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技術 羽根駆動装置及び絞り装置並びに撮像装置

出願人 キヤノン電子株式会社
発明者 加藤奨
出願日 2016年7月18日 (3年9ヶ月経過) 出願番号 2016-140974
公開日 2018年1月25日 (2年3ヶ月経過) 公開番号 2018-013508
状態 未査定
技術分野 カメラのシャッター カメラの絞り
主要キーワード 光通過経路 光路形成部材 押え突起 光通過開口 ギア接続 開口形成部材 ラジアル支 外装側
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

バックラッシュの影響を低減しつつ、小型化にも有利な羽根駆動装置及び絞り装置並びに撮像装置を提供する。

解決手段

光路を形成する光路形成部材と、前記光路形成部材が有する内部空間において前記開口部を取り囲むように環状配置された複数の羽根係合して前記複数の羽根を前記開口部に対して駆動する駆動リングと、前記駆動リングに対してギア接続されて前記駆動リングを回転駆動する駆動手段と、前記駆動リング及び前記駆動手段が互いにギア接続する部分において、前記駆動手段及び前記駆動リングの何れか一方を他方側に向けて付勢する付勢手段と、を備え、前記付勢手段は、前記光路形成部材の外装部に設けられたことを特徴とする羽根駆動装置にある。

概要

背景

従来、ビデオカメラデジタルカメラ等に用いられる絞り装置としては、複数の絞り羽根リング部材により回動させるため、リング部材と駆動モータとをギア接続する構成を採用していた(特許文献1参照)。

概要

バックラッシュの影響を低減しつつ、小型化にも有利な羽根駆動装置及び絞り装置並びに撮像装置を提供する。光路を形成する光路形成部材と、前記光路形成部材が有する内部空間において前記開口部を取り囲むように環状配置された複数の羽根に係合して前記複数の羽根を前記開口部に対して駆動する駆動リングと、前記駆動リングに対してギア接続されて前記駆動リングを回転駆動する駆動手段と、前記駆動リング及び前記駆動手段が互いにギア接続する部分において、前記駆動手段及び前記駆動リングの何れか一方を他方側に向けて付勢する付勢手段と、を備え、前記付勢手段は、前記光路形成部材の外装部に設けられたことを特徴とする羽根駆動装置にある。

目的

本発明は、バックラッシュの影響を低減しつつ、小型化にも有利な羽根駆動装置及び絞り装置並びに撮像装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

光路を形成する光路形成部材と、前記光路形成部材が有する内部空間において前記開口部を取り囲むように環状配置された複数の羽根係合して前記複数の羽根を前記開口部に対して駆動する駆動リングと、前記駆動リングに対してギア接続されて前記駆動リングを回転駆動する駆動手段と、前記駆動リング及び前記駆動手段が互いにギア接続する部分において、前記駆動手段及び前記駆動リングの何れか一方を他方側に向けて付勢する付勢手段と、を備え、前記付勢手段は、前記光路形成部材の外装部に設けられたことを特徴とする羽根駆動装置

請求項2

前記付勢手段の少なくとも一部は、光路を通過する光軸方向に平行な方向において前記光路形成部材を間に挟んで前記駆動リングに対向するように、前記光路形成部材の外装部に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の羽根駆動装置。

請求項3

前記光路形成部材には、前記内部空間に達するまで貫通する接続孔が設けられ、前記駆動手段は、前記光路形成部材の外側に配置されて前記接続孔を通じて前記駆動リングにギア接続され、前記付勢手段は、前記光路形成部材の外側において、前記駆動手段を前記駆動リング側に付勢した状態で、前記駆動手段と前記光路形成部材とを連結する連結手段を兼ねることを特徴とする請求項1又は2に記載の羽根駆動装置。

請求項4

前記連結手段は、前記駆動手段と前記光路形成部材との間を連結し、前記駆動手段を前記駆動リングに対して前記開口形成部材の面方向に付勢するための付勢ばねを有し、前記駆動手段は、前記駆動リングに付勢される一方向のみに移動可能な状態で前記連結手段により前記光路形成部材に連結されたことを特徴とする請求項3に記載の羽根駆動装置。

請求項5

前記駆動手段は、前記駆動リングに対する前記駆動手段への付勢方向を互いに同一方向として平行に配置される一対の前記付勢ばねにより前記光路形成部材に連結されたことを特徴とする請求項4に記載の羽根駆動装置。

請求項6

請求項1乃至5のいずれか1項に記載の羽根駆動装置により前記羽根として複数の絞り羽根を用いて前記開口部内に絞り開口を形成するようにしたことを特徴とする絞り装置

請求項7

請求項1乃至5のいずれか1項に記載の羽根駆動装置、又は請求項6に記載の絞り装置を備えたことを特徴とする撮像装置

技術分野

0001

本発明は、例えば、カメラ等に適用可能な羽根駆動装置、及び絞り装置、並びにこれら羽根駆動装置又は絞り装置を搭載した撮像装置に関する。

背景技術

0002

従来、ビデオカメラデジタルカメラ等に用いられる絞り装置としては、複数の絞り羽根リング部材により回動させるため、リング部材と駆動モータとをギア接続する構成を採用していた(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2010−276654号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1のような構成では、ギア間のバックラッシュの影響を低減するために、駆動リングを駆動モータ側に付勢するための付勢部材を、駆動リングのうち駆動モータとのギア接続側とは反対の径方向外側に設けているため、装置が大型化するという問題がある。なお、このような問題は、絞り装置だけでなく、他の羽根駆動装置においても同様に発生するおそれがある。

0005

本発明は、バックラッシュの影響を低減しつつ、小型化にも有利な羽根駆動装置及び絞り装置並びに撮像装置を提供するものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明は、光路を形成する光路形成部材と、前記光路形成部材が有する内部空間において前記開口部を取り囲むように環状配置された複数の羽根に係合して前記複数の羽根を前記開口部に対して駆動する駆動リングと、前記駆動リングに対してギア接続されて前記駆動リングを回転駆動する駆動手段と、前記駆動リング及び前記駆動手段が互いにギア接続する部分において、前記駆動手段及び前記駆動リングの何れか一方を他方側に向けて付勢する付勢手段と、を備え、前記付勢手段は、前記光路形成部材の外装部に設けられたことを特徴とする羽根駆動装置にある。

発明の効果

0007

本発明によれば、バックラッシュの影響を低減しつつ、小型化にも有利な羽根駆動装置及び絞り装置並びに撮像装置を実現することができる。

図面の簡単な説明

0008

本発明の実施形態1に係る羽根駆動装置の分解斜視図及び組立図。
本発明の実施形態1に係る羽根駆動装置の構成部品の斜視図。
本発明の実施形態1に係る羽根駆動装置の要部拡大図。
本発明の実施形態1に係る羽根駆動装置の要部拡大斜視図及び上面図。
本発明の他の実施形態に係る羽根駆動装置の要部拡大斜視図及び上面図。
図5の要部拡大図及び上面図。
本発明の他の実施形態に係る羽根駆動装置の斜視図。
本発明の他の実施形態に係る羽根駆動装置の上面図及び断面図。
本発明の他の実施形態に係る羽根駆動装置の上面図及び断面図。

実施例

0009

以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明する。
<実施形態1>
図1には、本発明の実施形態1に係る羽根駆動装置の分解斜視図及び組立図を示す。図2には図1の羽根駆動装置を構成する構成部品の斜視図を示し、図3には図1の装置要部拡大図を示し、図4には図1の装置要部拡大斜視図及び上面図を示す。

0010

図1に示すように、本実施形態の羽根駆動装置は、光量調節装置としての虹彩型絞り装置6を示しているが、本発明は、シャッタ装置シャッタ機能を有する絞り装置も、本発明の実施例としての光量調節装置に含まれる。

0011

絞り装置6は、複数の絞り羽根(遮光羽根)10と、これら各羽根10を駆動する駆動リング20とが、押さえ板押さえ部材)40及び地板ベース部材)50の間に格納され、押さえ板40の上面側に設けられたアクチュエータ1により、その内部の駆動リング20が回転駆動され、絞り羽根を10により光通過経路(光路)内に絞り開口を形成するものである。すなわち、押さえ板40と地板50、及び駆動リング20を合わせて、光路形成部材を構成する。また、押さえ板40、地板50は、開口部を形成する開口形成部材の一例である。

0012

アクチュエータ1は、ステッピングモータ等の電磁アクチュエータである。アクチュエータ1の出力軸には、駆動リング20を回転駆動するピニオンギア2が取り付けられる。アクチュエータ1とピニオンギア2とにより駆動源部が構成される。なお、アクチュエータ1は、内部に駆動モータが設けられており、図1等では駆動モータのケース部分を図示している。なお、このアクチュエータ1の構成についての詳細は後述する。

0013

フォトインタラプタ3は、駆動リング20の初期位置を検出するためのセンサとして用いられる。4はフォトインタラプタ3を保持するセンサ保持部材である。アクチュエータ1およびフォトインタラプタ3を保持したセンサ保持部材4はそれぞれ、ビス61とビス62により押さえ板40に取り付けられる。

0014

5は絞り装置の中心軸であり、絞り装置がカメラ等の撮像装置に搭載された場合において、その撮像装置の光軸に一致する。以下の説明では、この中心軸5に平行な方向をスラスト方向という。押さえ板40、駆動リング20、複数の絞り羽根10および地板50は、この順でスラスト方向において積層される。

0015

つまり、駆動リング20は、スラスト方向において、絞り羽根10に対して地板50とは反対側に配置され、押さえ板40は絞り羽根10および駆動リング20に対して地板50とは反対側に配置される。また、スラスト方向に直交する方向および面をそれぞれラジアル方向(径方向)およびラジアル面という。

0016

なお、複数の絞り羽根10は、地板50に形成された固定開口54の周方向に環状に配置されている。本実施形態では8つの絞り羽根10を例示しているが、その数は限定されず、他の複数であってもよい。また、地板50が有する固定開口54は、駆動リング20が有する光通過開口(開口部)24と、押さえ板40が有する光通過開口(開口部)44のそれぞれに連通し、光路を形成している。

0017

ここで、図2(b)には、1つの絞り羽根10を拡大して示している。この絞り羽根10は、ラジアル面にほぼ平行になるように配置され、遮光機能を有する平板形状の羽根部と、該羽根部からスラスト方向における互いに反対側に突出するように設けられた駆動ピン11およびカムピン12とを有する。駆動ピン11とカムピン12のラジアル面内での位置は互いに異なっている。

0018

また、図2(a)には、上記絞り羽根10を駆動するための駆動リング20を拡大して示している。駆動リング20は、その中央に光通過開口24を有し、さらに該光通過開口24の周囲における周方向複数箇所(8箇所)に設けられた第1の羽根支持部としての羽根支持突起部22と、該8つの羽根支持突起部22を周方向において連結するようにリング形状に形成された連結部(リング形状部)21とを有する。

0019

各羽根支持突起部22は、連結部21からラジアル方向外側に突出するように形成されている。8つの羽根支持突起部22にはそれぞれ、8つの絞り羽根10の駆動ピン11が挿入されて係合する駆動穴部23が形成されている。

0020

さらに、駆動リング20の外周部の一部には、ピニオンギア2に噛み合うギア部25が形成されている。ギア部25は、周方向に円弧状に延びてその外周に複数のギア歯が形成されたギア歯部と、連結部21からラジアル方向外側に延出してギア歯部につながってギア歯部と連結部21との間に空間を形成する2つのギア支柱部31とによって構成されている。

0021

なお、これらギア支柱部31には、2つの絞り羽根10の駆動ピン11が挿入されて係合する駆動穴部23が形成されている。つまり、ギア支柱部31は、8つの羽根支持突起部22のうち2つを兼ねている。

0022

また、駆動リング20の連結部21における周方向複数箇所(本実施例では8箇所)には、該連結部21からスラスト方向における押さえ板40側に延出したラジアル支持壁部(回転支持部)26が形成されている。

0023

なお、27はラジアル支持壁部26の外周面に凸面として形成された当接突起である。複数のラジアル支持壁部26の当接突起27が押さえ板40の内周面に当接することで、駆動リング20が押さえ板40の内周面に嵌合し、中心軸5周りで回転可能に支持される。

0024

さらに、駆動リング20の連結部21における押さえ板側の周方向複数箇所(本実施例では3箇所)には、スラストフック部28が設けられており、連結部21における地板50側(絞り羽根側)の周方向複数箇所(本実施例では6箇所)にはスラスト押え突起29が設けられている。

0025

スラストフック部28とスラスト押え突起29とによって押さえ板40の内周部(駆動リング支持部)41をスラスト方向にて挟み込むことで、駆動リング20は押さえ板40によって回転可能にスラスト方向にて支持される。

0026

また、駆動リング20の周方向一箇所には、フォトインタラプタ3の発光部と受光部との間に入り込んで遮光する遮光突起部30が設けられている。これにより、駆動リング20の回転駆動は、このフォトインタラプタ3により検知される。

0027

ここで、押さえ板40と地板50との連結構造について説明する。図1戻り、押さえ板40は、その中央に光通過開口44を有するリング形状に形成されており、押さえ板40と地板50との間に配置された絞り羽根10および駆動リング20を覆う(押さえる)ように配置され、地板50に3つのビス60により固定される。

0028

そして、このような押さえ板40の上面には、図1に示すように、アクチュエータ1が搭載され、このアクチュエータ1の回転駆動力を、ピニオンギア2を通じて、駆動リング20に伝達する。詳細には、押さえ板40には、接続孔としての貫通孔43が設けられ、この貫通孔43には、駆動リング20のギア部25が対向配置している。このギア部25に対してピニオンギア2がギア接続され、このピニオンギア2をアクチュエータ1の回転軸で回転することにより、駆動リング20を回転駆動する。

0029

つまり、本実施形態の絞り装置6においては、アクチュエータ1が動作してピニオンギア2が回転すると、駆動リング20が地板50および押さえ板40に対して中心軸5周りで(周方向にて)回転する。駆動リング20は、8つの絞り羽根10に駆動ピン11を介してアクチュエータ1からの駆動力を伝達する。

0030

これにより、各絞り羽根10は、カムピン12がカム溝部51に沿って移動することで駆動ピン11を中心として回動する。このとき、アクチュエータ1による駆動リング20の回転位置を制御することで、複数の絞り羽根10の回動位置、つまりは該複数の絞り羽根10の羽根部によって形成される絞り開口(可変開口)のサイズ(径)が制御される。絞り開口径に応じて、光通過開口44,24,54を通過する光量を変化させる(調節する)ことができる。

0031

ここで、駆動リング20とアクチュエータ1との上記ギア接続においては、ギアの隙間によりバックラッシュが発生してしまうと、駆動リング20の不要な回転が発生し、その結果、絞り羽根10が連動して絞り開口を高精度に形成することが難しくなる。そのため、本実施形態では、このようなギア接続におけるバックラッシュを低減するために、アクチュエータ1を駆動リング20側に付勢する構造を採用している。

0032

具体的には、図3に示すように、アクチュエータ1が有する一対の爪部(フック部)1aには、アクチュエータ1を光路側(すなわち、押さえ板40の光通過開口44側)に向かって引き込むための2つの付勢バネ7がそれぞれ接続されている。この付勢バネ7は、一端がアクチュエータ1の一対の爪部1aに係合し、他端が押さえ板40の爪部(フック部)42に係合し、後述する可動側であるアクチュエータ1を、固定側である押さえ板40側に引っ張る力を発生する、引張りタイプのバネである。

0033

なお、ここでいう「付勢」とは、アクチュエータ1を駆動リング2側に向けて付勢する構造で説明しているが、他の形態として、駆動リング2をアクチュエータ1側に付勢する構成でもよい。すなわち、駆動手段であるアクチュエータ1及び駆動リング2の何れか一方を他方側に向けて付勢する付勢手段として、例えば、本実施形態では、付勢バネ7(バネ部材)を用いた構造を例示しているに過ぎず、詳細は後述するが、本発明は、本実施形態のような引張りタイプのバネに限定されるものではない。

0034

ここで、本実施形態では、アクチュエータ1を可動側として駆動リング20に付勢する構成をとっているが、図4に示すように、アクチュエータ1のうち押さえ板40側の端面には、押さえ板40を貫通する貫通孔43の長孔形状に合わせて、突起部が設けられ、この突起部は、押さえ板40の貫通孔43に係合し、貫通孔43に沿ってアクチュエータ1の移動が直線状のみに制限されている。すなわち、アクチュエータ1は、押さえ板40の上面において、突起部と貫通孔43とで構成される移動規制部(ガイド部)により、直線方向のみに移動が制限されている。

0035

このため、一対の付勢バネ7によりアクチュエータ1は、ビス61及びビス孔1bを通じて押さえ板40に係合し、常に駆動リング20側に対して付勢された状態で、ピニオンギア2と駆動リング20のギア部25とがギア接続される。このとき、駆動リング20は、図1に示すように、駆動リング20の光通過開口24の周囲を取り囲むように突起したラジアル支持壁部26が押さえ板40の開口部41に係合している。そのため、駆動リング20は、ラジアル方向において、押さえ部材40とアクチュエータ1との間で実質的に挟まれ、これにより、アクチュエータ1(オピニオンギア2)とのギア接続がより強固になる。つまり、一対の付勢バネ7は、アクチュエータ1が有するピニオンギア2と駆動リング20とを連結する連結手段として機能する。

0036

より詳細には、アクチュエータ1側から駆動リング20側に付勢力が働くと、駆動リング20はラジアル支持壁部26により押さえ板40に押し当てられる。この状態で駆動リング20は、アクチュエータ1から回転駆動力が伝達され、押さえ板40の開口部41の周縁部に沿って回転駆動する。このため、駆動リング20とピニオンギア2とのバックラッシュが有効に低減され、駆動リング20を所定位置で回転駆動することが可能となる。すなわち、ヒステリシス(絞り開口の開閉時での往復差)を向上させることができる。そして、駆動リング20に連動する絞り羽根1の駆動も安定化するため、絞り開口を高精度に形成することができるため、光量調整を高精度に実現できる。

0037

また、本実施形態では、図4(b)に示すように、アクチュエータ1は、光軸方向と平行な絞り装置の厚さ方向において、押さえ部材40を間に挟んで、駆動リング20に対して一部が重なって配置される。また、そのようなアクチュエータ1は、押さえ部材40の上面で2つの付勢バネ7により駆動リング20側に付勢される構成を実現できている。すなわち、アクチュエータ1の付勢構造は、装置の外装部、より具体的には押さえ部材40の外装面に配置され、光軸方向と平行な方向において、押さえ部材40の上面内に実質的に納まっている。そのため、抑え部材40は、付勢構造を持たせることで外径を大きくしなくてもよいので、装置の大型化を防ぐことができる。

0038

<他の実施形態>
以上、本発明を実施形態1に基づいて詳細に説明したが、本発明は上述した実施形態1に限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態1では、2つの付勢バネ7を用いてアクチュエータ1を駆動リング20側に付勢する構造を例示して説明したが、本発明は勿論これに限定されず、図5及び図6に示すように、1つのばね部材7Aを用いてアクチュエータ1Aを駆動リング20側に付勢するようにしてもよい。この場合には、駆動リング20の回転中心と、アクチュエータ1Aの回転軸中心とを結ぶ線上にばね部材7Aを配置すれば、1つのばね部材7Aでバックラッシュを低減できる。この場合でも、アクチュエータ1は、光軸方向と平行な方向(すなわち、絞り装置の厚さ方向)において、駆動リング20と重なった位置に設けられ、そのアクチュエータ1を駆動リング20側に付勢するばね部材7Aを配置しているので、絞り装置の大型化を防ぐことができる。

0039

また、上述した実施形態1では、アクチュエータ1を駆動リング20側に付勢する構造を例示して説明したが、本発明は勿論これに限定されず、例えば、図7及び図8に示すように、アクチュエータ1の設置部分に対して光通過開口を間に挟んで対向側の2箇所で駆動リング20をアクチュエータ1A側に付勢する2つの付勢構造(板ばね70)をビス63で固定してもよいし、図9に示すように、1つの付勢構造(板ばね70)をアクチュエータ1Aの対角線上にビス63で固定してもよい。この場合でも、押さえ板40の外装側から絞り羽根が走行する羽根室で駆動する駆動リング20を押さえ板40の貫通孔を通じて付勢することができるため、押さえ板40の上面内に納まっている。したがって、装置の大型化を防ぐ構造を取ることができる。

0040

なお、上述した実施形態1では、絞り装置を例示して説明したが、本発明は、例えば、このような絞り装置を備えた光量調節装置やこれらを搭載したカメラ等の光学機器にも広く適用できる。

0041

また、本発明は上述した実施形態に限定されず、下記のような態様を含むものである。例えば、本発明の一側面としての光量調節装置は、光が通過する固定開口および複数のカム溝部を有するベース部材と、それぞれ駆動ピンを有するとともにカム溝部に係合するカムピンを有し、固定開口の周方向に複数配置されて光が通過する可変開口を形成する遮光羽根と、遮光羽根に対してベース部材とは反対側に配置され、ベース部材に対して固定開口の周方向に回転して駆動ピンに駆動力を伝達することで、可変開口の大きさを変化させるように複数の遮光羽根を回動させる駆動リングと、該駆動リングを回転駆動する駆動源部と、複数の遮光羽根および駆動リングに対してベース部材とは反対側に配置されてベース部材に固定され、駆動リングを回転可能に支持する押さえ部材とを有する。駆動源部はピニオンギアを有し、駆動リングのギア部により、駆動力が伝達される。本発明では駆動源部または駆動リングを羽根収納スペースの外部に設けたことを特徴とする。

0042

本発明によれば、付勢部材を羽根収納スペースの外部に設けることでユニット外径を小さくすることができる。また、羽根収納スペースに付勢構造を設ける必要がないため、設計自由度が増える。この結果、ギア間のバックラッシュを減らすことができ、ヒステリシスの改善や静音化することができる。

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