(57)【要約】【課題】  ＥＣ素子等の物性素子を用いた光量調節手段の組込み性の改善及び、ＥＣ素子の導通不良の防止やメンテナンス性に優れた光量制御装置を得る。【解決手段】  保持手段の光量調節手段の光軸方向の位置を決める突き当て部、及び偏心方向の位置を決める嵌合部を、光量調節手段に設けられている電極部に当接しない位置に配置する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧印加によって状態が変化する物性素子の外周近傍に電極を設け、該物性素子を保持する保持手段には該電極と当接する電圧印加用の端子部を有し、該保持手段には物性素子が嵌合保持される嵌合部と、嵌合方向と垂直方向に異なる方向には突当て部が設けられ、該保持手段の嵌合部と突当て部によって物性素子の位置決めと保持を行う物性素子保持装置において、
前記保持手段に設けられている嵌合部と突当て部は、前記物性素子の電極部に当接しない位置に配置したことを特徴とする物性素子保持装置。
【請求項２】
印加電圧に応じて透過率が変化する物性素子を用いた光量調節手段の外周近傍に電極部を設け、該光量調節手段を保持する保持手段に電圧印加用の端子部を設け、該電極部と該端子部が当接することで電圧印加が可能になる光量制御装置において、
該保持手段の光量調節手段の光軸方向の位置を決める突き当て部、及び偏心方向の位置を決める嵌合部は、前記光量調節手段に設けられている電極部に当接しない位置に配置したことを特徴とする光量制御装置。
【請求項３】
前記光量調節手段は、接合レンズの間に固体膜で構成され、該接合レンズを構成する２枚のレンズの外径には径差を設け、大径側の径の部分が前記保持手段の嵌合部と嵌合し、小径側のレンズの外径より小さい径の部分に前記突き当て部が当接することで光量調節手段を保持することを特徴とする請求項２に記載の光量制御装置。
【請求項４】
前記保持手段には、前記物性素子を用いた光量調節手段の電極と当接する端子部近傍に切欠き部を設け嵌合部または突き当て部と電極が当接しないように構成したことを特徴とする請求項２に記載の光量制御装置。
【請求項５】
前記物性素子はエレクトロクロミック素子を用いた光量可変手段であることを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の光量制御装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか１項に記載の光量制御装置を備えたことを特徴とするレンズ鏡筒。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレクトロクロミック素子（以降ＥＣ素子と記載する）等の透過率が変化する物性素子を用いた光量調節手段の組み込み作業性の改善と、メンテナンス性の改善に関し、物性素子保持装置、光量制御装置及びレンズ鏡筒に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、画素ピッチの細かい高画素数の撮像素子を搭載したデジタルカメラやデジタルビデオカメラなどの様々な撮像装置が開発されてきている。しかしながら撮像素子の画素ピッチが狭くなってくると従来からの機械式絞り装置では開口部のエッジでの、回折現象が目立ち画像が劣化したり、ピンホール効果により、レンズのゴミや傷、撮像素子面上のゴミや傷、光路中の埃などの像が写し出される等の問題があり、撮影できる絞り値に制限が設けられている撮像装置が多く、撮影者の作画意図を反映しにくいものになっていた。その改善策として透過率を変化させる、ＥＣ素子の様な光量調節手段を搭載した撮像装置が発明されてきている。
【０００３】
まず、この光量調節手段に適用できるＥＣ素子についての動作を説明する。
【０００４】
ＥＣ素子については、例えば特許文献１に示されており、図９に示す様な構造を有した、全固体形の、電圧による分光透過率可変の光学フィルタ素子である。図９において、Ｉｔｏ等の透過被膜電極９０１と９０２の間に、Ｔａ２Ｏ５，ＳｉＯ２等の絶縁被膜層９０３を介して、ｌｒＯｘ等の酸化発色被膜層９０４と還元発色被膜層９０５が着色され、透過特性が変化する。尚、これらはガラスのベース９０６上に形成されている。
【０００５】
この様な構成のＥＣ素子は、絞り装置の代替として、又は、絞り装置と組み合わせて使用することが提案され、ＦＰＣやリード線を介して電圧印加装置に接続され給電を行っている。また、配線の為に、透明電極にエッチング処理やスパッタリング処理を施すことによって、この透明電極に電極端子部がそれぞれ形成される。
【０００６】
また、特許文献２では、コネクタを用いたＥＣ素子への給電方法が開示され、組み込み作業性の改善がなされている。また、特許文献３には、接合レンズの間にＥＣ素子を配置した発明が開示されている。
【特許文献１】特開昭５６−４６７９号公報
【特許文献２】特開平８−０６２６４２号公報
【特許文献３】特開平８−２１１３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、ＥＣ素子等の物性素子を用いることによって回折の影響等を排除することはできるが、ＥＣ素子自体が発展途上の技術であり、量産製品へ実装する場合においては、作業性やメンテナンス性の問題が生じてきている。
【０００８】
例えば、従来の方法では、電極端子部とＦＰＣやリード線との接続部に半田を十分に付着させること等が困難であり、接続配線の作業にある程度の熟練を必要とする。また、ＥＣ素子の透明電極は、直接半田付けが可能な材料により形成してエッチング処理を施す必要があり、材料に対する制約が大きい。また、メンテナンス等でＥＣ素子を交換する際には、半田付けを除去する必要があり、透明電極自体を破損させたりする可能性があり、着脱作業が困難であるという問題がある。
【０００９】
前記特許文献２ではこれらを改善した絞りユニットを提案しているが、光軸合わせが不要な平面にＥＣ素子を形成した場合にしか適用できず、これを用いた撮像装置のコンパクト化を妨げている。またコネクタ部の形状が特殊であり、製造上の困難さが残されている。
【００１０】
また、特許文献３では、接合レンズの間にＥＣ素子を配置し小型化を目指しているが、この接合レンズの保持方法や給電方法に関しては別段の配慮はしておらず、電極部には電気信号線が接続されたまま、組み込み作業を行うことは量産性を考慮すると実用的ではない。また、組み込み後に素子に異常が発見された場合のメンテナンス性にも問題がある。
【００１１】
また一方で、液晶等の物性素子を用いた表示手段を有する製品は数多く製品化されているが、殆どが物性素子への給電はリード線による半田付けや、ＦＰＣの加熱加圧溶着を電極部で行い、給電部と物性素子の保持部は複数の部品によって成立している。
【００１２】
本発明は以上の問題に鑑みなされたもので、ＥＣ素子等の物性素子を用いた光量調節手段の組込み性の改善及び、ＥＣ素子の導通不良の防止やメンテナンス性に優れた物性素子保持装置、光量制御装置及びレンズ鏡筒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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本出願に係る第１の発明では、電圧印加によって状態が変化する物性素子の外周近傍に電極を設け、該物性素子を保持する保持手段には該電極と当接する電圧印加用の端子部を有し、該保持手段には物性素子が嵌合保持される嵌合部と、嵌合方向と垂直方向に異なる方向には突当て部が設けられ、該保持手段の嵌合部と突当て部によって物性素子の位置決めと保持を行う物性素子保持装置において、保持手段に設けられている嵌合部と突当て部は、前記物性素子の電極部に当接しない位置に配置したことにより、電極の断線を防止しつつ部品点数を少なくし組み込み作業性に優れた物性素子保持装置を提供することができる。
【００１４】
本出願に係る第２の発明では、印加電圧に応じて透過率が変化する物性素子を用いた光量調節手段の外周近傍に電極部を設け、該光量調節手段を保持する保持手段に電圧印加用の端子部を設け、該電極部と該端子部が当接することで電圧印加が可能になる光量制御装置において、保持手段の光量調節手段の光軸方向の位置を決める突き当て部、及び偏心方向の位置を決める嵌合部は、前記光量調節手段に設けられている電極部に当接しない位置に配置したことにより、電極の断線を防止しつつ部品点数を少なくし組み込み作業性に優れた光量制御装置を提供することができる。
【００１５】
本出願に係る第３の発明では、光量調節手段は、接合レンズの間に固体膜で構成され、該接合レンズを構成する２枚のレンズの外径には径差を設け、大径側の径の部分が前記保持手段の嵌合部と嵌合し、小径側のレンズの外径より小さい径の部分に前記突き当て部が当接することで光量調節手段を保持する構成としたことで、光量制御装置をコンパクトに構成しつつ電極の断線による導通不良を防止している。
【００１６】
本出願に係る第４の発明では、保持手段には、物性素子を用いた光量調節手段の電極と当接する端子部近傍に切欠き部を設け嵌合部または突き当て部と電極が当接しないように構成したことにより電極の断線を防止している。
【００１７】
本出願に係る第５の発明では、物性素子はエレクトロクロミック素子を用いた光量可変手段であることにより、印加電圧によって透過光量を変化させることが可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光量調節手段を電圧印加装置に容易かつ確実に接続配線することができ、また、光量調節手段を加締め固定する前に作動確認を行うことができ、不良が発見された場合でも光量調節手段を保持部材から容易に着脱することができる。このため、煩わしい半田付け作業が不要となり、組込み性の改善が図られ、生産効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明の実施例１を図１から図４を用いて説明する。
【００２１】
図１は本発明の光量制御装置を備えたレンズ鏡筒をあらわしている。Ｌ１〜Ｌ４はレンズ群を示しており、Ｌ３群が本発明における光量調節手段であり、接合レンズの間にＥＣ素子が形成され、ＥＣ素子の電極は外周近傍に設けられている。Ｌ１、Ｌ４群は固定群である。Ｌ２群及び光量調節手段の接合レンズＬ３群は一体で回転しながら光軸方向に進退し、焦点調節を行う。
【００２２】
１はＬ１群を保持している１群鏡筒であり案内筒６にビスで固定されている。
【００２３】
２はＬ２群を保持している２群鏡筒でありコロ２１を介してＬ３群を保持している３群鏡筒３と一体化している。４はＬ４群のガラスを保持している第４群鏡筒であり、不図示の撮像装置に連結する為のマウント１４に固定されている。１９は接点ブロックであり、この接点ブロック１９を介して不図示の撮像装置と本レンズ鏡筒内の電気回路基板１８との通信を行っている。電気回路基板１８はレンズ鏡筒を通過する光量制御や焦点調節制御を行うと共に、撮像装置との通信等を担っている。５はフィルタ枠であり、前端の内径側にはネジが形成され様々なフィルタを装着することができる。外径側には、有害光をカットする為のフードが取り付けられる取り付け爪が形成され案内筒６にビス止めされている。
【００２４】
７は公知の超音波モータユニットであり、案内筒６に固定され、電気回路基板１８からの信号を基に自動合焦動作を行い、また撮影者自らが焦点調節を行う為のマニュアルリング８の回転に基づいてフォーカスキー９を回転させる。
【００２５】
３群鏡筒３は樹脂材で形成され、メカ絞りユニット１６がビス２０によって固定され、また、光量調節手段へ電圧を印加するための端子部２３が固定保持され、この端子部２３とメカ絞りユニットの駆動部１６ａは電気回路基板１８と可撓性回路基板（以降ＦＰＣと記載する）１７とで接続されている。尚、端子部付近の説明に付いては後述する。一方、３群鏡筒３の外周部にはコロ１５が取り付く座が設けられ、前端にはフォーカスキーの回転を３群鏡筒３に伝達する為のフォーカスコロ１０が固定されている。
【００２６】
１３は固定筒であり、外側に目盛窓１１が設けられ、内側の超音波モータユニット７の一部に貼り付けられている距離目盛１２が見えるような構成であり、また、案内筒６とマウント１４を接続固定している。
【００２７】
次に、このレンズ鏡筒の焦点調節動作を説明する。超音波モータユニット７を介しフォーカスキー９が回転されると、このフォーカスキーに嵌合しているフォーカスコロ１０が回転を３群鏡筒３に伝達する。３群鏡筒３は案内筒６に形成されているカム２４に嵌合摺動するコロ１５が外周に固定されているので、このカム２４に基づいて回転しながら光軸方向に進退し焦点調節動作を行う。ＦＰＣ１７は周方向にＵターンしており、焦点調節動作を行っても電気回路基板１８とメカ絞り１６と光量調節手段Ｌ３との導通が確保されている。
【００２８】
図２は図１の光量調節手段の接合レンズＬ３を図１の光軸方向右側から見た図である。
【００２９】
本実施形態の光量調節手段の接合レンズは基材ガラスＧ３１と封止用ガラスＧ３２の間にＥＣ素子を形成して構成されている。そしてＥＣ素子の電極は基材ガラスＧ３１の外周部付近にまとめて電極部３３、３４に設けられている。このことにより電極部３３、３４に当接する３群鏡筒３に設けられた端子部２３を集合させることができ、レンズ鏡筒内の配線をコンパクトに構成することができる。尚、本実施形態においてはＥＣ素子の反応領域（着色領域）は１つである為、電極は２つである。また封止用のガラスＧ３２の径φＤ１’は、基材ガラスＧ３１の径φＤ１よりも小さくなっており、基材ガラス側に端子部２３が当接し、光量調節手段Ｌ３の胴付き部３ｂ（光軸方向の位置を固定する内径側に延出した部分：図３参照）は封止用ガラスＧ３２側に当接する。
【００３０】
図３は図１の光量制御装置近傍の拡大図であり、図４は光量調節手段を保持する３群鏡筒（保持手段）の保持部近傍を表した正面図である。
【００３１】
本実施形態においては、端子部２３は導電部材で形成され、貫通穴部３ｃより前側に突出しておりこの突出部２３ａが光量調節手段Ｌ３の電極部に当接することでＥＣ素子に電圧を印加する。端子部２３の後ろ側は径が貫通穴部３ｃよりも大きい大径部２３ｂとなっており、端子部２３が貫通穴部３ｃより前側に飛び出し落下するのを防止している。２５は公知のコイルバネであり導電材料で形成され前端は端子部２３に後ろ端はＦＰＣ接続部２６に当接、導通しそれぞれを付勢している。ＦＰＣ接続部２６は３群鏡筒３に前部２６ａが圧入固定され、後部はＦＰＣ１７に半田付けされている。以上の構成によって端子部２３は前側に付勢された状態で３群鏡筒３に固定されている。
【００３２】
３群鏡筒３の光量調節手段の径方向の保持部には、内周に基材ガラスの径φＤ１よりも微小量小さいφＤ２の径の圧入突起Ａが３箇所形成されている。このφＤ２の径は、
光量調節手段Ｌ３の圧入による保持力＞端子部２３の付勢力
になるように設定されており、光量調節手段Ｌ３を３群鏡筒３に組み込む際に、端子部２３の付勢力により光量調節手段Ｌ３を傾かせずに本来の固定位置で保持することができる。尚、端子の接点部は球面状になっている為、相手の電極部３３、３４が本実施形態のように曲面上に配置されていても不具合無く導通可能である。
【００３３】
従って、この状態でＥＣ素子の作動を確認することができ、問題が無ければ加締め爪３ｄを加熱加圧し３群鏡筒３と一体化させる。不良が発見された場合は加締め前に他の光量調節手段Ｌ３と交換できることでメンテナンス上有効である。また、端子部２３は、電極１箇所に対し２箇所づつ設けられており、万が一の端子部２３と電極部３３、３４の当接時の導通不良を防止している。
【００３４】
端子部の取り付け径φＤ４は基材ガラス外径φＤ１より小さく封止用ガラス外径φＤ１’、胴付き径φＤ３よりも大きい。つまり、電極部３３、３４の径φＤ１〜φＤ１’と胴付き部の径φＤ３を異ならせていることで電極部へは端子のみが当接でき、電極部３３、３４の破壊を防止している。
【００３５】
以上より径の関係は、
φＤ１＞φＤ２＞φＤ４＞φＤ１’＞φＤ３
の順に小さく構成されている。
【００３６】
また、上記の他にＥＣ素子及び電極の破壊防止の為に、光量調節手段Ｌ３を３群鏡筒３に固定する為の加締め用の加締め爪の位置はＥＣ素子が形成されている面と反対側に設けられている。
【実施例２】
【００３７】
次に本発明の実施例２を図５、図６を用いて説明する。
【００３８】
図５は光量制御装置近傍の拡大図、図６は光量調節手段を保持する保持手段の正面図であり、第１の実施形態と同様のレンズ鏡筒内に配置される。なお、図１から図４と同様の部材には同一の符号を付している。
【００３９】
図５において、１３３は光量調節手段を保持する為の保持手段である３群鏡筒を示している。１３３ｂは胴付き部であり、光量調節手段Ｌ３の基材ガラスＧ３１側に当接する構造となっている。従って図６の端子部の取り付け径φＤ４と胴付き部の径φＤ５が近接している為、光量調節手段Ｌ３の電極部３３、３４と胴付き部１３３ｂが当たり電極部の破損を防止する為に電極が形成されている範囲よりも大きく切欠き部Ｂを設けている。つまり保持手段１３３に光量調節手段Ｌ３を圧入する際に位相を合わせた後に組み込めば破損を防止できる。
【００４０】
この構成を採用することで例えば光量調節手段Ｌ３の基材ガラスＧ３１と封止用ガラスＧ３２の径差が大きい場合でも保持手段１３３が巨大化せず、加締め部１３３ｄを加締める際にも加締め部１３３ｄと胴付き部１３３ｂの径差が少ない為、精度アップが図れる。また封止用ガラスＧ３２のレンズ表面の極率が小さい場合においては、図３のような封止用ガラスＧ３２側に胴付きを設けると、加締め部１３３ｄを加締める際に胴付き部１３３ｂが変形し光軸方向の精度が出しにくくなる為、比較的曲率の大きい基材ガラスＧ３１側に胴付き部１３３ｂを形成した方が望ましい。
【００４１】
以上のように本実施形態のように基材ガラスＧ３１側に胴付き部１３３ｂを設けたほうが良い場合でも、電極部３３、３４の破壊を防止しながら、精度アップと、コンパクト化に寄与できる。
【実施例３】
【００４２】
次に本発明の実施例３を図７、図８を用いて説明する。
【００４３】
図７は光量制御装置近傍の拡大図、図８は図７のＣ−Ｃ断面で切った光量調節手段の保持手段３３３の正面図であり、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
【００４４】
図７において、３３３は光量調節手段を保持する為の保持手段である３群鏡筒を示している。３３３ｂは胴付き部であり、第１の実施形態と同様に光量調節手段Ｌ３の封止用ガラスＧ１３２側に当接する構造となっている。光量調節手段Ｌ３は基材ガラスＧ１３１と封止用ガラスＧ１３２との間にＥＣ素子が形成され透過光量を変化させることができる。
【００４５】
本実施形態においては基材ガラスＧ１３１の端部Ｇ１３１ａは緩やかな曲面であり電極部５３はこの曲面端部Ｇ１３１ａを通過して基材ガラスＧ１３１の外周（コバ）にまで回り込むことができる。
【００４６】
従って本実施形態においては、電極と端子の導通は光軸方向ではなく光軸垂直方向に付勢しながら当接することで行っている。図中５２は導電性の板バネであり保持手段３３３にはビス５１で固定されている。またこの板バネ５２は後ろ側に延出し端子部５２ｂを形成しＦＰＣ１７と半田付け接続される。また球面上の接点部５２ａは保持手段３３３の切欠き穴３３３ａ（幅Ｅ）から内径側に張り出し、半径Ｒ１上にある。この半径Ｒ１は基材ガラスＧ１３１の外径φＤ１よりも小さい為、レンズの外周（コバ）で当接するが電極部５３に接点部５２ａを付勢しながら当接させることができる。また保持手段に組み込む際には接点部５２ａが球面状に形成されている為に、電極を破損することなく組み込むことが可能である。
【００４７】
また電極部５３が設けられている近傍では保持手段３３３側の内径は幅Ｅの範囲のみ半径Ｒ２であり基材ガラスＧ１３１の外径φＤ１よりも大きくとられ、電極部５３に接点５２ａ以外の部材が当たらないように電極部の破損を防止している。
【００４８】
この構成を採用することで例えば第１の実施形態のような光軸方向に保持手段３３３のスペースが無い場合でも径方向に形成できる。
【００４９】
また、光量調節手段を保持手段に圧入した際にも圧入による光量調節手段の保持力と電極と端子部の付勢力の力の向きが直交しない為、径方向における寸法公差を緩く設定することができる。
【００５０】
なお、第１の実施形態のコイルバネの変わりに第３の実施形態で使用した板バネで光軸方向に付勢することでも同様の効果が得られる。
【００５１】
また、上記の実施例において、例えばＥＣ素子以外の液晶素子などの物性絞りを搭載した光量制御装置に適用できることは言うまでも無い。また、接合レンズ間にＥＣ素子を設けた光量調節手段の実施形態に限らず、基材ガラスにＥＣ素子を設けた面を平面で形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施例１の光量制御手段を搭載したレンズ鏡筒を示す図
【図２】光量調節手段の光軸方向後ろ側から見た図
【図３】光量制御装置近傍の拡大図
【図４】保持手段の正面図
【図５】実施例２における光量制御装置の拡大図
【図６】実施例２における保持手段の正面図
【図７】実施例３における光量制御装置の拡大図
【図８】実施例３における保持手段のＣ−Ｃ断面図
【図９】従来のＥＣ素子を説明するために示す図
【符号の説明】
【００５３】
３    保持手段（３群鏡筒）
１６  メカ絞り
１７  ＦＰＣ
１８  電気回路基板
２３  端子部
２４  カム
２５  コイルバネ
３３，３４  電極
５２  板バネ
１３３，３３３  保持手段
Ｌ３  光量調節手段
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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