(57)【要約】      （修正有）【課題】光量を高精度に調整できる羽根駆動装置を提供する。【解決手段】光が通過する光通過経路を形成する開口形成部材１０７と、駆動部１０１と、駆動部の出力軸に固定されたピニオンギア１０４と、ピニオンギアと噛み合うギア部を有し、駆動部によって駆動される駆動リング１０３と、駆動リングによって光通過経路に出入りする複数の絞り羽根１０６と、駆動リングをラジアル方向に保持し、駆動リングのラジアル方向位置を規定する調整軸１０２ａを有した保持基板１０２とを備え、駆動リングは、調整軸が係合するカム部１０３ｅを有する。【選択図】図１
2020197689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が通過する光通過経路を形成する開口形成部材と、
駆動部と、
前記駆動部の出力軸に固定されたピニオンギアと、
前記ピニオンギアと噛み合うギア部と光が通過する開口部を有し、前記駆動部によって駆動される駆動リングと、
前記駆動リングによって光通過経路に出入りする複数の絞り羽根と、
前記駆動リングのラジアル方向位置を規定する調整軸を有する保持基板と
を備え、
前記駆動リングは、前記調整軸が係合するカム部を有することを特徴とする羽根駆動装置。
【請求項２】
前記調整軸は、前記絞り羽根の小絞り状態において前記カム部の縁部と当接することを特徴とする請求項１に記載の羽根駆動装置。
【請求項３】
前記調整軸は、前記絞り羽根の開放状態において前記カム部の縁部と当接することを特徴とする請求項２に記載の羽根駆動装置。
【請求項４】
前記絞り羽根の小絞り状態における前記ピニオンギアと前記ギア部の噛み合い量は、前記絞り羽根の開放状態における前記噛み合い量よりも小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
【請求項５】
前記調整軸は、実質的に前記駆動部と前記開口部の中心とを結ぶ直線上に配置されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の羽根駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り装置などの羽根駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、羽根を駆動するための羽根駆動装置としては、光路用の開口部を有する地板と、この地板に支持されて開口部を開閉するように動作する羽根と、地板に対して回動する駆動リングとを備えたものが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
このような特許文献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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−７３３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、カメラ等に備えられた光量調節装置においては、動画撮影が行えるカメラの需要が高まってきている。動画撮影の場合、光量調節装置が絶えず滑らか且つ高精度に光量を調節できることが求められている。
【０００６】
本発明は、光量を高精度に調整できる羽根駆動装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数の羽根部材によって光が通過する開口の大きさを調節する羽根駆動装置であって、駆動部材と、前記駆動部材の出力軸に固定されたピニオンギアと、前記ピニオンギアと噛み合うギアを備え前記駆動部によって駆動される駆動リングと、前記駆動リングによって光通過経路に出入りする複数の絞り羽根と、前記駆動リングをラジアル方向に保持し、前記駆動リングのラジアル方向位置を規定する調整軸を有した保持基板と、を備え、前記駆動リングは前記調整軸が係合するカム部を有し、前記ピニオンギアと前記駆動リングのギア部同士の噛み合い量は前記カム部と前記調整軸によって規定されることを特徴とする羽根駆動装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所定の位置でギアの噛み合い量を変えることができるため、バックラッシの低減や作動負荷の低減を可能にし、光量を高精度に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態１に係る絞り装置の分解斜視図。
【図２】実施形態１の羽根駆動装置に用いられる保持基板の斜視図。
【図３】実施形態１の羽根駆動装置に用いられる駆動リングの斜視図。
【図４】実施形態１の羽根駆動装置に用いられる仕切り部材の斜視図。
【図５】実施形態１の羽根駆動装置に用いられる絞り羽根の斜視図。
【図６】実施形態１の羽根駆動装置に用いられる開口形成部材の斜視図。
【図７】実施形態１の羽根駆動装置の絞り形状。
【図８】実施形態１の羽根駆動装置の開放状態における分解平面図。
【図９】実施形態１の羽根駆動装置の絞り状態における分解平面図。
【図１０】実施形態１の羽根駆動装置を応用した分解平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
＜実施形態１＞
図１には、本発明の実施形態１である羽根駆動装置の一例である光量調節装置としての絞り装置の分解斜視図を示す。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態に係る絞り装置は、中央に開口部が形成されている保持基板１０２を有している。光軸方向において、保持基板１０２の上に駆動リング１０３が設けられ、その上に絞り羽根１０６が設けられるが、その間には仕切り部材１０５が設けられている。また、絞り羽根１０６の上部には開口形成部材１０７が保持基板１０２に対して固定可能に設けられ、絞り装置を構成している。
【００１３】
図２は、保持基板１０２の斜視図である。保持基板１０２には、駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃであるギア部直下に設けられたカム部１０３ｅと係合する調整軸１０２ａが設けられている。保持基板１０２は、樹脂成形にて作成されているが、これに限られない。保持基板１０２には、図１に示す駆動部１０１が取り付けられる。駆動部１０１としては、例えば、ステッピングモータ、ガルバノモータなどが使用される。駆動部１０１の出力軸である回転軸１０１ａに、ピニオンギア１０４が取り付けられる。
【００１４】
図３は、駆動リング１０３の斜視図である。駆動リング１０３は、光通過経路の少なくとも一部を構成する貫通孔を有し、光が通過する経路（光通過経路）を取り囲むような環状の部材（無端リング状部材）から形成され、光通過経路の周囲で回動する。この駆動リング１０３には、後述する絞り羽根１０６が係合する。すなわち、駆動リング１０３は、駆動リング１０３の回動に伴って絞り羽根１０６が光通過経路に対して出入りするように連動するよう構成されていることから、絞り羽根１０６を駆動するための部材（動力伝達部材）となる。この駆動リング１０３は、基部１０３ａと駆動穴１０３ｂと被駆動部１０３ｃと基部１０３ａの外周端部において部分的に突出して設けられた遮光部１０３ｄと保持基板の調整軸と係合するためのカム部１０３ｅを有する。基部１０３ａを実質的に一様な厚みとすることで、駆動リング回転時の空気抵抗の影響を受けにくくできるため、作動負荷を低減でき、高速応答性、静音性を向上させることができる。
【００１５】
駆動リング１０３は、樹脂成形にて作成されているがこれに限られない。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たりしていても良い。プレス加工できる場合は、樹脂成形の形状精度に比べて、形状精度を高精度に形成することができるため、絞り精度を高精度にすることが可能になる。ここで、駆動リング１０３をシートのプレス加工によって製作する場合には、駆動リング１０３の径方向内側の内縁部１０３ｆ（貫通孔の内縁部）、及び径方向外側の外縁部１０３ｇには、それぞれ外周に亘ってＲ形状部が設けられる。このＲ形状部は、厚さが縁部ほど実質的に薄くなるような先細りとなることから、その縁部が駆動リング１０３の開口部の形状を規定する。本実施形態の駆動リング１０３は、このＲ形状部が羽根側に対向するように絞り装置内に組み込まれる。これにより、絞り羽根との摺動部分、特に駆動リング１０３の内縁部側の内周部における摺動部分が実質的に少なくなるため、羽根の機動性が向上する。なお、このようなＲ形状部は、駆動リング１０３の内縁部１０３ｆだけに設けてもよいし、外縁部１０３ｇだけに設けてもよい。
【００１６】
樹脂フィルムの厚みとしては、０．０３ｍｍ〜０.３０ｍｍの材料の使用が可能である。基部１０３ａを極力薄くすることで、回転する際のイナーシャを小さくして、絞り装置を高速動作させることができる。駆動リング１０３は、保持基板１０２および開口形成部材１０７によりスラスト方向、ラジアル方向とも最適な可動可能な支持をされることで、基部１０３ａを薄くしても、駆動リング１０３aの変形を最小限に抑える。
【００１７】
また、駆動リング１０３の基部１０３ａは、片面あるいは両面に表面処理がなされている材料を用いると良い。表面処理としては、例えば、摺動塗装、帯電防止処理、反射防止処理などがある。摺動塗装することで、駆動リング１０３と摺動する部品である保持基板１０２、後述する仕切り部材１０５との摩擦を低減することができ、省電力での作動が可能になる。また、反射防止処理をすることで、本光量調節装置内に進入した光の反射を抑え、レンズ鏡筒内に光量調節装置が組み込まれた際の、ゴースト、フレア等の発生を防止することができる。
【００１８】
また、駆動リング１０３には、被駆動部１０３ｃであるギア部がある。この被駆動部１０３ｃは、ピニオンギア１０４と噛み合っている。駆動部１０１で発生した回転力をピニオンギア１０４から被駆動部１０３ｃに伝え、これにより駆動リング１０３が回転する。なお、本実施形態では、駆動部１０１の回転力をピニオンギア１０４から駆動リング１０３に伝えているが、ピニオンの代わりに駆動レバーを使用してもよい。駆動レバーを使用する場合、駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃは、カム溝あるいは、被駆動ピン等を用いるとよい。駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃとピニオンギア１０４のギアの噛み合いでは、被駆動部１０３ｃの厚みが薄く、ギアの噛み合い面積が小さいため、ギア同士の噛み合い音が小さい。また、ピニオンギア１０４と駆動リング１０３の質量差が大きいため、被駆動部１０３ｃに対しピニオンギア１０４にバックラッシがあっても、ギアの噛み合い音、反転音等が小さくなる。
【００１９】
また、遮光部１０３ｄはフォトインタラプタ１０８のスリット内を出入りすることで、センサの役割を果たす。光量調節装置の初期位置等の位置検出に使用する。
【００２０】
駆動リング１０３の基部１０３ａは、実質的に均一な厚みであり、無駄な凹凸や穴がないため、絞り羽根１０６が開閉作動中に駆動リング１０３とひっかかるような作動不良は防止できる。
【００２１】
また駆動リング１０３は、保持基板１０２の調整軸１０２ａとカム部１０３ｅが係合することで、ピニオンギア１０４の中心と駆動リング１０３の回転中心までの距離が規定され、つまり、ピニオンギア１０４から被駆動部１０３ｃまでの距離が規定される。カム部１０３ｅと調整軸１０２ａによって中心距離が規定されるため、調整軸１０２ａを駆動部側へ移動させるもしくはカム部１０３ｅを駆動部側と逆方向に移動させるとギア同士の噛み合い量が増え、双方をその逆に移動させるとギア同士の噛み合い量が減る。このように調整軸１０２ａもしくはカム部１０３ｅを設ける位置を移動させることでギアの噛み合い量を調整できるが、駆動リング１０３のカム部１０３ｅの位置及び幅をカム部１０３ｅが延在する方向に亘って変化させることで、絞り羽根１０６の開放位置と小絞り位置との一方ではギアの噛み合い量が多い箇所があり、一方ではギアの噛み合い量が少ない箇所がある構造にすることができる。このようにして調整軸１０２ａによって駆動リングのラジアル方向の位置を規定することができる。詳しくは後述する。
【００２２】
図４は仕切り部材１０５の斜視図である。仕切り部材１０５は、中央に開口部を有する。仕切り部材１０５は、保持基板１０２の調整軸１０２ａに仕切り部材１０５の係合穴１０５ａが係合することによって保持基板１０２に対するラジアル方向の規定がされ、後述する開口形成部材１０７の複数の突起部１０７ａ及び保持基板１０２の複数の突起部１０２ｂによって挟持されることによって、光軸方向に規定される。
【００２３】
仕切り部材１０５は絞り羽根１０６のカムピン１０６ｂを光軸方向に保持基板１０２側から押さえることができるため、開口形成部材１０７のカム１０７ｂからカムピン１０６ｂが脱落することを防ぐことができる。
【００２４】
また、仕切り部材１０５及び保持基板１０２のレール部１０２ｃによって駆動リング１０３は光軸方向で挟持されるため、駆動リング１０３は挟持可能な最低限の外形が設けられていればよい。駆動リング１０３の外径を、レール部１０２ｃと仕切り部材１０５とで挟持できる程度に小型化することで回転時のイナーシャを低減し、高速駆動をすることが可能である。なお、仕切り部材１０５は、樹脂成形によって作成されているがこれに限られず、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たりする。
【００２５】
また、図３に示すように、駆動リング１０３にはカム部１０３ｅが設けられている。保持基板１０２の調整軸１０２ａとカム部１０３ｅとが係合することで、ピニオンギア１０４の中心と駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃの中心同士の距離が安定する。ピニオンギア１０４と被駆動部１０３ｃの中心距離が安定することにより、ギア部同士の噛み合い量が安定し、バックラッシ量は保持基板１０２の調整軸１０２ａの位置や寸法を調整することで調整することが可能となる。
【００２６】
図５は、絞り羽根１０６の斜視図である。図５（ａ）は保持基板１０２側から見た状態を示し、図５（ｂ）は開口形成部材１０７側から見た状態を示している。駆動ピン１０６ａとカムピン１０６ｂが羽根部１０６ｃに取り付けられている。絞り羽根１０６は、樹脂成形にて羽根部１０６ｃと駆動ピン１０６ａとカムピン１０６ｂとが一体成型されているがこれに限られず、例えば、ＰＥＴシート材等をプレス加工して作成してもよい。また、本実施形態では、７枚の絞り羽根で構成しているが、絞り羽根の枚数は、２枚以上であれば何枚の構成でもよい。なお、本実施形態では、絞り羽根１０６を例示して説明するが、その他のシャッタ羽根、あるいは光学フィルタを有する羽根など各種適用した羽根駆動装置としてもよい。なお、光が通過する部分の最大開口は、開口形成部材１０７又は保持基板１０２の開口部で規定してもよいし、複数の絞り羽根１０６の端部によって規定してもよい。
【００２７】
また、遮光処理されたシート部材により羽根部１０６ｃを作成し、駆動ピン１０６ａとカムピン１０６ｂは、樹脂成形で作成し、羽根部１０６ｃに接着、溶着、アウトサート成形などで一体化させてもよい。また、駆動ピン１０６ａとカムピン１０６ｂを金属ピンで形成し、羽根部１０６ｃに接着、溶着、カシメ等で一体化させてもよい。
【００２８】
図６は、開口形成部材１０７の斜視図である。開口形成部材１０７は、仕切り部材１０５を支持する複数の支持部となる突起部１０７ａと、複数のカム（カム溝）１０７ｂを有している。保持基板１０２と仕切り部材１０５で形成された空間の中を、駆動リング１０３が駆動し、仕切り部材１０５と開口形成部材１０７で形成された空間の中を、絞り羽根１０６が駆動する。
【００２９】
絞り羽根１０６の回転中心軸となる駆動ピン１０６ａは、駆動リング１０３の駆動穴１０３ｂに係合する。ピニオンギア１０４が回転すると、駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃに力がかかり、駆動リング１０３が回転する。駆動リング１０３が回転すると、駆動リング１０３の駆動穴１０３ｂから絞り羽根１０６の駆動ピン１０６ａに駆動力が与えられ、絞り羽根１０６が駆動（回動）する。絞り羽根１０６のカムピン１０６ｂは、開口形成部材１０７に形成されたカム１０７ｂに係合している。カム１０７ｂによって、カムピン１０６ｂがガイドされることで、絞り羽根１０６は、保持基板１０２の開口内外を出入りする。このようにして、複数の絞り羽根１０６により、絞り形状が調整され、光が通過する量を調整することが可能になる。
【００３０】
次に、絞り羽根１０６の支持について説明する。図７に示すように、複数の絞り羽根１０６は、周方向に均一に配置されている。本実施形態では、図７に示すように、駆動リング１０３の回動によって複数の絞り羽根１０６が連動して、光通過開口の大きさを可変できるようになっている。図７（ａ）に示す開口状態から、駆動リング１０３が紙面に向かって時計回り方向に回転することによって図７（ｂ）に示す小絞り状態へと移行し、光通過開口の大きさが調整される。
【００３１】
次に、図８を用いて本実施例の特徴である駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃとピニオンギア１０４のギア部の噛み合いについて説明する。保持基板１０２の調整軸１０２ａとカム部１０３ｅが係合することで、ピニオンギア１０４の中心と駆動リング１０３の被駆動部１０３ｃの中心同士の距離が規定される。
【００３２】
ギア部同士の噛み合い量及びバックラッシ量は保持基板１０２の調整軸１０２ａの位置、寸法もしくは駆動リング１０３のカム部１０３ｅの形状を調整することで補正可能となる。図８は本実施形態の光量調整装置における開放状態を示すが、光量調整装置の開放状態において調整軸１０２ａとカム部１０３ｅとは、カム部１０３ｅにおける駆動リング１０３の中心側の縁（内縁）と駆動リング１０３の中心側とは反対側の縁（外縁）との両方が調整軸１０２ａと係合するようになっている。
【００３３】
一方、図９は本実施形態の光量調整装置における小絞り状態を示すが、光量調整装置の小絞り状態においては調整軸１０２ａとカム部１０３ｅは適度なガタを有している。換言すると、調整軸１０２ａとカム部１０３ｅとの間には所定の隙間が設けられるように、カム部１０３ｄの幅（延在する方向と直交する方向の長さ）は、調整軸１０２ａの直径よりも大きい。そうすることによって、開放状態ではバックラッシ量を低減させることができ、小絞り状態ではバックラッシ量を大きくすることができるため、小絞り状態での作動負荷を低減させることで作動にも有利となる。
【００３４】
なお、図８及び図９は、光量調整装置における開放状態と小絞り状態を分かりやすく示すため、仕切り部材１０５と開口形成部材１０７を削除し、１つの絞り羽根１０６のみを配置した図となっているが、実際は開口形成部材、絞り羽根、仕切り部材、駆動リング、保持基板、駆動部の順にラジアル方向に直交する光軸方向で配置される。
【００３５】
なお、本実施例では開放状態でバックラッシ量を低減する構造を実現するものであるが、小絞り状態において調整軸１０２ａとカム部１０３ｅとが係合し、開放状態においてガタを設けた構造としてもよいし、開放状態及び小絞り状態の両方に対して調整軸１０２ａとカム部１０３ｅとが係合するような構造としてもよい。
【００３６】
例えば、図８に示した例においては、開放状態では、調整軸１０２ａとカム部１０３ｅとは、カム部１０３ｅの内縁と外縁との両方が調整軸１０２ａと係合するようにしているが、開放状態でバックラッシ量を低減することだけを考慮すれば、調整軸１０２ａとカム部１０３ｅの外縁のみが摺接するようにしても良い。この場合、開放状態と小絞り状態の両方においてカム部１０３ｅは外縁のみが調整軸１０２ａと摺接することになるが、被駆動部１０３ｃとピニオンギア１０４の中心との距離が、小絞り状態よりも開放状態の方が短くなるようにカム部１０３ｅが形成されることで、開放状態におけるバックラッシを小絞り状態よりも低減し、小絞り状態における作動負荷の低減が可能となる。
【００３７】
なお、このように開放状態において調整軸１０２ａとカム部１０３ｅの内縁とが摺接しないようにしても良いが、図８で説明したように、調整軸１０２ａとカム部１０３ｅの内縁と外縁の両方が摺接（係合）するようにすることで、駆動リング１０３の作動中に、調整軸１０２ａとカム部１０３ｅとが噛み込んでしまうことが防止できるため、好適である。
【００３８】
同様に、小絞り状態においても、調整軸１０２ａがカム部１０３ｅの内縁と外縁の両方と摺接（係合）するように構成すると、駆動リング１０３の作動中の噛み込みの発生を低減することができ、好適である。このとき、開放状態側におけるカム部１０３ｅの外縁とピニオンギア１０４の中心との距離よりも小絞り状態側におけるカム部１０３ｅの外縁とピニオンギア１０４の中心との距離の方が長くなっていればよい。
【００３９】
ここまで説明した内容を換言すると、カム部１０３ｅの外縁が駆動リング１０３の中心周りの円弧形状ではなく、カム部１０３ｄの外縁が、小絞り状態側の端部においては、開放状態側の端部よりも駆動リング１０３の中心側に位置している。すなわち、小絞り状態におけるカム部１０３ｅの延在方向の端部における被駆動部１０３ｃとピニオンギア１０４の中心との距離よりも、開放状態におけるカム部１０３ｅの延在方向の端部における被駆動部１０３ｃとピニオンギア１０４の中心との距離の方が短いことによって、開放状態におけるバックラッシの低減と、小絞り状態における作動負荷の低減を両立が可能となる。
【００４０】
なお、開放状態と小絞り状態との間に位置するカム部１０３ｅにおける外縁は、開放状態側若しくは小絞り状態側の円弧形状と略同等の曲率を有するように形成しても良いし、開放状態側と小絞り状態側の外縁を滑らかに繋ぐように連続的に曲率を変化させても良い。
【００４１】
以上説明した例においては、開放状態側と小絞り状態側とで、駆動リング１０３のラジアル方向における位置をカム部１０３ｅによって僅かに変化させることで、被駆動部１０３ｃとピニオンギア１０４との間の距離を変化させている。
【００４２】
また、小絞り状態側においてカム部１０３ｅの外縁を駆動リング１０３の中心に近付ける代わりに、被駆動部１０３ｃにおけるピニオンギア１０４と当接するギア歯形状の高さを短くしても良い。これによって小絞り状態側におけるピニオンギア１０４と被駆動部１０３ｃとの間のバックラッシを大きくすることができ、作動負荷を低減することができる。この場合、開放状態側と小絞り状態側とで、駆動リング１０３のラジアル方向における位置は変化しないが、被駆動部１０３ｃのギア歯形状の頂点とピニオンギア１０４との間の距離が短くなっている。
【００４３】
いずれの場合においても、小絞り状態側の方が、開放状態側よりも被駆動部１０３ｃがピニオンギア１０４から離れる方向に位置させることによって、開放状態側におけるバックラッシの低減と小絞り状態側における作動負荷の低減を実現している。
【００４４】
また、本実施形態では駆動リング１０３のカム部１０３ｅと保持基板１０２の調整軸１０２ａの位置を、駆動部１０１と駆動リング１０３の開口部の中心とを結ぶ直線上に設けたが、図１０に示すように、駆動部１０１に対して開口部を挟んで対向する位置の、駆動部１０１と開口部の中心とを結ぶ線上に設けても同様の効果が得られる。なお、図１０においても、光量調整装置における開放状態と小絞り状態を分かりやすく示すため、仕切り部材１０５と開口形成部材１０７を取り外し、１つの絞り羽根１０６のみを配置した図となっているが、実際は開口形成部材、絞り羽根、仕切り部材、駆動リング、保持基板、駆動部の順にラジアル方向に直交する光軸方向で配置される。
【００４５】
なお、本発明は、上記羽根駆動装置に限定されず、カメラ等の撮像装置における羽根駆動系に適用することが可能であり、撮像装置においても広く対象とするものである。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  駆動部
１０２  保持基板
１０３  駆動リング
１０４  ピニオン
１０５  仕切り部材
１０６  絞り羽根
１０７  開口形成部材
１０８  フォトインタラプタ
【図１】
2020197689.tif 000003
【図２】
2020197689.tif 000004
【図３】
2020197689.tif 000005
【図４】
2020197689.tif 000006
【図５】
2020197689.tif 000007
【図６】
2020197689.tif 000008
【図７】
2020197689.tif 000009
【図８】
2020197689.tif 000010
【図９】
2020197689.tif 000011
【図１０】
2020197689.tif 000012