JP7382176B2 - 絞り調整装置、レンズ鏡筒及び光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、絞り調整装置、レンズ鏡筒及び光学機器に関する。

従来より、カメラのレンズ鏡筒などに組み込まれる絞り調整装置として、モータのシャフトにギヤを取り付け、ギヤの回転運動により複数の絞り羽根を開閉駆動する絞り調整装置が用いられている。

このような絞り調整装置では、ギヤの取り付け位置の精度を厳密にする必要がある。このため、例えば、特許文献１には、ビス止め部が形成されたフランジをモータに固定しておき、フランジのビス止め部以外の箇所に形成された当接部を腕部により押える構成とし、モータの回転調整を可能とした構成が開示されている。

特開２００４－１９１７７２号公報

ここで、駆動ユニットの組み立て精度等によりギヤのかみ合わせの精度が悪いと、絞り羽根を開閉駆動するためのトルクが異なってしまったり、異音が発生する原因となってしまったりする。しかしながら、特許文献１に記載された発明では、モータの回転調整をすることは可能であるものの、ギヤの位置を調整することはできず、ギヤのかみ合わせの調整を行うことができない。

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、駆動ユニットの位置調整が可能な絞り調整装置を提供することである。

本発明は、シャフトを有する駆動ユニットと、駆動ユニットのシャフトが回転することにより開閉駆動される絞り羽根と、絞り羽根及び駆動ユニットを支持する支持部材と、を有する絞り調整装置であって、支持部材に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、回転軸からずれた位置に保持部を有する偏心部材を有し、駆動ユニットが保持部に保持されている、ことを特徴とする。

上記構成の本発明によれば、駆動ユニットが偏心部材の保持部により保持されているため、偏心部材を回転させることにより駆動ユニットのシャフトの位置を変更することができ、ギヤのかみ合わせの調整を行うことができる。

本発明によれば、駆動ユニットの位置調整が可能な絞り調整装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態による絞り調整装置を有する光学機器を示す概略図である。 図１に示す光学機器の絞り調整装置を示す斜視図である。 図１に示す光学機器の絞り調整装置を示す斜視分解図である。 図１に示す光学機器の絞り調整装置を示す被写体側から見た図である。 図１に示す光学機器の絞り調整装置を示すカム座をはずした状態の被写体側から見た図である。 図１に示す光学機器の絞り調整装置を示す光軸に沿った断面図である。 図６におけるＡ部拡大図である。 図４におけるＢ部拡大図である。 図２に示す絞り調整機構の偏心板を示す結像側から見た斜視図である。 図２に示す絞り調整機構の偏心板を示す被写体側から見た斜視図である。 図２に示す絞り調整機構の偏心板を示す被写体側から見た斜視図である。 図２に示す絞り調整機構のＣ部の拡大平面図である。 図２に示す絞り調整機構の固定ねじを取り外した状態のＣ部の拡大平面図である。 図２に示す絞り調整機構の駆動ユニット及びフランジを取り外した状態のＣ部の拡大平面図である。

以下、本発明の第１実施形態による絞り調整装置について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による絞り調整装置を有する光学機器を示す概略図である。光学機器１は、例えば、カメラであり、カメラ本体２と、カメラ本体２に取り付けられたレンズ鏡筒４とを備える。カメラ本体２は、例えばＣＭＯＳなどのイメージセンサ２Ａと、例えば集積回路からなる制御部２Ｂを含む。レンズ鏡筒４は、絞り調整装置６を有する。レンズ鏡筒４を通った光がカメラ本体２のイメージセンサ２Ａにより撮影される。絞り調整装置６は、カメラ本体２の制御部２Ｂに接続されており、イメージセンサ２Ａに入射する光の強度に応じて絞り調整装置６を駆動し、絞り調整装置６を通過する光量を調整する。なお、以下の説明では、レンズ鏡筒４の光軸に垂直な面内において、光軸から離間する方向を半径方向外方という。

図２～図８は、図１に示す光学機器の絞り調整装置を示し、図２は斜視図、図３は斜視分解図、図４は被写体側から見た図、図５はカム座をはずした状態の被写体側から見た図、図６は光軸に沿った断面図、図７は図６におけるＡ部拡大図、図８は図４におけるＢ部拡大図である。図２～図８に示すように、絞り調整装置６は、絞り機構部１０と、駆動部２０と、フレキシブル基板３０と、を備える。なお、図２、３、６、７における下方が被写体側であり、上方が結像側である。

絞り機構部１０は、絞り地板１２と、カム座１４と、複数の絞り羽根１６と、動輪１８と、を備える。絞り地板１２とカム座１４とにより形成される内部空間内に絞り羽根１６と、動輪１８とが支持される。また、後述するように絞り地板１２の台座部１２Ｄに駆動ユニット２２が支持される。すなわち、絞り地板１２とカム座１４が絞り羽根１６及び駆動ユニット２２を支持する支持部材として機能する。

絞り地板１２は、円環状の略平坦な円環部１２Ａと、円環部１２Ａの外周に沿って結像側に向かって立設された環状壁１２Ｂと、環状壁１２Ｂの縁から半径方向外方に延びる円環状の縁部１２Ｃと、台座部１２Ｄと、を有する。円環部１２Ａの中央には円形の開口が形成されている。また、台座部１２Ｄは、円環部１２Ａに周方向に延びるように、結像側に向かって立設されている。台座部１２Ｄには、円形の貫通穴１２Ｆと、貫通穴１２Ｆに隣接してねじ穴１２Ｈとが形成されている。台座部１２Ｄに相当する箇所の環状壁１２Ｂは台座部１２Ｄの形状に合わせて半径方向外方に突出している。台座部１２Ｄに相当する箇所の環状壁１２Ｂは、カム座１４の円環部１４Ａの外周縁よりも半径方向外方に位置している。貫通穴１２Ｆの内周面には中心に向かって突出する円環状の縮径部１２Ｇが形成されている。貫通穴１２Ｆ内には、後述する偏心板４０が縮径部１２Ｇ上に載置されている。縁部１２Ｃの被写体側の面には、等しい角度間隔で半径方向外方に延びる凹部１２Ｅが形成されている。凹部１２Ｅは結像側に向かって凹んでおり、凹部１２Ｅの深さは、カム座１４の板厚と略等しい。絞り地板１２は、例えば、樹脂からなり、円環部１２Ａと、環状壁１２Ｂと、縁部１２Ｃと、台座部１２Ｄとは一体に形成されている。

カム座１４は、円環状の円環部１４Ａと、円環部１４Ａから光軸から離間する方向に延びる取付部１４Ｂと、を有する。カム座１４の円環部１４Ａの中央には、絞り地板１２の円環部１２Ａの開口と等しい直径の開口が形成されている。円環部１４Ａには、周方向に対して半径方向に傾斜するような複数のカム溝１４Ｃが、等しい角度間隔で形成されている。取付部１４Ｂは、等しい角度間隔で設けられており、取付部１４Ｂの半径方向外縁は、絞り地板１２の縁部１２Ｃの外周縁と同じ直径の円弧状になっている。カム座１４は、例えば、樹脂からなり、円環部１４Ａと、取付部１４Ｂとは一体に形成されている。

絞り羽根１６は、それぞれ例えば、樹脂材からなり、略円弧状の平板に形成されている。絞り羽根１６の被写体側の面には円柱状の第１の突部１６Ａが立設され、結像側の面には、第１の突部１６Ａから離間した位置に円柱状の第２の突部１６Ｂが立設されている。第１の突部１６Ａは、それぞれ、カム座１４の対応するカム溝１４Ｃ内に配置されている。

動輪１８は、円環状の円環部１８Ａと、円環部の外周部に周方向に所定の間隔にわたって形成されたギヤ部１８Ｂとを備える。円環部１８Ａには、結像側の面に等しい角度間隔で複数の凹部（図示せず）が形成されている。動輪１８は、絞り地板１２の円環部１２Ａの被写体側に光軸方向に隣接し、絞り地板１２の環状壁１２Ｂにより包囲されるように配置されており、光軸を中心として回動可能に支持されている。円環部１８Ａの複数の凹部には、それぞれ、絞り羽根１６の第２の突部１６Ｂが入り込んでおり、絞り羽根１６は動輪１８に第２の突部１６Ｂを中心に回動可能に支持されている。ギヤ部１８Ｂは円弧状に形成されており、半径方向外方の面にギヤ歯が形成さている。カム座１４は、取付部１４Ｂが絞り地板１２の凹部１２Ｅ内に位置するように配置された状態でビス止めされている。動輪１８及び絞り羽根１６は、カム座１４と絞り地板１２とにより挟み込まれた状態で支持されている。

絞り機構部１０は、絞り地板１２に対して動輪１８が回転することにより、絞り羽根１６が動輪とともに移動するとともに、絞り羽根１６の第１の突部１６Ａがカム座１４のカム溝１４Ｃに沿って案内されることにより、絞り羽根１６が第２の突部１６Ｂを中心に回動する。これにより、各絞り羽根１６の先端部が半径方向に進退し、絞り羽根１６で囲まれる中心の開口の面積を変更して通過する光量を調整することができる。

駆動部２０は、駆動ユニット２２と、フランジ２４と、固定ねじ２６と、を備える。駆動ユニット２２は、例えば、モータからなり、モータ本体２２Ｄとモータ本体２２Ｄに対して回転駆動されるシャフト２２Ａとを有する。モータ本体２２Ｄは、円柱状に突出する首部２２Ｄ１を有し、シャフト２２Ａは首部２２Ｄ１から延びている。シャフト２２Ａにはギヤ２２Ｂが取り付けられている。また、駆動ユニット２２は入力部２２Ｃを有し、入力部２２Ｃはフレキシブル基板３０に接続される。駆動ユニット２２は、フレキシブル基板３０を介して入力部２２Ｃに入力された電力に応じてシャフト２２Ａを回転駆動する。

フランジ２４は板状の部材であり、円形の固定穴２４Ａ（図７）と、貫通穴２４Ｂとが形成されている。固定穴２４Ａの直径は、駆動ユニット２２の首部２２Ｄ１の直径と等しい。また、貫通穴２４Ｂの直径は、固定ねじ２６の直径よりも大きい。フランジ２４は、固定穴２４Ａに駆動ユニット２２の首部２２Ｄ１が挿入された状態で、駆動ユニット２２と一体になっている。

図９Ａ～図９Ｃは、図２に示す絞り調整機構の偏心板を示し、図９Ａは結像側から見た斜視図、図９Ｂは被写体側から見た斜視図、図９Ｃは結像側から見た平面図である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、偏心板（偏心部材）４０は、外周が円形の基部４２と、基部４２から被写体側（裏面側）に突出する外周が円形の突出部４４とを有する。基部４２の外周形状と、突出部４４の外周形状とは同心の円形になっている。また、偏心板４０には表裏面を貫通する円形の保持穴（保持部）４６が形成されている。保持穴４６の中心軸は、基部４２及び突出部４４の中心軸（回転軸）に対してずれている（離間している）。これにより、図９Ｃに示すように、基部４２の幅は部位によって異なっており、図９Ｃにおける１２時の角度における幅Ｄ１が最小となり、６時の角度における幅Ｄ３で最大となり、３時の角度における幅Ｄ２は、Ｄ１以上、Ｄ２以下となっている。また、基部４２の表面には、図９Ｃにおける１２時、３時、９時の角度に、それぞれ半径方向に延びる第１の切り欠き部４２Ａが形成されている。すなわち、３つの第１の切り欠き部４２Ａのうちの中央の第１の切り欠き部４２Ａの箇所において、基部４２の幅が最小になっており、基部４２の中心軸と保持穴４６との位置関係に対応づけられた目印として機能する。また、図９Ｂに示すように、突出部４４の裏面には等しい角度間隔で第２の切り欠き部４４Ａが形成されている。突出部４４の裏面に形成された第２の切り欠き部４４Ａは、それぞれ異なる形状になっている。３つの第２の切り欠き部４４Ａのうちの一つの第２の切り欠き部４４Ａは、基部４２の幅が最小になっている箇所に形成されている。すなわち、第２の切り欠き部４４Ａは、基部４２の中心軸と保持穴４６との位置関係に対応づけられた目印として機能する。

図１０Ａは、図２に示す絞り調整機構のＣ部を拡大して示す平面図であり、図１０Ｂは固定ねじを取り外した状態を、図１０Ｃはさらに駆動ユニット及びフランジを取り外した状態を示す。本実施形態の駆動ユニットは以下のように固定されている。図１０Ｃに示すように、絞り地板１２の台座部１２Ｄに形成された貫通穴１２Ｆに偏心板４０が嵌め込まれている。この際、縮径部１２Ｇと当接するように基部４２が貫通穴１２Ｆ内に位置するとともに、縮径部１２Ｇの内側に突出部４４が位置するように、偏心板４０は配置されている。これにより偏心板４０は、貫通穴１２Ｆ内で基部４２の中心軸周りに絞り地板１２に対して回動することができる。

図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、駆動ユニット２２は、偏心板４０の保持穴４６に駆動ユニット２２の首部２２Ｄ１が挿入され、偏心板４０により保持される。そして、フランジ２４の貫通穴２４Ｂに固定ねじ２６が挿通され、固定ねじ２６が絞り地板１２のねじ穴１２Ｈに締め込まれる。これにより、フランジ２４が固定ねじ２６により固定され、駆動ユニット２２が固定される。このように駆動ユニット２２は固定された状態で、駆動ユニット２２のシャフト２２Ａに取り付けられたギヤ２２Ｂの光軸側の部分と、動輪１８のギヤ部１８Ｂとがかみ合っている。そして、駆動ユニット２２のシャフト２２Ａが回動すると動輪１８が回動し、絞り羽根１６が中心の開口の面積を変更して光量が調整される。なお、このように駆動ユニット２２を固定した状態（組立状態）において、図８に示すように、貫通穴１２Ｆ及び貫通穴１２Ｆに取り付けられた偏心板４０は、カム座１４と絞り地板１２との間の隙間から対物側に露出している。

ここで、駆動ユニット２２のギヤ２２Ｂと、動輪１８のギヤ部１８Ｂとのかみ合わせが浅すぎてノイズが発生する場合や、かみ合わせが深すぎて駆動トルクが大きい場合には、以下に説明するように駆動ユニット２２のシャフト２２Ａの位置を調整して、かみ合わせを調整する。

まず、絞り調整装置６の結像側からギヤのかみ合わせを調整する方法を説明する。結像側からギヤのかみ合わせを調整する場合には、まず、図１０Ｂに示すように固定ねじ２６を取り外し、次に、図１０Ｃに示すように駆動ユニット２２及びフランジ２４を取り外す。これにより、偏心板４０が露出する。この状態で、偏心板４０の基部４２に形成された第１の切り欠き部４２Ａに冶具を差し込み、偏心板４０を貫通穴１２Ｆ内で回転させる。この際、３つの第１の切り欠き部４２Ａの位置関係に基づき、基部４２の幅を認知することができる。偏心板４０の保持穴４６の中心の位置が基部４２及び突出部４４の中心軸に対して偏心しているため、偏心板４０を回転させることにより、保持穴４６の位置を半径方向に近接又は離間させることができる。そして、偏心板４０を回転させて保持穴４６の位置を調整した後、再び保持穴４６に駆動ユニットの首部２２Ｄ１を挿入し、フランジ２４の貫通穴２４Ｂに固定ねじ２６を挿通させる。そして、固定ねじ２６を絞り地板１２のねじ穴１２Ｈに締め込む。これにより、ギヤのかみ合わせの調整が完了する。

また、絞り調整装置６の被写体側からギヤのかみ合わせを調整することも可能である。被写体側からギヤのかみ合わせを調整する場合には、まず、駆動ユニット２２及びフランジ２４が移動可能になる程度まで固定ねじ２６を緩める。そして、図８に示すように、偏心板４０が被写体側に露出している部分から、冶具を用いて偏心板４０を貫通穴１２Ｆ内で回転させる。この際、第２の切り欠き部４４Ａの形状に基づき、基部４２の幅を認知することができるとともに、第２の切り欠き部４４Ａに冶具を挿入して偏心板４０を回転させることができる。偏心板４０の保持穴４６の中心の位置が、基部４２及び突出部４４の中心軸に対して偏心しているため、偏心板４０を回転させることにより、保持穴４６の位置を光軸に向かって近接又は離間させることができる。そして、偏心板４０を回転させて保持穴４６の位置を調整した後、固定ねじ２６を絞り地板１２のねじ穴１２Ｈに締め込み、駆動ユニット２２及びフランジを固定する。これにより、ギヤのかみ合わせの調整が完了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、絞り調整装置６は、絞り地板１２に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、回転軸からずれた位置に保持穴４６を有する偏心板４０を有し、駆動ユニット２２の首部２２Ｄ１が保持穴４６に保持されている。これにより、偏心板４０を回転させることにより駆動ユニット２２のシャフト２２Ａの位置を変更することができ、ギヤのかみ合わせの調整を行うことができる。

また、本実施形態では、偏心板４０には、回転軸と保持穴４６との位置関係に対応付けられた第１の切り欠き部４２Ａ及び第２の切り欠き部４４Ａが形成されている。これにより、偏心板４０をどのように回転させれば、駆動ユニット２２を所望の位置に配置できるかを容易に認知することができる。

また、本実施形態では、回転軸と保持穴４６との位置関係に対応付けられた目印が第１の切り欠き部４２Ａ及び第２の切り欠き部４４Ａからなるため、これら第１の切り欠き部４２Ａ及び第２の切り欠き部４４Ａに冶具を挿入して偏心板４０を回転させることができる。

また、本実施形態では、組立状態において、第２の切り欠き部４４Ａが外部に露出している。これにより、絞り調整装置６を分解することなく、駆動ユニット２２の位置を調整することができる。

また、本実施形態では、駆動ユニット２２に取り付けられたフランジ２４を有し、フランジ２４は、フランジ２４に形成された固定穴２４Ａを挿通する固定ねじ２６により、絞り地板１２に固定することができ、固定穴２４Ａの直径は固定ねじ２６の直径よりも大きい。これにより、駆動ユニット２２を完全に取り外すことなく、駆動ユニット２２の位置を調整することができる。

１ 光学機器
２ カメラ本体
２Ａ イメージセンサ
２Ｂ 制御部
４ レンズ鏡筒
６ 絞り調整装置
１０ 絞り機構部
１２ 絞り地板
１２Ａ 円環部
１２Ｂ 環状壁
１２Ｃ 縁部
１２Ｄ 台座部
１２Ｅ 凹部
１２Ｆ 貫通穴
１２Ｇ 縮径部
１２Ｈ ねじ穴
１４ カム座
１４Ａ 円環部
１４Ｂ 取付部
１４Ｃ カム溝
１６ 絞り羽根
１６Ａ 第１の突部
１６Ｂ 第２の突部
１８ 動輪
１８Ａ 円環部
１８Ｂ ギヤ部
２０ 駆動部
２２ 駆動ユニット
２２Ａ シャフト
２２Ｂ ギヤ
２２Ｃ 入力部
２２Ｄ モータ本体
２２Ｄ１ 首部
２４ フランジ
２４Ａ 固定穴
２４Ｂ 貫通穴
２６ 固定ねじ
３０ フレキシブル基板
４０ 偏心板
４２ 基部
４２Ａ 第１の切り欠き部
４４ 突出部
４４Ａ 第２の切り欠き部
４６ 保持穴

Claims (7)

1. シャフトを有する駆動ユニットと、
   前記駆動ユニットのシャフトが回転することにより開閉駆動される絞り羽根と、
   前記絞り羽根及び前記駆動ユニットを支持する支持部材と、を有する絞り調整装置であって、
   前記支持部材に対する前記駆動ユニットの取り付け位置を調整するための取付位置調整機構を有し、
   当該取付位置調整機構は、
   前記支持部材に対して回転軸を中心として回転可能に設けられ、前記回転軸からずれた位置に保持部を有する偏心部材と、
   固定部材と、を有し、
   前記駆動ユニットが前記保持部に保持されており、
   前記偏心部材は、前記駆動ユニットとは別体として設けられ、前記偏心部材は前記駆動ユニットとは独立して回転可能であり、
   前記偏心部材を回転させて前記取り付け位置を調整した前記駆動ユニットを前記支持部材に前記固定部材により固定することができるように構成されている、ことを特徴とする、絞り調整装置。
2. 前記偏心部材には、前記回転軸と前記保持部との位置関係に対応付けられた目印が形成されている、
   請求項１に記載の絞り調整装置。
3. 前記目印は切り欠き部からなる、
   請求項２に記載の絞り調整装置。
4. 組立状態において、前記目印は外部に露出している、
   請求項２又は３に記載の絞り調整装置。
5. 前記駆動ユニットに取り付けられたフランジを有し、
   前記フランジは、前記フランジに形成された固定穴を挿通する固定部材により、前記支持部材に固定することができ、
   前記固定穴の直径は前記固定部材の直径よりも大きい、
   請求項１～４の何れか１項に記載の絞り調整装置。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載の絞り調整装置を備えたレンズ鏡筒。
7. 請求項１～５の何れか１項に記載の絞り調整装置を備えた光学機器。

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