DE69129783T2

DE69129783T2 - Vorrichtung zur Erfassung einer Drehverstellung einer Blende zum Gebrauch in optischen Systemen

Info

Publication number: DE69129783T2
Application number: DE69129783T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Kawamura; Masato Tsujinaka
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-10-16
Filing date: 1991-10-15
Publication date: 1998-11-19
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: EP0481884B1; KR920008528A; EP0481884A2; US5371633A; DE69129783D1; JPH04152211A; JP3038874B2; KR0185397B1; EP0481884A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus zur Ermittlung einer Drehverstellung einer Blende zur Verwendung bei einem optischen System, beispielsweise einer Kamera.
Eine Kamera, beispielsweise eine Standbildkamera, eine Videokamera und dgl. hat ein Antriebsbetätigungsglied, welches drehbar Blendenlamellen über einen Drehring betätigt. Üblicherweise wird das Betätigungsglied auch zur Ermittlung der Drehverstellung der Blendenlamellen der Kamera verwendet. Fig. 5 zeigt ein herkömmliches Antriebsbetätigungsglied, welches zur Ermittlung der Betätigung der Blendenlamellen dient. Gemäß Fig. besitzt das Antriebsbetätigungsglied 50 einen Rotor 51 und einen Stator 53. Der Rotor 51 besteht aus halbkreisförmigen Nordpol- und Südpol-Magnethälften 51a und 51b, die symmetrisch um eine Achse 52 miteinander befestigt sind, so daß sie einen Rotor mit einer kreisförmigen Form bilden. Der Stator 53 besitzt auf seiner Innenfläche ein Hall-Element 54. Das Hall-Element 54 liegt gegenüber einer Grenze zwischen den Magneten 51a und 51b und ermittelt den Streufluß, der vom Rotor 51 erzeugt wird, der durch Erregung einer Spule 55, die auf dem Stator 53 angeordnet ist, drehbar angetrieben wird.
Wenn der Rotor 51 sich dreht, wird der Streufluß, der das Hall-Element 54 durchfließt, geändert. Eine Drehverstellung der Blendenlamellen wird durch Ermittlung der Änderung der Höhe des Streuflusses ermittelt, der das Hall-Element durchfließt.
Das Antriebsbetätigungsglied 50 hat jedoch einen kleinen Durchmesser, so daß nur ein kleiner Umfangsflächenbereich des Rotors 51 sich in bezug auf das Element 54 verschiebt. Damit wird die Ermittlungsgenauigkeit des Streuflusses herabgesetzt. In dem Fall, wo eine Öffnung, die durch die Blendenlamellen festgelegt wird, einen äußerst kleinen Durchmesser hat, ist es schwierig, die genaue Drehverstellung der Blendenlamellen zu bestimmen, da die Ermittlung nur innerhalb eines beschränkten Bereichs durchgeführt werden kann.
Die JP-A 56/151917 beschreibt eine Einrichtung zum Steuern von Öffnungslamellen in einer Kamera. Die Öffnungslamellen werden positioniert, wobei ein Öffnungslamellen-Betätigungsring und ein Öffnungsdurchmesser-Einstellring, die durch Motore angetrieben werden, verwendet wird. Um einen Rückstellbetrieb der Öffnungslamellen zu glätten, ist ein Magnet auf dem Öffnungslamellen-Betätigungsring vorgesehen und das Magnetmaterial ist auf dem Öffnungsdurchmesser-Einstellring vorgesehen oder umgekehrt, um so eine magnetische Kopplung zu erzeugen, die einen glättenden Effekt hat.
Eine weitere Einrichtung zum Steuern der Blendenöffnung ist in der EP-A 0 114 404 offenbart.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mechanismus zur Ermittlung der Drehverstellung einer Membran bereitzustellen, der bei optischen Systemen Verwendung findet, der über einen weiten Bereich mit einer hohen Genauigkeit betrieben werden kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, wird ein Mechanismus zur Ermittlung einer Drehverstellung einer Blende zur Verwendung bei einem optischen System bereitgestellt, mit
einem Betätigungsglied, welches auf einer Abdeckplatte befestigt ist, welche auf einer Rückseite einer Basisplatte in bezug auf die Vorderseite des optischen Systems befestigt ist und mit einer Drehachse versehen ist, die von einer vorderen Endfläche des Betätigungsglieds wegragt, an welcher ein Arm drehbar gelagert ist, wobei die Abdeckplatte eine kreisförmige Öffnung, welche in ihrer Mitte gebildet ist, und einen ringförmigen Ansatz hat, der sich von einem Umfang der Öffnung in Richtung auf die Vorderseite des optischen Systems ausdehnt;
einer Blende, die Öffnungs-Lamellen umfaßt, die drehbar um Stifte auf der Rückseite der Basisplatte gelagert sind und die Führungslöcher haben; und
einem Drehring, der auf seinem äußeren Umfang eine Aussparung besitzt, in die ein Ende des Arms des Betätigungsglieds eingreift, wobei der Drehring auf seiner hinteren Seitenfläche Stifte hat, die in die Führungslöcher der Öffnungs-Lamellen der Blende eingreifen, und einen ringförmigen Ansatz, der sich in Richtung auf die Rückseite des optischen Systems erstreckt zum Eingriff mit einem ringförmigen Ansatz der Abdeckplatte;
wobei der Mechanismus umfaßt:
einen bogenförmigen Magneten, der auf dem äußeren Umfang des Drehrings so befestigt ist, daß dieser sich längs der Umfangsrichtung des Drehrings erstreckt, wobei der Magnet eine einzige magnetische Polarität zur Außenseite des Drehrings zeigt und einen Magnetkraft-Gradienten hat, so daß sich die Magnetkraft stetig längs der Umfangsrichtung des Drehrings ändert; und
eine Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung des magnetischen Streuflusses vom Magneten, die ein einziges Hall-Element aufweist, welches in der Abdeckplatte so befestigt ist, daß es gegenüber dem Magneten angeordnet ist und in einem vorgegebenen Abstand davon beabstandet ist, so daß auf der Basis der Änderung der Höhe des Magnetflusses, die durch das Hall-Element ermittelt wird, die Drehverstellung des Drehrings und der Blendenlamellen bestimmt werden kann.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Blendenbetätigungsmechanismus zeigt, bei welchem ein Mechanismus zur Ermittlung der Drehverstellung einer Membran nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist:
Fig. 2 ist eine Rückansicht des Blendenbetätigungsmechanismus von Fig. 1;
Fig. 3 ist eine schematische Rückansicht eines Mechanismus, um eine Drehverstellung einer Membran nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zu ermitteln;
Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht des Mechanismus von Fig. 3; und
Fig. 5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines herkömmlichen Antriebsbetätigungsglieds für einen Drehring zur Verwendung bei einer Kamera.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die bevorzugten Ausführungsformen eines Mechanismus zur Ermittlung einer Drehverstellung einer Blende nach der vorliegenden Erfindung zur Verwendung bei einem optischen System werden nun mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Blendenbetätigungsmechanismus zur Verwendung bei einer Kamera, beispielsweise einer Videokamera. Nach Fig. 1 und 2 besitzt der Blendenbetätigungsmechanismus 1 eine Viereck-Basisplatte 2, die eine Mittelöffnung 2a hat, die eine Linse aufnimmt. Auf der Rückseitenfläche der Basisplatte 2 ist ein Paar von Blendenlamellen 3, 3 drehbar um Stifte 4, 4 befestigt, so daß die Öffnung 2a durch Drehen der Blendenlamellen 3, 3 geschlossen oder geöffnet wird. Jede Blendenlamelle 3 ist mit einem gebogenen Führungsloch 3a vorgesehen, in welches ein Stift 5a, der auf der vorderen Seitenfläche des Drehrings 5 herausragt, eingreift. Der Drehring 5 hat eine Aussparung 5b auf seinem äußeren Umfang 5c. In die Aussparung 5b greift ein Endteil eines Arms 6b ein, der auf einer Drehachse 6a eines Betätigungsglieds 6 drehbar befestigt ist. Das Betätigungsglied 6 ist durch Schrauben 9, 9 an einer Abdeckplatte 8 befestigt, die wiederum an einer Rückseitenfläche der Basisplatte 2 über Befestigungsteile, beispielsweise eine Schraube 7a und einen Stift 7b befestigt ist. Die Abdeckplatte 8 hat eine Mittelöffnung 8a, die mit der Öffnung 2a der Basisplatte 2 fluchtet. Längs einem Vorderseiten-Innenumfang der Abdeckplatte 8 ist ein ringförmiger Ansatz gebildet, der einen entsprechenden Ansatz erfaßt, der auf der Rückseite des Drehrings 5 gebildet ist, wodurch der Drehring 5 auf der Abdeckplatte 8 drehbar gelagert ist. Wenn bei dieser Ausbildung das Betätigungsglied 6 erregt wird, zwingt der Dreharm 6b, der auf der Drehachse 6a befestigt ist, den Drehring 5, so daß er in einer Richtung umgekehrt zur Drehrichtung des Betätigungsglieds 6 längs des ringförmigen Ansatzes der Abdeckplatte 8 dreht. Die Drehung des Drehrings 5 bewirkt, daß die Stifte 5a, 5a längs der Führungslöcher 3a, 3a verschoben werden, so daß die Blendenlamellen 3, 3 gezwungen werden, sich drehend um die Stifte 4, 4 verschieben, um so die Öffnung 2a der Basisplatte 2 zu öffnen oder zu verschließen.
Der Drehring 5 besitzt auf dem Außenumfang 5c einen bogenförmigen hervorstehenden Bereich 5d auf einer hinteren Seitenfläche, so daß eine bogenförmige Ausnehmung gebildet ist, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Innerhalb der bogenförmigen Ausnehmung ist eine Magnetplatte 10, die eine gleichförmige Dicke hat, die durch Klebemittel oder dgl. befestigt ist, vorgesehen. Die Magnetplatte 10 hat eine Polarität, beispielsweise eine Nordpolarität, und ist in einer Umfangsrichtung des Drehrings 5 spitz zulaufend, so daß die Magnetplatte 10 eine ungefähr dreiecksförmige Form hat, so daß eine Magnetkraft der Magnetplatte sich allmählich aufgrund der spitz zulaufenden Form der Magnetplatte 10 ändert. Ein Hall-Element 11 ist an der Abdeckplatte 8 durch einen Preßsitz oder dgl. befestigt, sodaß es gegenüber und in einem vorgegebenen Abstand von der Magnetplatte 10 angeordnet ist. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 12 ein flexibles Substrat, welches an dem Element 11 befestigt ist.
Der Mechanismus zur Ermittlung der Drehverstellung einer Membran nach der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzt die Magnetplatte 10 mit der sich allmählich ändernden Magnetkraft, die am Drehring 5 zur Drehung der Blendenlamellen 3, 3 befestigt ist. Wenn der Drehring 5 durch das Betätigungsglied 6 gedreht wird, läuft die Magnetplatte 10 über das Hall-Element 11. Das Hall-Element 11 gegenüber der Magnetplatte 10 ermittelt eine Änderung der Höhe des magnetischen Streuflusses, der von der Magnetplatte 10 erzeugt wird. Auf der Basis der ermittelten Änderung der Höhe des magnetischen Flusses wird eine Drehverstellung der Blendenlamelle 3 ermittelt. Da die Magnetplatte 10 in einem bogenförmigen hervortretenden Bereich 5d angeordnet ist, der sich radial nach außen vom äußeren Umfang 5c erstreckt, ist die Höhe der Verschiebung der Magnetplatte 10 in der Umfangsrichtung des Drehrings 5 groß. Der Mechanismus nach der Erfindung kann daher die Drehverstellung der Blendenlamelle 3 mit einer hohen Genauigkeit ermitteln, so daß die Ermittlungsfähigkeit fein ist. Sogar in einem Fall, wo die Blendenlamelle einen relativ kleinen Durchmesser hat, kann die Drehverstellung der Blendenlamelle sicher bestimmt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Mechanismus zur Ermittlung der Drehverstellung einer Blende nach der Erfindung wird mit Hilfe der Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile des Mechanismus der ersten, oben beschriebenen Ausführungsform bezeichnen, so daß diese nicht mehr ausführlich erklärt werden. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine Magnetplatte 10', die eine bogenförmige Form hat, die eine gleichförmige radiale Breite hat, am äußeren Umfang der Rückseite eines Drehringes 5 befestigt, so daß sie sich über den Umfang ausdehnt und gegenüber einem Hall-Element angeordnet ist. Außerdem ist die Magnetplatte 10' in der Dicke am Umfang spitz zulaufend, so daß sie eine dreiecksförmige Form im axialen Querschnitt hat, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Die Magnetplatte 10' hat einen magnetischen Gradienten, längs dem eine Magnetkraft der Magnetplatte 10' in einer Umfangsrichtung reduziert wird. Die zweite Ausführungsform kann die gleiche Funktion liefern und wie die erste Ausführungsform wirken.
Wie aus der obigen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen nach der Erfindung deutlich wird, besitzt ein Mechanismus zum Ermitteln der Drehverstellung einer Blende zur Verwendung bei einem optischen System einen Magneten, der einen Gradienten einer Magnetkraft hat, und eine Einrichtung zur Ermittlung des magnetischen Streuflusses, der vom Magneten erzeugt wird. Der Magnet ist fest auf einer äußeren Umfangsseite eines Drehringes angeordnet, der die Blende des optischen Systems dreht. Die Einrichtung zur Ermittlung des magnetischen Streuflusses ist gegenüber dem Magneten so angeordnet, daß sie in einem vorgegebenen Abstand vom Magneten beabstandet ist. Zu diesem Zweck ist die Höhe der Verschiebung des Magneten in einer Drehrichtung größer verglichen mit dem herkömmlichen Betätigungsglied, in welchem sowohl der Magnet als auch die Ermittlungseinrichtung eingebaut sind. Damit kann die Höhe der Drehverstellung der Blende mit einer hohen Genauigkeit in einem weiten Bereich ermittelt werden.
Wie bei der ersten und zweiten oben erwähnten Ausführungsform beschrieben wurde, wird der magnetische Gradient dadurch erzeugt, daß die Breite oder Dicke der Magnetplatte geändert wird. Die Magnetplatte kann jedoch auch einen Magnetkraftgradienten haben, indem die Dichte des Magnetflusses geändert wird.
Außerdem sei angemerkt, daß der Ermittlungsmechanismus nach der Erfindung außerdem zur Ermittlung der Höhe der Drehverschiebung eines Linsenzylinders angewandt werden kann, der eine Zoomlinse oder dgl. enthält.

Claims

1. Mechanismus zur Ermittlung einer Drehverstellung einer Blende (3, 3) zur Verwendung bei einem optischen System, mit

einem Betätigungsglied (6), welches auf einer Abdeckplatte (8) befestigt ist, welche auf einer Rückseite einer Basisplatte (2) in bezug auf die Vorderseite des optischen Systems befestigt ist und mit einer Drehachse (6a) versehen ist, die von einer vorderen Endfläche des Betätigungsglieds (6) wegragt, an welcher ein Arm (6b) drehbar gelagert ist, wobei die Abdeckplatte (8) eine kreisförmige Öffnung (8a), welche in ihrer Mitte gebildet ist, und einen ringförmigen Ansatz hat, der sich von einem Umfang der Öffnung in Richtung auf die Vorderseite des optischen Systems ausdehnt;

einer Blende (3, 3), die Öffnungs-Lamellen umfaßt, die drehbar um Stifte (4, 4) auf der Rückseite der Basisplatte (2) gelagert sind und die Führungslöcher (3a, 3a) haben; und

einem Drehring (5), der auf seinem äußeren Umfang eine Aussparung (5b) besitzt, in die ein Ende des Arms (6b) des Betätigungsglieds (6) eingreift, wobei der Drehring (5) auf seiner hinteren Seitenfläche Stifte (5a, 5a) hat, die in die Führungslöcher (3a, 3a) der Öffnungs-Lamellen der Blende (3, 3) eingreifen, und einen ringförmigen Ansatz (5d), der sich in Richtung auf die Rückseite des optischen Systems erstreckt zum Eingriff mit einem ringförmigen Ansatz der Abdeckplatte (8);

wobei der Mechanismus umfaßt:

einen bogenförmigen Magneten (10), der auf dem äußeren Umfang des Drehrings (5) so befestigt ist, daß dieser sich längs der Umfangsrichtung des Drehrings erstreckt, wobei der Magnet eine einzige magnetische Polarität zur Außenseite des Drehrings zeigt und einen Magnetkraft-Gradienten hat, so daß sich die Magnetkraft stetig längs der Umfangsrichtung des Drehrings (5) ändert; und

eine Ermittlungseinrichtung (11) zur Ermittlung des magnetischen Streuflusses vom Magneten, die ein einziges Hall- Element aufweist, welches in der Abdeckplatte (8) so befestigt ist, daß es gegenüber dem Magneten (10) angeordnet ist und in einem vorgegebenen Abstand davon beabstandet ist, so daß auf der Basis der Änderung der Höhe des Magnetflusses, die durch das Hall-Element ermittelt wird, die Drehverstellung des Drehrings und der Blendenlamellen bestimmt werden kann.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der Magnet (10) eine gleichförmige Dicke hat und in einer Umfangsrichtung des Drehringes (5) spitz zulaufend ist.

3. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der Magnet (10) eine bogenförmige Form hat, eine konstante radiale Breite hat und in der Dicke nach außen gerichtet vom Drehring spitz zulaufend ist.

4. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der Magnet (10 eine Magnetflußdichte hat, die in einer Umfangsrichtung des Drehrings (5) variiert, wobei er eine konstante Dicke und Breite hat.

5. Mechanismus nach Anspruch 1, wobei der Drehring (5) auf einem Linsenzylinder, der eine Zoomlinse enthält, befestigt ist.