JP2004191750A - 光量調節装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光量調節装置の小型化を図る。
【解決手段】電磁駆動ユニットと、この電磁駆動ユニットからの駆動力を受けて光通過口に対して進退可能な遮光部材とを有する光量調節装置において、電磁駆動ユニットが、複数の着磁部を有するロータと、このロータの着磁部に対向する磁極部を有する一対のステータヨークと、この一対のステータヨークを連結し、磁極部とともにロータの外周を覆う連結部材とを有する。
【選択図】 図１

Description

【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の撮影装置に用いられる光量調節装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ムービングマグネット式の電磁駆動手段を、シャッタ羽根等を駆動するための駆動源として用いたシャッタ装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−２１６０９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、光量調節装置を備えたビデオカメラ、スチルカメラなどの撮影装置では、装置全体の小型化（薄型化）の要求が強く、必然的に撮影装置内に配置される光量調節装置の小型化も要求される。
【０００５】
光学部材（撮影レンズ）を保持する鏡筒は、基本的には光軸を中心とする円形断面を有しており、この鏡筒内部に光量調節装置やオートフォーカス、ズーム等の駆動機構が収納される。このため、撮影装置（鏡筒）の小型化を図るためには、光量調節装置などを光軸中心とする極力小さい円筒内に収納する必要がある。
【０００６】
また、撮影装置の薄型化（光軸方向における小型化）を図る場合には、光量調節装置から撮像媒体（フィルムやＣＣＤ等の撮像素子）までの距離や、光量調節装置から変倍動作および焦点調節動作を行うための駆動源までの距離が短くなる。このため、撮影装置内に配置される部品間の干渉を防ぐために、光量調節装置の光軸方向における大きさを小さくする必要がある。
【０００７】
本発明は、カメラ等の撮影装置に用いられる光量調節装置に関するものであって、光量調節装置に搭載される電磁駆動ユニットの小型化を図ることにより、光量調節装置の小型化を図るものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電磁駆動ユニットと、この電磁駆動ユニットからの駆動力を受けて光通過口に対して進退可能な遮光部材とを有する光量調節装置において、電磁駆動ユニットが、複数の着磁部を有するロータと、このロータの着磁部に対向する磁極部を有する一対のステータヨークと、この一対のステータヨークを連結し、磁極部とともにロータの外周を覆う連結部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態であるシャッタ装置（光量調節装置）について図面を参照しながら説明する。図１はシャッタ装置の分解斜視図、図２はシャッタ装置の平面図、図３はシャッタ装置の断面図である。また、図４は、本実施形態であるシャッタ装置を備えたカメラ（撮影装置）の概略図である。
【００１０】
図４において、３１はカメラ本体であり、この内部には撮影を可能とする各種の部材が配置される。３２は鏡筒内に配置されたレンズであり、光軸方向に移動可能となっている。３３はシャッタ装置であり、レンズ３２を通過した被写体光の光量を調節する。３４は撮像媒体であり、フィルムやＣＣＤ等の撮像素子で構成されている。撮像媒体３４には、レンズ３２を通過した被写体光束が受光（露光）される。
【００１１】
図１から図３において、１はシャッタ地板であり、以下に説明する各種部材が取り付けられる。２はマグネットロータであり、駆動レバー２２と、この駆動レバー２２に対してインサート成形又は圧入等により取り付けられたマグネット２１とを備えている。駆動レバー２２の先端には、凸状の駆動ピン２２ｃが形成されている。
【００１２】
駆動レバー２２の上下端面には、回転軸２２ａおよび回転軸２２ｂが取り付けられている。図３に示すように、回転軸２２ａは、接合体（連結部材）３に形成された軸受け穴部３ａに係合して、回転可能に支持されている。また、回転軸２２ｂは、シャッタ地板１に形成された軸受け穴部１ａと係合して、回転可能に支持されている。
【００１３】
マグネット２１の外周曲面には、２極（Ｓ極、Ｎ極）に着磁されて磁極２１ａ、２１ｂが形成されている。なお、マグネット２１の磁極２１ａはＳ極になるように着磁され、磁極２１ｂはＮ極になるように着磁されている（図２）。
【００１４】
シャッタ地板１に形成された開口部１ｃは、被写体光が通過する光通過口となっている。シャッタ地板１に形成された扇穴部１ｂは、駆動レバー２２の駆動ピン２２ｃの作動領域を決定するための穴部である。シャッタ地板１の外周に形成された逃げ部１ｈは、鏡筒内に配置される他部品（不図示）との干渉を防止するための溝部である。
【００１５】
シャッタ地板１の平面に対して光軸方向（図１中上下方向）に延びる固定脚１ｆおよび固定脚１ｇは、シャッタ装置を鏡筒内の他部品（例えば、レンズ保持部材）に固定するための部材である。固定脚１ｆ、１ｇの先端にはそれぞれ、ネジ止め用のネジ穴部１ｋ、１ｌが設けられている。
【００１６】
４は軟磁性材料からなる下ステータヨークであり、シャッタ地板１にビス１２により固定されている。下ステータヨーク４は、マグネット２１の外周曲面に対向配置される磁極部４ａを有している
下ステータヨーク４には、位置決め穴部４ｃと取付け穴部４ｄが設けられている。位置決め穴部４ｃは、シャッタ地板１に設けられた位置決めダボ１ｉに嵌合することで、下ステータヨーク４の位置決めを行う。また、取付け穴部４ｄと、シャッタ地板１に形成されたネジ穴部１ｊとを合わせて、これらの穴部４ｄ、１ｊにビス１２を挿入することにより、下ステータヨーク４がシャッタ地板１に固定される。
【００１７】
６は軟磁性材料からなる上ステータヨークであり、マグネット２１の外周曲面に対向配置される磁極部６ａを有する。上ステータヨーク６には、接合体３の凸状に形成された軸受け穴部３ａと嵌合する穴部６ｃが設けられている。
【００１８】
上ステータヨーク６および下ステータヨーク４はそれぞれ、コイル取付用の連結部６ｂおよび連結部４ｂを有しており、連結部４ｂおよび連結部６ｂは、圧接して連結されており、磁極部４ａおよび磁極部６ａを磁気的に連結する。連結部４ｂおよび連結部６ｂの外周には、ボビン５ｂが配置される。
【００１９】
一方、下ステータヨーク４および上ステータヨーク６は、接合体３に対して接着により固定される。すなわち、接合体３の接合部３ｂが、マグネット２１の周方向において、磁極部４ａおよび磁極部６ａの間に配置され、磁極部４ａ、６ａを連結する。
【００２０】
ここで、接合体３は、マグネット２１の周方向における磁極部４ａおよび磁極部６ａの位置決めを行うとともに、磁極部４ａ、６ａとマグネット２１とのエアギャップが均一になるように下ステータヨーク４および上ステータヨーク６の位置決めを行うものである。また、接合部３ｂが、磁極部４ａ、６ａとともにマグネット２１の外周を覆うため、接合体３はマグネット２１の防塵機能として作用する。
【００２１】
本実施形態では、ビス１２によりシャッタ地板１に固定されている下ステータヨーク４に対して、接合体３を介して上ステータヨーク６を接着により連結している。これにより、上ステータヨーク６をシャッタ地板１に固定するための部材（ビスなど）が不要となるため、部品点数が少なくなった分だけシャッタ装置の小型化および低コスト化を図ることができる。
【００２２】
また、接合体３は、上述したようにマグネット２１の防塵機能として作用するため、シャッタ地板１に防塵機能を果たす立ち壁を別途設ける必要がなくなり、この立ち壁を省略した分（立ち壁の厚み分）だけ、光軸直交面内に占めるシャッタ装置の面積を小さく（小型化）することができる。
【００２３】
５は導線からなるコイルであり、ボビン５ｂに巻き付けられ、連結部４ｂおよび連結部６ｂの外周に配置される。
【００２４】
本実施形態において、２点鎖線Ａで囲まれた部材によってシャッタ羽根を駆動するための電磁駆動ユニット（シャッタ駆動ユニット）が構成される。また、この電磁駆動ユニットと同じ構成の電磁駆動ユニット（図１中２点鎖線Ｂ、絞り駆動ユニット）が、絞り羽根を駆動するためのアクチュエータとして用いられる。
【００２５】
シャッタ地板１に形成された軸受け穴部１ｄには、絞り駆動ユニットにおける回転軸２２ｂが嵌合する。また、扇穴部１ｅは、絞り駆動ユニットにおける駆動レバー２２の駆動ピン２２ｃの作動領域を決定するための穴部である。
【００２６】
７はシャッタ羽根（遮光部材）であり、このシャッタ羽根７の回転軸穴部７ａには、シャッタ地板１を貫通したマグネットロータ２（シャッタ駆動ユニット）の回転軸２２ｂが係合する。これにより、シャッタ羽根７は、回転軸２２ｂに対して回転可能に支持される。
【００２７】
８は絞り羽根（遮光部材）であり、この絞り羽根８の回転軸穴部８ａには、シャッタ地板１を貫通したマグネットロータ２（絞り駆動ユニット）の回転軸２２ｂが係合する。これにより、絞り羽根８は、回転軸２２ｂに対して回転可能に支持される。
【００２８】
シャッタ羽根７及び絞り羽根８にはそれぞれ、長穴部７ｂおよび長穴部８ｂが形成されている。長穴部７ｂには、マグネットロータ２（シャッタ駆動ユニット）の駆動ピン２２ｃが摺動可能に係合する。また、長穴部８ｂには、マグネットロータ２（絞り駆動ユニット）の駆動ピン２２ｃが摺動可能に係合する。
【００２９】
上記構成において、マグネット２１とともに駆動レバー２２が回転すると、シャッタ羽根７は、駆動ピン２２ｃおよび長穴部７ｂの係合作用により回転軸２２ｂを中心に回転して、開口部１ｃを開閉する。同様に、絞り羽根８も回転軸２２ｂを中心に回転することで、開口部１ｃに対して進退する。
【００３０】
ここで、絞り羽根８には、開口部１ｃの径よりも小さい径の絞り開口部８ｃが形成されており、絞り羽根８が開口部１ｃ内に進入した状態にあるときに、絞り開口部８ｃが開口部１ｃ内に位置するようになっている。これにより、絞り羽根８が開口部１ｃに対して進退することで絞り口径の切り換えを行うことができる。すなわち、絞り開口部８ｃが開口部１ｃ内に位置していると、小絞りの状態となる。
【００３１】
９はシャッタ羽根７および絞り羽根８の走行スペースを確保するための羽根押さえ板であり、ビス１３、１４を介してシャッタ地板１に取り付けられる。羽根押さえ板９の開口部９ｂは、被写体光が通過する領域であり、光線をけることがないように開口部１ｃよりも大きい径になっている。
【００３２】
逃げ穴部９ａは、シャッタ駆動ユニットの回転軸２２ｂが係合する穴部であり、逃げ穴部９ｃは、絞り駆動ユニットにおける駆動ピン２２ｃの作動スペースを確保するための穴部である。また、逃げ穴部９ｄは、絞り駆動ユニットの回転軸２２ｂが係合する穴部であり、逃げ穴部９ｅは、絞り駆動ユニットにおける駆動ピン２２ｃの作動スペースを確保するための穴部である。
【００３３】
逃げ部９ｈは、鏡筒部品との干渉を防止するための溝部であり、逃げ部１ｈに対応したものである。取付け穴部９ｆ、９ｇは、羽根押さえ板９をビス１３、１４でシャッタ地板１にネジ止めする際のネジ穴部である。
【００３４】
次に、電磁駆動ユニットの動作について説明する。
【００３５】
コイル５が通電ＯＦＦ状態にあるときには、下ステータヨーク４および上ステータヨーク６は非励磁状態にある。この状態にあるとき、マグネット２１が永久磁石で構成されていることで、マグネットロータ２の磁極部２１ａ、２１ｂと、磁極２１ａ、２１ａと対向する位置にある磁極部４ａ、６ａとの間には自己保持力（デイテント力）が発生する。これにより、マグネットロータ２の磁極２１ａ、２１ｂは、図２に示す状態に保持される。
【００３６】
なお、マグネットロータ２が図２に示す位置にあるとき、駆動レバー２２は所定の回転位置に保持され、これによりシャッタ羽根７はシャッタ地板１に形成された不図示のストッパ部材に当接した状態で保持される。このとき、シャッタ羽根７は、開口部１ｃから退避した状態（開放状態）にある。また、絞り羽根８についても同様であり、図２に示す状態にあるとき、開口部１ｃから退避している。
【００３７】
図２に示す状態から、下ステータヨーク４の磁極部４ａがＮ極になり、上ステータヨーク６の磁極部６ａがＳ極になるようにコイル５への通電制御を行うと、ステータヨーク４、６とマグネットロータ２との間に吸引力と反発力が生じてマグネットロータ２（駆動レバー２２）が図２の状態から時計回りの方向に約４０°〜５０°の角度で回転する。
【００３８】
これにより、シャッタ羽根７は開口部１ｃから退避した位置から開口部１ｃ内に進入して、開口部１ｃを閉じる。同様に、絞り羽根８も開口部１ｃ内に進入して、絞りを小絞りの状態とする。
【００３９】
ここで、マグネット２１およびステータヨーク４、６は、マグネットロータ２の全作動範囲（角度４０°〜５０°の範囲）のうち中間となる作動位置（約２０〜２５°の角度）でデイテント力がゼロとなり、この中間点で切り換わるように配置されている。
【００４０】
従って、コイル５に通電してマグネットロータ２（駆動レバー２２）によりシャッタ羽根７や絞り羽根８を作動させた後、コイル５を通電ＯＦＦの状態にしても、デイテント力により羽根７、８がそれぞれの作動端位置に配置されたストッパ部材（不図示）に当接して安定した状態で停止する。
【００４１】
なお、下ステータヨーク４の磁極部４ａがＳ極になり、上ステータヨーク６の磁極部６ａがＮ極になるようにコイル５への通電制御を行うと、ステータヨーク４、６とマグネットロータ２との間に反発力と吸引力が生じてマグネットロータ２が反時計回りの方向に約４０°〜５０°の角度で回転して、初期の状態（開放状態）に戻る。
【００４２】
このようにコイル５への通電による磁気的な吸引、反発動作の２つの力の働きを受けて、マグネットロータ２の駆動レバー２２は回転軸２２ａ、２２ｂを中心に回転する。これにより、駆動ピン２２ｃは、シャッタ地板１に形成された扇穴部１ｂ（１ｅ）の領域内において一方の端から他方の端に移動する。コイル５への通電が遮断されると、マグネットロータ２の駆動ピン２２ｃはデイテント力によって扇穴部１ｂの片端部に付勢されて、この状態が保持される。
【００４３】
以上のように、本実施形態のシャッタ装置を備えたデジタルカメラ（撮影装置）において、シャッタ装置の駆動制御は、コイル５への正、逆電流の通電制御によって行われる。また、本実施形態のシャッタ装置を備えたフィルムカメラ（撮影装置）において、シャッタ装置の駆動制御は、コイル５への電流ＯＮ、ＯＦＦ通電時間及び通電タイミングに基づいて行われる。
【００４４】
図２は本実施形態におけるシャッタ装置の平面図である。１１はシャッタ装置に対して、光軸方向近傍に配置されたレンズである。図２に示すように、シャッタ駆動ユニットおよび絞り駆動ユニットは、上述したように上ステータヨーク６を固定するためのビスを用いていないため、光軸直交面内においてビスを配置するためのスペースが省略されるため、シャッタ装置の小型化を図ることができる。
【００４５】
また、下ステータヨーク４および上ステータヨーク６の平面部は、レンズ１１の外周近傍に沿うような円弧状に形成されている。このように、光軸直交方向において、ステータヨーク４、６をレンズ１１に極力近づけるように配置することで、シャッタ地板（シャッタ装置）の外形を小さくすることができる。
【００４６】
さらに、上ステータヨーク６をシャッタ地板１に固定するためのビスを省略したことで、少なくともビス頭分だけ、シャッタ装置の光軸方向（図１中上下方向）における大きさを小さくすることができる。ここで、下ステータヨーク４をシャッタ地板１に固定するためのビス１２は、上ステータヨーク６よりもシャッタ地板１側に配置されているため、シャッタ装置の光軸方向における大きさに影響を与えるものではない。
【００４７】
なお、本実施形態では、下ステータヨーク４および上ステータヨーク６を接合体３を介して接着により連結しているが、下ステータヨーク４および上ステータヨーク６を接合体３を介して連結できればいかなる手段を用いてもよい。例えば、射出成形の型の中に下ステータヨーク４と上ステータヨーク６を予めセットして、接合体３を成形するインサート成形を用いることができる。
【００４８】
以上説明した各実施形態は、以下に示す各発明を実施した場合の一例でもあり、下記の各発明は上記各実施形態に様々な変更や改良が加えられて実施されるものである。
【００４９】
〔発明１〕 電磁駆動ユニットと、
この電磁駆動ユニットからの駆動力を受けて光通過口に対して進退可能な遮光部材とを有する光量調節装置において、
前記電磁駆動ユニットが、
複数の着磁部を有するロータと、
このロータの着磁部に対向する磁極部を有する一対のステータヨークと、
この一対のステータヨークを連結し、前記磁極部とともに前記ロータの外周を覆う連結部材とを有することを特徴とする光量調節装置。
【００５０】
本発明によれば、一対のステータヨークが連結部材を介して連結されているため、一対のステータヨークのうち一方のステータヨークだけを装置本体に固定するだけでよい。このため、一対のステータヨークそれぞれを装置本体にビス等で固定する場合に比べて部品点数を減らすことができ、光量調節装置の小型化および低コスト化を図ることができる。しかも、連結部材は、ステータヨークの磁極部とともにロータの外周を覆うため、ロータの防塵機能も果たす。
【００５１】
〔発明２〕 前記一対のステータヨークおよび前記連結部材が、接着により連結されていることを特徴とする前記発明１に記載の光量調節装置。
【００５２】
〔発明３〕 前記一対のステータヨークおよび前記連結部材が、一体的に形成されていることを特徴とする前記発明１に記載の光量調節装置。
【００５３】
〔発明４〕 前記発明１から３のいずれかに記載の光量調節装置を有することを特徴とする撮影装置。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、光量調節装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態における光量調節装置の分解斜視図である。
【図２】本実施形態である光量調節装置の平面図である。
【図３】本実施形態である光量調節装置の断面図である。
【図４】本実施形態である光量調節装置を備えた撮影装置の概略図である。
【符号の説明】
１：シャッタ地板、１ａ：軸受け穴部、１ｃ：開口部
３：接合体、３ａ：軸受け穴部、３ｂ：接合部
４：下ステータヨーク、４ａ：磁極部、４ｂ：連結部
５：コイル
６：上ステータヨーク、６ａ：磁極部、６ｂ：連結部
７：シャッタ羽根
８：絞り羽根、８ｃ：絞り開口部
９：羽根押さえ板
２１：マグネット
２２：駆動レバー

Claims (1)

1. 電磁駆動ユニットと、
   この電磁駆動ユニットからの駆動力を受けて光通過口に対して進退可能な遮光部材とを有する光量調節装置において、
   前記電磁駆動ユニットが、
   複数の着磁部を有するロータと、
   このロータの着磁部に対向する磁極部を有する一対のステータヨークと、
   この一対のステータヨークを連結し、前記磁極部とともに前記ロータの外周を覆う連結部材とを有することを特徴とする光量調節装置。

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