(57)【要約】【課題】虹彩絞りにおける絞り羽根の駆動を停止させること。【解決手段】レンズ鏡筒は、絞り羽根を駆動することにより、絞り開口の大きさを変化させて撮像素子に入射する光の量を調整するための絞り部材と、絞り羽根を駆動した後に、絞り開口の大きさが目的の大きさになるように、電圧の印加により粘度の調整が可能な特殊流体を用いて絞り羽根の駆動を停止させる停止用部材とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り羽根を駆動することにより、絞り開口の大きさを変化させて撮像素子に入射する光の量を調整するための絞り部材と、
前記絞り羽根を駆動した後に、前記絞り開口の大きさが目的の大きさになるように、電圧の印加により粘度の調整が可能な特殊流体を用いて前記絞り羽根の駆動を停止させる停止用部材とを備えることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
前記停止用部材は、前記絞り羽根の駆動が停止するために必要な電圧より小さい電圧を前記特殊流体に印加することを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項３】
請求項１または２に記載のレンズ鏡筒において、
前記停止用部材は、前記絞り部材に固定された円盤形状のケースと、前記ケースの内側に配置されて前記絞り羽根の駆動に連動して回転する回転部材とを有し、
前記ケースと前記回転部材との間に前記特殊流体を充填させた構造であることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項４】
請求項３に記載のレンズ鏡筒において、
前記回転部材は略円盤形状であり、
前記回転部材側の電極は、円盤状の回転部材の外周面に設けられていることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のレンズ鏡筒を備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒、および撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次のような絞り駆動機構が知られている。この絞り駆動機構は、超音波モーターを振動させて矢車を光軸周りに回転させることにより、所望の絞り口径を得る（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−１６８２４５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、従来の絞り駆動機構では、超音波モーターを振動させて矢車を光軸周りに回転させるため、振動により絞り口径が所望の口径で安定するまでに時間を要するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によるレンズ鏡筒は、絞り羽根を駆動することにより、絞り開口の大きさを変化させて撮像素子に入射する光の量を調整するための絞り部材と、絞り羽根を駆動した後に、絞り開口の大きさが目的の大きさになるように、電圧の印加により粘度の調整が可能な特殊流体を用いて絞り羽根の駆動を停止させる停止用部材とを備えることを特徴とする。
本発明による撮像装置は、上記のレンズ鏡筒を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、高速に所望の絞り口径を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】虹彩絞りの構成を示した図である。
【図２】ブレーキ装置を搭載した虹彩絞りの構成を模式的に示した図である。
【図３】ブレーキ装置を駆動させるための構成を模式的に示した図である。
【図４】電圧を印加することにより特殊流体の見かけの粘度を変化させるためのメカニズムを模式的に示した図である。
【図５】ブレーキ装置のケース内部を一部可視化した部分断面斜視図である。
【図６】ブレーキ装置の回転子の内部を一部可視化した部分断面斜視図である。
【図７】ブレーキ装置のケースから回転子を取り出した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、カメラに着脱可能なレンズ鏡筒における虹彩絞りの構成を示した図である。図１（ａ）に示すように、虹彩絞り１００は、蜂の巣１０１と、ケース１０２と、絞り羽根１０３と、矢車１０４とで構成される。図１（ｂ）は、これらの部品を組み立てた状態を示している。
【０００９】
本実施の形態における虹彩絞りは、図２に示すように、絞りの開口が目的の大きさになるように、絞り羽根１０３の駆動を停止させるための停止部材として、ブレーキ装置１０７を備えることを特徴としている。なお、図２は、図１（ｂ）に示した虹彩絞りを矢印Ａの方向から見た状態を示しており、図２では、蜂の巣１０１と、ケース１０２と、フォトインターラプター１０５と、絞込みバネ１０６と、ブレーキ装置１０７と、ブレーキ制御力伝達ギア１０８と、蜂の巣側絞り制御レバー１０９と、ボディ側絞り制御レバー１１０とが図示されている。
【００１０】
図２を用いて、虹彩絞り１００における絞込み動作について説明する。まず、使用者によってカメラのレリーズボタンが押下されて撮影が指示された場合には、カメラ側ＣＰＵによる制御により、ボディ側絞り制御レバー１１０が目的となる絞り値に相当する位置まで移動する。なお、ボディ側絞り制御レバー１１０は、図２上で上下方向に移動し、蜂の巣１０１とケース１０２とをつなぐ絞込みバネ１０６の開放力によって、ボディ側絞り制御レバー１１０の動きを蜂の巣１０１が追いかける。これにより、絞り羽根１０３が駆動を開始して、絞込みが行われる。このとき、フォトインターラプター１０５は、蜂の巣１０１の回転角、すなわち絞込みの回転角を検出する。
【００１１】
本実施の形態では、フォトインターラプター１０５によって検出される絞込みの回転角が目的となる絞り値に相当する角度に到達すると、ブレーキ装置１０７を用いて蜂の巣１０１の回転を停止させて絞り羽根１０３の駆動を停止する。これにより、絞り羽根１０３によって、目的の絞り値に応じた大きさの絞り開口が形成される。仮に、ブレーキ装置１０７を用いない場合には、蜂の巣１０１は、ボディ側絞り制御レバー１１０に衝突した後に停止することになる。この場合、蜂の巣１０１は、停止直後も自らの慣性により回転方向に振動してしまうため、絞り羽根１０３による開口が目的となる絞り値に応じた大きさになかなか収束せず、タイムラグが生じてしまう可能性がある。
【００１２】
そこで、本実施の形態では、以下に説明するようにブレーキ装置１０７を構成し、該ブレーキ装置１０７を用いて蜂の巣１０１の回転を停止させる。図３は、ブレーキ装置１０７を駆動させるための構成を模式的に示した図である。ブレーキ装置１０７の駆動制御は、制御ＣＰＵ１１２によって行われる。制御ＣＰＵ１１２は、フォトインターラプター１０５からの出力信号に基づいて、絞込みの回転角が目的となる絞り値に相当する角度に到達したことを検出した場合には、電源回路１１１のスイッチをオンしてブレーキ装置１０７への電源供給を開始する。これにより、ブレーキ装置１０７には電圧が印加される。なお、図１、２には図示していないが、虹彩絞り１００には、電源回路１１１と制御ＣＰＵ１１２に相当する構成を備えているものとする。
【００１３】
ブレーキ装置１０７は、図４で後述するように、内部の電極間に、電圧が印加されると粘度（見かけの粘度）が変化する特殊流体が充填されており、この特殊流体の見かけの粘度変化を利用して、回転軸である伝達シャフト１１３の回転を停止させる。これにより、ブレーキ制御力伝達ギア１０８を介して、絞り羽根１０３の駆動を停止させることができる。
【００１４】
図４は、電圧を印加することにより特殊流体の見かけの粘度を変化させるためのメカニズムを模式的に示した図である。ここでは、説明の簡略化のために、回路４ａに電極４ｂと４ｃとをつなぎ、電極４ｂと４ｃの両端をシール４ｄと４ｅでシーリングを施して、その内部に特殊流体４ｆを充填した構成の図を用いて説明する。なお、電圧の印加により見かけの粘度が変化する特殊流体４ｆとしては、ＥＲ流体（Ｅｌｅｃｔｒｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ／電気粘性流体）、またはＭＲ流体（Ｍａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ  ｆｌｕｉｄ／磁性粘性流体）を用いる。
【００１５】
なお、特殊流体４ｆとしては、高価な専用流体（均一系）から、安価な絶縁液体にクラスターとなる絶縁物質を混ぜたもの（分散系）まで、様々な種類が存在するため、構造やコスト等の条件に応じて最適なものを選択すればよい。また、クラスターの大きさによって見かけの粘度特性が変化するため、使用するクラスターは流体の層の厚さに比べて十分に小さいものを使用するとよい。
【００１６】
図４（ａ）に示すように、回路４ａから２つの電極４ｂと４ｃに電圧が印加されていない状態では、特殊流体４ｆの絶縁粒子４ｇは、流動が妨げられず、見かけの粘度は低下する。これに対して、図４（ｂ）に示すように、回路４ａから２つの電極４ｂと４ｃに電圧が印加されている状態では、特殊流体４ｆの絶縁粒子４ｇは、静電誘導されてクラスターを形成し、流動が妨げられるため、見かけの粘度は上昇する。本実施の形態では、この特殊流体の見かけの粘度変化を利用して、ブレーキ１０７による蜂の巣１０１の制動力を得る。
【００１７】
なお、特殊流体４ｆに印加する電圧を大きくすればより大きな制動力を得られ、特殊流体４ｆに印加する電圧を小さくすれば制動力を小さくすることができる。このため、印加する電圧の大きさを調整することにより、絞り羽根１０３の駆動を停止させるための制動力を微調整することが可能となる。また、絶縁粒子４ｇが静電誘導されてクラスターを形成する現象は、電圧を印加してから僅かの時間で発生するため、時々刻々と特殊流体４ｆの粘度を変化させることも可能である。
【００１８】
本実施の形態では、制御ＣＰＵ１１２は、フォトインターラプター１０５からの出力信号に基づいて、絞込みの回転角が目的となる絞り値に相当する角度に到達したことを検出した場合には、絞り羽根１０３の駆動を停止させるために必要な電圧より小さい電圧を特殊流体に印加するようにし、その後、徐々に電圧を下げるようにする。このように制御することにより、蜂の巣１０１は、急停止せずに徐々に回転速度を落として停止するようになる。これにより、蜂の巣１０１が急停止するのを防ぐことができ、急停止に伴って、蜂の巣１０１が停止直後も自らの慣性により回転方向に振動してしまうことを防ぐことができる。
【００１９】
図５は、ブレーキ１０７のブレーキケース１２０内部を一部可視化した部分断面斜視図である。円盤形状のブレーキケース１２０の内部には、伝達シャフト１１３を軸に絞り羽根１０３の駆動に連動して回転する回転子１１５と、回転子１１５の外周面に取り付けられた電極（回転子側電極）１１６とが格納されている。さらにブレーキケース１２０の内周面には、ケース側電極１１４が取り付けられており、回転子側電極１１６とケース側電極１１４の間、すなわち図５において斜線で示した間隙に上述した特殊流体４ｆが充填されている。このため、回転子側電極１１６とケース側電極１１４に電圧を印加すれば、間に充填された特殊流体４ｆの見かけの粘度が上昇するため、回転子１１５に対する抵抗が増加して、回転速度を徐々に低下させ、最終的には回転子１１５の回転を停止させることができる。これにより、伝達シャフト１１３の回転が停止し、その一端に取り付けられたブレーキ制御力伝達ギア１０８を介して、絞り羽根１０３の駆動を止めることができる。なお、伝達シャフト１１３の他端には上述したフォトインターラプター１０５が取り付けられているため、絞込みの回転角が検出可能になっている。
【００２０】
図６は、図５に示した回転子１１５の内部を一部可視化した部分断面斜視図である。また、図７は、ブレーキケース１２０から回転子１１５を取り出した状態を示す図である。図７に示すように、回転子１１５の内部には空間が設けられており、この空間に特殊流体４ｆが充填される。これにより、図６の斜線で示す空間、すなわち回転子側電極１１６とケース側電極１１４の間隙を含んだ空間内に特殊流体４ｆを充填することができる。
【００２１】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）絞り羽根１０３を駆動した後に、絞り開口の大きさが目的の大きさになるように、電圧の印加により粘度の調整が可能な特殊流体を用いて絞り羽根１０３の駆動を停止させるようにした。これによって、蜂の巣１０１がボディ側絞り制御レバー１１０に衝突することを防いで、高速に所望の絞り開口を得ることができる。
【００２２】
（２）制御ＣＰＵ１１２は、電極に電圧を印加する際には、絞り羽根１０３の駆動を停止させるために必要な電圧より小さい電圧を特殊流体に印加するようにし、その後、徐々に電圧を下げるようにした。これによって、蜂の巣１０１が急停止するのを防ぐことができ、急停止に伴って、蜂の巣１０１が停止直後も自らの慣性により回転方向に振動してしまうことを防ぐことができる。
【００２３】
（３）ブレーキ装置１０７は、円盤形状のブレーキケース１２０と、ブレーキケース１２０の内側に配置されて絞り羽根１０３の駆動に連動して回転する回転子１１５とを有し、ブレーキケース１２０の内周面に設けられたケース側電極１１４と、回転子１１５の外周面に設けられた回転子側電極１１６との間に特殊流体４ｆを充填させた構造とした。これにより、回転子側電極１１６とケース側電極１１４に電圧を印加すれば、間に充填された特殊流体４ｆの見かけの粘度が上昇するため、回転子１１５に対する抵抗が増加して、回転子１１５の回転を停止させることができる。
【００２４】
―変形例―
なお、上述した実施の形態の虹彩絞りは、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態では、図２に示したように、ブレーキ装置１０７は、ケース１０２の外部に搭載される例について説明した。しかしながら、ブレーキ装置１０７をケース１０２の内部に内蔵するようにしてもよい。
【００２５】
（２）上述した実施の形態では、ブレーキ装置１０７を用いて蜂の巣１０１の回転を停止させることにより、絞り羽根１０３の駆動を停止させる例について説明した。しかしながら、ブレーキ装置１０７を用いて矢車１０４の回転を停止させることによって、絞り羽根１０３の駆動を停止させるようにしてもよい。また、ブレーキ装置１０７を用いて直接絞り羽根１０３の駆動を停止させるような構成としてもよい。
【００２６】
（３）上述した実施の形態では、ブレーキ装置１０７の内部構造を図５〜図７に示すように構成する例について説明した。しかしながら、ブレーキ装置１０７の内部構造はこの構成に限定されない。すなわち２つの電極の間に特殊流体を充填し、電極に電圧を印加することにより絞り羽根１０３の駆動を停止させることができる構成であれば、図５〜図７に示した構成には限定されない。
【００２７】
（４）上述した実施の形態では、カメラに着脱可能なレンズ鏡筒における虹彩絞り１００において、ブレーキ装置１０７を用いて絞り羽根１０３の駆動を停止させる例について説明した。しかしながら、カメラに内蔵される虹彩絞りに対しても本発明は適用可能である。
【００２８】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１００  虹彩絞り、１０１  蜂の巣、１０２  ケース、１０３  絞り羽根、１０４  矢車、１０５  フォトインターラプター、１０６  絞込みバネ、１０７  ブレーキ装置、１０８  ブレーキ制御力伝達ギア、１０９  蜂の巣側絞り制御レバー、１１０  ボディ側絞り制御レバー、１１１  電源回路、１１２  制御ＣＰＵ、１１３  伝達シャフト、１１４  ケース側電極、１１５  回転子、１１６  回転子側電極、１２０  ブレーキケース
【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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