光制御装置及び光学機器

【課題】シャッタ羽根や小絞り羽根やフィルター羽根等の光量調節羽根が、軸から抜けたり軸先端と他の部材に挟まれたりすることを防止しつつ、薄型化が可能な光制御装置を提供する。
【解決手段】貫通穴１０１ｅと第１の係合孔１０１ｃと光が通過する光通過開口１０１ａとを有するベース部材１０１と、押さえ部材１０９と、ベース部材と押さえ部材との間に配置された第１の遮光羽根１０７と、第１の遮光羽根とは反対側のベース部材の面上に設けられ駆動伝達部１１３を介して第１の遮光羽根を駆動する駆動機構１２０とを有する。そして、上記第１の遮光羽根は、ベース部材に対向する面上に、第１の係合孔と係合する第１の突起部１０７ａと、貫通穴を貫通して駆動伝達部と係合することで第１の突起部を軸として駆動される第２の突起部１０７ｂとを有する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチルカメラ、ビデオカメラ、交換レンズ等の光学機器に搭載される光制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スチルカメラやビデオカメラ等の光学機器に搭載される光制御装置には、ムービングマグネット式の電磁駆動ユニットを駆動源として、シャッタ羽根や絞り羽根、フィルター羽根等の光量調節部材を往復運動させるものが知られている。例えば、特許文献１にて開示された光制御装置がある。
【０００３】
特許文献１に記載された光制御装置の光量調節羽根は、地板（ベース部材）に取り付けられた回転軸と、地板に設けられたムービングマグネットによって駆動される駆動軸に接続されている。この構成により、光量調節羽根は回転軸を中心として、駆動軸から伝達された動力で回転するように保持されている。この場合において、光量調節羽根が回転軸や駆動軸から抜けたり、軸先端と他の部材の間に挟まれて動作不良を起こしたりすることを防止するために、地板に対向して設けられたカバー部材を貫通するように回転軸や駆動軸を長くする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２９１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年のスチルカメラ等の光学機器は小型化及び薄型化が進み、これらの光学機器に備えられた光制御装置においても小型化及び薄型化が強く求められている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されているような光量調節羽根では、回転軸及び駆動軸がカバー部材を突き抜け、カバー部材から突出する構造となっており、この構造はシャッタ装置全体を光軸方向に厚くする原因となる。
【０００７】
本発明は、シャッタ羽根や小絞り羽根やフィルター羽根のなどの光量調節羽根が軸から抜けたり軸先端と他の部材に挟まれたりすることを防止しつつ、薄型化が可能な光制御装置を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての光制御装置は、貫通穴と第１の係合孔と光が通過する光通過開口とを有するベース部材と、押さえ部材と、ベース部材と押さえ部材との間に配置された第１の遮光羽根と、第１の遮光羽根とは反対側のベース部材の面上に設けられ、駆動伝達部を介して第１の遮光羽根を駆動する駆動機構とを有する。そして、上記第１の遮光羽根は、ベース部材に対向する面上に、第１の係合孔と係合する第１の突起部と、貫通穴を貫通して駆動伝達部と係合することで第１の突起部を軸として駆動される第２の突起部とを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、シャッタ羽根や小絞り羽根やフィルター羽根のなどの光量調節羽根が軸から抜けたり軸先端と他の部材に挟まれたりすることを防止しつつ、光制御装置の薄型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】光制御装置の分解斜視図。（実施例１）
【図２】光制御装置の平面図。（実施例１）
【図３】光制御装置の駆動部及びシャッタ羽根を拡大した分解斜視図。（実施例１）
【図４】図２に示した光制御装置のシャッタ羽根の駆動前の背面図。（実施例１）
【図５】図２に示した光制御装置のシャッタ羽根の駆動時の背面図。（実施例１）
【図６】図５に示した光制御装置の断面図。（実施例1）
【図７】光制御装置の背面図。（実施例２）
【図８】図７に示した光制御装置の断面図。（実施例２）
【図９】光制御装置の分解斜視図。（実施例３）
【図１０】光制御装置を備えた撮像装置のブロック図。（実施例４）
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明による光制御装置の実施例について、図１から図６を参照しながら詳細に説明する。本実施例は、光制御装置の一例としてシャッタ装置を示す。なお、図６は図５で示すシャッタ装置２００の線分Ｂ―Ｂにおける断面図である。
【００１３】
以下、本実施例におけるシャッタ装置２００の構成を説明する。
【００１４】
地板（ベース部材）１０１は、撮影光を通過させる光通過開口１０１ａ、駆動レバー回転軸１０１ｂ、羽根回転軸孔１０１ｃ，１０１ｄ（第１の係合孔、第２の係合孔）、及び貫通穴１０１ｅを有している。
【００１５】
ロータマグネット１０２は外周面がＮ極とＳ極に着磁され、駆動レバー１０３（駆動伝達部）と一体に構成されている。一体に構成する方法は、接着剤によって接着してもよく、インサート射出成形などによって樹脂で構成してもよい。一体となって構成されたロータマグネット１０２と駆動レバー１０３は、地板１０１に設けられている駆動レバー回転軸１０１ｂで回動可能に支持されている。
【００１６】
駆動レバー１０３には、後述するレバー回転軸孔１０３ａ及び駆動伝達軸孔１０３ｂが設けられている。レバー回転軸孔１０３ａは地板１０１の駆動レバー回転軸１０１ｂと嵌合しており、駆動レバー１０３はレバー回転軸孔１０３ａを中心に回転運動が可能となっている。
【００１７】
電磁コイルユニット１０５は、導線からなるコイルがボビンに巻きつけられて構成され、地板１０１に取り付けられる。ステータヨーク１０４は軟磁性体からなり、電磁コイルユニット１０５に挿入されてロータマグネット１０２の外周曲面に配置されている。
【００１８】
アクチュエータカバー１０６は地板１０１に取り付けられ、ステータヨーク１０４及び駆動レバー１０３を保持している。
【００１９】
本実施例では、ロータマグネット１０２、駆動レバー１０３、ステータヨーク１０４、電磁コイルユニット１０５及びアクチュエータカバー１０６を図１，２及び６に示すように組むことでシャッタ装置の駆動源となる電磁アクチュエータ１２０（駆動機構）を構成する。本実施例では、上述したように構成した電磁アクチュエータを使用するが、本実施例の方式以外の方式で駆動する電磁アクチュエータを使用してもよい。
【００２０】
従動シャッタ羽根１０８（第２の遮光羽根）は、シャッタ羽根回転軸１０８ａ（第３の突起部）と長孔形状を有するシャッタ羽根駆動軸孔１０８ｂを有している。シャッタ羽根回転軸１０８ａは、同一の樹脂によって従動シャッタ羽根１０８と一体に成形され、図６に示すように地板１０１の羽根回転軸孔１０１ｄに挿入されることによって地板１０１に連結している。
【００２１】
軸付シャッタ羽根１０７（第１の遮光羽根）は、同一の樹脂によって一体に成形されたシャッタ羽根回転軸１０７ａ（第２の突起部）とシャッタ羽根駆動軸１０７ｂ（第１の突起部）を有している。シャッタ羽根回転軸１０７ａは、図６に示されるように地板１０１の羽根回転軸孔１０１ｃに挿入されることによって地板１０１に連結している。シャッタ羽根駆動軸１０７ｂは、図３及び図６に示されるように従動シャッタ羽根１０８のシャッタ羽根駆動軸孔１０８ｂと地板１０１の貫通穴１０１ｅと駆動レバー１０３の駆動伝達軸孔１０３ｂに挿入されることによって駆動レバー１０３に連結している。従動シャッタ羽根１０８及び軸付シャッタ羽根１０７を成形する樹脂は薄肉成形が可能で、成形後の表面は摺動性に優れているものが好ましい。
【００２２】
羽根押さえ板（押さえ部材）１０９は、軸付きシャッタ羽根１０７側とは反対側の地板１０１の面に対向配置される。これによって、軸付シャッタ羽根１０７と従動シャッタ羽根１０８の走行スペースが確保されるとともに、軸付シャッタ羽根１０７と従動シャッタ羽根１０８の光軸方向の移動が制限される。
【００２３】
このように、本実施例では光軸方向に電磁アクチュエータ１２０、地板１０１、従動シャッタ羽根１０８、軸付シャッタ羽根１０７、羽根押さえ板１０９の順に配置することでシャッタ装置２００を構成している。
【００２４】
上記のようなシャッタ装置２００では、電磁コイルユニット１０５に通電するとステータヨーク１０４が励磁され、ロータマグネット１０２に力が働く。これにより、ロータマグネット１０２は一体に成形された駆動レバー１０３と共に回転運動をする。
【００２５】
駆動レバー１０３の回転運動に連動して、軸付シャッタ羽根１０７はシャッタ羽根回転軸１０７ａを中心にして回転運動する。従動シャッタ羽根１０８は、長孔形状のシャッタ羽根駆動軸孔１０８ｂに挿入されたシャッタ羽根駆動軸１０７ｂを介して軸付シャッタ羽根１０７の回転運動に連動して、シャッタ羽根回転軸１０８ａを中心にして回転運動する。このような機構によって、軸付シャッタ羽根１０７及び従動シャッタ羽根１０８は、地板１０１の光通過開口１０１ａによって形成されたシャッタ装置２００の開口に対して開閉駆動する。これによって、シャッタ装置２００の開口を通過する光を遮断することができる。
【００２６】
ここで、シャッタ羽根１０７，１０８と一体に成形されたシャッタ羽根回転軸１０７ａ，１０８ａ及びシャッタ羽根駆動軸１０７ｂは、シャッタ羽根１０７，１０８の地板１０１側の面から電磁アクチュエータ１２０の方向に突出している。そのため、本実施例のシャッタ装置２００は、シャッタ羽根１０７，１０８の羽根押さえ板１０９側の面からシャッタ羽根回転軸１０７ａ，１０８ａ及び駆動軸１０７ｂを突出させる必要がなく、シャッタ羽根１０７，１０８の羽根押させ板１０９側の面を平坦にすることが可能となる。その結果、本実施例のシャッタ装置では薄型化が可能となる。
【００２７】
なお、シャッタ羽根１０７，１０８は、本実施例のように同一の樹脂を使用してシャッタ羽根回転軸１０７ａ，１０８ａ、及びシャッタ羽根駆動軸１０７ｂを一体に成形することに限らない。シャッタ羽根１０７，１０８は、例えば、３０〜１００μｍ程度のＰＥＴ樹脂板材にカーボン系の滑り性塗料を表面に塗布したものを遮光部として用いてもよい。そして、シャッタ羽根回転軸１０７ａ，１０８ａ、及びシャッタ羽根駆動軸１０７ｂを別体として成形し、この遮光部としてのプラスチック板材にそれらをかしめることによって一体成形してもよい。遮光部にカーボン系の塗料を塗布する方法は、従来の方式のシャッタ装置のシャッタ羽根においても使用されており、これにより優れた遮光性を有する。
【００２８】
また、シャッタ羽根１０７，１０８は、上記ように成形された遮光部としてのプラスチックの板材に、摺動性に優れる樹脂によって成形された軸部品をインサート成形や圧入によって固定して一体化されてもよい。
【００２９】
また、シャッタ羽根回転軸１０７ａ，１０８ａやシャッタ羽根駆動軸１０７ｂは、必ずしもシャッタ羽根１０７，１０８に固定的に設けられていなくともよく、軸が羽根に対して多少遊びを持ち、軸方向に回転するように構成してもよい。
【００３０】
本実施例では、シャッタ羽根を２枚で構成しているが、シャッタ羽根の枚数はこれに限定されない。シャッタ羽根の枚数を３枚以上とする場合は、羽根押さえ板１０９の最も近くに配置されるシャッタ羽根にシャッタ羽根駆動軸１０７ｂを構成し、それ以外のシャッタ羽根にシャッタ羽根駆動軸孔１０８ｂを形成する。そして、シャッタ羽根駆動軸１０７ｂをこれらのシャッタ羽根駆動軸孔１０８ｂと駆動レバー１０３の駆動伝達軸孔１０３ｂに連通させる。
【００３１】
また、本実施例において駆動伝達軸孔１０３ｂは、円形に成形されているが、駆動レバー１０３の回転中心と軸付シャッタ羽根１０７の回転中心が同心上にない場合は、駆動伝達軸孔１０３ｂを長穴にする。さらに、駆動伝達軸孔１０３ｂをカム溝形状に成形し、シャッタ羽根１０７，１０８の回転の角加速度を羽根の回転位置によって変えてもよい。カム溝形状とすることで、シャッタの回転スピードを任意に設定でき、シャッタの閉じ時間を短縮化することが可能となる。
【実施例２】
【００３２】
以下、本発明の実施例２を図７及び図８を参照しながら詳細に説明する。実施例１と同様の構成を持つものは、同一の番号を付与し説明を省略する。
【００３３】
本実施例における光制御装置は、装置を通過する光の量を変化させる絞り装置２０１であり、光量を調節する小絞り羽根１１０に小絞り羽根回転軸１１０ａと小絞り羽根駆動軸１１０ｂを一体として構成いる。駆動部には、実施例１で説明した駆動機構が使用される。
【００３４】
小絞り羽根１１０は、地板１０１の光通過開口１０１ａよりも小径の小絞り口径１１０ｃを備え、光通過開口１０１ａを通過する光を調節する。本実施例では、小絞り羽根１１０を使用するが、光量を調節する部材として、半透明の基材を用いて作製されたフィルター羽根又は小絞り羽根にフィルターを取り付けた羽根材などを使用してもよい。
【００３５】
図８に示されるように、小絞り羽根回転軸１１０ａ及び小絞り羽根駆動軸１１０ｂは、それぞれ地板１０１の羽根回転軸孔１０１ｃと駆動レバー１０３の駆動伝達軸孔１０３ｂに挿入されることによって連結している。
【００３６】
これによって、本実施例の絞り装置２０１は、小絞り羽根１１０の羽根押さえ板１０９側の面から回転軸１０７ａ，１０８ａを突出させずに構成することができ、その結果、光制御装置の薄型化を可能にする。
【００３７】
また、実施例１のシャッタ装置２００の構成と実施例２の絞り装置２０１の構成を組み合わせてもよい。この場合、光制御装置は、シャッタ羽根１０７，１０８や小絞り羽根１１０やフィルター羽根などの光量調節羽根をいずれか２種類以上有し、電磁アクチュエータ１２０も同じく２つ以上有する。このとき、光制御装置が有する２つ以上の電磁アクチュエータは地板１０１に配置され、光軸方向にずらした位置に光量調節羽根がそれぞれ配置される。また、２つの地板にそれぞれアクチュエータと光量調節羽根を配置し、カバー板１０９の代わりにこれら２つの地板を対面させることによって光制御装置を構成してもよい。
【実施例３】
【００３８】
以下、本発明の実施例３について、図９を参照しながら詳細に説明する。実施例１と同じ構成を持つものは、同一の番号を付与し説明を省略する。
【００３９】
本実施例における光制御装置は、実施例１と同様の構成を有するシャッタ装置３００を有し、さらに光制御装置の絞り口径を多段で変更可能な絞り装置４００（光量調節ユニット）が取り付けられている。この絞り装置４００は、図９に示すように絞りの駆動源にステッピングモータ１１１を用いて、複数の絞り羽根１１４を回転させる。
【００４０】
以下、絞り装置４００の構成について説明する。
【００４１】
絞り羽根１１４は、遮光性を有した開口量を規制する薄板形状の羽根であり、絞り開口１１４ａを形成するためのカム溝部１１４ｂ、及び軸孔１１４ｃを有している。そして、複数の絞り羽根１１４が光軸を中心に円周方向に均等配置されている。
【００４２】
回転部材１１３は、中心に開口部１１３ａを形成したリング形状をしており、複数の絞り羽根１１４のカム溝部１１４ｂとそれぞれ嵌合する絞り駆動ピン１１３ｂ、軸保持溝部１１３ｃ、及びギア部１１３ｄを有している。
【００４３】
絞り地板１２０は、開口部１２０ａと、モータ取り付け部１２０ｂと、回転部材１１３及び絞り羽根１１４を保持する軸部材１２０ｃとを有している。
【００４４】
ステッピングモータ１１１は絞り装置４００の駆動源であり、ステッピングモータ１１１の軸先端にはピニオンギア１１２が固定されている。ステッピングモータ１１１は、絞り地板１２０のモータ取り付け部１２０ｂに取り付けられ、ピニオンギア１１２は回転部材１１３のギア部１１３ｄと噛み合う。
【００４５】
仕切り板１１５は、中心開口部１１５ａ、ピン保持部１１５ｂ、及びピン保持孔１１５ｃを有し、シャッタ装置３００の軸付きシャッタ羽根１０７と絞り羽根１１４との間に配置されている。仕切り板１１５は、複数の絞り羽根１１４の光軸方向の移動を制限し、さらに実施例１の羽根押さえ板１０９の代わりに軸付シャッタ羽根１０７と従動シャッタ羽根１０８の光軸方向の移動も制限する。
【００４６】
絞り装置４００では、絞り地板１２０の軸部材１２０ｃが、回転部材１１３の軸保持溝部１１３ｃと、絞り羽根１１４の軸孔１１４ｃと、仕切り板１１５の軸保持孔１１５ｃとに挿入されることで、回転部材１１３と絞り羽根１１４が駆動可能に構成されている。
【００４７】
次に、絞り装置４００の動作について説明する。
【００４８】
ステッピングモータ１１１が駆動するとピニオンギア１１２が回転する。このピニオンギア１１２と回転部材１１３のギア部１１３ｄが噛み合うことで、ピニオンギア１１２の回転に応じて回転部材１１３が回転する。回転部材１１３の回転と共に絞り駆動ピン１１３ｂが駆動され、カム溝部１１４ｂを介して、絞り羽根１１４が駆動される。同様の構成を有する複数の絞り羽根１１４が同時に駆動されることにより、複数の絞り羽根１１４は光通過口から退避している開放状態から絞り込み状態まで連続的に変化する。すなわち、ステッピングモータ１１１を制御することで、絞り開口の径が変化し、絞り装置４００を通過する光量を調節することができる。換言すれば、複数の絞り羽根１１４が重ね合わされることにより絞り開口量を制御し、重ね合わせが大きいほど絞り開口量は小さくなる。
【００４９】
このような絞り装置４００を備えた光制御装置において、従来技術のようにシャッタ羽根の回転軸及び駆動軸を地板や駆動レバーに設けた場合、仕切り板１１５でこれらの軸が保持される。このとき、軸が仕切り板１１５を貫通して絞り羽根１１４と干渉することを防ぐために、仕切り板１１５を十分厚くしたり絞り羽根１１４を小さくしたり切り欠いたりして、これらの軸から絞り羽根１１４を退避させる必要があった。
【００５０】
仕切り板１１５を厚くして光軸方向に絞り羽根１１４を退避させた場合は、光制御装置全体の厚さも厚くなってしまう。絞り羽根１１４を小さくしたり切り欠いたりした場合は、光通過開口を覆う絞り羽根１１４の面積が小さくなり、大きな光通過口を設けることができなくなる。または、シャッタ羽根の軸を光制御装置の外周に配置して絞り羽根１１４大きくすることが必要となり、その結果、光制御装置の小型化が困難となる。
【００５１】
一方、本実施例の光制御装置では、シャッタ羽根１０７，１０８の回転軸１０７ａ，１０８ａや駆動軸１０７ｂが、絞り羽根１１４の走行スペースに突出することがないため、仕切り板１１５を薄型化できる。さらに、シャッタ羽根１０７，１０８の回転軸１０７ａ，１０８ａや駆動軸１０７ｂが仕切り板１１５を貫通して絞り羽根１１４と干渉することがないため、絞り羽根１１４を配置するスペースが広くなる。その結果、大きな光通過開口１０１ａを形成したり、光制御装置の外形を小さくしたりすることが可能となる。
【００５２】
また、シャッタ装置３００のように絞り羽根１１４を駆動する回転軸１２０ｃや絞り駆動ピン１１３ｂを絞り羽根１１４と一体に構成し、絞り地板１２０に回転軸１２０ｃの嵌合孔を形成し、回転部材１１３にカム溝を形成してもよい。これによって、ステッピングモータ１１１側に軸を凸とすることができ、シャッタ装置３００と絞り装置４００とは互いに反対向きに軸を突出させるため、仕切り板１１７をさらに薄くすることが可能となる。この場合、仕切り板１１７には薄い金属板や、ＰＥＴ樹脂に遮光性のある塗料を塗布したシート材などが使用可能である。
【００５３】
なお、本実施例の説明では、実施例１のシャッタ装置３００と絞り装置４００を組み合わせた例を示したが、実施例２に示した構成でシャッタ羽根、小絞り羽根、及びフィルター羽根の少なくとも１つを含む光制御装置と絞り装置４００を組み合わせてもよい。
【実施例４】
【００５４】
以下、本発明の実施例４について、図１０を参照しながら詳細に説明する。
【００５５】
図１０は、実施例１から３の光制御装置のいずれかを搭載したスチルカメラやビデオカメラなどの光学機器５００を示している。前群レンズ５０１を透過した光が光制御装置５０２によって制御される。そして、光制御装置５０２を通過した光は後群レンズ５０３によって撮像素子５０４に結像する。
【００５６】
このように光制御装置５０２をスチルカメラやビデオカメラ等に用いることによって、薄型で光量調節精度の良い撮影が可能となる。もちろん、光制御装置５０２の位置は本実施例に限定されない。
【００５７】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１地板
１０１ａ光通過開口
１０１ｂ駆動レバー回転軸
１０１ｃ、１０１ｄ羽根回転軸孔
１０１ｅ貫通穴
１０２マグネット
１０３駆動レバー
１０３ａレバー回転軸孔
１０３ｂ駆動伝達軸孔
１０４ステータヨーク
１０５電磁コイルユニット
１０６アクチュエータカバー
１０７軸付シャッタ羽根
１０８従動シャッタ羽根
１０７ａ、１０８ａシャッタ羽根回転軸
１０７ｂシャッタ羽根駆動軸
１０８ｂシャッタ羽根駆動軸孔
１０９羽根押さえ板
１１０小絞り羽根
１１０ａ小絞り羽根回転軸
１１０ｂ小絞り羽根駆動軸
１１１ステッピングモータ
１１２ピニオンギア
１１３回転部材
１１４絞り羽根
１１５仕切り板
１２０絞り地板
２００、３００シャッタ装置
２０１絞り装置
４００光量調節装置
５００光学機器

【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通穴と第１の係合孔と光が通過する光通過開口とを有するベース部材と、
押さえ部材と、
前記ベース部材と前記押さえ部材との間に配置された第１の遮光羽根と、
前記第１の遮光羽根とは反対側の前記ベース部材の面上に設けられ、駆動伝達部を介して前記第１の遮光羽根を駆動する駆動機構とを有し、
前記第１の遮光羽根は、前記ベース部材に対向する面上に、前記第１の係合孔と係合する第１の突起部と、前記貫通穴を貫通して前記駆動伝達部と係合することで前記第１の突起部を軸として駆動される第２の突起部とを有することを特徴とする光制御装置。
【請求項２】
前記ベース部材と前記第１の遮光羽根との間に配置された第２の遮光羽根を有し、
前記ベース部材は第２の係合孔を有し、
前記第２の遮光羽根は、前記ベース部材に対向する面上に、前記第２の係合孔と係合する第３の突起部と、前記第２の突起部が貫通する長孔とを有し、前記第２の突起部の移動によって前記第３の突起部を軸として駆動されることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
【請求項３】
前記押さえ部材を挟んで、前記第１の遮光羽根側とは反対側に、前記光通過開口を通過する光の光量を調節する光量調節ユニットを更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の光制御装置を有することを特徴とする光学機器。

【図１】