(57)【要約】【課題】優れた摺動性を安定的に実現した光量調整羽根及び光量調整装置並びに撮像装置を提供する。【解決手段】光が通過する経路に出入りして光量を調整する光量調整羽根であって、光吸収色素及びシリコンが樹脂に分散した複合材料から形成された樹脂基板により構成され、前記樹脂基板の最表層には、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が前記複合材料内に埋設した状態で固定化され、且つシリコンが前記樹脂基板の最表層の面方向に並んで保持されたことを特徴とする。【選択図】図１
2016114700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が通過する経路に出入りして光量を調整する光量調整羽根であって、
光吸収色素及びシリコンが樹脂に分散した複合材料から形成された樹脂基板により構成され、前記樹脂基板の最表層には、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が前記複合材料内に埋設した状態で固定化され、且つシリコンが前記樹脂基板の最表層の面方向に並んで保持されたことを特徴とする光量調整羽根。
【請求項２】
前記樹脂基板の厚さ方向におけるシリコンの濃度が、前記樹脂基板の最表層に近いほど高くなり、
前記樹脂基板の厚さ方向における前記光吸収色素の濃度が、前記樹脂基板の最表層に近いほど低くなることを特徴とする請求項１に記載の光量調整羽根。
【請求項３】
前記樹脂基板の最表層におけるシリコンの露出した部分は、前記樹脂基板の最表層におけるシリコンの埋設した部分の割合よりと実質的に同等か、若しくはそれよりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の光量調整羽根。
【請求項４】
シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された前記樹脂基板の最表層は、シームレスに設けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光量調整羽根。
【請求項５】
シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された前記樹脂基板の最表層は、前記樹脂基板の外周端面を含む全表層を構成することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量調整羽根。
【請求項６】
前記樹脂基板の端部には、基板傾斜部が設けられ、
前記基板傾斜部の最表層は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量調整羽根。
【請求項７】
前記樹脂基板の少なくとも一方面上には、部分的に突出した突起部が設けられ、
前記突起部の最表層は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量調整羽根。
【請求項８】
前記樹脂基板には、厚さ方向に貫通した貫通孔が設けられ、
前記貫通孔の内周面を形成する最表層は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量調整羽根。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光量調整羽根と、複数の前記光量調整羽根を駆動する駆動手段と、光が通過する開口部を形成する開口形成部材とを備え、
前記駆動手段は、前記開口形成部材における前記開口部に対して複数の前記光量調整羽根を出入りさせるように駆動することを特徴とする光量調整装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の光量調整装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、カメラ、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ等の光学機器に用いられる光量調整羽根、及びこの光量調整羽根を備えた光量調整装置、並びにこの光量調整装置を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、固体撮像素子を内蔵したビデオカメラ、デジタルカメラなどのカメラやフィルムを使用するカメラには、レンズの焦点深度の確認や、フィルムや固体撮像素子に結像される被写体の光量を調整するために開口径を制御する絞り方式の光量調整装置が設けられている。
【０００３】
また、光量調整装置のうち開口部を閉じきるものはシャッタと呼ばれ、フォーカルプレーンシャッタ等が代表的であり、絞りとシャッタの機能を兼用する絞りシャッタ装置も存在する。
【０００４】
なお、映像を投影するための光学機器にも、光量調整装置としての絞り装置を有するものもある。これらの絞り装置は遮光部材として複数の絞り羽根を用い、虹彩のように光軸部を中心にして連続して開口径を変化させる型式と、２枚の絞り羽根を互いに反対方向に相対移動させて開口径を変化させる型式のものとが代表的である。
【０００５】
ここで、このような光量調整装置に用いられる光量調整羽根は、例えば、合成樹脂によって一体成型されるものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−３１７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の光量調整羽根には、他の羽根や他の部材との物理的干渉等が生じるため、摺動性が求められている。
【０００８】
本発明は、優れた摺動性を安定的に実現した光量調整羽根及び光量調整装置並びに撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光量調整羽根は、光が通過する経路に出入りして光量を調整する光量調整羽根であって、光吸収色素及びシリコンが樹脂に分散した複合材料から形成された樹脂基板により構成され、前記樹脂基板の最表層には、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が前記複合材料内に埋設した状態で固定化され、且つシリコンが前記樹脂基板の最表層の面方向に並んで保持されたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、シリコンの一部が樹脂基板の最表層に露出し他の部分がその樹脂基板の最表層に埋設されているので、優れた摺動性を安定的に実現することができる。
【００１０】
また、本発明の光量調整羽根は、前記樹脂基板の厚さ方向におけるシリコンの濃度が、前記樹脂基板の最表層に近いほど高くなり、前記樹脂基板の厚さ方向における前記光吸収色素の濃度が、前記樹脂基板の最表層に近いほど低くなることを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、優れた摺動性と光吸収特性を併せ持つ光量調整羽根を実現できる。
【００１１】
また、本発明の光量調整羽根は、前記樹脂基板の最表層におけるシリコンの露出した部分は、前記樹脂基板の最表層におけるシリコンの埋設した部分の割合よりと実質的に同等か、若しくはそれよりも小さいことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、優れた摺動性を維持しながら耐久性にも優れた光量調整羽根を実現できる。
【００１２】
また、本発明の光量調整羽根は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された前記樹脂基板の最表層は、シームレスに設けられたことを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、シリコンの一部が露出して他の部分が埋設された層によって羽根表面がシームレスに形成されるため、優れた摺動性をより安定的に実現することができる。
【００１３】
また、本発明の光量調整羽根は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された前記樹脂基板の最表層は、前記樹脂基板の外周端面を含む全表層を構成することを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、シリコンの一部が露出して他の部分が埋設された層によって羽根の全表面（外周端面を含む）が構成されるため、優れた摺動性をより安定的に実現することができる。
【００１４】
また、本発明の光量調整羽根は、前記樹脂基板の端部には、基板傾斜部が設けられ、前記基板傾斜部の最表層は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層であることを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、シリコンの一部が露出して他の部分が埋設された層によって羽根の傾斜部における表層が構成されるため、優れた摺動性をより安定的に実現することができる。
【００１５】
また、本発明の光量調整羽根は、前記樹脂基板の少なくとも一方面上には、部分的に突出した突起部が設けられ、前記突起部の最表層は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層であることを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、羽根の少なくとも一方面上に設けられた突起部（例えば、他の部材との係合部分）の最表層が、シリコンによって実質的に適度に被覆されるため、係合する他の部材との優れた摺動性を安定的に実現できる。
【００１６】
また、本発明の光量調整羽根は、前記樹脂基板には、厚さ方向に貫通した貫通孔が設けられ、前記貫通孔の内周面を形成する最表層は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層であることを特徴とする。
かかる本発明の態様によれば、貫通孔の内周面を形成する最表層が、シリコンによって実質的に適度に被覆されているため、係合する他の部材との優れた摺動性を安定的に実現できる。
【００１７】
なお、本発明は、上記光量調整羽根と、複数の前記光量調整羽根を駆動する駆動手段と、光が通過する開口部を形成する開口形成部材とを備え、前記駆動手段は、前記開口形成部材における前記開口部に対して複数の前記光量調整羽根を出入りさせるように駆動することを特徴とする光量調整装置、あるいは、この光量調整装置を備えた撮像装置についても、広く対象とする。
かかる本発明の態様によれば、優れた摺動性を安定的に確保できる羽根駆動を実現できるため、高い信頼性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、優れた摺動性を安定的に実現した光量調整羽根及び光量調整装置並びに撮像装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】一実施形態の絞り羽根の断面を示す概略図。
【図２】一実施形態である絞り羽根外観を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、光が通過する経路に出入りして光量を調整する光量調整羽根に関するものであって、詳細には、光吸収色素及びシリコンが樹脂に分散した複合材料から形成された樹脂基板により構成された光量調整羽根に関するものである。
【００２１】
また、本発明の光量調整羽根では、羽根を構成する樹脂基板を形成するための複合材料にシリコンを含有させており、そのシリコンの少なくとも一部が、樹脂基板の最表層において露出し、他の部分が複合材料内（最表層内）に埋設した状態で固定化され、更に複数のシリコンが樹脂基板の最表層の面方向に並んで保持された構成となっている。
【００２２】
ここで、シリコンが樹脂基板の最表層に保持（埋設）されるとは、例えば、シリコンのうち露出部分と埋設部分とで分けた場合、露出部分の方が埋設部分よりも多い場合、または、露出部分と埋設部分とが実質的に同等の場合、あるいは、露出部分よりも埋設部分が多い場合の少なくとも何れかを含む状態を意味する。本発明では、シリコンの露出部分と埋設部分とが実質的に同等の割合（体積割合）である場合か、あるいは、シリコンの露出部分よりも埋設部分が多い割合（体積割合）の状態とするのが好ましい。これにより、シリコンの保持力を確保できることから、シリコンの脱落を有効に防止できる。なお、シリコンの露出部分と埋設部分との体積割合は、例えば、射出成型の条件等によって適宜変更可能である。
【００２３】
また、上述した本発明の光量調整羽根は、上記の通り、羽根最表層でシリコンの一部が露出した構成となっているため、例えば、複数の羽根を重ねて摺動させる場合や、本発明の光量調整羽根を他の部材に摺動させる場合など、優れた摺動性を確保することができる。特に、シリコンの一部が羽根最表層から露出状態となり、他の部分が羽根最表層内に埋設状態となるため、シリコンが脱落することもなく、安定した摺動性を実現できる。
【００２４】
例えば、上述した光量調整羽根を形成する樹脂基板としては、自己潤滑性を有する合成樹脂であり、これにシリコンを所定の重量（ｗｔ％）添加した複合材料を使用し、射出成形によって形成される。これにより、樹脂基板自体が自己潤滑性を有していることに加え、シリコンを添加したことによって、動摩擦係数が低くなり、十分に低い表面抵抗値が得られ、摺動部品である絞り羽根として高い性能が得られる。なお、シリコンを添加したことによって成形流動性が向上し、約７０〜１２０μｍの薄肉射出成形であっても、容易に充填することが可能になる。
【００２５】
また、本発明では、樹脂基板の厚さ方向におけるシリコンの濃度が、樹脂基板の最表層に近いほど高くなり、樹脂基板の厚さ方向における光吸収色素の濃度が、樹脂基板の最表層に近いほど低くなるのがよい。例えば、図１に示すように、羽根の断面において、シリコン濃度が高いシリコンリッチ領域１０と、光吸収色素の濃度が高い色素リッチ領域２０とが、樹脂基板から形成された羽根１００の厚さ方向にシームレスに形成されている。この場合、光吸収色素は、シリコンよりもサイズ（例えば、粒形）が小さいものを用いることで、樹脂材料に対する分散性を確保でき、シリコンとの物理的な干渉を小さくすることができる。これにより、羽根最表層でシリコンの濃度を高くし、羽根内部（芯部分）での光吸収色素の濃度を高くでき、優れた摺動性と光吸収特性を併せ持つ光量調整羽根を実現できる。
【００２６】
このように、シリコンの濃度を樹脂基板の最表層に近いほど高くするためには、例えば、成型技術を応用することにより実現できる。具体的には、成型金型のキャビティ（成型空間）内に複合材料を射出し、その成型金型内で羽根形状に成型する場合、射出する際の加熱温度を制御する。例えば、光吸収色素やシリコンは、基材となる樹脂と比べて融点が高いため、それぞれが樹脂から分離する温度に射出前の加熱温度を設定しておく。そして、キャビティ内では樹脂と分離状態のシリコンが光吸収色素と比べて実質的に滑り性が良いことから、シリコンによって金型の内面を実質的にコーティングした状態を優先的に形成しつつ、その中に、光吸収色素が略均一に分散した樹脂材料が充填される。これにより、金型の内面側におけるシリコンの濃度が相対的に高くなり、その内側に光吸収色素が高分散した樹脂層がシリコンと一体的に形成される。ここでいう一体的とは、樹脂基板の厚さ方向に実質的にシームレスであることを示す。これにより、シリコンは、金型内面に沿って配向した状態で樹脂層に埋設した状態となることから、上述した本発明の構成を実現できる。ただし、本発明は、シリコンを樹脂基板の最表層に配向させて樹脂層と一体的に形成することができれば、上述した成型方法以外の方法で製造してもよい。
【００２７】
なお、本発明では、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された樹脂基板の最表層をシームレスに形成するのがよい。これにより、例えば、他の部材（羽根やそれ以外の部材）との摺動過程において、安定した摺動性能を確保することができる。ここでいうシームレスとは、樹脂基板の最表層が面方向に連続した層構成を示し、その面方向においてシリコンが適度に分布した状態であることが好ましい。
【００２８】
また、本発明は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された樹脂基板の最表層は、樹脂基板の外周端面を含む全表層を構成するのがよい。これは、羽根先端の隅々までシリコンが存在することにより、絞り羽根などの羽根先端での相互干渉が漸大するような場合に有効である。
【００２９】
また、本発明の光量調整羽根は、羽根同士の物理的な干渉を低減するため、羽根端部に傾斜部（樹脂基板の基板傾斜部）が設けられる場合には、その基板傾斜部の最表層は、シリコン粒子の少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層であることが好ましい。この羽根端部の傾斜部は、羽根同士の干渉部分になることから、この部分に優れた摺動性を安定的に持たせることが可能となる。
【００３０】
さらに、本発明は、例えば、環状配置される複数の絞り羽根によって光通過経路を絞る構成に適用し、各絞り羽根を同時に駆動するための駆動リングを設ける場合にも適用できる。この場合、駆動リングに対して各絞り羽根（本発明の光量調整羽根）を係合させるため、各絞り羽根の少なくとも一方面上に、部分的に突出した突起部を設ける。そして、この突起部の最表層についても、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層とするのが好ましい。これにより、駆動リングとの係合部分における摺動性を高めることが可能となる。
【００３１】
なお、本発明は、例えば、上記のような絞り羽根に適用した場合、駆動リングに突起部を設け、その突起部を、絞り羽根を貫通して設けた貫通孔（ここではカム孔）に係合させる構成にも適用できる。この場合、羽根の貫通孔の内周面を形成する最表層は、シリコンの少なくとも一部が露出して他の部分が埋設された層とするのがよい。この場合についても、貫通孔の内周面を形成する最表層が、シリコンによって実質的に適度に被覆されているため、係合する他の部材（ここでは駆動リングの突起部）との優れた摺動性を安定的に実現できる。
【００３２】
以上、本発明によれば、固体撮像素子を内蔵したビデオカメラ、デジタルカメラなどに搭載される光量調整装置において、例えば、絞り羽根の動摩擦による光量変化応答性悪化の低減、摺動音の低減ができ、かつ安価に絞り羽根を製作することができる。したがって、この絞り羽根を搭載した光量調節装置あるいは光学機器の高性能化と低コスト化を実現することができる。
【００３３】
以下、本発明を実施の形態例について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
図１には、本発明の一実施形態である絞り羽根を示す。この絞り羽根１は、ビデオカメラ、デジタルカメラなどに搭載される光量調節装置を構成する複数の絞り羽根の一枚である。
【００３５】
絞り羽根１は、羽根本体１ａと、羽根本体１ａより突き出た軸部１ｂからなり、羽根本体１ａと軸部１ｂとが一体化されている。羽根本体１ａの厚さは７０〜１２０μｍ程度であり、軸部１ｂの高さは０．８〜１．２ｍｍ程度である。羽根本体１ａの表面は微小な凹凸が不規則に並ぶ梨地処理（シボ処理、ブラスト処理等）が施され、低反射性、低光沢性に優れている。
【００３６】
絞り羽根１の材料は、基材に高流動性で自己潤滑性に優れたＰＯＭ(ポリアセタール)を使用し、絞り羽根としての摺動性を上げ、成形流動性を高める成分としてシリコンを添加し混合したものである。
【００３７】
絞り羽根１は、上記ＰＯＭにシリコンを混合した材料ペレットを高速高圧射出成形機の可塑化シリンダ内に供給し、この可塑化シリンダ内で溶融可塑化し、溶融可塑化された材料を金型に射出充填させ、金型内で冷却固化させることによって、絞り羽根１が製造される。
【００３８】
成形する羽本体１ａの厚さは、７０〜１２０μｍ程度と薄肉のため、射出成形機としては応答性のよい高速高圧射出成形機を使用する必要があり、射出速度は７００ｍ／ｓｅｃ以上が望ましい。
【図１】
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【図２】
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