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技術 絞りユニット、レンズ鏡筒及び撮像装置

出願人 株式会社ニコン
発明者 山崎聡五味渕治
出願日 2019年7月31日 (10ヶ月経過) 出願番号 2019-140953
公開日 2019年11月21日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-200430
状態 未査定
技術分野 スタジオ装置 カメラの絞り
主要キーワード セグメントギア 円周壁 テンション測定 隣接部材 薄板状部材 球状突起 円環状部材 円環形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2019年11月21日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

静電気の発生を抑制可能な絞りユニットを提供する。

解決手段

絞りユニットは、第1突部31及び第2突部32を有する絞り羽根30と、第1突部31と係合する第1開口部材20と、第2突部32と係合し、絞り羽根30と対向する第1領域44aと、第1開口部材20と当接する第2領域46と、を有する第2開口部材40と、を備え、第1領域44aの面精度を、第2領域46の面精度より粗い構成とした。

概要

背景

カメラ等の光学機器に用いられる絞り部材において、絞り羽根同士や、その絞り羽根とそれに隣接する樹脂性の隣接部材との間の摺動摩擦等によって、絞り羽根や隣接部材が帯電する。そして、その帯電により、絞り羽根同士や、絞り羽根と隣接部材とがクーロン力により引き合う等の問題を生じる。このため、この隣接部材を樹脂成型で形成する際に、カーボン繊維混入し、機械的強度を向上させるのと同時に導電性を得ている従来技術がある(特許文献1参照)。

概要

静電気の発生を抑制可能な絞りユニットを提供する。絞りユニットは、第1突部31及び第2突部32を有する絞り羽根30と、第1突部31と係合する第1開口部材20と、第2突部32と係合し、絞り羽根30と対向する第1領域44aと、第1開口部材20と当接する第2領域46と、を有する第2開口部材40と、を備え、第1領域44aの面精度を、第2領域46の面精度より粗い構成とした。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

第1突部及び第2突部を有する絞り羽根と、前記第1突部と係合する第1開口部材と、前記第2突部と係合し、前記絞り羽根と対向する第1領域と、前記第1開口部材と当接する第2領域と、を有する第2開口部材と、を備え、前記第1領域の面精度は、前記第2領域の面精度より粗い、絞りユニット

請求項2

前記第1開口部材と前記第2開口部材とは、相対的に回転する、請求項1に記載の絞りユニット。

請求項3

前記第2開口部材に対して前記第1開口部材を回転させる駆動部を備える、請求項1又は請求項2に記載の絞りユニット。

請求項4

前記第1開口部材は、前記第2開口部材と当接する第3突部を有し、前記第3突部は、前記第2領域で摺動可能である、請求項1から請求項3までの何れか1項に記載の絞りユニット。

請求項5

前記第2開口部材は、非導電性である、請求項1から請求項4までの何れか1項に記載の絞りユニット。

請求項6

前記絞り羽根は、前記第1開口部材と前記第2開口部材との間に配置される、請求項1から請求項5までの何れか1項に記載の絞りユニット。

請求項7

前記絞り羽根は、前記第2開口部材と対向する第3領域を有し、前記第2開口部材の前記第1領域の面精度は、前記絞り羽根の前記第3領域の面精度より粗い、請求項1から請求項6までの何れか1項に記載の絞りユニット。

請求項8

前記第1開口部材は、非導電性である、請求項1から請求項7までの何れか1項に記載の絞りユニット。

請求項9

前記絞り羽根は、導電性である、請求項1から請求項8までの何れか1項に記載の絞りユニット。

請求項10

請求項1から請求項9までの何れか1項に記載の絞りユニットを備えるレンズ鏡筒

請求項11

請求項1から請求項10までの何れか1項に記載の絞りユニットと、撮像素子と、を備える、撮像装置

技術分野

0001

本発明は、絞りユニットレンズ鏡筒及び撮像装置に関する。

背景技術

0002

カメラ等の光学機器に用いられる絞り部材において、絞り羽根同士や、その絞り羽根とそれに隣接する樹脂性の隣接部材との間の摺動摩擦等によって、絞り羽根や隣接部材が帯電する。そして、その帯電により、絞り羽根同士や、絞り羽根と隣接部材とがクーロン力により引き合う等の問題を生じる。このため、この隣接部材を樹脂成型で形成する際に、カーボン繊維混入し、機械的強度を向上させるのと同時に導電性を得ている従来技術がある(特許文献1参照)。

先行技術

0003

特開2012‐93618号公報

0004

本開示の一態様は、第1突部及び第2突部を有する絞り羽根と、前記第1突部と係合する第1開口部材と、前記第2突部と係合し、前記絞り羽根と対向する第1領域と、前記第1開口部材と当接する第2領域と、を有する第2開口部材と、を備え、前記第1領域の面精度は、前記第2領域の面精度より粗い絞りユニットである。
本開示の他の一態様は、上記絞りユニットを備えるレンズ鏡筒である。
本開示の更に他の一態様は、上記絞りユニットと、撮像素子と、を備える撮像装置である。

図面の簡単な説明

0005

本発明の一実施形態の絞り装置を備えるレンズ鏡筒及びそのレンズ鏡筒が取り付けられたカメラの概略図である。
一実施形態の絞り装置を組み立てた状態の斜視図である。
一実施形態の絞り装置の分解斜視図である。

実施例

0006

以下、図面等を参照して、本発明の一実施形態の絞り装置100について説明する。
図1は本発明の一実施形態の絞り装置100を備えるレンズ鏡筒200及びそのレンズ鏡筒200が取り付けられたカメラ300の概略図である。
なお、図1図3には、説明と理解を容易にするために、XYZ直交座標系を設けた。図1〜3において撮影者光軸L1を水平として横長の画像を撮影する場合のカメラ300の位置(以下、正位置という)において撮影者から見て左側に向かう方向をXプラス方向とする。また、正位置において上側に向かう方向をYプラス方向とする。正位置において被写体に向かう方向をZプラス方向とする。

0007

図1に示すように、レンズ鏡筒200は、レンズ201と、レンズ201の絞り径を調整する絞り装置100とを備え、カメラ300に対して着脱可能となっている。また、カメラ300はカメラボディ301と、被写体の光学像電気信号に変換する撮像部302とを備える。

0008

図2は本発明の一実施形態の絞り装置100を組み立てた状態の斜視図であり、図3はその分解斜視図である。絞り装置100は、中央に嵌合開口部11を有するプレス板10と、中央に嵌合開口部11に嵌合される円筒部21を有する回転部材20とを備える。
また、絞り装置100は、それぞれ支持部31及びカムフォロア32を有するとともに、その支持部31が回転部材20の孔22に挿入される9枚の絞り羽根30(図3においては1枚のみ図示)を備える。
さらに絞り装置100は、絞り羽根30のカムフォロア32が挿入されるカム41を有するとともに、中央に開放絞りと同径の光路開口42が設けられたカム部材40を備える。これらのプレス板10、回転部材20、カム部材40は光軸L1に沿ってZマイナス方向に順に配置されている。

0009

プレス板10は、円環状部材であり、Zプラス側にステッピングモータ50が取り付けられている。そのステッピングモータ50の回転軸にはピニオンギア51が取り付けられ、ピニオンギア51はプレス板10に設けられた孔12を貫通してZマイナス側に突出している。

0010

同様にプレス板10のZプラス側には、フォトインタラプタ(以下、PIという)60が取り付けられ、一方、そのPI60の検出部の間を、回転部材20から延びる後述の遮光板23が通過できるように、プレス板10には遮光板用スリット13が設けられている。なお、ステッピングモータ50及びPI60はFPCを介して図1に示す制御部70に接続され、制御部70と信号を送受信したり電力が供給される。

0011

さらにプレス板10には、回転部材20に設けられた突起24が挿入されるテンション測定用スリット14が設けられ、突起24に加わるテンションを、プレス板10のZプラス側に設けられた図示しないテンションゲージで測定することができるようになっている。また、プレス板10の外縁における複数個所には、切り欠き15が設けられている。

0012

回転部材20は、プレス板10と同様に円環状部材であるが、その外径はプレス板10より小さい。そして、外縁には、セグメントギア25が形成されており、ステッピングモータ50の回転軸に取り付けられたピニオンギア51と噛み合っている。
ステッピングモータ50がパルス駆動されると、ピニオンギア51とセグメントギア25の噛合により、回転部材20が光軸L1を中心としてプレス板10に対してパルス状に回転される。

0013

回転部材20の内径側からは、上述の円筒部21がプレス板10側(Zプラス側)に延びている。円筒部21の外径は、プレス板10の嵌合開口部11の内径と略同径で、絞り装置100が組み立てられた図2の状態で、円筒部21がプレス板10の嵌合開口部11に回転可能に嵌め込まれる。

0014

回転部材20の外周側には、プレス板側(Zプラス側)に延びる上述の遮光板23及び突起24が設けられている。プレス板10に対する回転部材20の回転に伴い、遮光板23が遮光板用スリット13内を移動し、PI60の検出部の間を通過すると、図示しない検出回路により絞りが略開放位置であることが検知される。また、回転部材20には、前述したように絞り羽根30の支持部31が挿入される孔22が、絞り羽根30の数に対応して円周に沿って均等に9つ設けられている。
さらに、回転部材20の外周側の三か所には、外方に突き出した突出部26が設けられている。この突出部26のカム部材側(Zマイナス側)面には、球状突起26aが設けられている。
回転部材20は、樹脂材料により成型されており、非導電性である。

0015

絞り羽根30は、薄板状部材で形成され、一辺略直線で、円周方向に湾曲した略三角形状を有している。この絞り羽根30は、アルミニウムアルマイト処理潤滑塗装を施し、表面を黒色化したものである。
絞り羽根30には導電性を持たしてもよく、絞り羽根30に導電性を持たせるための処理としては、表面に導電物質を含む材料からなる被膜を形成したり、樹脂材料に導電物質を添加して成形したりする方法が例として挙げられる。

0016

カム部材40は円環状であり、上述のように円周に沿って絞り羽根30の数に対応して9本のカム41が形成され、各絞り羽根30のカムフォロア32がカム41に挿入されている。

0017

カム部材40の外周の一部はプレス板側(Zプラス側)に円周壁45が形成され、その円周壁45から、さらにプレス板側(Zプラス側)に延びる複数の突部43が設けられている。この突部43は、上述したプレス板10の切り欠き15に係合される。そして、カム部材40は、プレス板10に対して切り欠き15の幅だけ回転可能になっている。

0018

カム部材40の絞り羽根30に対する対向面44は、回転部材20の絞り羽根30に対する対向面の面積より大きい。また、カム部材40は樹脂材料により成型されており、非導電性である。したがって、絞り羽根30は、非導電性の回転部材20とカム部材40との間に挟まれるように配置されており、発生した静電気が除電できない構成となっている。
そして、この対向面44における、絞り羽根30と対向している領域(対向領域44a)は、絞り羽根30のカム部材40に対する対向面34の面精度より粗く形成されている。この、面精度を粗くする方法については特に限定はないが、一例として、樹脂成型の場合、金型の面精度をしぼ打ちサンドブラスト処理することにより成型後の面精度を粗くすることが挙げられる。

0019

本実施形態の面の粗さは、一例としてRaが約0.5μm、Rzが約3.6μmである。Raが0.3〜3.99μm程度の粗さの場合、絞り羽根30の塗装はがれアルマイトはがれは起きずに耐久性に影響しない。この粗さの範囲より平面度が粗い場合、絞り込み動作の際、絞り羽根30とカム部材40とで耐摩耗性劣化する。
このRaは、算術平均粗さで、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さlだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線の方向にx軸を、縦倍率の方向にy軸を取り、粗さ曲線をy=f(χ)で表したときに、次の式によって求められる値をマイクロメートル(μm)で表したものをいう。

0020

また、Rzは、十点平均粗さで、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さだけを抜き取り、この抜取り部分の平均線から縦倍率の方向に測定した、最も高い山頂から5番目までの山頂の標高(Yp)の絶対値の平均値と、最も低い谷底から5番目までの谷底の標高(Yv)の絶対値の平均値との和を求め、この値をマイクロメートル(μm)で表したものをいう。

0021

カム部材40の対向面44における対向領域44aは、対向面44全体ではない。対向面44における円周壁45のプレス板側面、及びその円周壁45と同径の円周壁45が設けられていない領域46は、面精度は粗くされていない。

0022

領域46は、上述の球状突起26aと当接し、光軸方向の位置決めとなり、かつ、球状突起26aはその領域46上を擦動する。本実施形態によると、上述の球状突起26aと当接する領域46の面精度は粗くされていないので、位置決めや摺動に支障がない。

0023

次に、この絞り装置100の動作について説明する。
制御部70からのパルス信号によりステッピングモータ50が回転駆動されると、ピニオンギア51が回転し、ピニオンギア51と噛合するセグメントギア25が設けられた回転部材20が回転する。回転部材20の孔22には、絞り羽根30の支持部31が挿入されている。一方、絞り羽根30のカムフォロア32は、カム部材40のカム41に挿入されている。ステッピングモータ50が回転すると、回転部材20が回転し、それとともに絞り羽根30が回転する。その際、絞り羽根30のカムフォロア32は、支持部31を支点としてカム41に沿って移動し、9枚の絞り羽根30の湾曲した一片によって形成される開口33の大きさが調整される。

0024

ここで、絞り羽根30は開口33の大きさを調整すべく絞り込み動作を繰り返す。このため、絞り羽根30同士が摩擦し、帯電する。
本実施形態と異なり、カム部材40の対向領域44aの面精度に対して粗くする処理がなされていない場合、たとえば以下のような弊害が生じる。
(1)絞り羽根30同士がクーロン力により引き合ってしまい光量調整ができなくなる。
(2)絞り羽根30同士やカム部材40がクーロン力により引き合うことによりモータ等の駆動源負荷がかかる。
(3)クーロン力によるカム部材40と絞り羽根30との擦れによりカム部材40が削れ、細かな粒子ゴミが発生してしまう。

0025

しかし、互いに接触するもの接触面に多数の微細凹凸があると、電荷が移動できるような有効接触面積が減少するため、接触によって発生する電荷量は減少する。
本実施形態ではカム部材40の表面は非導電性であるが、カム部材40の表面内に多数の微細凹凸を設けて面精度が粗くされている。したがって、静電気が発生しにくい。このため、上記(1)から(4)の現象が生じにくくなる。
このように、カム部材40の面精度を粗くするだけで静電気の弊害防止ができるので、回転部材20やカム部材40に導電性を持たせる必要がなくなる。よって、回転部材20やカム部材40の材質選択肢が増えるという効果がある。

0026

また、実施形態では、カム部材40の絞り羽根に対向する部分と同一平面の領域において、円環形状の領域のみ面精度を粗くし、その他の領域(カム溝領域や外側領域)の面精度は粗くしていない。
さらに、回転部材20の球状突起26aと当接する領域46は粗くされていないので、光軸方向の位置決めや擦動に支障が生じない。
また、実施形態では、カム部材40の絞り羽根30に対向する面の面精度を荒くしたが、回転部材20の絞り羽根30に対向する面の面精度は、荒くしてもしなくても良い。カム部材40の絞り羽根30に対向する面の面積は、回転部材20の絞り羽根30に対向する面の面積より大きいので、回転部材20とカム部材40との一方のみの面精度を荒くする場合、面積の大きいカム部材40の面精度を荒くした方が効果が高い。

0027

また、絞り羽根30は金属で製造されているので、絞り羽根30の平面度、剛性を向上させることが可能である。
絞り羽根30を金属で構成することができるので、特に、光路開口面積が大きくなる傾向のあるレンズ鏡筒200(望遠レンズ大口径レンズなど)において、絞り羽根30を金属から形成して光路調整の精度を上げることができる。

0028

変形形態
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
本実施形態では、カム部材40の絞り羽根に対向する部分だけ面精度を粗くすればよいが、カム部材40の絞り羽根に対向する面の全面の面精度を粗くしてもよい。または、カム部材40の絞り羽根に対向する頻度が多い内周側の領域のみ面精度を荒くしても良い。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

0029

10:プレス板、20:回転部材、22:孔、26:突出部、26a:球状突起、30:絞り羽根、34:面、40:カム部材、42:光路開口、44:対向面、44a:対向領域、45:円周壁、200:レンズ鏡筒

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