(57)【要約】【課題】本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、高精度で高品位であると同時に高減速比な光量調整装置を提供することを目的とする。【解決手段】光量調整装置１は、開口部３ｉを有するベース部材３と、第１の係合部４を有する回転軸を有する駆動源２と、第１の係合部４と係合する第２の係合部５ｊを有し、ベース部材３に開口部３ｉの周方向に回動可能に嵌合される、複数の第１の羽根係合部５ａ〜ｈを有する羽根駆動部材５と、開口部３ｉの周周りに配置され、第１の羽根係合部５ａ〜ｈと係合する第２の羽根係合部６ｂを有する複数の光量調整羽根６と、を備え、ベース部材３は、複数の光量調整羽根６を支持する複数の支持部３ａ〜ｈを有し、第２の係合部５ｊは、複数の支持部３ａ〜ｈを通る円よりも外側にあることを特徴とする。【選択図】図１
2014146008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するベース部材と、
第１の係合部を有する回転軸を有する駆動源と、
前記第１の係合部と係合する第２の係合部を有し、前記ベース部材に前記開口部の周方向に回動可能に嵌合される、複数の第１の羽根係合部を有する羽根駆動部材と、
前記開口部の周周りに配置され、前記第１の羽根係合部と係合する第２の羽根係合部を有する複数の光量調整羽根と、
を備え、
前記ベース部材は、前記複数の光量調整羽根を支持する複数の支持部を有し、
前記第２の係合部は、前記複数の支持部を通る円よりも外側にあることを特徴とする、光量調整装置。
【請求項２】
前記第２の係合部と前記第１の係合部の係合部は、前記羽根駆動部材と前記ベース部材との嵌合部を有する面に対して、前記ベース部材の他方の面に構成され、
前記羽根駆動部材の一部は、前記開口部の周方向に回動させた場合に、前記光量調整羽根の少なくとも１つの前記支持部に対し、開口部の中心軸に対して平行な方向にずれた位置で重な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の羽根係合部および前記第２の羽根係合部は、いずれか一方が軸形状であり、他方はカム形状を形成していることを特徴とする、請求項１または２に記載の光量調整装置。
【請求項４】
前記ベース部材は、前記複数の光量調整羽根の回転中心と、前記羽根駆動部材の回転中心を決める嵌合部と、前記駆動源の位置決めとを備えていることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項５】
前記第１の係合部および前記第２の係合部は、ギア形状であり、
前記第１の係合部は、前記回転軸の中心から外側に向かって伸びる歯を有し、
前記第２の係合部は、弧状であり前記開口部の中心から外側に向かって伸びる歯を有することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光量調整装置。
【請求項６】
光量調整装置を有するレンズ鏡筒であって、
前記光量調整装置は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光量調整装置であることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項７】
光量調整装置を有する撮像装置であって、
前記光量調整装置は、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光量調整装置であることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光量調整装置およびそれを用いた光学機器に関する。具体的には、レンズ交換可能な、或いは、レンズを一体に有する、光学機器の光量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ビデオカメラ、デジタルカメラなどの撮像装置に用いられる光量調整装置は、光軸上に開口部を設けた地板とカバーの間に２枚の光量調整羽根を移動自在に挟む構造である。この２枚の光量調整羽根は、光軸に直交する面において相対的に逆方向に直進スライド移動し、開口部形状を自在に可変し、光量を調整する事が可能である。従来の光量調整装置は、光量調整羽根の構成枚数が２枚であるため、小絞り側の絞り開口形状が略菱形となる。この場合、点光源から出るボケ形状・面反射ゴーストの形状が菱形に見えるため、品位に欠け、高級・高精度な撮像装置には適さない。しかしながら、従来の光量調整装置はスペース効率がよく、廉価である為、一般消費者向けの撮像装置搭載される事が多い。
【０００３】
また、前記とは別に、２枚の光量調整羽根で構成された光量調整装置と同じく、光軸上に開口部を設けたベース部材とカバーの間に３枚以上の複数枚の光量調整羽根を移動自在に挟む構造の、いわゆる、虹彩絞りがある。虹彩絞りは、駆動源から連結部材を介して、光軸中心に回動する羽根駆動リングに連結されている。ここで、駆動源とは、例えば、ガルバノメータやステッピングモータなどである。この３枚以上の複数枚の光量調整羽根は、羽根駆動リング上に、時計回りあるいは反時計回りに重ねられて配置される。また、ベース部材に設けられた回転軸ピンに光量調整羽根の穴が回転可能に嵌合し、羽根駆動リングに設けられた駆動ピンが、光量調整羽根の長穴部に嵌合し、さらに、他の光量調整羽根も同一構造により支持される。この羽根駆動リングが光軸を中心に回転することにより、複数枚の光量調整羽根を連動して揺動させ、開口形状を変化させて開口を通過する光量を調整することを可能にする。
【０００４】
上記の虹彩絞り装置は、複数枚の光量調整羽根により開口形状が決定されるため、小絞り時の開口形状が多角形となり、点光源からでるボケ形状・面反射ゴーストの形状が円形に近くなることから、高級・高精度な撮像装置に搭載されている。また、駆動リングの作動角をより大きい範囲で動作可能である場合、駆動リング回転角に対する羽根移動量が小さくなり、敏感度の高い小絞りまで分解能の高い制御が可能となる。近年、一般消費者向けの撮像装置においても高画質、高精度な撮像装置が求められるようになり、点光源からでるボケ形状・面反射ゴーストの形状の品位を向上するため、より多くの光量羽根で構成し、円形に近い多角形形状の開口形状とする光量調整装置が望まれる。
【０００５】
例えば、特許文献１では、駆動源の駆動を伝達する為に駆動源の回転軸に固定された駆動伝達部材である駆動ギアと、羽根駆動リングの間に中間ギア部材を介し、減速比を大きくした光量調整装置を開示している。また、特許文献２では、羽根駆動リング部材に、羽根回転基準ピンを構成した、光量調整装置を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２１９０１号公報
【特許文献２】特開２００７−１６３８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述のように虹彩絞りにおいて、より円形に近づけていくためには羽根枚数を増やしていく必要がある。しかしながら、羽根枚数を増やしていくと、羽根の回転基準ピンの周方向のピッチが狭くなる。これにより、駆動源と駆動リングの連結部のスペースが確保できなくなり、従って、駆動リングの作動角が小さくなることから、所望の分解能を確保することが難しくなる。また、回転基準ピンを避けた状態で駆動リングの減速比を上げていくと、径方向にスペースを拡張していく必要がある。特許文献１は、駆動源であるステッピングモータと、駆動源の駆動を伝達する為に駆動源の回転軸に固定された駆動伝達部材である駆動ギアと、羽根駆動リングとの間に中間ギア部材を介することを開示している。これにより、スペースと、減速比を大きくすることができる。しかしながら、ギア部品を一部品増やす為、バックラッシュや、ガタなどの影響が発生し、精度に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００８】
また、特許文献２の様に、光量調整羽根の回転基準ピンを駆動リング側に設ける構成を開示している。これにより、羽根回転基準ピンのピッチに関係なく、羽根駆動リングの回転角を増やす事ができる。しかしながら、光量調整羽根の回転基準ピンが移動体である羽根駆動リングに形成されている為、開口形状の崩れや、中心軸のズレが生じ、品位に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、高精度で高品位であると同時に高減速比な光量調整装置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】
上記課題を解決するために、本発明は、光量調整装置であって、開口部を有するベース部材と、第１の係合部を有する回転軸を有する駆動源と、前記第１の係合部と係合する第２の係合部を有し、前記ベース部材に前記開口部の周方向に回動可能に嵌合される、複数の第１の羽根係合部を有する羽根駆動部材と、前記開口部の周周りに配置され、前記第１の羽根係合部と係合する第２の羽根係合部を有する複数の光量調整羽根と、を備え、前記ベース部材は、前記複数の光量調整羽根を支持する複数の支持部を有し、前記第２の係合部は、前記複数の支持部を通る円よりも外側にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精度で高品位であると同時に高減速比な光量調整装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光量調整装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る光量調整装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る光量調整装置の断面図である。
【図４】光量調整装置の羽根駆動リング作動範囲を示す図である。
【図５】光量調整装置を適用する光学機器のブロック構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１４】
まず、本発明に係る光量調整装置について、図１〜３を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る光量調整装置の構成を示す図であり、図２は、光量調整装置の分解斜視図であり、図３は、光量調整装置の断面図である。光量調整装置１は、まず、ベース部材３と、駆動源２と、駆動伝達部材４（第１の係合部）と、羽根駆動部材５と、複数の光量調整羽根６とを備える。
【００１５】
ベース部材３は、開口部が円形状のベース部材開口部３ｉと、羽根駆動部材と回動可能に嵌合する嵌合部３ｊと、駆動伝達部材４と連結する駆動伝達部材連結部（第２の係合部）５ｊを通す穴３ｋとを有する。また、ベース部材３は、後述の複数の光量調整羽根６の回動基準となる、支持部（回転基準ピン）３ａ〜ｈが形成されている。駆動源２は、複数の光量調整羽根６を駆動する駆動源であり、例えば、ステッピングモータやＤＣモータなどである。駆動伝達部材４は、駆動源２の回転軸に固定され、羽根駆動部材５に駆動源２の駆動力を伝達する。
【００１６】
羽根駆動部材５は、前記羽根駆動リング５ｉと、駆動源２の駆動伝達部材４と連結する駆動伝達部材連結部５ｊを含む。羽根駆動リング５ｉは、ベース部材３のベース部材の光量調整羽根駆動リング嵌合部３ｊに係合する。駆動伝達部材４は、駆動伝達部材連結部５ｊに連結し、駆動源２の駆動により回動可能である。このとき、ベース部材開口部３ｉの中心を回転の軸中心として回動する。また、羽根駆動部材５には、周方向に駆動ピン（第１の羽根係合部）５ａ〜ｈが配置されている。本実施形態において、駆動伝達部材４は、ギア形状とし、駆動伝達部材連結部５ｊも、ベース部材開口部３ｉの中心から外側に向かって弧状で、ギア形状とすることで、駆動伝達部材４と駆動伝達部材連結部５ｊは、ギア連結し得る。なお、本実施形態では、駆動伝達部材４と駆動伝達部材連結部５ｊをギアで連結する方法を採用したが、例えば、駆動伝達部材４がピンを有する部材とし、駆動伝達部材連結部５ｊが長穴を有する部材として、該ピンと該長穴が連結する方法であってもよい。
【００１７】
複数の光量調整羽根６は、ベース部材３の支持部３ａ〜ｈに係合する基準穴６ａと、羽根駆動部材５の駆動ピン５ａ〜ｈに係合する長穴(カム)（第２の羽根係合部）６ｂをそれぞれ個別に有している。この時、複数の光量調整羽根６および羽根駆動部材５の駆動ピン５ａ〜ｈとの係合部は、この構成に限定されることなく、いずれか一方が軸形状であり、他方はカム形状を形成していればよい。また、複数の光量調整羽根６は、ベース部材３のベース部材開口部３ｉの開口部の周周りに（例えば、中心から周方向に均等に）配置される。
【００１８】
駆動源２の駆動力が駆動伝達部材４を介して羽根駆動部材５に伝達され、複数の光量調整羽根６が回転駆動し、絞り径（開口径）を変動させる。この時、複数の光量調整羽根６のそれぞれが係合する支持部３ａ〜ｈを回転基準とし、光量調整羽根６ｂに係合された羽根駆動リング５の駆動ピン５ａ〜ｈにて回転駆動する。
【００１９】
駆動伝達部材連結部５ｊは、羽根駆動部材５から鉛直に突出し、ベース部材の穴３ｋをくぐって、ベース部材３と羽根駆動部材５との嵌合部３ｊのある面と反対側（他方）の面に接合する。また、羽根駆動部材５は、ベース部材３に形成された、複数の光量調整羽根６の支持部３ａ〜ｈの少なくとも１つに対し、軸垂直方向（開口部の中心軸方向）にずれた位置で回動する。すなわち、羽根駆動部材５の回動する範囲の一部は、複数の光量調整羽根６の少なくとも１つの支持部３ａ〜ｈに対し、光軸方向で重なる範囲で回動する。この時、駆動伝達部材連結部５ｊは、羽根駆動部材５とベース部材３との嵌合部３ｊに対し、ベース部材３における複数の支持部３ａ〜ｈを通る円よりも外側にあることが望ましい。すなわち、駆動伝達部材連結部５ｊと複数の支持部３ａ〜ｈを、開口部３iの開口面に平行な二次元平面上に投影した場合、駆動伝達部材連結部５ｊの投影位置が、複数の支持部３ａ〜ｈの投影位置を通る線分の集合により形成される閉領域の外側にある関係となる。
【００２０】
さらに、光量調整装置１は、絞りエンコーダ８と、駆動源２および駆動伝達部材連結部５ｊにゴミ、異物などの付着を防ぐカバー部材７と、複数の光量調整羽根６の軸垂直方向の移動を抑制する羽根押え板９とを備える。ここで、絞りエンコーダ８は、本実施例において、光学式のセンサであり、羽根駆動リング部材５に設けられた不図示の遮光ヒレの通過を検知する。
【００２１】
本構成により、駆動源２と、羽根駆動部材５と、複数の光量調整羽根６の支持部３ａ〜ｈとが、ベース部材３に一体に構成できるため、精度のバラツキを抑制することができる。さらに、ベース部材３は、複数の光量調整羽根６の回転中心と、羽根駆動部材５の回転中心を決める嵌合部と、駆動源２の位置決めとを備えているので、精度のバラツキを抑制することができる。
【００２２】
次に、本発明の光量調整装置１の羽根駆動部材５の作動範囲を、図４を用いて説明する。図４（ａ）は開放状態を示し、図４（ｂ）は小絞り状態を示す。ここで、ベース部材３の複数の光量調整羽根６の回転基準として形成された支持部３ａ〜ｈは、光軸を中心として周方向に均等に配置されており、隣り合う光量調整羽根６の支持部３ａ〜ｈの角度をＡとする。また、羽根駆動部材５が光軸中心に回動する範囲を角度Ｂとし、羽根駆動部材５と駆動源２の駆動伝達部材４とを連結するために鉛直に伸びている連結部５ｊの幅をＣとする。ここで、本実施例の構成において羽根駆動部材５は、支持部３ａ〜ｈの角度Ａ範囲より、前記羽根駆動リング回転角度Ｂと前記羽根駆動リング連結部５ｊの幅Ｃを足した範囲で作動する事ができる。すなわち、羽根駆動リング作動範囲は、Ａ≦Ｂ+Ｃとなる。
【００２３】
次に、本発明を適用するレンズ鏡筒の構成を含む撮像装置について説明する。図５は、撮像装置のブロック構成図である。まず、レンズ鏡筒は、いわゆる積み上げ型の鏡筒構造とし、被写体側から結像面側へ順に第１レンズ保持枠１０ａと、第２レンズ保持枠１０ｂと、第３レンズ保持枠１０ｃと、第４レンズ保持枠１０ｄとを備える。
【００２４】
第１レンズ保持枠１０ａおよび第３レンズ保持枠１０ｃは、固定のレンズ群を保持する。第２レンズ保持枠１０ｂおよび第４レンズ保持枠１０ｄは、可動レンズ群を２本のガイド軸により軸垂直方向に進退可能に保持する。結像面側最終端にはＣＣＤを保持する後部鏡筒で構成されている。第２レンズ保持枠１０ｂおよび第４レンズ保持枠１０ｄは、第１レンズ保持枠１０ａと後部鏡筒との間に内包される。レンズ鏡筒は、第１レンズ保持枠１０ａ、第３レンズ保持枠１０ｃ、および後部鏡筒または第１レンズ保持枠１０ａおよび後部鏡筒によって略密閉された構成とする。
【００２５】
撮像装置は、前述のレンズ鏡筒と、絞り駆動源２と、固体撮像素子１１と、ズーム駆動源１４と、フォーカス駆動源１５とを備える。さらに、ズームエンコーダ１２と、絞りエンコーダ８と、フォーカスエンコーダ１３と、カメラ信号処理回路１６と、ＣＰＵ２１とを備える。
【００２６】
絞り駆動源２は、本発明に係る光量調整装置１の駆動源である。固体撮像素子１１は、例えば、ＣＣＤなどの素子である。ズーム駆動源１４は、第２レンズ保持枠１０ｂの駆動源であり、不図示のズームアクチュエータなどを含む。フォーカス駆動源１５は、第４レンズ保持枠１０ｄの駆動源であり、不図示のフォーカスアクチュエータを含む。不図示のズームアクチュエータおよび不図示のフォーカスアクチュエータは、例えば、ステッピングモータやＤＣモータなどであってよい。
【００２７】
ズームエンコーダ１２は、第２レンズ保持枠１０ｂの軸垂直方向の絶対位置を検出し、フォーカスエンコーダ１３は、第４レンズ保持枠１０ｄの軸垂直方向の絶対位置を検出する。例えば、不図示のズームアクチュエータおよび不図示のフォーカスアクチュエータでステッピングモータを用いる場合、一般的に、光軸上のそれぞれの基準位置に保持枠を配置し、ステッピングモータに入力する動作パルス数を連続してカウントし、位置検出を行う。また、例えば、不図示のズームアクチュエータおよび不図示のフォーカスアクチュエータでＤＣモータを用いる場合、ボリューム等の絶対位置エンコーダまたは磁気式のエンコーダを用いて位置検出を行う。
【００２８】
絞りエンコーダ８は、一般的に絞り駆動源２の内部に磁気センサを配置し、ローターとステータ―の回転位置関係を検出し、位置検出を行う。また、絞り駆動源２にステッピングモータを用いる場合、光学式のセンサを用いてステッピングモータに入力する動作パルス数を連続してカウントし、位置検出を行ってもよい。
【００２９】
カメラ信号処理回路１６は、固体撮像素子１１（例えば、ＣＣＤ）の出力信号（映像信号のコントラスト信号）に対して所定の増幅やガンマ補正を行う。カメラ信号処理回路１６によって処理された映像信号のコントラスト信号は、ＡＥゲート１８およびＡＦゲート１７へそれぞれ通過する。すなわち、露出決定およびピント合わせのために最適な信号取り出し範囲は、全画面の内、このゲートで設定される。このゲートの大きさが可変である場合、または複数設けられる場合が考えられるが、ここでは、その詳細を省略する。
【００３０】
ＡＦゲート１７およびＡＥゲート１８へそれぞれ通過した出力信号は、ＡＦ信号処理回路１９およびＡＥ信号処理回路２０に入力される。ＡＦ信号処理回路１９は、ＡＦ（オートフォーカス）のための信号処理回路であり、映像信号の高周波成分に関する１つまたは複数の出力信号を生成する。ＡＥ信号回路２０は、ＡＥ（自動露出）のための信号処理回路である。ズームスイッチ２２は、ユーザー（撮影者）が操作するスイッチである。ズームトラッキングメモリ２３は、変倍に際して被写体距離と第２レンズ保持枠１０ｂとの位置に応じて取るべき第４レンズ保持枠１０ｄの位置情報を記憶する。なお、ズームトラッキングメモリとしてＣＰＵ２１内のメモリを使用してもよい。また、ＣＰＵ２１は、入力された信号により絞り駆動源２と、ズーム駆動源１４と、フォーカス駆動源１５とをそれぞれ制御する。
【００３１】
次に、光学機器の動作について説明する。ユーザーがズームスイッチ２２を操作すると、ＣＰＵ２１は、ズームトラッキングメモリ２３の情報を基に第２レンズ保持枠１０ｂおよび第４レンズ保持枠１０ｄの所望の位置関係を算出する。ＣＰＵ２１は、算出した所望の位置関係を保つように、ズーム駆動源１４およびフォーカス駆動源１５の駆動を制御する。この時、ズームエンコーダ１２が検出した第２レンズ保持枠１０ｂの軸垂直方向の絶対値とＣＰＵ２１が算出した第２レンズ保持枠１０ｂの所望の位置することが望ましい。また、フォーカスエンコーダ１３が検出した第４レンズ保持枠１０ｄの軸垂直方向の絶対値とＣＰＵ２１が算出した第４レンズ保持枠１０ｄの所望の位置のそれぞれが一致することが望ましい。加えて、ＡＦ動作において、ＣＰＵ２１は、ＡＦ信号処理回路１９の出力がピークを示すように、フォーカス駆動源１５の駆動を制御する。さらに、適正露出を得るためにＣＰＵ２１は、絞りエンコーダ８の出力がＡＥゲート１８を通過したＹ信号の出力の平均値が所定の位置となるように、絞り駆動源２の駆動を制御し、光量調整装置１の開口径を制御する。
【００３２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００３３】
１          光量調整装置
３        ベース部材
３ａ〜ｈ  支持部
３ｉ      開口部
２        駆動源
４        駆動伝達部材
５ａ〜ｈ  駆動ピン
５ｊ      駆動伝達部材連結部
５        羽根駆動部材
６        複数の光量調整羽根
６ｂ      長穴
【図１】
2014146008.tif 000003
【図２】
2014146008.tif 000004
【図３】
2014146008.tif 000005
【図４】
2014146008.tif 000006
【図５】
2014146008.tif 000007