JP5938405B2 - 光量調節装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラおよび交換レンズ等の光学機器に搭載される光量調節装置に関する。

カメラ等の光学機器にはコンパクト性が求められ、特にカメラボディから突出して撮影レンズを保持するレンズ鏡筒の光軸方向での長さを短くすることが求められている。

特許文献１には、カメラの使用時（撮影時）にはカメラボディから突出し、カメラの非使用時（携帯時）においてはカメラボディ内に収納される（沈胴する）、いわゆる沈胴式レンズ鏡筒を有するカメラが開示されている。このカメラでは、光量調節装置（絞り）とレンズとが光軸方向において隣接配置され、沈胴状態にて絞り開口内にレンズの一部が入り込むことにより、沈胴状態でのレンズ鏡筒の長さを減少させる。

特開２００７−３１０４１２号公報

しかしながら、特許文献１にて開示されたカメラでは、開放された絞り開口（撮影時の最大絞り開口よりもさらに拡げられた絞り開口）内にレンズの一部を入り込ませる構成を採用しているため、開放絞り開口径をレンズの外径よりも大きくする必要がある。この結果、絞り開口を形成する遮光羽根（絞り羽根）を大きく作らなければならず、開放絞り開口状態にて遮光羽根を退避させる外周スペースも大きく確保する必要があるため、光量調節装置が径方向に大型化する。したがって、これを搭載するカメラを小型化することが困難になる。

本発明は、径方向での大型化を抑えつつ、内部の空間にレンズを入り込ませることができるようにした光量調節装置およびこれを搭載した光学機器を提供する。

本発明の一側面としての光量調節装置は、固定開口を有するベース部材と、固定開口を通過する光の量を調節するための光量調節部およびベース部材に対して回動可能に支持された被支持部を備えた光量調節羽根とを有する。固定開口の開口面に直交する方向を光軸方向とし、固定開口の径に沿った方向を径方向とするとき、光量調節羽根において、光量調節部と被支持部がそれぞれ開口面に平行な面に沿って回動し、かつ光量調節部が被支持部に対して光軸方向に離れて位置するように光量調節部と被支持部との間の中間部が開口面に対して光軸方向への傾きを有することにより、光量調節羽根よりも径方向の内側に、固定開口に面した凹空間が形成されていることを特徴とする。

上記光量調節装置とレンズとが光軸方向に配置された光学系を有し、レンズの少なくとも一部が、光量調節装置における凹空間の内部に入り込む光学機器も本発明の他の一側面を構成する。

本発明によれば、光量調節羽根を開放状態に開かなくても該光量調節羽根よりも径方向の内側に形成される凹空間内にレンズを入り込ませることができる。したがって、径方向での大型化を抑えつつ、内部の空間にレンズを入り込ませることが可能な光量調節装置を実現することができる。そして、この光量調節装置を搭載した光学機器の小型化を達成することができる。

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の絞り装置の背面斜視図。 実施例１の絞り装置に用いられる絞り羽根の斜視図。 実施例１の絞り装置の動作説明図。 実施例１の絞り装置の側面断面図。 本発明の実施例２である絞り装置の背面図。 本発明の実施例３である絞り装置の背面図。 実施例の絞り装置を搭載したカメラの構成を示すブロック図。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

図１および図２には、本発明の実施例である光量調節装置としての虹彩絞り装置１０を示している。これらの図において、１はベース部材としての地板であり、その内周側の部分には、後述する駆動リングや絞り羽根に向かって凹のドーム（球面又は円錐台面）形状を有するドーム部（カバー部）１ｃが形成されている。また、ドーム部１ｃの径方向中央には、開放絞り開口に対応する第１の固定開口６が形成されている。以下の説明において、第１の固定開口６の開口面６ａの中心を通り、該開口面６ａに直交する軸を光軸ＡＸといい、該光軸ＡＸが延びる方向を光軸方向という。

また、地板１における第１の固定開口６の周囲のリング部には、支持ボス部（凸部）１ａと、図２に示す長穴部１ｂとがそれぞれ周方向複数箇所に形成されている。各支持ボス部１ａの中心軸ＢＸは、光軸方向（光軸ＡＸ）に平行に延びている。

２は駆動部材としての駆動リングであり、その径方向中央には、第１の固定開口６よりも大きい内径を有する第２の固定開口１２が形成されている。また、駆動リング２の周方向複数箇所には、カム溝部２ａが形成されている。さらに、駆動リング２の外周部の一部には、被駆動ギア２ｂが形成されている。

３は複数の光量調節羽根（遮光羽根）としての絞り羽根であり、地板１の第１の固定開口６の径方向内側に、周囲が遮光された絞り開口（光通過開口）Ａを形成するための遮光性を有する薄板状の部材である。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、絞り羽根３は、絞り開口Ａを形成するための光量調節部としての遮光部３ａと、地板１および駆動リング２に対して回動可能に支持される被支持部３ｂと、これら遮光部３ａおよび被支持部３ｂを接続する中間部３ｅとを有する。

被支持部３ｂは、光軸方向に対して直交する面（第１の固定開口６の開口面６ａ）に沿う平面形状に形成されている。被支持部３ｂには、地板１に形成された支持ボス部１ａが挿入される穴部（凹部）３ｃが形成されており、絞り羽根３は、該支持ボス部１ａと穴部３ｃとを中心として地板１および駆動リング２に対して回動可能である。穴部３ｃの中心軸は、支持ボス部１ａの中心軸ＢＸに一致する。

また、被支持部３ｂには、駆動リング２に形成されたカム溝部２ａと地板１に形成された長穴部１ｂとに挿入されて係合するカムボス部３ｄが形成されている。カムボス部３ｄの中心軸ＣＸは光軸方向（光軸ＡＸ）に平行に延びている。

中間部３ｅは、地板１に形成された第１の固定開口６の開口面６ａに対して光軸方向への傾きαを有する（この傾きαは、駆動リング２に形成された第２の固定開口１２の開口面や後述するカバー板に形成された第３の固定開口の開口面に対しても同様である）。中間部３ｅに傾きαが与えられることにより、遮光部３ａは、被支持部３ｂに対して光軸方向に離れて位置する。

遮光部３ａは、光軸方向に対して直交する面（第１の固定開口６の開口面６ａ）に平行な平面形状に対して、他の絞り羽根３の遮光部３ａと互いに引っ掛かってスムーズな動きが妨げられないようにするための光軸方向への反りが与えられた形状を有する。

なお、本実施例では、遮光部３ａと被支持部３ｂを互いに別の面（不連続な面）として形成し、さらにこれらを別の面として形成された中間部３ｅにより接続した場合について説明している。しかし、遮光部３ａと中間部３ｅを連続した曲面により形成し、被支持部３ｂを該曲面とは別の面として形成してもよい。

図１において、４はカバー板（カバー部材）であり、地板１との間に、駆動リング２と絞り羽根３を収容する羽根室を形成する。カバー板４の内周側の部分には、地板１および絞り羽根３側に向かって凸のドーム（球面又は円錐台面）形状を有するドーム部４ａが形成されている。ドーム部４ａと地板１のドーム部１ｃは、絞り羽根３の中間部３ｅおよび遮光部３ａに対向するように配置されて、これらを収容する羽根室を形成する。このように、地板１およびカバー板４のそれぞれにおける複数の絞り羽根３の中間部３ｅおよび遮光部３ａに対向する部分は、その周囲の部分に対して、光軸方向における被支持部（３ｂ）側から遮光部（３ａ）側に突出するように形成されている。ドーム部４ａの径方向中央には、開放絞り開口に対応する第３の固定開口１３が形成されている。

カバー板４は、その外周の部分において地板１にビスにより結合され、地板１と一体化される。このため、カバー板４も、地板１と同様にベース部材として扱うことができる。なお、地板１とカバー板４の位置を入れ替えてもよい。

図１および図２において、５はステッピングモータ等のアクチュエータを含む駆動部であり、その出力軸には、駆動リング２の被駆動ギア２ｂに噛み合う駆動ギア５ａが取り付けられている。駆動部５は、モータ地板１１を介して地板１に固定される。ここで、駆動部５は、地板１のうちドーム部１ｃの周囲の部分に配置されている。言い換えれば、駆動部５は、ドーム部１ｃがその周囲の部分に対して突出する方向と同じ方向に該周囲の部分から突出するように設けられている。このようにドーム部１ｃと駆動部５が突出する方向を同じにすることにより、後述する実施例４のようにこの絞り装置をカメラ等の光学機器に搭載した場合に、光学機器内のスペース（特に、ドーム部１ｃと駆動部５が配置された側とは反対側のスペース）を有効に使用することができ、光学機器の小型化を図ることができる。

駆動部５に通電されて駆動ギア５ａが回転すると、図４（ａ），（ｂ）に示すように、その回転力が被駆動ギア２ｂを介して駆動リング２に伝達され、これを光軸回りで地板１に対して回転させる。そして、被支持部３ｂに形成されたカムボス部３ｄが、駆動リング２に形成されたカム溝部２ａによって移動されることにより、絞り羽根３は、被支持部３ｂの穴部３ｃとこれに挿入された支持ボス部１ａを中心として、遮光部３ａが第１および第３の固定開口６，１３の径方向内側の領域に進退する方向、すなわち絞り開口の大きさを変化させる方向（以下、開閉方向という）に回動される。このとき、絞り羽根３の被支持部３ｂと遮光部３ａはそれぞれ、光軸方向に直交して（開口面６ａに平行な）互いに光軸方向での位置が異なる２つの仮想平面に沿って回動する。

なお、本実施例では、地板１に形成された支持ボス部１ａと絞り羽根３に形成されたカムボス部３ｄをそれぞれ、絞り羽根３に形成された穴部３ｃと駆動リング２に形成されたカム溝部２ａに挿入する場合について説明した。しかし、絞り羽根３に支持ボス部１ａに相当するボス部を形成したり、駆動リング２にカムボス部３ｄに相当するボス部を形成したりし、これらを地板１に形成された穴部や絞り羽根３に形成されたカム溝部に挿入するようにしてもよい。

以上のように構成された絞り装置１０では、前述した遮光羽根３の中間部３ｅが有する光軸方向への傾きαによって、図５に示すように、複数の絞り羽根３よりも径方向内側に、光軸方向において複数の絞り羽根３の被支持部（３ｂ）側から遮光部（３ａ）側に奥行きを有する凹空間Ｓが形成される。凹空間Ｓの被支持部側の端は、カバー板４に形成された第３の固定開口１３にて開口している。一方、凹空間Ｓの遮光部側の端は、地板１に形成された第１の固定開口６にて開口している。すなわち、凹空間Ｓは、第１〜第３の固定開口６，１２，１３に面している。

凹空間Ｓは、その外周が複数の絞り羽根３の羽根面により囲まれた空間と言うこともできる。ただし、本実施例では、複数の絞り羽根３の羽根面が凹空間Ｓに直接面しておらず、絞り羽根３の羽根面と凹空間Ｓとの間には、凹空間Ｓを囲むカバー板４のドーム部４ａが介在している。なお、カバー板４（又はドーム部４ａ）は必ずしも必要ではなく、絞り羽根３を安定して開閉させることができれば、カバー板４（又はドーム部４ａ）をなくして絞り羽根３の羽根面が凹空間Ｓに直接面するようにしてもよい。

図６には、本発明の実施例２である光量調節装置としての絞り装置を示している。この図において、実施例１と共通する構成要素については、実施例１と同符号を付して説明に代える。実施例１では、複数の遮光羽根を回動させて絞り開口を変化させることで光量を調節する構成を採用しているのに対して、本実施例では、光量調節部がＮＤフィルタ部として形成された１枚のＮＤ羽根（光量調節羽根）を回動させることで光量を調節する。

本実施例の地板１には、１つの支持ボス部（凸部）１ａが形成されている。また、本実施例の駆動リング２には、１つのカム溝部２ａが形成されている。これら地板１および駆動リング２については、後述する実施例３においても同じである。

ＮＤ羽根２３は、ＮＤフィルタ部２３ａと、地板１および駆動リング２に対して回動可能に支持される被支持部２３ｂと、これらＮＤフィルタ部２３ａおよび被支持部２３ｂを接続する中間部２３ｅとを有する。被支持部２３ｂには、地板１に形成された支持ボス部１ａが挿入される穴部（凹部）２３ｃが形成されており、ＮＤ羽根２３は、該支持ボス部１ａと穴部２３ｃとを中心として地板１および駆動リング２に対して回動可能である。

また、ＮＤ羽根２３には、駆動リング２に設けられたカム溝部２ａに挿入されて係合するカムボス部２３ｄが形成されている。このため、駆動リング２が回転すると、図６（ａ），（ｂ）に示すように、カムボス部２３ｄがカム溝部２ａに沿って移動しながらＮＤ羽根２３が回動される。ＮＤ羽根２３は、図６（ｂ）に示すようにＮＤフィルタ部２３ａによって地板１および駆動リング２に形成された固定開口（図では地板１の第１の固定開口６のみを示す）の全体を覆う位置と、図６（ａ）に示すようにＮＤフィルタ部２３ａが該固定開口に対向する領域から完全に退避する位置との間で回動して、該固定開口を通過する光の量を調節する。

そして、本実施例でも、ＮＤ羽根２３の中間部２３ｅが有する、固定開口の開口面に対する光軸方向への傾きによって、ＮＤ羽根２３よりも径方向内側に、光軸方向において被支持部（２３ｂ）側からＮＤフィルタ部（２３ａ）側に奥行きを有し、各固定開口に面した凹空間が形成される。

なお、図示していないが、本実施例の絞り装置も、実施例１のカバー板４と同様に、地板１との間に駆動リング２とＮＤ羽根２３を収容する羽根室を形成するカバー板が設けられている。このことは、後述する実施例３においても同じである。

図７には、本発明の実施例３である光量調節装置としての絞り装置を示している。この図において、実施例１，２と共通する構成要素については、実施例１，２と同符号を付して説明に代える。実施例１では、複数の遮光羽根を回動させて絞り開口を変化させることで光量を調節する構成を採用しているのに対して、本実施例では、大きさが固定である絞り開口を有する１枚の絞り羽根を回動させることで光量を調節する。

絞り羽根３３は、地板１および駆動リング２に形成された固定開口（図では地板１に形成された第１の固定開口６のみを示す）よりも大きさが小さい小絞り開口（光通過開口）３３ｆを有する光量調節部としての絞り部３３ａと、地板１および駆動リング２に対して回動可能に支持される被支持部３３ｂと、これら絞り部３３ａおよび被支持部３３ｂを接続する中間部３３ｅとを有する。被支持部３３ｂには、地板１に形成された支持ボス部１ａが挿入される穴部（凹部）３３ｃが形成されており、絞り羽根３３は、該支持ボス部１ａと穴部３３ｃとを中心として地板１および駆動リング２に対して回動可能である。

また、絞り羽根３３には、駆動リング２に設けられたカム溝部２ａに挿入されて係合するカムボス部３３ｄが形成されている。このため、駆動リング２が回転すると、図７（ａ），（ｂ）に示すように、カムボス部３３ｄがカム溝部２ａに沿って移動しながら絞り羽根３３が回動される。絞り羽根３３は、図７（ｂ）に示すように絞り部３３ａの小絞り開口３３ｆが地板１および駆動リング２に形成された固定開口に対向する位置に配置される位置と、図７（ａ）に示すように絞り部３３ａが該固定開口に対向する領域から完全に退避する位置との間で回動して、該固定開口を通過する光の量を調節する。

そして、本実施例でも、絞り羽根３３の中間部３３ｅが有する、固定開口の開口面に対する光軸方向への傾きによって、絞り羽根３３よりも径方向内側に、光軸方向において被支持部（３３ｂ）側から絞り部（３３ａ）側に奥行きを有し、各固定開口に面した凹空間が形成される。

上記実施例１〜３にて説明した絞り装置１０が搭載された光学機器としてのカメラ（ビデオカメラ又はスチルカメラ）を図８に示す。５０はカメラ本体であり、５１，５３は撮影光学系を構成する複数のレンズである。５２はＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子であり、撮影光学系により形成された被写体像を光電変換する。

５４はＣＰＵ等により構成されるコントローラであり、絞り装置１０（駆動部５）や撮像素子５２の動作を制御する。なお、絞り装置１０が、シャッタ機能を有していてもよい。

このようなカメラにおいて、再び図５に示すように、絞り装置１０の凹空間Ｓには、該絞り装置１０に対して光軸方向にて隣接配置されたレンズ５１の少なくとも一部（凸面）が入り込むことができる。なお、図５には、凹空間Ｓへのレンズ５１の入り口（第１の固定開口６）が像面方向に向かって開口し、絞り装置１０に対して像面方向に隣接配置されたレンズ５１が凹空間Ｓに入り込んでいる様子を示している。凹空間Ｓへのレンズ５１の入り口を被写体方向に向け、絞り装置１０に対して被写体方向に隣接配置されたレンズ５３が凹空間Ｓに入り込むようにしてもよい。

凹空間Ｓへのレンズ５１の入り口となる開口の大きさ（径）は、複数の絞り羽根３の被支持部３ｂと中間部３ｅとの境界を通る円の径（又は該円に対応するドーム部４ａの内径）によって決まり、複数の絞り羽根３により形成される絞り開口Ａの大きさに依存しない。このため、絞り開口Ａを絞り込んだ状態でも、つまりは絞り開口Ａを開放開口径に設定したりそれよりもさらに拡げたりすることなく、凹空間Ｓにレンズ５１を入り込ませることができる。したがって、絞り開口Ａの最大径をレンズ５１の外径に合わせて大きくする必要がなく、内部の空間にレンズを入り込ませることが可能な絞り装置において径方向の大型化を回避することができる。

また、図８には、絞り装置１０のカバー板４のドーム部４ａの被写体側の凸面と絞り装置１０に対して被写体方向に隣接配置されたレンズ５３の像面側の凹面とが近接している様子も示している。このように、絞り装置１０の絞り羽根３を、レンズ５１の被写体側の凸面とレンズ５３の像面側の凹面との狭い空間の間に配置することも可能である。
さらに、図５に示すように絞り装置１０とその両側のレンズ５１，５３とが近接した状態で撮影光学系を保持するレンズ鏡筒がカメラ本体内に収納（沈胴）されるようにしてもよい。

また、絞り装置１０は、図８に示したカメラだけでなく、交換レンズ等の他の光学機器にも搭載することができる。

以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。

小型でありながらも、内部にレンズを入り込ませることが可能な光量調節装置およびこれを搭載したカメラ等の光学機器を提供できる。

１ 地板
１ａ 支持ボス部
２ 駆動リング
３ 絞り羽根
３ｄ カムボス部
４ カバー部材
５ 駆動部
１０ 絞り装置
５１，５３ レンズ

Claims (7)

1. 固定開口を有するベース部材と、
   前記固定開口を通過する光の量を調節するための光量調節部および前記ベース部材に対して回動可能に支持された被支持部を備えた光量調節羽根とを有し、
   前記固定開口の開口面に直交する方向を光軸方向とし、前記固定開口の径に沿った方向を径方向とするとき、
   前記光量調節羽根において、前記光量調節部と前記被支持部がそれぞれ前記開口面に平行な面に沿って回動し、かつ前記光量調節部が前記被支持部に対して前記光軸方向に離れて位置するように前記光量調節部と前記被支持部との間に形成された中間部が前記開口面に対して前記光軸方向への傾きを有することにより、前記光量調節羽根よりも前記径方向の内側に、前記固定開口に面した凹空間が形成されていることを特徴とする光量調節装置。
2. 前記光量調節部により前記光が通過する光通過開口を形成する遮光羽根としての前記光量調節羽根を複数有しており、該複数の光量調節羽根を回動させて前記光通過開口の大きさを変化させることにより前記光の量を調節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. 前記光量調節部に、前記固定開口よりも小さい大きさの開口であって前記光が通過する光通過開口を有する遮光羽根としての１枚の前記光量調節羽根を有しており、該光量調節羽根を回動させて前記光通過開口を前記固定開口に対して移動させることにより前記光の量を調節することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
4. 前記光量調節羽根において、前記光量調節部がＮＤフィルタにより形成されており、該光量調節羽根を回動させて前記ＮＤフィルタを前記固定開口に対して移動させることにより前記光の量を調節することを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
5. 前記ベース部材における前記光量調節羽根を覆うカバー部が、その周囲の部分に対して、前記光軸方向における前記被支持部側から前記光量調節部側に突出するように形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光量調節装置。
6. 前記ベース部材に対して回転して前記光量調節羽根を回動させる駆動部材と、
   該駆動部材を回転させるアクチュエータを含む駆動部とを有し、
   前記ベース部材のうち前記光量調節羽根を覆うカバー部が、その周囲の部分に対して、前記光軸方向における前記被支持部側から前記光量調節部側に突出するように形成されており、
   前記駆動部は、前記ベース部材のうち前記カバー部の周囲の部分に、該カバー部が突出する方向と同じ方向に該周囲の部分から突出するように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光量調節装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載の光量調節装置およびレンズが前記光軸方向に配置された光学系を有し、
   前記レンズの少なくとも一部が、前記光量調節装置における前記凹空間の内部に入り込むことを特徴とする光学機器。

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