り待機状態を得ることのできる光量調節装置または光学機器を提供できるものである。

本発明を実施するための最良の形態は、以下の実施例に示す通りである。

図１ないし図３は本発明の一実施例に係る光量調節装置を示す図である。この光量調節装置は、例えばデジタルカメラのレンズ鏡筒内に組み込まれる。

これらの図において、光量調節装置１０は、開放絞りとなる開口１１ａが形成された地板１１と、地板１１に保持される絞り羽根１３，１４と、シャッタ羽根１５，１６とを備えている。絞り羽根１３には、開口１１ａより小径の絞り開口１３ａが形成されている。絞り羽根１３，１４は、絞り開口１３ａを光軸に挿入する挿入位置と、この挿入位置から退避する退避位置との間で回動自在に設けられている。絞り羽根１４は、絞り羽根１３とシャッタ羽根１５との中間に設けられている。

地板１１には、絞り羽根１３，１４及びシャッタ羽根１５，１６のそれぞれを駆動するための電磁駆動ユニット１７が二つ設けられている。そして、それぞれの電磁駆動ユニット１７は地板１１の下面に固定されている。電磁駆動ユニット１７には、回転軸１７ａと駆動ピン１７ｂが設けられていて、それぞれが地板１１の上面に突出している。駆動ピン１７ｂは、地板１１に形成された円弧形の穴部１１ｂを挿通されている。絞り羽根１３及びシャッタ羽根１６は、それぞれ回転軸１７ａに回動自在に取り付けられ、駆動ピン１７ｂによって駆動される。絞り羽根１４及びシャッタ羽根１５はそれぞれ突起２２，２３に回動自在に取り付けられ、駆動ピン１７ｂによって駆動される。

地板１１及び羽根押さえ板１２は、それぞれポリカーボネート等の硬質の樹脂で形成されている。地板１１と羽根押さえ板１２の中央部には、それぞれ開口１１ａ，１２ａが形成されている。これら開口１１ａ，１２ａは光軸１８上に配置されており、開放絞りとなる。地板１１上には、羽根押さえ板１２の取り付け脚となる突部１９ａ，１９ｂが設けられている。突部１９ａ，１９ｂにはねじ穴が形成されており、羽根押さえ板１２は、これを突部１９ａ，１９ｂ上に配置された状態でねじ２１によってねじ止めされる。突部１９ａ，１９ｂの高さは、絞り羽根１３，１４及びシャッタ羽根１５，１６が走行する適宜な空隙が設けられるように決められる。

シャッタ羽根１５，１６には、軸穴１５ｂ，１６ｂと長穴１５ｃ，１６ｃとが形成されている。軸穴１５ｂ，１６ｂには回転軸１７ａまたは突起２３が、長穴１５ｃ，１６ｃには駆動ピン１７ｂが、それぞれが挿通される。シャッタ羽根１５，１６は、駆動ピン１７ｂが移動することにより、その遮蔽部１５ａ，１６ａを光軸１８に挿入する挿入位置と、この挿入位置から退避する退避位置との間で回動する。

絞り羽根１３には、開口１１ａ及び開口１２ａよりも小径の絞り開口１３ａが形成されている。また、絞り羽根１３，１４には、シャッタ羽根１５，１６と同様に、回転軸１７ａまたは突起２２が挿通される軸穴１３ｂ，１４ｂと、駆動ピン１７ｂが挿通される長穴１３ｃ，１４ｃとが形成されている。絞り羽根１３，１４は、地板１１上に回転軸１７ａまたは突起２２を中心に回動自在に保持されている。そして、図２に示すように絞り開口１３ａが光軸１８上に挿入される挿入位置と、図３に示すように挿入位置から退避する退避位置との間で回動する。

シャッタ羽根１５に隣接して、絞り羽根１４が設けられている。絞り羽根１４は、図２に示すように開放絞りの開口１１ａ上に一部が挿入される挿入位置と、図３に示すようにこの挿入位置から退避して、その環状部分が開口１１ａの周縁に位置する退避位置との間で回動する。このときに、常に絞り羽根１４の一部分がシャッタ羽根１５の一部分を覆う形状をしており、シャッタ羽根１５の走行経路上の障害とはならない。

また、絞り羽根１４に隣接して設けられている絞り羽根１３は、図２に示すように絞り開口１３ａが光軸１８上に挿入される挿入位置と、図３に示すこの挿入位置から退避する退避位置との間で回動する。このときに、絞り羽根１４の一部分は常に絞り羽根１３の先端部の一部分を支えるように重なり合う形状をしており、絞り羽根１４と絞り羽根１３は相互にその走行経路上の障害とはならない。

電磁駆動ユニット１７は、マグネットロータ４６、ステータヨーク４７、電磁コイル４８、マグネットカバー４９からなる。マグネットロータ４６は、回転軸１７ａと、駆動ピン１７ｂが設けられた駆動レバー５１と、この駆動レバー５１の裏面に取り付けられた永久磁石５２とからなる。駆動レバー５１の裏面には、回転軸１７ａが突き出している。この回転軸１７ａを永久磁石５２に圧入することにより、駆動レバー５１に永久磁石５２が固定される。なお、インサート成形により、駆動レバー５１と永久磁石５２とを固定してもよい。回転軸１７ａの先端は、マグネットカバー４９の軸受け穴４９ａと嵌合して保持される。

永久磁石５２の外周面は、２極に着磁されて磁極が形成されている。ステータヨーク４７は、軟磁性材料を複数枚積層してそれらを連結したものである。このステータヨーク４７には、導線からなる電磁コイル４８が取り付けられている。永久磁石５２の外周面は、ステータヨーク４７によって包囲される。

マグネットロータ４６の全回転角度は、例えば５０°である。永久磁石５２の磁極とステータヨーク４７の配置関係は、マグネットロータ４６の全回転角度の中間点である２５°の位置で、永久磁石５２とステータヨーク４７との間に作用する吸引力（デイテント力）がゼロとなる。そして、マグネットロータ４６が０°又は５０°の位置にある時にデイテント力が最大となるようにしている。電磁コイル４８の通電がオフされている時には、ステータヨーク４７が非励磁状態にある。そして、永久磁石５２とステータヨーク４７との間に作用するデイテント力によって、マグネットロータ４６が０°又は５０°の位置に保持される。

この状態から、電磁コイル４８に電流を流す（通電オン）と、ステータヨーク４７とマグネットロータ４６との間に吸引力と反発力が生じ、マグネットロータ４６が回転する。この吸引力と反発力が作用する方向は、電磁コイル４８に電流を流す向きによって切り換わるようになっている。これにより、電磁コイル４８に通電することで、マグネットロータ４６を０°と５０°の間で回動させることができる。そして、上述した通り、マグネットロータ４６が０°又は５０°の位置にあるときには、電磁コイル４８の通電をオフしても、マグネットロータ４６と永久磁石５２との間にはデイテント力が作用する。よって、このデイテント力によってマグネットロータ４６を０°又は５０°の位置で静止させたままにすることができる。

以下、上記構成による作用について説明する。

デジタルカメラで静止画を撮影する時、被写体の輝度が変化した場合には、光量調節装置１０が作動して、絞り状態が切り換えられる。電磁駆動ユニット１７の駆動により、絞り羽根１３，１４が挿入位置または退避位置の一方の位置から他方へ回動し、停止する。その際、絞り羽根１４が、同時に移動している絞り羽根１３の先端部の一部分を支えるように絞り羽根１３と重なり合いながらシャッタ羽根１５上を移動する。

よって、絞り羽根１４は、絞り羽根１３と協働して絞り部品の一部分を形成しつつ、かつ、シャッタ羽根１５と絞り羽根１３の仕切り板の役割を同時に果たす。このため、絞り羽根１３はシャッタ羽根１５から完全に仕切られる。よって、高速に動くシャッタ羽根からの摺動影響を最小限に抑えることができ、安定した停止状態（絞り待機状態）が得られる。また、絞り羽根１４は、その位置が絞り羽根１３と協働して挿入する絞り開口の位置へ影響を与えず、また絞り羽根１３と十分重なり合うように形成されている。このため、絞り羽根１４の停止位置が高速に動くシャッタ羽根の影響で多少変動しても差し支えない。

本実施例では、仕切板の機能を担当する絞り羽根１４と絞り開口を担当する絞り羽根１３を用意する必要があるので、最低２枚以上の絞り羽根の構成になってしまう。しかし、最近の傾向として、小さいユニットに対して大型の開放口径が配置されることが多くなってきており、絞り羽根も小面積の羽根を多数枚用いて口径を覆う仕様が増えてきている。よって、本実施例のような絞り羽根に役割分担させることは比較的容易になってきている。

なお、本実施例では、上記光量調節装置１０を、デジタルカメラに組み込んだ場合を想定して説明してきた。しかし、デジタルカメラ以外にも、例えばビデオカメラなどの各種光学機器に適用することができる。また、絞り羽根１４の形状は、図１のような環形状が最も好適であるが、それ以外でも絞り羽根１３とシャッタ羽根１５を支えるように重なり合い、常にこれらを分離できる形状であればよい。また、シャッタ羽根は二つの羽根部材により構成しているが、少なくとも一枚以上であれば良い。一枚のシャッタ羽根としては、例えば、光軸１８に対する開閉動作の方向に異なる開口を有する一枚のシャッタ羽根が考えられる。

以上の実施例によれば、絞り開口を設けた絞り羽根１３，１４と、シャッタ羽根１５，１６を具備する光量調節装置１０において、上記絞り羽根１４を仕切り板としても機能させる構成としている。詳しくは、絞り羽根１４を、絞り羽根１３とシャッタ羽根１５，１６との間に配置し、絞り羽根１３とシャッタ１５，１６が作動したときに、互いの動作が干渉を起さないように常にこれらを分離させる、例えば環形状にしている。よって、専用の仕切り板を省略した、部品点数を削減したコストダウンと薄型化を両立した光量調節装置１０とすることができる。

また、上記構成とすることにより、シャッタ羽根１５の摺動影響を最小限に抑えることができ、絞り口径の安定した保持状態を得ることができる。つまり、シャッタ羽根１５が高速作動しても、絞り待機状態にある絞り羽根が上記シャッタ羽根１５の作動につられて動いてしまう、といったことが無くなる。

以上のように、本実施例によれば、ユニットの薄型化を可能にしつつ、安定した絞り待機状態を得ることができる光量調節装置１０または該光量調節装置１０を搭載したデジタルカメラ等の光学機器を提供可能となる。

本発明の一実施例に係る光量調節装置を示す分解斜視図である。 図１の絞りが小絞りのときの絞り羽根の位置を示す正面図である。 図１の絞りが開放絞りのときの絞り羽根の位置を示す正面図である。

符号の説明

１０ 光量調節装置
１１ 地板
１１ａ 開放絞り開口
１２ 羽根押さえ板
１２ａ 開口
１３ 絞り羽根
１３ａ 絞り開口
１４ 絞り羽根
１５ シャッタ羽根
１５ａ 遮蔽部
１６ シャッタ羽根
１６ａ 遮蔽部
１７ 電磁駆動ユニット
１７ａ 回転軸
３１ 駆動レバー
３２ 永久磁石
４６ マグネットロータの駆動レバー
４７ ステータヨーク
４８ 電磁コイル
４９ マグネットカバー
５１ 駆動レバー
５２ 永久磁石

Claims (2)

1. 開放絞りよりも小径の絞り開口が形成され、前記絞り開口が光軸上に挿入される挿入位置と前記挿入位置から退避する退避位置との間で移動自在に設けられる第１の絞り部材と、
   露光開口を開閉する少なくとも一つのシャッタ部材と、
   光軸方向において、前記第１の絞り部材が前記挿入位置にあるとき前記開放絞りの開口に一部が挿入され、前記第１の絞り部材が前記退避位置にあるとき前記開放絞りの開口から退避し、前記第１の絞り部材と前記シャッタ部材の間にそれぞれに接して移動自在に配置され、かつ、前記第１の絞り部材と前記シャッタ部材が相互に接触しないように常に分離させる、環形状をした第２の絞り部材と、
   前記第１および第２の絞り部材と前記シャッタ部材を保持する地板とを有することを特徴とする光量調節装置。
2. 請求項１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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