JP5390143B2 - 光量調節装置およびこの光量調節装置を搭載した撮像装置 - Google Patents

Description

本発明はビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に搭載され、撮像装置が受光する光量を適正に調整する光量調整装置の改良に関する。

この種の撮像装置に搭載され、撮像装置が受光する光量を適正に調整する光量調整装置として三つのタイプが知られている。

その一つは、特許文献１で知られ、図１に示すように露出開口を備えた地板に移動自在に支持され、相反方向に移動し前記露出開口を開閉する一対の絞り羽根によって露出開口を通過する光量を適宜絞り込み調整するタイプのもの。

二つ目は、特許文献２で知られ、図２に示すように上記特許文献１で知られ光量調整装置に併設され、透過濃度の異なる複数のＮＤフィルタを使って露出開口の光量を予め減光した状態で、上述の一対の絞り羽根を使って露出開口を絞込み適正な光量に調整するタイプのもの。

三つ目は、単に上述の特許文献２で知られる透過濃度の異なる複数のＮＤフィルタのみを使って露出開口の光量を絞込んだ上で、電子シャッタ、メカシャッタを利用して実質適正な露光量に制御する方法が知られている。
特開２００６−２５１４６７号公報 特開２００３−３５９２２号公報

ところが、上述の何れのタイプの光量調整装置においても、露出開口を備えた地板が一対の絞り羽根及びＮＤフィルタを移動自在に支持する構成に代わりは無い。この為、その地板は一対の絞り羽根またはＮＤフィルタを移動自在に支持することで、その一対の絞り羽根またはＮＤフィルタで地板が擦られ、地板と一対の絞り羽根またはＮＤフィルタとの間で静電気が生じ、その静電気で互いにくっ付き合い、結果作動性が悪くなる要因がある。

この為に従来の地板は、一対の絞り羽根またはＮＤフィルタとの擦れによって生じる静電気を効率良く装置本体を介し逃がし得るように、地板成形時に、その地板にカーボン繊維等の導電繊維を練りこんだ材料を使って形成している。この結果、静電気による作動不良を軽減することができた。

ところが、成形条件のバラツキでその導電繊維が地板摺動面から毛羽立ち、その毛羽立った導電繊維に一対の絞り羽根またはＮＤフィルタが引っ掛かり作動不良を起こすといった新たな問題を引き起こしている。

また、導電繊維の特殊な材料を使わざるを得ず、導電繊維を練り込まない材料と比較して高価でコスト面でも問題が有る。

本発明は、上記した問題点に鑑み、静電気の発生を抑え作動性に優れ、しかも安価な光量調整装置を提供することを課題とする。

本発明の光量調整装置は、露出開口が形成された地板と、この地板に移動自在に支持され前記露出開口の光量を調整する絞り羽根と、を備えた光量調整装置において、前記地板と前記絞り羽根との間に介在され前記絞り羽根が摺動する摺動部位が形成された補助プレートを設け、前記補助プレートは前記絞り羽根と同一材料若しくは前記絞り羽根と帯電特性がほぼ同一の材料であることを特徴とする

以上説明したように、本発明によれば、地板と光量調整手段との間に、光量調整手段と同一材若しくは帯電特性がほぼ同一のプレート材で形成され該光量調整手段の摺動部位を形成する補助プレートを介在したことによって、光量調整手段の摺動時に光量調整手段と補助プレートとの間で静電気の発生を抑えることが可能で、静電気による作動不良が無く作動性に優れた光量調整装置を提供することが出来る。

また、その補助プレートにより光量調整手段の摺動による静電気の発生を防止した事で、地板として帯電防止加工を施す必要が無くなり、地板成形材として帯電除去のためのカーボン繊維を含有する必要性が無くなり、地板成形材として安価な成形材を用いることが可能で、全体として安価な光量調整装置を提供することが出来る。

図３乃至図６に基づき本発明の光量調整装置について詳述する。図３はその光量調整装置の全貌を示す斜視図。図４はその光量調整装置を各構成部材に分解した分解斜視図。図５はその光量調整装置に取り付けられＮＤフィルタを露出開口に対し進退駆動する第１の実施例に係わるアクチュエータの磁気回路構成を示す断面図。図６は同様にその光量調整装置に取り付けられＮＤフィルタを露出開口に対し進退駆動する第２の実施例に係わるアクチュエータの磁気回路構成を示す断面図である。

まず、図３に基づき光量調整装置ＥＰについて説明する。この光量調整装置ＥＰは、ＮＤフィルタ支持ユニット部ＥＰ１と、このＮＤフィルタ支持ユニット部ＥＰ１に開口した露出開口ＥＰ１と、ＮＤフィルタ支持ユニット部ＥＰ１を抱える様に両脇に配設されたＮＤフィルタを駆動するアクチュエータ取り付け部ＥＰ３、ＥＰ４とから成る。そして、この光量調整装置ＥＰは、図示せぬ撮像装置の光学ユニットの光軸中心が露出開口ＥＰ１の中心を貫き様に撮像装置に搭載され、撮像装置の撮像素子が受光する光量を調整する。尚、光量調整は図示せぬ絞り装置を適宜搭載し、ＮＤフィルタの透過濃度と絞り開口量により行うことも有る。

次に、光量調整装置ＥＰの構成について図４を用いて説明する。図中、Ａは地板、Ｂは補助プレート、Ｃは第１濃度の第１ＮＤフィルタ支持羽根（上記第１の羽根部材に相当するもの）、Ｄは中間プレート、Ｅは第２濃度の第２ＮＤフィルタ支持羽根（上記第２の羽根部材に相当するもの）、Ｆは押え部材、Ｇは第１ＮＤフィルタ支持羽根を駆動する第１アクチュエータ、Ｈは第２ＮＤフィルタ支持羽根を駆動する第２アクチュエータである。

最初に各部材の機能、形状等に関し説明する。まず、地板Ａは、上述の各部材を支持するための組立基準と成るもので、ＮＤフィルタ支持羽根Ｃ、Ｅをスライド自在に支持する平面部Ａ１と、その平面部Ａ１に開口した撮像装置の光学特性を決める開放径基準となる露出開口Ａ２と、ＮＤフィルタ支持羽根Ｃ、Ｅをスライド自在に支持する支軸Ａ３乃至Ａ６と、アクチュエータＧ、Ｈの各駆動アームが貫通し揺動するスリット溝Ａ７、Ａ８と、アクチュエータＧ、Ｈを取り付ける取付部Ａ９、Ａ１０と、中間プレートＤを位置決めする位置決めピンＡ１１と、撮像装置の光学経路内に位置決め支持するための取付座Ａ１２乃至Ａ１４とをそれぞれ樹脂成形している。また、この地板Ａは後述する補助プレートＢを用いることで帯電除去のためのカーボン繊維を練り込む必要が無く、単に硬さ、耐熱性を得るためにガラス繊維を０％乃至２０％程度含有させたポリカーボネート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の熱可塑性樹脂を用いている。

補助プレートＢは、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃと上述の地板Ｆとの間に介在し、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃの往復移動による擦れで帯電し易い静電気の発生を防止し、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃが静電気で吸引し作動を妨げない様にするために設けられている。この為、補助プレートＢは第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃの作動で静電気が発生しない様に、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃの羽根材と同一材である黒色のポリエチレンテレフタレート樹脂プレート材をプレス加工で型抜きしたものである。また、そのプレス加工時に、地板Ｆの露出開口Ａ２とほぼ同径か僅かに大きい開口部Ｂ１と、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃを作動自在に支える突起Ｂ２乃至Ｂ４と、アクチュエータＧ、Ｈの各駆動アームが貫通するスリット孔Ｂ５、Ｂ６と、地板Ｆの支軸Ａ３乃至Ａ６が貫通する貫通孔Ｂ７乃至Ｂ１０と、位置決め孔Ｂ１１とを形成している。尚、補助プレートＢのプレート材として、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃの羽根材と帯電特性、一般に帯電列表として知られ、互いに擦りあっても帯電し難い関係を備えたプレート材を用いることが出来る。

第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃは、ＮＤ濃度０．６（透過率＝１０の−０．６乗）の第１ＮＤフィルタを備えた羽根部材で、地板Ｆの露出開口を通過する光量をＮＤ０．６濃度相当に減衰させることが出来る。この第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃは、黒色のポリエチレンテレフタレート樹脂プレート材をプレス加工で型抜きしたもので、地板Ｆの露出開口Ａ２とほぼ同径か僅かに大きい開口部Ｃ１と、この開口部Ｃ１を覆うように接着剤により貼り付けらたれ第１ＮＤフィルタＮＤ１と、露出開口Ａ２を覆う進入位置とその露出開口Ａ２を開放する退避位置に進退する地板Ｆの支軸Ａ３、Ａ４、Ａ６に嵌合するスリット孔Ｃ２乃至Ｃ４と、アクチュエータＧの駆動アームが嵌合し駆動連結するスリット孔Ｃ５と、第１ＮＤフィルタＮＤ１を貼り付ける際に位置決めとする位置決め孔Ｃ６が三箇所形成されている。

中間プレートＤは、ステンレス材（ＳＵＳ）の板厚０．２ｍｍの板材をプレス加工形成したもので、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃと第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅとの間に介在され、一方の羽根作動が他方の羽根姿勢制御に影響を与えない様にしている。この中間プレートＤは、地板Ｆの露出開口Ａ２とほぼ同径か僅かに大きい開口部Ｄ１と、補助プレートＢとの間に隙間を空け第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃの作動空間を形成するための折り曲げ部Ｄ２乃至Ｄ５と、補助プレートＢの突起Ｂ２乃至Ｂ４により支える第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃを逆側より支えるスリット突起Ｄ６乃至Ｄ１０と、第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅを支えるスリット突起Ｄ１１乃至Ｄ１５と、アクチュエータＧ、Ｈの各駆動アームが貫通するスリット孔Ｄ１６、Ｄ１７とを形成している。

第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅは、ＮＤ１．２濃度（透過率＝１０の−１．２乗）の第２のＮＤフィルタを備えた羽根で、地板Ｆの露出開口を通過する光量をＮＤ１．２濃度相当に減衰させることが出来る。この第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅは、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃと同様に黒色のポリエチレンテレフタレート樹脂プレート材をプレス加工で型抜きしたもので、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃの同一型で成形し表裏逆返しで使用され、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃと同様に、地板Ｆの露出開口Ａ２とほぼ同径か僅かに大きい開口部Ｅ１と、この開口部Ｅ１を覆うように接着剤により貼り付けらたれ第２ＮＤフィルタＮＤ２と、露出開口Ａ２を覆う進入位置とその露出開口Ａ２を開放する退避位置に進退する地板Ｆの支軸Ａ３、Ａ４、Ａ６に嵌合するスリット孔Ｅ２乃至Ｅ４と、アクチュエータＨの駆動アームが嵌合し駆動連結するスリット孔Ｅ５と、第１ＮＤフィルタＮＤ１を貼り付ける際に位置決めとする位置決め孔Ｅ６が三箇所形成されている。

押え部材Ｆは、ステンレス材（ＳＵＳ）の板厚０．２ｍｍの板材をプレス加工形成したもので、地板Ｆの載置面上に順次載置した補助プレートＥ、第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｄ、中間プレートＣ、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｂを包み込むもので、開口Ａ１と、地板Ｆの爪部に係合する係合部Ａ２（他に２箇所有り）と、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｂとの接触面積を軽減し作動性を向上させるため支える羽根側に突出した凸溝Ａ３乃至Ａ７と、第１第２アクチュエータＧ、Ｈの駆動アームとの揺動妨害しない様に上方へ突出した凸溝Ａ８及びＡ９をそれぞれ形成している。

第１アクチュエータＧは、揺動角が約３５度程度の駆動アームＧ１を備えたガルバノメータから成る。この駆動アームＧ１は地板Ａのスリット孔Ａ７を貫通し第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃのスリット孔Ｃ５に嵌合し、第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃを作動する。その構成の詳細については後述する。

第２アクチュエータＨは、揺動角が約３５度程度の駆動アームＨ１を備えたガルバノメータから成る。この駆動アームＨ１は地板Ａのスリット孔Ａ８を貫通し第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅのスリット孔Ｅ５に嵌合し、第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅを作動する。その構成については第１アクチュエータＧ同様で、同一製品を使用している。

次に、光量調整装置ＥＰの組立手順について説明する。図４において、まず地板Ａの取付部Ａ９、Ａ１０にそれぞれ第１、第２のアクチュエータＧ、Ｈを図の様に各駆動アームＧ１、Ｈ１が地板Ａのスリット孔Ａ７、Ａ８を貫通するように取り付ける。その地板Ａの平面部Ａ１上に図の様に補助プレートＢを位置決めピンＡ１１で位置決めしながら引く。その補助プレートＢの上に第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃのスリット孔Ｃ５を第１アクチュエータＧの駆動アームＧ１に嵌合させた状態でスリット孔Ｃ２乃至Ｃ５がそれぞれ地板Ａの支軸Ａ３、Ａ４、Ａ６に嵌合する様に第１ＮＤフィルタ支持羽根Ｃを載せる。その上から、中間プレートＤをセットし、その上に第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅのスリット孔Ｅ５を第２アクチュエータＨの駆動アームＨ１に嵌合させた状態でスリット孔Ｅ２乃至Ｅ５がそれぞれ地板Ａの支軸Ａ３、Ａ５、Ａ６に嵌合する様に第２ＮＤフィルタ支持羽根Ｅを載せる。最後に、その上から押え部材Ｆを被せることで組み立てる事が出来る。尚、図示はしないが組み立て後、第１、第２のアクチュエータＧ、Ｈの制御端子に制御手段を接続し光量調整装置として完成する。

次に、この光量調整装置ＥＰによる光量調整方法について図５を使って説明する。この光量調整装置で調整できる光量調整は４段階で、暗い方から明るい方に順に第１光量調整状態、第２光量調整状態、第３光量調整状態、第４光量調整状態とする。まず光量調整装置ＥＰを搭載するカメラ本体の電源がＯＮ状態にされることで、本体制御部の信号により光量調整装置ＥＰが初期状態にセットされる。仮に、この状態では第１、第２のＮＤフィルタがともに露出開口Ａ２から退避した退避位置に保持された状態とする。

そこでカメラ本体の露出制御手段が第１光量調整状態にあることを検出すると、その露出制御手段より第１、第２のアクチュエータＧ、Ｈにそれぞれ駆動電流が供給される。しかし、初期状態に適正に作動した状態であれば作動済みとして処理され、露出開口Ａ２に第１、第２のＮＤフィルタが覆われない状態で撮影が行なわれる。

また、カメラ本体の露出制御手段が第２光量調整状態にあることを検出すると、その露出制御手段より第１のアクチュエータＧに初期時の駆動電流とは逆方向の駆動電流が供給され、第２のアクチュエータHには初期時の駆動電流と同一方向の駆動電流が供給され、第２のＮＤフィルタは退避位置で維持され、第１のＮＤフィルタが露出開口Ａ２進入した進入位置で露出開口Ａ２覆った状態で撮影が行なわれる。

また、カメラ本体の露出制御手段が第３光量調整状態にあることを検出すると、その露出制御手段より第１のアクチュエータＧに初期時の駆動電流と同一方向の駆動電流が供給され、第２のアクチュエータHには初期時の駆動電流とは逆方向の駆動電流が供給され、第１のＮＤフィルタは退避位置で維持され、第２のＮＤフィルタが露出開口Ａ２進入した進入位置で露出開口Ａ２覆った状態で撮影が行なわれる。

また、カメラ本体の露出制御手段が第４光量調整状態にあることを検出すると、その露出制御手段より第１、第２のアクチュエータＧ、Ｈにそれぞれ初期時の駆動電流とは逆方向の駆動電流が供給され、第１、第２のＮＤフィルタともに露出開口Ａ２を覆う進入した進入位置に保持され、露出開口Ａ２を第１、第２のＮＤフィルタが覆った状態で撮影が行なわれる。

尚、上述の第１乃至４光量調整状態での撮影時には、省エネ対策によって第１、第２のアクチュエータＧ、Ｈには駆動電流は供給されず、無通電状態で第１、第２のＮＤフィルタの退避位置若しくは侵入位置に保持するもので、その保持方法について図６乃至図８に基づき以下に説明する。

図６は第１実施例、図７は第２実施例、図８は第３実施例のアクチュエータを示すもので、当然、上述の第１、第２のアクチュエータＧ、Ｈとして用いられるもので、以下は第１のアクチュエータＧとして用いた場合について説明する。

まず、図６で示すアクチュエータＧは、径方向にＮＳ２極に着磁された円柱状のマグネットロータG０と、マグネットロータG０の回転軸を一体成形した駆動アームG１と、マグネットロータG０を揺動角４０度前後の範囲で回転可能に支持するコイル枠G２と、コイル枠G２の外周に形成された凹溝に巻回された駆動コイルG３と、コイル枠G２に埋め込まれた磁性部材G５乃至G８と、これらを包み込むように設けられた円筒形状のヨーク部材G９とから構成されている。そして図（ａ）で示すように、マグネットロータG０のＮＳ２極が磁性部材G６及びG７との間で磁気吸引され、また図（ｃ）で示すように、マグネットロータG０のＮＳ２極が磁性部材G５及びG８との間で磁気吸引され、この磁気吸引は駆動コイルG３への駆動電流を切っても継続され、無通電状態でその位置が保持される。尚、図（ｂ）の状態はこの光量調整装置としては使用され無い。また、磁性部材G５及びG６が有れば実質上述の無通電状態での保持が可能で、磁性部材G７及びG８は磁気保持力を調整するために設けている。また、図（ａ）と図（ｃ）の状態は駆動コイルG３へ供給する駆動電流の流す方向を切り替えることで得ることが出来る。

図７で示すアクチュエータＧは、図６で示すアクチュエータＧの円筒形状のヨーク部材G９としてC形状のヨーク部材G１０に替えた点と、同様に磁性部材G５乃至G８に替え磁性部材G１１及びG１２
で構成したもので、同図（ａ）と図（ｃ）で無通電保持する点では余りかわりは無いといえる。

図８で示す実施例は、アクチュエータの構成は先の図６及び図７のいずれかを用いることを前提に、その構成自体は省略し、単にマグネットロータG０及びH０と、駆動アームG１及びH１の両部材のみを示したものである。このものは先の両アクチュエータの作動バランスと保持バランスをより確実にするための機構で、駆動アームG１及びH１はそれぞれ片側で第１、第２のＮＤフィルタ及び羽根部材の荷重W２及びW４を支持することで実質バランスが崩れているのを、各駆動アームG１及びH１の延びる方向と逆方向に延ばしたアームの先端にウエイトW１及びW３を設けバランスを取っている。この構成をとることで、先に説明した磁気保持力がカメラ本体の姿勢に関係無くバランスがとられることと成る。

以上説明した実施例に係わらず、本願は一対の絞り羽根を開閉し地板の露出開口を絞り込み光量調整するタイプの光量調整装置において、その絞り羽根と地板との間に上述の補助プレートを介在する事で実施する事が出来る。

従来の光量調整装置の概要を説明する図。 従来の他の光量調整装置の概要を説明する図。 本考案に係わる光量調整装置の概観斜視図。 図３に示す光量調整装置の分解斜視図。 図３に示す光量調整装置の光量調整方法を説明する為の図。 図３に示す光量調整装置のアクチュエータを説明する動作状態図。 図３に示す光量調整装置の他のアクチュエータを説明する動作状態図。 図３に示す光量調整装置の更に他のアクチュエータを説明する動作状態図。

符号の説明

Ａ 地板
Ｂ
補助プレート
Ｃ 第１の羽根部材
ND１ 第１のNDフィルタ
D 中間プレート
E 第２の羽根部材
ND２ 第２のNDフィルタ
F 押え部材
Ｇ 第１のアクチュエータ
H 第２のアクチュエータ

Claims (4)

1. 露出開口が形成された地板と、この地板に移動自在に支持され前記露出開口の光量を調整する絞り羽根と、を備えた光量調整装置において、
   前記地板と前記絞り羽根との間に介在され前記絞り羽根が摺動する摺動部位が形成された補助プレートを設け、前記補助プレートは前記絞り羽根と同一材料若しくは前記絞り羽根と帯電特性がほぼ同一の材料であることを特徴とする光量調整装置。
2. 前記絞り羽根と前記補助プレートを、黒色のポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂等の熱可塑性樹脂材料であることを特徴とした請求項１に記載の光量調整装置。
3. 前記補助プレートは、前記絞り羽根が摺動するプレート面に突出した３個以上の突起で前記摺動部位を形成したことを特徴とする請求項２に記載の光量調整装置。
4. 撮像若しくは投影などの光路と、前記光路中に配置された撮像手段と、前記光路中に配置され通過光量を調節する光量調整装置と、を備えた撮像装置において、
   前記光量調整装置は請求項１乃至３に記載の構成を備えていることを特徴とする撮像装置。