説明

光量調節装置、撮像光学装置および撮像装置

【課題】 薄型化をはかることができ、更に安価な光量調節装置の提供
【解決手段】 光量を制御する複数の遮光部材3、4と、磁気回路にて電磁的駆動力を得て複数の遮光部材3、4を駆動する駆動手段5、5´と、前記複数の遮光部材3、4および駆動手段5,5´を取り付けるベース部材1を備え、ベース部材1は前記磁気回路を構成するヨークY、Y´を兼用し、各ヨークは共通のヨークを使用した光量調節装置であって、ベース部材1は、複数の遮光部材3、4が移動する領域に前記駆動手段近傍の板厚よりも薄い薄肉部分1hを設けた。

【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装置及びこの撮像光学装置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例として、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、又、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、これら駆動源は所謂ムービングマグネットモータから構成されているものが提案されている。(特許文献1)。
【0004】
又、駆動源を上述の例とは別な形態として、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、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号公報
【特許文献2】特開2003−186079号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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えなく、装置の薄型化には不向きである。
【0007】
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。
【0008】
本出願に係る発明は、このような従来の問題に鑑み、装置全体の小型化、特に薄型化をはかることができ、更に安価な光量調節装置の提供を目的とする。
【0009】
さらに、本出願に係る発明は、光量調節装置の厚みを薄くすることにより、これらを含むレンズユニットなどの撮像光学装置の薄型化、この撮像光学装置を備えたデジタルカメラやカメラ付携帯電話などの撮像装置の小型化、薄型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の目的を実現する光量調節装置の構成は、請求項1に記載のように、光量を制御する1又は複数の遮光部材と、磁気回路にて電磁的駆動力を得て前記1又は複数の遮光部材を駆動する駆動手段と、前記1又は複数の遮光部材および前記駆動手段を取り付けるベース部材を備え、前記ベース部材は前記駆動手段の前記磁気回路を構成するヨークを兼用し、前記駆動用手段を複数用いる場合には各ヨークは共通のヨークを使用した光量調節装置であって、前記ベース部材は、前記1又は複数の遮光部材が移動する領域に前記駆動手段近傍の板厚よりも薄い薄肉部分を設けたことを特徴とする。
【0011】
本発明の目的を実現する撮像光学装置は、請求項3に記載のように、上記構成の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方又は後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とを一体化あるいは別体に有し、前記ベース部材のヨークの前記薄肉部が、前記ヨークに最も近接する前記撮影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。
【0012】
本発明の目的を実現する撮像装置の構成は、請求項4に記載のように、上記構成の撮像光学装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
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て部品の共通化、削減化が図れ、より安価な装置を提供できる。
【0014】
また、ベース部材と磁気駆動回路を構成するヨークを兼用させ、装置の薄型化を図るとともに、露出開口近傍であって、遮光部材が摺動、移動する部分の機械的強度を必要としない部分の肉厚を薄くし、装置の光軸部分の厚さを薄くし、薄型化をはかった。特に、駆動部の厚みを薄くしても光学系の厚みがこれよりも厚いと撮像装置の全体的なスリム化が十分に図れるとはいえないが、ベース部材においてレンズに対応する部分が薄肉化されているので、光学系の厚みもより一層薄くでき、撮像装置の全体的なスリム化を図ることができる。
【0015】
このため、ヨーク(ベース部材)の薄肉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込ませるように配置することにより、撮像光学ユニット等の撮像光学装置の小型化、特に光軸方向の全長の薄型化を図ることができる。
【0016】
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、撮像装置の薄型化及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】
【0017】
第1の実施例
図1から図7は本発明による光量調節装置の第1の実施例を示す。
【0018】
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3は閉状態、光線の光量を制限する絞り羽根4は開状態を示している。図2は図1からシャッタ羽根、絞り羽根、軸受け部材を取り除いた状態を示し、図3はシャッタ羽根3と絞り羽根4の両方が開いた状態を示し、図4はシャッタ羽根3が開状態で絞り羽根4が閉状態を示し、図5aはカバー10をベース部材1に取り付けた状態を示す光量調節装置の平面図、図5bは図5aのA−A線に沿った断面図である。図6は図1〜図5に示す光量調節装置Eにレンズを取付けた一体化したレンズユニットLUを示す。図7は図6に示すレンズユニットLUを備えたデジタルカメラを示す。
【0019】
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。
【0020】
このベース部材1は、中心線L1を中心に図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。
【0021】
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。
【0022】
更に、前記左右の各磁極部1b、1b´は前記ロータ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。又、対向する各磁極部1a、1a´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。
【0023】
前記磁極部1a、1a´には図5bに示すように、前記ロータ5、5´との対向する面積を増やすため、ロータ5、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。
【0024】
本実施例において、ベース部材1の下半部分は図2に示すように、開口2を有する中央部1Jと、その両側に取付け片部1k,1K´とが突出するように櫛歯状に形成されていて、シャッタ羽根3と絞り羽根4がこの中央部1Jを移動する。ここで、ベース部材1においてシャッタ羽根3および絞り羽根4が取り付けられている面を第1面、その反対側を第2面とすると、中央部1Jの第2面側で、ベース部材1の開口部2の近傍であって、前記ベース部材1の厚みより薄い厚さとなるよう斜線で示す略方形の領域にわたって薄肉部1hを形成している。
【0025】
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からと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は所定角度回動可能に支持される。
【0026】
前記ベース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。
【0027】
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。
【0028】
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。又、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。
【0029】
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。又、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を有している。
【0030】
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、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。
【0031】
前記カバー10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。該カバー10は金属ないしプラスチックの薄板からなり、ベース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1に対しカバー10の可撓性により嵌め合い固定される。
【0032】
次に本実施例の光量調節装置の作動について説明する。
【0033】
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。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。
【0034】
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。
【0035】
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N極、S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。
【0036】
シャッタ羽根5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。
【0037】
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一部が重なっており羽根同士が干渉することはない。
【0038】
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。
【0039】
次に絞り羽根4の動作について説明する。
【0040】
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。
【0041】
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。
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一部が重なっており羽根同士が干渉することはない。
【0042】
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を取り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。
【0043】
図6に示すレンズユニットLUは、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み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に近接させたレンズ11の外周より光軸中心側に一部オーバーラップさせている。
【0044】
更に詳しくは、前述したベース部材1の中央部1Jの第2面に形成した薄肉部1hを光軸中心側にオーバーラップさせて、後玉レンズ12がベース部材1の薄肉部1hによって形成された領域に配置することにより、前玉レンズ11と後玉レンズ12間の距離を短くすることができる。これによりレンズユニットLUの一層の小型化を図っている。
【0045】
これは、ヨークとベース部材とが別部材としている従来の構成にあっては、ベース部材の他にこのベース部材にヨークが取付けられるので、別部材としてベース部材に取付けられた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、本実施例ではヨークY、Y´をベース部材1と兼用させることにより、ベース部材1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ことができる。
【0046】
更に本実施例では、ベース部材1の一部である中央部1Jの第2面側を他の部分よりも薄くすることにより薄肉化し、この薄肉化した薄肉部1hのスペースにレンズを配置することにより、レンズユニットの光軸方向のサイズをより一層薄型化することができる。
【0047】
また、ベース部材1に形成した開口部2の内周壁2aも必然的に薄くなるので、通常この内周壁2aが厚くなると透過する光線が内周壁2aで反射してゴースト、フレア等の画像劣化が生じ、それを避ける為、反射防止剤を塗装、またはコーティングを施しているのに対し、本実施例を用いれば内周壁2aの厚みが薄くなるのでゴースト、フレア等による画像劣化を生じる危険性が減る。
【0048】
また、図7に示すカメラは光量調節装置Eがレンズ群11、12の中に配置させる、所謂ビトウィンザレンズシャッタとなっており、ヨークをはさんで両側にレンズが配置されるビトウィンザレンズシャッタの場合がもっともスペースの制約が多く、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。なお、図7において、デジタルカメラ15は、撮像手段としてCCD、CMOSセンサなどの撮像素子14を用いている。
【0049】
図7に示すデジタルカメラにあっては、上述した効果によりカメラの撮像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。
【0050】
また、本実施例では、図6に示すように、光量調節装置Eとレンズとを一体化した場合を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、光量調節装置Eとレンズとが別体であっても良い。同様に、デジタルカメラ15は、図6のレンズユニットLUを備えても、またレンズ11、12とは別に光量調節装置Eを備えても良い。
【0051】
上述のように上記した実施例の光量調節装置は、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に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、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。
【0052】
更に、シャッタ機構、絞り機構を載置する部分のベース部材の厚さはその要求される機能を満たす為に必要な所定厚さとし、シャッタ羽根、絞り羽根が回動する部分であって、開口部近傍はベース部材に強度を要求されないので形状を保てる程度の厚さとして、肉厚を削り、該肉薄部にヨークにもっと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。
【0053】
上記した第1の実施例では、光量調節装置EあるいはレンズユニットLUを備えた一例として図7に示すデジタルカメラ15を例にしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の撮像装置に用いることもできる。
第2の実施例
図8は本発明の第2の実施例を示す。
【0054】
図8において、携帯端末装置16には、第1の実施例に示す光量調節装置Eとレンズ17とを配置しており、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携帯電話の更なる小型化に寄与することができる。
【0055】
また、光量調節装置Eを携帯端末装置16に取付ける作業は、レンズ17が携帯端末装置16に取り付けられている状態で行われる。そして、中央部1Jとその両側の取付け片部1k,1K´を差込先端側として所定位置まで差し込むようにしているが、中央部1Jの第2面を先端から薄肉化しているので、レンズ17と干渉することなくスムーズに差し込むことができ、良好な作業性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】本発明の第1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1の実施例における光量調節装置の平面図で、シャッタ羽根及び絞り羽根が開放状態を示す。
【図4】本発明の第1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り付けた平面図。
【図5b】図5aのA−A線断面図。
【図6】図1の光量調節装置とレンズとを一体化したレンズユニットの断面図。
【図7】図6のレンズユニットを装着したカメラの概略図。
【図8】本発明の第2の実施例を示す携帯端末としてのカメラ付携帯電話の概略図。
【符号の説明】
【0057】
1 ベース部材
1h
1J 中央部
1K、1K´ 取付け片部
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
Y、Y´ ヨーク






【特許請求の範囲】
【請求項1】
光量を制御する1又は複数の遮光部材と、磁気回路にて電磁的駆動力を得て前記1又は複数の遮光部材を駆動する駆動手段と、前記1又は複数の遮光部材および前記駆動手段を取り付けるベース部材を備え、前記ベース部材は前記駆動手段の前記磁気回路を構成するヨークを兼用し、前記駆動用手段を複数用いる場合には各ヨークは共通のヨークを使用した光量調節装置であって、
前記ベース部材は、前記1又は複数の遮光部材が移動する領域に前記駆動手段近傍の板厚よりも薄い薄肉部分を設けたことを特徴とする光量調節装置。
【請求項2】
前記薄肉部分には、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に記載の光量調節装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の光量調節装置と、前記光量調節装置の前方又は後方に少なくともレンズを配置した撮像光学系とを一体化あるいは別体に有し、前記ベース部材のヨークの前記薄肉部が、前記ヨークに最も近接する前記撮影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装置。
【請求項4】
請求項3に記載の撮像光学装置を有することを特徴とする撮像装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5a】
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【図5b】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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