JPH01142623A - 電磁駆動絞り装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明はカメラ等の光学機器に搭載するための電磁駆
動絞り装置に関し、特に超小型カメラに好適な電磁駆動
絞り装置に関するものである。

［発明の背景コ ビデオカメラは映画等の撮影用や一般の画像記録用に用
いられるほか、ロボット等の自動機器のための物体肥識
センサーや防犯設備の監視センサーなどとして広く用い
られているが、従来のビデオカメラはかなり大型である
とともにかなり高価でもあるため、かなり普及したとは
言うものの、まだ各種の潜在需要を満すには至っていな
い。

ビデオカメラに関する市場調査によれば潜在需要は膨大
であり、低価格の超小型ビデオカメラが開発されれば該
カメラを種々の分野に適用することによってその膨大な
潜在需要を顕在化させることができると予想されている
。

このような現状を考慮して現在、直径５〜１５ｍｍ程度
の円柱形の超小型ビデオカメラの開発が企図されている
が、このような小径のビデオカメラ乃至ステイルカメラ
に関する技術開発は過去には行われたことがないので、
このビデオカメラの実用化のためには解決しなければな
らぬ技術的問題がかなりあり、たとえば絞り装置に関す
る問題もその一つであった。この超小型カメラは、その
寸法の面から、人が手で支持しつつ撮影するという使用
形態よりも他物体に支持させつつ無人状態且つ遠隔操作
で使用するという使用形態に適しているため、該カメラ
のシャッターや絞り装置は電動型であることが必要であ
るが、該カメラは非常に小型であるためたとえばレンズ
シャッターカメラに搭載されている公知の電磁駆動絞り
装置を利用することは不可能であった。また、公知の電
磁駆動絞り装置のモータ部分はコンパクトカメラのレン
ズ径を基準として設計されているので該モータ部分を隼
に小型化しただけでは出力不足となって絞り羽根を駆動
できなくなることがわかっている。

従って、前記の超小型カメラを実現するためには、コン
パクトカメラに搭載されている公知の電磁駆動絞り装置
とは異る構造の新規な電磁駆動絞り装置の開発が必要で
あった。

なお、従来、コンパクトカメラ等に搭載するために提案
されている各種の電磁駆動絞り装置の中には、環状円板
形のステータと環状円板形のロータとを有したモータを
具備するとともに該ロータに絞り羽根が枢着されている
構造のものがあるが、この型式の電磁駆動絞り装置を小
型化した場合、モータ出力が著るしく小さくなって絞り
羽根を駆動できなくなり、また、絞り羽根を駆動できる
ような出力を該モータから得られるように設計を行うと
モータの外径が大型化してしまう、という問題があった
。

一方、前記の如き超小型絞り装置を設計する場合、前記
の如きモーターに関する問題とは別に絞り羽根に関する
次のような問題のあることも判明している。

一般に絞り装置では、絞り全閉時には各絞り羽根の先端
が互いに重り合って相互接触した状態となるので各絞り
羽根はそれぞれの先端を押し曲げられてたわんだ状態と
なるが、コンパクトカメラ等の絞り装置では各絞り羽根
の長さが比較的長いので絞り羽根のたわみ角が小さく、
従って、絞り羽根のたわみが絞り羽根の回動に悪影響を
及ぼすことはなかった。

これに対し、前記の如き超小型の絞り装置では各絞り羽
根の長さが短かいため各絞り羽根のたわみ角が大きく、
従って、各絞り羽根が光軸に対する直交平面内で回動で
きなくなって回動中に他の絞り羽根と衝突を起す危険性
があった。

それ故、本発明者達は前記の問題を解決した新規な電磁
駆動絞り装置の開発に注力してきたが、この程、その電
磁駆動絞り装置の開発を終了したため、該装置について
特許出願を行った。

第５図乃至第８図は既に本出願人によって出願されてい
る先願発明の電磁駆動絞り装置の構造を示したものであ
り、後に説明する本発明との相異点を明らかにするため
に以下には該先願発明の電磁駆動絞り装置の構造につい
て説明する。

第５図において、１は該カメラのカメラボディであり、
該カメラボディ１の先端部近傍には前記先願発明の絞り
装置２と、レンズ前玉Ｌ１と、が内蔵されている。

該絞り装置２は、第６図に示すように、カメラボディ１
に固定される本体３と、該本体３に対して回動可能なロ
ータ４と、該本体３に固定されたコイルユニット５と、
該ロータ４の前端面に枢着された複数の絞り羽根６〜８
と、該ロータ４に固定された永久磁石９及び１０と、該
絞り羽根６〜８の開閉動作を制御するカム溝を備えると
ともに該本体３に固定された前カバー１１と、を具備し
ている。

本体３はその中心部に円筒形レンズ保持部３ａを具備す
るとともに該レンズ保持部３ａと同心の外側円筒部３ｂ
を有した二重円筒形構造であり、該レンズ保持部３ａの
外周面と外側円筒部３ｂの内周面との間に環状空間が形
成されている。該レンズ保持部３ａの内部にはレンズ後
玉Ｌ２が収容され、該レンズ保持部３ａの先端部外周面
にはロータ４を回転可能に支持するための球体１２の転
勤路として周方内凹３ｃ（第６図参照）が形成されてい
る。また、該本体３の外周面には前カバー１１の連結固
定用のビスを挿入するためのビス挿入孔３ｄ（バカ孔）
が貫設されている。

本体３のレンズ保持部３ａと外側円筒部３ｂとの間に形
成された環状空間には第８図に示すように内側円筒部４
ａと外側円筒部４ｂとを具備した二重円筒形のロータ４
が挿入され、該ロータ４の内側円筒部４ａは本体３のレ
ンズ保持部３ａの外周面に該球体１２を介して回転可能
に嵌装されている。該ロータ４の内側円筒部４ａの外周
面の２ケ所には第７図に示すように該ロータの中心に関
して対称位置に円筒状の湾曲した一対の永久磁石９及び
１０が固定されている。また、該ロータ４の前方端板部
には第６図に示すように３枚の絞り羽根６〜８を枢着す
るための３個のビン孔４Ｃ〜４ｅが形成され、各ビン孔
４Ｃ〜４ｅには各絞り羽根６〜８の一面に突設されてい
る枢着用のピン６ａ〜８ａ（６ａは図示されていない）
が回動可能に挿入されている。該ロータ４の外側円筒部
と前方端板部には該絞り装置の組立の際の位置決めのた
めに第６図に示したように切欠き４ｆが形成されており
、該絞り装置の組立の際には該切欠きの位置に該本体３
のビス挿入孔３ｄと後述の前カバー１１の突片とが位置
決めされるようになっている。

本体３のレンズ保持部３ａと外側円筒部３ｂとの間に形
成されている環状空間には第６図に示したコイルユニッ
ト５が配置され、該コイルユニット５に設けられた複数
のコイルがロータ４の外側円筒部４ｂと該永久磁石９及
び１０とに対して各々所定の間隙を以て対向するように
該環状空間内に配置されている。該コイルユニット５は
、本体３の後方端板部に形成された環状溝に嵌合固定さ
れる環状円板形のコイル支持板１３と、該コイル支持板
１３の周縁と平行な円弧に沿って配置されるとともに該
コイル支持板上に直立固定された４個の円筒面状に湾曲
した板状のコイル１４〜１７と、によって構成されてい
る。該コイル支持板１３はプリント配線板であり、腰板
１３のコイル立設面には各コイルに接続される配線１８
との半田接続部が形成されており、該配線１８は該ロー
タの切欠き４ｆの位置に配置されている。各コイル１４
〜１７は第６図に示されるようにコイル支持板１３の中
心に対して放射方向の軸線を中心として巻線が巻かれて
おり、且つ、コイル支持板１３の周縁と平行な円弧に沿
って円筒面状に湾曲している。これらの４個のコイルの
うち、コイル支持板の軸心に関して対称位置に配置され
た一対のコイル１４及び１５は該ロータ４を駆動する電
磁力を発生させるための駆動用コイルであり、他の一対
のコイル１６及び１７は該ロータ４の回動速度と回動方
向とを検出するための検出用コイルとなっている。

絞り羽根６〜８の前方に配置される前カバー１１は本体
３に締結されるように構成されており、本体３のビス挿
入孔３ｄに合致するねじ孔１１ａを具備した突片ｔｉｂ
が軸方向に突設されている。該絞り装置の組立の際には
該突片１１ｂと本体３のビス挿入孔３ｄとをロータ４の
切欠に４ｆの位置に位置決めするとともに該ビス挿入孔
３ｄと該突片１１ｂのねし孔し１１ａとを合致させた後
、該ビス挿入孔３ｄを通って該ねじ孔１１ａに不図示の
ビスをねじ込むことによって本体３と前カバー１１とが
締結される。

前カバー１１の前方端板部には各絞り羽根６〜８の他面
に突設されている従動ビン６ｂ。

７ｂ、８ｂを摺動可能に挿入するための３個のカム溝１
１ｃ、ｌｉｄ、Ｉｌａが貫設されている。

前記の如き構造の先願発明の電磁駆動絞り装置には次の
ような問題点があった。

（ｉ）　　コイル支持板１３のコイル突出側の面（すな
わち、前面）において外部引出線１８と該コイル支持板
１３上のプリント配線との接続端子が設けられているの
で該接続端子に対して半田付けを行うと、該コイル支持
板１３上に該引出線１８の端部と半田とから成る突出部
が形成されるが、第８図に示すようにコイル支持板１３
の前面とロータ４の端部との間隔ｄは非常に小さいので
該接続端子に対する半田盛りが所定値より少しでも多く
なると、該突出部がロータ４の端部と接触を起す危険性
があった。従って、外部引出線１８の半田付は工程では
半田塗布厚のｒ１！Ｌ皿な管理及び検査が必要であった
。

それ故、このような危険性を少くするためにはコイル支
持板１３とロータ４の端部との間隔ｄを充分に大きくす
ることが必要となるが、間隔ｄを大きくするとコイルに
対する有効長が短くなるのでモータとしての効率が低下
するという問題が生じることになり、好ましくない。

（１１）前記構造のロータ４には切欠き４ｆが外側円筒
部４ｂに形成されていたが、切欠き４ｆがあるとロータ
４の質量分布が偏るため、慣性中心がロータの中心と一
致しなくなるので回動時にロータ４に振動が生じやすく
なり、また、ロータの回動の精度が低下するという問題
があった。

（ｉｌｌ）前面カバー１１と本体３との固定をビス留め
によって行うように構成していたので組立てに手間がか
かり、作業能率が悪かった。

［発明の目的］ この発明の目的は、前記先願発明による電磁駆動絞り装
置の問題点を解決し、改善された電磁駆動絞り装置を提
供することである。

［発明の概要］ 本発明による改善された電石井駆動絞り装置においては
該コイルの巻線の引出線を該コイル支持板の裏面（コイ
ル立設面とは反対側の面）に配線するとともに該裏面に
おいて外部引出線と接続したことを特徴とする。従って
、本発明の改善された電磁駆動絞り装置ではコイル支持
板上の半田接続部の高さが多少高くなったとしても該半
田接続部とロータの端部とが接触する危険性がないため
半田塗布厚の管理を厳重にする必要がなくなり、半田塗
布厚の検査も不要となる。しかもロータの端部とコイル
支持板のコイル立設面との間隔ｄを大きくする必要がな
いので漏れ磁束の増加を招くことがなく、従って、モー
タ効率の低下を招くことがない。

また、本発明の絞り装置では、コイル巻線の引出線をコ
イル支持板の裏面に導くためにコイル支持板の光路孔の
周縁に歯状の凹凸部を形成し、該凹凸部の凸部に該引出
線を係止させるとともに該引出線を凹部に通して裏面へ
引出したので該引出線が光路孔に垂れ込む恐れがない。

［発明の実施例］ 以下に第１図乃至第４図を参照して本発明による改良さ
れた電磁駆動絞り装置について説明する。なお、第１図
乃至第４図において、第５図乃至第８図と同一符号で表
示された部材は前記先願発明の絞り装置の構成部材と同
じ部材であり、本発明により改良された部材には第５図
乃至第８図において表示した符号に更に添字０を付して
表示しである。

第１図乃至第４図において、＋１０は前カバー、４０は
ロータ、５ｏはコイル１４〜１７及びコイル支持板１３
０並びに外部引出用フレキシブルプリント板１８０を含
むコイルユニット、３０は鏡筒を兼ねる本体、である。

前カバー１１０の外周面には３ケ所の凹部１１０ａが形
成され、該凹部１１０ａの内側には第３図に示すように
周方向の係合用突部１１０ｂが形成されており、該係合
用突部１１０ｂは本体３ｏの外側円筒部３０ｂと一体の
嵌合部３０ｄに形成された周方向の係合溝３０ｅにはま
り込むようになっている。

なお、１１０ｃ〜１１０ｅは絞り羽根６〜８の従動ビン
６ｂ〜８ｂが挿入されるカム溝、１１０ｆは前カバー１
１０と本体３ｏとを組立てる際に前カバー１１０を位置
決めするための治具挿入穴、である。

前カバー１１０と嵌合される本体３０は、レンズ保持部
３０ａと、外側円筒部３０ｂと、ロータ４０を支持する
ためのロータ支持部３０ｃと、該外側円筒部３０ｂと一
体の嵌合部３０ｄと、を有しており、該嵌合部３０ｄに
おいて前カバー１１０の周壁部と嵌合されるようになっ
ている。嵌合部３０ｄの前端縁（第１図では上端部）に
は周方向に延在する第１の切欠き３０ｆが形成されてお
り、この切欠き３０ｆ内には後述するロータ４０の半径
方向突出部が周方内径動可能に配置される。また、第１
の切欠き３Ｏｆと対応する位置の外側円筒部３０ｂの後
端縁（第１図では下端縁）には同じく周方向に延在する
第２の切欠き３０ｇが形成され、該第２の切欠き３０ｇ
内にはフレキシブルプリント板１８０が配置されている
。第１の切欠き３Ｏｆの周方向長さはロータ４０の回動
範囲に対応しており、該切欠き３Ｏｆの両端の端縁はロ
ータ４０の回動ストッパーとなっている。なお、レンズ
保持部３０ａの前方端板部には絞り羽根で開閉される光
路孔３０ｉが貫設されている。

ロータ４０は前記のロータ４と同じく、内側円筒部４０
ａと外側円筒部４０ｂとを有した二重円筒形であり、内
側円筒部４０ａの外周面全面に円筒状の永久磁石９０が
固定されている。該ロータ４０の前端面（第１図では上
端面）には光軸と直交する三つの絞り羽根支持面４０ｃ
、４０ｄ、４０ｅが段差を以て形成され、腰部４０ｃに
は絞り羽根６が、腰部４０ｄ℃は絞り羽根７が、モして
腰部４０ｅには絞り羽根８が、それぞれ別々に支持され
ている。腰部４０ｃには絞り羽根６の枢着ビン６ａ（第
３図参照）を挿入するためのビン孔４０ｆが穿設され、
腰部４０ｄには絞り羽根７の枢着ビン７ａを挿入するた
めのビン孔４０ｇが、また、腰部４０ｅには絞り羽根８
の枢着ビン８ａを挿入するためのビン孔４０ｈが、それ
ぞれ穿設されている。また、ロータ４ｏの絞り羽根支持
面４０ｃに対応する位置の外周面には本体３０の前記切
欠き３０ｆ内に挿入される半径方向突出部４０ｉが形成
されている。半径方向突出部４０ｉを絞り羽根支持面４
０ｃに対応する位置に設けた理由はロータ４０の慣性中
心を４０の軸心と一致させるためであり、半径方向突出
部４０ｉの質量及び長さと絞り羽根支持面４０ｄ及び４
０ｅの部分の質量とはロータ４０の慣性中心を偏らせな
いように決定されている。

なお、絞り羽根７及び８を支持する二つの１段状の絞り
羽根支持面はロータ４０の本体とは別体に成形されたプ
ラスチック片によって構成してもよい。

未発明の絞り装置に装備されたコイルユニット５０のコ
イル支持板１３０においては、第１図及び第４図に示さ
れるように、光路孔１３０ａの周縁に沿って歯形状の凹
凸部１３０ｂが形成されており、コイル１４〜１７の巻
線の引出線ｌが該凹凸部１３０ｂの中の凹部を通ってコ
イル立設面の裏面に引出され、該裏面において配線され
ている。

コイル支持板１３０の裏面には該引出線βを配線するた
めの多数のビン１３０ｃが立設されるとともに該引出線
１とフレキシブルプリント板１８０とを接続するための
接続端子１３０ｄが立設されている。従って該裏面には
接続端子１３０ｄとフレキシブルプリント板１８０との
接続のための半田盛り部分１３０ｆ　（第３図参照）や
該ビン１３００などの突出部が多数存在するが、コイル
立設面には何の突出部分も存在しないためコイル立設面
は完全な平坦面となっている。

それ数本発明の絞り装置では接続端子１３０ｄに対する
半田盛り量が過大になった場合でもロータの後端が接続
端子１３０ｄや接続用半田部に接触する恐れがない。

本発明の絞り装置では、コイル支持板１３０の裏面に突
出部が形成されるので、コイル支持板の裏面と本体３０
の後端面との間に該突出部を収容しつる空間を設けてお
くことが必要となる。そこで本発明の絞り装置では、第
３図に示すように本体３０の後方端板部の内面にコイル
支持板１３０の半径方向の長さ（すなわちコイル支持板
１３０の環状部分の巾）よりも短かい巾の環状溝３０　
ｈが形成されており、該環状溝３０ｈの両側壁の上端に
コイル支持板１３０を支持するための支持面が形成され
ている。従って、コイル支持板１３０の裏面から突出し
ている接続端子１３０ｄに対する半田盛り部分１３０ｆ
等の突出部分は該環状溝３９ｈ内に収容されるため、本
体３０の後方端板部と該突出部分とが接触することはな
い。なお、該環状溝３０ｈは先願発明の本体３と同寸法
の本体に形成しであるので該溝３０ｈを形成したことに
よる本体寸法の増加はない。

コイル支持板１３０には第４図に示すように。

組立用治具ビンを挿入するためのビン孔１３０ｅが貫設
されており、コイル支持板１３０を本体３０の環状空間
内に組込む際には該ビン孔１３０ｅに組立用治具ピンを
挿入することによって位置決めが行われる。

前記の如き構造の本発明の電１ｉ１ｉ駆動絞り装置では
、不図示の制御回路から駆動コイル１４及び１５のそれ
ぞれの巻線に刻して第１の方向の電流を供給することに
よって駆動コイル１４及び１５のそれぞれの光軸方向部
分（第２図において紙面に直交する方向の巻線部分）の
電流により第１の方向の駆動トルクが発生するが、駆動
コイルは本体３に固定されているため、ロータ４０がた
とえば第２図において反時計方向に回動されることにな
る。従ってロータ４０に枢着されている絞り羽根６〜８
がロータ４ｏとともに光軸を中心として反時計方向に回
動しつつ、それぞれの枢着ビン６ａ〜８ａを中心として
揺動し、レンズ保持部３０ａの前端の光路孔３０ｉの開
口率がたとえば大きくなるように変更される。各絞り羽
根６〜８の従動ピン６ｂ〜８ｂは開口率が大きくなる時
には前カバー１１０のカム溝１１０ｃｍ１１０ｅの中を
半径方向内向きに摺動する。この場合、各絞り羽根６〜
８はロータ４０の前端面においてそれぞれ光軸方向の位
置が異る三つの平行な絞り羽根支持面４０ｃ。

４０ｄ、４０ｅを摺動するのでそれぞれの絞り羽根の運
動面が互いに平行となり、従って各絞り羽根が互いに摺
接することはなく、各絞り羽根は軽快に動作する。

ロータ４０が回動されると、永久磁石９ｏもロータ４０
とともに回動されるため、永久磁石９０の磁極と駆動コ
イル及び検出用コイルのそれぞれの光軸平行部分との相
対位置が変化するため、各コイルの光軸方向部分に対す
る釦交磁束数も変化する。従って、この鎖交磁束変化を
補償証する方向の訪導電流が検出用コイル１６及び１７
に生じ、該コイル１６及び１７に接続されている前記制
御回路においてロータ４ｏの回動速度及び回動方向（す
なわち、絞り羽根の開閉速度と開閉方向）が電気的に検
出される。

該制御回路は該絞り装置を通る光量を一定に制御する機
能を有し、検出コイル１６及び１７により検出された絞
り羽根開閉速度と他の光量検出子により検出された光量
とに応じて実際の光量を算出し、設定光量と実際の光量
との差を平にするように駆動コイル１４．１５に対する
供給電流を変化させる。

なお、駆動コイルに供給する電流の方向を前記とは逆向
きにすれりば、ロータ４０に作用するトルクの向きも前
記とは逆になってロータ４０は前記とは逆向きに駆動さ
れる。

ロータ４０の最大回動角度は、本体３０の外側円筒部３
０ｂの後端部近傍に形成された周方向の切欠き３０ｇの
周方向長さによって決定され、ロータ４０の外周面から
突出した半径方向突出部４０ｉが該切欠き３０ｇ両端縁
に衝突する位置でロータ４０の回動が停止する。

なお、本実施例の絞り装置ではロータ４が二重円筒形の
いわゆるダブルロータ構造となっているので、永久ｂ１
石から生じた磁束の殆んどが駆動コイルと鎮交した後に
ロータを通って該永久磁石に戻り、従って漏れ磁束が公
知のスピンドルモータにくらべて少いため漏れ損も少く
、その結果、効率のよい駆動源を有した絞り装置となっ
ている。

［発明の効果コ 以上に説明したように、本発明により改良された電磁駆
動絞り装置では、コイル支持板のコイル立設面の裏側に
コイル巻線の引出線が配線されるとともに外部引出線と
の接続部が設けられているのでロータの端部とコイル支
持板のコイル立設面との間隔を大きくする必要がなく、
また、該接続部の半田厚を厳重に管理する工程を省くこ
とができる。従って、先願発明の絞り装置よりも製造を
容易に行うことができ、また、該間隔を大きくすること
による効率低下を招くことが、ない。

なお、前記実施例の場合、ロータ４ｏに切欠きがないた
め、ロータの質量分布に箸るしい偏りがなく、その結果
、ロータの回動の精度が向上し、絞りの開閉精度も向上
するという効果も得られる。また。本体３０と全面カバ
ー１１０とが嵌合による結合構造となっているため、先
願発明の絞り装置よりも組立工数が減少して製造コスト
を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良された電磁駆動絞り装置の要
部分解斜視図、第２図は第１図に示した諸部材を組立て
た状態の要部横断面図、第３図は第２図のＩＩＩ　−Ｉ
ＩＩ線で本発明の絞り装置を切断した状態の縦断面図、
第４図（ａ）は本発明の電磁駆動絞り装置の構成要素で
あるコイルユニット５０の平面図、第４図（ｂ）は該コ
イルユニットの側面図、第４図（Ｃ）は該コイルユニッ
トの裏面図、第５図は本出願人による先願発明に関連す
る超小型カメラの要部縦断面図、第６図は該先願発明の
電磁駆動しぼり装置の要部分解斜視図、第７図は先願発
明の電磁駆動絞り装置の電磁駆動絞り装置の要部横断面
及び正面図、第８図は先願発明の電磁駆動装置の要部縦
断面図、である。 １・・・カメラボディ　　２・・・絞り装置３・・・（
絞り装置２の）本体 ４・・・ロータ　　　　　５・・・コイルユニット６〜
８・・・絞り羽根　　９，１ｏ・・・永久磁石１１・・
・前カバー １４．１５・・・駆動コイル １６．１７・・・検出コイル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 円筒形のロータと、該ロータの軸心と同心の光路孔を中
   心に有した環状円板形のコイル支持板と、該ロータの周
   面に平行な湾曲した形状を有するとともに該コイル支持
   板の第１の面上において該光路孔と同心の円弧に沿って
   立設されたコイルと、を具備した電磁駆動絞り装置にお
   いて、 該コイル支持板の該光路孔の孔縁を歯形状の凹凸部に形
   成し、該凹凸部の凹部分を通ってコイル巻線の引出線を
   該第１の面から反対側の第２の面に引出すとともに該第
   ２の面に沿って配線し、該引出線の端部と外部引出線と
   の接続部を該第２の面上に設けたことを特徴とする電磁
   駆動絞り装置。