(57)【要約】【課題】比較的簡単な構成で、低コスト化又は小型化を図ることができる光量調整装置及び光学機器を提供する。【解決手段】  光路を形成する開口部を有する光路形成基板と、この光路形成基板が装着されるベース基板と、光路形成基板及びベース基板の間に配置され開口部を開閉して光量を調整する光量調整部材と、光量調整部材を駆動する駆動部とを備え、駆動部は、光路形成基板の装着側となるベース部材の一方面側に埋設固定される構成により、比較的簡単な構成で低コスト化又は小型化を図ることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路を形成する開口部を有する光路形成基板と、前記光路形成基板が装着されるベース基板と、前記光路形成基板及び前記ベース基板の間に配置され前記開口部を開閉して光量を調整する光量調整部材と、前記光量調整部材を駆動する駆動部とを備え、
前記駆動部は、前記光路形成基板の装着側となる前記ベース部材の一方面側に埋設固定されることを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記ベース部材の一方面側には、前記駆動部が固定される凹部が設けられ、前記駆動部は、前記凹部の内側に設けられて前記駆動部に係合する係合部によって前記ベース部材に固定され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】
前記係合部は複数個設けられ、前記駆動部の重心が複数の前記係合部を結ぶ面内に配置されてい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】
前記ベース部材の一方面側に前記駆動部を埋設固定した状態では、前記光路形成基板側に対応する前記駆動部の上面が前記ベース部材の一方面よりも低い位置となることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項５】
前記駆動部が固定された前記ベース部材の一方面側と前記光量調整部材との間には板状部材が配置され、前記板状部材は、前記駆動部が埋設固定される部分を実質的に覆う部材となることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項６】
前記駆動部が固定された前記ベース部材の一方面側には前記開口部に連通する連通孔を有する板状部材が配置され、前記板状部材上には前記光量調整部材が配置され、前記光量調整部材は、前記板状部材を介して前記駆動部が接続されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項７】
前記板状部材には、前記駆動部の駆動レバーが挿通される貫通孔が設けられ、前記貫通孔から突出した前記駆動レバーの端部に前記光量調整部材が接続されることを特徴とする請求項５又は６に記載の光量調整装置。
【請求項８】
前記光量調整部材が配置される前記板状部材の一方面上の領域は、前記光量調整部材が移動する移動領域となり、当該移動領域は、前記駆動部が固定される部分に対向する領域まで延設されることを特徴とする請求項６又は７に記載の光量調整装置。
【請求項９】
前記ベース部材の一方面側には、前記駆動部が２個設けられ、前記ベース部材と前記板状部材との間には、前記連通孔内に移動可能となる光学フィルタが配置され、一方の前記駆動部が前記光量調整部材の駆動源とし、他方の前記駆動部が前記光学フィルタの駆動源とすることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項１０】
前記光量調整部材は、複数の光量調整羽根であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の光量調整装置を備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の光学撮像機器に用いられる光量調整装置、及び当該光量調整装置を搭載した光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルカメラやビデオカメラなどの光学機器に搭載される光量調節装置は、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、遮光羽根やフィルタ羽根等の光量調節部材を往復運動させている構成が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
近年、このような光量調節装置を備えたビデオカメラ、スチルカメラなどの光学機器では、小型化の要求が強く、光学機器内に配置される光量調節装置の小型化も要求される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２０５９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、比較的簡単な構成で、小型化または低コスト化を図ることができる光量調整装置及び光学機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明は、光路を形成する開口部を有する光路形成基板と、前記光路形成基板が装着されるベース基板と、前記光路形成基板及び前記ベース基板の間に配置され前記開口部を開閉して光量を調整する光量調整部材と、前記光量調整部材を駆動する駆動部とを備え、前記駆動部は、前記光路形成基板の装着側となる前記ベース部材の一方面側に埋設固定されることを特徴とする光量調整装置にある。これにより、ベース部材の一方面側に駆動部が埋設固定されるので、比較的簡単な構成で小型化または低コスト化を図ることができる。
【０００７】
上記本発明では、前記ベース部材の一方面側には、前記駆動部が固定される凹部が設けられ、前記駆動部は、前記凹部の内側に設けられて前記駆動部に係合する係合部によって前記ベース部材に固定されることが好ましい。これにより、駆動部を係合部によって強固に固定することが可能となる。
【０００８】
また、本発明では、前記係合部は複数個設けられ、前記駆動部の重心が複数の前記係合部を結ぶ面内に配置されていることが好ましい。これにより、駆動部を複数の係合部によって、より強固に固定することが可能となる。
【０００９】
さらに、本発明では、前記ベース部材の一方面側に前記駆動部を埋設固定した状態では、前記光路形成基板側に対応する前記駆動部の上面が前記ベース部材の一方面よりも低い位置となることが好ましい。これにより、駆動部がベース部材の一方面に突出しないため、ベース部材の一方面に装着される部材との干渉を防ぎ、光量調整装置の薄型化に有利である。また、駆動部の振動や熱がベース部材に直接伝わることを有効に防ぐことができる。
【００１０】
また、本発明では、前記駆動部が固定された前記ベース部材の一方面側と前記光量調整部材との間には板状部材が配置され、前記板状部材は、前記駆動部が埋設固定される部分を実質的に覆う部材となることが好ましい。これにより、光量調整部材と、駆動部が埋設固定される部分との干渉を確実に防ぐことが可能となる。
【００１１】
また、本発明では、前記駆動部が固定された前記ベース部材の一方面側には前記開口部に連通する連通孔を有する板状部材が配置され、前記板状部材上には前記光量調整部材が配置され、前記光量調整部材は、前記板状部材を介して前記駆動部が接続されることが好ましい。これにより、光量調整部材とベース部材との間に板状部材が介在するため、光量調整部材のスムーズな動作を実現でき、光量調整部材とベース部材との衝突を確実に回避することが可能となる。
【００１２】
さらに、本発明では、前記板状部材には、前記駆動部の駆動レバーが挿通される貫通孔が設けられ、前記貫通孔から突出した前記駆動レバーの端部に前記光量調整部材が接続されることが好ましい。これにより、駆動レバー方式を用いた光量調整部材の駆動を実現できる。
【００１３】
また、本発明では、前記光量調整部材が配置される前記板状部材の一方面上の領域は、前記光量調整部材が移動する移動領域となり、当該移動領域は、前記駆動部が固定される部分に対向する領域まで延設されることが好ましい。これにより、光量調整部材の走行範囲が大きく確保できるため、光量調整部材の設計自由度を確保でき、開口部の開閉のために複数の光量調整部材の配置も可能となる。
【００１４】
さらに、本発明では、前記ベース部材の一方面側には、前記駆動部が２個設けられ、前記ベース部材と前記板状部材との間には、前記連通孔内に移動可能となる光学フィルタが配置され、一方の前記駆動部が前記光量調整部材の駆動源とし、他方の前記駆動部が前記光学フィルタの駆動源とすることが好ましい。これにより、光学フィルタの組み込みが可能となり、光学特性の調整が可能となる。
【００１５】
また、本発明では、前記光量調整部材は、複数の光量調整羽根であることが好ましい。これにより、光路となる開口部の面積をその両側から効率よく絞ることができるため、光量調整装置の小型化に有利である。
【００１６】
なお、本発明は、上述した光量調整装置だけでなく、上述した光量調整装置を備えたことを特徴とする光学機器も広く対象とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、比較的簡単な構成で、低コスト化または小型化を図る光量調整装置およびこの光量調整装置を備えた光学機器の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第一実施形態に係る光量調整装置の主要部分を示す分解斜視図。
【図２】本発明の第一実施形態に係る光量調整装置の平面図。
【図３】本発明の第一実施形態に係る光量調整装置のアクチュエータを示す平面図。
【図４】図２に示すＡ−Ａ断面図。
【図５】本発明の第二実施形態に係る光量調整装置の主要部分を示す分解斜視図。
【図６】本発明の第二実施形態に係る光量調整装置の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明における光量調整装置は、詳細は後述するが、光路を形成する開口部を有する光路形成基板と、光路形成基板が装着されるベース基板と、光路形成基板及びベース基板の間に配置され開口部を開閉して光量を調整する光量調整部材と、光量調整部材を駆動する駆動部とを備え、駆動部は、光路形成基板の装着側となるベース部材の一方面側に埋設固定されることを特徴とする。これにより、ベース部材の一方面側に駆動部が埋設固定されるので、比較的簡単な構成で、低コスト化または小型化を図ることができる。
【００２０】
＜実施形態１＞
本発明による光量調節装置の実施形態１について、図１〜図４を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態の光量調節装置は光の遮光を行うので、以下、シャッタ装置と呼ぶ。
【００２１】
図１はシャッタ装置の主要部分を示す分解斜視図である。図２はシャッタ装置の平面図で、遮光羽根が口径から退避した状態を示している。図３はシャッタ装置のアクチュエータが配置された状態を示す平面図である。図４は図２に示すＡ−Ａ断面を示す図である。
【００２２】
図示するように、１は地板（装置基板）であり、開口部１ａとレバー回転軸１ｂと羽根回転軸１ｃと羽根ストッパー１ｄ，１ｅとフック形状１ｆ，１ｇ，１ｈを備える。開口部１ａはシャッタ装置の光通過口（光路）となる。すなわち、地板１は、光路を形成する光路形成部材となる。
【００２３】
また、レバー回転軸１ｂは後述の駆動レバー回転軸１ｂと、遮光羽根７の回転中心と嵌合する。羽根ストッパー１ｄ，１ｅは後述の遮光羽根７，８の回動動作を止める構造となっている。
【００２４】
フック形状１ｆ，１ｇ，１ｈは後述のステータヨーク４を光軸方向に保持する構造となっている。駆動部壁面１ｉは、その内側にステータヨーク４が取り付けられ、ステータヨーク４の位置決めとなっている。
【００２５】
また、２はマグネットであり、外周面が２極（Ｎ極、Ｓ極）に着磁されている。３は駆動レバーであり、マグネット２と一体となって構成されている。一体とする方法は、接着剤による固着や、樹脂であればインサート射出成形などが挙げられる。一体となって構成されたマグネット２と駆動レバー３は、地板１に設けられているレバー回転軸１ｂで支持され、回転運動することができる。
【００２６】
４は軟磁性材料からなるステータヨークであり、馬蹄形状に形成されている。このステータヨーク４は、ロータマグネット２の外周曲面に対向して配置される磁極部４ａ、４ｂを有する。また、ステータヨーク４は、後述する電磁コイルユニット５とともに、シャッタ地板１に対して羽根取り付け側（図１中上側）から取り付けられる。
【００２７】
５は電磁コイルユニットであり、ボビンに導線からなるコイルが巻きつけられて構成されている。この電磁コイルユニット５はステータヨーク４が挿入された状態で地板１に取り付けられる。６はアクチュエータカバーで、地板１に取り付けられ、ステータヨーク４および駆動レバー３と、後述する遮光羽根７，８の移動スペース（走行スペース）を仕切る部材となっている。
【００２８】
図に示すように、これらのマグネット２、駆動レバー３、ステータヨーク４、電磁コイルユニット５、板状部材からなるアクチュエータカバー６を組むことによりシャッタ装置の駆動源となる電磁アクチュエータを構成する。この電磁アクチュエータは後述する遮光羽根７，８を駆動させる。なお、上記アクチュエータカバー６は、詳細は後述する羽押さえ板と同様に、光路を形成する開口部を有する光路形成部材となる。
【００２９】
なお、このようなアクチュエータカバー６は、その直下にある地板１に装着され、後述する遮光羽根７，８の駆動部（アクチュエータ部分）が埋設固定される部分を実質的に覆うことになる。これにより、遮光羽根７，８が駆動部の埋設固定部分の開口縁部に干渉することがなく、遮光羽根７，８の安定的な駆動を確保することができる。なお、ここでいう埋設固定とは、地板１に設けられた収容部（例えば凹部）に対して、遮光羽根７，８の駆動部を実質的に収容しつつ、地板１に対して強固に固定する状態のことを指す。
【００３０】
７，８は光量調整部材となる遮光羽根（光量調整羽根）であり、前記電磁アクチュエータによって回転動作を行い、シャッタ装置の地板開口部１ａの開閉動作を行う。図２に示すように、地板開口部１ａから退避状態にあるときは、遮光羽根７，８が、電磁アクチュエータの光軸方向の上面（投影面）に配置される。９は光路を形成する開口部を有する光路形成部材としての羽根押さえ板である。この羽根押さえ板９は、地板１に対向配置され、羽根押さえ板とアクチュエータカバー６との間で遮光羽根７，８の移動スペース（走行スペース）を形成する。また、羽根押さえ板９は、アクチュエータカバー６に対して遮光羽根７，８を挟み込み、これら遮光羽根７，８の光軸方向の移動を制限する押さえ板となる。なお、本実施形態では、２枚の遮光羽根７，８を開閉させる構成を例示したが、例えば、１枚の遮光羽根を移動させる構成としてもよい。
【００３１】
次に、本実施形態におけるシャッタ装置１００の組み立て方法について説明する。まず、馬蹄形のステータヨーク４に電磁コイルユニット５を挿入する。電磁コイルユニット５が挿入されたステータヨーク４を地板１の所定の位置へ、光軸方向に押し込んで組み込む。本実施形態における地板１には、駆動系のユニットが埋設固定される凹部が設けられている。この凹部には、駆動系のユニットに係合する係合部となるフック形状部１ｆ，１ｇ，１ｈが設けられている。具体的には、これらフック形状部１ｆ，１ｇ，１ｈはステータヨーク４を押し込んで組み込む際に最初に触れる部分を面取り形状を設けている。これによりステータヨーク４を地板１に対して垂直に押し込むことによって、フック形状部１ｆ，１ｇ，１ｈがたわみ、所定の位置まで押し込むとフック形状１ｆ，１ｇ，１ｈが元に戻り、ステータヨーク４が光軸方向に引っ掛かる。本実施形態では、駆動系のユニットの重心が、フック形状部１ｆ，１ｇ，１ｈを結ぶ面内に配置され、駆動系のユニットを複数の係合部（フック形状部）によって、より強固に固定することが可能となる。これにより、地板１の凹部に駆動系のユニットが埋設固定される。このとき、駆動系のユニットの上面は、地板１の端面（凹部が設けられる側の面）よりも低い位置となり、駆動系のユニットは、実質的に地板１だけで固定される。すなわち、駆動系のユニットは、地板１に固定されると、地板１と実質的に一体化する。そして、このような地板１には、上述したように、アクチュエータカバー６が装着されるが、このとき、アクチュエータカバー６は、凹部を実質的に覆うが駆動系のユニットの上面には接触しない。これにより、アクチュエータカバー６が駆動系から振動が伝達されることがなく、安定した羽根駆動を実現することが可能となる。また、アクチュエータカバー６と駆動系との間に空間を形成することで、駆動系（コイル等）の発熱による部品の熱変形を防ぐことができ、安定した羽駆駆動を実現することが可能となる。
【００３２】
上述のように、地板のフック形状部１ｆ，１ｇ，１ｈをたわませて組み込むため、地板１の材料には靭性に優れ破断強度の強い材料が望ましい。また、ステータヨーク４の加工方法は、メタルインジェクションやプレス加工が挙げられるが、地板１への組込の際、最初に触れる稜線に面取りをつけたり、プレスのダレ面にしたりするとさらに良い。
【００３３】
アウトドア向けカメラのように通常のカメラよりも強い衝撃にも耐える要求がある場合は、フック形状部１ｆ，１ｇ，１ｈの先端に接着剤を塗布し、ステータヨークと固着してもよい。
【００３４】
そして、ステータヨーク４の磁極部４ａ、４ｂ間のスペースに、ロータマグネット２を配置する。このとき、ロータマグネットと一体成形された駆動レバーの回転軸孔３ａが、地板のレバー回転軸１ｂと嵌合するように配置する。シャッタ地板１の軸受け穴部１ａにはまり込むように配置する。ここで、ロータマグネット２とステータヨーク４の間に磁気的な吸引力が働き、光軸方向に所定の位置に留まる。
【００３５】
以上にて、アクチュエータ部の組込みが完了となる。続いて、アクチュエータカバー６、遮光羽根７，８の順に配置する。遮光羽根７は地板のレバー回転軸１ｃと、遮光羽根８は羽根回転軸１ｃと嵌合し、それぞれを中心に回転可能となっている。そして、羽根押さえ板６を地板１に取り付ける。これにより、シャッタ装置１００が組み立てられる。
【００３６】
本実施形態のシャッタ装置１００では、シャッタ装置１００を構成するすべての部品をシャッタ地板１に対して一方（図１中上方）から取り付けることができるため、シャッタ装置１００の組み立てが容易になる。
【００３７】
次に、上述した構成のシャッタ装置１００の動作について説明する。電磁コイルユニット５が通電ＯＦＦ状態にあるとき、ステータヨーク４は非励磁状態にあり、ロータマグネット２は、ステータヨーク４の磁極部４ａ、４ｂとの吸引力によって所定の位置（図２，図３に示す位置）に保持される。このとき、遮光羽根７，８は、シャッタ地板１に形成された羽根ストッパー１ｄ，１ｅに当接した状態で保持されており、羽根押さえ板９の開口部９ａから退避した状態、つまり開放状態にある。
【００３８】
図２に示す状態において、ステータヨーク４の磁極部４ａがＳ極になり、磁極部４ｂがＮ極になるように電磁コイルユニット５に通電（正通電）制御を行うと、ステータヨーク４とロータマグネット２との間に吸引力と反発力が生じてロータマグネット２は、図２の状態から反時計回りに回転する。これにより、遮光羽根７，８は、開放状態から開口部６ｃを覆う位置まで移動する。
【００３９】
ここで、ロータマグネット２およびステータヨーク４は、ロータマグネット２の全作動範囲のうちの中間位置でディテント力が実質的にゼロとなり、かつディテント力の方向が中間位置の前後で左右（逆方向）に切り換わるように配置されている。このような配置関係とすることにより、電磁コイルユニット５に通電して遮光羽根７，８の回動を行った後、通電ＯＦＦの状態にしても、ディテント力により遮光羽根７，８がシャッタ地板１に形成された羽根ストッパー１ｄ，ｅに当接したままとなる。すなわち、遮光羽根７，８が、羽根押さえ板９の開口部９ａを覆った状態に保持される。
【００４０】
一方、ステータヨーク４の磁極部４ａがＮ極になり、磁極部４ｂがＳ極になるように電磁コイルユニット５に逆方向の通電制御を行うと、ステータヨーク４およびロータマグネット２の間に反発力と吸引力が生じてロータマグネット２が図２中時計回りに回転して、図２に示す位置に戻る。そして、電磁コイルユニット５を通電ＯＦＦ状態にすると、ロータマグネット２およびステータヨーク４間のディテント力によって遮光羽根７，８が図２に示す状態に保持される。
【００４１】
このように電磁コイルユニット５への正、逆通電によるロータマグネット２およびステータヨーク４の磁気的な吸引、反発作用の２つの力の働きを受けて、遮光羽根７，８は、回転軸１ｆ，１ｃを中心に回転して光通過口となる開口部６ｃを開閉する。
【００４２】
また、電磁コイルユニット５への通電が遮断された後は、ロータマグネット２およびステータヨーク４間に生じるディテント力により、遮光羽根７，８は羽根ストッパー１ｄ又は１ｅに付勢された状態で停止する。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態では、地板１に対して遮光羽根７，８の駆動ユニットを埋設固定したことにより、その他の別部材との間で地板１に駆動ユニットを固定する構造と比べて、比較的簡単な構成となり、低コスト化または小型化を図ることができる。また、地板１上に装着される部材との干渉がなくなり、羽根のレイアウト（例えば、羽根形状や、羽根の設置スペース）における自由度が向上することができ、羽根駆動の安定性を十分に確保することができる。
【００４４】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２に係る光量調節装置について図５，６を参照しながら説明する。なお、本実施形態における光量調節装置は遮光羽根７，８とフィルタ羽根１５を供えるものである。また、図５において、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４５】
図示するように、１０はロータマグネット、１１は駆動レバー、１２はステータヨーク、１３は電磁コイルユニットであり、実施例１の２〜５と同様の部品となっており、後述のフィルタ羽根１５の駆動源となっている。
【００４６】
１４はアクチュエータカバーでありフィルタ羽根のアクチュエータと、フィルタ羽根１５の走行スペースを仕切る。本実施例ではフィルタ羽根１５と電磁アクチュエータが対面する範囲に配置して部品を小さくしている。そして、このアクチュエータカバー１４は、上述した実施形態１のアクチュエータカバー６と同様に、電磁コイルユニット１３等の駆動系ユニットを収容する凹部を実質的に覆うことで、フィルタ羽根１５と凹部との干渉を確実に防ぐことができる。
【００４７】
１５はフィルタ羽根であり、前記電磁アクチュエータによって回転動作を行い、光量調節装置の地板開口部１ａの開閉動作を行う。フィルタ羽根１５は、透過する光の量を減光するように、また光が反射しないように表面処理されたシート材からなる。１６は仕切り部材であり、フィルタ羽根１５の走行スペースと、遮光羽根７，８の走行スペースを仕切っている。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態では、地板１に対して遮光羽根７，８、フィルタ羽根１５の駆動ユニットをそれぞれ埋設固定したことにより、その他の別部材との間で地板１に駆動ユニットを固定する構造と比べて、比較的簡単な構成となり、低コスト化または小型化を図ることができる。また、地板１上に装着される部材との干渉がなくなり、羽根のレイアウト（例えば、羽根形状や、羽根の設置スペース）における自由度が向上することができ、羽根駆動の安定性を十分に確保することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  地板
１ａ  開口部
１ｂ  レバー回転軸
１ｃ  羽根回転軸
１ｄ，１ｅ，１ｋ，１ｌ  羽根ストッパー
１ｆ，１ｇ，１ｈ，１ｍ，１ｎ，１ｏ  フック形状
１ｉ  駆動部外壁
２  ロータマグネット
３  駆動レバー
３ａ  レバー回転軸孔
３ｂ駆動レバーピン
４  ステータヨーク
４ａ，４ｂ  磁極部
５  電磁コイルユニット
６  アクチュエータカバー
７    遮光羽根
８    遮光羽根
９  羽根押さえ板
９ａ  開口部
１０  ロータマグネット
１１  駆動レバー
１１ａ  レバー回転軸孔
１２ｂ駆動レバーピン
１２  ステータヨーク
１３  電磁コイルユニット
１４  アクチュエータカバー
１５  フィルタ羽根
１６  仕切り部材
１００  シャッタ装置
【図１】
2014134750.tif 000003
【図２】
2014134750.tif 000004
【図３】
2014134750.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014134750.tif 000007
【図６】
2014134750.tif 000008