光量調整装置
【課題】光量調整装置の光軸方向の寸法を短くしてレンズ鏡筒の薄型化及び光学性能の向上を図ることができる仕組みを提供する。
【解決手段】光量調整装置は、マグネット部１３ｂが同軸に固定されるロータ３と、マグネット部１３ｂの径方向外側に配置される複数のコイル５と、マグネット部の着磁平面の両側に配置され、それぞれマグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、コイルにより励磁されるステータ磁極部を有するヨーク２，７と、フォロア部、及びロータに対して回転可能に支持される回転軸８ａ−１〜８ｆ−１を有する複数の遮光羽根８ａ〜８ｆと、遮光羽根のフォロア部が摺動可能にカム係合するカム部９ａ〜９ｆを有するカム部材９と、を備える。そして、ヨーク２，７、ロータ３及びコイル５により遮光羽根を開閉駆動する駆動ユニットを構成し、ロータ３の回転により、フォロア部がカム部の軌跡に沿って摺動して、遮光羽根が回転軸を支点として開閉動作する。
【解決手段】光量調整装置は、マグネット部１３ｂが同軸に固定されるロータ３と、マグネット部１３ｂの径方向外側に配置される複数のコイル５と、マグネット部の着磁平面の両側に配置され、それぞれマグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、コイルにより励磁されるステータ磁極部を有するヨーク２，７と、フォロア部、及びロータに対して回転可能に支持される回転軸８ａ−１〜８ｆ−１を有する複数の遮光羽根８ａ〜８ｆと、遮光羽根のフォロア部が摺動可能にカム係合するカム部９ａ〜９ｆを有するカム部材９と、を備える。そして、ヨーク２，７、ロータ３及びコイル５により遮光羽根を開閉駆動する駆動ユニットを構成し、ロータ３の回転により、フォロア部がカム部の軌跡に沿って摺動して、遮光羽根が回転軸を支点として開閉動作する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置のレンズ鏡筒に搭載される光量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置のレンズ鏡筒に搭載される光量調整装置としては、例えば図１５に示すものがある（特許文献１）。
【０００３】
この光量調整装置は、ケース部材１１３とカムプレート１１６との間に、ロータリプレート１１４及び複数の絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆが配置される。
【０００４】
絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆに設けられたダボ１１５ａ−１〜１１５ｆ−１は、ロータリプレート１１４の穴部１１４ｄ−１〜１１４ｄ−６に嵌合される。また、絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆに設けられたダボ１１５ａ−２〜１１５ｆ−２（１１５ｂ−２，１１５ｃ−２，１１５ｄ−２は不図示）は、カムプレート１１６のカム穴１１６ｃ〜１１６ｈにカム係合する。
【０００５】
そして、ケース部材１１３に固定された駆動ユニット１１２によりロータリプレート１１４を回転駆動することで、絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆが開閉して絞り開口面積を変化させるように動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１では、ケース部材１１３から駆動ユニット１１２が光軸方向に突出しているため、光量調整装置の光軸方向の寸法が増して光量調整装置が搭載されるレンズ鏡筒の薄型化を妨げる原因になる。
【０００８】
また、ケース部材１１３から光軸方向に突出する駆動ユニット１１２との干渉を避けるためにレンズ鏡筒の一部を切り欠いた場合には、レンズ鏡筒の強度が低下したり、被写体光の乱反射が発生したりして良好な光学性能が得られないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、光量調整装置の光軸方向の寸法を短くしてレンズ鏡筒の薄型化及び光学性能の向上を図ることができる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の光量調整装置は、着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第１ヨークと、前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第２ヨークと、フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される回転軸を有する複数の遮光羽根と、前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、前記第１ヨーク、前記第２ヨーク、前記ロータ、及び前記コイルにより前記遮光羽根を開閉駆動する駆動ユニットを構成し、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光量調整装置の光軸方向の寸法を短くすることができるので、レンズ鏡筒の薄型化及び光学性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の一例である光量調整装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】ロータリプレートを軸方向から見た図である。
【図３】図２を裏面側から見た図である。
【図４】図２の側面図である。
【図５】第１ヨークの斜視図である。
【図６】第２ヨークの斜視図である。
【図７】ロータリプレートの第１ヨークの回転支持部での断面図である。
【図８】第１ヨークと第２ヨークとの軸方向の当接部での断面図である。
【図９】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１０】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１１】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１２】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１３】光量調整装置のカバーシートを取り外した状態で第１ヨーク側から軸方向に見た図である。
【図１４】図１３を裏面側から見た図である。
【図１５】従来の光量調整装置を説明するための分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の一例である光量調整装置を説明するための分解斜視図である。
【００１５】
本実施形態の光量調整装置は、図１に示すように、カバーシート１、第１ヨーク２、ロータリプレート３、ボビン４、コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２、コイルシート６、第２ヨーク７、絞り羽根８ａ〜８ｆ、及びカムプレート９を備える。
【００１６】
本実施形態では、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により絞り羽根８ａ〜８ｆを開閉駆動する駆動ユニットを構成している。
【００１７】
カバーシート１は、絶縁材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２と当接して、外部からヨーク２を絶縁する。また、カバーシート１には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１〜７ｂ−２に嵌合される穴部１ａ−１，１ａ−２が形成されている。
【００１８】
図２はロータリプレート３を軸方向から見た図、図３は図２を裏面側から見た図、図４は図２の側面図である。
【００１９】
図２〜図４に示すように、ロータリプレート３は、非磁性材料で円環状に形成されたプレート本体１３ａと、プレート本体１３ａに対して接着又は圧入等により同軸に固定され、プレート本体１３ａより大径のマグネット部１３ｂとを有する。マグネット部１３ｂは、中心に開口が形成される円盤状に形成される。
【００２０】
マグネット部１３ｂの平面には、周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互にｎ分割（本実施形態では、６０分割）で着磁されている（図１１参照）。すなわち、マグネット部１３ｂには、平面を周方向に分割したＳ極およびＮ極が形成される。マグネット部１３ｂのＳ極およびＮ極が形成される平面が、マグネット部１３ｂの着磁平面となる。
【００２１】
また、マグネット部１３ｂには、軸方向に突出する突起部１２ａ〜１２ｄが周方向に略等間隔で形成されている。突起部１２ａ〜１２ｄは、非磁性材料で形成され、第２ヨーク７の一部と軸方向に当接して第２ヨーク７の軸方向の移動を規制する。
【００２２】
マグネット部１３ｂの材料には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性粉又はフェライト系とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材との混合物を射出成形することにより形成されたプラスチックマグネットを用いている。
【００２３】
これにより、例えばポリアミド樹脂をバインダー材として使用した場合、７８４０Ｎ／ｃｍ2 以上の曲げ強度が得られ、マグネット部１３ｂの軸方向の厚さを薄肉に形成することが可能となる。
【００２４】
マグネット部１３ｂを薄肉に形成することでマグネット部１３ｂの着磁平面の両側に配置される第１ヨーク２と第２ヨーク７との空気間隔を短く設定して、その間の磁気抵抗が小さい磁気回路とすることができる。
【００２５】
プレート本体１３ａには、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１に軸方向に嵌合される穴部３ｂ−１〜３ｂ−６が形成されている。また、プレート本体１３ａには、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、及び突起部３ｃ−１〜３ｃ−６がマグネット部１３ｂの突起部１２ａ〜１２ｄの反対側の面から軸方向に突出して形成されている。突起部３ｃ−１〜３ｃ−６は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６の径方向外側に配置されている。
【００２６】
本実施形態では、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂのみを磁性材料で形成したが、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、穴部３ｂ−１〜３ｂ−６、突起部１２ａ〜１２ｄを非磁性材料で形成し、その他を磁性材料で形成してもよい。
【００２７】
図５は、第１ヨーク２の斜視図である。第１ヨーク２は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成されており、マグネット部１３ｂの着磁平面に対して所定の隙間を介して対向配置される。
【００２８】
第１ヨーク２には、図５に示すように、櫛歯形状の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２、突起部２ａ−１〜２ａ−４、及び穴部２ｂ−１，２ｂ−２が設けられている。
【００２９】
突起部２ａ−１〜２ａ−４は、ボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４に軸方向に挿入される。第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２、及びカバーシート１の穴部１ａ−１，１ａ−２には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２が軸方向に嵌め込まれて位置決めされる。
【００３０】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２の櫛歯の中央の歯は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間した位置に配置される。磁極歯２ｆ−１，２ｆ−２についても同様に、櫛歯の中央の歯の位置は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間した位置に配置される。
【００３１】
また、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、磁極歯２ｅ−１，２ｆ−１の中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。磁極歯２ｅ−２，２ｆ−２についても同様に、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。
【００３２】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。
【００３３】
また、第１ヨーク２を軸方向から見て突起部２ａ−１，２ａ−２，２ａ−３，２ａ−４の中心位相は、磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００３４】
図６は、第２ヨーク７の斜視図である。第２ヨーク７は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２の反対側の位置でマグネット部１３ｂの着磁平面に対して軸方向に所定の隙間を介して対向配置される。
【００３５】
第２ヨーク７には、図６に示すように、櫛歯形状の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２、突起部７ａ−１〜７ａ−４（図１参照）、ビス穴７ｃ−１〜７ｃ−４、位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２（図１参照）、及び穴部７ｇ−１，７ｇ−２が設けられる。
【００３６】
磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２は、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２に対応する位置に配置される。磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向の両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。
【００３７】
位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２は、第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２に嵌合され、穴部７ｇ−１，７ｇ−２には、カムプレート９の位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２が嵌合される。
【００３８】
第２ヨーク７を軸方向から見て、突起部７ａ−１，７ａ−２，７ａ−３，７ａ−４の中心位相は、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００３９】
図１に戻って、ボビン４は、合成樹脂等で円環状に形成されている。ボビン４には、第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４及び第２ヨーク７の突起部７ａ−１〜７ａ−４が軸方向に挿入される中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４を有する突起部４ａ−１〜４ａ−４が第２ヨーク７側に突出して設けられている。なお、図１では、突起部４ａ−４の図示は省略している。
【００４０】
ボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４には、突起部７ａ−１〜７ａ−４の内周面が第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４の外周面に接触した状態で軸方向に挿入される（図８参照）。また、ボビン４の内周部には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２との干渉を回避するための凹部４ｂ−１，４ｂ−２が設けられている。
【００４１】
コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２は、導電性材料で形成され、マグネット部１３ｂの径方向外側でボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に巻回される。コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２に通電することで、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２と第２ヨーク７の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２とを異なる極に励磁する。
【００４２】
コイルシート６ａ〜６ｄは、絶縁性材料で中空状に形成されて、ボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に嵌め込まれる。
【００４３】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、本発明の遮光羽根の一例であり、合成樹脂または金属薄板等で形成される。
【００４４】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に回転可能に嵌合されるダボ８ａ−１〜８ｆ−１、及びカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆに摺動可能にカム係合するダボ８ａ−２〜８ｆ−２（図１４参照）を有する。ここで、ダボ８ａ−１〜８ｆ−１は、本発明の回転軸の一例に相当し、ダボ８ａ−２〜８ｆ−２は、本発明のフォロア部の一例に相当する。
【００４５】
カムプレート９は、本発明のカム部材の一例であり、合成樹脂等で中心に開口が形成される円盤状に形成されている。カムプレート９は、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２が摺動可能にカム係合するカム溝９ａ〜９ｆ、第２ヨーク７の穴部７ｇ−１，７ｇ−２に嵌合される位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２、及びビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４を有する。
【００４６】
なお、ビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４に挿入されたビス１０は、ヨーク７のビス穴７ｃ−１〜7ｃ−４に締結される。ここで、カム溝９ａ〜９ｆは、本発明のカム部の一例に相当する。
【００４７】
図７はロータリプレート３の第１ヨーク２の回転支持部での断面図、図８は第１ヨーク２と第２ヨーク７との軸方向の当接部での断面図である。
【００４８】
図７に示すように、ロータリプレート３は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６が第１ヨーク２の中央穴に回転可能に支持され、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６が第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２の径方向内側位置に軸方向に当接する。
【００４９】
また、図８に示すように、ロータリプレート３は、突起部１２ａ〜１２ｄが第２ヨーク７の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２の径方向内側位置に軸方向に当接する。これにより、ロータリプレート３に対して第１ヨーク２及び第２ヨーク７の一部が軸方向に当接して、ロータリプレート３の軸方向の移動が規制される。
【００５０】
次に、図９〜図１２を参照して、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により構成される駆動ユニット（ステッピングモータ）の駆動例について説明する。
【００５１】
図９では、コイル５ａ−１，５ａ−２を無通電、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を正通電し、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２をＮ極に励磁する。このとき、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２の櫛歯の中心線が一致した位置で停止する。
【００５２】
次に、図９の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２を正通電し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２をＮ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１０に示す状態となる。
【００５３】
次に、図１０の状態で、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を無通電にすると、ロータリプレート３は、マグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２の中心線とが一致する位置まで時計回りに回転し、図１１の状態となる。
【００５４】
次に、図１１の状態で、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を逆通電し、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２をＳ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１２の状態となる。このように、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２との通電を切り替えることによってロータリプレート３が回転する。
【００５５】
次に、図１３及び図１４を参照して、絞り羽根８ａ〜８ｆの動作例について説明する。
図１３は光量調整装置のカバーシート１を取り外した状態で第１ヨーク２側から軸方向に見た図、図１４は図１３を裏面側から見た図である。
【００５６】
図１３及び図１４を参照して、ロータリプレート３が回転すると、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に嵌合された絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１がロータリプレート３の回転に伴って移動する。
【００５７】
このとき、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆの軌跡に沿って摺動し、これにより、絞り羽根８ａ〜８ｆがダボ８ａ−１〜８ｆ−１を支点として開閉動作して絞り開口面積を変化させる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態では、マグネット部１３ｂが同軸に固定されたロータリプレート３、ヨーク２，７、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により駆動ユニットを構成している。
【００５９】
このため、従来のように駆動ユニットが光軸方向に突出することなく、光量調整装置の光軸方向に寸法を短くすることができる。これにより、光量調整装置が搭載されるレンズ鏡筒の薄型化及び光学性能の向上を図ることができる。
【００６０】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２ 第１ヨーク
３ ロータリプレート
５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２ コイル
７ 第２ヨーク
８ａ〜８ｆ 絞り羽根
８ａ−１〜８ｆ−１ ダボ
８ａ−２〜８ｆ−２ ダボ
９ カムプレート
９ａ〜９ｆ カム溝
１３ｂ マグネット部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置のレンズ鏡筒に搭載される光量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置のレンズ鏡筒に搭載される光量調整装置としては、例えば図１５に示すものがある（特許文献１）。
【０００３】
この光量調整装置は、ケース部材１１３とカムプレート１１６との間に、ロータリプレート１１４及び複数の絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆが配置される。
【０００４】
絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆに設けられたダボ１１５ａ−１〜１１５ｆ−１は、ロータリプレート１１４の穴部１１４ｄ−１〜１１４ｄ−６に嵌合される。また、絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆに設けられたダボ１１５ａ−２〜１１５ｆ−２（１１５ｂ−２，１１５ｃ−２，１１５ｄ−２は不図示）は、カムプレート１１６のカム穴１１６ｃ〜１１６ｈにカム係合する。
【０００５】
そして、ケース部材１１３に固定された駆動ユニット１１２によりロータリプレート１１４を回転駆動することで、絞り羽根１１５ａ〜１１５ｆが開閉して絞り開口面積を変化させるように動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０２３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１では、ケース部材１１３から駆動ユニット１１２が光軸方向に突出しているため、光量調整装置の光軸方向の寸法が増して光量調整装置が搭載されるレンズ鏡筒の薄型化を妨げる原因になる。
【０００８】
また、ケース部材１１３から光軸方向に突出する駆動ユニット１１２との干渉を避けるためにレンズ鏡筒の一部を切り欠いた場合には、レンズ鏡筒の強度が低下したり、被写体光の乱反射が発生したりして良好な光学性能が得られないという問題がある。
【０００９】
そこで、本発明は、光量調整装置の光軸方向の寸法を短くしてレンズ鏡筒の薄型化及び光学性能の向上を図ることができる仕組みを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の光量調整装置は、着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第１ヨークと、前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第２ヨークと、フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される回転軸を有する複数の遮光羽根と、前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、前記第１ヨーク、前記第２ヨーク、前記ロータ、及び前記コイルにより前記遮光羽根を開閉駆動する駆動ユニットを構成し、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光量調整装置の光軸方向の寸法を短くすることができるので、レンズ鏡筒の薄型化及び光学性能の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の一例である光量調整装置を説明するための分解斜視図である。
【図２】ロータリプレートを軸方向から見た図である。
【図３】図２を裏面側から見た図である。
【図４】図２の側面図である。
【図５】第１ヨークの斜視図である。
【図６】第２ヨークの斜視図である。
【図７】ロータリプレートの第１ヨークの回転支持部での断面図である。
【図８】第１ヨークと第２ヨークとの軸方向の当接部での断面図である。
【図９】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１０】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１１】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１２】駆動ユニットの駆動例を説明するための図である。
【図１３】光量調整装置のカバーシートを取り外した状態で第１ヨーク側から軸方向に見た図である。
【図１４】図１３を裏面側から見た図である。
【図１５】従来の光量調整装置を説明するための分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施形態の一例である光量調整装置を説明するための分解斜視図である。
【００１５】
本実施形態の光量調整装置は、図１に示すように、カバーシート１、第１ヨーク２、ロータリプレート３、ボビン４、コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２、コイルシート６、第２ヨーク７、絞り羽根８ａ〜８ｆ、及びカムプレート９を備える。
【００１６】
本実施形態では、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により絞り羽根８ａ〜８ｆを開閉駆動する駆動ユニットを構成している。
【００１７】
カバーシート１は、絶縁材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２と当接して、外部からヨーク２を絶縁する。また、カバーシート１には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１〜７ｂ−２に嵌合される穴部１ａ−１，１ａ−２が形成されている。
【００１８】
図２はロータリプレート３を軸方向から見た図、図３は図２を裏面側から見た図、図４は図２の側面図である。
【００１９】
図２〜図４に示すように、ロータリプレート３は、非磁性材料で円環状に形成されたプレート本体１３ａと、プレート本体１３ａに対して接着又は圧入等により同軸に固定され、プレート本体１３ａより大径のマグネット部１３ｂとを有する。マグネット部１３ｂは、中心に開口が形成される円盤状に形成される。
【００２０】
マグネット部１３ｂの平面には、周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互にｎ分割（本実施形態では、６０分割）で着磁されている（図１１参照）。すなわち、マグネット部１３ｂには、平面を周方向に分割したＳ極およびＮ極が形成される。マグネット部１３ｂのＳ極およびＮ極が形成される平面が、マグネット部１３ｂの着磁平面となる。
【００２１】
また、マグネット部１３ｂには、軸方向に突出する突起部１２ａ〜１２ｄが周方向に略等間隔で形成されている。突起部１２ａ〜１２ｄは、非磁性材料で形成され、第２ヨーク７の一部と軸方向に当接して第２ヨーク７の軸方向の移動を規制する。
【００２２】
マグネット部１３ｂの材料には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性粉又はフェライト系とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材との混合物を射出成形することにより形成されたプラスチックマグネットを用いている。
【００２３】
これにより、例えばポリアミド樹脂をバインダー材として使用した場合、７８４０Ｎ／ｃｍ2 以上の曲げ強度が得られ、マグネット部１３ｂの軸方向の厚さを薄肉に形成することが可能となる。
【００２４】
マグネット部１３ｂを薄肉に形成することでマグネット部１３ｂの着磁平面の両側に配置される第１ヨーク２と第２ヨーク７との空気間隔を短く設定して、その間の磁気抵抗が小さい磁気回路とすることができる。
【００２５】
プレート本体１３ａには、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１に軸方向に嵌合される穴部３ｂ−１〜３ｂ−６が形成されている。また、プレート本体１３ａには、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、及び突起部３ｃ−１〜３ｃ−６がマグネット部１３ｂの突起部１２ａ〜１２ｄの反対側の面から軸方向に突出して形成されている。突起部３ｃ−１〜３ｃ−６は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６の径方向外側に配置されている。
【００２６】
本実施形態では、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂのみを磁性材料で形成したが、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、穴部３ｂ−１〜３ｂ−６、突起部１２ａ〜１２ｄを非磁性材料で形成し、その他を磁性材料で形成してもよい。
【００２７】
図５は、第１ヨーク２の斜視図である。第１ヨーク２は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成されており、マグネット部１３ｂの着磁平面に対して所定の隙間を介して対向配置される。
【００２８】
第１ヨーク２には、図５に示すように、櫛歯形状の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２、突起部２ａ−１〜２ａ−４、及び穴部２ｂ−１，２ｂ−２が設けられている。
【００２９】
突起部２ａ−１〜２ａ−４は、ボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４に軸方向に挿入される。第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２、及びカバーシート１の穴部１ａ−１，１ａ−２には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２が軸方向に嵌め込まれて位置決めされる。
【００３０】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２の櫛歯の中央の歯は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間した位置に配置される。磁極歯２ｆ−１，２ｆ−２についても同様に、櫛歯の中央の歯の位置は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間した位置に配置される。
【００３１】
また、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、磁極歯２ｅ−１，２ｆ−１の中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。磁極歯２ｅ−２，２ｆ−２についても同様に、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。
【００３２】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。
【００３３】
また、第１ヨーク２を軸方向から見て突起部２ａ−１，２ａ−２，２ａ−３，２ａ−４の中心位相は、磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００３４】
図６は、第２ヨーク７の斜視図である。第２ヨーク７は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２の反対側の位置でマグネット部１３ｂの着磁平面に対して軸方向に所定の隙間を介して対向配置される。
【００３５】
第２ヨーク７には、図６に示すように、櫛歯形状の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２、突起部７ａ−１〜７ａ−４（図１参照）、ビス穴７ｃ−１〜７ｃ−４、位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２（図１参照）、及び穴部７ｇ−１，７ｇ−２が設けられる。
【００３６】
磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２は、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２に対応する位置に配置される。磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向の両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。
【００３７】
位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２は、第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２に嵌合され、穴部７ｇ−１，７ｇ−２には、カムプレート９の位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２が嵌合される。
【００３８】
第２ヨーク７を軸方向から見て、突起部７ａ−１，７ａ−２，７ａ−３，７ａ−４の中心位相は、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００３９】
図１に戻って、ボビン４は、合成樹脂等で円環状に形成されている。ボビン４には、第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４及び第２ヨーク７の突起部７ａ−１〜７ａ−４が軸方向に挿入される中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４を有する突起部４ａ−１〜４ａ−４が第２ヨーク７側に突出して設けられている。なお、図１では、突起部４ａ−４の図示は省略している。
【００４０】
ボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４には、突起部７ａ−１〜７ａ−４の内周面が第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４の外周面に接触した状態で軸方向に挿入される（図８参照）。また、ボビン４の内周部には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２との干渉を回避するための凹部４ｂ−１，４ｂ−２が設けられている。
【００４１】
コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２は、導電性材料で形成され、マグネット部１３ｂの径方向外側でボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に巻回される。コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２に通電することで、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２と第２ヨーク７の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２とを異なる極に励磁する。
【００４２】
コイルシート６ａ〜６ｄは、絶縁性材料で中空状に形成されて、ボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に嵌め込まれる。
【００４３】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、本発明の遮光羽根の一例であり、合成樹脂または金属薄板等で形成される。
【００４４】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に回転可能に嵌合されるダボ８ａ−１〜８ｆ−１、及びカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆに摺動可能にカム係合するダボ８ａ−２〜８ｆ−２（図１４参照）を有する。ここで、ダボ８ａ−１〜８ｆ−１は、本発明の回転軸の一例に相当し、ダボ８ａ−２〜８ｆ−２は、本発明のフォロア部の一例に相当する。
【００４５】
カムプレート９は、本発明のカム部材の一例であり、合成樹脂等で中心に開口が形成される円盤状に形成されている。カムプレート９は、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２が摺動可能にカム係合するカム溝９ａ〜９ｆ、第２ヨーク７の穴部７ｇ−１，７ｇ−２に嵌合される位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２、及びビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４を有する。
【００４６】
なお、ビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４に挿入されたビス１０は、ヨーク７のビス穴７ｃ−１〜7ｃ−４に締結される。ここで、カム溝９ａ〜９ｆは、本発明のカム部の一例に相当する。
【００４７】
図７はロータリプレート３の第１ヨーク２の回転支持部での断面図、図８は第１ヨーク２と第２ヨーク７との軸方向の当接部での断面図である。
【００４８】
図７に示すように、ロータリプレート３は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６が第１ヨーク２の中央穴に回転可能に支持され、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６が第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２の径方向内側位置に軸方向に当接する。
【００４９】
また、図８に示すように、ロータリプレート３は、突起部１２ａ〜１２ｄが第２ヨーク７の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２の径方向内側位置に軸方向に当接する。これにより、ロータリプレート３に対して第１ヨーク２及び第２ヨーク７の一部が軸方向に当接して、ロータリプレート３の軸方向の移動が規制される。
【００５０】
次に、図９〜図１２を参照して、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により構成される駆動ユニット（ステッピングモータ）の駆動例について説明する。
【００５１】
図９では、コイル５ａ−１，５ａ−２を無通電、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を正通電し、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２をＮ極に励磁する。このとき、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２の櫛歯の中心線が一致した位置で停止する。
【００５２】
次に、図９の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２を正通電し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２をＮ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１０に示す状態となる。
【００５３】
次に、図１０の状態で、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を無通電にすると、ロータリプレート３は、マグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２の中心線とが一致する位置まで時計回りに回転し、図１１の状態となる。
【００５４】
次に、図１１の状態で、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を逆通電し、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２をＳ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１２の状態となる。このように、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２との通電を切り替えることによってロータリプレート３が回転する。
【００５５】
次に、図１３及び図１４を参照して、絞り羽根８ａ〜８ｆの動作例について説明する。
図１３は光量調整装置のカバーシート１を取り外した状態で第１ヨーク２側から軸方向に見た図、図１４は図１３を裏面側から見た図である。
【００５６】
図１３及び図１４を参照して、ロータリプレート３が回転すると、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に嵌合された絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１がロータリプレート３の回転に伴って移動する。
【００５７】
このとき、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆの軌跡に沿って摺動し、これにより、絞り羽根８ａ〜８ｆがダボ８ａ−１〜８ｆ−１を支点として開閉動作して絞り開口面積を変化させる。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態では、マグネット部１３ｂが同軸に固定されたロータリプレート３、ヨーク２，７、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により駆動ユニットを構成している。
【００５９】
このため、従来のように駆動ユニットが光軸方向に突出することなく、光量調整装置の光軸方向に寸法を短くすることができる。これにより、光量調整装置が搭載されるレンズ鏡筒の薄型化及び光学性能の向上を図ることができる。
【００６０】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００６１】
２ 第１ヨーク
３ ロータリプレート
５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２ コイル
７ 第２ヨーク
８ａ〜８ｆ 絞り羽根
８ａ−１〜８ｆ−１ ダボ
８ａ−２〜８ｆ−２ ダボ
９ カムプレート
９ａ〜９ｆ カム溝
１３ｂ マグネット部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、
前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、
前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第１ヨークと、
前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第２ヨークと、
フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される回転軸を有する複数の遮光羽根と、
前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、
前記第１ヨーク、前記第２ヨーク、前記ロータ、及び前記コイルにより前記遮光羽根を開閉駆動する駆動ユニットを構成し、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記ロータに対して前記第１ヨーク、及び前記第２ヨークの一部が軸方向に当接することを特徴とする請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記第１ヨーク、及び前記第２ヨークは、それぞれ前記ステータ磁極部の径方向内側位置で前記ロータに対して軸方向に当接することを特徴とする請求項２に記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記ロータは、前記第１ヨークに回転可能に支持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光量調整装置。
【請求項１】
着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、
前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、
前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第１ヨークと、
前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有する第２ヨークと、
フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される回転軸を有する複数の遮光羽根と、
前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、
前記第１ヨーク、前記第２ヨーク、前記ロータ、及び前記コイルにより前記遮光羽根を開閉駆動する駆動ユニットを構成し、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記ロータに対して前記第１ヨーク、及び前記第２ヨークの一部が軸方向に当接することを特徴とする請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記第１ヨーク、及び前記第２ヨークは、それぞれ前記ステータ磁極部の径方向内側位置で前記ロータに対して軸方向に当接することを特徴とする請求項２に記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記ロータは、前記第１ヨークに回転可能に支持されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光量調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２２６１３１（Ｐ２０１２−２２６１３１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３９５６（Ｐ２０１１−９３９５６）
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２０日（２０１１．４．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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