(57)【要約】【課題】小型化と光量調節部材の駆動時の低消費電力化の両方を達成する。【解決手段】中心部に回転軸３ａ，３ｂを有する円筒状のマグネット２０、該マグネットに対向して配置されるステータヨーク４、および、電磁コイル５を具備する電磁回転機と、該電磁回転機の前記マグネット２０の回転を利用して開閉制御され、光量調節を行う光量調節部材８とを有し、前記マグネット２０の回転軸受けの外周部であって、前記ステータヨーク４に対向した位置に補助ステータヨーク６を配置している。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心部に回転軸を有する円筒状のマグネット、該マグネットに対向して配置されるステータヨーク、および、電磁コイルを具備する電磁回転機と、該電磁回転機の前記マグネットの回転を利用して開閉制御され、光量調節を行う光量調節部材とを有する光量調節装置において、
前記マグネットの回転軸受けの外周部であって、前記ステータヨークに対向した位置に補助ステータヨークを配置したことを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記ステータヨークは二股形状をしており、該二股形状部に前記電磁コイルが挿入され、その後、前記ステータヨークの、前記回転軸方向の上面、下面もしくは上下それぞれの面に前記補助ステータヨークが接着剤もしくは圧入にて機械的に接合され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】
前記ステータヨークに対向した位置には、前記マグネットの回転軸受け部を有するカバー部材を有し、前記補助ステータヨークは前記カバー部材にインサート形成され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】
前記光量調節部材は、光束が通過する開口部を開閉して通過光量を調整するシャッタ羽根と絞り羽根の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の光量調節装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光量調節装置を具備することを特徴とするカメラのレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルスチルカメラ等に具備される光量調節機能を有する光量調節装置や該光量調節装置を有するカメラのレンズ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、例えば特開平５−２１６０９０号公報にて開示されているムービングマグネット式電磁駆動手段が、シャッタ羽根等の羽根駆動部材であるところの電磁駆動シャッタ装置として知られている。
【０００３】
また、永久磁石にネオジム系（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）コンプレッション・マグネット等の高磁性材料を用いたマグネットロータを使い、駆動部の小形化構造にしたシャッタ装置が知られている。これは、小型で高特性の永久磁石の外周面に２極（Ｎ極とＳ極）に着磁され、マグネットロータとその外周部に配置されたステータヨークと電磁コイルによる励磁磁界で、吸引及び反発の駆動による回動を利用してシャッタ羽根の開閉制御を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしモータが小型化されると永久磁石と磁性体であるステータヨークとの対向吸引反発力を大きくする事が出来ず、駆動トルクの低下を招いてしまい、不安定な駆動力でシャッタ羽根等の駆動を行うといった不具合が生じてしまう。そのため、従来は必要な駆動力を得る為に消費電力を増やす必要があり、小型化を達成すると低消費電力化を犠牲にせざるをえなかった。
【０００５】
近年の、光量調節部材を必要とするビデオカメラ、スチルカメラなどの製品では、小型化、更には光軸方向の薄型化の要望が強く、必然的に光量調節装置も小型化、薄型化にする必要がある。小型化に関しては、光学部材を保持する鏡筒が、基本的には光軸を中心とする円形断面を有し、その内部に光量調整装置やオートフォーカス、ズーム等の機構が光学レンズ群との隙間に収容されるため、これらの部材を光軸中心とする極力小さい円筒内に収めたい（つまり小径化）という要望があり、薄型化に関しては、光量調節装置からＣＣＤなど撮像素子までの距離やオートフォーカス、ズームの為の駆動源までの距離が近くなるため、光量調節装置の光軸方向の寸法（高さ）を小さくしたいという要望があり、小型化（薄型化を含む）と低消費電力化を両立させる事が困難であった。
【０００６】
（発明の目的）
本発明の目的は、小型化と光量調節部材の駆動時の低消費電力化の両方を達成することのできる光量調節装置及びカメラのレンズ装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１〜４に記載の発明は、中心部に回転軸を有する円筒状のマグネット、該マグネットに対向して配置されるステータヨーク、および、電磁コイルを具備する電磁回転機と、該電磁回転機の前記マグネットの回転を利用して開閉制御され、光量調節を行う光量調節部材とを有する光量調節装置において、前記マグネットの回転軸受けの外周部であって、前記ステータヨークに対向した位置に補助ステータヨークを配置した光量調節装置とするものである。
【０００８】
上記構成においては、前記マグネットの回転軸受けの外周部は従来有効利用されていないことに着目し、この外周部であって、前記ステータヨークに対向した位置に補助ステータヨークを配置し、回転軸方向の寸法を大きくすることなく、前記マグネットとステータヨークの対向面積を増やして同一の消費電力であってもその駆動トルクを高めることができる構成にしている。
【０００９】
同じく上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光量調節装置を具備するカメラのレンズ装置とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１は本発明の実施の一形態に係わる光量調節装置の分解斜視図、図２は図１のシャッタ地板や羽根押え板を除いたその他の分解斜視図である。
【００１２】
これらの図において、１は基板部材であるところのシャッタ地板である。２０は円筒状のマグネットロータであり、該マグネットロータ２０は、先端に駆動ピン３ｃを備えた駆動レバー３と、該駆動レバー３にインサート成形又は圧入等により配置された永久磁石２とから成る。また、前記駆動レバー３の上下端面には、回転軸３ａ，３ｂが取り付けられている。この回転軸３ａ，３ｂは、図１に示すシャッタ地板１のマグネットの軸受け穴１ａとマグネットカバー７の軸受け穴７ａにより回転自在に嵌合保持されている。また、永久磁石２の外周曲面は、Ｎ極とＳ極の２極に着磁されて磁極が形成されている。
【００１３】
４は軟磁性材料から成る二股形状をしたステータヨークであり、シャッタ地板１と一体化が可能なマグネット地板１００（図中の、１００（１）はシャッタ地板１と一体化が可能であることを示している）に固定されていて、永久磁石２の外周曲面に対向配置された磁極部４ａ，４ｂにて磁気的な回路を構成する。５は巻線コイル（電磁コイル）であり、ボビン５ｂに巻き付けられている。前記ステータヨーク４を複数枚（１〜ｎ）積層連結した後に巻線コイル５をその二股形状部に挿入して配置されている。なお、図１では不図示であるが、後述するように例えばステータヨーク４に補助ステータヨーク６が接着等により配置される。
【００１４】
図１の二点鎖線Ａで囲んだ各構成部品が後述のシャッタ羽根を駆動する為の電磁駆動ユニットを構成する。
【００１５】
また、シャッタ地板１の軸受け穴１ｄおよび扇穴１ｅは、後述する絞り羽根を駆動するための電磁駆動ユニットのマグネットロータ２の回転軸の軸受け穴および駆動レバーの作動範囲規制機能を備えた穴である。図１では、図が煩雑になるため、絞り羽根を駆動するための電磁駆動ユニットの構成は省略しているが、上記図中の二点鎖線Ａで囲んだ各構成部品と同様の構成であり、二点鎖線Ｂで示した部分に配置されることになる。
【００１６】
また、８はシャッタ羽根であり、前記シャッタ地板１に回転可能に嵌合されたマグネットロータ２０の回転軸３ｂがシャッタ地板１より突出してシャッタ羽根８の回転軸穴８ａに挿入されることにより、該シャッタ羽根８はシャッタ地板１に回転自在に保持される。前記シャッタ羽根８には長穴８ｂが形成されており、該長穴８ｂにはマグネットロータ２０に形成された駆動ピン３ｃが摺動可能に嵌合する。よって、マグネットロータ２０とともに駆動ピン３ｃが回転することにより、シャッタ羽根８はシャッタ地板１の開口１ｃを開閉動作する。
【００１７】
９は絞り羽根であり、上記シャッタ羽根８の場合と同様、シャッタ地板１に回転可能に嵌合されたマグネットロータ２０の回転軸３ｂがシャッタ地板１より突出して絞り羽根９の回転軸穴９ａに挿入されることにより、該絞り羽根９はシャッタ地板１に回転自在に保持される。前記絞り羽根９には長穴９ｂが形成されており、該長穴９ｂにはマグネットロータ２０に形成された駆動ピン３ｃが摺動可能に嵌合する。よって、マグネットロータ２０とともに駆動ピン３ｃが回転することにより、絞り羽根９は光軸に対して進退させられ、絞り口径の切り換えを行うように回動する。絞り開口９ｃは開口１ｃより小さい直径の穴であり、絞り羽根９が回動して光軸上に配置（進入）したときに開口１ｃを小さく絞るように機能するものである。
【００１８】
なお、図２においては、シャッタ羽根８を複数枚（ここでは２枚であるが、これ以上でも良い）とした場合の配置例を示している。絞り羽根に関しても同様に２枚以上であっても良い。
【００１９】
１０は、シャッタ地板１との間に、前記シャッタ羽根８、絞り羽根９が走行する適宜な空隙を設けるように配置された羽根押え板である。
【００２０】
以上のように構成された光量調節装置は、カメラ等のレンズ鏡筒内に配置されている。
【００２１】
ここで光量調節装置のうち、シャッタ駆動に関しての作動について説明すると、巻線コイル５への通電がＯＦＦの状態ではステータヨーク４（及び後述する補助ステータ６）は非励磁状態にある。マグネットロータ２０の永久磁石２の外周面はＮ極、Ｓ極に着磁されており、これに対向して配置されるステータヨーク４の各磁極部４ａ，４ｂとの吸引する力（ディテント力）によって、シャッタ羽根８は図１の羽根位置状態に保持される。つまり、マグネットロータ２０がこの位置にあるときはシャッタ羽根８は図示位置でシャッタ地板１に設けられた不図示のストッパー部材に当接する方向に磁気的に吸引された状態（開放状態）に保持されている。絞り羽根９についても同様である。
【００２２】
この状態から、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極になるように巻線コイル５に通電制御すると、ステータヨーク４とマグネットロータ２０との間に吸引力と反発力が生じて該マグネットロータ２０が図示の状態から反時計回りの方向に約４０°〜５０°の角度で回転する。これにより、シャッタ羽根８は開放状態から開口１ｃを遮蔽する閉じ位置に回動する。又絞り羽根９は全開口径位置から小絞り開口位置に切り換わる方向に回動する。
【００２３】
ここで、永久磁石２とステータヨーク４の配置関係は、マグネットロータ２０の全作動角度４０°〜５０°の中間点である約２０〜２５°の作動位置でディテント力がゼロとなり、ディテントの方向も左右に切り換わるように配置されてある。従って、巻線コイル５に通電して、マグネットロータ２０がシャッタ羽根８や絞り羽根９の回動を行った後、前記巻線コイル５への通電をＯＦＦの状態にしても、ディテント力で各羽根がそれぞれの作動端位置に配置した不図示のストッパー部材に当接して安定停止している。
【００２４】
なお、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極になるように巻線コイル５に通電制御すると、ステータヨーク４とマグネットロータ２０との間に反発力と吸引力が生じて、マグネットロータ２０が図示の状態から時計回りの方向に約４０°〜５０°の角度で回転して、初期の位置に戻る。
【００２５】
このように巻線コイル５への正、逆通電による磁気的な吸引、反発動作の二つの力の働きを受けて、マグネットロータ２０に設けた駆動レバー３は回転軸３ａ、回転軸３ｂを中心にして駆動ピン３ｃをシャッタ地板１に形成した扇穴１ｂの範囲内で該扇穴１ｂの両端部まで回動を行う。そして巻線コイル５の通電が断たれた後は、マグネットロータ２０はディテント力にて扇穴１ｂの両端部に付勢されて、その状態が保持されて停止する。
【００２６】
以上のように、デジタルカメラ等の光量調節装置の駆動制御は、巻線コイル５への正、逆電流の通電制御で行う。また、コンパクトカメラ等の光量調節装置の駆動制御では、巻線コイル５への電流ＯＮ，ＯＦＦ、通電時間及びタイミングで開閉駆動制御が行われる。
【００２７】
最後に、図３〜図５を用いて、本実施の形態の特徴的な構成について詳述する。
【００２８】
図５は従来の構成であるが、マグネットロータ２０と該マグネットロータ２０の外周部に配置されたステータヨーク４の上下には、前記マグネットロータ２０の回転軸受け（７ａ）を有するマグネットカバー７とシャッタ地板１と一体化が可能なマグネット地板１００に回転軸受け（軸受け穴１ａ）が配置され、前記マグネットロータ２０はこれらに軸支されて回転可能になっている。このようにマグネットロータ２０の中心部の上下には回転軸受けが具備されているが、該回転軸受けの外周付近の位置は、図示のように従来は有効活用されていなかった。
【００２９】
そこで、上記実施の形態では、図３に示すように、この回転軸受けの外周付近（回転軸方向と直交する方向の）の位置に補助ステータヨーク６を、前記ステータヨーク４の下面（マグネットカバー７側の面）と接着やカシメ（図２の円内参照）等により接合配置、又はマグネットカバー７にインサート成形にて配置して接合することで、つまり光軸方向の寸法（高さ）を大きくすることなく補助ステータヨーク６を配置するようにしている。
【００３０】
また、図４に示すように、シャッタ地板１と一体化が可能なマグネット地板１００の回転軸受けの外周付近の位置に補助ステータヨーク６を、前記ステータヨーク４の上面（マグネット地板１００側の面）と接着やカシメ等により接合配置、又はマグネット地板１００にインサート成形にて配置して接合するようにしても良い。
【００３１】
更には、図３と図４を組み合わせたように、前記ステータヨーク４の上下の面それぞれに補助ステータヨーク６を配置しても良い。
【００３２】
これにより、マグネットロータ２０との対向面積を増やすことができ、この事は発生駆動力（駆動トルク）を高めることにつながり、光軸方向への小型化（すなわち薄型化）と低消費電力化の両立を実現した光量調節装置とすることができる。なお、レンズの径方向の小型化はこのように構成しても、大型化することはない。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、小型化と光量調節部材の駆動時の低消費電力化の両方を達成することができる光量調節装置又はカメラのレンズ装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態に係わる光量調節装置の構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の一形態に係わる光量調節装置の主要部分の分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態に係わる光量調節装置の構成を示す断面図である。
【図４】図３の補助ステータ６の配置を異ならせた例を示す断面図である。
【図５】従来の光量調節装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　シャッタ地板
１ａ　　　　軸受け穴
２　　　　　永久磁石
３　　　　　駆動レバー
４　　　　　ステータヨーク
４ａ，４ｂ　磁極部
５　　　　　電磁コイル
６　　　　　補助ステータヨーク
７　　　　　マグネットカバー
７ａ　　　　軸受け穴
８　　　　　シャッタ羽根
９　　　　　絞り羽根
１０　　　　羽根押え板
２０　　　　マグネットロータ
１００　　　マグネット地板
【図１】
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【図２】
2004029175.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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