JP2009204951A

JP2009204951A - 絞り装置

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Publication number: JP2009204951A
Application number: JP2008047959A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Usuda; 祐一朗臼田
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-10
Anticipated expiration: 2028-02-28
Also published as: JP5047839B2

Abstract

【課題】装置全体のコンパクト性を大きく損なわずに、絞り羽根の駆動力を大きくすることを可能にした絞り装置を提供すること。
【解決手段】駆動レバー３，４は、開口部１ａを間にして、軸部材５，６によって地板１に回転可能に取り付けられ、それらの一方の腕部には折曲部３ｄ，４ａが形成されている。絞り羽根７は、絞り開口形成縁７ａを有していて、駆動レバー３，４の、折曲部３ｄ，４ａを形成していない方の腕部の先端に、連結軸９を介して回転可能に取り付けられ、絞り羽根８は、絞り開口形成縁８ａを有していて、駆動レバー３，４の、折曲部３ｄ，４ａを形成している方の腕部の先端に、連結軸９を介して回転可能に取り付けられている。そして、二つの駆動レバー３，４は、各々のモータ１２，１３によって同時に往復回転させられるようになっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラやプロジェクタなどに用いることの可能な絞り装置に関する。

従来から、２枚の絞り羽根を同時に相反する方向へ作動させて、複数の絞り開口を連続的又は段階的に制御するようにした絞り装置が知られているが、下記の特許文献１には、そのような絞り装置の一例が記載されている。そして、その特許文献１に記載の絞り装置の場合は、両端にピンを設けている駆動レバー（制御レバー１４）が、その長さ方向の中間で、モータの出力軸に取り付けられており、２枚の絞り羽根は、一方が、それらのピンの一方に連結され、他方が、それらのピンの他方に連結されている。また、２枚の絞り羽根は、夫々複数の長孔を有していて、それらのうちの一つを、駆動レバーに設けられた上記のピンに嵌合させ、残りの複数の長孔を、地板に設けられた複数のガイドピンに嵌合させている。そのため、モータが往復回転すると、２枚の絞り羽根は、それらのガイドピンに案内されて相反する方向へ相対的に往復作動させられるように構成されている。

実公平６−３７４０２号公報

ところで、このような絞り装置の場合には、当然のことながら絞り羽根を円滑に作動させることが要求される。特に、被写体光の変化に対応して絞り開口の大きさを自動的に変化させるようにしたカメラ用絞り装置や、画像条件の変化などに対応して絞り開口の大きさを自動的に変化させるようにしたプロジェクタ用絞り装置の場合には、応答性の観点からも、そのような要求が極めて大きい。そして、そのような要求に応える一つの方法としては、特許文献１にも記載されているように、絞り羽根の作動時における摩擦を極力小さくすることが挙げられる。言い換えれば、モータの負荷が小さくなるようにすることである。しかしながら、そのような方法には自ずから限度がある。

そこで、その場合には、上記の方法とは反対に、モータの駆動力の方を増大させる方法がある。しかしながら、モータの駆動力を単純に増大させようとすると、モータ自体の大きさが大きくなって、装置全体のコンパクト性が失われ、種々の仕様のカメラやプロジェクタに内蔵可能にするという観点からは、汎用性に乏しいものになってしまうという問題点がある。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置全体のコンパクト性を大きく損なわずに、絞り羽根の駆動力を大きくすることを可能にした絞り装置を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の絞り装置は、光路用の開口部を有している地板と、第１腕部と第２腕部とを有していて前記地板に対してそれらの腕部間で回転可能に取り付けられている第１駆動レバーと、第１腕部と第２腕部とを有していて前記地板に対してそれらの腕部間で回転可能に取り付けられており前記第１駆動レバーとは前記開口部を間にして平行になるように配置されている第２駆動レバーと、絞り開口形成縁を有していて前記二つの駆動レバーの第１腕部に夫々連結軸を介して回転可能に取り付けられている第１絞り羽根と、前記第１絞り羽根の絞り開口形成縁とによって絞り開口を形成する絞り開口形成縁を有していて前記二つの駆動レバーの第２腕部に夫々連結軸を介して回転可能に取り付けられている第２絞り羽根と、前記地板に対して前記第１駆動レバーとは反対側の面に取り付けられており前記第１駆動レバーを往復回転させることによって前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根とを相対的に移動させる第１電磁駆動手段と、前記地板に対して前記第２駆動レバーとは反対側の面に取り付けられており前記第２駆動レバーを往復回転させることによって前記第１電磁駆動手段と協同で前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根とを相対的に移動させる第２電磁駆動手段と、を備えているようにする。

その場合、前記二つの電磁駆動手段は、いずれも回転子を備えていて、少なくとも一方の回転子は永久磁石を有しており、該永久磁石を有する回転子を備えた電磁駆動手段の一つにだけ、該回転子の回転位置を検出する磁気感応素子が取り付けられているようにすると、絞り開口を連続的に変化させ得るようにすることも、多段階的に変化させ得るようにすることも可能になる。

更にその場合には、前記二つの電磁駆動手段は、前記各回転子の回転軸が、前記各駆動レバーの回転軸と同心になるようにして前記地板に取り付けられており、少なくとも一方の前記回転子の出力ピンが前記駆動レバーに連結されているようにしてもよい。また、前記二つの電磁駆動手段は、前記各回転子の回転軸が、前記各駆動レバーの回転軸と同心になるようにして前記地板に取り付けられており、少なくとも一方の前記駆動レバーは、前記回転子の出力軸に取り付けられているようにしてもよい。更に、前記２枚の絞り羽根の一方は、前記二つの駆動レバーの前記地板側の面に取り付けられ、他方は、前記二つの駆動レバーの前記地板とは反対側の面に取り付けられているようにすると、２枚の絞り羽根同士を接触しにくくすることが可能になる。

本発明によれば、相対的に往復作動させられる２枚の絞り羽根が、いずれも、光路用の開口部を間にして平行になるように配置されている二つの駆動レバーの両方に対して回転可能に取り付けられており、それらの駆動レバーは、地板の反対側の面に取り付けられている各々の電磁駆動手段によって回転させられるようにしたので、電磁駆動手段装置の数は増えるが装置全体のコンパクト性を大きく損なうことなく、２枚の絞り羽根の駆動力を増大させることができ、応答性に優れ且つ作動の安定した絞り装置が得られる。

本発明の実施の形態を、図示した実施例によって説明する。本発明は、スチルカメラやビデオカメラなどのカメラ用絞り装置にも適用され得るものであるが、実施例は、ダイナミックプロジェクタ用の絞り装置として構成したものである。そして、図１は、最大絞り開口の制御状態を示した斜視図であり、図２は、最小絞り開口の制御状態を図１と同じようにして見て示した斜視図である。また、図３は、実施例の駆動レバーの取付構成を説明するための断面図であり、図４は、図１をＡ−Ａ線で切断し、右方から見た断面図である。尚、図１及び図２においては、羽根室内の構成を見やすくするために、図３及び図４に示されているカバー板２の図示を省略してある。

先ず、本実施例の構成を説明する。地板１は、耐熱性を有する合成樹脂製であって平面形状は細長い長方形をしており、図１おいて、その中央より若干左側には、大きな光路用の開口部１ａを形成している。また、その地板１には、図３及び図４に示されているカバー板２が適宜な手段によって取り付けられ、地板１との間に羽根室を構成しているが、上記したように、図１及び図２においては、羽根室内を見やすくするために、そのカバー板２の図示を省略してある。そして、このカバー板２も耐熱性を有する合成樹脂製（金属製でもよい）であって地板１と略同じ平面形状をしており、上記の開口部１ａと対向するところには、開口部１ａより大きな開口部２ａ（図４参照）が形成されている。

地板１の羽根室側の面には、二つの駆動レバー３，４が、開口部１ａを間にして、軸部材５，６によって回転可能に取り付けられている。これらの駆動レバー３，４は、共通部品として製作されているため、全く同じ形状をしており、地板１に対する取り付け方も全く同じである。そこで、それらの駆動レバー３，４の形状と、地板１に対する取り付け方を説明する。

駆動レバー３，４は、それらの略真中位置と二つの腕部の先端部とに、合計三つの取付孔を形成している。図３においては、駆動レバー３に形成されたそれらの取付孔３ａ，３ｂ，３ｃが示されているが、駆動レバー４の場合も全く同じである。また、駆動レバー３，４の一方の腕部には、折曲部３ｄ，４ａが形成されており、図３に示されている駆動レバー３の形状からも分かるように、それらの腕部の先端部と他方の腕部の先端部との間に段差が生じるようになっている。更に、駆動レバー３，４の他方の腕部には孔３ｅ，４ｂが形成されている。

このような駆動レバー３，４は、同じ形状をしている軸部材５，６によって、地板１に対して、全く同じ方法で回転可能に取り付けられている。そして、軸部材５，６は、図３に示されている軸部材５から分かるように、頭部と２段軸部とからなっていて、２段軸部は、頭部側の大径部と先端側の小径部とからなっている。そこで、その取り付け方を、図３に示されている駆動レバー３の場合で説明する。先ず、駆動レバー３の取付孔３ａの中心位置を地板１に形成されている取付孔１ｂの中心位置に合わせておく。次に、軸部材５の小径部を、取付孔３ａに貫通させ、取付孔１ｂに圧入すると、２段軸部の大径部が取付孔３ａと嵌合状態になって、駆動レバー３が、軸部材５に対して回転可能になる。

羽根室内には、２枚の絞り羽根７，８が配置されている。それらのうち、地板１側に配置されている絞り羽根７は、絞り開口形成縁７ａを有していて、駆動レバー３，４の、折曲部３ｄ，４ａを有していない方の腕部の先端部に回転可能に取り付けられている。また、カバー板２側に配置されている絞り羽根８は、絞り開口形成縁８ａを有していて、駆動レバー３，４の、折曲部３ｄ，４ａを有している方の腕部の先端部に回転可能に取り付けられている。尚、駆動レバー３，４と絞り羽根７，８は、合成樹脂製にしても構わないが、本実施例は、ダイナミックプロジェクタに用いられる絞り装置であるため、熱変形をしにくい金属製にしてある。

駆動レバー３，４に対する絞り羽根７，８の取付け構成は全て同じであり、各々の取付け箇所には、リベット部材であって頭部と２段軸部とからなる連結軸９と、環状をしている二つの間座１０，１１が用いられている。そこで、図３を用いて、駆動レバー３に対する絞り羽根７の取付け構成だけを説明することにする。先ず、連結軸９の大径部には間座１０の孔と駆動レバー３の取付孔３ｃを嵌合させ、次に、２段軸部の小径部に間座１１の孔と絞り羽根７の取付孔７ｂを嵌合させる。そして、かしめ機によって、小径部の先端を変形させ絞り羽根７に一体化させる。そうすると、連結軸９の各軸部に、絞り羽根７と間座１０，１１とが回転可能に取り付けられたことになる。尚、本実施例の場合には、二つの間座１０，１１を取り付けているが、いずれか一方だけであっても構わない。また、それらの間座１０，１１は、金属製であっても構わないが、本実施例の場合には、耐熱性と滑動性に優れた合成樹脂製のシートを加工して製作してある。

地板１の羽根室内には、同じ形状をした仕切り部１ｃ，１ｄ，１ｅが形成されている。そして、図４から分かるように、仕切り部１ｃ，１ｅは、２枚の絞り羽根７，８の間に存在し、仕切り部１ｄは、絞り羽根８とカバー板２の間に存在するようになっている。また、地板１の羽根室外の面には、開口部１ａを間にして二つの電磁駆動手段１２，１３（図３及び図４では電磁駆動手段１２の図示省略）が取り付けられている。それらのうち、一方の電磁駆動手段１２は、例えば、特開２００５−２４１７２６号公報に記載されているようなホール素子を磁気感応素子として備えているモータであるが、他方の電磁駆動手段１３は、電磁駆動手段１２と略同じ構成をしているモータであるが、ホール素子を備えていない。

これらの電磁駆動手段１２，１３は、夫々、一つの出力ピン１２ａ，１３ａを有していて、回転子の回転軸が駆動レバー３，４の回転軸と一致するようにして地板１に取り付けられ、出力ピン１２ａ，１３ａを、地板１に形成された円弧状の長孔１ｆ，１ｇ（長孔１ｆは図２，図３参照）から羽根室内に挿入し、駆動レバー３，４の孔３ｅ，４ｂに回転可能に嵌合させている。尚、本実施例は、このように構成しているが、モータの出力軸を羽根室内に貫通させ、その出力軸に駆動レバー３，４を取り付けるようにしても構わない。また、特開２００４−３０２１０５号公報に記載されているように、出力ピン１２ａ，１３ａのほかにもう一つずつの出力ピンを設け、且つ折曲部３ｄ，４ａを形成している腕部の方にも、孔３ｅ，４ｂに相当する孔を設けておき、その孔に、上記のもう一つの出力ピンを嵌合させるように構成してもよい。

次に、本実施例の作動を説明する。図１は、最大絞り開口の制御状態を示したものである。絞り開口を小さくしたい場合には、二つの電磁駆動手段１２，１３に対して同時に電流を供給し、出力ピン１２ａ，１３ａによって駆動レバー３，４を時計方向へ回転させる。それによって、絞り羽根７は左上方向へ移動させられ、絞り羽根８は右下方へ移動させられるが、本実施例の場合には、駆動レバー３，４と絞り羽根７，８との連結部が、軸と長孔とによる連結ではなく、全て軸と円形孔とによる連結構成、即ち完全なリンク構成になっているため、絞り羽根７，８は直線的に移動せず、円弧を描きながら相対的に移動させられることになる。そして、このような移動は、所定の絞り開口制御位置で停止することになるが、図２は、そのようにして、最小絞り開口の制御位置まで移動させられた場合を示したものである。

また、最大絞り開口以外の絞り開口制御状態から、絞り開口を大きくする場合は、電磁駆動手段１２，１３に対して逆方向へ電流を供給し、出力ピン１２ａ，１３ａによって駆動レバー３，４を所定の角度だけ反時計方向へ回転させる。それによって、絞り羽根７は右下方へ、絞り羽根８は左上方へ、夫々円弧を描きながら相対的に移動させられ、所定の絞り開口制御位置で停止することになる。

このように、本実施例の場合には、駆動レバー３，４と絞り羽根７，８とを、常に二つの電磁駆動手段１２，１３によって作動させているので、それらの負荷が大きくても、絞り羽根７，８の作動開始のタイミングが遅れたり作動速度が遅くなったりすることがなく、即時に作動を開始し且つ安定した作動を行い、所定の絞り開口が得られるようになっている。また、本実施例のように、細長い地板１の中央近傍位置に開口部１ａが形成されていて、駆動レバー３，４が開口部１ａを間にして配置されているように構成された絞り装置の場合には、二つの小さな電磁駆動手段１２，１３を、開口部１ａを間にして配置することが可能であるため、一つの大きな電磁駆動手段を用いる場合に比較して、装置全体が小型でコンパクトになっている。

尚、本実施例の場合は、電磁駆動手段１２に備えられたホール素子が電磁駆動手段１２の回転角度位置を検出することによって、二つの電磁駆動手段１２，１３に対する回転方向と停止位置を制御するようにしている。そのため、少なくとも電磁駆動手段１２は、永久磁石製の回転子を有していて、最大絞り開口と最小絞り開口との間において、絞り開口を無段階的に制御することも、多段階的に制御することも可能になっている。しかしながら、本発明は、そのような電磁駆動手段を用いることに限定されない。そのため、多段階的に絞り開口を制御するようにする場合は、本実施例のような電流制御式のモータに代えて、ステップモータを用いてもよい。更に、最大絞り開口と最小絞り開口との切り換えだけを行う絞り装置にする場合は、ＤＣモータやロータリーソレノイドも含めて種々の電磁駆動手段の使用も可能である。

また、本実施例の場合には、上記のように、駆動レバー３，４の一方の腕部に、絞り羽根７，８の相互の間隔規制手段として、折曲部３ｄ，４ａが形成されている。そのため、絞り羽根７，８は相互に接触することがなく、作動は円滑に行われ且つ相互間での作動音は発生しない。また、駆動レバー３，４との連結部においては、接触面積が極めて小さく、しかも本実施例の場合には滑動性に優れた合成樹脂製の間座１０，１１を介在させているため、連結部での各部材の相対的な運動が好適に行われ、音の発生も抑制される。その上、連結部においては、駆動レバー３，４の孔の内面が、連結軸９の軸部の周面に接触した状態で相互に滑動するため、連結軸の周面を磨耗させたりするおそれも殆どない。更に、本実施例においては、地板１の３箇所に仕切り部１ｃ，１ｄ，１ｅを設けているが、これは、万が一にも、絞り羽根７，８同士や、絞り羽根８とカバー板２が接触してしまわないようにするためである。

更にまた、上記の実施例においては、絞り羽根７，８の相互の間隔規制手段として、駆動レバー３，４に折曲部３ｄ，４ａを形成している。しかしながら、その他の構成によって、絞り羽根７，８の相互の間隔を規制するようにすることも可能である。例えば、本実施例の場合には、絞り羽根７，８を、駆動レバー３，４のカバー板２側の面に取り付けているが、駆動レバー３，４には折曲部３ｄ，４ａを形成せず、一方の面に絞り羽根７を、他方の面に絞り羽根８を取り付けるようにすると共に、それらの取付部を肉厚に形成することによって、所定の間隔を規制するようにしてもよいし、駆動レバー３，４自体の厚さを厚くして、所定の間隔を規制するようにしてもよい。また、絞り羽根７の連結部に取り付けている間座１０，１１の厚さと、絞り羽根８の連結部に取り付けている間座１０，１１の厚さが異なるようにして、絞り羽根７，８の間隔を規制するようにしてもよい。

最大絞り開口の制御状態を示した実施例の斜視図である。最小絞り開口の制御状態を図１と同じようにして見て示した実施例の斜視図である。実施例の駆動レバーの取付構成を説明するための断面図である。図１をＡ−Ａ線で切断し、右方から見た断面図である。

符号の説明

１地板
１ａ，２ａ開口部
１ｂ，３ａ，３ｂ，３ｃ，７ｂ取付孔
１ｃ，１ｄ，１ｅ仕切り部
１ｆ，１ｇ長孔
２カバー板
３，４駆動レバー
３ｄ，４ａ折曲部
３ｅ，４ｂ孔
５，６軸部材
７，８絞り羽根
７ａ，８ａ絞り開口形成縁
９連結軸
１０，１１間座
１２，１３電磁駆動手段
１２ａ，１３ａ出力ピン

Claims

光路用の開口部を有している地板と、第１腕部と第２腕部とを有していて前記地板に対してそれらの腕部間で回転可能に取り付けられている第１駆動レバーと、第１腕部と第２腕部とを有していて前記地板に対してそれらの腕部間で回転可能に取り付けられており前記第１駆動レバーとは前記開口部を間にして平行になるように配置されている第２駆動レバーと、絞り開口形成縁を有していて前記二つの駆動レバーの第１腕部に夫々連結軸を介して回転可能に取り付けられている第１絞り羽根と、前記第１絞り羽根の絞り開口形成縁とによって絞り開口を形成する絞り開口形成縁を有していて前記二つの駆動レバーの第２腕部に夫々連結軸を介して回転可能に取り付けられている第２絞り羽根と、前記地板に対して前記第１駆動レバーとは反対側の面に取り付けられており前記第１駆動レバーを往復回転させることによって前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根とを相対的に移動させる第１電磁駆動手段と、前記地板に対して前記第２駆動レバーとは反対側の面に取り付けられており前記第２駆動レバーを往復回転させることによって前記第１電磁駆動手段と協同で前記第１絞り羽根と前記第２絞り羽根とを相対的に移動させる第２電磁駆動手段と、を備えていることを特徴とする絞り装置。
前記二つの電磁駆動手段は、いずれも回転子を備えていて、少なくとも一方の回転子は永久磁石を有しており、該永久磁石を有する回転子を備えた電磁駆動手段の一つにだけ、該回転子の回転位置を検出する磁気感応素子が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
前記二つの電磁駆動手段は、前記各回転子の回転軸が、前記各駆動レバーの回転軸と同心になるようにして前記地板に取り付けられており、少なくとも一方の前記回転子の出力ピンが前記駆動レバーに連結されていることを特徴とする請求項２に記載の絞り装置。
前記二つの電磁駆動手段は、前記各回転子の回転軸が、前記各駆動レバーの回転軸と同心になるようにして前記地板に取り付けられており、少なくとも一方の前記駆動レバーは、前記回転子の出力軸に取り付けられていることを特徴とする請求項２に記載の絞り装置。
前記２枚の絞り羽根の一方は、前記二つの駆動レバーの前記地板側の面に取り付けられ、他方は、前記二つの駆動レバーの前記地板とは反対側の面に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の絞り装置。