最新デジタルカメラに欠かせない
パーマロイヨーク


1.デジタルカメラで良い写真を撮るために

デジタルカメラで良い写真を撮るための重要な三要素は(1)露出(アイリス絞り)、(2)焦点(フォーカス)、(3)シャッター速度です。

昔は写す人がその人の勘に頼ってすべて手動で行っていましたので、素人とプロの写真の差は歴然としていましたが、今はデジタルカメラに超小型モーターが入り、相当な部分が自動化されていますので、素人でもかなりのレベルの写真が撮れるようになりました。

これらカメラのモーター制御に必要な精密部品、それがパーマロイヨークです。
そして、どのようなカメラのどの部分にヨークが使われているかを表にしてみました。

(●=パーマロイヨーク、○=純鉄ヨーク、−=不使用)
三要素
(1)露出(アイリス絞り)
(2)焦点(フォーカス)
(3)シャッター速度
カメラの種類
レンズに入る光の量
被写体からの距離の正確さ(ピント)
フィルム(画素)に光が当たる時間
フィルムカメラ
デジタルカメラ
ビデオカメラ
監視カメラ

カメラのアイリス絞りアイリス絞り:アイリス(iris)とは目の瞳にある虹彩(こうさい)という意味です。
レンズの絞りは、右図のように何枚も重ね合わせた虹彩状の羽根の開閉により、レンズに入る光の量を調整するしくみです。

 

2.デジタルカメラ用ヨークに、なぜパーマロイが採用されるのか?

ヨーク(Yoke)のもともとの語源は「牛のくびき」で、“固定する物、封じ込める物”という意味が有ります。

デジタルカメラに搭載された超小型モーターには、強力な磁石が内蔵されており、
(1)磁石の電磁誘導効果を最大にするため、外部に漏れやすい磁力線をヨークで封じ込める必要。
(2)超小型モーターの周辺機器が、電磁誘導で生じた磁界の影響を受けやすいため、ヨークで磁力線を遮蔽する必要。
以上、二つの理由でパーマロイがカメラ用ヨークとして採用されています。

上表で明らかな通り、パーマロイヨークはカメラの露出(アイリス絞り)部分で多く使われていますが、これは絞り機構で羽根の軸の動きをゆっくりコントロールすることが必要なため、磁力線の強さを均一に維持するのに感度の良いパーマロイヨークが適しているからです。

他方、カメラのシャッター部分にパーマロイヨークでなく純鉄ヨークが使われるのは、主としてスピードを要求される開閉にはこちらの材質の方が適しているからです。この性質を活かして純鉄ヨークは監視カメラの昼夜フィルター自動切り替え装置としても使われています。

 

3.アイリス絞り制御モーターの構造

デジタルカメラのアイリス絞りとヨーク構造右図(左)の円がアイリス絞り制御モーターのヨークで、円の中心に強力な磁石が有ります。この磁石上部に青矢印で示された方向に軸回転磁界が発生します。磁石下部には赤矢印で示された方向にブレーキ制御磁界が発生し、上下逆向きの磁界のためにお互いのエネルギーが相殺し合う形となり、急激な運動ではなく微妙な運動コントロールが可能になります。そのため、磁力線を封じ込めるヨークには、高精度の真円度が要求されます。

右図(右)はアイリス絞り制御モーターにヨークを取り付けなかった場合の磁力線の向きを示しています。ヨークで遮蔽されないため磁力線は外に放出され、磁石軸近辺の磁界は弱くなり、アイリス絞りとしての性能は落ちることになります。

 

カメラのアイリス絞り分解
デジタルカメラのアイリス絞りとヨーク(表) デジタルカメラのアイリス絞りとヨーク(裏) デジタルカメラのアイリス絞り部品(カット)
アイリス部品(表)
アイリス部品(裏)
磁石(左)とボビン(右)

4.カメラのヨーク(アイリス絞り)使用例

例えばビデオカメラでは、撮影する際に被写体の明るさ変化を感じ、ヨークに磁界を遮断されたアイリス絞りが人間の瞳と同じような働きをします。

ヨーク磁界遮蔽アイリス絞り搭載のカメラ カメラのヨーク(アイリス絞り)位置 ヨーク磁界遮蔽アイリス絞り
ビデオカメラ
ビデオカメラ構造
アイリス絞り
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5.当社ヨークの種類

カメラのコンパクト化に伴い、使われるヨーク(アイリス絞り)のサイズは年々小さくなっています。
下記の写真は直径5.2〜10mm、材質はPBパーマロイで、お客様の仕様書に従ってメッキ加工してあります。

デジタルカメラ搭載のヨーク製品

 


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