(57)【要約】【課題】シャッタ羽根および光量調整部材を進退させるのに必要な駆動力および時間を低減可能な光量制御装置を提供すること【解決手段】光量制御装置は、開口部が形成される光量規制部材と、光軸に平行な軸を中心として回転可能なマグネットロータと、前記マグネットロータの外周面に対向する磁極部を備えたヨークと、前記ヨークに巻回された第１のコイルと、前記マグネットロータと同軸で回転可能なボビンと、前記マグネットロータを覆うように、前記ボビンに巻回された第２のコイルと、前記マグネットロータに係合し、前記第１のコイルの通電により前記マグネットロータが回転することで前記開口部内を進退可能な第１の光量調整部材と、前記ボビンに係合し、前記第２のコイルの通電により前記ボビンが回転することで前記開口部内を進退可能な第２の光量調整部材と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部が形成される光量規制部材と、
光軸に平行な軸を中心として回転可能なマグネットロータと、
前記マグネットロータの外周面に対向する磁極部を備えたヨークと、
前記ヨークに巻回された第１のコイルと、
前記マグネットロータと同軸で回転可能なボビンと、
前記マグネットロータを覆うように、前記ボビンに巻回された第２のコイルと、
前記マグネットロータに係合し、前記第１のコイルの通電により前記マグネットロータが回転することで前記開口部内を進退可能な第１の光量調整部材と、
前記ボビンに係合し、前記第２のコイルの通電により前記ボビンが回転することで前記開口部内を進退可能な第２の光量調整部材と、を有することを特徴とする光量制御装置。
【請求項２】
前記第２の光量調整部材は、前記第２のコイルの通電により、２つの位置にそれぞれ保持されることを特徴とする請求項１に記載の光量制御装置。
【請求項３】
前記マグネットロータは、径方向に異なる２極で着磁されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光量制御装置。
【請求項４】
前記ボビンは、中空であり、内部に前記マグネットロータが配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の光量制御装置。
【請求項５】
前記ボビンには、前記光量規制部材に形成された軸部に嵌合する穴部が形成され、
前記第２のコイルは、前記穴部を覆わずに前記ボビンに巻回されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の光量制御装置。
【請求項６】
前記マグネットロータは、光軸方向へ突出し、前記第１の光量調整部材と係合する第１の係合部材を有し、
前記ボビンは、前記光軸方向において前記マグネットロータおよび前記ヨークと重ならない範囲に、前記光軸方向へ突出し、前記第２の光量調整部材と係合する第２の係合部材を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の光量制御装置。
【請求項７】
前記第１の係合部材は、異なる２極の境界線から径方向に延出した延出部に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光量制御装置。
【請求項８】
前記光量規制部材には、前記第１の係合部材と当接することで前記マグネットロータの駆動を規制する第１の規制部と、前記第２の係合部材と当接することで前記ボビンの駆動を規制する第２の規制部が形成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の光量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等に搭載されるシャッタ機構と光量調整機構とを有する光量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光量制御装置は、シャッタ羽根と光量調整部材とを駆動する駆動源として、別々の電磁駆動源を備えているため、装置の高コスト化、大型化、重量化といった問題がある。特許文献１の光量制御装置では、１つの駆動源の駆動ピンを、ばね付勢力と磁気吸引力によって、３つの位置に保持することで２つの機構を１つの電磁駆動源で動作させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０７５１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、絞り部材を開口部内に進退させる際にばね付勢力に抗した電磁力を発生させる必要があるため、進退させるのに必要な駆動力および時間が増大してしまうという問題が生じる。
【０００５】
このような課題を鑑みて、本発明は、シャッタ羽根および光量調整部材を進退させるのに必要な駆動力および時間を低減可能な光量制御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】
【０００６】
本発明の一側面としての光量制御装置は、開口部が形成される光量規制部材と、光軸に平行な軸を中心として回転可能なマグネットロータと、前記マグネットロータの外周面に対向する磁極部を備えたヨークと、前記ヨークに巻回された第１のコイルと、前記マグネットロータと同軸で回転可能なボビンと、前記マグネットロータを覆うように、前記ボビンに巻回された第２のコイルと、前記マグネットロータに係合し、前記第１のコイルの通電により前記マグネットロータが回転することで前記開口部内を進退可能な第１の光量調整部材と、前記ボビンに係合し、前記第２のコイルの通電により前記ボビンが回転することで前記開口部内を進退可能な第２の光量調整部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、シャッタ羽根および光量調整部材を進退させるのに必要な駆動力および時間を低減可能な光量制御装置を提供する
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る光量制御装置の駆動源側の展開図である。
【図２】光量制御装置の光量調整部材側の展開図である。
【図３】光量制御装置の駆動源側の正面図である。
【図４】光量制御装置の駆動源側の正面図の断面図である。
【図５】光量制御装置の光量調整部材側の正面図である。
【図６】駆動原理の説明図である。
【図７】シャッタ羽根および光量調整部材の進退駆動図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１０】
図１〜図５を参照して、光量制御装置の構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係る光量制御装置の駆動源側の展開図であり、図２は光量制御装置の光量調整部材側の展開図である。図３は光量制御装置の駆動源側の正面図であり、図４は、光量制御装置の駆動源側の正面図の断面図である。図４（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）は図３のＢ−Ｂ断面図である。図５は、光量制御装置の光量調整部材側の正面図である。
【００１１】
本発明の光量制御装置は、光量規制部材１、マグネットロータ２、ボビン３、コイル（第２のコイル）４、ヨーク５、ボビン６、コイル（第１のコイル）７、シャッタ羽根（第１の光量調整部材）８，９および光量調整部材（第２の光量調整部材）１０を有する。
【００１２】
光量規制部材１は、合成樹脂材料で中空円盤形状に形成されている。光量規制部材１の光軸中心には所定の径を有する開口部１ａが形成され、第１面（以下、表面という）には駆動源が固定され、第２面（以下、裏面という）にはシャッタ羽根と光量調整部材が固定されている。
【００１３】
図１に示されるように、光量規制部材１の表面には、軸部１ｂ、溝部１ｃ、穴部（第１の規制部）１ｄ、溝部１ｅ−１、突起部１ｅ−２、穴部（第２の規制部）１ｆおよび溝部１ｇが形成されている。図２に示されるように、光量規制部材１の裏面には、軸部１ｈ−１，１ｈ−２，１ｈ−３、突起部１ｊ−１，１ｊ−２，１ｊ−３，１ｊ−４が形成されている。
【００１４】
マグネットロータ２は、中空円筒形状に形成され、径方向に異なる２極に着磁されたマグネット部２ａと、第１の動力伝達部２ｂを有する。マグネットロータ２は、光量規制部材１の溝部１ｃと接触等により光軸方向に固定される。マグネット部２ａは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性粉またはフェライト系とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材との混合物を射出成形することにより形成されたプラスチックマグネットで形成される。第１の動力伝達部２ｂは、軸部２ｂ−１，２ｂ−２，２ｂ−３を有する。軸部２ｂ−１は、合成樹脂材料で中空円筒形状に形成され、光量規制部材１の軸部１ｂと回転可能に嵌合する。軸部（延出部）２ｂ−２は、マグネット部２ａの径方向かつ異なる２極の境界線方向に延出している。軸部（第１の係合部材）２ｂ−３は、軸部２ｂ−２の先端から光軸に平行に突出し、光量規制部材１の穴部１ｄおよびシャッタ羽根８，９の穴部８ｂ，９ｂに係合する。
【００１５】
ボビン３は、合成樹脂材料で光軸に対して垂直な方向が中空となる四角柱形状に形成されており、図４に示すように、中空内部にはマグネットロータ２が配置されている。ボビン３には、穴部３ａ−１、軸部（第２の係合部材）３ａ−２および複数の突起部３ａ―３が形成されている。穴部３ａ−１は、光量規制部材１の軸部１ｂと回転可能に嵌合する。そのため、ボビン３は、マグネットロータ２と同軸で回転可能である。軸部３ａ−２は、光軸に平行に突出し、光量規制部材１の穴部１ｆおよび光量調整部材１０の穴部１０ｂと係合する。突起部３ａ−３は、光軸方向に突出し、コイル４の巻き線を絡げる。
【００１６】
コイル４は、導電性の材料で構成され、光軸に対して垂直な方向を回転軸とし、ボビン３の外周面のうち、ボビン３の穴部３ａ−１を覆わない範囲を巻回する。コイル４の巻き始めと巻き終わりは、ボビン３の突起部３ａ−３に絡げられる。コイル４は、ボビンの穴部３ａ−１の右側と左側にそれぞれ別々に巻き回しているが、図５に示すように、同一方向に巻くことで、コイルの巻数を増やすことによって回転駆動力を増加させている。
【００１７】
ヨーク５は、軟磁性材料であり、同一厚み形状でマグネット部２ａの外周面に対向する位置に２つの磁極部５ａ、光軸に対して垂直な方向へ突出する２つの突起部５ｂ，５ｃを有する。ヨーク５は、光量規制部材１の溝部１ｅ−１と接着等により光軸方向に固定され、突起部１ｅ−２と接着等により光軸に対して垂直な方向に固定される。
【００１８】
ボビン６は、合成樹脂材料で光軸に対して垂直な方向が中空となる四角柱形状に形成され、ヨーク５の突起部５ｂと嵌合する穴部６ａおよび光軸方向に突出し、コイル７の巻き線を絡げる複数の突起部６ｂを有する。ボビン６は、光量規制部材１の溝部１ｇと接着等により固定される。
【００１９】
コイル７は、導電性の材料で構成され、光軸に対して垂直な方向を回転軸とし、ボビン６の外周面を巻回し、巻き始めと巻き終わりにボビン６の突起部に絡げられる。
【００２０】
シャッタ羽根８は、光量規制用のシートであり、合成樹脂等によりシート状に形成されている。シャッタ羽根８には、穴部８ａ、穴部８ｂおよび当接部８ｃが形成されている。穴部８ａは、光量規制部材１の軸部１ｈ−１と回転可能に嵌合する。穴部８ｂは、マグネットロータ２の軸部２ｂ−３に係合する。当接部８ｃは、シャッタ羽根８の進退駆動時に、光量規制部材１の突起部１ｊ−１，１ｊ−３と当接する。
【００２１】
シャッタ羽根９は、光量規制用のシートであり、合成樹脂等によりシート状に形成されている。シャッタ羽根９には、穴部９ａ、穴部９ｂおよび当接部９ｃが形成されている。穴部９ａは、光量規制部材１の軸部１ｈ−２と回転可能に嵌合する。穴部９ｂは、マグネットロータ２の軸部２ｂ−３に係合する。当接部９ｃは、シャッタ羽根９の進退駆動時に、光量規制部材１の突起部１ｊ−２，１ｊ−３と当接する。
【００２２】
光量調整部材１０は、光量調整用の減光フィルタまたは合成樹脂等によりシート状に形成され、開口径を小さくする小絞りである。光量調整部材１０には、穴部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄが形成されている。穴部１０ａは、光量規制部材１の軸部１ｈ−３と回転可能に嵌合する。穴部１０ｂは、ボビン３の軸部３ａ−２に係合する。穴部１０ｃ，１０ｄは、それぞれマグネットロータ２の軸部２ａ−３、光量規制部材１の軸部１ｈ−２との当接を回避するために形成されている。
【００２３】
次に、図６、７を用いて、マグネットロータ２およびボビン３の駆動原理を説明する。図６は駆動原理の説明図であり、図７はシャッタ羽根８，９および光量調整部材１０の進退駆動図である。各図（ａ）のときシャッタ羽根８，９および光量調整部材１０は、開口部１ａから退避している。各図（ｂ）のときシャッタ羽根８，９は開口部１ａに進入し、光量調整部材１０は開口部１ａから退避している。各図（ｃ）のときシャッタ羽根８，９は開口部１ａから退避し、光量調整部材１０は開口部１ａに進入している。各図（ｄ）のときシャッタ羽根８，９および光量調整部材１０は開口部１ａに進入している。本実施形態では、各図（ａ）の位置を初期位置とする。
【００２４】
まず、マグネットロータ２の駆動原理について説明する。マグネットロータ２は、ヨーク５とコイル７により形成される磁気回路で駆動する。コイル通電がＯＦＦのときには、マグネット部２ａとヨーク５間の磁気吸引力により、マグネットロータ２は光量調整部材１の軸部１ｂを中心として１方向に回転する。マグネットロータ２の軸部２ｂ−３の側面が光量規制部材１の穴部１ｄの端面に当接することで、マグネットロータ２の回転可能な角度範囲を規制できる。初期位置では、マグネットロータ２の軸部２ｂ−３の側面は、光量規制部材１の穴部１ｄの端面１ｄ−１に当接している。図６（ｂ）、（ｄ）に示すように、コイル７を矢印１２の方向に通電すると、ヨーク５が励磁され、ヨーク５の突起部５ｂ側がＳ極、突起部５ｃ側がＮ極となる。マグネット部２ａの右側がＳ極、左側がＮ極のときは、マグネットロータ２は反時計回りに回転する。マグネットロータ２の軸部２ｂ−３が光量規制部材１の穴部１ｄの端面１ｄ−１に当接し、コイル通電をＯＦＦにしてもマグネット部２ａとヨーク５間の磁気吸引力により、位置が保持される。同様に、コイル７に矢印１２の方向とは逆方向に通電すると、マグネットロータ２は時計回りに回転し、軸部２ｂ−３が光量規制部材１の穴部１ｄの端面１ｄ−２に当接する。
【００２５】
次に、ボビン３の駆動原理を説明する。本実施形態では、マグネット部２ａの外周面から磁束が光軸に直交する方向に生じ、コイル４を貫いているため、コイル４は磁界中に配置されている。コイル４に対して図６（ａ）の矢印１１ａの方向に通電すると、コイル４に電流が流れることにより、フレミングの法則により、磁束の方向と、磁束と直交する電流の方向とで形成される平面に対して直交する方向に電磁力が生じる。このとき、ボビン３は光量調整部材１の軸部１ｂを回転軸として反時計回りに回転し、図６（ｃ）に示すように、ボビン３の軸部３ａ−２が光量規制部材１の穴部１ｆの端面１ｆ−１に当接することで停止する。同様に、コイル４に対して矢印１１ａの方向とは逆の矢印１１ｂの方向に通電すると、ボビン３は時計回りに回転し、ボビン３の軸部３ａ−２が光量規制部材１の穴部１ｆの端面１ｆ−２に当接することで停止する。軸部３ａ−２が穴部１ｆに当接している方向に通電を続けることによって、ボビン３の位置を保持する。このとき、通電電流は駆動時に比べて少なくすることが可能である。本実施形態では、ばね付勢を行っていないため、少ない駆動力で速く進退動作することができる。
【００２６】
シャッタ羽根８，９は、それぞれ穴部８ａ，９ａと係合している光量規制部材１の軸部１ｈ−１，１ｈ−２を回転中心として、コイル７への通電によるマグネットロータ２の正逆回転の駆動により、光量規制部材１の開口部１ａ内を進退可能である。進退時に、当接部８ｃ，９ｃは、それぞれ光量規制部材１の突起部１ｊ−１，１ｊ−３、突起部１ｊ−２，１ｊ−３と当接することで、開口部１ａ内への進退駆動が規制されている。
【００２７】
光量調整部材１０は、穴部１０ａと係合している光量規制部材１の軸部１ｈ−３を回転中心として、コイル４への通電によるボビン３の正逆回転の駆動により、光量規制部材１の開口部１ａ内を進退可能である。光量調整部材１０は、光量規制部材１の突起部１ｊ−４により開口部１ａ内への進退駆動が規制されている。
【００２８】
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及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１      光量規制部材
２      マグネットロータ
３      ボビン
４      コイル（第２のコイル）
５      ヨーク
７      コイル（第１のコイル）
８，９  シャッタ羽根（第１の光量調整部材）
１０    光量調整部材（第２の光量調整部材）
【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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