JP7040558B2 - 開口装置、撮像装置及びレンズ鏡筒 - Google Patents
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Description
撮影の度に、絞り羽根がこのような基準位置を起点として開口変更駆動を繰り返すのは、撮影時の絞り径を基準位置からの移動量を基に決定することにより、正確な絞り径を実現するためである。
しかし、撮影時の絞り径が小さい場合、基準位置から絞り径まで移動して、また基準位置に戻ると、開口変更駆動の時間が長くなる。このため、高速連写時には、開口変更駆動の時間が制約となって、コマ速が最大まで出せない場合がある。
開口変更駆動時間を短縮するために、絞り羽根の駆動開始位置を、絞り羽根の駆動範囲の中央部にしている開口装置がある(特許文献1参照)。
本発明の他の一実施形態は、上記開口装置を備える撮像装置である。
本発明の更に他の一実施形態は、上記開口装置を備えるレンズ鏡筒である。
図1は本発明の実施形態の開口装置100を備えるレンズ鏡筒200およびそのレンズ鏡筒200が取り付けられたカメラ300の概略図である。
カメラ300は、撮像部301、シャッタ302、クイックリターンミラー303、表示部304、ペンタプリズム305、測光センサ309、レリーズスイッチ307、カメラ制御部310等を備える。
反射された光は、ペンタプリズム305を通過して撮影者308や測光センサ309に到達する。
レリーズスイッチ307が全押しされた撮影中は、クイックリターンミラー303が撮影光路外に退避され、シャッタ302を開放する。被写体からのレンズ鏡筒200を通過した後、撮像部301に被写体像として結像される。
そして撮像部301により画像が取得され、その取得された被写体像は、表示部304に表示される。
図1に示すように、レンズ鏡筒200は、レンズ201と、レンズ201の絞り径を調整する開口装置100と、手ブレ補正ユニット400と、を備え、カメラ300に対して着脱可能となっている。
図2は、レンズ鏡筒200内に配置される手ブレ補正ユニット400の正面図である。図3は手ブレ補正ユニット400の断面図である。
手ブレ補正ユニット400は、ブレ補正レンズ411、可動レンズ枠412、固定フレーム413、アクチュエータ414等を備える。
そして、手ブレ補正ユニット400は、アクチュエータ(VCM)414によって、撮影者の手ブレ等に起因する被写体像の像ブレを打ち消すようにブレ補正レンズ411を光軸OAと直交する平面内で移動させて像ブレを補正する。
固定フレーム413は、可動レンズ枠412を収容可能な浅い円筒状である。
一方、固定フレーム413の前面には、固定側ばね掛け部413aが形成されている。
これにより、可動レンズ枠412は、3つのバネ417によって光軸を中心とした径方向外側に引っ張られるとともに、固定フレーム413の前面側に付勢される。
ボール416は、固定フレーム413の前面の可動レンズ枠412と対向する部位に形成された凹部413bに収容され、凹部413bの内面と可動レンズ枠412の対向面の間に配置されている。
このボール416は、バネ417の引っ張り力で近接する側に付勢される固定フレーム413の前面と可動レンズ枠412との間隔を規定するとともに、その転動によって可動レンズ枠412の固定フレーム413に対する移動を許容するように作用する。
図3においては例えばY軸方向に設けられたVCM414のみ図示するが、X軸方向とY軸方向に設けられたVCM414は、可動レンズ枠412を駆動する方向が異なる以外は同様な構成となっている。
コイル414cと、第2マグネット414dと、第2ヨーク414eとは、可動レンズ枠412に設けられている。
そして、2対のVCM414は、一方のVCM414で可動レンズ枠412を水平方向であるX軸方向に、他方のVCM414で可動レンズ枠412を上下方向であるY軸方向にそれぞれ移動させる。これにより、ブレ補正レンズ411を光軸OAと直交する平面内における任意の方向に移動させることができる。
図4は、手ブレ補正ユニット400の駆動負荷とシフト量の関係を示したグラフである。横軸はブレ補正レンズ411の中心からの移動量であり、縦軸は消費電力である。
三角で示すグラフが本実施形態の非線形バネを用いた場合であり、バツ印で示すグラフは比較のために示すバネ定数が大きい線形バネの場合、四角で示すグラフは、比較のために示すバネ定数が小さい線形バネの場合である。
保持される位置は、バネのバネ定数に大きく依存する。バネ定数が大きければ光軸に近い位置で保持される。逆にバネ定数が小さければ、光軸から離れた位置に保持される。
そこで本実施形態では、図4の可動レンズ枠412およびブレ補正レンズ411が重力でシフトしうるAの範囲ではバネ定数が大きく、Aの範囲より大きくシフトさせるBの範囲ではバネ定数が小さくなるようなバネ定数が非線形性のあるバネを用いる。
そうすることで、中心付近で保持する機能を有しつつ、高い駆動力を必要としない小型の防振装置が実現でき、消費電力を低くすることが可能となり、ユニットの大型化を防ぐことが可能となる。
次に、本実施形態の開口装置100について説明する。本実施形態の開口装置100は電磁絞りである。図5は本発明の第1実施形態の開口装置100の斜視図であり、(a)は第1基準位置、(b)は絞り開放位置(0EV)、(c)は第2基準位置(3EV)、(d)は5EV位置である。図6は開口装置100の背面図である。なお、図1における開口装置100は、理解容易のため、厚さ方向(光軸OAの方向)を拡大して示している。
これらのプレス板10、回転部材20、カム部材40は光軸OAを中心として配置されている。
プレス板10は、円環状部材であり、光軸OA被写体側にステッピングモータ50が取り付けられている。ステッピングモータ50の回転軸にはピニオンギア51が取り付けられ、ピニオンギア51はプレス板10に設けられた孔12を貫通して光軸OAカメラ側に突出している。
遮光板用スリット13の被写体側には、遮光板用スリット13を跨ぐようにしてフォトインタラプタ(以下、PIという)60が取り付けられている。
PI60は、図示しないが、発光素子と、受光素子と、これらの発光素子と受光素子とを収納する筐体とを備える。筐体は、断面凹形状のスリット部を有する。スリット部の一方には発光素子、他方には受光素子が配置されている。
発光素子から放出された光は受光素子に入射される。このとき、筐体のスリット部を後述の第1遮光板23A,第2遮光板23Bが通過して光を遮ると、受光素子の受光量が変化し、これによって位置検出を行なうことができる。
絞り羽根30は、薄板状部材で形成され、円周方向に湾曲した略三角形状を有している。絞り羽根30は9枚設けられており(図5では1枚のみ点線で図示)、それぞれ支持部31およびカムフォロア32を有する。支持部31は回転部材20の孔27に挿入され、カムフォロア32はカム部材40のカム41に挿入されている。
カム部材40は円環状であり、絞り羽根30のカムフォロア32が挿入されるカム41を有するとともに、中央に開放絞りと同径の固定絞り開口42が設けられている。
上述のように円周に沿って絞り羽根30の数に対応して9本のカム41が形成され、各絞り羽根30のカムフォロア32がカム41に挿入されている。
回転部材20は、プレス板10と同様に円環状部材であるが、その外径はプレス板10より小さい。外縁には、セグメントギア25が形成されており、ステッピングモータ50の回転軸に取り付けられたピニオンギア51と噛み合っている。
ステッピングモータ50がパルス駆動されると、ピニオンギア51とセグメントギア25の噛合により、回転部材20が光軸OAを中心としてプレス板10に対してパルス状に回転される。
回転部材20から延びる後述の遮光板23は、遮光板用スリット13を貫通し、回転部材20の回転に伴い、遮光板用スリット13に沿って移動する。
回転部材20には、図5に示すように、回転部材20の回転中心から同じ距離(すなわち同一径の円周上)に配置された。2つの第1遮光板23A,第2遮光板23Bが設けられている。
第1遮光板23Aおよび第2遮光板23Bは、遮光板用スリット13を貫通するとともに回転部材20の回転に伴い、遮光板用スリット13に沿って遮光板用スリット13内を移動する。
複数の絞り羽根30によって、開口33が形成される。その複数の絞り羽根30は、図5(a)で示す開放絞りよりも大きな開口33を形成する第1基準位置から、図5(b)で示す開放絞りを形成する位置、図5(c)で示す第2基準位置を経て、図5(d)で示す最小絞りを形成する最小絞り位置まで駆動可能である。
絞り羽根30の第1基準位置は、第1遮光板23Aが、PI60の検出部の中にある位置である。第2遮光板23Bは、PI60よりも開口方向に位置する。
回転部材20が第1基準位置から所定のパルス数回転したときの絞り羽根30の位置が、開放位置である。ここを、0EVとして、ここからの露出変化量で以下説明する。
第1遮光板23AはPI60の検出部から脱出した直後であり、第1遮光板23Aの端部とPI60の検出部の端部とが略接する状態である。
第2遮光板23Bは、PI60よりも開口方向に位置する。
本実施形態では、絞り羽根30により形成される絞り開口33を通過した被写体光が、例えば開放から+3EVとなるところを、回転部材20および絞り羽根30の第2基準位置とする。そして、この第2基準位置において、第2遮光板23BはPI60を通過する。
なお、第2基準位置は、3EVに限定されず、第1基準位置と最小絞り位置との間であればよいが、第1基準位置と最小絞り位置との中間位置が好ましい。
本実施形態では、絞り羽根30により形成される絞り開口33を通過した被写体光が、例えば開放から+5EVとなるところが最小絞りある。そのときに第1遮光板および第2遮光板23BはPIの絞り方向にある。
レンズ制御部70からのパルス信号によりステッピングモータ50が回転駆動されると、ピニオンギア51が回転し、ピニオンギア51と噛合するセグメントギア25が設けられた回転部材20が回転する。
回転部材20の孔27には、絞り羽根30の支持部31が挿入されている。
一方、絞り羽根30のカムフォロア32は、カム部材40のカム41に挿入されている。
ステッピングモータ50が回転すると、回転部材20が回転し、それとともに絞り羽根30が回転する。
その際、絞り羽根30のカムフォロア32は、支持部31を支点としてカム41に沿って移動し、9枚の絞り羽根30の湾曲した一片によって形成される開口33の大きさが変化する。
ここで、本実施形態の効果を説明するために、まず、比較形態の開口装置について説明する。比較形態の開口装置において遮光板は、図5に示す本実施形態の第1遮光板23Aのみ設けられており、第2遮光板23Bは設けられていない。
このため、比較形態のPIは、第1基準位置のみ検出可能で、本実施形態のような第2基準位置を検出することはできない。
比較形態の開口装置は、連写モードにおいて、1コマ目も2コマ目も同様に、撮影の際、絞り羽根30は、第1基準位置から駆動を開始し、設定された絞り位置(設定絞り,小絞り,例えば図5(d)の5EV)まで駆動される。
そして、連写の2回目の撮影のときは、第2基準位置を検出することできないため、また、基準位置まで戻り、連写の以降の撮影はこれを繰り返す。このときの開口変更駆動時間を表1に示す。
表1の(1)において、例えば設定絞りが5EVの場合は、開放から5EVまで駆動された後、5EVから開放まで戻る開口変更駆動時間は、表1の時間の2倍となる。
すなわち、例えば、設定絞りが5EVの場合、1回の往復に110msecかかるので、1秒間に9回しか動作が出来ない。つまり、高速連射の妨げになる可能性が高い。
次に、本実施形態の場合の開口変更駆動時間について説明する。本実施形態では、通常モードにおいて撮影の際、絞り羽根30(回転部材20)は、第1基準位置から駆動を開始し、設定された絞り位置(設定絞り,小絞り,例えば図5(d)の5EV)まで駆動される。
本実施形態では、連写モードにおいて1コマ目の撮影の際、絞り羽根30(回転部材20)は、第1基準位置から駆動を開始し、設定された絞り位置(設定絞り,小絞り,例えば図5(d)の5EV)まで駆動される。
しかし、1コマ目が終了した後、絞り羽根30(回転部材20)は、第1基準位置まで戻らず、以後のコマの撮影は、第2基準位置を起点として駆動される。
表2に本実施形態を用いた場合の絞り開口変更駆動時間を示す。
このため、本実施形態において連写中、撮影時の露出が3EV以上のときは、連写時の1回目の撮影が終了した場合、第1基準位置まで戻らず、第2基準位置に戻り、この第2基準位置から次の撮影用の開口変更駆動を開始する。
このため、例えば撮影時の設定絞り(露出)が5EVの場合、最初のみ第1基準位置から5EVに行くのに55mseかかるが、その後は、5EVから第2基準位置である3EVに戻り、ここから、次の絞り動作を行うので、その時間は20msである。ゆえに合計75msであり、比較形態の110msと比べると35msの短縮となる。
以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
(1)本実施形態によると、中央が開口したプレス板10と、中央が開口し、プレス板10に対して回転する回転部材20と、互いが重なることで開口33の径を規定し、回転部材20の回転により駆動されて開口33の径の大きさを変更可能な複数の絞り羽根30と、回転部材20のプレス板10に対する位置を検出する位置検出部として、PI60と、第1遮光板23Aと第2遮光板23Bとが設けられている。
このように基準位置が複数あるので、基準位置のいずれかから絞り羽根30を駆動すれば、正確な開口33の径を実現することができる。
したがって、撮影時の絞り径に近い基準位置を起点として開口変更駆動を繰り返せばよいので、基準位置が1か所の場合と比べて絞り駆動動作が速くなる。
したがって、撮影時の絞り径に近い基準位置を起点として開口変更駆動を繰り返せばよいので、例えば高速連写時には、基準位置が1か所の場合と比べて速いコマ速を実現することができる。
本実施形態によると、このように簡単な構成で2か所に位置検出部を設けることができる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
図7は本発明の第2実施形態の開口装置100Bの斜視図であり、(a)は第1基準位置、(b)は絞り開放位置、(c)は第2基準位置、(d)は5EV位置である。
以下、第2実施形態の開口装置100Bにおいて第1実施形態の開口装置100と同様の部材は同一の符号を付し、その説明を省略する。
絞り羽根30の第1基準位置は、遮光板23が、第1PI60Aの検出部の中にある位置である。
開放位置の0EVにおいて、遮光板23は第1PI60Aの検出部から脱出した直後であり、遮光板23の端部と第1PI60Aの検出部の端部とが略接する状態である。
第2基準位置において、遮光板23は第2PI60Bを通過する。
最小絞りのときに遮光板23は第1PI60Aおよび第2PI60Bよりも絞り方向にある。
このため、例えば撮影時の設定絞り径(露出)が5EVの場合、最初のみ第1基準位置から5EVに行くのに55mseかかるが、その後は、5EVから第2基準位置である3EVに戻り、ここから、設定絞り径に移動するので、その時間は20msである。ゆえに合計75msであり、比較形態の110msと比べると35msの短縮となる。
さらに位置検出部は、回転部材20に設けられた遮光板23と、プレス板10に設けられ、回転部材20のプレス板10に対する回転に伴って遮光板23起が内部を移動可能な遮光板用スリット13と、プレス板10に対して回転部材20が第1位置にあるときの、遮光板用スリット13上における遮光板23の位置を検出する第1PI60と、プレス板10に対して回転部材20が第2位置にあるときの、遮光板用スリット13上における突起の位置を検出する第2PI60と、を備える。
本実施形態によると、このように簡単な構成で2か所に位置検出部を設けることができる。
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
(1)上述の実施形態では、PI又は遮光板のどちらかを2つ設ける例について説明したが、これに限定されない。図8は変形形態を示した図で、図示するように遮光板およびPIをそれぞれ2つ(第1遮光板23A,第2遮光板23B,第1PI60A,第2PI60B)設けてもよい。
この場合、より精度よく、基準位置を検出することができる。
すなわち、第1実施形態においては、第1遮光板23AがPI60を通過した場合は、常にPI60が第1遮光板23Aの位置を検出するが、第2遮光板23BがPI60により検出されるのは、連写モードの場合等、特定の撮影モードの場合のみとしてもよく、また、動作を確認する場合としてもよい。
このため、コマ速を優先しない場合については、第2基準位置を利用せず、比較形態と同様に第1基準位置に撮影終了ごとに戻るようにしてもよい。これによると、光学ファインダの見栄え(明るさ)を保つことが可能となる。
(6)また、第1基準位置を望遠端の開放径で、第2基準位置は広角端の開放径としてもよい。
(7)上述の開口装置は、レンズ鏡筒に含まれる絞り装置について説明したが、これに限らず、レンズ一体式カメラ、レンズ型カメラ、携帯機器のレンズモジュール、監視カメラに含まれる絞り装置、シャッタ装置等であってもよい。
なお、実施形態および変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。
Claims (10)
- カメラボディに取り付け可能な交換レンズに備えられる開口装置であって、
移動する部材と、
前記部材を移動させる駆動部と、
前記部材の複数の位置をそれぞれ検出する複数の位置検出部と、
前記複数の位置検出部のいずれかで検出する位置を基準位置とし、前記基準位置からの前記駆動部の駆動量に基づいて、前記部材の移動を制御する制御部と、有し、
前記制御部は、前記複数の位置検出部のうち所定の1つの前記位置検出部が検出する位置を前記基準位置とする第1制御と、前記複数の位置検出部のうち、前記部材の目標とする移動後の位置に基づいて決定されるいずれかの前記位置検出部が検出する位置を前記基準位置とする第2制御とを行う開口装置。 - 請求項1に記載の開口装置において、
前記制御部は、前記カメラボディの撮影のモードにより、第1制御を行うか第2制御を行うかを決定する開口装置。 - 請求項1又は2に記載の開口装置において
前記制御部は、前記カメラボディの撮影が単写撮影である場合には、前記第1制御を行い、
前記カメラボディの撮影が連写撮影である場合には、前記第2制御を行う開口装置。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載の開口装置において、
前記開口装置は開口を有し、
前記複数の位置検出部のうち1つは、前記開口が第1の大きさとなる前記部材の第1の位置を検出し、
前記複数の位置検出部のうちの他は、前記開口が第1の大きさよりも小さい第2の大きさとなる前記部材の第2の位置を検出し、
前記制御部は、前記第1制御において、前記第1の位置を前記基準位置とし、前記第2制御において、前記第1の位置又は第2の位置を前記基準位置とする開口装置。 - 請求項4に記載の開口装置において、
前記開口が前記第2の大きさよりも小さくなるように前記部材を移動させるとき、前記制御部は、前記第1制御において前記第1の位置を前記基準位置とし、前記第2制御において前記第2の位置を前記基準位置とする開口装置。 - カメラボディに取り付け可能な交換レンズに備えられる開口装置であって、
中央が開口した第1円板部材と、
中央が開口し、前記第1円板部材に対して回転する第2円板部材と、
前記第2円板部材を回転駆動させる駆動部と、
互いが重なることで開口径を規定し、前記第2円板部材の回転により駆動されて前記開口径の大きさを変更可能な複数の羽根と、
前記第2円板部材が前記第1円板部材に対して前記回転したときの複数の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部で検出する位置を基準位置とし、前記基準位置からの前記駆動部の駆動量に基づいて、前記羽根により形成される前記開口径を制御する制御部と、を備え、
前記位置検出部は、前記第1円板部材に対する前記第2円板部材の第1位置と、
前記第1円板部材に対する前記第2円板部材の第2位置と、を検出し、
前記第1円板部材に対する前記第2円板部材の位置が前記第1位置であると、前記開口径は第1の大きさであり、
前記第1円板部材に対する前記第2円板部材の位置が前記第2位置であると、前記開口径は前記第1の大きさより小さい第2の大きさであり、
前記制御部は、前記第1位置を基準位置として決定する第1制御と、目標とする前記開口径の大きさに基づいて、前記第1位置と前記第2位置のいずれかを前記基準位置として決定する第2制御と、を行う開口装置。 - 請求項6に記載の開口装置であって、
前記位置検出部は、
前記第2円板部材に設けられた突起と、
前記第1円板部材に設けられ、前記第2円板部材の前記第1円板部材に対する回転に伴って前記突起が内部を移動可能なスリットと、
前記第1円板部材に対して前記第2円板部材が前記第1位置にあるときの、前記スリット内における前記突起の位置を検出する第1フォトインタラプタと、
前記第1円板部材に対して前記第2円板部材が前記第2位置にあるときの、前記スリット内における前記突起の位置を検出する第2フォトインタラプタと、
を備える開口装置。 - 請求項6に記載の開口装置であって、
前記位置検出部は、
前記第1円板部材に設けられたスリットと、
前記スリット上に配置されたフォトインタラプタと、
前記第2円板部材の前記第1円板部材に対する回転に伴って前記スリット内を移動し、前記第1円板部材に対して前記第2円板部材が前記第1位置にあるとき、前記スリット上における前記フォトインタラプタが配置されている位置にくる第1の突起と、
前記第2円板部材の前記第1円板部材に対する回転に伴って前記スリット内を移動し、前記第1円板部材に対して前記第2円板部材が前記第2位置にあるとき、前記スリット内における前記フォトインタラプタが配置されている位置にくる第2の突起と、
を備える開口装置。 - 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の開口装置を備える撮像装置。
- 請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載の開口装置を備えるレンズ鏡筒。
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