(57)【要約】【課題】付勢手段によって重力に起因する回転力を回動部材またはギアトレインの一部のギアに付与することにより、ギアトレインのバックラッシュを除去する絞り機構を提供する。【解決手段】錘１８は絞りギア１２に備えられる。絞りギア１２は絞り羽根９を保持して１８０度未満で回動する。錘１８は絞りギア１２に対し常に一定方向の回転力を発生させるので、中間ギア２１と絞りギア１２とはガタを生じることなく噛み合い、噛合部におけるバックラッシュは除去される。このため、駆動ギア１９は精度良く絞りギア１２を所望位置に位置させ、絞りの開口部を所望の大きさに精度良く調整することができる。【選択図】      図２
2007052192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り羽根と、
前記絞り羽根を回動させる回動部材と、
駆動源と、
前記駆動源から前記回動部材に駆動力を伝達するギアトレインと、
前記ギアトレインのバックラッシュをとる付勢手段であって、前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアに対して重力によって一定方向の回転力を付与する付勢手段と、
を備えたことを特徴とする絞り機構。
【請求項２】
前記付勢手段によって回転力が付与される前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアの回動範囲は、１８０度未満であり、前記付勢手段は、回動中心に対して重心位置が偏倚した前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアであることを特徴とする請求項１に記載の絞り機構。
【請求項３】
前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアは、錘が付加され、又は開口が形成されて重心位置が偏倚させられていることを特徴とする請求項２に記載の絞り機構。
【請求項４】
前記付勢手段は、前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアと同軸上に固定されたスプールと、前記スプールに巻回された紐と、前記紐の先端に固定された錘とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の絞り機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は絞り機構に係り、特にギアトレインのバックラッシュを除去できる絞り機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、引張バネを付勢手段として用いた、レンズの防振装置が提案されている。この防振装置では、絞り羽根を作動させる際に発生する衝撃振動を釣合錘と引張バネとで構成される振動吸収手段により減少させる。釣合錘には、一端をレンズ装置に他端を釣合錘にそれぞれ固定された引張バネが取り付けられ、釣合錘は引張バネにより付勢されている。
【０００３】
また、従来、引張バネは付勢手段として防振装置に用いられるほか、ギアトレインのバックラッシュを低減するために用いられる場合がある。
【特許文献１】特開平５−２７３６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、絞り機構では、絞り羽根を回動駆動させる駆動力を、駆動装置から絞り羽根を保持する部材に伝達するためにギアトレインを用いる場合がある。このような場合、ギアトレインにバックラッシュが生じていると、絞りの開口部の大きさを調整する制御（ギアの回動位置に関する制御）の精度が低下するので絞りのリモートコントロールが困難になったり、絞りの動作時（ギアの回動時）にギアの歯面で歯打ち音が発生したりするという不具合がある。
【０００５】
しかしながら、絞り機構に備えられたギアトレインの全てのギアに対して、例えば引張バネなどで一方向に回転力をギアに付勢すると、ギアの回転と共に引張バネによる負荷が大きくなるという問題がある。また、ギアトレインの全てのギアをバックラッシュレスギアとすると、絞り機構の構成が複雑になったり、コストが掛かったりするという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、絞り機構に備えられたギアトレインのバックラッシュを単純な構造及び低コストで除去することができる絞り機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の絞り機構は、絞り羽根と、前記絞り羽根を回動させる回動部材と、駆動源と、前記駆動源から前記回動部材に駆動力を伝達するギアトレインと、前記ギアトレインのバックラッシュをとる付勢手段であって、前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアに対して重力によって一定方向の回転力を付与する付勢手段と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
本発明によれば、重力による回転力が回動部材又はギアトレインの一部のギアに付与されることにより、ギアトレインのバックラッシュをとることができる。  
【０００９】
請求項２に記載の絞り機構は、請求項１に記載の発明において、前記付勢手段によって回転力が付与される前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアの回動範囲は、１８０度未満であり、前記付勢手段は、回動中心に対して重心位置が偏倚した前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアであることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、前記回動部材又は前記ギアトレインの一部は、回動中心に対して重心位置が偏倚したことによって回転力が付与され、ギアトレインのバックラッシュをとることができる。
【００１１】
請求項３に記載の絞り機構は、請求項２に記載の発明において、前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアは、錘が付加され、又は開口が形成されて重心位置が偏倚させられていることを特徴としている。
【００１２】
本発明によれば、回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアは、錘が付加され、又は開口が形成されることにより重心位置が偏倚させられているので、回転力が付与され、ギアトレインのバックラッシュをとることができる。
【００１３】
請求項４に記載の絞り機構は、請求項１に記載の発明において、前記付勢手段は、前記回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアと同軸上に固定されたスプールと、前記スプールに巻回された紐と、前記紐の先端に固定された錘とから構成されていることを特徴としている。
【００１４】
本発明によれば、付勢手段は、スプールと、スプールに巻回された紐とを介して錘による回転力を回動部材又は前記ギアトレインの一部のギアに付与することができ、ギアトレインのバックラッシュをとることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る絞り機構によれば、ギアトレインのバックラッシュを単純な構造及び低コストで除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従って本発明に係る絞り機構の好ましい実施の形態について詳述する。なお、本実施形態では錘を用いてギアトレインのバックラッシュを除去する。以下では、本発明をアイリス絞りに適用した実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係る絞り機構を備えたレンズ装置１の構成を示した側面断面図である。レンズ装置１は、主に、固定筒２と、その固定筒２に収納されたフォーカスレンズ３１、変倍レンズ４１、補正レンズ４４、及びマスターレンズ６１からなる４群構成のレンズと、絞り機構５とを備える。
【００１８】
固定筒２は、レンズ装置１をカメラ本体（図示しない）に固定する。また、固定筒２には、直進溝２ａ、２ｂが形成されている。
【００１９】
レンズ装置１の前面には、フォーカスレンズ３１、レンズ保持枠３２、及びレンズ移動部品３３を備える。フォーカスレンズ３１はレンズ保持枠３２に保持され、レンズ移動部品３３によって直進溝２ａを進退する。
【００２０】
フォーカスレンズ３１の後方には、変倍レンズ４１、補正レンズ４４を備える。変倍レンズ４１及び補正レンズ４４はレンズ保持枠４２により保持される。更に、レンズ装置１はズームカム４３を備える。ズームカム４３は、カム溝４３ａ及び４３ｂを備える。変倍レンズ４１はズームカム４３により駆動され、カム溝４３ａに沿って進退する。同様に、補正レンズ４４は、カム溝４３ｂに沿って進退する。
【００２１】
絞り機構５は、補正レンズ４４とマスターレンズ６１との間に設置されている。絞り機構５はマスターレンズ６１に入射する入射光の光量を調整する。なお、絞り機構５の詳細は後述する。
【００２２】
マスターレンズ６１は、レンズ固定枠６２を備え、固定筒２に固定されている。
【００２３】
次に図２に基づいて絞り機構５の詳細について説明する。図２（ａ）は、絞り機構５の分解斜視図である。
【００２４】
絞り機構５は、菊座７、絞り羽根９、絞りギア１２、錘１８、駆動ギア１９、アイドラギア２１、及びポテンショメータ２２を備える。
【００２５】
菊座７は、固定筒２に固定されている。菊座７には、絞り羽根９の枚数に対応した複数のカム溝８が形成されている。本実施形態では、絞り羽根９の枚数は６枚であるので、カム溝８の個数は６個である。
【００２６】
絞り羽根９の菊座７に対向する面には、図示しないピンを備える。ピンの一端は、菊座７のカム溝８に係合する。絞り羽根９の絞りギア１２に対向する面には、絞りギア１２のピン孔１５に係合するためのピン１０が備えられる。
【００２７】
絞りギア１２が回動すると、これに応じてピン１０が回動する。そしてピン１０が回動すると、ピン１０を中心に絞り羽根９が回動し、これに応じて絞り羽根９の図示しないピンがカム溝８を８ａ端から８ｂ端までの間を移動する。これにより、絞り羽根９は開口部１１の大きさを調整する。なお、図２（ａ）は開口部１１が最小の大きさであり、開口量が最小である状態（絞り込んだ状態）を示す。なお、本実施形態では、絞り羽根９は６枚であるが、絞り羽根９は６枚でなくともよい。なお、絞り動作については、以下で詳述する。
【００２８】
絞りギア１２は絞り羽根９を回動させることにより開口部１１の大きさを変化させる回動部材である。絞りギア１２は、開口部１３が形成されている円板であり、円周部１４は歯切り加工されている。ピン孔１５は絞りギア１２の側面に形成されている。ピン孔１５とピン１０とは係合する。絞りギア１２は正逆（矢印１６，１７の向き）に回動し、回動の角度範囲は１８０度未満である。
【００２９】
錘１８は、絞りギア１２を含むギアトレインのバックラッシュをとる付勢手段である。錘１８は、絞りギア１２に対して回動又は回動の反対方向のいずれかの方向に、重力によって一定方向の回転力（絞りギア１２の重心が回動中心）を付与する位置に当接して設置される。錘１８によって、絞りギア１２は回動中心に対して重心位置が偏倚している。また、錘１８の重量は、発生する回転力によって、絞りギア１２に噛合うアイドラギア２１、駆動ギア１９、ポテンショメータ２２が回転しない程度である。錘１８によるバックラッシュの低減作用については、以下で詳述する。
【００３０】
駆動ギア１９はモータ２０を備え、アイドラギア２１を介して絞りギア１２を回動させる駆動源である。駆動ギア１９は正逆に回動する。また、駆動ギア１９には、制御系（図示しない）が接続されている。制御系はポテンショメータ２２により検出された絞りギア１２の回動位置に基づいて、駆動ギア１９を制御する。また、制御系は、駆動ギア１９を介して絞りギア１２を回動させたり、絞りギア１２の回動を停止させたりすることにより、絞りギア１２を所望の回動位置（目標位置）に位置させる制御を行なう。
【００３１】
アイドラギア２１は駆動ギア１９、絞りギア１２、及びポテンショメータ２２に噛合う。また、これらのギアは、駆動ギア１９の駆動力を絞りギア１２に伝達するギアトレインを構成する。ポテンショメータ２２は、絞りギア１２の回動位置（回動角度）を検出する。
【００３２】
絞り機構５は、以下に示す絞り動作を行なう。
【００３３】
絞りを開放する場合、駆動ギア１９は絞りギア１２を矢印１６の方向に回動させる。回動に伴い、ピン１０を中心に絞り羽根９が回動する。そして絞り羽根９の図示しないピンが菊座７に形成されたカム溝８を８ｂ端の方向に移動する。これにより開口部１１は拡大する（開口量が増大する）。
【００３４】
絞りを絞り込む場合、駆動ギア１９は絞りギア１２を矢印１７の方向に回転させる。回動に伴い、ピン１０を中心に絞り羽根９が回動する。そして絞り羽根９の図示しないピンが菊座７に形成されたカム溝８の８ａ端の方向に移動する。これにより開口部１１は縮小する（開口量が減少する）。
【００３５】
また、例えば、絞りギア１２の回動の角度範囲が８０度の場合、絞りギア１２は、８０度回動することによって図示しないピンがカム溝８ａ端から８ｂ端まで移動させ、絞りの開放動作又は絞り込み動作を行なう。
【００３６】
次に絞りギア１２とアイドラギア２１との噛み合いについて図２（ｂ）に基づいて説明する。図２（ｂ）は、絞りギア１２とアイドラギア２１との噛合部分の拡大図であり、両ギアの噛合部分をマスターレンズ６１側の視点から見た図である。
【００３７】
例えば、錘１８を回動中心の右側（視点はマスターレンズ６１側）の位置に設置した場合、絞りギア１２の回動の角度範囲は１８０度未満であるので、錘１８は絞りギア１２に対して、常に矢印２３の方向に回転力を発生させる。そのため、ギア（絞りギア１２とアイドラギア２１）の回動の停止時には、歯面２７は歯面２５に接し、絞りギア１２とアイドラギア２１とはガタつき無く噛み合う。すなわち、噛合部分において、常に一定の面（歯面２５側）で両ギアの歯が接しており、噛合部分におけるバックラッシュが低減されている。
【００３８】
また、アイドラギア２１に噛合うポテンショメータ２２は、バックラッシュが低減されているので、絞りギア１２の回動位置を精度良く検出することができる。また、制御系は精度良く検出された絞りギア１２の回動位置に基づいて駆動ギア１９を制御するので、絞りギア１２を精度良く目標位置に位置させることができる。
【００３９】
これにより、絞り機構５では、絞りギア１２には、錘１８によって常に一定方向の回転力が発生しているため、絞りギア１２とアイドラギア２１との間のバックラッシュが低減される。そのため、絞りギア１２は精度良く目標位置に位置することができ、絞りの開口部１１の大きさを精度良く調整できる。さらに、絞りギア１２が矢印２４の方向へ回動する際、歯面２７は歯面２５に接しているので、回動開始時の歯打ち音の発生が防止される。また、歯面２７は歯面２５に接しており、歯面２７が空転する隙間が噛合部に無いことから、絞りギア１２は、制御系からの回動指示に対して追従性良く動作する。また、錘１８を絞りギア１２に設置するという単純な構造であり、バックラッシュ低減のために必要なコストは、ギアトレインを構成する全てのギアにバックラッシュレスギアを用いる場合よりも相対的に低い。
【００４０】
なお、錘１８を回動中心の右側に設置するほか、回動中心の左側（位置１８ａ）に設置してもよい。この場合、発生する回転力は矢印２４の方向であるので、歯面２６と歯面２８とが接し、絞りギア１２とアイドラギア２１とはガタつき無く噛み合う。
【００４１】
なお、錘１８を絞りギア１２に備えることによって回転力を付与するほか、絞りギア１２と同軸上に固定されたスプールと、スプールに巻回された紐と、紐の先端に固定された錘とによって回転力を絞りギア１２に付与してもよい。図３（ａ）は、スプール１２ａと紐１８ｂとを介した錘１８の絞りギア１２への取り付けを示す図である。図３（ｂ）は、ギア１８ｃとスプール１８ｄと紐１８ｂとを介した錘１８の絞りギア１２への取り付けを示す図である。図中で同符号のものは同機能を有する。
【００４２】
図３（ａ）に示す絞りギア１２には、スプール１２ａが設けられている。スプール１２ａは絞りギア１２と同軸上に固定されている。スプール１２ａの上端と下端を除く任意の位置（絞りギア１２に回転力を発生させる位置）に紐１８ｂが巻回され、紐１８ｂの先端には錘１８が取り付けられている。例えば回動中心の右側に錘１８を取り付けると、錘１８による回転力は図中の矢印２９の向きに発生する。
【００４３】
図３（ｂ）に示す絞りギア１２には、ギア１８ｃが噛合する。スプール１８ｄは、ギア１８ｃと同軸上に固定されている。スプール１８ｄには、紐１８ｂを介して錘１８が吊り下げられており、錘１８の自重によりギア１８ｃは回転する。これにより、ギア１８ｃは錘１８に起因する回転力を絞りギア１２に付与する。
【００４４】
なお、絞り羽根９を回転させる回動部材としては、絞りギア１２のほか、菊座７でもよい。
【００４５】
なお、錘１８は、絞りギア１２のほか、回動範囲が１８０度未満のギアトレインの一部のギア（アイドラギア２１など）に設置され、ギアトレインの一部のギアに対して回転力を付与してもよい。
【００４６】
なお、上記では絞り機構５を水平面に対して垂直に設置する場合について説明したが、絞り機構５を水平面と平行に設置する場合（航空撮影等）には、錘１８を取り付けたかさ歯車等を絞りギア１２に噛合させることにより、回転力を絞りギア１２に付与してもよい。
【００４７】
＜第二実施形態＞
本実施形態では、錘１８を用いることなくギアトレインのバックラッシュを低減する。絞りギア１２は開口が形成されていることにより、回動中心に対して重心位置が偏倚している。図４は本実施形態に係わる絞りギア１２を示す図である。
【００４８】
絞りギア１２の左側面は切り欠かれており、開口１８ｅが形成されている。すなわち絞りギア１２は左右の重量バランスに差があるため、矢印３０の向きに重力に起因する回転力が発生している。また、回転力の大きさは、絞りギア１２に噛合するアイドラギア２１を回転させない程度である。したがって図２（ｂ）において、歯面２６と歯面２８とは、接触しており、絞りギア１２とアイドラギア２１とはガタつき無く噛み合う。
【００４９】
また、上記と同様に、アイドラギア２１に噛合うポテンショメータ２２は、バックラッシュが低減されているので、絞りギア１２の回動位置を精度良く検出することができる。また、制御系は精度良く検出された回動角度に基づいて駆動ギア１９を制御するので、絞りギア１２を精度良く目標位置に位置させることができる。
【００５０】
これにより、絞り機構５では、絞りギア１２に常に一定の方向の回転力が発生しているため、アイドラギア２１と絞りギア１２との間のバックラッシュが低減される。そのため、絞りギア１２は精度良く目標位置に位置することができ、絞りの開口部１１の大きさを精度良く調整できる。さらに、回動開始時の歯打ち音の発生が防止される。また、絞りギア１２は、制御系からの回動指示に対して追従性良く動作する。また、絞りギア１２の側面の一部を切り欠くという単純な構造であり、バックラッシュ低減のために必要なコストは相対的に低い。
【００５１】
なお、開口１８ｅは、左側面のほか、右側面に形成されてもよい。このとき回転力は図４に示した矢印３０と逆の方向に発生する。
【００５２】
なお、開口１８ｅは絞りギア１２のほか、ギアトレインの一部のギアに形成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明に係る絞り機構を備えたレンズ装置の構成を示した側面断面図である。
【図２】図２（ａ）は、絞り機構の構造を示した分解斜視図である。図２（ｂ）は、絞りギアとアイドラギアとの噛合部分の部分拡大図である。
【図３】図３は、紐を介して錘を絞りギアに取り付けた状態を示した図である。
【図４】図４は、第二実施形態に係わる絞りギアの構造を示した図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…レンズ装置、２…固定筒、５…絞り機構、７…菊座、８…カム溝、９…絞り羽根、１０…ピン、１１、１３…開口部、１２…絞りギア、１４…円周部、１５…ピン孔、１８…錘、１９…駆動ギア、２０…モータ、２１…アイドラギア、２２…ポテンショメータ、３１…フォーカスレンズ、４１…変倍レンズ、４４…補正レンズ、６１…マスターレンズ
【図１】
2007052192.tif 000003
【図２】
2007052192.tif 000004
【図３】
2007052192.tif 000005
【図４】
2007052192.tif 000006