絞り装置
【課題】開口の口径が最小となる最小絞り時で羽根の停止位置の精度を維持しつつ羽根が小型化された絞り装置を提供することを課題とする。
【解決手段】絞り装置１において、駆動リング６０は、従動ピン６６を有し、伝達部材２０は、従動ピン６６と係合するカム溝２６を有し、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係は、非線形であり、開口５１の口径が最小となる最小絞り時での駆動リング６０の最小絞り停止位置と前記最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔よりも大きい。
【解決手段】絞り装置１において、駆動リング６０は、従動ピン６６を有し、伝達部材２０は、従動ピン６６と係合するカム溝２６を有し、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係は、非線形であり、開口５１の口径が最小となる最小絞り時での駆動リング６０の最小絞り停止位置と前記最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔よりも大きい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板に形成された開口の口径を複数の羽根により絞る絞り装置が開示されている。ステップモータから駆動リングを介して羽根に動力が伝達される。ステップモータから駆動リングへの動力の伝達は、駆動リングに形成された歯部や、または歯車などを介して行なわれる。駆動リングから羽根への動力の伝達は、駆動リングに形成された駆動ピンと羽根に形成されたカム溝とが係合することに行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７５１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絞り装置に採用されるステップモータのロータは、所定のステップ角度毎に停止可能である。ロータの停止可能な位置は複数設定されている。ロータが停止すると、駆動リングが停止し羽根も停止する。開口の絞り口径は、羽根の停止位置に応じて画定される。
【０００５】
ロータからの動力は、一般的に歯車などによって駆動リングへと伝達される。従って、ロータの回転角度と駆動リングの回転角度とは線形の関係にある。このため、ロータの隣接する停止可能な位置の間隔は一定であるので、駆動リングの隣接する停止可能な位置の間隔も一定である。
【０００６】
一方、ロータの停止に連動して停止する羽根の停止位置の間隔は、開口の口径を小さく絞るほど小さくなるように設定されている。これは、開口の口径を小さく絞るほど、羽根の回転支点に対して駆動リングの駆動ピンが遠ざかるように駆動リングが動くことにより実現される。羽根の回転支点と駆動リングの駆動ピンとの間隔が大きいほど、駆動ピンの一定角度の回転に対して、回転支点周りの羽根の回転角度は小さくなるからである。
【０００７】
駆動リングが本来の停止可能位置よりもずれて停止した場合には、羽根も本来の停止位置よりずれて停止するので、開口の口径に影響を与える。特に、開口の口径が最小となる最小絞り時にこのように停止位置がずれると、開口の口径の精度に大きな影響を与える。開口の口径精度への影響をできるだけ少なくするためには、駆動リングの停止可能位置の間隔をできる限り大きく設定し、最小絞り時における羽根の回転支点と駆動リングの駆動ピンとの間隔をできる限り大きく設定することが望ましい。このように設定することにより、最小絞り時には、駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔に比して、羽根の隣接する停止可能位置の間隔は最小となる。これにより、最小絞り時で駆動リングの停止位置がずれた場合であっても、羽根の停止位置のずれには影響が少なくて済む。
【０００８】
ここで、駆動リングの停止位置の間隔は、駆動リングの移動範囲の全体に亘って一定である。これは、上述したように、ステップモータの停止可能な位置の間隔も一定であり、駆動リングは一般的に歯車を介してステップモータから動力が伝達されるからである。従って、駆動リングの停止可能位置の間隔をできる限り大きく設定すると、駆動リングの移動範囲全体の大きさは大きくなり、駆動ピンの移動範囲全体の大きさも大きくなる。これに伴い、駆動ピンと係合する羽根のカム溝の大きさも大きくする必要がある。これにより、羽根が大型化する。
【０００９】
以上のように、開口の口径が最小となる最小絞り時で羽根の停止位置の精度を維持すると、駆動リングの移動範囲が大型化し、これに伴い羽根も大型化する。
【００１０】
そこで本発明は、開口の口径が最小となる最小絞り時で羽根の停止位置の精度を維持しつつ羽根が小型化された絞り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、開口を有した基板と、歯部を有し、所定のステップ角毎に回転、停止可能なステップモータと、前記歯部と噛合う従動歯部を有し、前記歯部の動力を受けて回転、停止可能な伝達部材と、前記伝達部材の動力を受けて回転、停止可能な駆動リングと、前記駆動リングの動力を受けて前記開口から退避した退避位置又は前記開口の少なくとも一部を覆う絞り位置に停止可能な羽根と、を備え、前記駆動リングは、従動ピンを有し、前記伝達部材は、前記従動ピンと係合するカム溝を有し、前記伝達部材の回転量と前記駆動リングとの回転量との関係は非線形である、絞り装置によって達成できる。
【００１２】
伝達部材の回転量と駆動リングとの回転量とが非線形になるので、伝達部材の隣接する停止可能位置の間隔が一定であっても、駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔は、カム溝と従動ピンとの位置関係によって変更される。これにより絞り口径に応じて、駆動リングの所望の隣接する停止可能位置の間隔を大きくすることにより羽根の停止位置の精度を確保するとともに、間隔を小さくすることにより停止可能位置を減らすことなく、駆動リングの駆動ピンの移動範囲を小さくすることができる。これにより駆動リングの駆動ピンと係合する羽根のカム溝の大きさを小さくでき、羽根の小型化された絞り装置を提供することができる。
【００１３】
上記構成において、前記開口の口径が最小となる最小絞り時での前記駆動リングの最小絞り停止位置と前記最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、前記最小絞り時以外での前記駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔よりも大きい、構成を採用できる。
【００１４】
開口の口径が最小となる最小絞り時での駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ大きめに設定することにより、最小絞り時での羽根の停止位置の精度を確保できる。また、最小絞り時以外での駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ小さめに設定することにより、駆動リングの駆動ピンの移動範囲全体の大きさを小さくすることができる。これにより、駆動リングの駆動ピンと係合する羽根のカム溝の大きさを小さくでき、羽根の小型化を達成できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、開口の口径が最小となる最小絞り時で羽根の停止位置の精度を維持しつつ羽根が小型化された絞り装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例に係る絞り装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、実施例に係る組立後の絞り装置の内部構成を示した正面図である。
【図３】図３は、実施例に係る組立後の絞り装置の内部構成を示した正面図である。
【図４】図４は、実施例に係る組立後の絞り装置の一部分を示した断面図である。
【図５】図５Ａ、５Ｂは、カム溝内での従動ピンの往復動の説明図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂは、カム溝内での従動ピンの往復動の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本実施例に係る駆動装置である絞り装置１を図面を参照して説明する。図１は、実施例に係る絞り装置１の分解斜視図である。絞り装置１は、図面上側を被写体側、下面を結像側としたとき、被写体側から順に、シャッタ基板１０、伝達部材２０、薄板３０、５枚の羽根４０、薄板５０、駆動リング６０、ステップモータ７０、シャッタ基板８０を含む。本実施例に係る絞り装置１がカメラ（光学機器）に採用された場合には、結像側に被写体像を結像するための撮像素子（不図示）が配置されることになる。
【００１８】
伝達部材２０、薄板３０、羽根４０、薄板５０、駆動リング６０、ステップモータ７０は、シャッタ基板１０、８０の両者間に収納される。シャッタ基板１０、薄板３０及び５０、シャッタ基板８０には、それぞれ光路を画定するための開口１１、３１、５１、８１が中央部に形成されている。尚、開口の大きさは、開口１１、８１よりも、開口３１、５１の方が小さい。ステップモータ７０の動力は、伝達部材２０、駆動リング６０を介して、複数の羽根４０に伝達される。詳しくは後述する。また、伝達部材２０と被駆動部材である駆動リング６０により減速機構９０を構成しており、減速機構９０はシャッタ基板１０、８０の両者間に設けられている。
【００１９】
羽根４０に動力が伝達されると、複数の羽根４０は所定位置を支点として揺動する。これにより、開口１１、３１、５１、８１の口径が調整される。口径が調整されることにより、撮像素子へ入射する被写体光の光量が調整される。また、薄板３０は、伝達部材２０と羽根４０との間に配置され、薄板５０は、羽根４０と駆動リング６０との間に配置される。薄板３０、５０は、こられ部材の干渉を回避するために各駆動部品間に配置されている。薄板３０、５０は、シート状に形成されている。
【００２０】
図２、図３は、組立後の絞り装置の内部構成を示した正面図である。尚、図２、図３においては、シャッタ基板１０、薄板３０、５０について省略してある。但し、薄板５０の開口５１については破線で示している。尚、図２は、羽根４０が開口５１から退避した全開状態を示しており、図３は、羽根４０が開口５１に臨む小絞り状態を示している。図４は、組立後の絞り装置の一部分を示した断面図である。
【００２１】
図１、図４に示すように、シャッタ基板８０には、ステップモータ７０を収納するためのモータ室ＡＣが形成されている。またシャッタ基板１０、８０間には、複数の羽根４０を収納するための羽根室ＳＣが形成されている。モータ室ＡＣは、羽根室ＳＣよりも光軸方向の結像側に突出して凹部状に形成されている。ステップモータ７０は、図２乃至図４に示すように、ロータ７２、ステータ７４、コイル７６などから構成される。
【００２２】
ロータ７２は、円筒状に形成され周方向に極性の異なる磁極に着磁されて円筒部７２２と、円筒部７２２と一対に形成された回転軸部７２３とを含む。円筒部７２２と回転軸部７２３とはインサート成形によって一体的に形成されている。円筒部７２２はマグネット樹脂により形成されている。回転軸部７２３は摺動性のよい合成樹脂によって形成されている。例えば、回転軸部７２３はポリアセタール樹脂によって形成されている。また、シャッタ基板８０のモータ室ＡＣ内の支軸８７に立設している。回転軸部７２３は、支軸８７により摺動回転自在に支持されている。これによりロータ７２は、回転自在に支持されている。
【００２３】
尚、固定軸８２は、図２、図３に示すように、駆動リング６０よりも内側に配置されている。これにより、シャッタ基板８０の平面方向での小型化が図られている。また、図２に示すように、シャッタ基板８０の外周には複数の切欠８４が形成されている。切欠８４は、全開状態での羽根４０との干渉を回避している。これによりシャッタ基板８０の小型化が図られている。
【００２４】
図２乃至図４に示すように、ステータ７４は、正面から見てコ字状に形成され、その両腕部にそれぞれ、コイル７６が巻回されている。コイル７６は、不図示のフレキシブルプリント基板に通電可能に接続されている。コイル７６への通電状態により、ステータ７４が励磁される。励磁されたステータ７４とロータ７２との間に発生する磁気吸着力及び反発力によって、ロータ７２が所定量回転する。
【００２５】
また、図２乃至図４に示すように、回転軸部７２３には、ロータカナ部を形成する歯部７２４が一体に形成されている。ロータ７２の回転により歯部７２４がステップモータ７０の動力により回転する。尚、薄板３０には、図１に示すように回転軸部７２３の回転を許容する逃げ孔３７が形成されている。歯部７２４は、伝達部材２０に形成された従動歯部２４と噛合い係合している。伝達部材２０は、図１に示すように略中心に軸孔２３が形成されており、図１乃至図３に示すように、シャッタ基板８０に形成された支軸８３と軸孔２３とが係合して、伝達部材２０は回転自在に支持されている。また、伝達部材２０にはカム溝２６が形成されている。ここで伝達部材２０は、歯部７２４の光軸方向の厚みすなわち、歯部７２４の歯幅より薄いシート状に形成されている。具体的には、伝達部材２０の厚さは、０．０３〜０．１５ｍｍ程度に設定されている。好ましくは、０．０５〜０．１０ｍｍである。ここで、シート状の材料とは、可撓性の有無を問わない。例えば可撓性を有しない、ポリアセタール樹脂やポリエチレンテレフタラート樹脂や金属であってもよい。本実施例において伝達部材２０は、可撓性を有するシート状の部材により形成されている。従動歯部２４は、伝達部材２０の外周の略半周にわたって形成されている。カム溝２６は、軸孔２３を中心として円弧状に形成されている。換言すれば、カム溝２６は従動歯部２４と伝達部材２０の回転中心との間に形成されている。
【００２６】
歯部７２４が回転すると、歯部７２４と従動歯部２４との噛合いにより伝達部材２０が回転する。伝達部材２０が回転すると、カム溝２６と係合する従動ピン（係合ピン）６６が光軸周りに回転する。従動ピン６６は、駆動リング６０に立設されている。図２に示した全開状態から、伝達部材２０が時計方向に回転すると、図３に示すように、従動ピン６６が光軸を中心として反時計方向に公転する。即ち、駆動リング６０が反時計方向に回転する。
【００２７】
また、駆動リング６０には、羽根４０の枚数に対応した数だけ駆動ピン６４が形成されている。駆動ピン６４は、駆動リング６０に略均等の間隔を有して形成されている。駆動ピン６４には、それぞれ羽根４０に形成されたカム溝４４が係合している。また、羽根４０は、図１に示すように軸孔４２が形成されており、それぞれシャッタ基板８０に形成された固定軸８２と係合する。これにより羽根４０は、固定軸８２を支点として揺動可能に支持される。
【００２８】
尚、図１に示すように、シャッタ基板１０、薄板３０、５０のそれぞれには、駆動ピン６４の移動を許容する逃げ孔１４、３４、５４が形成されている。シャッタ基板１０、薄板３０のそれぞれには、従動ピン６６の移動を許容する逃げ孔１６、３６が形成されている。逃げ孔３６は、図１に示すようにＬ字状に形成されている。薄板３０、５０のそれぞれには、固定軸８２が挿入される逃げ孔３２、５２が形成されている。また、シャッタ基板１０の外周には係止爪１９が形成され、シャッタ基板８０の外周には係止爪１９と係合する係止部８９が形成されている。係止爪１９と係止部８９との係合により絞り装置１は組み立てられる。
【００２９】
駆動リング６０が全開状態から反時計方向に回転すると、駆動ピン６４が光軸周りに反時計方向に移動する。これにともない、羽根４０は、固定軸８２を支点として開口５１の中心に近づくように揺動する。このようにして、開口５１の口径が調整される。尚、ステップモータ７０の回転位置を制御することにより、開口５１の口径を連続的に調整できる。
【００３０】
尚、前述したように、開口１１、８１の大きさよりも、開口３１、５１の方が小さく形成されている。また、開口１１、８１は、略同径であり、開口３１、５１も略同径である。従って、全開状態での光量は、開口３１、５１によって画定されている。
【００３１】
図２に示した全開状態においては、従動ピン６６はカム溝２６の一端に接触し、複数の駆動ピン６４はそれぞれ逃げ孔１４、３４、５４の一端に接触する。図３に示した小絞り状態においては、従動ピン６６はカム溝２６の他端に接触し、複数の駆動ピン６４はそれぞれ逃げ孔１４、３４、５４の他端に接触する。以上のようにして、羽根４０の移動を、図２に示した全開状態と図３に示した小絞り状態との間に制限している。このように、複数の箇所で各部材が接触することにより、所定の部品に負荷が集中することを防止している。
【００３２】
以上説明したように、ステップモータ７０からの動力は単一の伝達部材２０を介して駆動リング６０に伝達される。このように、単一の伝達部材２０によってステップモータ７０からの動力が駆動リング６０に伝達されるので、部品点数が削減されている。従来の絞り装置は、複数の歯車を介してアクチュエータからの動力を駆動リングに伝達していたが、本実施例に係る絞り装置のように単一の伝達部材２０によって動力を伝達することにより、噛合箇所が歯部７２４と従動歯部２４のみであるため作動音が低減している。また、部品点数が削減されているので製造コストも低く抑えられている。また、部品点数が削減されているので軽量化も達成されている。
【００３３】
また、伝達部材２０と駆動リング６０とのそれぞれに形成されたカム溝２６と従動ピン６６とが係合することにより、ステップモータ７０からの動力が駆動リング６０に伝達される。従来の絞り装置は複数の減速歯車が採用されているため打撃音が大きく、作動音の低減が困難であった。しかしながら、本実施例の絞り装置は、歯車を介さずにカム溝２６と従動ピン６６との係合により動力が伝達されるので、従来のものと比較して作動音が低減している。
【００３４】
また、伝達部材２０は可撓性を有しシート状に薄く形成されている。このため、歯部７２４と従動歯部２４との接触面積も小さく、またさらに伝達部材２０が撓むことにより、歯部７２４と従動歯部２４との噛合時、カム溝２６と従動ピン６６との係合時の衝撃が吸収され、従来の絞り装置よりも作動音が低減されている。また、減速装置９０をシャッタ基板１０、８０間に設けることにより絞り装置１の光軸方向での薄型化が達成されている。
【００３５】
このように作動音が低減されているので、例えば動画撮影機能を有したカメラに本実施例に係る絞り装置を採用した場合、動画撮影時に絞り装置の作動音が収録されてしまうような恐れを回避できる。また、部品点数も削減されているので、例えば携帯可能な電子機器に本実施例に係る絞り装置を採用した場合、軽量化を達成でき、またこれにより耐衝撃性能を改善することができる。
【００３６】
また、伝達部材２０はシート状に薄厚に形成されている。従って、従来とは異なる、光軸方向に減速歯車が重ならない構成によって、絞り装置の薄型化が図られている。ここで、従来の絞り装置に採用されている減速歯車を薄く形成することも考えられる。従来の絞り装置に採用される減速歯車は、軸方向に大径歯部と小径歯部とを有している。従ってこのような減速歯車を薄く形成した場合であっても、大径歯部と小径歯部との厚み分は必要となってしまう。
【００３７】
また、図４に示すように、シート状の伝達部材２０を採用することにより、ステップモータ７０の光軸方向の厚み内に、伝達部材２０、羽根４０、駆動リング６０を配置することができる。換言すれば、ステップモータ７０の真横に伝達部材２０、羽根４０、駆動リング６０を配置することができる。さらに言えば、伝達部材２０は歯部７２４の歯幅よりも薄い。これによっても、絞り装置の光軸方向での薄型化が達成されている。
【００３８】
また、図２、図３に示すように、伝達部材２０の少なくとも一部分は、羽根４０及び駆動リング６０と光軸方向で重なっている。これにより、光軸方向に垂直な平面方向での小型化が達成されている。また前述したように伝達部材２０はシート状に形成されているので、伝達部材２０の一部が羽根４０及び駆動リング６０と光軸方向に重なった場合であっても、光軸方向の薄型化が維持される。また、伝達部材２０と駆動リング６０とを光軸方向に重ねて配置することができるのは、伝達部材２０と駆動リング６０とは、カム溝２６と従動ピン６６との係合によって動力が伝達されるからである。
【００３９】
このように薄型化が維持されているので、本実施例に係る絞り装置は携帯電話などの小型な電子機器への採用が適している。
【００４０】
また、羽根４０及び駆動リング６０と光軸方向に重なるように伝達部材２０を配置できるので、伝達部材２０の平面方向での大きさを大きくすることができる。これにより、従動歯部２４のピッチ円半径を大きくすることができる。これにより、ロータ７２と伝達部材２０との間の減速比を大きくすることができる。減速比を大きくすることにより、ステップモータ７０の動力をより減速して駆動リング６０へと伝達することができ、これにより羽根４０の位置精度も向上する。従って、口径の制御精度も向上する。
【００４１】
また、図１乃至図４に示すように、本実施例に係る減速機構９０は、被駆動部材である駆動リング６０と、ステップモータ７０からの動力を駆動リング６０に伝達する伝達部材２０とにより構成されている。駆動リング６０は、係合ピンである従動ピン６６を有している。また伝達部材２０は、ステップモータ７０からの動力であるロータカナ部を形成する歯部７２４と係合する従動歯部２４を有している。さらに伝達部材２０の厚みは、歯部７２４の歯幅より薄く、可撓性を有するシート状に形成されている。またさらに伝達部材２０は、ステップモータ７０からの動力が伝達される従動歯部２４と、従動ピン６６と係合するカム溝２６とを有しており、シャッタ基板８０に形成された支軸８３と軸孔２３とが係合して回転可能に支持されている。
【００４２】
この構成により減速機構９０は、単一の伝達部材２０によりステップモータ７０からの動力が駆動リング６０に伝達されるので、部品点数が削減されると共に噛合箇所も減り、これに伴って作動音も低減する。また、伝達部材２０は歯部７２４の歯幅より薄いシート状に構成されているので減速機構９０が薄型化される。また伝達部材２０は、可撓性を有しているので、歯部７２４と従動歯部２４との噛合時、カム溝２６と従動ピン６６との係合時の衝撃が吸収され作動音がさらに低減される。また、部品点数が削減されているので低コストを維持でき、軽量化が達成できる。
【００４３】
次に、絞り装置１の構成について再度簡単に説明する。
ステップモータ７０は、歯部７２４を有し、ロータ７２は、所定のステップ角毎に回転、停止可能する。伝達部材２０は、歯部７２４と噛合う従動歯部２４を有し、ロータ７２の動力を受けて回転、停止可能である。駆動リング６０は、伝達部材２０の動力を受けて回転、停止可能である。羽根４０は、駆動リング６０の動力を受けて開口５１から退避した退避位置又は開口５１の少なくとも一部を覆う絞り位置に停止可能である。
【００４４】
羽根４０は、ロータ７２の停止に連動して停止する。従って、開口５１の口径を複数の段階にわたって画定できる。図３は、開口５１の口径が最も小さくなる最小絞り時の絞り装置１を示している。伝達部材２０、駆動リング６０、羽根４０は、それぞれ、移動範囲全体の中で、停止可能な位置が複数設定されている。羽根４０の停止可能位置の間隔は、開口５１の中心に近づくほど小さくなる。
【００４５】
ここで、カム溝２６は、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係が非線形になるように形成されている。この理由は以下による。歯部を介して２つの部材の回転を連動させた場合には２つの部材の噛合い点は移動することはない。しかしながら、従動ピン６６はカム溝２６内で移動するので、従動ピン６６とカム溝２６との位置関係は伝達部材２０の回転によって変化する。このため、従動ピン６６とカム溝２６との位置関係が変更されることにより、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係は非線形になる。また、カム溝２６の形状も、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係が線形にならないように形成されている。
【００４６】
上記の構成をより詳細に説明する。本実施例に係る絞り装置１において、カム溝２６は、最小絞り時での駆動リング６０の最小絞り停止位置と最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔が、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔よりも大きくなるように駆動リング６０を回転させ、また、駆動リング６０の停止可能位置の間隔は、羽根４０が退避位置から絞り位置へ移動するように駆動リング６０が移動するにつれて大きくなるように駆動リング６０を回転させる形状となっている。このように、伝達部材２０の隣接する停止可能位置の間隔が一定であっても、駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔は変動するようにカム溝２６を形成している。
【００４７】
上述したように、伝達部材２０の所定の回転角度に対する駆動リング６０の回転角度は、カム溝２６と従動ピン６６との位置関係によって変わる。これにより、伝達部材２０の隣接する停止可能位置の間隔が一定であっても、駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔は、カム溝２６と従動ピン６６との位置関係によって変わる。この構成により、駆動リング６０の停止可能位置の間隔をカム溝２６の形状を変えることにより変更することができるので、不必要に駆動リング６０の移動範囲を大きくすることがなくなり、駆動リング６０の駆動ピン６４と係合する羽根４０のカム溝４４の大きさを小さくでき、羽根４０の大型化を抑制できる。これにより絞り装置１の小型化を図ることができる。
【００４８】
最小絞り時での駆動リング６０の最小絞り停止位置と最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔よりも大きく設定されている。
【００４９】
開口５１の口径が最小となる最小絞り時での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ大きめに設定することにより、最小絞り時での羽根４０の停止位置の精度を確保できる。この理由は、最小絞り時には、駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔に比して、羽根４０の隣接する停止可能位置の間隔は最小となり、最小絞り時で駆動リング６０の停止位置が本来の位置からずれた場合であっても、羽根４０の停止位置のずれには影響が少なくて済むからである。
【００５０】
また、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ小さめに設定することにより、駆動リング６０の駆動ピン６４の移動範囲全体の大きさを小さくすることができる。これにより、駆動リング６０の駆動ピン６４と係合する羽根４０のカム溝４４の大きさを小さくでき、羽根４０の大型化を抑制できる。これにより絞り装置１の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、駆動リング６０の停止可能位置の間隔は、羽根４０が退避位置から絞り位置へ移動するように駆動リング６０が移動するにつれて大きくなる。駆動リング６０が本来の停止位置からずれて停止した場合、駆動リング６０の停止可能位置の間隔が大きいほど、停止可能位置の間隔に対する相対的なずれ量は小さくなる。駆動リング６０の停止可能な位置の間隔を、絞り位置へ移動するにつれて大きくなるように設定することにより、絞り位置に移動するにつれて駆動リング６０の相対的なずれ量は小さくなる。これにより、絞り位置での駆動リング６０の停止位置のずれによる羽根４０への影響を小さくすることができる。
【００５２】
また、図２、図３に示すように、駆動ピン６４と羽根４０の回転支点である固定軸８２との距離Ｄ１は、羽根４０が退避位置にある場合よりも絞り位置にある場合の方が長い。羽根４０が退避位置にある場合よりも絞り位置にある場合の方が駆動ピン６４と固定軸８２との距離Ｄ１が長いため駆動リング６０の停止位置が本来の位置からずれた場合であっても、羽根４０の停止位置のずれには影響が少なくなるので、絞り位置での駆動リング６０の停止位置のずれによる羽根４０への影響を小さくすることができる。これにより、開口５１の口径を精度よく絞ることができる。
【００５３】
また、上述したように図２に示すように羽根４０が退避位置にある場合の距離Ｄ１は短く、羽根４０が絞り位置にある場合の距離Ｄ１は長い。これにより、ステップモータ７０の所定のステップ角の回転に対応して退避位置に移動する際の羽根４０の移動量は、ステップモータ７０の所定のステップ角の回転に対応して絞り位置に移動する際の羽根４０の移動量よりも大きい。絞り装置１においては駆動リング６０の停止位置が本来の位置からずれた場合、絞り位置より退避位置の方が羽根４０の移動量が大きくなるように構成されている。ここで、図２に示すように、退避位置において羽根４０は開口５１から十分に余裕をもった距離を有して退避している。したがって、駆動リング６０の停止位置ずれによる絞り精度の影響を最小限に抑えることができる。
【００５４】
図２、図３に示すように、従動ピン６６と伝達部材２０の回転支点である支軸８３との距離Ｄ２は、羽根４０が絞り位置にある場合よりも退避位置にある場合の方が短い。上述したように、退避位置へ移動する際の羽根の移動量は大きいので、駆動リング６０及び伝達部材２０は、羽根４０を退避位置へ移動させる際に負荷がかかる。しかしながら、従動ピン６６と伝達部材２０の回転支点である支軸８３との距離は、羽根４０が退避位置にある場合は短くなる。従動ピン６６と伝達部材２０の回転支点との距離が短いほど、伝達部材２０は少ないトルクで駆動リング６０を駆動させることができる。これにより、複数の羽根４０をスムーズに退避位置へと移動させることができる。
【００５５】
次に、カム溝２６内での従動ピン６６の往復動について説明する。図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂは、カム溝２６内での従動ピン６６の往復動の説明図である。図５Ａ、５Ｂは、従動ピン６６がカム溝２６の一端に当接した状態を示しており、図６Ａ、６Ｂは、従動ピン６６が２３の一端から離れた状態を示している。図５Ｂ、６Ｂは、それぞれ図５Ａ，図６Ａの従動ピン６６周辺の拡大図である。
【００５６】
図６Ａ、６Ｂは、羽根４０が開口５１の中心Ｃから最も離れた状態を示している。図５Ａ、５Ｂは、羽根４０が開口５１の中心Ｃから最も離れる直前の状態を示している。図５Ａ、５Ｂに示した状態から伝達部材２０が更に反時計方向に移動することにより、駆動リング６０が時計方向に移動して、図６Ａ、６Ｂに示した状態に移行する。即ち、図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂは、羽根４０が絞り位置から退避位置へと移行する途中の状態を示している。
【００５７】
図５Ａ、５Ｂに示すように、羽根４０が開口５１から完全に退避する直前で、従動ピン６６はカム溝２６の一端２６ａに当接する。ここで、開口５１の中心Ｃと支軸８３とを結ぶ仮想線をＬとする。図５Ｂに示すように、この状態では仮想線Ｌは従動ピン６６の中心を略通過している。図５Ａ，５Ｂに示した状態から、さらにロータ７２が回転し伝達部材２０が反時計方向に回転することにより駆動リング６０は図６Ｂに示すように時計方向ＣＤへと回転する。図６Ｂに示すように、従動ピン６６は時計方向ＣＤへと回転して、羽根４０は開口５１の中心Ｃから最も離れた状態となる。この際に、従動ピン６６は、一端２６ａから距離ＣＲだけ離れてカム溝２６の他端側へと移動する。
【００５８】
このように、従動ピン６６は、駆動リング６０が時計方向ＣＤへ回転している間に、カム溝２６の他端から一端２６ａへ移動して一端２６ａに当接して、再びカム溝２６の他端側へと移動する。従動ピン６６がカム溝２６の一部分を往復することにより、カム溝２６の全体の長さが長くなることを防止している。従って、伝達部材２０の小型化が達成されている。これにより、絞り装置１全体も小型化が達成されている。
【００５９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、８０ シャッタ基板
１１、３１、５１、８１ 開口
２０ 伝達部材
２４ 従動歯部
２６ カム溝
４０ 羽根
４４ カム溝
６０ 駆動リング
６４ 駆動ピン
６６ 従動ピン
７０ ステップモータ
７２ ロータ
９０ 減速機構
ＡＣ モータ室
ＳＣ 羽根室
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、基板に形成された開口の口径を複数の羽根により絞る絞り装置が開示されている。ステップモータから駆動リングを介して羽根に動力が伝達される。ステップモータから駆動リングへの動力の伝達は、駆動リングに形成された歯部や、または歯車などを介して行なわれる。駆動リングから羽根への動力の伝達は、駆動リングに形成された駆動ピンと羽根に形成されたカム溝とが係合することに行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２７５１７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
絞り装置に採用されるステップモータのロータは、所定のステップ角度毎に停止可能である。ロータの停止可能な位置は複数設定されている。ロータが停止すると、駆動リングが停止し羽根も停止する。開口の絞り口径は、羽根の停止位置に応じて画定される。
【０００５】
ロータからの動力は、一般的に歯車などによって駆動リングへと伝達される。従って、ロータの回転角度と駆動リングの回転角度とは線形の関係にある。このため、ロータの隣接する停止可能な位置の間隔は一定であるので、駆動リングの隣接する停止可能な位置の間隔も一定である。
【０００６】
一方、ロータの停止に連動して停止する羽根の停止位置の間隔は、開口の口径を小さく絞るほど小さくなるように設定されている。これは、開口の口径を小さく絞るほど、羽根の回転支点に対して駆動リングの駆動ピンが遠ざかるように駆動リングが動くことにより実現される。羽根の回転支点と駆動リングの駆動ピンとの間隔が大きいほど、駆動ピンの一定角度の回転に対して、回転支点周りの羽根の回転角度は小さくなるからである。
【０００７】
駆動リングが本来の停止可能位置よりもずれて停止した場合には、羽根も本来の停止位置よりずれて停止するので、開口の口径に影響を与える。特に、開口の口径が最小となる最小絞り時にこのように停止位置がずれると、開口の口径の精度に大きな影響を与える。開口の口径精度への影響をできるだけ少なくするためには、駆動リングの停止可能位置の間隔をできる限り大きく設定し、最小絞り時における羽根の回転支点と駆動リングの駆動ピンとの間隔をできる限り大きく設定することが望ましい。このように設定することにより、最小絞り時には、駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔に比して、羽根の隣接する停止可能位置の間隔は最小となる。これにより、最小絞り時で駆動リングの停止位置がずれた場合であっても、羽根の停止位置のずれには影響が少なくて済む。
【０００８】
ここで、駆動リングの停止位置の間隔は、駆動リングの移動範囲の全体に亘って一定である。これは、上述したように、ステップモータの停止可能な位置の間隔も一定であり、駆動リングは一般的に歯車を介してステップモータから動力が伝達されるからである。従って、駆動リングの停止可能位置の間隔をできる限り大きく設定すると、駆動リングの移動範囲全体の大きさは大きくなり、駆動ピンの移動範囲全体の大きさも大きくなる。これに伴い、駆動ピンと係合する羽根のカム溝の大きさも大きくする必要がある。これにより、羽根が大型化する。
【０００９】
以上のように、開口の口径が最小となる最小絞り時で羽根の停止位置の精度を維持すると、駆動リングの移動範囲が大型化し、これに伴い羽根も大型化する。
【００１０】
そこで本発明は、開口の口径が最小となる最小絞り時で羽根の停止位置の精度を維持しつつ羽根が小型化された絞り装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的は、開口を有した基板と、歯部を有し、所定のステップ角毎に回転、停止可能なステップモータと、前記歯部と噛合う従動歯部を有し、前記歯部の動力を受けて回転、停止可能な伝達部材と、前記伝達部材の動力を受けて回転、停止可能な駆動リングと、前記駆動リングの動力を受けて前記開口から退避した退避位置又は前記開口の少なくとも一部を覆う絞り位置に停止可能な羽根と、を備え、前記駆動リングは、従動ピンを有し、前記伝達部材は、前記従動ピンと係合するカム溝を有し、前記伝達部材の回転量と前記駆動リングとの回転量との関係は非線形である、絞り装置によって達成できる。
【００１２】
伝達部材の回転量と駆動リングとの回転量とが非線形になるので、伝達部材の隣接する停止可能位置の間隔が一定であっても、駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔は、カム溝と従動ピンとの位置関係によって変更される。これにより絞り口径に応じて、駆動リングの所望の隣接する停止可能位置の間隔を大きくすることにより羽根の停止位置の精度を確保するとともに、間隔を小さくすることにより停止可能位置を減らすことなく、駆動リングの駆動ピンの移動範囲を小さくすることができる。これにより駆動リングの駆動ピンと係合する羽根のカム溝の大きさを小さくでき、羽根の小型化された絞り装置を提供することができる。
【００１３】
上記構成において、前記開口の口径が最小となる最小絞り時での前記駆動リングの最小絞り停止位置と前記最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、前記最小絞り時以外での前記駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔よりも大きい、構成を採用できる。
【００１４】
開口の口径が最小となる最小絞り時での駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ大きめに設定することにより、最小絞り時での羽根の停止位置の精度を確保できる。また、最小絞り時以外での駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ小さめに設定することにより、駆動リングの駆動ピンの移動範囲全体の大きさを小さくすることができる。これにより、駆動リングの駆動ピンと係合する羽根のカム溝の大きさを小さくでき、羽根の小型化を達成できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、開口の口径が最小となる最小絞り時で羽根の停止位置の精度を維持しつつ羽根が小型化された絞り装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、実施例に係る絞り装置の分解斜視図である。
【図２】図２は、実施例に係る組立後の絞り装置の内部構成を示した正面図である。
【図３】図３は、実施例に係る組立後の絞り装置の内部構成を示した正面図である。
【図４】図４は、実施例に係る組立後の絞り装置の一部分を示した断面図である。
【図５】図５Ａ、５Ｂは、カム溝内での従動ピンの往復動の説明図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂは、カム溝内での従動ピンの往復動の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本実施例に係る駆動装置である絞り装置１を図面を参照して説明する。図１は、実施例に係る絞り装置１の分解斜視図である。絞り装置１は、図面上側を被写体側、下面を結像側としたとき、被写体側から順に、シャッタ基板１０、伝達部材２０、薄板３０、５枚の羽根４０、薄板５０、駆動リング６０、ステップモータ７０、シャッタ基板８０を含む。本実施例に係る絞り装置１がカメラ（光学機器）に採用された場合には、結像側に被写体像を結像するための撮像素子（不図示）が配置されることになる。
【００１８】
伝達部材２０、薄板３０、羽根４０、薄板５０、駆動リング６０、ステップモータ７０は、シャッタ基板１０、８０の両者間に収納される。シャッタ基板１０、薄板３０及び５０、シャッタ基板８０には、それぞれ光路を画定するための開口１１、３１、５１、８１が中央部に形成されている。尚、開口の大きさは、開口１１、８１よりも、開口３１、５１の方が小さい。ステップモータ７０の動力は、伝達部材２０、駆動リング６０を介して、複数の羽根４０に伝達される。詳しくは後述する。また、伝達部材２０と被駆動部材である駆動リング６０により減速機構９０を構成しており、減速機構９０はシャッタ基板１０、８０の両者間に設けられている。
【００１９】
羽根４０に動力が伝達されると、複数の羽根４０は所定位置を支点として揺動する。これにより、開口１１、３１、５１、８１の口径が調整される。口径が調整されることにより、撮像素子へ入射する被写体光の光量が調整される。また、薄板３０は、伝達部材２０と羽根４０との間に配置され、薄板５０は、羽根４０と駆動リング６０との間に配置される。薄板３０、５０は、こられ部材の干渉を回避するために各駆動部品間に配置されている。薄板３０、５０は、シート状に形成されている。
【００２０】
図２、図３は、組立後の絞り装置の内部構成を示した正面図である。尚、図２、図３においては、シャッタ基板１０、薄板３０、５０について省略してある。但し、薄板５０の開口５１については破線で示している。尚、図２は、羽根４０が開口５１から退避した全開状態を示しており、図３は、羽根４０が開口５１に臨む小絞り状態を示している。図４は、組立後の絞り装置の一部分を示した断面図である。
【００２１】
図１、図４に示すように、シャッタ基板８０には、ステップモータ７０を収納するためのモータ室ＡＣが形成されている。またシャッタ基板１０、８０間には、複数の羽根４０を収納するための羽根室ＳＣが形成されている。モータ室ＡＣは、羽根室ＳＣよりも光軸方向の結像側に突出して凹部状に形成されている。ステップモータ７０は、図２乃至図４に示すように、ロータ７２、ステータ７４、コイル７６などから構成される。
【００２２】
ロータ７２は、円筒状に形成され周方向に極性の異なる磁極に着磁されて円筒部７２２と、円筒部７２２と一対に形成された回転軸部７２３とを含む。円筒部７２２と回転軸部７２３とはインサート成形によって一体的に形成されている。円筒部７２２はマグネット樹脂により形成されている。回転軸部７２３は摺動性のよい合成樹脂によって形成されている。例えば、回転軸部７２３はポリアセタール樹脂によって形成されている。また、シャッタ基板８０のモータ室ＡＣ内の支軸８７に立設している。回転軸部７２３は、支軸８７により摺動回転自在に支持されている。これによりロータ７２は、回転自在に支持されている。
【００２３】
尚、固定軸８２は、図２、図３に示すように、駆動リング６０よりも内側に配置されている。これにより、シャッタ基板８０の平面方向での小型化が図られている。また、図２に示すように、シャッタ基板８０の外周には複数の切欠８４が形成されている。切欠８４は、全開状態での羽根４０との干渉を回避している。これによりシャッタ基板８０の小型化が図られている。
【００２４】
図２乃至図４に示すように、ステータ７４は、正面から見てコ字状に形成され、その両腕部にそれぞれ、コイル７６が巻回されている。コイル７６は、不図示のフレキシブルプリント基板に通電可能に接続されている。コイル７６への通電状態により、ステータ７４が励磁される。励磁されたステータ７４とロータ７２との間に発生する磁気吸着力及び反発力によって、ロータ７２が所定量回転する。
【００２５】
また、図２乃至図４に示すように、回転軸部７２３には、ロータカナ部を形成する歯部７２４が一体に形成されている。ロータ７２の回転により歯部７２４がステップモータ７０の動力により回転する。尚、薄板３０には、図１に示すように回転軸部７２３の回転を許容する逃げ孔３７が形成されている。歯部７２４は、伝達部材２０に形成された従動歯部２４と噛合い係合している。伝達部材２０は、図１に示すように略中心に軸孔２３が形成されており、図１乃至図３に示すように、シャッタ基板８０に形成された支軸８３と軸孔２３とが係合して、伝達部材２０は回転自在に支持されている。また、伝達部材２０にはカム溝２６が形成されている。ここで伝達部材２０は、歯部７２４の光軸方向の厚みすなわち、歯部７２４の歯幅より薄いシート状に形成されている。具体的には、伝達部材２０の厚さは、０．０３〜０．１５ｍｍ程度に設定されている。好ましくは、０．０５〜０．１０ｍｍである。ここで、シート状の材料とは、可撓性の有無を問わない。例えば可撓性を有しない、ポリアセタール樹脂やポリエチレンテレフタラート樹脂や金属であってもよい。本実施例において伝達部材２０は、可撓性を有するシート状の部材により形成されている。従動歯部２４は、伝達部材２０の外周の略半周にわたって形成されている。カム溝２６は、軸孔２３を中心として円弧状に形成されている。換言すれば、カム溝２６は従動歯部２４と伝達部材２０の回転中心との間に形成されている。
【００２６】
歯部７２４が回転すると、歯部７２４と従動歯部２４との噛合いにより伝達部材２０が回転する。伝達部材２０が回転すると、カム溝２６と係合する従動ピン（係合ピン）６６が光軸周りに回転する。従動ピン６６は、駆動リング６０に立設されている。図２に示した全開状態から、伝達部材２０が時計方向に回転すると、図３に示すように、従動ピン６６が光軸を中心として反時計方向に公転する。即ち、駆動リング６０が反時計方向に回転する。
【００２７】
また、駆動リング６０には、羽根４０の枚数に対応した数だけ駆動ピン６４が形成されている。駆動ピン６４は、駆動リング６０に略均等の間隔を有して形成されている。駆動ピン６４には、それぞれ羽根４０に形成されたカム溝４４が係合している。また、羽根４０は、図１に示すように軸孔４２が形成されており、それぞれシャッタ基板８０に形成された固定軸８２と係合する。これにより羽根４０は、固定軸８２を支点として揺動可能に支持される。
【００２８】
尚、図１に示すように、シャッタ基板１０、薄板３０、５０のそれぞれには、駆動ピン６４の移動を許容する逃げ孔１４、３４、５４が形成されている。シャッタ基板１０、薄板３０のそれぞれには、従動ピン６６の移動を許容する逃げ孔１６、３６が形成されている。逃げ孔３６は、図１に示すようにＬ字状に形成されている。薄板３０、５０のそれぞれには、固定軸８２が挿入される逃げ孔３２、５２が形成されている。また、シャッタ基板１０の外周には係止爪１９が形成され、シャッタ基板８０の外周には係止爪１９と係合する係止部８９が形成されている。係止爪１９と係止部８９との係合により絞り装置１は組み立てられる。
【００２９】
駆動リング６０が全開状態から反時計方向に回転すると、駆動ピン６４が光軸周りに反時計方向に移動する。これにともない、羽根４０は、固定軸８２を支点として開口５１の中心に近づくように揺動する。このようにして、開口５１の口径が調整される。尚、ステップモータ７０の回転位置を制御することにより、開口５１の口径を連続的に調整できる。
【００３０】
尚、前述したように、開口１１、８１の大きさよりも、開口３１、５１の方が小さく形成されている。また、開口１１、８１は、略同径であり、開口３１、５１も略同径である。従って、全開状態での光量は、開口３１、５１によって画定されている。
【００３１】
図２に示した全開状態においては、従動ピン６６はカム溝２６の一端に接触し、複数の駆動ピン６４はそれぞれ逃げ孔１４、３４、５４の一端に接触する。図３に示した小絞り状態においては、従動ピン６６はカム溝２６の他端に接触し、複数の駆動ピン６４はそれぞれ逃げ孔１４、３４、５４の他端に接触する。以上のようにして、羽根４０の移動を、図２に示した全開状態と図３に示した小絞り状態との間に制限している。このように、複数の箇所で各部材が接触することにより、所定の部品に負荷が集中することを防止している。
【００３２】
以上説明したように、ステップモータ７０からの動力は単一の伝達部材２０を介して駆動リング６０に伝達される。このように、単一の伝達部材２０によってステップモータ７０からの動力が駆動リング６０に伝達されるので、部品点数が削減されている。従来の絞り装置は、複数の歯車を介してアクチュエータからの動力を駆動リングに伝達していたが、本実施例に係る絞り装置のように単一の伝達部材２０によって動力を伝達することにより、噛合箇所が歯部７２４と従動歯部２４のみであるため作動音が低減している。また、部品点数が削減されているので製造コストも低く抑えられている。また、部品点数が削減されているので軽量化も達成されている。
【００３３】
また、伝達部材２０と駆動リング６０とのそれぞれに形成されたカム溝２６と従動ピン６６とが係合することにより、ステップモータ７０からの動力が駆動リング６０に伝達される。従来の絞り装置は複数の減速歯車が採用されているため打撃音が大きく、作動音の低減が困難であった。しかしながら、本実施例の絞り装置は、歯車を介さずにカム溝２６と従動ピン６６との係合により動力が伝達されるので、従来のものと比較して作動音が低減している。
【００３４】
また、伝達部材２０は可撓性を有しシート状に薄く形成されている。このため、歯部７２４と従動歯部２４との接触面積も小さく、またさらに伝達部材２０が撓むことにより、歯部７２４と従動歯部２４との噛合時、カム溝２６と従動ピン６６との係合時の衝撃が吸収され、従来の絞り装置よりも作動音が低減されている。また、減速装置９０をシャッタ基板１０、８０間に設けることにより絞り装置１の光軸方向での薄型化が達成されている。
【００３５】
このように作動音が低減されているので、例えば動画撮影機能を有したカメラに本実施例に係る絞り装置を採用した場合、動画撮影時に絞り装置の作動音が収録されてしまうような恐れを回避できる。また、部品点数も削減されているので、例えば携帯可能な電子機器に本実施例に係る絞り装置を採用した場合、軽量化を達成でき、またこれにより耐衝撃性能を改善することができる。
【００３６】
また、伝達部材２０はシート状に薄厚に形成されている。従って、従来とは異なる、光軸方向に減速歯車が重ならない構成によって、絞り装置の薄型化が図られている。ここで、従来の絞り装置に採用されている減速歯車を薄く形成することも考えられる。従来の絞り装置に採用される減速歯車は、軸方向に大径歯部と小径歯部とを有している。従ってこのような減速歯車を薄く形成した場合であっても、大径歯部と小径歯部との厚み分は必要となってしまう。
【００３７】
また、図４に示すように、シート状の伝達部材２０を採用することにより、ステップモータ７０の光軸方向の厚み内に、伝達部材２０、羽根４０、駆動リング６０を配置することができる。換言すれば、ステップモータ７０の真横に伝達部材２０、羽根４０、駆動リング６０を配置することができる。さらに言えば、伝達部材２０は歯部７２４の歯幅よりも薄い。これによっても、絞り装置の光軸方向での薄型化が達成されている。
【００３８】
また、図２、図３に示すように、伝達部材２０の少なくとも一部分は、羽根４０及び駆動リング６０と光軸方向で重なっている。これにより、光軸方向に垂直な平面方向での小型化が達成されている。また前述したように伝達部材２０はシート状に形成されているので、伝達部材２０の一部が羽根４０及び駆動リング６０と光軸方向に重なった場合であっても、光軸方向の薄型化が維持される。また、伝達部材２０と駆動リング６０とを光軸方向に重ねて配置することができるのは、伝達部材２０と駆動リング６０とは、カム溝２６と従動ピン６６との係合によって動力が伝達されるからである。
【００３９】
このように薄型化が維持されているので、本実施例に係る絞り装置は携帯電話などの小型な電子機器への採用が適している。
【００４０】
また、羽根４０及び駆動リング６０と光軸方向に重なるように伝達部材２０を配置できるので、伝達部材２０の平面方向での大きさを大きくすることができる。これにより、従動歯部２４のピッチ円半径を大きくすることができる。これにより、ロータ７２と伝達部材２０との間の減速比を大きくすることができる。減速比を大きくすることにより、ステップモータ７０の動力をより減速して駆動リング６０へと伝達することができ、これにより羽根４０の位置精度も向上する。従って、口径の制御精度も向上する。
【００４１】
また、図１乃至図４に示すように、本実施例に係る減速機構９０は、被駆動部材である駆動リング６０と、ステップモータ７０からの動力を駆動リング６０に伝達する伝達部材２０とにより構成されている。駆動リング６０は、係合ピンである従動ピン６６を有している。また伝達部材２０は、ステップモータ７０からの動力であるロータカナ部を形成する歯部７２４と係合する従動歯部２４を有している。さらに伝達部材２０の厚みは、歯部７２４の歯幅より薄く、可撓性を有するシート状に形成されている。またさらに伝達部材２０は、ステップモータ７０からの動力が伝達される従動歯部２４と、従動ピン６６と係合するカム溝２６とを有しており、シャッタ基板８０に形成された支軸８３と軸孔２３とが係合して回転可能に支持されている。
【００４２】
この構成により減速機構９０は、単一の伝達部材２０によりステップモータ７０からの動力が駆動リング６０に伝達されるので、部品点数が削減されると共に噛合箇所も減り、これに伴って作動音も低減する。また、伝達部材２０は歯部７２４の歯幅より薄いシート状に構成されているので減速機構９０が薄型化される。また伝達部材２０は、可撓性を有しているので、歯部７２４と従動歯部２４との噛合時、カム溝２６と従動ピン６６との係合時の衝撃が吸収され作動音がさらに低減される。また、部品点数が削減されているので低コストを維持でき、軽量化が達成できる。
【００４３】
次に、絞り装置１の構成について再度簡単に説明する。
ステップモータ７０は、歯部７２４を有し、ロータ７２は、所定のステップ角毎に回転、停止可能する。伝達部材２０は、歯部７２４と噛合う従動歯部２４を有し、ロータ７２の動力を受けて回転、停止可能である。駆動リング６０は、伝達部材２０の動力を受けて回転、停止可能である。羽根４０は、駆動リング６０の動力を受けて開口５１から退避した退避位置又は開口５１の少なくとも一部を覆う絞り位置に停止可能である。
【００４４】
羽根４０は、ロータ７２の停止に連動して停止する。従って、開口５１の口径を複数の段階にわたって画定できる。図３は、開口５１の口径が最も小さくなる最小絞り時の絞り装置１を示している。伝達部材２０、駆動リング６０、羽根４０は、それぞれ、移動範囲全体の中で、停止可能な位置が複数設定されている。羽根４０の停止可能位置の間隔は、開口５１の中心に近づくほど小さくなる。
【００４５】
ここで、カム溝２６は、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係が非線形になるように形成されている。この理由は以下による。歯部を介して２つの部材の回転を連動させた場合には２つの部材の噛合い点は移動することはない。しかしながら、従動ピン６６はカム溝２６内で移動するので、従動ピン６６とカム溝２６との位置関係は伝達部材２０の回転によって変化する。このため、従動ピン６６とカム溝２６との位置関係が変更されることにより、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係は非線形になる。また、カム溝２６の形状も、伝達部材２０の回転量と駆動リング６０との回転量との関係が線形にならないように形成されている。
【００４６】
上記の構成をより詳細に説明する。本実施例に係る絞り装置１において、カム溝２６は、最小絞り時での駆動リング６０の最小絞り停止位置と最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔が、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔よりも大きくなるように駆動リング６０を回転させ、また、駆動リング６０の停止可能位置の間隔は、羽根４０が退避位置から絞り位置へ移動するように駆動リング６０が移動するにつれて大きくなるように駆動リング６０を回転させる形状となっている。このように、伝達部材２０の隣接する停止可能位置の間隔が一定であっても、駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔は変動するようにカム溝２６を形成している。
【００４７】
上述したように、伝達部材２０の所定の回転角度に対する駆動リング６０の回転角度は、カム溝２６と従動ピン６６との位置関係によって変わる。これにより、伝達部材２０の隣接する停止可能位置の間隔が一定であっても、駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔は、カム溝２６と従動ピン６６との位置関係によって変わる。この構成により、駆動リング６０の停止可能位置の間隔をカム溝２６の形状を変えることにより変更することができるので、不必要に駆動リング６０の移動範囲を大きくすることがなくなり、駆動リング６０の駆動ピン６４と係合する羽根４０のカム溝４４の大きさを小さくでき、羽根４０の大型化を抑制できる。これにより絞り装置１の小型化を図ることができる。
【００４８】
最小絞り時での駆動リング６０の最小絞り停止位置と最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔よりも大きく設定されている。
【００４９】
開口５１の口径が最小となる最小絞り時での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ大きめに設定することにより、最小絞り時での羽根４０の停止位置の精度を確保できる。この理由は、最小絞り時には、駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔に比して、羽根４０の隣接する停止可能位置の間隔は最小となり、最小絞り時で駆動リング６０の停止位置が本来の位置からずれた場合であっても、羽根４０の停止位置のずれには影響が少なくて済むからである。
【００５０】
また、最小絞り時以外での駆動リング６０の隣接する停止可能位置の間隔をできるだけ小さめに設定することにより、駆動リング６０の駆動ピン６４の移動範囲全体の大きさを小さくすることができる。これにより、駆動リング６０の駆動ピン６４と係合する羽根４０のカム溝４４の大きさを小さくでき、羽根４０の大型化を抑制できる。これにより絞り装置１の小型化を図ることができる。
【００５１】
また、駆動リング６０の停止可能位置の間隔は、羽根４０が退避位置から絞り位置へ移動するように駆動リング６０が移動するにつれて大きくなる。駆動リング６０が本来の停止位置からずれて停止した場合、駆動リング６０の停止可能位置の間隔が大きいほど、停止可能位置の間隔に対する相対的なずれ量は小さくなる。駆動リング６０の停止可能な位置の間隔を、絞り位置へ移動するにつれて大きくなるように設定することにより、絞り位置に移動するにつれて駆動リング６０の相対的なずれ量は小さくなる。これにより、絞り位置での駆動リング６０の停止位置のずれによる羽根４０への影響を小さくすることができる。
【００５２】
また、図２、図３に示すように、駆動ピン６４と羽根４０の回転支点である固定軸８２との距離Ｄ１は、羽根４０が退避位置にある場合よりも絞り位置にある場合の方が長い。羽根４０が退避位置にある場合よりも絞り位置にある場合の方が駆動ピン６４と固定軸８２との距離Ｄ１が長いため駆動リング６０の停止位置が本来の位置からずれた場合であっても、羽根４０の停止位置のずれには影響が少なくなるので、絞り位置での駆動リング６０の停止位置のずれによる羽根４０への影響を小さくすることができる。これにより、開口５１の口径を精度よく絞ることができる。
【００５３】
また、上述したように図２に示すように羽根４０が退避位置にある場合の距離Ｄ１は短く、羽根４０が絞り位置にある場合の距離Ｄ１は長い。これにより、ステップモータ７０の所定のステップ角の回転に対応して退避位置に移動する際の羽根４０の移動量は、ステップモータ７０の所定のステップ角の回転に対応して絞り位置に移動する際の羽根４０の移動量よりも大きい。絞り装置１においては駆動リング６０の停止位置が本来の位置からずれた場合、絞り位置より退避位置の方が羽根４０の移動量が大きくなるように構成されている。ここで、図２に示すように、退避位置において羽根４０は開口５１から十分に余裕をもった距離を有して退避している。したがって、駆動リング６０の停止位置ずれによる絞り精度の影響を最小限に抑えることができる。
【００５４】
図２、図３に示すように、従動ピン６６と伝達部材２０の回転支点である支軸８３との距離Ｄ２は、羽根４０が絞り位置にある場合よりも退避位置にある場合の方が短い。上述したように、退避位置へ移動する際の羽根の移動量は大きいので、駆動リング６０及び伝達部材２０は、羽根４０を退避位置へ移動させる際に負荷がかかる。しかしながら、従動ピン６６と伝達部材２０の回転支点である支軸８３との距離は、羽根４０が退避位置にある場合は短くなる。従動ピン６６と伝達部材２０の回転支点との距離が短いほど、伝達部材２０は少ないトルクで駆動リング６０を駆動させることができる。これにより、複数の羽根４０をスムーズに退避位置へと移動させることができる。
【００５５】
次に、カム溝２６内での従動ピン６６の往復動について説明する。図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂは、カム溝２６内での従動ピン６６の往復動の説明図である。図５Ａ、５Ｂは、従動ピン６６がカム溝２６の一端に当接した状態を示しており、図６Ａ、６Ｂは、従動ピン６６が２３の一端から離れた状態を示している。図５Ｂ、６Ｂは、それぞれ図５Ａ，図６Ａの従動ピン６６周辺の拡大図である。
【００５６】
図６Ａ、６Ｂは、羽根４０が開口５１の中心Ｃから最も離れた状態を示している。図５Ａ、５Ｂは、羽根４０が開口５１の中心Ｃから最も離れる直前の状態を示している。図５Ａ、５Ｂに示した状態から伝達部材２０が更に反時計方向に移動することにより、駆動リング６０が時計方向に移動して、図６Ａ、６Ｂに示した状態に移行する。即ち、図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂは、羽根４０が絞り位置から退避位置へと移行する途中の状態を示している。
【００５７】
図５Ａ、５Ｂに示すように、羽根４０が開口５１から完全に退避する直前で、従動ピン６６はカム溝２６の一端２６ａに当接する。ここで、開口５１の中心Ｃと支軸８３とを結ぶ仮想線をＬとする。図５Ｂに示すように、この状態では仮想線Ｌは従動ピン６６の中心を略通過している。図５Ａ，５Ｂに示した状態から、さらにロータ７２が回転し伝達部材２０が反時計方向に回転することにより駆動リング６０は図６Ｂに示すように時計方向ＣＤへと回転する。図６Ｂに示すように、従動ピン６６は時計方向ＣＤへと回転して、羽根４０は開口５１の中心Ｃから最も離れた状態となる。この際に、従動ピン６６は、一端２６ａから距離ＣＲだけ離れてカム溝２６の他端側へと移動する。
【００５８】
このように、従動ピン６６は、駆動リング６０が時計方向ＣＤへ回転している間に、カム溝２６の他端から一端２６ａへ移動して一端２６ａに当接して、再びカム溝２６の他端側へと移動する。従動ピン６６がカム溝２６の一部分を往復することにより、カム溝２６の全体の長さが長くなることを防止している。従って、伝達部材２０の小型化が達成されている。これにより、絞り装置１全体も小型化が達成されている。
【００５９】
以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１０、８０ シャッタ基板
１１、３１、５１、８１ 開口
２０ 伝達部材
２４ 従動歯部
２６ カム溝
４０ 羽根
４４ カム溝
６０ 駆動リング
６４ 駆動ピン
６６ 従動ピン
７０ ステップモータ
７２ ロータ
９０ 減速機構
ＡＣ モータ室
ＳＣ 羽根室
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有した基板と、
歯部を有し、所定のステップ角毎に回転、停止可能なステップモータと、
前記歯部と噛合う従動歯部を有し、前記歯部の動力を受けて回転、停止可能な伝達部材と、
前記伝達部材の動力を受けて回転、停止可能な駆動リングと、
前記駆動リングの動力を受けて前記開口から退避した退避位置又は前記開口の少なくとも一部を覆う絞り位置に停止可能な羽根と、を備え、
前記駆動リングは、従動ピンを有し、
前記伝達部材は、前記従動ピンと係合するカム溝を有し、
前記伝達部材の回転量と前記駆動リングとの回転量との関係は非線形である、ことを特徴とする絞り装置。
【請求項２】
前記開口の口径が最小となる最小絞り時での前記駆動リングの最小絞り停止位置と前記最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、前記最小絞り時以外での前記駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
【請求項３】
前記駆動リングの停止可能位置の間隔は、前記羽根が退避位置から前記絞り位置へ移動するように前記駆動リングが移動するにつれて大きくなる、ことを特徴とする請求項２に記載の絞り装置。
【請求項４】
前記駆動ピンと前記羽根の回転支点との距離は、前記羽根が前記退避位置にある場合よりも前記絞り位置にある場合の方が長い、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の絞り装置。
【請求項５】
前記従動ピンと前記伝達部材の回転支点との距離は、前記羽根が前記絞り位置にある場合よりも前記退避位置にある場合の方が短い、ことを特徴とする請求項４に記載の絞り装置。
【請求項６】
前記従動ピンは、前記駆動リングが所定方向に回転している間に前記カム溝の一部分を往復する、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の絞り装置。
【請求項７】
前記従動ピンは、前記羽根が前記絞り位置から前記退避位置へ移動するように前記駆動リングが回転している間に前記カム溝の一部分を往復する、ことを特徴とする請求項６に記載の絞り装置。
【請求項８】
前記従動ピンは、前記駆動リングが所定方向に回転している間に前記カム溝の一端に当接してその後に前記一端から離れる、ことを特徴とする請求項６に記載の絞り装置。
【請求項９】
前記伝達部材は、可撓性を有している、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかの絞り装置。
【請求項１】
開口を有した基板と、
歯部を有し、所定のステップ角毎に回転、停止可能なステップモータと、
前記歯部と噛合う従動歯部を有し、前記歯部の動力を受けて回転、停止可能な伝達部材と、
前記伝達部材の動力を受けて回転、停止可能な駆動リングと、
前記駆動リングの動力を受けて前記開口から退避した退避位置又は前記開口の少なくとも一部を覆う絞り位置に停止可能な羽根と、を備え、
前記駆動リングは、従動ピンを有し、
前記伝達部材は、前記従動ピンと係合するカム溝を有し、
前記伝達部材の回転量と前記駆動リングとの回転量との関係は非線形である、ことを特徴とする絞り装置。
【請求項２】
前記開口の口径が最小となる最小絞り時での前記駆動リングの最小絞り停止位置と前記最小絞り停止位置に隣接した停止可能位置との間隔は、前記最小絞り時以外での前記駆動リングの隣接する停止可能位置の間隔よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
【請求項３】
前記駆動リングの停止可能位置の間隔は、前記羽根が退避位置から前記絞り位置へ移動するように前記駆動リングが移動するにつれて大きくなる、ことを特徴とする請求項２に記載の絞り装置。
【請求項４】
前記駆動ピンと前記羽根の回転支点との距離は、前記羽根が前記退避位置にある場合よりも前記絞り位置にある場合の方が長い、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の絞り装置。
【請求項５】
前記従動ピンと前記伝達部材の回転支点との距離は、前記羽根が前記絞り位置にある場合よりも前記退避位置にある場合の方が短い、ことを特徴とする請求項４に記載の絞り装置。
【請求項６】
前記従動ピンは、前記駆動リングが所定方向に回転している間に前記カム溝の一部分を往復する、ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の絞り装置。
【請求項７】
前記従動ピンは、前記羽根が前記絞り位置から前記退避位置へ移動するように前記駆動リングが回転している間に前記カム溝の一部分を往復する、ことを特徴とする請求項６に記載の絞り装置。
【請求項８】
前記従動ピンは、前記駆動リングが所定方向に回転している間に前記カム溝の一端に当接してその後に前記一端から離れる、ことを特徴とする請求項６に記載の絞り装置。
【請求項９】
前記伝達部材は、可撓性を有している、ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかの絞り装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−１０７５８４（Ｐ２０１１−１０７５８４Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６４９４９（Ｐ２００９−２６４９４９）
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月２０日（２００９．１１．２０）
【出願人】（３９６００４９８１）セイコープレシジョン株式会社 (481)
【Ｆターム（参考）】
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