光量調節装置、撮像光学ユニットおよび撮像装置
【課題】 マグネットロータにより複数の遮光部材をそれぞれ駆動する駆動手段の位置決め精度が悪いと、互いに影響を及ぼし合ことがあった。
【解決手段】 光量を制御するシャッタ羽根３と絞り羽根４と、磁気回路により電磁的駆動力を得てシャッタ羽根３と絞り羽根４をそれぞれ駆動する駆動手段５、５´と、前記シャッタ羽根３と絞り羽根４、及び複数の駆動手段５、５´を取付けるベース部材１とを備え、前記複数の各駆動手段５、５´の前記磁気回路を構成するヨークＹ、Ｙ´をベース部材１により構成している。
【解決手段】 光量を制御するシャッタ羽根３と絞り羽根４と、磁気回路により電磁的駆動力を得てシャッタ羽根３と絞り羽根４をそれぞれ駆動する駆動手段５、５´と、前記シャッタ羽根３と絞り羽根４、及び複数の駆動手段５、５´を取付けるベース部材１とを備え、前記複数の各駆動手段５、５´の前記磁気回路を構成するヨークＹ、Ｙ´をベース部材１により構成している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラなどに用いられる光量調節装置に関し、例えば絞り動作を行う絞り羽根と露光動作を行うシャッタ羽根を備えた光量調節装置、この光量調節装置を備えた撮像光学ユニットおよびこの撮像光学ユニットを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話に用いられるカメラ用シャッタ装置や絞り装置などの光量調節装置は、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話の小型化、薄型化に伴って、小型化、薄型化の要請が益々強まってきている。
【０００３】
その中で、小型化を意図した従来の光量調節装置として、露出用の開口部を開閉するシャッタ羽根と開口部の絞りを行う絞り羽根とを別々備えた絞り兼用シャッタにおいて、露出開口を備えた地板に２枚の絞り羽根を所定距離相対的に移動可能に支持し、また、前記２枚の絞り羽根で形成される絞り開口を１枚のシャッタで開閉する構成を有すると共に、さらに２枚の絞り羽根を駆動する駆動源とシャッタを駆動する駆動源を別々に有し、これらの駆動源を所謂ムービングマグネットモータから構成しているものが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、駆動源を上述の例とは別な形態とする光量調節装置として、露出開口を備えた地板に対し、２枚の開き用シャッタを所定の距離を相対的に移動可能に支持させると共に、該開き用シャッタに前記露出開口を介して対向する位置に２枚の閉じ用シャッタを所定の距離を相対的に移動可能に支持させ、該閉じ用シャッタ、および該開き用シャッタを駆動する駆動源を別々に持っている構成としたものが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
これらの駆動源は、外周面を二分するように異なる磁極（Ｎ極及びＳ極）に着磁され、所定の角度範囲を回動するロータと、励磁用のコイルと、ロータの外周面に対向するように配置され、異なる磁極を発生し得る二つの磁極を有する二股状に形成された平板形状のヨークから構成されている。
【特許文献１】特開２００２−１３９７６８公報
【特許文献２】特開２００３−１８６０７９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来の光量調節装置において、ヨーク部材の位置精度のバラツキにより、一方の電磁アクチュエータの磁気が他方の電磁アクチュエータに作用し、例えば、前述したようにシャッタ羽根駆動用アクチュエータ及び絞り羽根駆動用アクチュエータの作動開始位置、及び所定距離回動した作動終了位置において、コイルへの通電を切ってもその位置を保持するようにヨークとロータ間に働く磁気吸引力が作用しているが、その磁気吸引力を弱めるような力が働き、作動開始位置、作動終了位置を維持できなくなる場合があり、個々のヨーク位置を後加工で調整することがあった。
【０００７】
また、上記先行技術に開示された光量調節装置において、前者の光量調節装置は、駆動源として所謂ムービングマグネット方式のモータを使用しており、ロータとコイルの構造の関係上、どうしても背が高くならざるをうえなく、装置の薄型化には不向きである。
【０００８】
さらに、後者の光量調節装置の駆動源は、平板状のヨークを使用している関係上、ムービングマグネット方式のモータに比べて背が低くはなっているが、駆動源を載置している地板がモールドで形成されており、強度を保つ為には所定の厚みが必要となり、結果として装置の薄型化に限界があった。
【０００９】
本出願に係る発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、複数のヨークなどから構成される複数の磁気回路に対し、磁気バランスが最適な位置に位置決めすることができる光量調節装置の提供を目的とする。
【００１０】
また、上記した目的に加えて、装置全体の小型化、特に薄型化を図ることができ、さらに安価な光量調節装置の提供を目的とすることにある。
【００１１】
さらに、光量調節装置の厚みを薄くする事により、これらを含むレンズユニットを薄型化する撮像光学ユニット、およびデジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの撮像装置の小型化、薄型化を図る撮像装置の提供を目的とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的を実現する光量調節装置は、請求項１に記載のように、光量を制御する複数の遮光部材と、磁気回路により電磁的駆動力を得て前記複数の遮光部材をそれぞれ駆動する複数の駆動手段と、少なくとも前記複数の遮光部材を取付けるベース部材とを備えた光量調節装置において、前記複数の各駆動手段の前記磁気回路を構成するヨークは、共通の板材により構成していることを特徴とする。
【００１３】
前記共通の板材は前記ベース部材の一部を兼ねることを特徴とする。
【００１４】
前記ベース部材には撮像光を透過する円形の開口が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
前記駆動手段は、少なくとも周方向に２極に着磁されたマグネットと、該マグネットの円周方向に配置された前記ヨークと、前記ヨークの一部に嵌着され、コイルが巻回されたボビンと、から構成されていることを特徴とする。
【００１６】
前記複数の遮光部材は、シャッタ部材同士の組み合わせ、絞り部材同士の組み合わせ、あるいはシャッタ部材と絞り部材との組み合わせであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の目的を実現する撮像光学ユニットは、請求項６に記載のように、上記の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とをユニット化し、前記ベース部材のヨークの少なくとも一部が、前記ヨークに最も近接する前記撮像光学系のレンズの外周より、光軸中心側に入り込んでいることを特徴とする。
【００１８】
本発明の目的を実現する撮像装置は、請求項７、８に記載のように、上記の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とを備えた構成、あるいは上記の撮像光学ユニットを有した構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光量調節装置によれば、複数の駆動手段ごとに複数のヨークを使用する場合に比べ部品の共用化、削減化が図れ、より安価な装置を提供できる。
【００２０】
また、従来はベース部材に複数の駆動手段を取り付けており、組み付け位置精度が狂うと複数の駆動手段間で磁気的な干渉が働き、駆動性能に影響が出る為、個々のヨーク位置を調整していたが、複数の駆動手段のヨークを共通の板材にて形成することにより組み込むので、位置精度は部品加工精度によるだけとなり、調整等の必要がない。
【００２１】
また、前記ヨークは前記ベース部材の一部として構成できるので、その部分の、ベース部材の厚み分を省くことができ、装置のより薄型化を図ることができる。
【００２２】
また、一つの部品で複数のシャッタ、絞り駆動用手段の磁気回路を構成することにより、一つの部品の加工精度により複数の駆動手段の位置決めができ、機械的にも磁気的にも駆動手段相互の位置を最適な位置に設定することができる。
【００２３】
本発明による撮像光学ユニットによれば、上記した効果に加え、さらにヨークの一部を光量調節装置に最も近接するレンズの外周より光軸中心側に入りこませるように配置する事により、撮像光学ユニットの小型化、薄型化が図られる。
【００２４】
本発明による撮像装置によれば、上記した効果に加え、さらに搭載する光量調節装置および撮像光学ユニットの薄型化により、撮像装置の薄型化および小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１から図５は本発明の第一の実施例を示す。
【００２６】
図１は後述するカバー板を取り外した状態の光量調節装置の平面図であり、シャッタ羽根は閉状態、光線の光量を制限する絞り羽根は開状態を示している。図２は図１からシャッタ羽根と絞り羽根を取り除いた状態の平面図である。図３はシャッタ羽根と絞り羽根の両方が開いた状態を示し、図４はシャッタ羽根が開状態で絞り羽根が閉状態を示し、図５ａはカバーをベース部材に取付けた状態を示す平面図、図５ｂは図５ａのA-A線に沿った断面図である。
【００２７】
本実施例は、図１から図５に示すように、撮影光を透過する開口２がヨークを兼用するベース部材１に設けられる。ベース部材１は純鉄、電磁ステンレス、パーマロイ、ケイ素鋼板等の強磁性体の材料からなるヨーク用の材料からなる板材をプレス加工等により所定の形状に形成される。
【００２８】
このベース部材１は、中心線Ｌ1を中心として図１、図２中、左右に略軸線対称に形成され、左部分に示す要素と同じ要素の右部分の符号は同じ数字とし、´を付して区別する。
【００２９】
ベース部材１には、磁極部１ａと１ｂとが磁気的に略コの字形状をなすように形成されたヨークＹ、同様に磁極部１ａ´と１ｂ´とが略コの字形状をなすように形成されたヨークＹ´を有している。対向する磁極部１ａと１ｂ間、及び磁極部１ａ´と１ｂ´間の中心には、シャッタ羽根３、及び絞り羽根４を所定の角度回動駆動するロータ５、５´が所定間隙を介して回転可能にそれぞれ支持されている。左側のロータ５は前記ベース部材１に適当な方法で取り付けられる図５ｂに示す軸受け部材７上に形成された軸７ａに回転可能に支持される。
【００３０】
更に、前記左右の各磁極部１ｂ、１ｂ´は、ロータ５、５´との対向する面積を増やすため、円弧状に切り曲げされ、ロータ５、５´の外周面の高さと同程度の幅で立ち上がっている。また、対向する各磁極部１ａ、１ａ´には、励磁するコイル８、８´が巻回されたボビン６、６´がそれぞれ挿入され、ボビン６、６´にはそれぞれ出力端子である端子９、９´が備えられている。
【００３１】
前記磁極部１ａ、１ａ´には、図５ｂに示すように、前記ロータ５との対向する面積を増やすため、ロータ５の外周面の高さと同程度の高さになるように磁極部１ａ、１ａ´と同形状で所定の厚さの平板１ｊがカシメ、接着等の適切な手段で固定されている。
【００３２】
シャッタ羽根３、絞り羽根４の回動支持構造
シャッタ羽根３、絞り羽根４の回動支持構造は以下のようになっている。前記シャッタ羽根３は、前記ベース部材１の下部に固定された軸受け部材７から突出するように形成された軸７ｂに前記シャッタ羽根３の穴３ａが嵌合して回動中心をなすとともに、該軸７ｂは前記ベース部材１上に形成された穴１ｅを貫通し、前記ベース部材１上でシャッタ羽根３の穴３ａと嵌合し、結果、前記シャッタ羽根３は所定の角度を回動可能に支持される。前記ベース部材１上には前記シャッタ羽根３の回動に対応して開き位置、閉じ位置を規定するストッパー１ｄ、１ｃが切り曲げ等の方法で一体的に形成される。
【００３３】
前記絞り羽根４は、同様に前記ベース部材１の下部に固定された不図示の軸受け部材７´から突出するように形成された軸７ｂ´に前記絞り羽根４の穴４ａが嵌合し回動中心をなすとともに、該軸７ｂ´は前記ベース部材１上に形成された穴１ｅ´を貫通し、前記ベース部材１上で絞り羽根４の穴４ａ´と嵌合し、結果、前記絞り羽根４は所定の角度を回動可能に支持される。前記ベース部材１上には前記絞り羽根４の回動に対応して開き位置、閉じ位置を規定するストッパー１ｄ´、１ｃ´が切り曲げ等の方法で一体的に形成される。
【００３４】
前記シャッタ羽根３は、前述のように穴３ａが軸７ｂ上で回動可能に支持されるが、一方では、前記ロータ５と一体的に形成された駆動ピン５ａが前記シャッタ羽根３に形成された長溝形状の長穴３ｂに遊嵌している。また、前記シャッタ羽根３の先端は前記開口２を覆うだけの面積を有している。シャッタ羽根３と絞り羽根４は、遮光性と潤滑性を有し、厚さ0.03〜0.15ｍｍの熱可塑性プラスチックシートをプレス加工して形成される。
【００３５】
前記絞り羽根４は、前述のように穴４ａが軸７ｂ´上で回動可能に支持されるが、一方では、前記ロータ５´と一体的に形成された駆動ピン５ａ´が前記絞り羽根４に形成された長溝形状の長穴４ｂ´に遊嵌している。また、前記絞り羽根４の先端には前記開口２より小さい小絞り用の開口４ｃが形成されている。
【００３６】
前記ベース部材１には、穴１ｇ、１ｇ´、１ｆが設けられている。穴１ｇ、１ｇ´はこの光量調節装置を不図示のカメラ本体に取り付けるためのものであり、位置決め穴１ｆはカバー部材１０を取り付け固定するためのものである。
【００３７】
前記カバー１部材０は、シャッタ羽根３、絞り羽根４の可動領域を覆い、シャッタ羽根３、絞り羽根４の浮き上がりを防止する。カバー部材１０は金属ないしプラスチックの薄板からなり、ベース部材１上の位置きめ穴１ｆに適切な方法で固定され、下辺は図５ａに示すごとくベース部材１に爪部１０ａが係合し、ベース部材１に対しカバー１０の可撓性によりにより嵌め合い固定される。
【００３８】
次に、本実施例の光量調節装置の作動について説明する。
【００３９】
まず、不図示のカメラのシャッタレリーズボタンが押される前は、図３のようにシャッタ羽根３及び絞り羽根４とも、それぞれの羽根は重なって開口部２から退避している。
【００４０】
この状態において、シャッタ羽根駆動装置を構成する左側のシャッタ羽根用のロータ５は、図３に示すように、磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働いており、シャッタ羽根３はストッパー１ｄにより係止され、開状態が維持されている。一方、絞り羽根駆動装置を構成する右側の絞り羽根用のロータ５´は、図３に示すように、磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働いており、絞り羽根４はストッパー１ｄ´により係止され、開状態が維持されている。
【００４１】
次に、レリーズボタンが押されると、不図示の撮像素子はそれまで蓄積した電荷を放出し、その後所定露光量の電荷を蓄積した後、シャッタ羽根３を閉じて露光を終了し、その後蓄積した電荷の転送を行う。
【００４２】
その時、不図示の駆動回路によりコイル８に通電されると、前記磁極部１ａ、１ｂはそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５は反時計方向に回動し始める。ロータ５の反時計方向への回動に伴ってロータ５に一体的に設けられた駆動ピン５ａも反時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａは回動に伴って前記シャッタ羽根３に形成された長溝３ａの図４中右側の内壁部分を反時計方向に押圧し、シャッタ羽根３は軸７ｂを回動中心とし、時計方向に回動し開口２を閉鎖し、図１に示す状態に至る。
【００４３】
シャッタ羽根３の閉鎖状態において、前記コイル８への通電を切ってもロータ５は磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働き、その力によりシャッタ羽根３も時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｃに係止され閉状態が維持される。
【００４４】
この時、前記シャッタ羽根３と絞り羽根４は全開状態から全閉状態までのどの位置でも必ず重なっており羽根同士が干渉することはない。
【００４５】
次に、撮像素子の電荷の転送が終了すると、シャッタ羽根３は再び開放する。このときシャッタ羽根用の駆動手段は、シャッタ閉鎖動作時と反対方向に駆動ピン5ａを駆動する。その動作は今まで述べてきた、全開から全閉の動作と逆の動作を行い全開となる。
【００４６】
次に絞り羽根４の動作について説明する。
【００４７】
不図示の露出制御機構により露光量が決まるとその時、不図示の駆動回路によりコイル８´に通電されると前記磁極部１ａ´、１ｂ´はそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５´は時計方向に回動し始める。ロータ５´の回動に伴ってロータ５´に一体的に設けられた駆動ピン５ａ´も時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａ´は回動に伴って前記絞り羽根４に形成された長溝４ｂ´の図４中左側の内壁部分を時計方向に押圧し、絞り羽根４は軸７ｂ´を回動中心とし、反時計方向に回動し開口２を図４に示すように小絞り径４ｃに制限する。
【００４８】
閉鎖状態においては前記コイル８´への通電を切ってもロータ５´は磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働き、その力により絞り羽根４も反時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｃ´に係止され閉状態が維持される。
【００４９】
この時、前記シャッタ羽根３と絞り羽根４は全開状態から全閉状態までのどの位置でも必ず重なっており羽根同士が干渉することはない。
【００５０】
また、本実施例の光量調節装置にあっては、図５ｂに示すように、ボビン６の厚みがカバー部材１０を取付けた状態での光量調節装置の厚みと略同じに形成され、またボビン６の端子９は最外周位置に配置されているので、この端子９が多少厚み方向に突出していても、この端子９よりも内側部分ではこの光量調節装置の表裏面から厚み方向に突出するものがない。
【００５１】
本実施例においては、ヨークを兼用したベース部材１に二つのアクチュエータを搭載し、一方をシャッタ羽根駆動用アクチュエータとして、他方を絞り羽根駆動用アクチュエータとする構成としたが、二つともシャッタ羽根駆動用アクチュエータとしても良い。このような構成をとればシャッタ羽根の開口を覆う面積を少なくすることができ、即ち一つにシャッタ羽根の移動距離を少なくすることができシャッタスピードが上がる。また、二つとも絞り羽根駆動用アクチュエータとしても良い、すなわち一方の絞り羽根には小絞り用開口を設け、他方の絞り羽根には中絞り用の開口を設け、所謂３段絞り装置とすることにより露出精度を上げることができる。
【００５２】
なお、本実施例において、複数のヨークＹ、Ｙ´を共通の板材としてベース部材１を兼用しているが、この板材をベース部材１と別部材としても良い。
【００５３】
第二の実施例
図６および図７は第二の実施例を示す。本
本第二の実施例は、光量調節装置として２枚のシャッタ羽根を備えたシャッタ装置としたもので、図６は第1のシャッタ羽根２０および第2のシャッタ羽根２１の待機状態を示しており、図７は第1のシャッタ羽根２０および第2のシャッタ羽根２１により開口２が閉鎖された状態を示している。基本的な構成として第一の実施例と異なる点は、第一の実施例における絞り羽根４に代えて第二のシャッタ羽根２１を配置し、第１のシャッタ羽根２０と第二のシャッタ羽根２１には、開口２を囲むように切欠部２０ｂ、２１ｂが形成されている点にあり、その他の部材は図１から図5に示した部材と同様であり、説明を省く。
【００５４】
次に、この実施例のシャッタ装置の作動方法について説明する。
【００５５】
まず、不図示のカメラのシャッタレリーズボタンが押される前は、図６のように第1及び第2のシャッタ羽根２０、２１、それぞれの羽根の一部が重なって開口部２から退避し、各羽根２０，２１の切欠部２０ｂ、２１ｂが開口２取り囲むように位置している。
【００５６】
この状態において、第１のシャッタ羽根２０の羽根駆動部分では、ロータ５は図６のように、磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働いており、第１のシャッタ羽根２０はストッパー１ｃにより係止され、開状態が維持されている。
【００５７】
一方、第２のシャッタ羽根２１の羽根駆動部分では、ロータ５´は図６のように、磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働いており、第１のシャッタ羽根２１はストッパー１ｄ´により係止され、開状態が維持されている。
【００５８】
次に、レリーズボタンが押されると、撮像素子はそれまで蓄積した電荷を放出し、その後所定露光量の電荷を蓄積した後、シャッタ羽根群を閉じて露光を終了し、その後蓄積した電荷の転送を行う。
【００５９】
その時、不図示の駆動回路によりコイル８に通電されると前記磁極部１ａ、１ｂはそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５は時計方向に回動し始める。ロータ５の回動に伴ってロータ５に一体的に設けられた駆動ピン５ａも時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａは回動に伴って前記第１のシャッタ羽根２０に形成された長溝２０ａの図７中左側の内壁部分を時計方向に押圧し、第１のシャッタ羽根２０は軸７ｂを回動中心とし、反時計方向に回動し開口２を閉鎖し、図７に示す状態に至る。
【００６０】
一方、不図示の駆動回路によりコイル８への通電と同時にコイル８´に通電され、それとともに前記磁極部１ａ´、１ｂ´はそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５´は時計方向に回動し始める。ロータ５´の回動に伴ってロータ５に一体的に設けられた駆動ピン５ａ´も時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａ´は回動に伴って前記第2のシャッタ羽根２１に形成された長溝２１ａの図７中左側の内壁部分を時計方向に押圧し、第2のシャッタ羽根２１は軸７ｂを回動中心とし、反時計方向に回動し開口２を閉鎖し、図７に示す状態に至る。
【００６１】
閉鎖状態において、前記コイル８への通電を切ってもロータ５は磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働き、その力により第１のシャッタ羽根２０も反時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｄに係止され閉状態が維持される。
【００６２】
また、同様に前記コイル８´への通電を切ってもロータ５´は磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働き、その力により第２のシャッタ羽根２０も反時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｃ´に係止され閉状態が維持される。
【００６３】
この時、前記第1と第２のシャッタ羽根２０，２１は全開状態から全閉状態までのどの位置でも必ず重なっており、羽根同士が干渉することはない。
【００６４】
次に、撮像素子の電荷の転送が終了すると、第1と第２のシャッタ羽根２０，２１は再び開放する。その動作は今まで述べてきた、全開から全閉の動作と逆の動作を行い全開となる。
【００６５】
以上のように、本第一および第二の実施例においては、ヨークを兼用したベース１に二つの電磁アクチュエータを搭載し、第一の実施例では一方をシャッタ羽根駆動用アクチュエータとして、他方を絞り羽根駆動用アクチュエータとし、第二の実施例では両方をシャッタ羽根駆動用アクチュエータとし、複数（これらの実施例では２つ）の電磁アクチュエータの磁気回路をそれぞれ構成するヨークは共通のヨークとしてのベース部材１を使用する構成にした。
【００６６】
このため、二つの電磁アクチュエータの位置精度は、1枚のベース部材１にプレス加工等により一体的に形成される共通ヨークの機械加工精度に依存することになり、従来の光量調節装置のように、ベース部材に取付けられるヨークの取付け位置精度のバラツキにより、一方の電磁アクチュエータの磁気が他方の電磁アクチュエータに作用し、例えば、前述したようにシャッタ羽根駆動用アクチュエータ及び絞り羽根駆動用アクチュエータの作動開始位置、あるいは所定距離回動した作動終了位置において、コイルへの通電を切ってもその位置を保持するようにヨークとロータ間に働くので磁気吸引力が作用しているが、その磁気吸引力を弱めるような力が働き、作動開始位置、作動終了位置を維持できなくなるといった弊害を防止できる。そして従来例では、個々のヨーク位置を後加工で調整していたが、本第一および第二の実施例においては、ヨークの絶対位置、相対位置が機械加工精度により決まるので、磁気回路上、磁気バランスが最適な位置に位置決めすることができた。
【００６７】
また、第二の実施例に述べた第1のシャッタ羽根と第2のシャッタ羽根の代わりに二つとも絞り羽根駆動用アクチュエータとしても良い、すなわち第1のシャッタ羽根の代わりに小絞り用開口を持った第1の絞り羽根を設け、他方の第2のシャッタ羽根の代わりに中絞り用の開口を持った第2の絞り羽根を設け、所謂３段絞り装置とすることにより露出精度を上げることができる。
その構成、動作については第一実施例と同じであり、説明を省略する。
【００６８】
第三の実施例
次に本発明の第三の実施例を、図８によって説明する。
【００６９】
本実施例は、前記第一または第二の実施例の光量調節装置を用いてレンズユニットとして構成したものである。したがって駆動部及び絞り羽根などの構成及び作動方法は同様である。
【００７０】
図８に示すレンズユニットＬＵは、第一または第二の実施例に示す光量調節装置Ｅと、被写体側の前玉レンズ１１と、結像面側の後玉レンズ１２とを保持部材１３を介して一体的に組付けて構成したもので、ヨークを構成する材料で形成されると共に、ヨークを一体的に形成したベース部材１（あるいはヨークを構成する部材にベース部材の機能を持たせたヨーク）における当該ヨークを、シャッタ羽根３に近接したレンズ１１の外周より光軸中心側に一部オーバーラップさせており、これにより、レンズユニットＬＵの小型化を図っている。
【００７１】
これはヨークをベース部材と兼用させる事により、通常ならばベース部材の他にヨークの厚みが必要なため、近接するレンズに干渉してヨークとレンズをオーバーラップできないのに対して、本実施例ではベース部材の厚みのみでヨークの厚みを構成できるので、レンズに干渉することなくヨークを光軸中心側へオーバーラップして配置する事ができる。これにより、レンズユニットのサイズをより一層小型化することができる。
【００７２】
また、図８においては、ヨークが開口部２の周辺のベース部材を全て兼ねているが、ベース部材の一部分のみを兼ねるようにしても勿論良く、また、ヨーク部材より薄いベース部材上にヨーク部材を載置しても良い。
【００７３】
また、図８においてはシャッタ及び絞り装置を備えた光量調節装置Ｅがレンズ群１１、１２の中に配置される、いわゆるビトゥインザレンズシャッタとなっており、ヨークを挟んで両側にレンズが配置されるビトゥインザレンズシャッタの場合が最もスペースの制約が多く、このため本実施例の効果が最も大きいが、レンズ群の被写体側最前部に配置される、いわゆるビフォアザレンズシャッタでも、レンズ群の最後尾に配置されるビハインドザレンズシャッタでも同様の効果は得られる。
【００７４】
上述のように上記した第一、第二の実施例の光量調節装置は、上述したように、複数のヨークをベース部材上に一体的に形成して複数の磁気回路を構成しているので、各磁気回路同士の位置精度が格段に向上し、磁気回路同士が影響を及ぼし合うという不具合を解消できるという効果が得られる。またさらに、ヨーク部材の機能をベース部材に持たせることにより（あるいはベース部材の機能を薄くしたヨーク部材に持たせたと考えることもできる）、従来、所定の厚さのベース部材上に、シャッタ機構、または絞り機構を載置する構造に比べ、ベース部材を廃止し、その機能をシャッタ機構、または絞り機構を駆動する電磁装置に必然的に使用されるヨーク部材に持たせることにより薄型でより安価な光量調節装置を提供することができるという効果を有する。また、ベース部材１においてヨークＹ、Ｙ´を構成する少なくとも一部は、ヨークに最も近接するレンズの外周より、光軸中心側に入り込んでいるように構成することにより、レンズユニットを小型化できるという効果を有している。
【００７５】
第四の実施例
第一、第二の実施例の光量調節装置あるいは第三の実施例のレンズユニットを、図９および図１０のようにデジタルカメラやカメラ付き携帯端末機器などの撮像装置に応用することにより、これら撮像装置の小型化、薄型化が達成できる。
【００７６】
図９は、撮像手段としてＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子１４を備えたデジタルカメラ１５の撮像光学系に第一の実施例に示す光量調節装置Ｅあるいは第二の実施例に示すレンズユニットＬＵを配置したもので、上述した効果によりカメラの撮影光学系の厚みを薄くして、カメラの薄型化を図ることができる。
【００７７】
図１０は、携帯端末装置に第一の実施例に示す光量調節装置Ｅとレンズ１７とを配置したものである。光量調節装置Ｅに対してレンズ１７は従来のようにヨークにより配置位置が限定されることがないため、上述した効果により携帯端末である薄くしかも幅が狭いカメラ付き携帯電話の更なる小型化に寄与することができる。
【００７８】
なお、第一、第二の実施例の光量調節装置、あるいは第三の実施例のレンズユニットを静止画像記録機能を備えたデジタルビデオカメラ等の撮像装置に対して適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第一の実施例における光量調節装置の平面図で、シャッタ羽根が閉鎖状態で絞り羽根が開放状態を示す。
【図２】図１のベース部材、ロータ、コイルボビンの配置状態を示す図。
【図３】本発明の第一の実施例を示す平面図で、シャッタ羽根と絞り羽根が共に開放状態を示す。
【図４】本発明の第一の実施例を示す平面図で、シャッタ羽根が開放状態で絞り羽根が閉鎖状態を示す。
【図５ａ】図１の光量調節装置にカバー部材を取付けた平面図。
【図５ｂ】図５ａのＡ−Ａ線断面図。
【図６】本発明の第二の実施例を示す光量調節装置の平面図で、シャッタ羽根開状態を示す。
【図７】本発明の第二の実施例を示す光量調節装置の平面図で、シャッタ羽根閉状態を示す。
【図８】本発明の第三の実施例を示すレンズユニットの断面図。
【図９】本発明の第四の実施例を示すカメラの概略図。
【図１０】本発明の第四の実施例を示す携帯端末としてのカメラ付き携帯電話の概略図。
【符号の説明】
【００８０】
１ ベース部材
２ 開口
３ シャッタ羽根
４ 絞り羽根
５ ロータ
６ ボビン
７ 軸受け部材
８ 励磁コイル
９ 端子
１０ カバー部材
１１ 前玉レンズ
１２ 後玉レンズ
１３ 保持部材
１４ 撮像素子
１５ カメラ
１６ 形態端末
１７ レンズ
２０ 第１のシャッタ羽根
２１ 第2のシャッタ羽根
Ｅ 光量調節装置
ＬＵ レンズユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラなどに用いられる光量調節装置に関し、例えば絞り動作を行う絞り羽根と露光動作を行うシャッタ羽根を備えた光量調節装置、この光量調節装置を備えた撮像光学ユニットおよびこの撮像光学ユニットを備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話に用いられるカメラ用シャッタ装置や絞り装置などの光量調節装置は、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話の小型化、薄型化に伴って、小型化、薄型化の要請が益々強まってきている。
【０００３】
その中で、小型化を意図した従来の光量調節装置として、露出用の開口部を開閉するシャッタ羽根と開口部の絞りを行う絞り羽根とを別々備えた絞り兼用シャッタにおいて、露出開口を備えた地板に２枚の絞り羽根を所定距離相対的に移動可能に支持し、また、前記２枚の絞り羽根で形成される絞り開口を１枚のシャッタで開閉する構成を有すると共に、さらに２枚の絞り羽根を駆動する駆動源とシャッタを駆動する駆動源を別々に有し、これらの駆動源を所謂ムービングマグネットモータから構成しているものが提案されている（特許文献１）。
【０００４】
また、駆動源を上述の例とは別な形態とする光量調節装置として、露出開口を備えた地板に対し、２枚の開き用シャッタを所定の距離を相対的に移動可能に支持させると共に、該開き用シャッタに前記露出開口を介して対向する位置に２枚の閉じ用シャッタを所定の距離を相対的に移動可能に支持させ、該閉じ用シャッタ、および該開き用シャッタを駆動する駆動源を別々に持っている構成としたものが提案されている（特許文献２）。
【０００５】
これらの駆動源は、外周面を二分するように異なる磁極（Ｎ極及びＳ極）に着磁され、所定の角度範囲を回動するロータと、励磁用のコイルと、ロータの外周面に対向するように配置され、異なる磁極を発生し得る二つの磁極を有する二股状に形成された平板形状のヨークから構成されている。
【特許文献１】特開２００２−１３９７６８公報
【特許文献２】特開２００３−１８６０７９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した従来の光量調節装置において、ヨーク部材の位置精度のバラツキにより、一方の電磁アクチュエータの磁気が他方の電磁アクチュエータに作用し、例えば、前述したようにシャッタ羽根駆動用アクチュエータ及び絞り羽根駆動用アクチュエータの作動開始位置、及び所定距離回動した作動終了位置において、コイルへの通電を切ってもその位置を保持するようにヨークとロータ間に働く磁気吸引力が作用しているが、その磁気吸引力を弱めるような力が働き、作動開始位置、作動終了位置を維持できなくなる場合があり、個々のヨーク位置を後加工で調整することがあった。
【０００７】
また、上記先行技術に開示された光量調節装置において、前者の光量調節装置は、駆動源として所謂ムービングマグネット方式のモータを使用しており、ロータとコイルの構造の関係上、どうしても背が高くならざるをうえなく、装置の薄型化には不向きである。
【０００８】
さらに、後者の光量調節装置の駆動源は、平板状のヨークを使用している関係上、ムービングマグネット方式のモータに比べて背が低くはなっているが、駆動源を載置している地板がモールドで形成されており、強度を保つ為には所定の厚みが必要となり、結果として装置の薄型化に限界があった。
【０００９】
本出願に係る発明は、このような従来の問題に鑑みなされたもので、複数のヨークなどから構成される複数の磁気回路に対し、磁気バランスが最適な位置に位置決めすることができる光量調節装置の提供を目的とする。
【００１０】
また、上記した目的に加えて、装置全体の小型化、特に薄型化を図ることができ、さらに安価な光量調節装置の提供を目的とすることにある。
【００１１】
さらに、光量調節装置の厚みを薄くする事により、これらを含むレンズユニットを薄型化する撮像光学ユニット、およびデジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの撮像装置の小型化、薄型化を図る撮像装置の提供を目的とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的を実現する光量調節装置は、請求項１に記載のように、光量を制御する複数の遮光部材と、磁気回路により電磁的駆動力を得て前記複数の遮光部材をそれぞれ駆動する複数の駆動手段と、少なくとも前記複数の遮光部材を取付けるベース部材とを備えた光量調節装置において、前記複数の各駆動手段の前記磁気回路を構成するヨークは、共通の板材により構成していることを特徴とする。
【００１３】
前記共通の板材は前記ベース部材の一部を兼ねることを特徴とする。
【００１４】
前記ベース部材には撮像光を透過する円形の開口が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
前記駆動手段は、少なくとも周方向に２極に着磁されたマグネットと、該マグネットの円周方向に配置された前記ヨークと、前記ヨークの一部に嵌着され、コイルが巻回されたボビンと、から構成されていることを特徴とする。
【００１６】
前記複数の遮光部材は、シャッタ部材同士の組み合わせ、絞り部材同士の組み合わせ、あるいはシャッタ部材と絞り部材との組み合わせであることを特徴とする。
【００１７】
本発明の目的を実現する撮像光学ユニットは、請求項６に記載のように、上記の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とをユニット化し、前記ベース部材のヨークの少なくとも一部が、前記ヨークに最も近接する前記撮像光学系のレンズの外周より、光軸中心側に入り込んでいることを特徴とする。
【００１８】
本発明の目的を実現する撮像装置は、請求項７、８に記載のように、上記の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とを備えた構成、あるいは上記の撮像光学ユニットを有した構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の光量調節装置によれば、複数の駆動手段ごとに複数のヨークを使用する場合に比べ部品の共用化、削減化が図れ、より安価な装置を提供できる。
【００２０】
また、従来はベース部材に複数の駆動手段を取り付けており、組み付け位置精度が狂うと複数の駆動手段間で磁気的な干渉が働き、駆動性能に影響が出る為、個々のヨーク位置を調整していたが、複数の駆動手段のヨークを共通の板材にて形成することにより組み込むので、位置精度は部品加工精度によるだけとなり、調整等の必要がない。
【００２１】
また、前記ヨークは前記ベース部材の一部として構成できるので、その部分の、ベース部材の厚み分を省くことができ、装置のより薄型化を図ることができる。
【００２２】
また、一つの部品で複数のシャッタ、絞り駆動用手段の磁気回路を構成することにより、一つの部品の加工精度により複数の駆動手段の位置決めができ、機械的にも磁気的にも駆動手段相互の位置を最適な位置に設定することができる。
【００２３】
本発明による撮像光学ユニットによれば、上記した効果に加え、さらにヨークの一部を光量調節装置に最も近接するレンズの外周より光軸中心側に入りこませるように配置する事により、撮像光学ユニットの小型化、薄型化が図られる。
【００２４】
本発明による撮像装置によれば、上記した効果に加え、さらに搭載する光量調節装置および撮像光学ユニットの薄型化により、撮像装置の薄型化および小型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１から図５は本発明の第一の実施例を示す。
【００２６】
図１は後述するカバー板を取り外した状態の光量調節装置の平面図であり、シャッタ羽根は閉状態、光線の光量を制限する絞り羽根は開状態を示している。図２は図１からシャッタ羽根と絞り羽根を取り除いた状態の平面図である。図３はシャッタ羽根と絞り羽根の両方が開いた状態を示し、図４はシャッタ羽根が開状態で絞り羽根が閉状態を示し、図５ａはカバーをベース部材に取付けた状態を示す平面図、図５ｂは図５ａのA-A線に沿った断面図である。
【００２７】
本実施例は、図１から図５に示すように、撮影光を透過する開口２がヨークを兼用するベース部材１に設けられる。ベース部材１は純鉄、電磁ステンレス、パーマロイ、ケイ素鋼板等の強磁性体の材料からなるヨーク用の材料からなる板材をプレス加工等により所定の形状に形成される。
【００２８】
このベース部材１は、中心線Ｌ1を中心として図１、図２中、左右に略軸線対称に形成され、左部分に示す要素と同じ要素の右部分の符号は同じ数字とし、´を付して区別する。
【００２９】
ベース部材１には、磁極部１ａと１ｂとが磁気的に略コの字形状をなすように形成されたヨークＹ、同様に磁極部１ａ´と１ｂ´とが略コの字形状をなすように形成されたヨークＹ´を有している。対向する磁極部１ａと１ｂ間、及び磁極部１ａ´と１ｂ´間の中心には、シャッタ羽根３、及び絞り羽根４を所定の角度回動駆動するロータ５、５´が所定間隙を介して回転可能にそれぞれ支持されている。左側のロータ５は前記ベース部材１に適当な方法で取り付けられる図５ｂに示す軸受け部材７上に形成された軸７ａに回転可能に支持される。
【００３０】
更に、前記左右の各磁極部１ｂ、１ｂ´は、ロータ５、５´との対向する面積を増やすため、円弧状に切り曲げされ、ロータ５、５´の外周面の高さと同程度の幅で立ち上がっている。また、対向する各磁極部１ａ、１ａ´には、励磁するコイル８、８´が巻回されたボビン６、６´がそれぞれ挿入され、ボビン６、６´にはそれぞれ出力端子である端子９、９´が備えられている。
【００３１】
前記磁極部１ａ、１ａ´には、図５ｂに示すように、前記ロータ５との対向する面積を増やすため、ロータ５の外周面の高さと同程度の高さになるように磁極部１ａ、１ａ´と同形状で所定の厚さの平板１ｊがカシメ、接着等の適切な手段で固定されている。
【００３２】
シャッタ羽根３、絞り羽根４の回動支持構造
シャッタ羽根３、絞り羽根４の回動支持構造は以下のようになっている。前記シャッタ羽根３は、前記ベース部材１の下部に固定された軸受け部材７から突出するように形成された軸７ｂに前記シャッタ羽根３の穴３ａが嵌合して回動中心をなすとともに、該軸７ｂは前記ベース部材１上に形成された穴１ｅを貫通し、前記ベース部材１上でシャッタ羽根３の穴３ａと嵌合し、結果、前記シャッタ羽根３は所定の角度を回動可能に支持される。前記ベース部材１上には前記シャッタ羽根３の回動に対応して開き位置、閉じ位置を規定するストッパー１ｄ、１ｃが切り曲げ等の方法で一体的に形成される。
【００３３】
前記絞り羽根４は、同様に前記ベース部材１の下部に固定された不図示の軸受け部材７´から突出するように形成された軸７ｂ´に前記絞り羽根４の穴４ａが嵌合し回動中心をなすとともに、該軸７ｂ´は前記ベース部材１上に形成された穴１ｅ´を貫通し、前記ベース部材１上で絞り羽根４の穴４ａ´と嵌合し、結果、前記絞り羽根４は所定の角度を回動可能に支持される。前記ベース部材１上には前記絞り羽根４の回動に対応して開き位置、閉じ位置を規定するストッパー１ｄ´、１ｃ´が切り曲げ等の方法で一体的に形成される。
【００３４】
前記シャッタ羽根３は、前述のように穴３ａが軸７ｂ上で回動可能に支持されるが、一方では、前記ロータ５と一体的に形成された駆動ピン５ａが前記シャッタ羽根３に形成された長溝形状の長穴３ｂに遊嵌している。また、前記シャッタ羽根３の先端は前記開口２を覆うだけの面積を有している。シャッタ羽根３と絞り羽根４は、遮光性と潤滑性を有し、厚さ0.03〜0.15ｍｍの熱可塑性プラスチックシートをプレス加工して形成される。
【００３５】
前記絞り羽根４は、前述のように穴４ａが軸７ｂ´上で回動可能に支持されるが、一方では、前記ロータ５´と一体的に形成された駆動ピン５ａ´が前記絞り羽根４に形成された長溝形状の長穴４ｂ´に遊嵌している。また、前記絞り羽根４の先端には前記開口２より小さい小絞り用の開口４ｃが形成されている。
【００３６】
前記ベース部材１には、穴１ｇ、１ｇ´、１ｆが設けられている。穴１ｇ、１ｇ´はこの光量調節装置を不図示のカメラ本体に取り付けるためのものであり、位置決め穴１ｆはカバー部材１０を取り付け固定するためのものである。
【００３７】
前記カバー１部材０は、シャッタ羽根３、絞り羽根４の可動領域を覆い、シャッタ羽根３、絞り羽根４の浮き上がりを防止する。カバー部材１０は金属ないしプラスチックの薄板からなり、ベース部材１上の位置きめ穴１ｆに適切な方法で固定され、下辺は図５ａに示すごとくベース部材１に爪部１０ａが係合し、ベース部材１に対しカバー１０の可撓性によりにより嵌め合い固定される。
【００３８】
次に、本実施例の光量調節装置の作動について説明する。
【００３９】
まず、不図示のカメラのシャッタレリーズボタンが押される前は、図３のようにシャッタ羽根３及び絞り羽根４とも、それぞれの羽根は重なって開口部２から退避している。
【００４０】
この状態において、シャッタ羽根駆動装置を構成する左側のシャッタ羽根用のロータ５は、図３に示すように、磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働いており、シャッタ羽根３はストッパー１ｄにより係止され、開状態が維持されている。一方、絞り羽根駆動装置を構成する右側の絞り羽根用のロータ５´は、図３に示すように、磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働いており、絞り羽根４はストッパー１ｄ´により係止され、開状態が維持されている。
【００４１】
次に、レリーズボタンが押されると、不図示の撮像素子はそれまで蓄積した電荷を放出し、その後所定露光量の電荷を蓄積した後、シャッタ羽根３を閉じて露光を終了し、その後蓄積した電荷の転送を行う。
【００４２】
その時、不図示の駆動回路によりコイル８に通電されると、前記磁極部１ａ、１ｂはそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５は反時計方向に回動し始める。ロータ５の反時計方向への回動に伴ってロータ５に一体的に設けられた駆動ピン５ａも反時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａは回動に伴って前記シャッタ羽根３に形成された長溝３ａの図４中右側の内壁部分を反時計方向に押圧し、シャッタ羽根３は軸７ｂを回動中心とし、時計方向に回動し開口２を閉鎖し、図１に示す状態に至る。
【００４３】
シャッタ羽根３の閉鎖状態において、前記コイル８への通電を切ってもロータ５は磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働き、その力によりシャッタ羽根３も時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｃに係止され閉状態が維持される。
【００４４】
この時、前記シャッタ羽根３と絞り羽根４は全開状態から全閉状態までのどの位置でも必ず重なっており羽根同士が干渉することはない。
【００４５】
次に、撮像素子の電荷の転送が終了すると、シャッタ羽根３は再び開放する。このときシャッタ羽根用の駆動手段は、シャッタ閉鎖動作時と反対方向に駆動ピン5ａを駆動する。その動作は今まで述べてきた、全開から全閉の動作と逆の動作を行い全開となる。
【００４６】
次に絞り羽根４の動作について説明する。
【００４７】
不図示の露出制御機構により露光量が決まるとその時、不図示の駆動回路によりコイル８´に通電されると前記磁極部１ａ´、１ｂ´はそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５´は時計方向に回動し始める。ロータ５´の回動に伴ってロータ５´に一体的に設けられた駆動ピン５ａ´も時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａ´は回動に伴って前記絞り羽根４に形成された長溝４ｂ´の図４中左側の内壁部分を時計方向に押圧し、絞り羽根４は軸７ｂ´を回動中心とし、反時計方向に回動し開口２を図４に示すように小絞り径４ｃに制限する。
【００４８】
閉鎖状態においては前記コイル８´への通電を切ってもロータ５´は磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働き、その力により絞り羽根４も反時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｃ´に係止され閉状態が維持される。
【００４９】
この時、前記シャッタ羽根３と絞り羽根４は全開状態から全閉状態までのどの位置でも必ず重なっており羽根同士が干渉することはない。
【００５０】
また、本実施例の光量調節装置にあっては、図５ｂに示すように、ボビン６の厚みがカバー部材１０を取付けた状態での光量調節装置の厚みと略同じに形成され、またボビン６の端子９は最外周位置に配置されているので、この端子９が多少厚み方向に突出していても、この端子９よりも内側部分ではこの光量調節装置の表裏面から厚み方向に突出するものがない。
【００５１】
本実施例においては、ヨークを兼用したベース部材１に二つのアクチュエータを搭載し、一方をシャッタ羽根駆動用アクチュエータとして、他方を絞り羽根駆動用アクチュエータとする構成としたが、二つともシャッタ羽根駆動用アクチュエータとしても良い。このような構成をとればシャッタ羽根の開口を覆う面積を少なくすることができ、即ち一つにシャッタ羽根の移動距離を少なくすることができシャッタスピードが上がる。また、二つとも絞り羽根駆動用アクチュエータとしても良い、すなわち一方の絞り羽根には小絞り用開口を設け、他方の絞り羽根には中絞り用の開口を設け、所謂３段絞り装置とすることにより露出精度を上げることができる。
【００５２】
なお、本実施例において、複数のヨークＹ、Ｙ´を共通の板材としてベース部材１を兼用しているが、この板材をベース部材１と別部材としても良い。
【００５３】
第二の実施例
図６および図７は第二の実施例を示す。本
本第二の実施例は、光量調節装置として２枚のシャッタ羽根を備えたシャッタ装置としたもので、図６は第1のシャッタ羽根２０および第2のシャッタ羽根２１の待機状態を示しており、図７は第1のシャッタ羽根２０および第2のシャッタ羽根２１により開口２が閉鎖された状態を示している。基本的な構成として第一の実施例と異なる点は、第一の実施例における絞り羽根４に代えて第二のシャッタ羽根２１を配置し、第１のシャッタ羽根２０と第二のシャッタ羽根２１には、開口２を囲むように切欠部２０ｂ、２１ｂが形成されている点にあり、その他の部材は図１から図5に示した部材と同様であり、説明を省く。
【００５４】
次に、この実施例のシャッタ装置の作動方法について説明する。
【００５５】
まず、不図示のカメラのシャッタレリーズボタンが押される前は、図６のように第1及び第2のシャッタ羽根２０、２１、それぞれの羽根の一部が重なって開口部２から退避し、各羽根２０，２１の切欠部２０ｂ、２１ｂが開口２取り囲むように位置している。
【００５６】
この状態において、第１のシャッタ羽根２０の羽根駆動部分では、ロータ５は図６のように、磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働いており、第１のシャッタ羽根２０はストッパー１ｃにより係止され、開状態が維持されている。
【００５７】
一方、第２のシャッタ羽根２１の羽根駆動部分では、ロータ５´は図６のように、磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働いており、第１のシャッタ羽根２１はストッパー１ｄ´により係止され、開状態が維持されている。
【００５８】
次に、レリーズボタンが押されると、撮像素子はそれまで蓄積した電荷を放出し、その後所定露光量の電荷を蓄積した後、シャッタ羽根群を閉じて露光を終了し、その後蓄積した電荷の転送を行う。
【００５９】
その時、不図示の駆動回路によりコイル８に通電されると前記磁極部１ａ、１ｂはそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５は時計方向に回動し始める。ロータ５の回動に伴ってロータ５に一体的に設けられた駆動ピン５ａも時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａは回動に伴って前記第１のシャッタ羽根２０に形成された長溝２０ａの図７中左側の内壁部分を時計方向に押圧し、第１のシャッタ羽根２０は軸７ｂを回動中心とし、反時計方向に回動し開口２を閉鎖し、図７に示す状態に至る。
【００６０】
一方、不図示の駆動回路によりコイル８への通電と同時にコイル８´に通電され、それとともに前記磁極部１ａ´、１ｂ´はそれぞれＳ極、Ｎ極になりロータ５´は時計方向に回動し始める。ロータ５´の回動に伴ってロータ５に一体的に設けられた駆動ピン５ａ´も時計方向に回動し始める。駆動ピン５ａ´は回動に伴って前記第2のシャッタ羽根２１に形成された長溝２１ａの図７中左側の内壁部分を時計方向に押圧し、第2のシャッタ羽根２１は軸７ｂを回動中心とし、反時計方向に回動し開口２を閉鎖し、図７に示す状態に至る。
【００６１】
閉鎖状態において、前記コイル８への通電を切ってもロータ５は磁気吸引力により時計方向に回動しようとする力が働き、その力により第１のシャッタ羽根２０も反時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｄに係止され閉状態が維持される。
【００６２】
また、同様に前記コイル８´への通電を切ってもロータ５´は磁気吸引力により反時計方向に回動しようとする力が働き、その力により第２のシャッタ羽根２０も反時計方向に回動しようとするが、ストッパー１ｃ´に係止され閉状態が維持される。
【００６３】
この時、前記第1と第２のシャッタ羽根２０，２１は全開状態から全閉状態までのどの位置でも必ず重なっており、羽根同士が干渉することはない。
【００６４】
次に、撮像素子の電荷の転送が終了すると、第1と第２のシャッタ羽根２０，２１は再び開放する。その動作は今まで述べてきた、全開から全閉の動作と逆の動作を行い全開となる。
【００６５】
以上のように、本第一および第二の実施例においては、ヨークを兼用したベース１に二つの電磁アクチュエータを搭載し、第一の実施例では一方をシャッタ羽根駆動用アクチュエータとして、他方を絞り羽根駆動用アクチュエータとし、第二の実施例では両方をシャッタ羽根駆動用アクチュエータとし、複数（これらの実施例では２つ）の電磁アクチュエータの磁気回路をそれぞれ構成するヨークは共通のヨークとしてのベース部材１を使用する構成にした。
【００６６】
このため、二つの電磁アクチュエータの位置精度は、1枚のベース部材１にプレス加工等により一体的に形成される共通ヨークの機械加工精度に依存することになり、従来の光量調節装置のように、ベース部材に取付けられるヨークの取付け位置精度のバラツキにより、一方の電磁アクチュエータの磁気が他方の電磁アクチュエータに作用し、例えば、前述したようにシャッタ羽根駆動用アクチュエータ及び絞り羽根駆動用アクチュエータの作動開始位置、あるいは所定距離回動した作動終了位置において、コイルへの通電を切ってもその位置を保持するようにヨークとロータ間に働くので磁気吸引力が作用しているが、その磁気吸引力を弱めるような力が働き、作動開始位置、作動終了位置を維持できなくなるといった弊害を防止できる。そして従来例では、個々のヨーク位置を後加工で調整していたが、本第一および第二の実施例においては、ヨークの絶対位置、相対位置が機械加工精度により決まるので、磁気回路上、磁気バランスが最適な位置に位置決めすることができた。
【００６７】
また、第二の実施例に述べた第1のシャッタ羽根と第2のシャッタ羽根の代わりに二つとも絞り羽根駆動用アクチュエータとしても良い、すなわち第1のシャッタ羽根の代わりに小絞り用開口を持った第1の絞り羽根を設け、他方の第2のシャッタ羽根の代わりに中絞り用の開口を持った第2の絞り羽根を設け、所謂３段絞り装置とすることにより露出精度を上げることができる。
その構成、動作については第一実施例と同じであり、説明を省略する。
【００６８】
第三の実施例
次に本発明の第三の実施例を、図８によって説明する。
【００６９】
本実施例は、前記第一または第二の実施例の光量調節装置を用いてレンズユニットとして構成したものである。したがって駆動部及び絞り羽根などの構成及び作動方法は同様である。
【００７０】
図８に示すレンズユニットＬＵは、第一または第二の実施例に示す光量調節装置Ｅと、被写体側の前玉レンズ１１と、結像面側の後玉レンズ１２とを保持部材１３を介して一体的に組付けて構成したもので、ヨークを構成する材料で形成されると共に、ヨークを一体的に形成したベース部材１（あるいはヨークを構成する部材にベース部材の機能を持たせたヨーク）における当該ヨークを、シャッタ羽根３に近接したレンズ１１の外周より光軸中心側に一部オーバーラップさせており、これにより、レンズユニットＬＵの小型化を図っている。
【００７１】
これはヨークをベース部材と兼用させる事により、通常ならばベース部材の他にヨークの厚みが必要なため、近接するレンズに干渉してヨークとレンズをオーバーラップできないのに対して、本実施例ではベース部材の厚みのみでヨークの厚みを構成できるので、レンズに干渉することなくヨークを光軸中心側へオーバーラップして配置する事ができる。これにより、レンズユニットのサイズをより一層小型化することができる。
【００７２】
また、図８においては、ヨークが開口部２の周辺のベース部材を全て兼ねているが、ベース部材の一部分のみを兼ねるようにしても勿論良く、また、ヨーク部材より薄いベース部材上にヨーク部材を載置しても良い。
【００７３】
また、図８においてはシャッタ及び絞り装置を備えた光量調節装置Ｅがレンズ群１１、１２の中に配置される、いわゆるビトゥインザレンズシャッタとなっており、ヨークを挟んで両側にレンズが配置されるビトゥインザレンズシャッタの場合が最もスペースの制約が多く、このため本実施例の効果が最も大きいが、レンズ群の被写体側最前部に配置される、いわゆるビフォアザレンズシャッタでも、レンズ群の最後尾に配置されるビハインドザレンズシャッタでも同様の効果は得られる。
【００７４】
上述のように上記した第一、第二の実施例の光量調節装置は、上述したように、複数のヨークをベース部材上に一体的に形成して複数の磁気回路を構成しているので、各磁気回路同士の位置精度が格段に向上し、磁気回路同士が影響を及ぼし合うという不具合を解消できるという効果が得られる。またさらに、ヨーク部材の機能をベース部材に持たせることにより（あるいはベース部材の機能を薄くしたヨーク部材に持たせたと考えることもできる）、従来、所定の厚さのベース部材上に、シャッタ機構、または絞り機構を載置する構造に比べ、ベース部材を廃止し、その機能をシャッタ機構、または絞り機構を駆動する電磁装置に必然的に使用されるヨーク部材に持たせることにより薄型でより安価な光量調節装置を提供することができるという効果を有する。また、ベース部材１においてヨークＹ、Ｙ´を構成する少なくとも一部は、ヨークに最も近接するレンズの外周より、光軸中心側に入り込んでいるように構成することにより、レンズユニットを小型化できるという効果を有している。
【００７５】
第四の実施例
第一、第二の実施例の光量調節装置あるいは第三の実施例のレンズユニットを、図９および図１０のようにデジタルカメラやカメラ付き携帯端末機器などの撮像装置に応用することにより、これら撮像装置の小型化、薄型化が達成できる。
【００７６】
図９は、撮像手段としてＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子１４を備えたデジタルカメラ１５の撮像光学系に第一の実施例に示す光量調節装置Ｅあるいは第二の実施例に示すレンズユニットＬＵを配置したもので、上述した効果によりカメラの撮影光学系の厚みを薄くして、カメラの薄型化を図ることができる。
【００７７】
図１０は、携帯端末装置に第一の実施例に示す光量調節装置Ｅとレンズ１７とを配置したものである。光量調節装置Ｅに対してレンズ１７は従来のようにヨークにより配置位置が限定されることがないため、上述した効果により携帯端末である薄くしかも幅が狭いカメラ付き携帯電話の更なる小型化に寄与することができる。
【００７８】
なお、第一、第二の実施例の光量調節装置、あるいは第三の実施例のレンズユニットを静止画像記録機能を備えたデジタルビデオカメラ等の撮像装置に対して適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の第一の実施例における光量調節装置の平面図で、シャッタ羽根が閉鎖状態で絞り羽根が開放状態を示す。
【図２】図１のベース部材、ロータ、コイルボビンの配置状態を示す図。
【図３】本発明の第一の実施例を示す平面図で、シャッタ羽根と絞り羽根が共に開放状態を示す。
【図４】本発明の第一の実施例を示す平面図で、シャッタ羽根が開放状態で絞り羽根が閉鎖状態を示す。
【図５ａ】図１の光量調節装置にカバー部材を取付けた平面図。
【図５ｂ】図５ａのＡ−Ａ線断面図。
【図６】本発明の第二の実施例を示す光量調節装置の平面図で、シャッタ羽根開状態を示す。
【図７】本発明の第二の実施例を示す光量調節装置の平面図で、シャッタ羽根閉状態を示す。
【図８】本発明の第三の実施例を示すレンズユニットの断面図。
【図９】本発明の第四の実施例を示すカメラの概略図。
【図１０】本発明の第四の実施例を示す携帯端末としてのカメラ付き携帯電話の概略図。
【符号の説明】
【００８０】
１ ベース部材
２ 開口
３ シャッタ羽根
４ 絞り羽根
５ ロータ
６ ボビン
７ 軸受け部材
８ 励磁コイル
９ 端子
１０ カバー部材
１１ 前玉レンズ
１２ 後玉レンズ
１３ 保持部材
１４ 撮像素子
１５ カメラ
１６ 形態端末
１７ レンズ
２０ 第１のシャッタ羽根
２１ 第2のシャッタ羽根
Ｅ 光量調節装置
ＬＵ レンズユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光量を制御する複数の遮光部材と、磁気回路により電磁的駆動力を得て前記複数の遮光部材をそれぞれ駆動する複数の駆動手段と、少なくとも前記複数の遮光部材を取付けるベース部材とを備えた光量調節装置において、
前記複数の各駆動手段の前記磁気回路を構成するヨークは、共通の板材により構成していることを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記共通の板材は前記ベース部材の一部を兼ねることを特徴とする請求項１記載の光量調節装置。
【請求項３】
前記ベース部材には撮像光を透過する円形の開口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光量調節装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、少なくとも周方向に２極に着磁されたマグネットと、該マグネットの円周方向に配置された前記ヨークと、前記ヨークの一部に嵌着され、コイルが巻回されたボビンと、から構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光量調節装置。
【請求項５】
前記複数の遮光部材は、シャッタ部材同士の組み合わせ、絞り部材同士の組み合わせ、あるいはシャッタ部材と絞り部材との組み合わせであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光量調節装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とをユニット化し、前記ヨークの少なくとも一部が、前記ヨークに最も近接する前記撮像光学系のレンズの外周より、光軸中心側に入り込んでいることを特徴とする撮像光学ユニット。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項６に記載の撮像光学ユニットを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
光量を制御する複数の遮光部材と、磁気回路により電磁的駆動力を得て前記複数の遮光部材をそれぞれ駆動する複数の駆動手段と、少なくとも前記複数の遮光部材を取付けるベース部材とを備えた光量調節装置において、
前記複数の各駆動手段の前記磁気回路を構成するヨークは、共通の板材により構成していることを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記共通の板材は前記ベース部材の一部を兼ねることを特徴とする請求項１記載の光量調節装置。
【請求項３】
前記ベース部材には撮像光を透過する円形の開口が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光量調節装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、少なくとも周方向に２極に着磁されたマグネットと、該マグネットの円周方向に配置された前記ヨークと、前記ヨークの一部に嵌着され、コイルが巻回されたボビンと、から構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光量調節装置。
【請求項５】
前記複数の遮光部材は、シャッタ部材同士の組み合わせ、絞り部材同士の組み合わせ、あるいはシャッタ部材と絞り部材との組み合わせであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光量調節装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とをユニット化し、前記ヨークの少なくとも一部が、前記ヨークに最も近接する前記撮像光学系のレンズの外周より、光軸中心側に入り込んでいることを特徴とする撮像光学ユニット。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方または後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項６に記載の撮像光学ユニットを有することを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１７１５４５（Ｐ２００６−１７１５４５Ａ）
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３６６１５３（Ｐ２００４−３６６１５３）
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２９日（２００６．６．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１７日（２００４．１２．１７）
【出願人】（０００１０４６５２）キヤノン電子株式会社 (876)
【Ｆターム（参考）】
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