JP2019200430A - 絞りユニット、レンズ鏡筒及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【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。
【選択図】図３

Description

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。

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、カーボン繊維を混入し、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）。

特開２０１２‐９３６１８号公報

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。

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。

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において撮影者が光軸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。

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、被写体の光学像を電気信号に変換する撮像部３０２とを備える。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

絞り羽根３０は、薄板状部材で形成され、一辺が略直線で、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、アルミニウムをアルマイト処理と潤滑塗装を施し、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。

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。

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。

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や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。

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の塗装はがれや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とで耐摩耗性が劣化する。
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。

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。

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。

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。

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。

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に負荷がかかる。
（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、細かな粒子のゴミが発生してしまう。

しかし、互いに接触するもの接触面に多数の微細な凹凸があると、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の材質の選択肢が増えるという効果がある。

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。

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（望遠レンズや大口径レンズなど）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。

（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。

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

Claims (11)

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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。

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