JP2022039506A - Light quantity adjustment device and optical instrument - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、絞り装置などの光量調節装置及びそれを備えた光学機器に関する。 The present invention relates to, for example, a light amount adjusting device such as a diaphragm device and an optical device including the same.
絞り装置において形成される光通過開口としての絞り開口の形状は、できるだけ円形に近い方が好ましく、円形に近い絞り開口を形成するために3枚以上の多数枚の絞り羽根(光量調節羽根)が用いられる場合が多い。ベース部材(開口形成部材)に形成した固定開口の周囲で回動可能な駆動リングにより多数枚の絞り羽根を回動させることで、円形に近い多角形の絞り開口を形成する。 The shape of the diaphragm opening as the light passing opening formed in the diaphragm device is preferably as close to a circle as possible, and in order to form a diaphragm opening close to a circle, a large number of three or more diaphragm blades (light amount adjusting blades) are used. Often used. A polygonal diaphragm opening close to a circle is formed by rotating a large number of diaphragm blades with a drive ring that can rotate around a fixed opening formed in the base member (opening forming member).
特許文献1のような羽根駆動装置では、回動する駆動リングに羽根を連動させ、光路用の開口部を開閉するように羽根を動作させる構成となっている。また、前記羽根の動作は、羽根の内縁部にて、絞り開口を形成し、前記羽根の動作に連動して、絞り開口面積が変化していく。
In a blade drive device as in
しかし、特許文献1のような絞り装置は、絞り開口面積が大きい時には、最適な内縁部によって、開口形状を形成出来ているため、円形に近い多角形の絞り開口を形成しているが、絞り開口面積が小さくなるにつれて、絞り開口が非円形である多角形形状になる課題があった。
However, in a diaphragm device such as
上記課題を解決するために、本発明の光量調整装置は、光通過経路の周囲に環状に配置され、光通過経路に出入りする複数の絞り羽根と、前記絞り羽根を駆動する駆動部材と、を備え、前記絞り羽根は、前記駆動部材と係合する係合部を配置した根本部と、前記絞り開口を形成する内縁部と、前記根本部とは反対端の先端部と、を有し、前記駆動部材が駆動することで前記絞り開口が開放状態から小絞り状態に変化する過程において、前記内縁部の常に決まった範囲が、前記絞り開口を形成する開口形状の中央付近に存在する駆動を連続して行う過程が含まれていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the light amount adjusting device of the present invention is arranged in a ring shape around the light passing path, and has a plurality of diaphragm blades entering and exiting the light passing path and a driving member for driving the diaphragm blades. The diaphragm blade has a root portion in which an engaging portion that engages with the drive member is arranged, an inner edge portion that forms the diaphragm opening, and a tip portion at an end opposite to the root portion. In the process of changing the aperture opening from the open state to the small aperture state by driving the drive member, a drive in which a always fixed range of the inner edge portion exists near the center of the opening shape forming the aperture opening. It is characterized by including a continuous process.
上記課題を解決するために、本発明の光量調整装置は、光通過経路の周囲に環状に配置され、光通過経路に出入りする複数の絞り羽根と、前記絞り羽根を駆動する駆動部材と、を備え、前記絞り羽根は、前記駆動部材と係合する第一の駆動ピンと第二の駆動ピンを配置した根本部と、前記絞り開口を形成する内縁部と、前記根本部とは反対端の先端部と、を有し、前記絞り羽根は、第一の保持部材と第二の保持部材との間で駆動し、前記第一の保持部材は、前記第一の駆動ピンの移動を案内するカム溝を有し、前記第二の保持部材は、前記第二の駆動ピンの移動を案内するカム溝を有し、前記第一の駆動ピンは、前記駆動部材のカム溝と前記第一の保持部材のカム溝に連通し、前記駆動部材が駆動することで、前記駆動部材のカム溝から力を受けるとともに、前記絞り開口が開放状態から小絞り状態に変化する過程において、前記第二の保持部材の小絞り側を駆動するカム溝の傾き変化量よりも傾き変化量の大きな部分によって前記絞り羽根を駆動した後に、前記第一の保持部材のカム溝によって、前記第一の駆動ピンが開口の中心から離れるように前記絞り羽根を駆動することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the light amount adjusting device of the present invention is arranged in a ring shape around the light passing path, and has a plurality of diaphragm blades entering and exiting the light passing path and a driving member for driving the diaphragm blades. The diaphragm blades are provided with a root portion in which a first drive pin and a second drive pin that engage with the drive member are arranged, an inner edge portion forming the diaphragm opening, and a tip end opposite to the root portion. The diaphragm blade is driven between the first holding member and the second holding member, and the first holding member is a cam that guides the movement of the first drive pin. The second holding member has a groove, the second holding member has a cam groove for guiding the movement of the second drive pin, and the first drive pin has a cam groove of the drive member and the first holding. By communicating with the cam groove of the member and driving the drive member, a force is received from the cam groove of the drive member, and the second holding is performed in the process of changing the throttle opening from the open state to the small throttle state. After driving the diaphragm blade by a portion having a larger amount of tilt change than the amount of tilt change of the cam groove that drives the small diaphragm side of the member, the first drive pin is opened by the cam groove of the first holding member. It is characterized in that the diaphragm blade is driven so as to be away from the center of the diaphragm.
本発明によれば、開放状態から小絞り状態まで絞り開口が円形に近い光量調節装置を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a light amount adjusting device having a nearly circular aperture opening from an open state to a small aperture state.
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<第1の実施形態>
図1(A)、(B)は、本発明の光量調節装置の第1の実施形態である絞り装置100の分解斜視図である。図2は、光量調節装置の斜視図である。
<First Embodiment>
1 (A) and 1 (B) are exploded perspective views of the
図1において、絞り装置100のベースとなるベース部材2(開口形成部材)は、開口部2aと開口部2b(外側係合部)、複数の係合部2cが配置されている。係合部2cは直線溝でもよいし、曲線溝でもよい。ベース部材2は、樹脂の成形加工により作成される。ベース部材2には、例えば、ステッピングモータ、ガルバノメータなどを用いた駆動部1が取り付けられ、駆動部1の回転軸には、ピニオンギア3が取り付けられる。
In FIG. 1, in the base member 2 (opening forming member) which is the base of the
後述する絞り羽根を駆動する駆動リング4は、内側係合部4a、被駆動部4b、係合部4cを有する。係合部4cは直線溝でもよいし、曲線溝でもよい。駆動リング4は、樹脂の成形加工により作成されるが、例えば、樹脂フィルム(PETシート材等)をプレス加工して作成されてもよい。
The
駆動リング4の内側係合部4aは、回転中心となる円形状に形成されており、ベース部材2の開口部2b(外側係合部)と係合する。また、本係合部の関係が逆になってもよい。
The inner
また、駆動リング4には、被駆動部4bであるギア部が形成されている。被駆動部4bは、ピニオンギア3と噛み合い、駆動部1で発生した回転力がピニオンギア3から被駆動部4に伝達され、駆動リング4が回転される。
Further, the
駆動リング4の上方には、絞り羽根群50が配置されている。また、絞り羽根群は後述するように9枚の羽根で構成されているが、複数枚の絞り羽根で構成されていれば、何枚でも構わない。
A
絞り羽根群50は、複数の絞り羽根5によって構成される。本実施形態では、9枚の絞り羽根5を後述するベース部材6の開口部6aの周囲に、環状に互いに表裏を重ね合わせ、先端部が一方向に編み上がるように並べることで、絞り羽根群50が形成される。図3は、1枚の絞り羽根5の形状を示す詳細図である。
The
絞り羽根5は、第1の駆動ピン5bと、第2の駆動ピン5cと、開口形成部5rと、を有する。また、絞り羽根5において、第1の駆動ピン5bと第2の駆動ピン5cが配置される側を根本部5dとし、根本部5dとは反対側の端部を先端部5tとする。開口形成部5rは、円弧形状又は直線形状又はスプライン曲線等で形成されている。
The
絞り羽根5は、例えば、PETシート材等をプレス加工して羽根部を作成し、駆動ピンをカシメ、成形、接着等で固定して作ってもよい。絞り羽根5を成形品で作ってもよい。絞り羽根5は、遮光処理、反射防止処理、摺動処理等が施されていると望ましい。
The
絞り羽根群50の上方には、中央にレンズの光路に対応して光を通過させる開口部6aを有するカバー部材6(開口形成部材)が配置される。開口部6aの外側には、複数の係合部6cが配置されている。係合部6cは、直線溝でもよいし、曲線溝でもよい。ベース部材2とカバー部材6で形成された空間の中で、駆動リング4と絞り羽根群50が駆動される。
Above the
絞り羽根5の第1の駆動ピン5bは、ベース部材2の係合部2cと駆動リング4の係合部4cに係合する。絞り羽根5の第2の駆動ピン5cは、カバー部材6の係合部6cと係合する。ピニオンギア3が回転し、駆動リング4の被駆動部4bに駆動力が伝達され、駆動リング4が回転する。駆動リング4が回転すると、駆動リング4の係合部4cから絞り羽根5の第1の駆動ピン5bに駆動力が与えられ、絞り羽根5は、ベース部材6の開口部6aに対して進入及び退出する(出入りする)。すなわち、開口部6aを通過する光路に対して進退する。絞り羽根群50は、開口形成部5rにより、絞り全開から最小絞りまで、絞り開口形状を形成する。
The
また、本実施形態では、駆動部1を駆動源にしているが、駆動リング4を手動で回転させてもよい。さらに、本実施形態では、駆動部1の駆動力をピニオンギア3により駆動リング4に伝達しているが、駆動部1に駆動ピンを有するアーム部材を取り付け、駆動リング4にこの駆動ピンに係合する係合溝を設け、駆動力を伝達させるようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the
このような原理にて、絞り羽根5を、ベース部材6の開口部6aに対して進入及び退出させているが、本実施形態では、絞り羽根5の第1の駆動ピン5bが駆動リング4の回転方向と同方向へ移動した後、内から外へ移動するようにベース部材2の係合部2c、駆動リング4の係合部4c、ベース部材6の係合部6cの溝が設けられている。
Based on this principle, the
図4に本実施例の開放から小絞りへの動きと開口形成部5rについて示す。
FIG. 4 shows the movement from the opening to the small aperture and the
図5に本実施例の開放から小絞りへの動きを羽根一枚にした場合について示す。
図5(A)~(C)に開口面積が変化する際に、第1の駆動ピン5bは、およそ開口の中心からの距離が変化しないように移動(すなわち、開口部2bの中心を回転中心として開口部2bの周囲を回転)し、第2の駆動ピン5cは、開口の中心に対して近づくように移動する。第1の駆動ピン5bは、わずかに開口の中心から離れる方向に移動するものの第1の駆動ピン5bを回転の中心軸とすると、第2の駆動ピン5cは、第1の駆動ピン5bに対して回動する。
FIG. 5 shows a case where the movement from the opening to the small aperture of this embodiment is made into one blade.
When the opening area changes in FIGS. 5A to 5C, the
図5(C)~(E)に開口面積が変化する際に、第1の駆動ピン5bは、第2の駆動ピン5cとともに開口の中心からの距離が徐々に遠ざかるように移動し、内縁部5sが開口の中心に向かって近づくように移動する(揺動する)。図5(C)~(E)に開口面積が変化する際に、絞り羽根5は、開口形成部5rの一部である内縁部5s(図3参照)が常に絞り開口を形成するように移動する。
When the opening area changes in FIGS. 5C to 5E, the
図4で示す通り、絞り開口が開放状態から小絞り状態に変化する過程において、図5(C)~(E)では、開口形成部5rの決まった内縁部5sが常に絞り開口を形成するそれぞれの開口形成部5rの中央付近にその傾きを揺動させながら存在しており、従来例のように開口形成部5rが絞り開口部の円形を崩すような領域や傾きで使用せずに、絞り開口部を形成している。このような構造によって、開放状態から小絞り状態まで絞り開口が円形に近い光量調節装置を実現することが可能となる。上述した駆動ピン5b、5cの移動を本発明の実施例においては、ベース部材2、駆動リング4、カバー部材6にそれぞれ設けたカム溝によって実現したが、他の部材やどのような方法を用いて実現しても構わない。
As shown in FIG. 4, in the process of changing the aperture opening from the open state to the small aperture state, in FIGS. 5C to 5E, the fixed
図6に、実施例1の円形度と、従来の円形度を比較したグラフを示す。従来例としては、回動軸となる駆動ピンが開口形成部材の穴に挿入され、絞り羽根が回動するものを示した。ここで、円形度=(開口形状の内接円の直径)/(開口形状の外接円の直径)と定義する。開口形状が真円であれば、円形度は1となり、開口形状が角の少ない多角形形状になるほど、値は1から小さい方向へ離れていく。従来の絞り装置(駆動リングで1種類の羽根を複数枚同時に動かす絞り装置)の円形度は、一般的に、絞り開放から最小絞りに変化する過程において、従来例とした曲線で示すように、徐々に悪化し、絞り段数3(-3EV)以上で急激に悪化していく。本実施形態の円形度は、実施例とした曲線で示すように、絞り開放から最小絞りに変化する過程において、円形度の悪化は緩やかで絞り段数が3~5になっても1に近い円形度を維持している。(絞り段数5については不図示) FIG. 6 shows a graph comparing the circularity of Example 1 with the conventional circularity. As a conventional example, a drive pin serving as a rotation shaft is inserted into a hole of an opening forming member, and a diaphragm blade rotates. Here, the circularity = (diameter of the inscribed circle of the opening shape) / (diameter of the circumscribed circle of the opening shape) is defined. If the opening shape is a perfect circle, the circularity is 1, and as the opening shape becomes a polygonal shape with fewer corners, the value deviates from 1 in the smaller direction. The circularity of a conventional diaphragm device (a diaphragm device that moves a plurality of blades of one type at the same time with a drive ring) is generally as shown by a curve as a conventional example in the process of changing from a diaphragm open to a minimum diaphragm. It gradually deteriorates, and rapidly deteriorates when the number of aperture stages is 3 (-3EV) or more. As shown by the curve of the embodiment, the circularity of the present embodiment gradually deteriorates in the process of changing from the maximum aperture to the minimum aperture, and the circularity is close to 1 even when the number of aperture stages is 3 to 5. The degree is maintained. (Not shown for the number of aperture stages 5)
実施例1の構成では、絞り段数が0~2のときに絞り羽根は回動し、絞り段数2~5のときに絞り羽根は揺動する。すなわち、図5(A)(絞り段数0)~図(C)(絞り段数2)に遷移する過程においては、係合部6cのカム溝の傾き変化量の大きな部分では、絞り羽根は回動し、図5(C)(絞り段数2)~図(E)(絞り段数4)に遷移する過程においては、係合部6cのカム溝の傾き変化量の小さな部分(係合部2cのカム溝が、第1の駆動ピン5bを開口中心から遠ざけるように設けた部分)では、絞り羽根は揺動する。
In the configuration of the first embodiment, the diaphragm blades rotate when the number of diaphragm stages is 0 to 2, and the diaphragm blades swing when the number of diaphragm stages is 2 to 5. That is, in the process of transitioning from FIG. 5A (number of diaphragm stages 0) to FIG. Then, in the process of transitioning from FIG. 5C (number of throttle stages 2) to FIG. The diaphragm blade swings at the groove (the portion where the
また、本実施例では、絞り羽根5の第1の駆動ピン5bの動き方を限定したが、この動き方が逆転もしくは交互に行われる構成にでも可能である。
Further, in the present embodiment, the movement of the
<第2の実施形態>
図7は、第1の実施形態で説明した絞り装置を搭載した光学機器としての、一眼レフカメラ用の交換レンズ221、及びその交換レンズが装着されるカメラ本体の内部構成を示している。
<Second embodiment>
FIG. 7 shows the internal configuration of an
交換レンズ221の鏡筒内には、変倍レンズ232、光路を絞る第1の実施形態の絞り装置100、およびフォーカスレンズ229を含む撮影光学系が収容されている。
A photographing optical system including a
CCDセンサやCMOSセンサ等の光電変換素子により構成される撮像素子225はカメラ本体内に配置され、交換レンズ221により形成された被写体像を光電変換して電気信号を出力する。絞り装置100の絞り開口を変化させたり不図示のNDフィルタを進退させたりすることにより、撮像素子225上に形成される被写体像の明るさ(つまりは撮像素子225に到達する光量)を適正に設定することができる。
The
撮像素子225から出力された電気信号は、画像処理回路226においてデジタル信号に変換されるとともに、種々の画像処理を施される。これにより、画像信号が生成される。
The electric signal output from the
ユーザは、ズームリング231を回転操作することにより、変倍レンズ232を移動させて変倍(ズーミング)を行わせることが出来る。コントローラ222は、画像信号のコントラストを検出し、そのコントラストに応じてフォーカスモータ228を制御し、フォーカスレンズ229を移動させてオートフォーカスを行う。あるいは、コントローラ222は、不図示の位相差検出方式を用いた焦点検出手段の検出信号に基づいて、フォーカスモータ228を制御し、フォーカスレンズ229を移動させてオートフォーカスを行ってもよい。
By rotating the
さらに、コントローラ222は、不図示の測光手段の測光値あるいは画像信号に基づいて、絞り装置100の駆動部1を制御し、光量を調節する。これにより、撮影時のボケやゴーストを自然な形状にすることができ、高画質の画像を記録することができる。
Further, the controller 222 controls the
なお、本発明は、上述した一眼レフカメラに限定されず、レンズ一体型のデジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器にも広く適用可能である。 The present invention is not limited to the above-mentioned single-lens reflex camera, and can be widely applied to optical devices such as digital cameras with integrated lenses and video cameras.
以上説明したように、上記の実施形態によれば、絞り調節の広範囲で、絞り開口が円形な光量調節装置を実現することが可能となる。 As described above, according to the above embodiment, it is possible to realize a light amount adjusting device having a circular aperture opening in a wide range of aperture adjustment.
1:駆動部、2:ベース部材(開口形成部材)3:ピニオンギア、4:駆動リング、5:絞り羽根、5d:根本部、5t:先端部、5r:開口形成部(内縁部)、6:カバー部材(開口形成部材)
1: Drive part 2: Base member (opening forming member) 3: Pinion gear, 4: Drive ring, 5: Aperture blade, 5d: Root part, 5t: Tip part, 5r: Opening forming part (inner edge part), 6 : Cover member (opening forming member)
Claims (4)
前記絞り羽根を駆動する駆動部材と、を備え、
前記絞り羽根は、
前記駆動部材と係合する係合部を配置した根本部と、
前記絞り開口を形成する内縁部と、
前記根本部とは反対端の先端部と、を有し、
前記駆動部材が駆動することで前記絞り開口が開放状態から小絞り状態に変化する過程には、前記内縁部の同じ範囲が、前記絞り羽根において前記絞り開口を形成している部分の中央付近に位置する駆動を連続して行う過程が含まれていることを特徴とした光量調節装置。 Multiple diaphragm blades that are arranged in a ring around the light passage path and enter and exit the light passage path,
A drive member for driving the diaphragm blades is provided.
The diaphragm blades
A root portion in which an engaging portion that engages with the driving member is arranged, and a root portion.
The inner edge portion forming the aperture opening and
It has a tip portion at an end opposite to the root portion, and has.
In the process of changing the aperture opening from the open state to the small aperture state by driving the drive member, the same range of the inner edge portion is located near the center of the portion of the aperture blade forming the aperture opening. A light amount adjusting device characterized by including a process of continuously performing a positioned drive.
前記絞り羽根は、第一の保持部材と第二の保持部材の間で駆動し、
前記第一の駆動ピンは、前記第一の保持部材と前記第二の保持部材の一方に設けられたカム溝に挿通され、
前記絞り羽根に設けられた第二の駆動ピンが、前記第一の保持部材と前記第二の保持部材の他方に設けられたカム溝に挿通され、
前記駆動部材は光通過開口から離れる方向に向かうカム溝を有し、
前記絞り羽根は、前記第一の駆動ピンが前記駆動部材のカム溝から駆動力を受けることで前記第一の保持部材のカム溝と前記第二の保持部材のカム溝に案内され移動することを特徴とする請求項1に記載の光量調節装置。 The engaging portion of the diaphragm blade is the first drive pin.
The diaphragm blade is driven between the first holding member and the second holding member, and is driven.
The first drive pin is inserted into a cam groove provided in one of the first holding member and the second holding member.
A second drive pin provided on the diaphragm blade is inserted into a cam groove provided on the other side of the first holding member and the second holding member.
The drive member has a cam groove that goes away from the light passage opening.
The diaphragm blades move by being guided by the cam groove of the first holding member and the cam groove of the second holding member when the first drive pin receives a driving force from the cam groove of the drive member. The light amount adjusting device according to claim 1.
前記絞り羽根を駆動する駆動部材と、を備え、
前記絞り羽根は、
前記駆動部材と係合する第一の駆動ピンと第二の駆動ピンを配置した根本部と、
前記絞り開口を形成する内縁部と、
前記根本部とは反対端の先端部と、を有し、
前記絞り羽根は、第一の保持部材と第二の保持部材との間で駆動し、
前記第一の保持部材は、前記第一の駆動ピンの移動を案内するカム溝を有し、
前記第二の保持部材は、前記第二の駆動ピンの移動を案内するカム溝を有し、
前記第一の駆動ピンは、前記駆動部材のカム溝と前記第一の保持部材のカム溝に連通し、前記駆動部材が駆動することで、前記駆動部材のカム溝から力を受けるとともに、前記絞り開口が開放状態から小絞り状態に変化する過程において、前記第二の保持部材の小絞り側を駆動するカム溝の傾き変化量よりも傾き変化量の大きな部分によって前記絞り羽根を駆動した後に、前記第一の保持部材のカム溝によって、前記第一の駆動ピンが前記絞り開口の中心から離れるように前記絞り羽根を駆動することを特徴とする光量調整装置。 Multiple diaphragm blades that are arranged in a ring around the light passage path and enter and exit the light passage path,
A drive member for driving the diaphragm blades is provided.
The diaphragm blades
A root portion in which a first drive pin and a second drive pin that engage with the drive member are arranged, and
The inner edge portion forming the aperture opening and
It has a tip portion at an end opposite to the root portion, and has.
The diaphragm blade is driven between the first holding member and the second holding member, and is driven.
The first holding member has a cam groove for guiding the movement of the first drive pin.
The second holding member has a cam groove for guiding the movement of the second drive pin.
The first drive pin communicates with the cam groove of the drive member and the cam groove of the first holding member, and when the drive member is driven, a force is received from the cam groove of the drive member and the force is received from the cam groove of the drive member. In the process of changing the aperture opening from the open state to the small aperture state, after the aperture blade is driven by a portion having a larger amount of inclination change than the amount of change in inclination of the cam groove that drives the small aperture side of the second holding member. A light amount adjusting device, characterized in that the diaphragm blades are driven so that the first drive pin is separated from the center of the diaphragm opening by the cam groove of the first holding member.
前記複数のレンズ同士の間に、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光量調節装置が配置されたことを特徴とする光学機器。 A lens barrel forming the light passage path and a plurality of lenses arranged in the lens barrel are provided.
An optical device according to claim 1, wherein the light amount adjusting device according to any one of claims 1 to 3 is arranged between the plurality of lenses.
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