JP4595452B2

JP4595452B2 - 露出制御機構及びレンズ鏡筒

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Publication number: JP4595452B2
Application number: JP2004258760A
Authority: JP
Inventors: 剛史滝澤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2004-09-06
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: JP2006072242A

Description

本発明は、露出制御機構及びレンズ鏡筒に関し、特に、ビデオカメラ等の撮像装置に装備され非接触駆動手段によって変位駆動される露出制御機構とこれを備えるレンズ鏡筒に関する。

ビデオカメラ等の撮像装置に用いられ光量を制御する露出制御機構において、複数の絞り羽根を光軸回りに回動させて絞り径の調整を行う“虹彩絞り”に換わって、一部切欠を有する少なくとも一組の平板状の遮光部材を同一平面上を互いに逆方向に移動することによって絞り径調整を行う“絞り羽根”を用いて露出制御する機構が実用化されている。この手法は、露出制御機構の小型化及び軽量化が達成されるとともに駆動機構が簡素化できることによる製造コストの低減も実現されるという利点がある。また、露出制御機構のなかには、小型軽量化、機構の簡素化という点からシャッタを兼用したものもある。

撮像装置に用いられる露出制御機構では、２枚若しくは複数枚の絞り羽根を光軸に対して垂直平面上に互いに逆方向に平行移動させるための駆動手段として、ガルバノ式メータ、ステッピングモータ等を用いてアーム機構等により駆動用モータの回転運動を直線運動に換える手法が広く採用されてきた（例えば、特許文献１参照）。

一方、特許文献１を始めとする技術で用いられる駆動手段を使用した機構は、回転運動を直線運動に変える手法をとっているが、レンズ駆動機構に採用されているリニアアクチュエータを絞り調整に適用し、可動平板磁石とコイルを組み合わせて予め直線運動で光量制御部材を移動する技術も提案されている（例えば、特許文献２参照）。

近年では、撮像装置を小型化する要求が高まっており、これに伴い撮像装置のレンズ鏡筒自体、また鏡筒に含まれる各機構も益々小型化する必要がある。特に、絞りを調整するための露出制御機構は、例えば特許文献１をはじめとする技術では、上述したように駆動手段であるガルバノ式メータ、ステッピングモータ等のメータ部がレンズ鏡筒外部に張り出すことになり、この部分の占める空間容量を削減することが難しい。これに対して、特許文献２に記載の技術のように、予め直線運動によって絞りを制御する機構は、駆動効率という点で、また空間的な問題が解決できるという点で、回転駆動を直線運動に変更するタイプの機構に替わる手法として期待できる。

特開２００１−２７２７０９号公報特開平２−２２６１３０号公報

特許文献２の技術に提案されている光量制御装置の構成では、光量制御部材が互いに相反発するように着磁された強磁性材料からなるため、遮光のために動かす部材が重くなり駆動性が低下する。この問題を解決するには磁力を増大すればよいが、それには駆動機構が大きくなることが懸念される。

更には、光量制御部材全体が着磁されているため、これを支持する支持マグネットを含め、光量制御部内に不要な磁界及び磁力線が多数発生し、制御系に悪影響を及ぼす可能性がある。移動する光量制御部材が少なくとも一対（２枚）あるため、光量制御装置内の磁界が不安定に変動し、速度検出コイルにおいて正確な速度検出ができず、正確な制御が難しい。

そこで本発明は、上述した従来の実情に鑑みて提案されたものであり、小型軽量化を実現する露出制御機構及びレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

また、上述した目的を達成するために、本発明に係る露出制御機構は、レンズ鏡筒に対して固定支持される第１のヨークと、第１のヨークと同形状を有し該第１のヨークに取り付けられる第１のマグネットと、第１のヨーク及び第１のマグネットに可動自在に巻回された第１のコイルと、導電性材料からなり、上記第１のコイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、第１のヨークに平行であって第１のコイルの動きを第１のヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つの第１のガイド軸と、矩形平板形状を有し一端に該矩形平板の中央方向に切り込まれた第１の切欠部を有する第１の遮光部材と、第１の遮光部材を外縁部において可動自在に支持するとともに該第１の遮光部材の動きを第１のコイルの可動方向に対して垂直な平面上の一方向に規制する２つの第２のガイド軸と、第１のコイルの動きに連動して該第１のコイルの移動方向に垂直な方向に第１の遮光部材を移動するよう第１のコイルと第１の遮光部材とを連結する第１の連結部材と、一方の第２のガイド軸を挿入する第１のスリーブと、第１の遮光部材を挟んで第１のスリーブと対称な位置に設けられ、他方の第２のガイド軸を挿通するための第１の支持孔とを有する第１の絞りユニットと、同様の構成を有する第２の絞りユニットとを備えている。

この露出制御機構は、第２の遮光部材が第２のガイド軸に対して第１の遮光部材と略同一平面上に該第２の切欠部を第１の切欠部に向き合わせて支持されており、第１のコイルに駆動電流を供給し第１のコイルのスライド方向を第１のガイド軸に沿って変位駆動させ、第２のコイルに駆動電流を供給し第２のコイルのスライド方向を第２のガイド軸に沿って変位駆動させると、第１の遮光部材が第２のガイド軸に沿って移動するとともに第２の遮光部材が該第２のガイド軸に沿って移動することにより第１の遮光部材と第２の遮光部材の一部が重なって第１の切欠部と第２の切欠部との間にできる開口領域によって絞り開口を形成することを特徴とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係るレンズ鏡筒は、ズームレンズと該ズームレンズを駆動する駆動手段を有するズーム機構と、フォーカスレンズと該フォーカスレンズを駆動する駆動手段を有し焦点調整を行うフォーカス機構とを備え、絞り調整を行う露出制御機構として上述した露出制御機構を適用し、これらを鏡筒本体内部に配置する。

ズーム機構は、少なくとも１つのズームレンズを保持するズームレンズ保持部材と、レンズ鏡筒に対して固定支持されるヨークと、ヨークと同形状を有し該ヨークに取り付けられるマグネットと、ヨーク及びマグネットに可動自在に巻回されズームレンズ保持部材が連結されたコイルと、導電性材料からなり、コイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、ヨークに平行であってコイルの動きをヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つのガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたズームレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、コイルにガイド軸を介して駆動電流を供給することによってズームレンズ保持部材をガイド軸に沿って変位駆動させている。

また、フォーカス機構は、少なくとも１つのフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、レンズ鏡筒に対して固定支持されるヨークと、ヨークと同形状を有し該ヨークに取り付けられるマグネットと、ヨーク及びマグネットに可動自在に巻回されフォーカスレンズ保持部材が連結されたコイルと、導電性材料からなり、コイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、ヨークに平行であってコイルの動きをヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つのガイド軸と、ガイド軸にスライド可能に支持されたフォーカスレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、コイルにガイド軸を介して駆動電流を供給することによってフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿って変位駆動させている。

本発明に係る露出制御機構によれば、レンズ駆動機構及びフォーカス機構と同様の仕組みで絞り調整のための露出制御機構を構成するようにしたことにより、駆動手段がレンズ鏡筒外部に張り出すことがなく撮像装置の小型化及びスリム化に寄与できる。また、レンズ駆動用のアーム、フォーカス駆動用のアームをすべて共通化できるため、レンズ鏡筒を組み立てる工程が簡単になる。また、本発明に係る露出制御機構では、ガイド軸及びスリーブ部を設けたことにより、遮光部である絞り羽根とこれを支持する支持部との間の摩擦を軽減するとともに絞り羽根同士のクリアランスが確保でき安定した駆動制御が可能になる。

また、本発明に係るレンズ鏡筒によれば、露出制御機構がレンズ駆動機構及びフォーカス機構と同様の仕組み構成されるため、レンズ駆動用のアーム、フォーカス駆動用のアームをすべて共通化でき組立工程が簡単になる。さらに、駆動手段がレンズ鏡筒外部に張り出すことがなく撮像装置の小型化及びスリム化に寄与できる。

本発明の実施例として示す露出制御機構は、スライド式の“絞り羽根”によって結像部の光量を制御する装置であって、駆動手段としてレンズ鏡筒内部に設けられた固定磁石と固定磁石に可動自在に巻回されたコイルとの間でフレミングの法則に基づいて生じる力を用いて非接触駆動により絞り羽根を動かすための直線運動を得て、更に光軸に対して垂直な方向に変換して絞り羽根の開閉動作とすることを特徴としている。

以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発明の第１の実施例として示す露出制御機構１を光軸方向からみた外観平面図を示す。露出制御機構１は、絞り開口を調整する絞りユニットを一対有しているため、図面ではａ，ｂの符号を付けて区別している。図２は、露出制御機構１に一対設けられた絞りユニットのうち一方を説明する図である。

絞りユニットは、光量を制御するための遮光部材１１ａと、遮光部材１１ａの駆動手段としての構成を備えている。遮光部材１１ａは、可撓性を有する程度に薄い軽量な材料からなり矩形平板形状を有し、一端に該矩形平板の両長辺から部材中央方向に向かって尖状に切り込まれた三角状切欠１２ａを有する。遮光部材１１ａの両長辺の外縁部分は、光量を調整するときのスライド動作によって遮光部材１１ａが屈曲したりずれたりしないように、この遮光部材の材質よりも堅い材料からなる補強部材１３−１ａ，１３−２ａで補強されている。遮光部材１１ａは、後述するもう一方の遮光部材１１ｂとともに絞り開口を形成し、開口サイズを変更することで撮像時における被写体からの光量を規制している。以下、遮光部材を“絞り羽根”と記す。

絞り羽根１１ａは、補強部材１３−１ａ，１３−２ａに、後述するガイド軸１６−１を挿入するスリーブ１４ａを備え、スリーブ１４ａと対称位置にガイド軸１６−２を挿通するための支持孔１５ａを備える。スリーブ１４ａ及び支持孔１５ａは、ガイド軸挿通孔を絞り羽根１１ａの厚み方向に対して一方の平面寄りにして取り付けられることが好ましい。これにより、絞り羽根１１ａに対向して設けられる絞り羽根１１ｂとの間のクリアランスを確保し、互いに接触・衝突しないようにしている。スリーブ１４ａには、絞り羽根１１ａの移動量を検出するためのＭＲマグネット３１ａが設けられている。

露出制御機構１は、絞り羽根１１ａを可動自在に支持するとともに移動方向を光軸に直交する平面上の一方向に規制するガイド軸１６−１、ガイド軸１６−２を備えている。ガイド軸１６−１、ガイド軸１６−２は、互いに平行になっている。絞り羽根１１ａは、スリーブ１４ａにガイド軸１６−１が挿通され、支持孔１５ａにガイド軸１６−２が挿通されることによってガイド軸に移動可能に支持されている。また、スリーブ１４ａ及び支持孔１５ａの一部は、レンズ鏡筒内部に光軸に対して垂直方向に設けられた溝に沿って摺動するようになっている。絞り羽根１１ａは、２本のガイド軸に支持されることにより、ガイド軸外周方向に対して回り止めされて光軸に対して安定し、移動方向にガタつくことなくガイド軸方向の一平面上をスライド動作できる。

続いて、上述した絞り羽根１１ａを駆動する駆動手段としての構成について説明する。図３は、露出制御機構１における絞り羽根１１ａの動きを説明する光軸に平行な側面からみた側面図を示す。

露出制御機構１は、レンズ鏡筒に対して固定支持される第１ヨーク１７ａ及び第２ヨーク１８ａと、第２ヨーク１８ａと同形状を有し、第２ヨーク１８ａに取り付けられたマグネット１９ａと、第２ヨーク１８ａ及びマグネット１９ａに可動自在に巻回された駆動コイル２０ａと、第１ヨーク１７ａ及び第１ヨーク１８に平行であって駆動コイル２０ａの動きをヨークの延長方向の一方向に規制するガイド軸２１−１ａ，２１−２ａを備えている。

第１ヨーク１７ａと第２ヨーク１８ａは、第２ヨーク１８ａに駆動コイル２０ａが支持された状態で両端がヨーク側板２２ａで挟持されて箱型の閉ループを構成している。この駆動部は、第１ヨーク１７ａ及び第２ヨーク１８ａに対して可動自在に挿着されていた駆動コイル２０と、第２ヨーク１８ａに吸着固定されるマグネット１９ａとにより磁気回路が構成された、いわゆるリニアアクチュエータになっている。

駆動コイル２０ａには、絞り羽根１１ａをスライド動作させる機構を支持する絞り羽根支持部材２３ａが取り付けられ、更に、絞り羽根支持部材２３ａは、光軸に平行方向に規制するガイド軸２１−１ａ，２１−２ａに移動可能に支持されている。ガイド軸２１−１ａ，２１−２ａには、外周面から給電可能になっており、図示しない電流制御部によって供給される電流方向及び電流量が制御されている。絞り羽根支持部材２３ａは、２本のガイド軸に支持されることにより、ガイド軸外周方向に対して回り止めされて移動方向にガタつくことなくガイド軸に沿ったスライド動作ができる。

上述した絞り羽根１１ａと駆動部は、連結部材２４ａによって連結されている。連結部材２４ａは、駆動コイル２０ａの動作に連動して駆動コイル２０ａの移動方向に垂直な方向に絞り羽根１１ａを移動するように駆動コイル２０ａと絞り羽根１１ａとを連結している。

連結部材２４ａは、絞り羽根支持部材２３ａの側面に設けられた連結凸部２５ａ及び支持孔１５ａに設けられた連結凸部２６ａが係合される連結孔２７ａ，２８ａを備えている。連結孔２７ａ及び連結孔２８ａは、円弧状に湾曲した開口部であり、駆動コイル２０ａが第２ヨーク１８ａ及びマグネット１９ａに沿って移動する（矢印Ａ）と、絞り羽根１１ａの光軸方向の位置がレンズ鏡筒内壁の溝によって規制されているため、連結凸部２５ａが連結孔２７ａの湾曲開口に沿って他方の開口端部まで移動することによって連結凸部２６ａが連結孔２８ａの湾曲開口に沿って移動し、絞り羽根１１ａが駆動コイル２０ａの移動に連動して駆動コイル２０ａの移動方向に対する垂直方向に移動する（矢印Ｂ）。

露出制御機構１は、上述した絞り羽根１１ａと同様の絞り羽根１１ｂを備えている。絞り羽根１１ｂは、三角状切欠１２ｂを有しており、三角状切欠１２ｂを三角状切欠１２ａに向き合わせるようにしてガイド軸１６−１，１６−２に支持されている。絞り羽根１１ｂの三角状切欠１２ｂを三角状切欠１２ａに対して向き合わせる方向でスリーブ１５ａにガイド軸１６−１を挿通し、支持孔１５ｂにガイド軸１６−２を挿通する。このとき絞り羽根１１ｂは、絞り羽根１１ａと略同一平面であるが互いに衝突しない高さ差をもって、光軸に直交する平面上の一方向にスライド可能に支持される。

このときの、絞り羽根の位置は、ＭＲマグネット及びＭＲセンサによって検出される。絞り羽根１１ａでは、ＭＲマグネット３１ａは、移動方向に沿って磁極が交互に異なるように着磁されており、絞り羽根１１ａのスリーブ１４ａ上、又は絞り羽根支持部材２３ａ上に設けられている。位置検出用のＭＲセンサ３２ａは、ＭＲマグネット３１ａが移動する領域に対応するレンズ鏡筒の内壁に、ＭＲマグネット３１ａと一定間隔をあけて取り付けられている。ＭＲセンサ３２ａは、ＭＲマグネット３１ａからこのセンサに及ぶ磁界の変化に伴って抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子である。したがって、絞り羽根１１ａの移動に伴ってＭＲマグネット３１ａが移動すると、対向配置されたＭＲセンサ３２ａに及ぶ磁界が変化し、これに伴うＭＲセンサ３２ａの抵抗値変化をカウントすることによって絞り羽根１１ａの位置を正確に検出することができる。絞り羽根１１ｂに対しても同様である。

ＭＲマグネット３１ａを設ける位置は、マグネット１９ａの磁力線によって干渉を受けない位置であれば、スリーブ１４ａ、絞り羽根支持部材２３ａ上に限定されない。また、絞り羽根１１ａの位置を検出する手段としては、ＭＲセンサ及びＭＲマグネットに限定されず、既知の位置検出器を用いることができる。ただし、絞り羽根の駆動を妨げないように非接触の位置検出器であることが好ましい。

上述した構成により露出制御機構１は、駆動コイル２０ａに駆動電流を供給しスライド方向をガイド軸２１−１ａ，２１−２ａに沿って変位させると、マグネット１９ａとの間を通る磁束密度が変化し、駆動コイル２０ａがマグネット１９ａを横切る部分にフレミングの左手の法則により光軸方向に平行な推力が発生する。その結果、この推力を駆動力として、駆動コイル２０ａに一体化された絞り羽根支持部材２３が光軸方向に移動する。同じく駆動コイル２０ｂに駆動電流を供給しスライド方向をガイド軸２１−１ｂ，２１−２ｂに沿って変位させると、絞り羽根１１ａがガイド軸１６−１，１６−２に沿って光軸側に移動し、絞り羽根１１ｂが同様に光軸側に移動する。

絞り羽根１１ａと絞り羽根１１ｂは、絞り羽根１１ａがガイド軸に沿って移動し、絞り羽根１１ｂが同一のガイド軸に沿って絞り羽根１１ａとは逆向きに移動することにより、三角状切欠１２ａと三角状切欠１２ｂとが一部重なり合うことできる略菱形の開口部によって“絞り開口”が形成される。絞り羽根１１ａと絞り羽根１１ｂとが互いに逆方向に移動するように制御されると開口領域の大きさが変わり、通過する光量を規制できる。

次に、第１の実施例の駆動部分を変更した第２の実施例について図面を参照して説明する。第２の実施例として示す露出制御機構２を光軸方向からみた外観平面図を示す。露出制御機構１は、絞り開口を調整する絞りユニットを一対有しているため、図面ではａ，ｂの符号を付けて区別している。第２の実施例として示す露出制御機構２は、絞り羽根１１ａと絞り羽根１１ｂに各々設けていた駆動部を１組使用するだけで両方の羽根を同時に開閉する機構を取り入れることによって露出制御機構をより軽量化・簡素化したものである。そのため、露出制御機構２は、絞り羽根の構造に特徴を有する。

本実施例の絞り開閉機構に適用する絞り羽根について、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５において、上述した露出制御機構１，２に共通する機能を有する構成には同一の番号を付けて詳細な説明を省略する。

図４に示すように、絞り羽根４１ａは、可撓性を有する程度に薄い軽量な材料からなり矩形平板形状を有し、一端に該矩形平板の両長辺から部材中央方向に向かって尖状に切り込まれた三角状切欠４２ａを有し、移動方向に平行な長辺の一方に連結アーム４１１が三角状切欠側に延長されている。また、絞り羽根４１ａは、光量を調整するときのスライド動作によって絞り羽根４１ａが屈曲したりずれたりしないように絞り羽根４１ａの両長辺の外縁部分が絞り羽根の材質よりも堅い材料からなる補強部材１４−１ａ，１４−２ａで補強されている。本具体例では、この補強部材の一方が連結アーム４１１を兼ねている。連結アーム４１１の端部には、後述する駆動羽根連結軸に連結するための連結孔４３ａが設けられている。

一方、絞り羽根４１ｂは、絞り羽根４１ａと同様、可撓性を有する程度に薄い軽量な材料からなり矩形平板形状を有し、一端に該矩形平板の両長辺から部材中央方向に向かって尖状に切り込まれた三角状切欠４２ｂを有する。また、移動方向に平行な長辺の一方に連結アーム４２１が三角状切欠の反対端側に延長されている。絞り羽根４１ｂも外縁部分が絞り羽根の材質よりも堅い材料からなる補強部材１４−１ｂ，１４−２ｂで補強されている。この補強部材の一方が連結アーム４２１を兼ねている。連結アーム４２１の端部には、後述する羽根連結軸と連結するための連結孔４３ｂが設けられている。

図５に、露出制御機構２の構成を示す。絞り羽根４１ａは、補強部材１４−１ａ，１４−２ａに、ガイド軸１６−１を挿入するスリーブ１４ａを備え、スリーブ１４ａと対称位置に後述するガイド軸１６−２を挿通するための支持孔１５ａを備える。絞り羽根４１ａは、スリーブ１４ａにガイド軸１６−１が挿通され、支持孔１５ａにガイド軸１６−２が挿通されることによってガイド軸に移動可能に支持されている。また、スリーブ１４ａ及び支持孔１５ａの一部は、レンズ鏡筒内部に光軸に対して垂直方向に設けられた溝に沿って摺動するようになっている。絞り羽根４１ａは、２本のガイド軸に支持されることにより、ガイド軸外周方向に対して回り止めされて光軸に対して安定し、移動方向にガタつくことなくガイド軸方向の一平面上をスライド動作できる。

スリーブ１４ａ及び支持孔１５ａは、ガイド軸挿通孔を絞り羽根１１ａの厚み方向に対して一方の平面寄りにして取り付けられることが好ましい。これにより、絞り羽根１１ａに対向して設けられる絞り羽根１１ｂとの間のクリアランスを確保し、互いに接触・衝突しないようにしている。スリーブ１４ａには、絞り羽根１１ａの移動量を検出するためのＭＲマグネット３１ａが設けられている。

絞り羽根４１ａは、上述した第１ヨーク１７ａ、第２ヨーク１８ａ、マグネット１９ａ、駆動コイル２０ａから構成される駆動部の絞り羽根支持部材２３ａと、連結部材２４ａによって連結され、図示しない電流制御部によって、駆動コイル２０ａに供給される電流方向及び電流量が制御されている。

露出制御機構２は、絞り羽根４１ａと絞り羽根４１ｂとを互いに逆方向に同期して動作させるための構成として、回動軸４４によって回動自在な回動アーム４５を備えている。回動アーム４５は、絞り羽根の短辺幅と略同長であって、一端に駆動側となる絞り羽根４１ａの連結アーム４１１の先端と連結される駆動羽根連結軸４６を有し、他方の端に絞り羽根４１ｂの連結アーム４２１の先端と連結される羽根連結軸４７を有している。

保持部材１２に接合された絞り羽根４１ａから延長された連結アーム４１１は、駆動羽根連結軸４６を介して回動アーム４５と連結され、絞り羽根４１ｂの連結アーム４２１が回動アーム４５の羽根連結軸４７に連結されている。

したがって、露出制御機構１は、駆動コイル２０ａに駆動電流を供給しスライド方向をガイド軸２１−１ａ，２１−１ｂに沿って変位させると、マグネット１９ａとの間を通る磁束密度が変化し、駆動コイル２０ａがマグネット１９ａを横切る部分にフレミングの左手の法則により光軸方向に平行な推力が発生する。その結果、この推力を駆動力として、駆動コイル２０ａに一体化された絞り羽根支持部材２３ａが光軸方向に移動する。駆動コイル２０ａが第２ヨーク１８ａ及びマグネット１９ａに沿って移動すると、絞り羽根１１ａの光軸方向の位置がレンズ鏡筒内壁の溝によって規制されているため、連結凸部２５ａが連結孔２７ａの湾曲開口に沿って他方の開口端部まで移動することによって連結凸部２６ａが連結孔２８ａの湾曲開口に沿って移動し、絞り羽根１１ａが駆動コイル２０ａの移動に連動して駆動コイル２０ａの移動方向に対する垂直方向に移動する。

このとき、絞り羽根４１ａが絞り方向（矢印Ｃａ方向）へ移動すると、連結アーム４１１に連結された回動アーム４５が回動軸４５を中心に回動し、その回動に伴って羽根連結軸４７に連結された連結アーム４２１を動かし、絞り羽根４１ｂを同じく絞り方向（矢印Ｃｂ方向）へ絞り羽根４１ａの移動量と同距離だけ移動させる。同様に、絞り羽根４１ａを開放する場合には、絞り羽根４１ａが開放方向（矢印Ｏａ方向）へ移動すると、この動きが回動アーム４５を介して絞り羽根４１ｂに伝達され、絞り羽根４１ｂを同じく開放方向（矢印Ｏｂ方向）へ絞り羽根４１ａの移動量と同距離だけ移動させる。

絞り羽根４１ａと絞り羽根４１ｂは、同一のガイド軸に沿って互いに逆向きに移動することにより、三角状切欠部４２ａと三角状切欠４２ｂとが一部重なり合うことできる略菱形の開口部によって“絞り開口”が形成される。絞り羽根４１ａと絞り羽根４１ｂとが互いに逆方向に移動するように制御されると開口領域の大きさが変わり、通過する光量を規制できる。

したがって、露出制御機構２によれば、絞り羽根のリニア駆動部が１つでよいため、部品点数の削減及び製造コスト削減に寄与できる。またこのとき、上述したように絞り羽根４１ａと絞り羽根４１ｂは、互いに一方の平面寄りに取り付けられているために、絞り羽根の厚みに相当する高さ差ができ、両絞り羽根間のクリアランスが確保される。これにより、絞り羽根同士が干渉し合って互いに他の動作を妨げることがない。

なお、位置検出用のＭＲマグネット３１及びＭＲセンサ３２は、絞り羽根４１ａ、４１ｂの移動量が回動アーム４５を介して同量であるため、絞り羽根４１ａ、４１ｂの何れかに設置されていればよい。位置検出のための機構としては、上述した第１の実施例と同様、非接触による既知の位置検出器を用いることができる。

次に、上述した露出制御機構１を撮像装置のレンズ鏡筒に適用した例について図５を用いて説明する。

図５に示すように、レンズ鏡筒１００は、複数のレンズを備える鏡筒本体によって、ズーム機構によるズーミング（変倍操作）とフォーカス機構によるフォーカッシング（焦点調節操作）とを行いながら、被写体の像を固体撮像素子に結像させる。レンズ鏡筒１００は、固体撮像素子とで撮像装置を形成している。

レンズ鏡筒１００は、ズームレンズと該ズームレンズを駆動する駆動手段を有するズーム機構と、フォーカスレンズと該フォーカスレンズを駆動する駆動手段を有し焦点調整を行うフォーカス機構と、絞り調整を行う露出制御機構とを備えており、ここでの露出制御機構として上述した実施例を適用する。このレンズ鏡筒１００は、例えばビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像部に用いて好適である。

レンズ鏡筒１００の鏡筒本体においてズーム機構、フォーカス機構を構成する複数のレンズは、図６に示すように、被写体側から順に、鏡筒前部に固定された第１のレンズ１１１、第２のレンズ１１２及び第３のレンズ１１３からなる固定レンズ群１１４と、鏡筒中間の内部で光軸方向に変位駆動される第４のレンズ１１５、第５のレンズ１１６及び第６のレンズ１１７からなるズーム用の可動レンズ群１１８と、鏡筒中間に固定された第７のレンズ（固定レンズ）１１９と、鏡筒中間の内部で光軸方向に変位駆動される第８のレンズ１２０、第９のレンズ１２１及び第１０のレンズ１２２からなるフォーカス用の可動レンズ群１２３とを有し、いわゆる４群インナーフォーカス式のズームレンズとして構成されている。

このうち、固定レンズ群１１４は、鏡筒前部の前面に設けられた略円筒状のレンズ保持部１２４に保持されている。また、固定レンズ１１９は、鏡筒中間の内周部に設けられた略円環状のレンズ保持枠１２５に保持されている。

一方、ズーム用の可動レンズ群１１８及びフォーカス用の可動レンズ群１２３は、レンズ支持機構によって光軸方向に移動可能に支持されている。

ズーム機構は、ズームレンズ群１１８を保持するズームレンズ保持部材１２６と、レンズ鏡筒１００に対して固定支持される第１ヨーク１２８と、第１ヨーク１２８と同形状を有する第２ヨーク１２９、第１ヨーク１２８と同形状を有し、該ヨークに取り付けられるマグネット１３０と、ヨーク及びマグネットに可動自在に巻回されズームレンズ保持部材が連結されたコイル１３１と、第１ヨーク１２８に平行であってコイル１３１の動きを第１ヨーク１２８の延長方向の一方向に規制し外周面から給電可能なガイド軸１３２ａとを備えている。

一対のガイド軸１３２ａ，１３２ｂは、例えばステンレスや黄銅等の剛性を有する導電性材料からなり、後述するコイルに駆動電流を供給するための駆動回路と電気的に接続されている。すなわち、これら一対のガイド軸１３２ａ，１３２ｂは、外周面からの給電が可能となっている。ガイド軸１３２ａにスライド可能に支持されたズームレンズ保持部材１２６は、コイル１３１にガイド軸１３２ａを介して駆動電流を供給することによってフォーカスレンズ保持部材をガイド軸に沿って変位駆動させている。ズームレンズ保持部材１２６の他方の端部は、鏡筒内部に固定されたガイド軸１３２ｂに可動自在に支持されている。

また、フォーカス機構は、フォーカスレンズ群を保持するフォーカスレンズ保持部材１３３と、レンズ鏡筒に対して固定支持される第１ヨーク１３４と、第１ヨーク１３４と同形状を有する第２ヨーク１３５と、第１ヨーク１３４と同形状を有し該ヨークに取り付けられるマグネット１３６と、ヨーク及びマグネットに可動自在に巻回されフォーカスレンズ保持部材１３３が連結されたコイル１３７と、ヨークに平行であってコイルの動きをヨークの延長方向の一方向に規制し外周面から給電可能なガイド軸１３８ａとを備えている。

一対のガイド軸１３８ａ，１３８ｂは、例えばステンレスや黄銅等の剛性を有する導電性材料からなり、後述するコイルに駆動電流を供給するための駆動回路と電気的に接続されている。すなわち、これら一対のガイド軸１３８ａ，１３８ｂは、外周面からの給電が可能となっている。ガイド軸１３８ａにスライド可能に支持されたフォーカスレンズ保持部材１３３は、コイル１３７にガイド軸１３８ａを介して駆動電流を供給することによってフォーカスレンズ保持部材１３３をガイド軸に沿って変位駆動させている。フォーカスレンズ保持部材１３３の他方の端部は、鏡筒内部に固定されたガイド軸１３８ｂに可動自在に支持されている。

絞り機構としては、上述した露出制御機構１を適用する。このとき、図１を用いて説明した露出制御機構１を構成する一方の絞りユニットにおける第１ヨーク１７ａ、第２ヨーク１８ａ、マグネット１９ａを図６におけるズーム機構の第１ヨーク１２８、第２ヨーク１２９，マグネット１３０と共通化し、もう一方の絞りユニットにおける第１ヨーク１７ｂ、第２ヨーク１８ｂ、マグネット１９ｂを図６におけるフォーカス機構の第１ヨーク１３４、第２ヨーク１３５，マグネット１３６と共通化する。

続いて、上述した露出制御機構２を撮像装置のレンズ鏡筒に適用した例について図７を用いて説明する。図７に示す例では、絞り羽根の開閉に駆動手段を１つしかもたない露出制御機構２を用いた。レンズ鏡筒１０１は、上述したレンズ鏡筒１００と同様の構成を有するが、ズーム機構、フォーカス機構、絞り機構を、第１ヨーク１４０、第２ヨーク１４１、マグネット１４２、ガイド軸１４３ａで全て共通化できる点が特徴である。ズームレンズ保持部材１２６、フォーカスレンズ保持部材１３３の他方の端部は、ガイド軸１４３ｂで共通化する。

したがって、以上説明したように、レンズ鏡筒１００及びレンズ鏡筒１０１を構成するズーム機構、フォーカス機構、及び絞り機構の駆動部における固定部剤を共有化することにより、レンズ鏡筒１００を組み立てる際には、結像側より各部材をヨークに差し込んでいくことでレンズ鏡筒１００を組み立てることができ、製造工程が簡略化され、製造コストの削減にもつながる。また、本発明の具体例では、上述した機構にすることにより、部品点数を削減できる。更に、従来のレンズ鏡筒のように絞り機構がレンズ鏡筒外側に張り出すことがないため、レンズ鏡筒及び撮像部分の小型・軽量化が実現される。

本発明の第１の実施例として示す露出制御機構を光軸方向からみた外観平面図である。上記露出制御機構に一対設けられた絞りユニットのうち一方を説明する図である。上記露出制御機構における絞り羽根の動きを説明する光軸に平行な側面からみた側面図である。本発明の第２の実施例として示す露出制御機構に適用する絞り羽根を説明する図である。本発明の第２の実施例として示す露出制御機構を光軸方向からみた外観平面図である。上記第１の実施例として示す露出制御機構を適用した撮像装置の光軸に平行な平面における断面図である。上記第２の実施例として示す露出制御機構を適用した撮像装置の光軸に平行な平面における断面図である。

符号の説明

１露出制御機構、１１ａ遮光部材（絞り羽根）、１２ａ三角状切欠、１３−１ａ，１３−２ａ補強部材、１４ａスリーブ、１５ａ支持孔、１６−１，１６−２ガイド軸、１７ａ第１ヨーク、１８ａ第２ヨーク、１９ａマグネット、２０ａ駆動コイル、２１−１ａ，２１−２ａガイド軸、３１ＭＲマグネット、３２ＭＲセンサ、４１ａ絞り羽根、４２ａ三角状切欠、４４回動軸、４５回動アーム、４６駆動羽根連結軸、４７羽根連結軸

Claims

レンズ鏡筒に対して固定支持される第１のヨークと、
上記第１のヨークと同形状を有し該第１のヨークに取り付けられる第１のマグネットと、
上記第１のヨーク及び上記第１のマグネットに可動自在に巻回された第１のコイルと、
導電性材料からなり、上記第１のコイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、上記第１のヨークに平行であって上記第１のコイルの動きを第１のヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つの第１のガイド軸と、
矩形平板形状を有し一端に該矩形平板の中央方向に切り込まれた第１の切欠部を有する第１の遮光部材と、
上記第１の遮光部材を外縁部において可動自在に支持するとともに該第１の遮光部材の動きを上記第１のコイルの可動方向に対して垂直な平面上の一方向に規制する２つの第２のガイド軸と、
上記第１のコイルの動きに連動して該第１のコイルの移動方向に垂直な方向に上記第１の遮光部材を移動するよう上記第１のコイルと上記第１の遮光部材とを連結する第１の連結部材と、
一方の上記第２のガイド軸を挿入する第１のスリーブと、
上記第１の遮光部材を挟んで上記第１のスリーブと対称な位置に設けられ、他方の上記第２のガイド軸を挿通するための第１の支持孔とを有する第１の絞りユニットと、
レンズ鏡筒に対して固定支持される第２のヨークと、
上記第２のヨークと同形状を有し該第２のヨークに取り付けられる第２のマグネットと、
上記第２のヨーク及び第２のマグネットに可動自在に巻回された第２のコイルと、
導電性材料からなり、上記第２のコイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、上記第２のヨークに平行であって上記第２のコイルの動きを第２のヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つの第３のガイド軸と、
矩形平板形状を有し一端に該矩形平板の中央方向に切り込まれた第２の切欠部を有する第２の遮光部材と、
上記第２のコイルの動きに連動して該第２のコイルの移動方向に垂直な方向に上記第２の遮光部材を移動するよう上記第２のコイルと上記第２の遮光部材とを連結する第２の連結部材と、
上記他方の第２のガイド軸を挿入する第２のスリーブと、
上記第２の遮光部材を挟んで上記第２のスリーブと対称な位置に設けられ、上記一方の第２のガイド軸を挿通するための第２の支持孔とを有する第２の絞りユニットと、
上記第１のコイル及び上記第２のコイルに供給する電流の方向を制御する電流制御手段とを備え、
上記第２の遮光部材は、上記第２のガイド軸に対して、上記第１の遮光部材と略同一平面上に上記第２の切欠部を上記第１の切欠部に向き合わせて支持されており、上記第１のコイルに駆動電流を供給し上記第１のコイルのスライド方向を上記第１のガイド軸に沿って変位駆動させ、上記第２のコイルに駆動電流を供給し上記第２のコイルのスライド方向を上記第２のガイド軸に沿って変位駆動させると、上記第１の遮光部材が上記第２のガイド軸に沿って移動するとともに上記第２の遮光部材が該第２のガイド軸に沿って移動することにより上記第１の遮光部材と上記第２の遮光部材の一部が重なって上記第１の切欠部と上記第２の切欠部との間にできる開口領域によって絞り開口を形成する露出制御機構。
上記第１のスリーブ及び上記第２のスリーブは、上記第１の支持孔及び上記第２の支持孔よりも上記第２のガイド軸の軸方向の長さが長い請求項１記載の露出制御機構。
ズームレンズと該ズームレンズを駆動する駆動手段を有するズーム機構と、フォーカスレンズと該フォーカスレンズを駆動する駆動手段を有し焦点調整を行うフォーカス機構と、絞り調整を行う露出制御機構とを備え、これらが鏡筒本体内部に配置されたレンズ鏡筒において、
上記露出制御機構は、
レンズ鏡筒に対して固定支持される第１のヨークと、
上記第１のヨークと同形状を有し該第１のヨークに取り付けられる第１のマグネットと、
上記第１のヨーク及び上記第１のマグネットに可動自在に巻回された第１のコイルと、
導電性材料からなり、上記第１のコイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、上記第１のヨークに平行であって上記第１のコイルの動きを第１のヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つの第１のガイド軸と、
矩形平板形状を有し一端に該矩形平板の中央方向に切り込まれた第１の切欠部を有する第１の遮光部材と、
上記第１の遮光部材を外縁部において可動自在に支持するとともに該第１の遮光部材の動きを上記第１のコイルの可動方向に対して垂直な平面上の一方向に規制する２つの第２のガイド軸と、
上記第１のコイルの動きに連動して該第１のコイルの移動方向に垂直な方向に上記第１の遮光部材を移動するよう上記第１のコイルと上記第１の遮光部材とを連結する第１の連結部材と、
一方の上記第２のガイド軸を挿入する第１のスリーブと、
上記第１の遮光部材を挟んで上記第１のスリーブと対称な位置に設けられ、他方の上記第２のガイド軸を挿通するための第１の支持孔とを有する第１の絞りユニットと、
レンズ鏡筒に対して固定支持される第２のヨークと、
上記第２のヨークと同形状を有し該第２のヨークに取り付けられる第２のマグネットと、
上記第２のヨーク及び第２のマグネットに可動自在に巻回された第２のコイルと、
導電性材料からなり、上記第２のコイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、上記第２のヨークに平行であって上記第２のコイルの動きを第２のヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つの第３のガイド軸と、
矩形平板形状を有し一端に該矩形平板の中央方向に切り込まれた第２の切欠部を有する第２の遮光部材と、
上記第２のコイルの動きに連動して該第２のコイルの移動方向に垂直な方向に上記第２の遮光部材を移動するよう上記第２のコイルと上記第２の遮光部材とを連結する第２の連結部材と、
上記他方の第２のガイド軸を挿入する第２のスリーブと、
上記第２の遮光部材を挟んで上記第２のスリーブと対称な位置に設けられ、上記一方の第２のガイド軸を挿通するための第２の支持孔とを有する第２の絞りユニットと、
上記第１のコイル及び上記第２のコイルに供給する電流の方向を制御する電流制御手段とを備え、
上記第２の遮光部材は、上記第２のガイド軸に対して、上記第１の遮光部材と略同一平面上に上記第２の切欠部を上記第１の切欠部に向き合わせて支持されており、上記第１のコイルに駆動電流を供給し上記第１のコイルのスライド方向を上記第１のガイド軸に沿って変位駆動させ、上記第２のコイルに駆動電流を供給し第２のコイルのスライド方向を上記第２のガイド軸に沿って変位駆動させると、上記第１の遮光部材が上記第２のガイド軸に沿って移動するとともに上記第２の遮光部材が該第２のガイド軸に沿って移動することにより上記第１の遮光部材と上記第２の遮光部材の一部が重なって上記第１の切欠部と上記第２の切欠部との間にできる開口領域によって絞り開口を形成するレンズ鏡筒。
上記第１のスリーブ及び上記第２のスリーブは、上記第１の支持孔及び上記第２の支持孔よりも上記第２のガイド軸の軸方向の長さが長い請求項３記載のレンズ鏡筒
上記ズーム機構は、
少なくとも１つのズームレンズを保持するズームレンズ保持部材と、
レンズ鏡筒に対して固定支持されるヨークと、
上記ヨークと同形状を有し該ヨークに取り付けられるマグネットと、
上記ヨーク及びマグネットに可動自在に巻回され上記ズームレンズ保持部材が連結されたコイルと、
導電性材料からなり、上記コイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、上記ヨークに平行であって上記コイルの動きをヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つのガイド軸と、
上記ガイド軸にスライド可能に支持された上記ズームレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、
上記コイルに上記ガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、上記ズームレンズ保持部材を上記ガイド軸に沿って変位駆動させる請求項３又は４記載のレンズ鏡筒。
上記露出制御機構の第１のヨーク及び第１のマグネットを上記ズーム機構のヨーク及びマグネットと共通化する、或いは上記露出制御機構の第２のヨーク及び第２のマグネットを上記ズーム機構のヨーク及びマグネットと共通化する請求項５記載のレンズ鏡筒。
上記フォーカス機構は、
少なくとも１つのフォーカスレンズを保持するフォーカスレンズ保持部材と、
レンズ鏡筒に対して固定支持されるヨークと、
上記ヨークと同形状を有し該ヨークに取り付けられるマグネットと、
上記ヨーク及びマグネットに可動自在に巻回され上記フォーカスレンズ保持部材が連結されたコイルと、
導電性材料からなり、上記コイルに駆動電流を供給する駆動回路と電気的に接続され、上記ヨークに平行であって上記コイルの動きをヨークの延長方向の一方向に規制する少なくとも１つのガイド軸と、
上記ガイド軸にスライド可能に支持された上記フォーカスレンズ保持部材を光軸方向に変位駆動するレンズ駆動手段とを備え、
上記コイルに上記ガイド軸を介して駆動電流を供給することによって、上記フォーカスレンズ保持部材を上記ガイド軸に沿って変位駆動させる請求項３又は４記載のレンズ鏡筒。
上記露出制御機構の第１のヨーク及び第１のマグネットを上記フォーカス機構のヨーク及びマグネットと共通化する、或いは上記露出制御機構の第２のヨーク及び第２のマグネットを上記フォーカス機構のヨーク及びマグネットと共通化する請求項７記載のレンズ鏡筒。