JP6612044B2 - 絞り装置 - Google Patents

Description

本発明は、主に絞り装置に関する。

絞り装置は、撮影光路用の開口部を備えた地板と、開口部の周囲に回転可能に配設された絞りリングと、絞りリングに連結して開口部の大きさを調整する絞り羽根と、を備えたものである。そして、絞り羽根には突起が形成されており、この突起は、地板に設けられた孔と絞りリングに設けられた溝に挿入されている。このような絞り装置として、突起と溝の形状を工夫することによって、装置本体に衝撃等が加わることで絞り羽根がしなっても、突起が溝から抜けない構成を有する絞り装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−１２１５９２号公報

特許文献１に開示された絞り装置は、絞り羽根が軸ピンと連結ピンとを備えており、軸ピンは地板に形成された孔に挿入され、連結ピンは絞りリングに形成されたカム溝に係合している。連結ピンの先端部には鍔部が形成されており、装置本体に衝撃が加わることで絞り羽根がしなっても、この鍔部がカム溝の縁に引っ掛かることで、連結ピンがカム溝から、その軸方向へ抜けないようになっている。しかし、軸ピンには連結ピンに形成されているような鍔部が形成されておらず、軸ピンが、孔から抜ける恐れがある。これでは、絞り羽根と地板との連結関係を安定して維持することが出来ない。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、絞り羽根と地板及び絞りリングとの連結関係を安定して維持することが可能な絞り装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る絞り装置は、
露光用の開口部が形成された地板と、
前記開口部の周囲に回転可能に配設された絞り羽根と、
を備え、
前記地板には、第１の突起が設けられており、
前記第１の突起は、前記絞り羽根に設けられたキー孔に挿入されて、前記絞り羽根の回転の中心となり、
前記第１の突起の上端部には、鍔が設けられており、
前記鍔は、前記第１の突起が前記キー孔から抜けるのを防ぎ、
前記開口部の周囲には、円環形状をした絞りリングが回転可能に配設されており、
前記絞りリングの面上には、ピンが立設されており、
前記ピンの上端部には、鍔が設けられており、
前記絞り羽根は、カム孔をさらに備え、
前記カム孔には、前記ピンが挿入されており、
前記ピンの上端部に設けられた鍔は、前記ピンが前記カム孔から抜けるのを防ぎ、
前記第１の突起上には、シャッター羽根が配設された仕切り板が配置されており、
前記シャッター羽根は、前記仕切り板の上面域に配設されており、前記第１の突起の上方で開閉駆動し、
前記第１の突起の上端部の上面は、前記仕切り板の下面に当接しており、
前記地板には、さらに、第２の突起が設けられており、
前記第２の突起は、前記絞り羽根に設けられた前記キー孔、及び前記仕切り板に設けられた孔を、この順に貫通し、
前記第２の突起は、前記シャッター羽根に設けられた孔に挿入されて、前記シャッター羽根の回転の中心となる、
ことを特徴とする。

例えば、前記キー孔は、前記第１の突起が挿入される部分と、前記第１の突起の上端部に設けられた前記鍔が挿入される部分と、を含んでも良い。

例えば、前記第１の突起の上端部の形状と、前記キー孔の形状とは、同一の形状をしていても良い。

例えば、前記ピン上には、シャッター羽根が配設された仕切り板が配置されており、前記シャッター羽根は、前記仕切り板の上面域に配設されていても良い。

例えば、前記シャッター羽根に設けられた前記孔の外周部には、補強の羽根材が接着されていても良い。

前記絞り羽根は、例えば、樹脂フィルム製であってもよい。

前記絞り羽根は、例えば、樹脂成形であってもよい。

本発明によれば、絞り装置に衝撃が加わることで絞り羽根がしなっても、絞り羽根と地板及び絞りリングとの連結関係を安定して維持することが可能となる。

本発明の実施の形態に係る絞り装置の斜視図である。 地板に形成された撮影光路用の開口部を、絞り羽根が覆っている状態を示す平面図である。 地板に組み付けた絞りリングの平面図である。 地板に形成された撮影光路用の開口部を、絞り羽根が覆っていない状態を示す斜視図である。 図４に示した斜視図の部分拡大図である。 絞り羽根の平面図である。 絞り羽根を、地板と絞りリングに組み付ける方法を説明するための図である。 地板に組み付けた仕切り板の平面図である。 本発明の実施の形態に係る絞り装置の平面図である。 補強材を組み付けたシャッター羽根の平面図である。 光学機器の要部構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る絞り装置を説明する。

本実施の形態に係る絞り装置１は、図１に示すように、地板１０と仕切り板２０とが組み合わされて形成されている。地板１０の中央部には、露光用の開口部１１が形成されている。また、仕切り板２０の中央部には、露光用の開口部２１が形成されている。そして、地板１０と仕切り板２０との間には、空間が形成されている。この空間には、図２に示すように、絞りリング３０と、モータ４０と、９枚の絞り羽根５０と、２段ギア６０と、が配設されている。

絞りリング３０は樹脂等から形成され、図３に示すように円環形状を有し、地板１０の開口部１１の周囲に回転可能に配設されている。また、絞りリング３０は、図３及び図４に示すように、６本の短ピン３１と、３本の長ピン３２と、歯部（ラック）３３と、を備えている。短ピン３１と長ピン３２とを合わせた合計９本のピンは、絞りリング３０の面上において、開口部１１を囲むように４０°回転対称に立設されている。

図５に拡大して示すように、短ピン３１はＴ字形状を有していて、短ピン３１の上端部３１１には、１８０°回転対称に鍔が設けられている。

長ピン３２は、円柱形をしている。長ピン３２の軸方向の長さは、短ピン３１の軸方向の長さより長い。

図３に示すように、歯部３３は、絞りリング３０の外周の一部に形成されている。歯部３３は後述する２段ギア６０の小径ギア６２と噛合している。

モータ４０は、地板１０に配設されている。モータ４０の出力回転軸の先端部には出力ギア４１が装着されている。出力ギア４１は、後述する２段ギア６０の大径ギア６１と噛合している。

絞り羽根５０は、樹脂などから片羽状に形成されており、図４に示すように、開口部１１を囲むように等角度に９枚配設されている。そして、絞り羽根５０は、図６に示すように、その表面にカム孔５１とキー孔５２が設けられている。カム孔５１には、図４に示すように、絞りリング３０の短ピン３１と長ピン３２とのいずれかが挿入されている。カム孔５１は、細長い形状をしており、短ピン３１及び長ピン３２は、カム孔５１内で移動可能となっている。

キー孔５２は、鍵型の形状をしている。図５に示すように、キー孔５２には、地板１０の短突起１３と地板１０の長突起１４とのいずれかが挿入されている。そして、短突起１３と長突起１４は、絞り羽根５０が回転する際の回転中心となる。

短突起１３の上端部の形状は、キー孔５２と同一の鍵型の形状を有している。短突起１３の上端部の鍵型の形状は、キー孔５２の鍵型の形状よりも若干小さい。そして、短突起１３の上端部には鍔が形成されている。

図３及び図４に示すように、２段ギア６０は、地板１０に立設されている図示せぬ軸に回転可能に取り付けられており、大径ギア６１と、大径ギア６１に同軸に固定された小径ギア６２と、を備える。小径ギア６２は、絞りリング３０の歯部３３と噛合している。また、大径ギア６１はモータ４０の回転軸に取り付けられた出力ギア４１と噛合している。

図１に示す仕切り板２０は、樹脂などから形成され、図８に示すように、第１の孔２２と、第１の長孔２３と、第２の孔２４と、第２の長孔２５と、を備えている。第１の孔２２には、地板１０に立設された長突起１４が挿入されている。また、第１の長孔２３には、絞りリング３０の長ピン３２が挿入されている。第２の孔２４には、地板１０に立設された長突起１４と突起１５とのいずれかが挿入されている。第２の長孔２５には、後述するマグネットモータの出力レバーピン８０が挿入されている。仕切り板２０の下面には、絞りリング３０の短ピン３１の上端部３１１の上面と、地板１０の短突起１３の上端部の上面と、が接している。

図９に示すように、仕切り板２０には、２枚のシャッター羽根７０ａ、７０ｂが配設されている。
シャッター羽根７０ａは孔部７１ａと、長孔部７２ａと、を有している。また、シャッター羽根７０ｂは孔部７１ｂと、長孔部７２ｂと、を有している。孔部７１ａには、地板１０の長突起１４が挿入されている。また、孔部７１ｂには、地板１０の突起１５が挿入されている。長突起１４と突起１５は、シャッター羽根７０ａ、７０ｂが回転する際の回転中心となる。なお、孔部７１ａに取り付けられている長突起１４は、絞り羽根５０が回転する際の回転中心ともなっている。

シャッター羽根７０ａ、７０ｂを開閉動作させるためのモータは、図示せぬマグネットモータである。マグネットモータは、地板１０に配設されており、回転子と、回転子の軸に固定された出力レバーピン８０と、を備えている。出力レバーピン８０が、２枚のシャッター羽根７０ａ、７０ｂに形成された長孔部７２ａ、７２ｂに挿入されている。

次に、本発明の実施の形態に係る絞り装置１の動作を説明する。
図４に示すように、絞り羽根５０が開口部１１を覆っていない状態で、モータ４０に駆動信号が供給され、モータ４０の出力回転軸が回転すると、出力回転軸に装着された出力ギア４１が回転する。出力ギア４１の回転に伴い、出力ギア４１と噛合している大径ギア６１が回転する。大径ギア６１の回転に伴い、大径ギア６１に同軸に固定された小径ギア６２が回転する。小径ギア６２の回転の伴い、小径ギア６２と噛合している歯部３３を備えた絞りリング３０が回転する。

そして、絞りリング３０の回転に伴う短ピン３１と長ピン３２の動きにより、絞り羽根５０のカム孔５１の内面が移動しながら押圧され、絞り羽根５０が短突起１３と長突起１４を中心に回転する。そして、絞り羽根５０の先端部が開口部１１を覆っていく。絞り羽根５０が所定の角度だけ回転し、図２に示すように、開口部１１に関して所定の絞り開口が得られると、モータ４０への駆動信号の供給が停止し、絞りリング３０の回転が停止する。

カメラの撮影ボタンが押されると、マグネットモータへの通電により回転子が回転する。回転子の回転に伴い、回転子の軸に固定された出力レバーピン８０が回転することで、出力レバーピン８０が挿入された長孔部７２ａ、７２ｂを備えたシャッター羽根７０ａ、７０ｂが開閉駆動する。

モータ４０の出力回転軸を先ほどとは逆方向に回転させる駆動信号がモータ４０に供給されると、絞りリング３０も先ほどとは逆方向に回転する。そして、絞りリング３０に立設された短ピン３１と長ピン３２の動きにより、絞り羽根５０のカム孔５１の内面が移動しながら押圧され、絞り羽根５０が短突起１３と長突起１４を中心に回転しながら、開口部１１の開口を開いていく。そして、図４に示すように、絞り羽根５０が開口部１１を覆っていない状態に戻る。

ここで、絞り羽根５０と地板１０及び絞りリング３０とをどのようにして接続するか説明する。図７に示すように、まず、キー孔５２に地板１０の短突起１３を挿入する。具体的には、短突起１３の上端部に設けられた鍔をキー孔５２にくぐらせて、短突起１３をキー孔５２に挿入する。
次に、絞り羽根５０を、図７に矢印Ａで示すように、反時計方向に回転させる。これにより、短突起１３の上端部の鍔が、キー孔５２の縁に引っ掛かり、短突起１３の軸方向に絞り羽根５０が抜けない状態となる。
そして、絞り羽根５０を反時計方向に回転させ続け、絞り羽根５０のカム孔５１と、絞りリング３０の短ピン３１と、が重なり合う位置にきたときに、短ピン３１をカム孔５１に挿入する。具体的には、短ピン３１の上端部に設けられた鍔をカム孔５１にくぐらせて、短ピン３１をカム孔５１に挿入する。
そして、絞り羽根５０を反時計方向にさらに回転させる。これにより、図５に示すように、短ピン３１の上端部３１１に形成された鍔がカム孔５１の縁に引っ掛かり、短ピン３１の軸方向に絞り羽根５０が抜けない状態となる。また、短突起１３の上端部の鍔の部分が、キー孔５２の縁に引っ掛かり、短突起１３の軸方向に絞り羽根５０が抜けない状態となっている。

なお、この発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

例えば、短突起１３の上端部の形状は、鍵型であるとしたが、Ｌ字型などでもよく、その形状は任意である。但し、短突起１３の上端部の形状をＬ字型とするならば、絞り羽根５０のキー孔５２の形状もＬ字型とする。つまり、短突起１３の上端部の形状はキー孔５２の形状と同一にする。
また、シャッター羽根７０ａの強度を高めるため、図１０に示すように、シャッター羽根７０ａのうち、開閉動作で負荷がかかりやすい根元部分に補強の羽根材７３を接着してもよい。また、接着剤を羽根材７３の全面に塗って、羽根材７３をシャッター羽根７０ａに接着するのではなく、斜線で示した３つの円の範囲にのみ羽根材７３に接着剤を塗り、シャッター羽根７０ａと羽根材７３との接着を行ってもよい。なお、シャッター羽根７０ｂについても同様である。
さらに、シャッター羽根の形状は任意に変更してもよい。

図１に示した実施の形態では、図９に示すように、出力レバーピン８０の移動方向Ｙに対し長孔部７２ａ、７２ｂの長手方向の軸との成す角φ１とφ２は、およそ９０°と５３°程度であり、角度が大きい（敏感度が大きい）と共に、角度の差が大きい。
この場合、出力レバーピン８０の単位距離の移動に対してシャッター羽根７０ａと７０ｂが急激に回転し、モータの駆動能力のばらつきやガタ、角φ１，φ２のばらつきなどに起因して、シャッター羽根７０ａと７０ｂの速度にばらつきが発生しやすい。また、角φ１と角φ２との角度の差が大きいため、シャッター羽根７０ａと７０ｂの速度差のばらつきが大きくなり、シャッタスピードがばらついてしまう恐れがある。
この問題を解決するためには、基本的には、角φ１、φ２を小さくし（敏感度を小さくし）、さらに、角φ１と角φ２との角度の差を小さくすればよい。
しかし、角φ１、φ２を小さくすると、シャッター羽根７０ａ、７０ｂの開閉動作のために必要な出力レバーピン８０の移動距離が多くなる。このため、モータの回転角度も大きくする必要が生じ、シャッター羽根７０ａ、７０ｂの開閉に時間がかかってしまう。また、シャッター羽根７０ａの開閉動作に要する時間とシャッター羽根７０ｂの開閉動作に要する時間との差が小さくなり、時間差が確保しづらくなる。従って、単純に角度φ１、φ２を小さくすること（敏感度を小さくすること）は望ましくない。

この点について、種々の実験を行ったところ、シャッター羽根７０ａの長孔部７２ａの長軸と出力レバーピン８０の移動方向Ｙとの成す角φ１が６０〜７５°望ましくは、約６５〜７０°、シャッター羽根７０ｂの長孔部７２ｂの長軸と出力レバーピン８０の移動方向Ｙとの成す角φ２が４０〜５５°望ましくは、約４５〜５０°程度、両角度の比の値（φ２／φ１）が０．６５〜０．７５のときに、有効露出時間のばらつきを抑えることが可能となることが判明した。
従って、上記実施の形態においても、角φ１とφ２とが、上述した角度範囲になるように、構成することが望ましい。

また、絞り羽根５０の枚数は任意である。さらに、絞り羽根５０やシャッター羽根７０ａ、７０ｂは、樹脂フィルム製であってもよいし、樹脂成形したものであってもよい。

また、上記の実施形態では、絞り羽根５０を開口部１１の周囲を囲むように等角度に配置したが、開口部１１の周囲に放射状に配置してもよい。

また、上記実施の形態に係る絞り装置１を種々の光学機器に搭載しても良い。
図１１は絞り羽根５０とシャッター羽根７０ａ、７０ｂを搭載したデジタルスチルカメラなどの光学機器の要部構成を示す図で、ＣＣＤやＣＭＯＳなどである固体撮像素子１１００はレンズ１０００を透過した被写体像を電気信号に変換する。変換された電気信号はＡ／Ｄ変換回路によってデジタル信号に変換され、画像処理回路１２００に入力される。画像処理回路１２００は、入力信号にもとづいて画像データを作成し、ＤＲＡＭなどのメモリに記憶する。

本実施例の場合、絞り羽根５０がしなっても、絞り羽根５０と地板１０及び絞りリング３０との連結関係を安定して維持することが可能となる。
また、絞り羽根５０とシャッター羽根７０ａ、７０ｂとの間を板で仕切っているので、絞り羽根５０とシャッター羽根７０ａ、７０ｂとの間を厚みのあるモールド部材で仕切る場合と比べ、絞り装置１を薄型に出来る。

また、短突起１３をキー孔５２に挿入後、絞り羽根５０を少しでも回転させれば、短突起１３の上端部の鍔によって、短突起１３がキー孔５２から抜けるのを防ぐことが可能となる。
さらに、シャッター羽根７０ａ、７０ｂの開閉駆動する範囲内に短突起が設けられていないので、シャッター羽根７０ａ、７０ｂが開閉駆動する際に、短突起１３が障害となることがない。

また、シャッター羽根７０ａ、７０ｂの開閉駆動する範囲内に短ピン３１が設けられていないので、シャッター羽根７０ａ、７０ｂが開閉駆動する際に、短ピン３１が障害となることがない。
さらに、絞り羽根５０が樹脂フィルム製なので、金属製である場合と比べて絞り羽根５０の比重が軽くなり、絞り羽根５０を駆動させる為の消費電力が低くてすむ。

また、複雑な形状の絞り羽根５０を大量に生産することが可能になる。

また、絞りリング３０の回転に伴うピンの動きにより、複数枚の絞り羽根が短突起１３又は長突起１４を中心に回転する。

本発明は、例えば、デジタルスチルカメラなどの光学機器に適用可能である。

１ 絞り装置
１０ 地板
１１ 開口部
１３ 短突起
１４ 長突起
１５ 突起
２０ 仕切り板
２１ 開口部
２２ 第１の孔
２３ 第１の長孔
２４ 第２の孔
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ 軸
２５ 第２の長孔
３０ 絞りリング
３１ 短ピン
３２ 長ピン
３３ 歯部（ラック）
４０ モータ
４１ 出力ギア
５０ 絞り羽根
５１ カム孔
５２ キー孔
６０ ２段ギア
６１ 大径ギア
６２ 小径ギア
７０ａ、７０ｂ シャッター羽根
７１ａ、７１ｂ 孔部
７２ａ、７２ｂ 長孔部
７３ 羽根材
８０ 出力レバーピン
３１１ 上端部
１０００ レンズ
１１００ 個体撮像素子
１２００ 画像処理回路

Claims (7)

1. 露光用の開口部が形成された地板と、
   前記開口部の周囲に回転可能に配設された絞り羽根と、
   を備え、
   前記地板には、第１の突起が設けられており、
   前記第１の突起は、前記絞り羽根に設けられたキー孔に挿入されて、前記絞り羽根の回転の中心となり、
   前記第１の突起の上端部には、鍔が設けられており、
   前記鍔は、前記第１の突起が前記キー孔から抜けるのを防ぎ、
   前記開口部の周囲には、円環形状をした絞りリングが回転可能に配設されており、
   前記絞りリングの面上には、ピンが立設されており、
   前記ピンの上端部には、鍔が設けられており、
   前記絞り羽根は、カム孔をさらに備え、
   前記カム孔には、前記ピンが挿入されており、
   前記ピンの上端部に設けられた鍔は、前記ピンが前記カム孔から抜けるのを防ぎ、
   前記第１の突起上には、シャッター羽根が配設された仕切り板が配置されており、
   前記シャッター羽根は、前記仕切り板の上面域に配設されており、前記第１の突起の上方で開閉駆動し、
   前記第１の突起の上端部の上面は、前記仕切り板の下面に当接しており、
   前記地板には、さらに、第２の突起が設けられており、
   前記第２の突起は、前記絞り羽根に設けられた前記キー孔、及び前記仕切り板に設けられた孔を、この順に貫通し、
   前記第２の突起は、前記シャッター羽根に設けられた孔に挿入されて、前記シャッター羽根の回転の中心となる、
   ことを特徴とする絞り装置。
2. 前記キー孔は、前記第１の突起が挿入される部分と、前記第１の突起の上端部に設けられた前記鍔が挿入される部分と、を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
3. 前記第１の突起の上端部の形状と、前記キー孔の形状とは、同一の形状をしている、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の絞り装置。
4. 前記ピン上には、シャッター羽根が配設された仕切り板が配置されており、
   前記シャッター羽根は、前記仕切り板の上面域に配設されている、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の絞り装置。
5. 前記シャッター羽根に設けられた前記孔の外周部には、補強の羽根材が接着されている、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の絞り装置。
6. 前記絞り羽根は樹脂フィルム製である、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の絞り装置。
7. 前記絞り羽根は樹脂成形である、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の絞り装置。

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