(57)【要約】【課題】従来のアイリス機構はモーター軸に固着した、アームピンと絞り羽根の連結孔により、絞り羽根をスライドさせる機構であるが、それでは回転トルクの約1/√2に減少する損失がある、また、本体自身の振動に対し振動に弱い、バックラッシュを起こし易いと言う課題があった。【解決手段】本発明は平歯車とラックギヤの組み合わせを基本とするもので、小型モーター軸に平歯車を固着し、絞り羽根にラックギヤを設け、平歯車とラックギヤとの噛み合わせにより回転運動を直線運動に変換するもので、更に、相対するラックギヤを本体の軸受けに取り付けた、ねじりバネで相対するラックギヤに力を掛け、平歯車との噛合せを強固なものとする事で、バックラッシュ及び振動に強いアイリス機構を実現する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚の絞り羽根を交互に逆方向に移動可能にし、重ね合わせる事で、絞り孔、即ち開口量を調節し、撮像部への到達光量を調節するアイリス機構であって、絞り羽根を交互に移動させる手段として、絞り羽根の片端をラックギヤ構造とし、駆動手段であるソレノイドアクチュエーターのローター軸に固着された平歯車と、前記二枚の絞り羽根のラックギヤとを対称位置に配置、平歯車の回転運動をラックギヤで直線運動に変換し、絞り羽根のスライド移動を可能にしたアイリス機構。
【請求項２】
前記
【請求項１】
のアイリス機構であって、絞り羽根の部材とラックギヤの部材をそれぞれの機能に合せ適切に選択し、適切な方法で接続した、耐久性を高めたアイリス機構。
【請求項３】
前記
【請求項２】
のアイリス機構であって、ローター軸の軸受けにねじりバネを置き、平歯車を挟むラックギヤをねじりバネで押さえる事で、ラックギヤと平歯車との接触圧を高め、バックラッシュを改善した、アイリス機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型モーターを使用したアイリス機構であって、前記アイリスの通過光量を調節する複数の絞り羽根をスライス移動させる機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置では撮像素子に到達する被写体の光量を調節する機構が設けられており、これを一般的にはアイリス（絞り）機構と呼称し、前記、アイリス機構は被写体を捉えるレンズと被写体を映像信号に変える撮像素子との間に設けられており、小型駆動モーターの回転で複数枚の絞り羽根をスライス移動する事で重ねられた複数枚の羽根により作り出される絞り孔を制御し、通過光量を調節している。
【０００３】
ここで、従来の絞り羽根のスライド構造に関する基本構造の例を図１に示し、説明する。重ね合わされた2枚の絞り羽根１は開口部３を有し、小型モーターが取り付けられている本体にスライド可能な状態で取り付けられており、重ね合わされた絞り羽根１のそれぞれの連結孔７には前記本体に取り付けられた小型モーターの軸６に固着された回転アーム５の両端に固着されたアームピン４が、重ね合わされた2枚の絞り羽根１のそれぞれの連結孔７を通す形で取り付けられている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
【０００４】
従って、回転アーム５が回転すると図２のベクトル図で示す如く、回転アームの回転力により連結孔７に通されたアームピン４は円周方向移動し、連結された絞り羽根１はスライド移動する。即ち、回転アームの長手方向の両端180度の対角線上に固着されたアームピン４は重ね合わせた2枚の絞り羽根を互いに相反する方向にスライド移動して、絞り孔２の開口量は回転角に比例して拡大、縮小する。つまり、絞り羽根の開口量は小型モーターの回転角に比例して制御され、撮像素子へ到達する光量を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2007-164042号公報
【特許文献２】実開平7-8841号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の小型モーター軸６に固着されたアームピン４と絞り羽根の連結孔７により、絞り羽根１をスライド移動させる機構では図２に示す如く回転力とスライド移動力の関係にはベクトル関係が存在し、分力により回転トルクが約1/√2に減少する損失があり、小型モーターのトルク不足を補う工夫等が提案されている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
【０００７】
また、絞り羽根１の支持形態が連結孔７とアームピン４との組み合わせで有ることから連結孔７とアームピン４との設計余裕により、本体自身の振動に対し、特に連結孔７の長手孔方向に対する振動に弱い、バックラッシュを起こし易いと言う課題がある。
【０００８】
本発明では上記の課題を鑑み、高い効率で小型モーターの回転運動を直線運動に変換する機構と、縦、横の振動に強く、バックラッシュを起こし難い機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は平歯車とラックギヤの組み合わせを基本とするもので、従来の回転アームに変わり平歯車を小型モーター軸に固着し、絞り羽根の連結孔の代わりに絞羽根にラックギヤを設け、小型モーターの軸に固着された平歯車と絞り羽根に設けられたラックギヤとの噛み合わせにより回転運動を直線運動に変換し、絞り羽根をスライド移動させる事で絞り孔の開口量を調節するものである。
【００１０】
これにより、小型モーターの回転力は効率良く直線運動に変換される事になる。
【００１１】
また、前記ラックギヤは絞り羽根で構成しているが、絞り羽根の材料は軽く、薄く、製作されているケースが多く、ラックギヤにした場合、耐久性に難がある場合があると考えられる事から、ラックギヤと平歯車とを同様の材料で製作、使用し、絞り羽根はラックギヤに貼り付ける事で耐久性を確保する。
【００１２】
更に、相対するラックギヤを本体の軸受けに取り付けた、ねじりバネで相対するラックギヤにトルクを掛け、平歯車との噛合せを強固なものとする事で、バックラッシュ及び振動に強いアイリス機構を実現する。
【発明の効果】
【００１３】
以上、述べた通り、従来の小型モーター軸に固着したアームピンと連結孔を使用し、絞り羽根をスライド移動させる機構に対し、その課題となる、トルク損失、振動及びバック                                    
ラッシュの課題、等が改善され、オートアイリスに使用するアイリス機構として大変好適な機構になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来技術のアイリス機構
【図２】回転トルクの分力のベクトル図
【図３】本発明の平歯車と絞り羽根一体型ラックギヤを使用したアイリスの基本構造図
【図４】ラックギヤの材質を替え、絞り羽根を取り付ける形にしたアイリスの基本構造図
【図５】ラックギヤに、ねじりバネを使用した場合のアイリスの基本構造図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に関して図を参照に説明をする。
【００１６】
実施例1として、図３に本発明のアイリス機構を示し、その構造を説明する。図４の絞り羽根１は表裏2枚が対になっており、それぞれは本体開口部３の中央線に対し線対称に扇形の絞り孔２が（表側は実線表示、裏側は点線表示）設けられている、前記、絞り羽根１は例えば、表側が右にスライド移動すると、裏側が左にスライド移動すると言うように、互いに逆方向にスライドする事で絞り孔２の開口量が変わる様になされている。一方表側の絞り羽根の片端の下側はラックギヤ６が設けられており、裏側の絞り羽根の上側にもやはりラックギヤ６が設けられており、前記、ラックギヤ６は上、下に向かい合う形で設定され、前記、ラックギヤ６の間には小型モーターの軸４に固着された平歯車５が設置されている。
【００１７】
従って、小型モーターにより平歯車５が回転すると、それに接している上下のラックギヤ６はそれぞれ逆方向にスライド移動し、結果として絞り孔２の開口量、即ち、絞り値を制御する事になる。
【００１８】
実施例2として、図４に本発明のアイリス機構を示し、その構造を説明する。基本的な動きに関しては実施例1で説明したのと変わらないので参照して頂くとして、本実施例は前記、実施例1でのラックギヤは絞り羽根と一体構造で材質が同じものであったのに対し、絞り羽根は絞り羽根として適正な材料を選択、また、ラックギヤはラックギヤとして平歯車との噛み合わせ、及び耐久性に優れた材料を選択、絞り羽根とラックギヤとを別部品として製作、ラックギヤには位置決め用の位置決めピン７を設け、絞り羽根には位置決め穴７を設け、これを基準に絞り羽根を取り付ける事で各々の部品が適正に機能を果たす事を特徴としている。
【００１９】
実施例3として、図５に本発明のアイリス機構を示し、その構造を説明する。やはり、基本的な動きに関しては実施例1で説明したのと変わらないので参照して頂くとして、本実施例は前記、実施例２の構造を基本にバックラッシュと振動に強い構造にする事を目的としている。実施例２と異なる点は、モーター軸４を支える本体の軸受にねじりバネ８円筒部を取り付け、ねじりバネ８の両端を位置決めピン７に差込、相対するラックギヤをねじりバネで押さえている事で、相対するラックギヤを互いに逆方向にトルクを掛け、平歯車との噛合せを強固なものとし、バックラッシュ及び振動に強いアイリス機構を実現している。
【符号の説明】
【００２０】
図３、図４、図５−１  絞り羽根
図３、図４、図５−２  絞り孔
図３、図４、図５−３  開口部
図３、図４、図５−４  モーター軸
図３、図４、図５−５  平歯車
図３―６              絞り羽根一体ラックギヤ
図４、図５―６        ラックギヤ
図４、図５―７        位置決めピン
図５―８              ねじりバネ
【図１】
2018004743.tif 000002
【図２】
2018004743.tif 000003
【図３】
2018004743.tif 000004
【図４】
2018004743.tif 000005
【図５】
2018004743.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月9日(2016.12.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二枚の絞り羽根を交互に逆方向に移動可能にし、重ね合わせる事で、絞り孔、即ち開口量を調節し、撮像部への到達光量を調節するアイリス機構であって、極軽量で薄い遮光部材で作られた絞り羽根を交互に移動させる手段として、絞り羽根の片端をラックギヤ構造とし、駆動手段である回転角0度＞90度＜180度で往復運動をするソレノイドアクチュエーターのローター軸に固着された平歯車と、前記二枚の絞り羽根のラックギヤを対称位置に配置、平歯車の回転運動をラックギヤで直線運動に変換し、絞り羽根のスライド移動を可能にしたアイリス機構。
【請求項２】
前記
【請求項１】
のアイリス機構であって、絞り羽根の極軽量で薄い遮光部材とラックギヤの部材をそれぞれの機能に合せ適切に選択し、適切な方法で接続し、耐久性を高めたアイリス機構。
【請求項３】
前記
【請求項２】
のアイリス機構であって、ローター軸の軸受けにねじりバネを置き、平歯車を挟むラックギヤをねじりバネで押さえる事で、ラックギヤと平歯車との接触圧を高め、バックラッシュを改善した、アイリス機構。
【請求項４】
前記
【請求項２】
と
【請求項３】
のアイリス機構であって、極軽量で薄い遮光部材で作られた絞り羽根を少なくとも開口孔を損じないギリギリの所で幅方向にL字加工を施し、開口孔と絞り羽根の長手方向の強度確保し、幅狭を実現したアイリス機構。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は0度＞90度＜180度の回転往復運動する４極ソレノイドアクチュエーターを使用したアイリス機構であって、前記アイリスの通過光量を調節する複数の絞り羽根をスライド移動させる機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置では撮像素子に到達する被写体の光量を調節する機構が設けられており、これを一般的にはアイリス（絞り）機構と呼称し、前記、アイリス機構は被写体を捉えるレンズと被写体を映像信号に変える撮像素子との間に設けられており、一般的には２極の小型モーター又は小型ステッピングモーター（以降小型モーターと記述する）の回転角、略90度を利用し、複数枚の絞り羽根をスライド移動する事で重ねられた複数枚の羽根により構成される絞り孔を制御し、通過光量を調節している。
【０００３】
ここで、従来の絞り羽根のスライド構造に関する基本構造の例を図１に示し、説明する。重ね合わされた2枚の絞り羽根１にはそれぞれ絞り孔２が有り、絞り羽根１が取り付けられる本体には開口部３が設けられており、絞り羽根１をスライドし、絞り孔２を全開口した時にはその開口径は開口部３と一致するよう設計されている。又、本体には小型モーターが取り付けられており、そのモーター軸６には回転アーム５が固着されており、回転アーム５の両端にはアームピン４が固着されている。重ね合わされた絞り羽根１のそれぞれの連結孔７には前記本体に取り付けられたモーター軸６に固着された回転アーム５の両端に固着されたアームピン４が、重ね合わされた2枚の絞り羽根１のそれぞれの連結孔７を通す形で取り付けられている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）
【０００４】
従って、回転アーム５が回転すると図２のベクトル図で示す如く、回転アームの回転力により連結孔７に通されたアームピン４は円周方向移動し、連結された絞り羽根１はスライド移動する。即ち、回転アームの長手方向の両端180度の対角線上に固着されたアームピン４は重ね合わせた2枚の絞り羽根を互いに相反する方向にスライド移動して、絞り孔２の開口量は回転角に比例して拡大、縮小する。つまり、絞り羽根の開口量は小型モーターの回転角に比例して制御され、撮像素子へ到達する光量を調節している。
【０００５】
また、特許文献３ではレンズ鏡筒型撮像装置、即ち従来のアイリスがレンズと並行に設置使用されるのに対し、薄型を目的とした撮像装置ではレンズの後ろに反射鏡を設置、光路を９０度変える事で薄型を実現するもので、結果的にアイリスはレンズに対して垂直に使用される事となり、この目的に於いては図１に示す従来の絞り羽根１の幅を狭める事が特許文献３の目的となっている。即ち、図１に示す従来の絞り羽根１はその目的に対しては薄く、軽量な素材で実現されている絞り羽根１は幅方向に開口部を機構的に加工した通過孔で構成している事から、物理的に絞り羽根の幅を最大開口（絞り孔）より余裕を持たせる必要がある為、幅が広くなっている事に言及、特許文献３ではその改善提案がなされている。特許文献３では従来の薄く軽量な羽根の素材を厚目の光透過部材に替え、光透過部材に遮光部を印刷等で設け、絞り羽根の役目を持たせる事で絞り羽根の幅を、略最大開口の幅に近づけ、鏡筒型アイリスの薄さを実現する提案がなされている。又、この実現に合せ、絞り羽根のスライド方法として、ステッピングモーターを使用した平歯車とラックギヤを用いたスライド方法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開2007-164042号公報
【特許文献２】実開平7-8841号公報
【特許文献３】特開2006-317618号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の小型モーター軸６に固着されたアームピン４と絞り羽根の連結孔７により、絞り羽根１をスライド移動させる機構では図２に示す如く回転力とスライド移動力の関係にはベクトル関係が存在し、分力により回転トルクが約1/√2に減少する損失があり、小型モーターのトルク不足を補う工夫等が提案されている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）また、小型モーターの回転利用角は90度以内に限定され精度的、運動変換効率的にも非効率である。
【０００８】
更に、絞り羽根１の支持形態が連結孔７とアームピン４との組み合わせで有ることから連結孔７とアームピン４との設計余裕により、本体自身の振動に対し、特に連結孔７の長手孔方向に対する振動に弱い、バックラッシュを起こし易い、アームピンが限界角度（全開、全閉）時に、側壁に衝突するが、その際に生じる振動等の課題がある。
また、特許文献３で提案されている光透過部材に遮光部を設けた提案では従来の絞り羽根が薄型、軽量の部材と空気孔で構成しているのに対し、絞り羽根の幅を極限まで絞り孔に近づける為の物理的強度策として、絞り羽根を構成する光透過部材をある程度厚くする必要があり、これには厚みが増す、重量が増す、光路に余分な光透過部材が入る等の課題が発生する、更に、２極小型モーターを用いた場合にはトルク不足が生じる、また、ステッピングモーターを使用した、平歯車とラックギヤの組み合わせも提案されているが、この場合には応答速度及び小絞り時の精度、等の課題がある。
【０００９】
本発明では上記の課題を鑑み、トルク改善がなされた４極のソレノイドアクチュエーターを特化した駆動回路（特許申請中）にて0度＞90度＜180度の回転往復運動を可能にした、前記ソレノイドアクチュエーターを活用し、高範囲の回転運動を直線運動に変換する機構と、縦、横の振動に強く、バックラッシュを起こし難い機構を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は４極でトルクの改善がなされた、ソレノイドアクチュエーターを特化した駆動回路を用いて、回転角0度＞90度＜180度で往復運動を可能にし、その特徴を生かし、前記ソレノイドアクチュエーターと平歯車とラックギヤの組み合わせを基本とするもので、従来の回転アームに変わり平歯車をソレノイドアクチュエーターのローター軸に固着し、従来の絞り羽根の連結孔の代わりに絞り羽根にラックギヤを設け、ソレノイドアクチュエーターのローター軸に固着された平歯車と絞り羽根に設けられたラックギヤとの噛み合わせにより回転運動を直線運動に変換し、絞り羽根をスライド移動させる事で絞り孔の開口量を調節するもので、これにより、ソレノイドアクチュエーターの回転力は効率良く直線運動に変換される事になる。
【００１１】
また、前記ラックギヤは絞り羽根で構成しているが、絞り羽根の材料は軽く、薄く、製作されているケースが多く、ラックギヤにした場合、耐久性に難がある場合があると考えられる事から、ラックギヤと平歯車はその機能に適した材料で製作、使用し、従来の薄型軽量の絞り羽根はラックギヤに貼り付ける事で耐久性を確保する。
【００１２】
更に、相対するラックギヤを本体の軸受けに取り付けた、ねじりバネで相対するラックギヤにトルクを掛け、平歯車との噛合せを強固なものとする事で、バックラッシュ及び振動に強いアイリス機構を実現する。
【００１３】
更に、レンズ鏡筒型撮像装置の要求である略絞り孔寸法の細幅アイリスの実現に対しては薄型、軽量部材の両幅をL字加工し、強度を確保する事で、細幅アイリスを実現している。
【発明の効果】
【００１４】
以上、述べた通り、従来の小型モーター軸に固着したアームピンと連結孔を使用し、絞り羽根をスライド移動させる機構に対し、その課題となる、トルク損失、振動及びバックラッシュ等の課題が改善される。また、ステッピングモーターを用いた場合の小絞り精度及びステッピング動作に於ける応答速度を改善出来る等、オートアイリスに使用するアイリス機構として大変好適な機構になる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来技術のアイリス機構
【図２】回転トルクの分力のベクトル図
【図３】本発明の平歯車と絞り羽根一体型ラックギヤを使用したアイリスの基本構造図
【図４】ラックギヤの材質を替え、絞り羽根を取り付ける形にしたアイリスの基本構造図
【図５】ラックギヤに、ねじりバネを使用した場合のアイリスの基本構造図
【図６】薄型、軽量の絞り羽根の両幅をL字加工し、強度を強化、略絞り孔幅までに幅を狭めた場合のアイリスの基本構造図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態に関して図を参照に説明をする。
【００１７】
実施例1として、図３に本発明のアイリス機構を示し、その構造を説明する。図３の絞り羽根１は表裏2枚が対になっており、それぞれは本体開口部３の中央線に対し線対称に扇形の絞り孔２が（表側は実線表示、裏側は点線表示）設けられている、前記、絞り羽根１は例えば、表側が右にスライド移動すると、裏側が左にスライド移動すると言うように、互いに逆方向にスライドする事で絞り孔２の開口量が変わる様になされている。一方表側の絞り羽根の片端の下側はラックギヤ６が設けられており、裏側の絞り羽根の上側にもやはりラックギヤ６が設けられており、前記、ラックギヤ６は上、下に向かい合う形で設定され、前記、ラックギヤ６の間には小型モーターの軸４に固着された平歯車５が設置されている。
【００１８】
従って、小型モーターにより平歯車５が回転すると、それに接している上下のラックギヤ６はそれぞれ逆方向にスライド移動し、結果として絞り孔２の開口量、即ち、絞り値を制御する事になる。
【００１９】
実施例2として、図４に本発明のアイリス機構を示し、その構造を説明する。基本的な動きに関しては実施例1で説明したのと変わらないので参照して頂くとして、本実施例は前記、実施例1でのラックギヤは絞り羽根と一体構造で材質が同じものであったのに対し、絞り羽根は絞り羽根として適正な材料を選択、また、ラックギヤはラックギヤとして平歯車との噛み合わせ、及び耐久性に優れた材料を選択、絞り羽根とラックギヤとを別部品として製作、ラックギヤには位置決め用の位置決めピン７を設け、絞り羽根には位置決め穴７を設け、これを基準に絞り羽根を取り付ける事で各々の部品が適正に機能を果たす事を特徴としている。
【００２０】
実施例3として、図５に本発明のアイリス機構を示し、その構造を説明する。やはり、基本的な動きに関しては実施例1で説明したのと変わらないので参照して頂くとして、本実施例は前記、実施例２の構造を基本にバックラッシュと振動に強い構造にする事を目的としている。実施例２と異なる点は、モーター軸４を支える本体の軸受にねじりバネ８の円筒部を取り付け、ねじりバネ８の両端を位置決めピン７に差込、相対するラックギヤをねじりバネで押さえている事で、相対するラックギヤを互いに逆方向にトルクを掛け、平歯車との噛合せを強固なものとし、バックラッシュ及び振動に強いアイリス機構を実現している。
【００２１】
実施例４として、図６に本発明のアイリス機構を示し、その構造を説明する。やはり、基本的な動きに関しては実施例1で説明したのと変わらないので参照して頂くとして、本発明の実施例は前記、実施例２の構造を基本にアイリスの幅を略開口部の径に近づける為、薄く、軽い材料で出来た絞り羽根の幅方向の両端をL字に曲げ加工を施し、薄く、軽い材料で出来た絞り羽根の強度を確保し、限り無くアイリスの幅を開口部の径に近づけたアイリス機構を実現している。
【符号の説明】
【００２２】
図３、図４、図５、図６−１    絞り羽根
図３、図４、図５、図６−２    絞り孔
図３、図４、図５、図６―３    開口部
図３、図４、図５、図６−４    モーター軸
図３、図４、図５、図６−５    平歯車
図３―６                      絞り羽根一体ラックギヤ
図４、図５、図６−６、        ラックギヤ
図４、図５、図６―７          位置決めピン
図５―８                      ねじりバネ
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018004743.tif 000007
【図２】
2018004743.tif 000008
【図３】
2018004743.tif 000009
【図４】
2018004743.tif 000010
【図５】
2018004743.tif 000011
【図６】
2018004743.tif 000012