JPH01120543A - 絞り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ こめ発明はカメラ等の°光学機器に搭載するための絞り
装置に関し、特に超小型カメラに好適な絞り装置に関す
るものである。

［発明の背景］ ビデオカメラは映画等の撮影用や一般の画像記録用に用
いられるほか、ロボット等の自動機器のための物体認識
センサーや防犯設備の監視センサーなどとして広く用い
られているが、従来のビデオカメラはかなり大型である
とともにかなり高価であるため；かなり普及したとは言
うもの＼、まだ各種の潜在需要を満すには至っていない
。

ビデオカメラに関する市場調査によれば潜在需要は膨大
であり、低価格の超小型ビデオカメラが開発されれば該
カメラを種々の分野に適用することによってその膨大な
潜在需要を顕在化させることができると予想されている
。

このような現状を考慮して現在、直径５〜１５ｍｍ程度
の円柱形の超小型ビデオカメラの開発が企図されている
が、このような小径のビデオカメラ乃至ステイルカメラ
に関する技術開発は過去には行われたことがないので、
このビデオカメラの実用化のためには解決しなければな
らぬ技術的問題がかなりあり、たとえば絞り装置に関す
る問題もその一つであった。この超小型カメラはその寸
法の面から、人が手で支持しつＳ撮影するという使用形
態よりも他物体に支持させつ工無人状態且つ遠隔操作で
使用するという使用形態に適しているため、該カメラの
シャッターや絞り装置は電動型であることが必要である
が、該カメラは非常に小型であるためたとえば、レンズ
シャッターカメラに搭載されている公知の電磁駆動絞り
装置を利用することは不可能であった。また、公知の電
磁駆動絞り装置のモータ部分はコンパクトカメラのレン
ズ径を基準として設計されているので該モータ部分を単
に小型化しただけでは出力不足となフて絞り羽根を駆動
できなくなることがわかつている。

従って、前記の超小型カメラを実現するためには、コン
パクトカメラに搭載されている公知の電磁駆動絞り装置
とは異る構造の新規な電磁駆動絞り装置の開発が必要で
あった。

なお、従来、コンパクトカメラ等に搭載するために提案
されている各種の電磁駆動絞り装置や中には、環状円板
形のステータと環状円板形のロータとを有したモータを
具備するとともに該ロータに絞り羽根が枢着されている
構造のものがあるが、この型式の電磁駆動絞り装置を小
型化した場合、モータ出力が著るしく小さくなって絞り
羽根を駆動できなくなり、また、絞り羽根を駆動できる
ような出力を該モータから得られるように設計を行うと
モータの外径が大型化してしまう、という問題があった
。

一方、前記の如き超小型絞り装置を設計する場合、前記
の如きモータに関する問題とは別に絞り羽根に関する次
のような問題のあることも判明している。

一般に絞り装置では、絞り全閉時には各絞り　　［羽根
の先端が互いに重り合って相互接触した状態となるので
各絞り羽根はそれぞれの先端を押し曲げられてたわんだ
状態となるが、コンパクトカメラ等の絞り装置では各絞
り羽根の長さが比較的長いので絞り羽根のたわみ角が小
さく、従って、絞り羽根のたわみが絞り羽根の回動に悪
影響を及ぼすことはなかった。

これに対し、前記の如き超小型の絞り装置では各絞り羽
根の長さが°短いため各絞り羽根のたわみ角が大きく、
従）て、各絞り羽根が光軸に対する直交平面内で回動で
きなくなって回動中に他の絞り羽根と衝突を起す危険性
があった。

［発明の目的］ この発明の目的は、超小型カメラに好適な絞り装置を提
供することであり、従来公知の絞り装置（もしくは直接
電動式シャッター）とは異る新規な構造の絞り装置を提
供することである。

発明の概要］ 本発明による絞り装置は、円筒形のレンズ保持部を中心
部に有した本体と、該レンズ保持部と同心の円筒形部分
を有するとともに該円筒形部分が該レンズ保持部の外周
面に沿フて回動し、うるように構成されたロータ゛と、
該ロー多の該円筒形部分に対して平行に形成されるとと
もに該円筒形部分の周面に対して所要の間隙を以て対向
するように該本体゛等に支持された駆動コイルと、該ロ
ータの回動に連動して開閉動作する複数の絞り羽根と、
を具備して成り、該レンズ保持部及び該ロータの該円筒
形部分並びに該駆動コイルが光軸方向においてはｙ同一
位置に配置されるとともに同心円状に配置されているこ
とを特徴とするものである０本発明の絞り装置では駆動
コイルが円筒面状の湾曲片として構成され、該駆動コイ
ルと円筒形のロータとが該レンズ保持部の外側に同心円
状に配置されているので直径が小さく、しかも全長の短
かいカメラに適した小型の絞り装置を構成することがで
きる。また、直径寸法にくらべて駆動コイルを大きくす
ることができるので小径にもか＼わらず大きな駆動力を
発生できるモータが構成されており、従って、公知のレ
ンズシャッターカメラの電磁駆動絞り装置の構成では不
可能であった小型の電磁駆動絞り装置を実現することが
できる。

特に本発明の絞り装置は、予め円弧状に形成された溝を
有するコイル支持部材の該溝の中にコイルを嵌入固定す
るように構成されているので、コイルを所定の形状に常
に保つことができ、また、コイルとロータの磁極面との
ギャップを正確な値にすることができる、という特徴を
有している。

［発明の実施例］ 以下に図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明による絞り装置を内蔵した超小型カメラ
の概略縦断面図であり、第１図では本発明の絞り装置を
除いた他の殆んどのカメラ構造部分については図示され
ていない。第２図は本発明の絞り装置の要部分解斜視図
、第３図は第１図におけるｎｔ　−ｍ矢視断面図、第４
図は本発明の絞り装置を内蔵している超小型ビデオカメ
ラの外観を示した斜視図、である。

第１図において、１は該カメラのカメラボディであり、
該カメラボディ１の先端部近傍には本発明による絞り装
置２と、レンズ前玉Ｌｌ　とが内蔵されている。

本発明による絞り装置２は、カメラボディ１に固定され
る本体３と、該本体３に対して回動可能なロータ４と、
該本体３に固定されたコイルユニット５と、該ロータ４
の前端面に枢着された複数の絞り羽根６〜８と、該ロー
タ４に固定された永久磁石９及び１０と、該絞り羽根６
〜８の開閉動作を制御するカム溝を備えるとともに該本
体３に固定された前カバー１１と、を具備している。

本体３はその中心部に円筒形のレンズ保持部３ａを具備
するとともに該レンズ保持部３ａと同心の外側円筒部３
ｂを有した二重円筒形構造であり、該レンズ保持部３ａ
の外周面と外側円筒部３ｂの内周面との間に環状空間が
形成されている。該レンズ保持１３　ａの内部にはレン
ズ後玉Ｌ２が収容され、該レンズ保持部３ａの“先端部
外周面にはロータ４を回転可能に支持するための球体１
２の転勤路として周方向凹部３ｃ（第２図参照）が形成
されている。また、該本体３の外周面には前カバー１１
の連結固定用のビスを挿入するためのビス挿入孔３ｄ（
バカ孔）が貫設されている。

本体３のレンズ保持部３ａと外側円筒部３ｂとの間に形
成された環状空間には内側円筒部４ａと外側円筒部４ｂ
とを具備した二重円筒形のロータ４が挿入され、該ロー
タ４の内側円筒部４ａは本体３のレンズ保持部３ａの外
周面に該球体１２を介して回転可能に嵌装されている。

該ロータ４の内側円筒部４ａの外周面の２ケ所には第３
図に示すように該ロータの中心に関して対称位置に円筒
状の湾曲した一対の永久磁石９及び１０が固定されてい
る。また、該ロータ４の前方端板部には第２図に示すよ
うに３枚の絞り羽根６〜８を枢着するための３個のビン
孔４Ｃ〜４ｅが形成され、各ビン孔４０〜４ｅには各絞
り羽根６〜８の一面に突設されている枢着用のビン６ａ
〜８ａ　（６ａは図示されていない）が動可能に挿入さ
れている。該ロータ４の外側円筒部と前方端板部には該
絞り装置の組立の際の位置決めのために第２図に示した
ように切欠き４ｆが形成されており、該絞り装置の組立
の際には該切欠きの位置に該本体３のビス挿入孔３ｄと
後述の前カバー１１の突片とが位置決めされるようにな
っている。

本体３のレンズ保持部３ａと外側円筒部３ｂとの間に形
成されている環状空間には第２図に示したコイルユニッ
ト、５が配置され、該コイルユニット５に設けられた複
数のコイルがロータ４の外側円筒部４ｂと該永久磁石９
及び１０とに対して各々所定の間隙を以て対向するよう
に該環状空間内に配置されている。該コイルユニット５
は、本体３の後方端板部に形成された環状溝に嵌合固定
される環状円板形のプリント配線板１３と、該プリント
配線板１３の周縁と平行な円弧に沿って配置されるとと
もに該プリント配線板上に直立固定された４個の円筒面
状に湾曲した板状のコイル１４〜１７と、によって構成
されている。該プリント配線板１３には各コイルに接続
される配線１８が取付けられており、該配線１８は該ロ
ータの切欠き４ｆの位置に配置されている。各コイル１
４〜１フは第２図に示されるようにプリント配線板１３
の中心に対して放射方向の軸線を中心として巻線が巻か
れており、且つ、プリント配線板１３の周縁と平行な円
弧に沿って円筒面状に湾曲している。これらの４個のコ
イルのうち、プリント配線板の軸心に関して対称位置に
配置された一対のコイル１４及びｘ５’＋を該ロータ４
を駆動する電磁力を発生させるための駆動用コイルであ
り、他の一対のコイル１６及び１７は該ロータ４の回動
速度と回動方向とを検出するための検出用コイルとなっ
ている。

プリント配線板１３には第５図及び第６図に示すように
各コイルの下端部を嵌入固定するための円弧状の溝１３
ａが形成されており、各コイルは該溝１３ａの一つに嵌
入されて該プリント配線板１３に固定される；該溝１３
ａは各コイルを湾曲した形状に保持する機能のほか、各
コイルとロータの外側円筒部との間のギャップや各コイ
ルと永久磁石との間のギャップを一定に保つ機能を有し
ており、該溝１３ａの深さｔはコイルが倒れたり変形し
たりしないようにかなり大きな値に設計されている。な
お、該溝１３ａの深さを所定値以上にするために該溝の
配置されている部分のみを肉厚に構成してもよい。

各コイルは第１図及び第３図に示すように永久磁石９及
び１０の外周面とロータの外側円筒部４ｂの内周面とに
対して所定の間隙をおいて対向配置されているが、各コ
イルは第３図に示すように各永久磁石９及び１０の周方
向の中心から片側へ寄った位置に配置されている。

第７図は永久磁石と各コイルとの位置関係を更に詳細に
示すとともにロータ休止位置における磁束分布の状況を
示した図である。

各永久磁石９及び１０は７図に示すように′（第７図で
は絞り装置の半部のみを示す）周方向に沿って一端側か
ら他端側へ向ってＳ、Ｎ、Ｓとなるように分極されてお
り、駆動コイル１４の中心と検出コイル１６の中心とは
それぞれ永久磁石のＳ極とＮ極との境界位置に配置され
ている。従って、駆動コイル１４と検出コイル１６は第
７図の如く光軸と直交する面内においてそれぞれの一半
部が永久磁石９のＮ極もしくはＳ極に対向し、他の一半
部が永久磁石９のＳ極もしくはＮ極に対向している。な
お、ロータに駆動トルクを与えるコイル部分は駆動用コ
イルの光軸方向部分（第、７図で紙面に直交する方向の
巻線部分）であり、２つの光軸方向部分のうち、一方は
永久磁石９のＮ極に対向し、他方はＳ極に対向している
。

永久磁石９から発生する磁束の分布は図示のようになり
、この状態で駆動コイル１４に図示の方向の電流が流さ
れると、フレミングの左手の法則によって駆動コイル１
４の２つの光軸方向部分にはそれぞれ図示矢印ＴＩ及び
Ｔ２のトルクが作用するが、該駆動コイル１４は本体３
に固定されているため、ロータ４が該駆動コイル１４に
対して矢印Ａの向きに動かされることになる。ロータ４
が第７図の位置から矢印Ａの向きに回動されて駆動コイ
ル１４の２つの光軸方向部分が共に永久磁石９のＮ極領
域に対向する位置に相対移動すると、駆動コイルの一方
の光軸方向部分（第７図において下側の部分）に対して
作用する電磁力め向きが逆になるためロータ４は停止す
る。

一方、ロータ４が第７図の位置から矢印Ａ方向に回動さ
れると、永久磁石９のＮ極領域が検出コイル１６から遠
去かり代ってＳ極領域に（第７図では上方のＳ極領域）
が検出コイルの中心部に向って移動してくるので、検出
コイル１６の二つの巻線部分と鎖交する磁束数が変化す
るため、その鎮交磁束変化を補償する方向の誘導電流が
該検出コイル１６に生じ、該検出コイル１６に接続され
ている不図示のＩＩＪ＃回路においてロータ４の回動速
度（すなわち絞り羽根の開閉速度、絞り変化１ｉりと回
動方向とが検出される。

該制御回路は該絞り装置を通る光量を一定に制御する機
能を有し、検出コイル１６及び１７により検出された絞
り羽根開閉速度と他の光量検出子により検出された光量
とに応じて実際の光量を算出し、設定光量と実際の光量
との差を零にするように駆動コイル１４．１５に対する
供給電流を変化させる。

なお、駆動コイルに供給する電流の方向を第７図の状態
とは逆向きにすれば、ロータ４に作用するトルクの向き
は′ｓ７図とは逆になってロータ４は矢印Ａとは逆向き
に駆動される。

第８図はロータ４の縦°断面における磁束分布を示した
ものであり、永久磁石９の外周面のＮ極領域から生じた
磁束は図示のようにロータ４の外側円筒部４ｂとロータ
の前方端板部とを通って永久磁石９の内周面のＳ極領域
に戻る磁気回路を構成する。この磁気回路によって生じ
る電磁力はロータ４を第８図において下向きに（絞り装
置の前方から後方へ向って）付勢する力となり、従って
、ロータ４に前向きの軸方向移動を生じさせぬようにす
る効果がある。

本実施例の絞り装置ではロータ４が二重円筒形のいわゆ
るダブルロータ構造となりているので、永久磁石から生
じた磁束の殆んどが駆動コイルと鎖交した後にロータを
通って該永久磁石に戻り、従って漏れ磁束が公知のスピ
ンドルモータにくらべて少いため漏れ損も少く、その結
果効率のよい駆動源を有した絞り装置となっている。

また、軸方向断面において生じる電磁力がロータ４を軸
方向後方へ付勢する力となっているため、ロータ４が軸
方向に振動する恐れがなく、軸受としての球体１２もレ
ンズ保持部３ａの外周の周方向凹部３ｃから脱出する恐
れがない。

なお、球体１２が該周方向凹部３ｃから脱出しないよう
に該周方向凹部３ｃには押えリング１９が嵌着されてい
る。

絞り羽根６〜８の前方に配置される前カパニ１１は本体
３に締結されるように構成されており、本体３のビス挿
入孔３ｄに合致するねじ孔１１ａを具備した突片１１ｂ
が軸方向に突設されている。該絞り装置の組立の際には
該突片１１ｂと本体３のビス挿入孔３ｄとをロータ４の
切欠き４ｆの位置に位置決めするとともに該ビス押入孔
３ｄと該突片１１ｂのねじ孔１１ａとを合致させた後、
該ビス挿入孔３ｄを通って該ねじ孔１’ｌａに不図示の
ビスをねじ込むことによって本体３と前カバー１１とを
締結する。

前カバー１１の前方端板部には各絞り羽根６〜８の他面
に突設されている従動ピン６ｂ。

７ｂ、８ｂを摺動可能に挿入するための３個のカム溝１
１ｃ、ｌｉｄ、ｌｉｅが貫設されている。このカム溝は
本実施例の場合、前カバー１１の軸心に関して放射方向
に延在する直線溝となっており、各カム溝１１ｃ〜ｌｉ
ｅは該軸心に関して互いに　１２００ずつ隔った位置に
形成されている。

ロータ４の前方端板部に枢着された３枚の絞り羽根６〜
８はロータ４の回動に応じて該前方端板部の面とはＸ平
行に（光軸に対して直交する平面内で）それぞれめ枢着
点を中心として揺動する。絞り羽根６〜８は本体３のレ
ンズ保持部３ａの前端面に貫設された光路孔３ｅ（第１
図参照）の開閉を行う、該光路孔３ｅが完全に絞り羽根
で閉じられた全閉状態では各絞り羽根の先端部分は光軸
方向において互いに重り合って接触するが、該光路孔３
ｅが完全に開かれた全開状態では各絞り羽根の先端は互
いに離れた位置に停止する。また、該光路孔３ｅが全開
された時には各絞り羽根の従動ピン６ｂ〜８ｂは前カバ
ー１１の各カム溝の最外端位置に移動し、該光路孔３ｅ
が全閉された時には各絞り羽根の従動ピン６ｂ、７ｂ、
８ｂは各カム溝の最内端位置に移動する。

なお、以上の実施例では永久磁石がロータ４の内側円筒
部に取付けされているが、永久磁石をロータの外側円筒
部の内周面に取付けた構造を採用してもよく、また、ロ
ータは必ずしも二重円筒形でなくともよｊＮ。

［発明の効果］ 本発明の絞り装置では、絞り羽根を駆動するモータのロ
ータが円筒形に構成される一方、該ロータにトルクを生
じさせるための駆動コイルと永久磁石とが該ロータの円
筒面と平行な円筒面形状に湾曲形成されるとともに該ロ
ータに対して同心円状に配置されているので該ロータが
小径であるにもかされちず大きなトルクを発生しうるモ
ータが構成されており、従って、本発明によれば超小型
ビデオカメ°う等に適した超小型の電磁駆動絞り装置が
提供される。また、本発明の絞り装置では円弧状に形成
された溝を有するコイル支持部材の該溝の中にコイルを
嵌入固定させた構造となっているのでロータの磁極面と
該コオルとのギャップを常に正確な値にすることができ
るとともに該コイルの変形や該支持部材からの離脱を防
止することができ、更に、コイルユニットの組立時にお
けるコイルの位置決めを容易且つ正確に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による絞り装置を内蔵した超小型ビデオ
カメラの要部概略縦断面図、第２図は第１図のカメラに
内臓されている本発明の絞り装置の要部分解斜視図、第
３図は第１図のｌｌｌ−Ｉｎ矢視断面図、第４図は第１
図に示したカメラの外観を示した斜視図、第５図は前記
の絞り装置の一部であるコイルユニットのプリント配線
板の正面図、第６図は同プリント配線板の断面図、第７
図は前記絞り装置の要部に関する半部拡大横断面図、第
８図は該絞り装置から絞り羽根を省略して表わした拡大
縦断面図である。 ！・・・カメラボディ、２・・・電磁駆動絞り装置、３
・・・（電磁駆動絞り装置２の）本体、４・・・ロータ
、　　　　５・・・コイルユニット、６〜８・・・絞り
羽根、９．ｌＯ・・・永久磁石、１１・・・前カバー、
１３・・・プリント配線板、１４．１５・・・駆動コイ
ル、 １６．１７・・・検出コイル。 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロータと駆動コイルとの磁気作用によって該ロータもし
   くは該駆動コイルのいずれか一方を回動させて複数の絞
   り羽根の開閉動作を行わせる絞り装置において、 該ロータの磁極面が曲面に構成される一方、該駆動コイ
   ルが該磁極面に平行な曲面を有した湾曲体として構成さ
   れており、 更に、該駆動コイルを支持するためのコイル支持部材に
   は該コイルの湾曲形状とほゞ一致する湾曲した溝が形成
   され、該溝内に該駆動コイルの一端を挿入して固定させ
   ることにより該駆動コイルの湾曲形状を保持させるとと
   もに該駆動コイルと該磁極面との間のギャップを所定の
   値に保つように構成されていることを特徴とする絞り装
   置。