JP2015049430A - 光量調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 温度等の周囲条件の異なる環境下であっても、羽根部材の絞り動作時における先端部のせり上がり幅を一定に保持することで、円滑且つ正確な光路開口の調整を行うことのできる光量調整装置を提供することである。【解決手段】 光路開口１２の周囲に配置され円周方向にスライドして部分的に重なり合いながら光路開口１２を開閉し、閉じる方向にスライドしたときに先端部１５ａがせり上がる複数の羽根部材１５と、前記複数の羽根部材１５をスライド可能に挟むようにして配置され、各羽根部材１５の基端部１５ｂを支持して先端部１５ａを開閉動作させる駆動リング１７及び開閉ガイドリング１４とを備え、前記各羽根部材１５の基端部１５ｂと前記駆動リング１７との間に、羽根部材１５の先端部１５ａのせり上がりを一定以上に確保するための突起部２６を設けた。【選択図】 図８

Description

本発明は、ビデオカメラ、スチールカメラなどの撮像装置あるいはプロジェクタその他の投影装置に内蔵され、撮影光量、投映光量などの光量を調整する光量調整装置に関する。

一般に、この種の光量調整装置は、撮影光路（投影光路）に光路開口を有する基板を配置し、この基板に光量調整用の複数の羽根部材を開閉自在に配置することで、前記光路開口を大口径又は小口径に調整するものとして知られている。

例えば、特許文献１には、基板に形成した光路開口の周囲に多数枚の羽根部材を配置し、光路の口径を小径から大径まで相似形で開閉する虹彩絞り方式を採用した光量調整装置が開示されている。このような光量調整装置は、多数枚の羽根部材で円形状に近い口径で多段階に光量調整するものとなっている。

上記文献には、中央に光路開口を有する上下一対のリング状基板の間に、多数の羽根部材を光路開口の周囲に鱗状に配置し、この多数の羽根部材を基板の一方に設けた駆動ユニットで開閉する開閉機構が備わっている。

また、特許文献２には、文献１と同様にリング形状に形成した基板間に複数の羽根部材を配置し、基板の一方に設けた駆動ユニットで前記複数の羽根部材を開閉動する装置が開示されている。

特開２００９−０２０４３８号公報 特開２００６−３２２９７９号公報

前述したように、光量調整装置は、基板上に複数の羽根部材を互いに隣接する基端部の重なりが循環するように鱗状に円周方向に配列している。すなわち、各羽根部材をずらしつつ順次上側に重ね、最後の羽根部材の一部（端部）を最初の羽根部材の下側に重なるように円周方向に配列している。そして、この各羽根部材を駆動リングで同一角度方向に回動させることによって開口径を大小調節するように構成されている。

前記複数の羽根部材は、開閉動作を抵抗なくスムーズに行わせるために、軽量且つ薄型の樹脂フィルムを所定形状に型抜きして形成されている。

しかしながら、従前の虹彩絞り方式では多数の羽根部材を順次上側に重ねて、最後の羽根部材の一部を最初の羽根部材の下側となるように重ね合わせを循環させているので、光路開口が小さくなると一方向に開口付近が飛び出すといった所謂せり上がりが発生する。そして、高温環境下での使用や経年変化等に伴って、前記羽根部材の剛性が弱くなると、先端部分のせり上がり幅にばらつきが生じ、光路開口の径や形状が変化する。このため、正確な光量調整ができないといった問題があった。

そこで本発明は、温度等の周囲条件の異なる環境下であっても、羽根部材の絞り動作時における先端部のせり上がり幅を一定に保持することで、円滑且つ正確な光路開口の調整を行うことのできる光量調整装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光量調整装置は、中央部に光路開口を有するリング形状の一対の基板と、前記光路開口の周囲に配置され円周方向にスライドして部分的に重なり合いながら光路開口を開閉し、閉じる方向にスライドしたときに先端側がせり上がる複数の羽根部材と、前記一対の基板の間に前記複数の羽根部材をスライド可能に挟むようにして配置され、各羽根部材の基端側を支持して先端側を開閉動作させる開閉部材とを備え、前記各羽根部材の基端側と前記開閉部材との間に、該羽根部材の先端側のせり上がりを一定以上に確保するためのせり上げ保持部材を設けたことを特徴とする。

本発明の光量調整装置によれば、絞り羽根組を構成する各羽根部材の基端部側に突起状のせり上げ保持部材を設けているため、環境条件や経年変化等に伴って各羽根部材の先端部側の剛性が弱まったとしても、この先端部側のせり上げ幅を一定以上に確保することができる。これによって、外部環境要因に左右されることなく、光路開口の開閉操作を精度よく行うことができ、より正確な光量調整を行うことが可能となった。

本発明に係る光量調整装置の分解斜視図である。 上記光量調整装置の押さえ板側から見た斜視図である。 上記光量調整装置の地板側から見た絞り状態における斜視図である。 上記光量調整装置の地板側から見た解放状態における斜視図である。 第１実施形態の羽根部材の斜視図である。 従前と比較した本案の羽根部材のせり上がり状態を示す説明図である。 上記図６で示した羽根部材のせり上がり状態を詳細に示した作用図である。 上記図３のＡ−Ａ断面図（ａ）及び上記図４のＢ矢視図（ｂ）である。 第２実施形態の羽根部材の斜視図である。 せり上げ保持部材を駆動リング側に設けた光量調整装置の断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る光量調整装置の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る光量調整装置１１の構成要素を示す分解図である。この光量調整装置１１は、光軸Ｏを中心とする光路開口１２を有する第１の基板（地板）１３と、この地板１３内に載置される第１の開閉部材（開閉ガイドリング）１４と、この開閉ガイドリング１４上に支持される複数の羽根部材１５からなる絞り羽根組１６と、この絞り羽根組１６を回転駆動させる第２の開閉部材（駆動リング）１７と、この駆動リング１７を押さえる第２の基板（押さえ板）１８とを備えている。そして、前記地板１３と押さえ板１８とをネジ部材２０によってネジ止め等することによって、図２乃至図４に示すような光量調整装置１１となる。

図２は前記押さえ板１８側から見た光量調整装置１１の完成斜視図、図３及び図４は前記地板１３側から見た光量調整装置１１の完成斜視図である。ここで、図２及び図３は、前記絞り羽根組１６によって、光路開口１２を最大限に絞った状態を示したものであり、図４は光路開口１２を全解放にした状態を示したものである。この光量調整装置１１は、光路開口１２が地板１３と押さえ板１８との間に形成され、光路開口１２を前記駆動リング１７によって回転駆動される複数の羽根部材１５が互いに重なり合いながら開いたり、閉じたりすることで光量調整が行われる。後述するように、前記各羽根部材１５は、駆動リング１７に回転支持される基端部から先端部に向けて所定の角度で傾斜保持される。また、図３に示したように、各羽根部材１５の先端部１５ａがせり上がった状態で、順次重なり合いながら光路開口１２を円形状に開閉させている。

前記駆動リング１７は、押さえ板１８に取り付けられている駆動モータＭによって回転駆動を行う。そして、前記駆動モータＭの時計周り及び反時計周りによる正逆回転によって、駆動リング１７が所定の回転半径内で往復移動することで、上記複数の羽根部材１５からなる絞り羽根組１６が開閉されて光路開口１２の絞り操作が行われることになる。

前記地板１３は、搭載される撮像装置（図示せず）の鏡筒形状に応じた外形形状となっており、金属又は合成樹脂などによって、光量調整装置１１に適した材質、寸法に形成される。また、この地板１３には、開閉ガイドリング１４に形成されている複数のスライドガイド孔１９に対応する長溝２１が複数形成されている。

前記開閉ガイドリング１４は、薄い樹脂フィルムによって形成され、前記地板１３内に組み込まれる。この開閉ガイドリング１４は、前記地板１３と共通の光路開口１２及び長溝２１に沿ったスライドガイド孔１９を有してリング形状に形成されている。

前記スライドガイド孔１９は、羽根部材１５の枚数に応じて設けられている。このスライドガイド孔１９には、図５に示すように、羽根部材１５の基端部１５ｂの一方に設けられている開閉作動ピン２３が係合する。この開閉作動ピン２３が前記スライドガイド孔１９に沿って移動することで、各羽根部材の先端部１５ａが互いに重なり合いながら光路開口１２上を円形状に閉じたり、開いたりさせることができる。

また、前記基端部１５ｂの開閉作動ピン２３と反対側の面には、駆動リング１７に設けられている回転軸孔２５に係合する回転軸ピン２４が設けられている。この回転軸ピン２４は、前記回転軸孔２５を支点として回動することで、開閉作動ピン２３のスライドガイド孔１９に沿った移動動作にリンクさせることができる。

本実施形態における絞り羽根組１６は、９枚の羽根部材１５によって構成され、この９枚の羽根部材１５は、それぞれの基端部１５ｂが前記回転軸ピン２４を介して円形状に連結されている。このようにして連結された絞り羽根組１６は、各開閉作動ピン２３がそれぞれのスライドガイド孔１９に係合させた状態で、開閉ガイドリング１４を介した地板１１に支持される。なお、前記絞り羽根組１６を構成する羽根部材１５の枚数は多いほど円形に近い光路開口１２を得ることが可能となるため、９枚又は７枚構成が一般的であるが、光路開口１２の径や絞り精度に応じて任意の枚数で構成することができる。

図５に示したように、各羽根部材１５は、例えば、ポリエチレン樹脂（ＰＥＴ）などの樹脂フィルムの型抜き成形によって形成されており、その基端部１５ｂ側にアタッチメント３３が取り付けられている。このアタッチメント３３には、開閉作動ピン２３と回転軸ピン２４とが相対する方向に突出して設けられると共に、前記回転軸ピン２４が突出する側にせり上げ保持部材（突起部）２６が設けられている。

図６は、前記突起部２６の作用効果を示す図であり、図６（ａ）は常温時における従前の羽根部材のせり上がり状態を示す模式図、図６（ｂ）は高温時における従前の羽根部材のせり上がり状態を示す模式図、図６（ｃ）は常温時における本実施形態の羽根部材のせり上がり状態を示す模式図、図６（ｄ）は高温時における本実施形態の羽根部材のせり上がり状態を示す模式図である。

図６（ａ），（ｂ）に示すように従前の突起部２６のない羽根部材１５では、常温時のせり上がり量Ｌ１に対して高温時のせり上がり量Ｌ２は小さくなる。つまり、複数の羽根部材１５は相互に作用し合ってせり上がるため、その剛性が高い羽根部材１５に対して剛性が低い羽根部材１５のせり上がる力（押し上げ力）は小さくなる。そして、高温時では常温時に比べて羽根部材１５の剛性が小さくなるので、せり上がり量に差が生じる。

これに対し、図６（ｃ），（ｄ）に示した本実施形態では、突起部２６によって強制的に羽根部材１５を傾けているので、剛性が低い羽根部材１５のようにせり上がる力（押し上げ力）が小さいものであっても剛性の高い羽根部材１５と略同一の位置まで押し上げることができ、剛性の高い羽根部材１５のせり上げ量Ｌ１と略同一な押し上げ量Ｌ１´とすることができる。

前記突起部２６の作用効果をさらに詳細に説明する。図７は図６に示したような３つの羽根部材１５の状態を同一面上に図示した作用図であり、実線（Ｓ１）は、図６（ａ）若しくは（ｃ）における羽根部材１５の状態を示し、破線（Ｓ２）は図６（ｂ）の羽根部材１５の状態、破線（Ｓ３）は図６（ｄ）の状態をそれぞれ示す。前記羽根部材１５は、実線（Ｓ１）で示すように、光路開口１２を解放状態から絞り状態に移行するにしたがって、先端部１５ａが順次重なり合うことで押し上げ力（せり上がり力）Ｆ１が生じる一方、この先端部１５ａの内側寄りにはその反力ｆ１が生じることになる。その結果、前記先端部１５ａにせり上がり現象が生じる。

前記実線（Ｓ１）で示した羽根部材１５のせり上がり状態は、通常の常温環境下におけるものであるが、夏場や屋外などの周囲温度の高い場所で使用する場合は、光量調整装置を搭載するカメラ等の内部が５０〜６０℃程度の高温になる場合がある。このような高温環境下においては、先端部１５ａの押し上げ力Ｆ２及び反力ｆ２が徐々に低下していき、破線（Ｓ２）のように、せり上がりの角度が小さくなり、Ｓ１よりせり上がり量が低下し、駆動リング１７と略平行となるように平坦化した状態となる。このようなせり上がり量が低下した状態になると、常温環境下の羽根部材１５のせり上がり位置との差（Ｘ）が大きくなり、開口径にばらつきが生じることとなる。

そこで、図５に示したような突起部２６を各羽根部材１５の基端部１５ｂ側に設けることで、破線（Ｓ３）で示すように、先端部１５ａの下降幅を抑え、実線（Ｓ１）に示す常温環境下の羽根部材１５の状態との差をΔｘ以下にすることができる。これによって、高温環境下や経年変化等によって、先端部１５ａを中心とする羽根部材１５の剛性が弱くなったとしても、常温環境下のせり上がり状態と略同一状態を確保することができる。

図８（ａ）は図３をＡ方向から見た部分断面図であり、絞り羽根組１６を構成する一の羽根部材１５が開いたときの側面姿勢を示したものである。なお、この一の羽根部材１５に他の羽根部材が重なり合うことで光路開口１２が狭められている。この羽根部材１５は、回転軸ピン２４を支点、開閉作動ピン２３を作用点として開閉動作する際、前記回転軸ピン２４が突出する側に設けられている突起部２６によって、羽根部材１５の基端部１５ｂを所定の角度αに傾けた状態となる。この角度αは、常温時の先端部１５ａのせり上がり量に同等する傾きとなるように突起部２６を設定することが望ましい。

図８（ｂ）は図４をＢ方向から見た部分断面図であり、絞り羽根組１６を構成する一の羽根部材１５が閉じたときの側面姿勢を示したものである。この状態における複数の羽根部材１５は、スライドガイド孔１９の基端側に開閉作動ピン２３を移動させることによって、駆動リング１７上に折り畳まれるようにして収容される。これによって、光路開口１２が解放状態となる。すなわち、羽部部材１５は光路開口１２を全開放した状態（図８（ｂ）参照）においては、駆動リング１７の平面１７ａに対して略平行な状態となっている。そして、光路開口１２を徐々に絞り、この光路開口１２の大きさが所定の大きさを超えて狭くなると羽根部材１５の先端部１５ａに押し上げ力（せり上がり力）Ｆが発生する。このせり上がり力Ｆによって、羽根部材１５が角度αだけ傾いた状態となる。なお、羽根部材１５は微小なせり上がり力Ｆでも容易に傾くように突起部２６を適正な位置に設けている。

図５では、羽根部材１５の基端部１５ｂに開閉作動ピン２３及び回転軸ピン２４を有するアタッチメント３３を取り付けた構造となっているが、図９に示すように、アタッチメントを介さず、羽根部材１５の基端部１５ｂに直接開閉作動ピン２３及び回転軸ピン２４を設け、さらに、前記突起部２６を形成してもよい。

本実施形態では、前記突起部２６を羽根部材１５に設けたが、図１０に示すように突起部３４を羽根部材１５の基端部１５ｂと当接する駆動リング１７に設けることもでき、同様の作用効果を得ることができる。

図５及び図９に示したように、前記突起部２６は、開閉作動ピン２３と回転軸ピン２４の間に一定の長さを有して連続して設けられると共に、当接面３５が平面状に形成されている。このように、前記突起部２６を一定の長さを有して平面状に形成することで、図８（ａ）に示したように、羽根部材１５が光路開口１２を絞る方向に開く際には、前記当接面３５が駆動リング１７に当接しながらスライドしていくので、安定した状態で羽根部材１５の開閉動作を行うことができる。また、図８（ｂ）に示したように、光路開口１２を解放状態とするように羽根部材１５を収容した際には、羽根部材１５を安定した水平状態にすることができる。なお、前記突起部２６を羽根部材１５の回転軸ピン２４に近い位置に設けることによって、図８（ｂ）に示したような、せり上がりが生じない閉じ位置での水平状態を安定させることができる。

図１に示したように、前記駆動リング１７は、樹脂モールド成形によってリング状に形成されており、中央部には共通の光路開口１２を有している。この駆動リング１７は、同じリング形状の押さえ板１８に対して円周方向にスライド可能に取り付けられる。このため駆動リング１７には、押さえ板１８の光路開口１２の内周縁沿って係合可能なフランジ２７が形成されている。このフランジ２７は、前記押さえ板１８の光路開口１２に弾性的に嵌合されることでスライド可能となっている。

また、前記駆動リング１７の外周面の一部には、受動歯２８が形成されている。この受動歯２８は押さえ板１８に取付けられている駆動モータＭの回転ギア２９と噛合する位置に設けられている。そして、前記駆動モータＭを正転及び逆転させることで、駆動リング１７が押さえ板１８に対して円周方向に時計周り又は反時計周りにスライドし、このスライドに伴って絞り羽根組１６が閉じ方向と開き方向との間で回動する。

前記絞り羽根組１６は、各羽根部材１５の基端部１５ｂに設けられている回転軸ピン２４が挿入される前記駆動リング１７の複数の回転軸孔２５を支点として回動する。この回転軸孔２５は、各羽根部材１５の枚数に対応して、前記駆動リング１７の円周方向に沿って均等に設けられている。

前記押さえ板１８は、前記駆動リング１７と同様に共通の光路開口１２を有したリング形状に樹脂モールドによって形成され、絞り羽根組１６や駆動リング１７を収めた地板１３の開放面を覆うことで光量調整装置１１の外観を形成している。この押さえ板１８は外周の一部に駆動モータＭの取付座３０が設けられ、この取付座３０にブラケット３１をネジ部材３２などで固定した状態で駆動モータＭが取り付けられる。そして、この駆動モータＭに取り付けられている回転ギア２９を駆動リング１７の外周面に設けられている受動歯２８に噛合させるようにして組み合わされる。これによって駆動リング１７が時計方向と反時計方向に所定角度の往復動が可能となる。

上記構成からなる光量調整装置１１にあっては、光路開口１２を最大口径とする場合は、地板１３の周面２２に各羽根部材１５が折り畳まれるように収まり、図２及び図３に示したように、最小口径に絞り込む際には、各羽根部材１５が鱗状に積み重ねられるように広がり、その先端部１５ａを互いに支え合うことで、光路開口１２を絞り込むことができる。

１１ 光量調整装置
１２ 光路開口
１３ 地板（第１の基板）
１４ 開閉ガイドリング（第１の開閉部材）
１５ 羽根部材
１５ａ 先端部
１５ｂ 基端部
１６ 絞り羽根組
１７ 駆動リング（第２の開閉部材）
１７ａ 平面
１８ 押さえ板（第２の基板）
１９ スライドガイド孔
２０ ネジ部材
２１ 長溝
２２ 周面
２３ 開閉作動ピン
２４ 回転軸ピン
２５ 回転軸孔
２６ 突起部（せり上げ保持部材）
２７ フランジ
２８ 受動歯
２９ 回転ギア
３０ 取付座
３１ ブラケット
３２ ネジ部材
３３ アタッチメント
３４ 突起部（せり上げ保持部材）
３５ 当接面

Claims (7)

1. 中央部に光路開口を有するリング形状の一対の基板と、
   前記光路開口の周囲に配置され円周方向にスライドして部分的に重なり合いながら光路開口を開閉し、閉じる方向にスライドしたときに先端側がせり上がる複数の羽根部材と、
   前記一対の基板の間に前記複数の羽根部材をスライド可能に挟むようにして配置され、各羽根部材の基端側を支持して先端側を開閉動作させる開閉部材とを備え、
   前記各羽根部材の基端側と前記開閉部材との間に、該羽根部材の先端側のせり上がりを一定以上に確保するためのせり上げ保持部材を設けたことを特徴とする光量調整装置。
2. 前記せり上げ保持部材は、前記光路開口の開閉動作に伴って前記複数の羽根部材をせり上げ方向に傾ける請求項１に記載の光量調整装置。
3. 前記せり上げ保持部材は、前記羽根部材のせり上がる力によって前記複数の羽根部材を傾かせると共に、その傾きを保持する請求項２に記載の光量調整装置。
4. 前記せり上げ保持部材は、前記各羽根部材の基端側及び前記開閉部材の少なくともいずれか一方に設けられ、前記各羽根部材の基端側を傾けて保持する請求項１乃至３のいずれかに記載の光量調整装置。
5. 前記せり上げ保持部材は、前記各羽根部材の基端側及び前記開閉部材の少なくともいずれか一方に設けられた突起部であり、この突起部は前記羽根部材のせり上げ角度に対応した高さを有して平面状に形成されている請求項１乃至４のいずれかに記載の光量調整装置。
6. 前記せり上げ保持部材は、前記羽根部材のスライド方向に対して連続して形成されている請求項１乃至５のいずれかに記載の光量調整装置。
7. 前記開閉部材は、前記羽根部材を挟んで対向する駆動リングと開閉ガイドリングとで構成され、
   前記各羽根部材の基端側には、前記駆動リングに設けられる回転軸孔に係合する回転軸ピンと、前記開閉ガイドリングに設けられるスライドガイド孔に係合する開閉作動ピンとを備え、
   前記回転軸ピンを支点として、各羽根部材の先端側が前記せり上げ保持部材を介してせり上げ保持される請求項１に記載の光量調整装置。

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