光量調節装置及び撮像装置

【課題】
隣り合う光量調節羽根のカム溝部同士が噛み合うことを防止でき、高精度な光量調節を可能とする光量調節装置を提供する。
【解決手段】
光量調節装置は、開口部を含むベース部材と、互いに異なる形状のカム溝部を含み、直線往復運動して開口部を通過する光量を変化させる複数の光量調節羽根と、カム溝部に係合する駆動ピンを移動させて、前記複数の光量調節羽根を駆動する駆動機構とを有する。そして、複数の光量調節羽根のうち少なくとも一つの光量調節羽根のカム溝部は曲がり部を含み、該曲がり部を含む光量調節羽根と、該光量調節羽根と隣り合った光量調節羽根との間に、駆動ピンに設けられて該駆動ピンとともに移動するスペーサーを有する。スペーサーは、前記曲がり部を含む前記光量調節羽根と、該光量調節羽根と隣り合った光量調節羽根とを離間させるように前記駆動ピンに設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ等の光学機器に搭載される光量調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ビデオカメラ等に搭載される光量調節装置には、モータによって駆動される駆動部材の動きを光量調節羽根に設けたカム溝部の形状によって変換して伝達することで、光量調節羽根の開閉のスピードや方向を調節するものが知られている。例えば、特許文献１に記載の光量調節装置がある。
特許文献１のような光量調節装置において光量調節の精度を上げるために、光量調整部材の数量の増加が必要となる。従って、小スペース化のために光量調節羽根をなるべく近接して配置することが要求される。さらに、高精度の光量調節には光量調節羽根に複雑な動きが要求され、それに伴ってカム溝部の形状が複雑化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１９４３８４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光量調節羽根は、その光学特性上の要求によりプラスチックシートのような薄い材料を、プレス加工などの打ち抜き加工で作られることが多い。しかし、上述したカム溝部をこのような方法で加工すると、特にカム溝部の湾曲部分（曲がり部）で厚み方向に反りが発生しやすい。その場合、近接して配置された隣り合う光量調節羽根がすれ違う際、または一方の光量調節羽根が他の光量調節羽根を追い越す際に、湾曲部分の反った部分が他方の光量調節羽根のカム溝部に引っ掛かるおそれがある。湾曲部分の反った部分が他方の光量調節羽根のカム溝部に引っ掛かり、カム溝部同士が噛み合うと、光量調節羽根の動きに影響が出てしまう。
本発明は、カム溝部を有する光量調節羽根を使用した光量調節装置において、互いに隣り合う光量調節羽根のカム溝部同士が噛み合うことを防止して光量調節羽根をスムーズに駆動することができ、高精度な光量調整を可能とする光量調節装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一側面としての光量調節装置は、開口部を含むベース部材と、互いに異なる形状のカム溝部を含み、直線往復運動して開口部を通過する光量を変化させる複数の光量調節羽根と、カム溝部に係合する駆動ピンを移動させて、複数の光量調節羽根を駆動する駆動機構とを有する。そして、複数の光量調節羽根のうち少なくとも一つの光量調節羽根のカム溝部は曲がり部を含み、該曲がり部を含む前記光量調節羽根と、該光量調節羽根と隣り合った光量調節羽根との間に、駆動ピンに設けられて該駆動ピンとともに移動するスペーサーを有する。スペーサーは、曲がり部を含む光量調節羽根と、該光量調節羽根と隣り合った光量調節羽根とを離間させるように駆動ピンに設けられている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、カム溝部を有する光量調節羽根を使用した光量調節装置において、互いに隣り合う光量調節羽根のカム溝部同士が噛み合うことを防止して光量調節羽根をスムーズに駆動することができ、高精度な光量調節を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の光量調節装置の分解斜視図。
【図２】本発明の光量調節装置の上面図。
【図３】本発明の光量調節装置の絞り羽根を示す図。
【図４】本発明の光量調節装置の絞り羽根を示す図。
【図５】本発明の光量調節装置の絞り羽根を示す図。
【図６】本発明の光量調節装置の絞り羽根を示す図。
【図７】本発明の光量調節装置のＮＤフィルター保持部材及びＮＤフィルターを示す図。
【図８】本発明の光量調節装置の全開状態の絞りを示す図。
【図９】本発明の光量調節装置の絞り開口を示す図。
【図１０】本発明の光量調節装置のＮＤフィルターを進入した絞り開口を示す図。
【図１１】本発明の光量調節装置の全閉状態の絞りを示す図。
【図１２】本発明の撮像装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
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。
図１及び図２において、ベース部材である地板３９のベース面３９ｂの中央には、光を通過させる開口（以下、固定開口という）３９ａが形成されている。
圧電素子３１は駆動源であり、圧電素子３１の伸縮する方向において、一端は駆動軸３２が固定され、他端は地板３９の側壁部３９ｃと連結する金属板４３で固定されている。
本実施例では圧電素子を使用しているが、駆動源は特に限定せず、従来例のようなステッピングモータとギアで構成されていてもよい。しかし、本実施例のように圧電素子のような電気―機械エネルギ変換素子で構成すると駆動源を駆動軸と同軸上に配置でき、小型化が可能である。
駆動軸３２は後述の絞り羽根の移動方向と直交する方向に延び、一端が地板３９の保持穴部３９ｅによって保持されている。圧電素子３１の伸縮運動は伝達部材３３に伝えられ、これにより伝達部材３３を直線往復運動させることが可能となる。
また、駆動軸３２の配置される向き、すなわち伝達部材３３が直線往復運動する方向は、本実施例に示す方向には限定されない。絞り羽根の移動方向と平行な方向、または絞り羽根の移動方向から傾いた方向に配置されてもよい。この場合は、後述の絞り羽根のカム溝部の形状を本実施例の形状から変えることで、絞り羽根の動作を調整可能である。
伝達部材３３は不図示のバネによってバネ付勢された押さえ部３３ｂを含み、この押さえ部３３ｂによって駆動軸３２を挟み込むことで駆動軸３２の軸方向（長手方向）に移動可能に支持されている。圧電素子３１には不図示のリード線が繋がれており、伸びと縮みの変位を行うための電圧が印加される。この駆動軸３２の伸縮運動と伝達部材３３の摩擦力の作用により、伝達部材３３が駆動軸３２に沿って移動する。
フォトインタラプタ４１は地板３９に固着され、伝達部材３３がフォトインタラプタ４１の発光部から受光部に届く光を遮光し出力信号を変化させることで、伝達部材３３の位置を検出する。
絞り羽根３４，３５，３６，３７とＮＤフィルター保持部材（ＮＤフィルター羽根）４４は、それぞれの移動方向に沿って設けられたガイドスリット３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７bに、地板３９に設けられた駆動ピン３８a又は駆動ピン３８ｂが挿入されることにより、ガイドスリット方向に移動可能に保持されている。
ＮＤフィルター保持部材４４にはＮＤフィルター４５が貼り付けられて固定されている。ＮＤフィルター保持部材４４は、絞り羽根３４，３５，３６，３７と同じ素材で形成されていてもよい。
また、本実施例の光量調節装置は、４枚の絞り羽根と１枚のＮＤフィルターを有する光学フィルター羽根とを含んでいるが、絞り羽根とＮＤフィルターの枚数は本実施例の枚数に限定されない。また、光学フィルターを使用せずに複数枚の絞り羽根で構成されていてもよい。
絞り羽根３４，３５，３６，３７及びＮＤフィルター保持部材４４の各々の間には、カム溝部の溝幅よりも大きい直径のスペーサー４６が設けられている。伝達部材の駆動ピン３３ａは、絞り羽根３４，３５，３６，３７のカム溝部３４ｃ，３５ｃ，３６ｃ，３７ｃ、ＮＤフィルター保持部材４４のカム溝部４４ｃ、及び各々のスペーサー４６に挿入され、スペーサー４６は駆動ピン３３ａとともに移動可能である。この状態で、駆動ピン３３ａは、駆動軸３２に沿って直線運動する。
カバー４２は地板３９に係合されており、絞り羽根３４，３５，３６，３７は地板３９のベース面３９ｂとカバー４２によって挟みこまれる。また、カバー４２には、光を通過させる開口４２ｆが形成されている。
図３から図７は、本実施例において、光量調節装置に設けられる絞り羽根の形状を示す。
絞り羽根３４，３５，３６，３７は、互いに組み合わさって絞り開口を形成する開口形成部３４ｆ，３５ｆ，３６ｆ，３７ｆを有する。
絞り羽根３４，３５，３６，３７におけるカム溝部の区間３４ｄ，３５ｄ，３６ｄ，３７ｄは、伝達部材３３の駆動方向と平行な方向、すなわち、絞り羽根３４の移動方向と直交する方向に形成されている。駆動ピン３３ａが区間３４ｄ，３５ｄ，３６ｄ，３７ｄを移動している間、絞り羽根３４，３５，３６，３７は地板３９に対して停止した状態になる。
絞り羽根３５の区間３５ｅは、伝達部材３３の駆動方向に対してのカム溝部の傾きが絞り羽根の区間３４ｅよりも急になっている。換言すれば、絞り羽根３４，３５が駆動される方向において、区間３５ｅの長さが区間３４ｅの長さよりも長い。そのため、駆動ピン３３ａが区間３５ｅを移動するとき、絞り羽根３５の方が絞り羽根３４よりも速く移動する。
絞り羽根３６，３７の区間３６ｅ，３７ｅは、伝達部材３３の駆動方向に対してカム溝部の傾く方向が区間３４ｅ，３５ｅとは反対に形成されている。そのため、駆動ピン３３ａが区間３５ｅを移動するとき、絞り羽根３６，３７は絞り羽根３４，３５とは反対向きに移動する。
ＮＤフィルター保持部材４４の区間４４ｄは伝達部材３３の駆動方向に対して傾いているが、区間４４ｅは伝達部材３３の駆動方向と平行な方向、すなわちＮＤフィルター保持部材４４の移動方向と直交する方向に形成されている。そのため、駆動ピン３３ａが区間４４ｅを駆動されている間、ＮＤフィルター保持部材４４は地板３９に対して停止した状態になる。
図８から図１１の間は、光量調節装置１００において、絞り開口が全開の状態から絞りが閉じるまでの、絞り羽根３４，３５，３６，３７とＮＤフィルター保持部材４４の移動過程を示す。
本実施例において絞り開口が全開状態から全閉状態になるときは、絞り羽根３４，３５は紙面下方向へ、絞り羽根３６，３７は紙面上方向に移動する。また、ＮＤフィルター保持部材４４は紙面上方向に移動する。なお、絞り開口が全閉状態から全開状態になるときは、上記と反対の方向にそれぞれ移動する。
図８では、絞り羽根３４，３５，３６，３７の開口部で形成される開口が地板３９の固定開口３９ａより大きく開いている。この場合、固定開口３９ａが絞り開口となる。なお、図８では、ＮＤフィルター保持部材４４に貼り付けられて固定されているＮＤフィルター４５も固定開口３９ａより外径に位置しており、絞り開口内に進入していない。
図９から図１０の間は、カム溝部３４ｃ，３５ｃ，３６ｃ，３７ｃの区間３４ｄ，３５ｄ，３６ｄ，３７ｄを駆動ピン３３ａが駆動されている状態を示している。この場合、上述したように伝達部材３３が移動しているにもかかわらず絞り羽根３４，３５，３６，３７は停止している。一方、ＮＤフィルター保持部材４４は、ＮＤフィルター４５が絞り開口内に進入するように移動する。
ここで、図９は開放開口よりも小さく絞られた状態を示しており、ＮＤフィルター４５は未だ絞り開口に進入していない。図１０は、図９の開口径を保持した状態でＮＤフィルター４５が絞り開口の全面を覆った状態を示している。
図１１は伝達部材３３の駆動ピン３３ａが区間３４ｅ，３５ｅ，３６ｅ，３７eを駆動されることで、絞り羽根３４，３５，３６，３７が再び閉じ方向に移動して絞り開口が閉じた状態を示している。
以下、上述した光量調節装置１００におけるスペーサー４６の働きについて述べる。
図１０の状態から図１１の状態に変化する場合に、互いに隣り合った絞り羽根３４と絞り羽根３５は同方向に移動する。このとき、図３及び図４のように駆動ピン３３ａが当接するカム溝部の傾きが異なるので、絞り羽根３５の方が絞り羽根３４よりも速く移動する。そのため、絞り羽根３５のカム溝部３５ｃの区間３５ｄと区間３５ｅの間の湾曲部（曲がり部）付近が厚み方向に変形して反っていた場合、この反った部分が、動きの遅い絞り羽根３４のカム溝部の部分を通過するときにそのカム溝部に引っ掛かるおそれがある。
また、図１０の状態から図１１の状態に変化する場合、互いに隣り合った絞り羽根３５と絞り羽根３６は互いに反対方向に移動する。この場合も、カム溝部同士が交差するときに湾曲部付近の反った部分とカム溝部とが引っ掛かるおそれがある。
これらの問題は、同様の動作をする他の絞り羽根、及び光学フィルター部材においても同様に起こり得る。
しかし、本実施例では、絞り羽根３４，３５，３６，３７、及び光学フィルター部材４４の間に、カム溝部の溝幅よりも大きい直径のスペーサー４６が駆動ピン３３ａに係合することによって配置されている。そのため、スペーサー４６は駆動ピン３３ａとともに移動し、互いに隣り合う絞り羽根または光学フィルター保持部材を離間させる。その結果、スペーサー４６は、絞り羽根などのカム溝部の角度が切り替わる湾曲部付近の反った部分が、互いに隣り合う絞り羽根または光学フィルター保持部材のカム溝部と引っ掛かるのを防ぐ。すなわち、スペーサー４６を設けることによって、移動速度の異なる絞り羽根又は対向して移動する絞り羽根などが隣り合っていても、カム溝部の干渉で作動不良を起こすことなく絞り羽根のスムーズな移動が可能となる。
なお、スペーサー４６は薄くて摺動性が良い物が望まれ、その厚みは絞り羽根の厚みや反りの量などにより決定するが、通常は絞り羽根と同じ程度の０．０５ｍｍ〜０．１５ｍｍが好ましい。本実施例では、スペーサー４６を駆動ピン３３ａとは別体に設けたが、駆動ピン３３ａと一体に形成してもよい。
また、本実施例では、Ｓ字形状のカム溝部を例に説明したが、異なる光量調節羽根のカム溝部と反った部分とが噛み合う可能性がありさえすれば本発明を適用でき、本実施例とは異なる速度，方向，またはタイミングで光量調節羽根が動かされる場合でも本発明を適用可能である。
図１２は、上述した光量調節装置１００を搭載したデジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置２００を示している。前群レンズ２０１を透過した光が光量調節装置１００によって絞られ、後群レンズ２０２によって撮像素子２０３に結像している。
このように光量調節装置１００をデジタ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、光量調節装置１００の位置は本実施例に限定されない。
【符号の説明】
【０００９】
１００光量調節装置
３１圧電素子
３２駆動軸
３３伝達部材
３３ａ駆動ピン
３４，３５，３６，３７絞り羽根
３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂガイドスリット
３４ｃ，３５ｃ，３６ｃ，３７ｃカム溝部
３４ｆ，３５ｆ，３６ｆ，３７ｆ開口形成部
３８ガイドピン
３９地板
３９ａ固定開口
４１フォトインタラプタ
４２カバー
４３金属板
４４ＮＤフィルター保持部材
４５ＮＤフィルター
４６スペーサー
２００撮像装置

【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を含むベース部材と、
互いに異なる形状のカム溝部を含み、直線往復運動して前記開口部を通過する光量を変化させる複数の光量調節羽根と、
前記カム溝部に係合する駆動ピンを移動させて、前記複数の光量調節羽根を駆動する駆動機構とを有し、
前記複数の光量調節羽根のうち少なくとも一つの光量調節羽根のカム溝部は曲がり部を含み、
前記曲がり部を含む前記光量調節羽根と、該光量調節羽根と隣り合った光量調節羽根との間に、前記駆動ピンに設けられて該駆動ピンとともに移動するスペーサーを有し、
前記スペーサーは、前記曲がり部を含む前記光量調節羽根と、該光量調節羽根と隣り合った光量調節羽根とを離間させるように前記駆動ピンに設けられていることを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記複数の光量調節羽根の前記カム溝部は、前記曲がり部を含む前記光量調節羽根と前記隣り合った光量調節羽根との前記直線往復運動をする速さが互いに異なるように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】
前記複数の光量調節羽根の前記カム溝部は、前記曲がり部を含む前記光量調節羽根と前記隣り合った光量調節羽根との駆動される方向が互いに反対になるように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４】
前記複数の光量調節羽根は、開口の大きさを変化させる複数の絞り羽根と、前記絞り羽根によって形成される絞り開口を通過する光量を調節する光学フィルターを含む光学フィルター羽根とからなることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光量調節装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の光量調節装置を使用した撮像装置。

【図１】