JP2007163827A - Optical path opening/closing device and imaging device - Google Patents

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伸一 横内
Nobuhito Sato
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fulcrum movement type optical path opening/closing device which is compact and has high degree of freedom of arrangement during mounting on a camera etc., and has superior starting performance of a blade member. <P>SOLUTION: The optical path opening/closing device 1 is equipped with a combined blade 10 comprising six blade members 11 opening and closing an optical path opening 31 as they rotate, a plate A30 in which cam pins 35 engaging cam grooves 17 of the respective blade members 11 are implanted, a windmill 20 in which fulcrum pins 21 as centers of rotation for the respective blade members 11 are implanted and which has a rack 27 cut at its outer peripheral part, a pinion 63 which engages the rack 27, and a motor 60 which drives and rotates the pinion 63. The fulcrum pins 21 are disposed outside the cam pins 35 and implanted in the windmill 20 where the rack 27 is formed. Consequently, the fulcrum pins 21 and rack 27 do not interfere, the part of the plate A30 excluding a rack rotation range can be made small in diameter, and the whole optical path opening/closing device can be made small in diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学機器の絞りやシャッター等の光路開口を開閉する光路開閉装置及びその光路開閉装置を備えた撮像装置に関する。特には、カメラ等に搭載する際の配置の自由度の高い光路開閉装置に関する。   The present invention relates to an optical path opening / closing device that opens and closes an optical path opening such as an aperture and a shutter of an optical apparatus, and an imaging apparatus including the optical path opening / closing device. In particular, the present invention relates to an optical path opening / closing device having a high degree of freedom in arrangement when mounted on a camera or the like.

ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置には、フォーカス制御やズーミングのための各種のレンズを光軸方向へ移動させるレンズ移動機構と、光量調節用の光路開閉機構（装置）が備えられている。
図８は、従来の光路開閉装置の構成の一例を示す分解斜視図である。
図９は、図８の光路開閉装置の全部の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図９（Ａ）は光路開口開時、図９（Ｂ）は光路開口閉時を示す。
図１０は、図８の光路開閉装置の１枚の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図１０（Ａ）は光路開口開時、図１０（Ｂ）は光路開口閉時を示す。
この例の光路開閉装置１０１は、図８に示すように、光路開口を開閉する組み合わせ羽根１１０と、光軸ＯＡを中心に回転する風車１２０と、光路開口１３１が形成された地板Ａ（ベースともいう）１３０と、組み合わせ羽根１１０及び風車１２０を地板Ａ１３０に対して支持する地板Ｂ（中間地板ともいう）１５０と、から主に構成されている。 An imaging device such as a video camera or a still camera is provided with a lens moving mechanism for moving various lenses for focus control and zooming in the optical axis direction, and an optical path opening / closing mechanism (device) for adjusting the amount of light.
FIG. 8 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a conventional optical path switching device.
9 is a front view for explaining the movement of all the blade members of the optical path opening and closing device of FIG. 8, FIG. 9 (A) shows when the optical path is open, and FIG. 9 (B) shows when the optical path is closed. .
10 is a front view for explaining the movement of one blade member of the optical path opening and closing device of FIG. 8, FIG. 10 (A) is when the optical path is open, and FIG. 10 (B) is when the optical path is closed. Show.
As shown in FIG. 8, the optical path opening and closing device 101 of this example includes a combination blade 110 that opens and closes an optical path opening, a windmill 120 that rotates about an optical axis OA, and a base plate A (both base) on which an optical path opening 131 is formed. 130) and a main plate B (also referred to as an intermediate main plate) 150 that supports the combination blade 110 and the windmill 120 with respect to the main plate A 130.

組み合わせ羽根１１０は６枚の羽根部材１１１からなり、各羽根部材１１１には、絞り開口を形成する絞り形成縁が形成されている。各羽根部材１１１は、地板Ａ１３０に植設された支点ピン１３５に回動可能に支持されており、各羽根部材１１１の回動により絞り形成縁で形成される開口が開閉する。各羽根部材１１１の中央付近にはカム溝１１７が形成されている。このカム溝１１７には、風車１２０に植設されたカムピン１２１が係合する。風車１２０の外周の一部には外方向に延出する延出部１２５が形成されており、この延出部１２５の外縁にラック１２７が切られている。このラック１２７はピニオン１６３に噛み合っており、同ピニオン１６３は、減速機を介してモータ１６０により回転駆動される。   The combination blade 110 includes six blade members 111, and each blade member 111 has a diaphragm forming edge that forms a diaphragm opening. Each blade member 111 is rotatably supported by a fulcrum pin 135 planted on the ground plane A 130, and the opening formed by the diaphragm forming edge is opened and closed by the rotation of each blade member 111. A cam groove 117 is formed near the center of each blade member 111. A cam pin 121 planted in the wind turbine 120 is engaged with the cam groove 117. An extension part 125 extending outward is formed on a part of the outer periphery of the windmill 120, and a rack 127 is cut at the outer edge of the extension part 125. The rack 127 meshes with the pinion 163, and the pinion 163 is rotationally driven by a motor 160 via a speed reducer.

図１０を主に参照して羽根部材の動きを説明する。
図１０（Ａ）に示すように、モータによってピニオン１６３が時計方向に回転すると、同ピニオン１６３に噛み合うラック１２７が形成された風車１２０が光軸ＯＡの周りを反時計方向に回転する。すると、風車１２０の各カムピン１２１が各羽根部材１１１のカム溝１１７の縁を押しながらカム溝１１７を移動し、羽根部材１１１が支点ピン１３５を中心として時計方向に回動する。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、各羽根部材１１１は絞り形成縁から地板Ａ１３０の光路開口１３１内に侵入し、その結果図９（Ｂ）に示すように、光路開口１３１が閉じられる。 The movement of the blade member will be described mainly with reference to FIG.
As shown in FIG. 10A, when the pinion 163 is rotated clockwise by the motor, the windmill 120 in which the rack 127 meshing with the pinion 163 is rotated counterclockwise around the optical axis OA. Then, each cam pin 121 of the wind turbine 120 moves along the cam groove 117 while pushing the edge of the cam groove 117 of each blade member 111, and the blade member 111 rotates around the fulcrum pin 135 in the clockwise direction. As a result, as shown in FIG. 10B, each blade member 111 enters the optical path opening 131 of the ground plane A 130 from the aperture forming edge, and as a result, the optical path opening 131 is closed as shown in FIG. 9B. It is done.

この例のような、羽根部材の回動支点が固定された光路開閉装置（支点固定タイプ）においては、光路開口の全開時（図９（Ａ）、図１０（Ａ）参照）から全閉時（図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）参照）までに風車１２０（カムピン１２１）は約４５°回転する。ラック１２７は中心角度がほぼ７０°の範囲に渡って設けられているので、風車１２０が回転したときに、ラック１２７の移動範囲（ラックの両端が通る軌跡）はほぼ１／４周以上となる。ところで、各支点ピン１３５は、光軸ＯＡを中心として等しい中心角度（６０°）に配置されている。このため、各支点ピン１３５は、ラック１２７の回動を妨げないように、ラック１２７の回動範囲より外側に配置する必要がある。その結果、支点ピン１３５と光軸ＯＡとの間の距離は、風車のラック１２７と光軸ＯＡとの間の距離よりも大きくなる。このため、地板Ａ１３０には、最低でも各支点ピン１３５を通る円の直径の寸法が必要になり、光路開閉装置１０１の径方向寸法の小型化には制約がある。   In the optical path opening and closing device (fulcrum fixed type) in which the rotation fulcrum of the blade member is fixed as in this example, the optical path opening is fully opened (see FIGS. 9A and 10A) to fully closed. The windmill 120 (cam pin 121) rotates about 45 ° by (see FIGS. 9B and 10B). Since the rack 127 is provided over a range where the center angle is approximately 70 °, when the windmill 120 rotates, the movement range of the rack 127 (the trajectory through which both ends of the rack pass) is approximately 1/4 or more. . By the way, the fulcrum pins 135 are arranged at the same central angle (60 °) with the optical axis OA as the center. Therefore, each fulcrum pin 135 needs to be arranged outside the rotation range of the rack 127 so as not to prevent the rotation of the rack 127. As a result, the distance between the fulcrum pin 135 and the optical axis OA is larger than the distance between the rack 127 of the windmill and the optical axis OA. For this reason, the ground plane A 130 needs to have at least a diameter dimension of a circle passing through each fulcrum pin 135, and there is a restriction in reducing the radial dimension of the optical path switching device 101.

この支点固定タイプにおいて地板Ａ１３０を小型化するには、風車１２０の最大外径（光軸ＯＡとラック１２７との距離）を小さくすることが考えられる。しかし、その場合、ラック１２７とピニオン１６３のギア減速比が下がり、絞りの制御分解能が低下してしまうため好ましくない。
なお、制御分解能はカム溝の形状によっても調整可能であるが、ラック−ピニオンのギア減速比は与えられた空間内で可能な最大比をとることが好ましい。 In order to reduce the size of the ground plane A 130 in this fulcrum fixed type, it is conceivable to reduce the maximum outer diameter of the wind turbine 120 (the distance between the optical axis OA and the rack 127). However, in that case, the gear reduction ratio of the rack 127 and the pinion 163 is lowered, and the control resolution of the diaphragm is lowered, which is not preferable.
Although the control resolution can be adjusted by the shape of the cam groove, it is preferable that the gear reduction ratio of the rack and pinion takes the maximum possible ratio in a given space.

以上説明した形態の光路開閉装置とは異なり、羽根部材に回動支点が形成されており、この回動支点が移動するタイプ（支点移動タイプ）の光路開閉装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図１１は、支点移動タイプの光路開閉装置の一例の主要部を示す正面図である。
このタイプの光路開閉装置２０１は、回動に伴って光路開口を開閉する６枚の羽根部材２１１（図には１枚のみ図示）からなる組み合わせ羽根と、光軸を中心として回転する駆動リング２２０と、光路開口が形成されたベースに固定されたカムリング２３０と、から主に構成されている。各羽根部材２１１は、駆動リング２２０に植設された支点ピン２２１に回動自在に支持されている。駆動リング２２０の外周の一部には、ラック２２７が切られている。このラック２２７はピニオン２６３に噛み合っており、同ピニオンは減速機を介してモータで回転駆動される。 Unlike the optical path opening and closing device described above, a rotating fulcrum is formed on the blade member, and an optical path opening and closing device of a type in which the rotating fulcrum moves (fulcrum moving type) has also been proposed (for example, a patent). Reference 1).
FIG. 11 is a front view showing a main part of an example of the fulcrum movement type optical path switching device.
This type of optical path opening and closing device 201 includes a combination blade composed of six blade members 211 (only one is shown in the figure) that opens and closes the optical path opening as it rotates, and a drive ring 220 that rotates about the optical axis. And a cam ring 230 fixed to a base in which an optical path opening is formed. Each blade member 211 is rotatably supported by a fulcrum pin 221 implanted in the drive ring 220. A rack 227 is cut at a part of the outer periphery of the drive ring 220. The rack 227 meshes with the pinion 263, and the pinion is rotationally driven by a motor through a reduction gear.

各羽根部材２１１には、カムピン２１７が植設されている。同カムピン２１７は、カムリング２３０に形成されたカム溝２３５に係合する。なお、カムリング２３０は、駆動リング２２０の図面上における手前側に配置されている。   A cam pin 217 is implanted in each blade member 211. The cam pin 217 engages with a cam groove 235 formed in the cam ring 230. The cam ring 230 is disposed on the front side of the drive ring 220 in the drawing.

この光路開閉装置２０１の羽根部材の動きを説明する。
ピニオン２６３が時計方向に回転すると、同ピニオン２６３に噛み合うラック２２７が形成された駆動リング２２０が光軸の周りを反時計方向に回転する。すると、支点ピン２２１が反時計方向に回動し、羽根部材２１１に植設されたカムピン２１７がカムリング２３０のカム溝２３５の縁に押されて、羽根部材２１１が支点ピン２２１を中心として反時計方向に回動する。これにより、各羽根部材２１１が絞り形成縁から光路開口を塞ぐように侵入する。 The movement of the blade member of the optical path opening / closing device 201 will be described.
When the pinion 263 rotates in the clockwise direction, the drive ring 220 formed with the rack 227 that meshes with the pinion 263 rotates around the optical axis in the counterclockwise direction. Then, the fulcrum pin 221 rotates counterclockwise, the cam pin 217 implanted in the blade member 211 is pushed by the edge of the cam groove 235 of the cam ring 230, and the blade member 211 is counterclockwise around the fulcrum pin 221. Rotate in the direction. Thereby, each blade member 211 enters from the aperture forming edge so as to block the optical path opening.

この支点移動タイプの光路開閉装置２０１においては、支点ピン２２１が形成された駆動リング２２０にラック２２７を形成し、駆動リング２２０を直接回動させているため、上述の支点固定タイプのような支点と駆動部材のラックとの位置関係に制約はない。   In this fulcrum movement type optical path switching device 201, a rack 227 is formed on the drive ring 220 on which the fulcrum pin 221 is formed, and the drive ring 220 is directly rotated. There is no restriction on the positional relationship between the drive member and the rack of the drive member.

実公平７−１０３３５Reality 7-10335

しかしながら上記特許文献１の光路開閉装置２０１は、羽根部材２１１にカムピン２１７を植設しているため、羽根部材２１１はそれなりの強度を有する必要があり、この例では樹脂成形品で作製されている。その樹脂成形品はそれなりの厚さが必要とされ、羽根部材２１１の重さが重くなり、同羽根部材を駆動する駆動源（モータ）は高出力が必要になる。   However, since the optical path opening / closing device 201 of Patent Document 1 has the cam pin 217 implanted in the blade member 211, the blade member 211 needs to have a certain strength, and in this example, it is made of a resin molded product. . The resin molded product is required to have a certain thickness, the weight of the blade member 211 is increased, and a drive source (motor) for driving the blade member needs to have a high output.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、支点移動タイプの光路開閉装置であって、小型であってカメラ等への搭載時の配置自由度が高く、羽根部材の起動性に優れた光路開閉装置、及び、そのような光路開閉装置を備えた撮像装置を提供することを目的とする。また、設計の自由度が高い、あるいは製造コストを比較的安くすることもできる光路開閉装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is a fulcrum movement type optical path opening / closing device that is small in size and has a high degree of freedom in arrangement when mounted on a camera or the like, and the activatability of the blade member. It is an object of the present invention to provide an optical path opening / closing apparatus excellent in the above and an imaging apparatus including such an optical path opening / closing apparatus. It is another object of the present invention to provide an optical path opening / closing device with a high degree of design freedom or a relatively low manufacturing cost.

本発明の実施の形態に係る光路開閉装置は、 光路開口を開閉する装置であって、 支点及びカム溝を有し、その回動に伴って前記光路開口を開閉する組み合わせ羽根と、 前記カム溝と係合するカムピンの植設されたベースと、 前記支点の中心となる支点ピンが植設されているとともに、外周部にラックの切られた風車と、 前記ラックと噛み合うピニオンと、 前記ピニオンの回転駆動手段と、を備えることを特徴とする。   An optical path opening and closing device according to an embodiment of the present invention is an apparatus that opens and closes an optical path opening, and includes a combination blade that has a fulcrum and a cam groove and opens and closes the optical path opening as it rotates, and the cam groove A base in which cam pins are engaged, a fulcrum pin serving as the center of the fulcrum, and a windmill in which a rack is cut on the outer periphery; a pinion that meshes with the rack; and the pinion And a rotation driving means.

本発明によれば、組み合わせ羽根にカム溝を形成しているので、羽根にカムピンを植設しているタイプのものに比べて、羽根を薄い部材で作成することができる。また、カム溝の分だけ軽量化できる。このため、羽根部材を少ない駆動力で駆動でき、駆動手段（モータ）を省電力化できる。   According to the present invention, since the cam groove is formed in the combined blade, the blade can be made of a thin member as compared with the type in which the cam pin is implanted in the blade. Further, the weight can be reduced by the cam groove. For this reason, the blade member can be driven with a small driving force, and the driving means (motor) can be saved in power.

なお、本発明の光路開閉装置における光路開口の開閉とは、光路開口を任意の径に絞るもの、及び、光路開口を全開及び全閉するもの、の両方の意味を有する。具体的には、光路開口を全閉及び全開する単なる開閉シャッター、光路開口を任意の径に絞る単なる絞り、及び、これら両方の機能を備えるシャッターアイリスの全てを含む。   Note that the opening and closing of the optical path opening in the optical path opening and closing device of the present invention has both the meaning of narrowing the optical path opening to an arbitrary diameter and the opening and closing of the optical path opening. Specifically, it includes all shutter irises that have both functions, such as a simple open / close shutter that fully closes and fully opens the optical path opening, a simple stop that narrows the optical path opening to an arbitrary diameter, and the like.

本発明においては、 前記支点を、前記カムピンよりも前記光路開口の中心に対して外側に位置させている。そして、各支点を、ピニオンと噛み合うラックが形成された風車に植設し、各支点を各カムピンに対して回動させている。このため、支点とラックは干渉せず、ラック回動範囲を除く部分のベースを小径化でき、光路開閉装置全体も小径化できる。   In the present invention, the fulcrum is positioned outside the cam pin with respect to the center of the optical path opening. And each fulcrum is planted in the windmill in which the rack which meshes with a pinion was formed, and each fulcrum is rotated with respect to each cam pin. Therefore, the fulcrum and the rack do not interfere with each other, the diameter of the base other than the rack rotation range can be reduced, and the entire optical path opening / closing device can also be reduced in diameter.

また、光路開閉装置全体を小径化した場合でも、ラック−光軸間の距離を、与えられたスペース内で最大とすることができるため、ラック−ピニオンのギア減速比を最大にでき、絞りの制御分解能の低下を最小限に押えることができる   Even when the diameter of the entire optical path switching device is reduced, the distance between the rack and the optical axis can be maximized within a given space, so that the gear reduction ratio of the rack and pinion can be maximized, and the aperture Reduces control resolution to a minimum

本発明においては、 前記ベース（地板Ａ）に重なる地板Ｂをさらに備えることとすれば、組み合わせ羽根の重なり方向の距離を制限するとともに組み合わせ羽根及び風車のベースからの脱落を防止することができる。   In the present invention, if the base plate B that overlaps the base (base plate A) is further provided, it is possible to limit the distance in the overlapping direction of the combination blades and prevent the combination blades and the windmill from falling off the base.

本発明の撮像装置は、 光路開口を開閉する光路開閉機構を備えた撮像装置であって、 前記光路開閉機構は、 支点及びカム溝を有し、その回動に伴って前記光路開口を開閉する組み合わせ羽根と、 前記カム溝と係合するカムピンの植設されたベースと、 前記支点の中心となる支点ピンが植設されているとともに、外周部にラックの切られた風車と、 前記ラックと噛み合うピニオンと、 前記ピニオンの回転駆動手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、光路開閉機構を小型化して、部品の配置自由度を高くすることができるので、設計自由度が高くなる。 The imaging device of the present invention is an imaging device provided with an optical path opening / closing mechanism that opens and closes an optical path opening, and the optical path opening / closing mechanism has a fulcrum and a cam groove, and opens and closes the optical path opening with its rotation. A combination blade, a base in which a cam pin is engaged with the cam groove, a fulcrum pin serving as a center of the fulcrum, and a windmill in which a rack is cut on an outer periphery; and the rack A pinion that meshes with the pinion, and a rotation driving means for the pinion.
According to the present invention, the optical path opening / closing mechanism can be downsized to increase the degree of freedom of component placement, thereby increasing the degree of freedom of design.

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、小型でカメラ等への搭載時の配置自由度の高い光路開閉装置、及び、そのような光路開閉装置（機構）を備えた撮像装置を提供できる。また、羽根部材を軽量化できるため、羽根部材駆動用モータを省電力化できる。さらに、設計の自由度が高い、あるいは製造コストを比較的安くすることもできるという利点も備える。   As is apparent from the above description, according to the present invention, an optical path opening / closing apparatus that is small and has a high degree of freedom in placement when mounted on a camera or the like, and an imaging apparatus including such an optical path opening / closing apparatus (mechanism) are provided. Can be provided. Further, since the blade member can be reduced in weight, the blade member driving motor can save power. Furthermore, there is an advantage that the degree of freedom of design is high or the manufacturing cost can be made relatively low.

発明を実施するための形態BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
まず、本発明の実施の形態に係る光路開閉装置を説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る光路開閉装置を示す分解斜視図である。
図２は、図１の光路開閉装置の全部の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図２（Ａ）は全開時、図２（Ｂ）は全閉時を示す。
図３は、図１の光路開閉装置の１枚の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図３（Ａ）は全開時、図３（Ｂ）は全閉時を示す。
図４は、各々の羽根部材の形状を示す平面図である。
図５は、風車の形状を示す図であり、図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は側面断面図である。
図６は、地板Ａの形状を示す図であり、図６（Ａ）は正面図、図６（Ｂ）は側面断面図である。
図７は、地板Ｂの形状を示す図であり、図７（Ａ）は正面図、図７（Ｂ）は側面断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, an optical path switching device according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an optical path switching apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view for explaining the movement of all the blade members of the optical path opening and closing device of FIG. 1, FIG. 2 (A) shows a fully open state, and FIG. 2 (B) shows a fully closed state.
3 is a front view for explaining the movement of one blade member of the optical path opening and closing device of FIG. 1, FIG. 3 (A) shows a fully open state, and FIG. 3 (B) shows a fully closed state.
FIG. 4 is a plan view showing the shape of each blade member.
5A and 5B are diagrams showing the shape of the windmill, FIG. 5A is a front view, and FIG. 5B is a side sectional view.
6A and 6B are diagrams showing the shape of the ground plane A, FIG. 6A is a front view, and FIG. 6B is a side sectional view.
7A and 7B are diagrams illustrating the shape of the ground plane B, where FIG. 7A is a front view and FIG. 7B is a side cross-sectional view.

図１に示すように、光路開閉装置１は、光路を開閉する組み合わせ羽根１０と、光軸ＯＡを中心に回動する風車２０と、光路開口３１が形成された地板Ａ（ベースともいう）３０と、組み合わせ羽根１０及び風車２０をベース３０に対して支持する地板Ｂ（中間地板ともいう）５０と、から主に構成されている。   As shown in FIG. 1, an optical path opening / closing device 1 includes a combination blade 10 that opens and closes an optical path, a windmill 20 that rotates around an optical axis OA, and a ground plane A (also referred to as a base) 30 in which an optical path opening 31 is formed. And a main plate B (also referred to as an intermediate main plate) 50 that supports the combination blade 10 and the windmill 20 with respect to the base 30.

組み合わせ羽根１０は、この例では、６枚の同一形状の羽根部材１１からなる。各羽根部材１１は、図４に示すように、略半円状の薄い部材である。羽根部材１１は、この例では、遮光能力のあるコーティングを施した樹脂フィルム（一例でポリエステルフィルム）で作製されている。羽根部材１１の内周部には、円弧状の絞り形成縁が形成されている。各羽根部材１１の絞り形成縁１３によって、光軸ＯＡを中心とする光路開口が形成される。また、各羽根部材１１の端部には、支点孔１５が開けられており、中央付近にはカム溝１７が形成されている。   In this example, the combination blade 10 includes six blade members 11 having the same shape. Each blade member 11 is a substantially semicircular thin member as shown in FIG. In this example, the blade member 11 is made of a resin film (in one example, a polyester film) coated with a light shielding ability. An arc-shaped stop forming edge is formed on the inner peripheral portion of the blade member 11. The aperture forming edge 13 of each blade member 11 forms an optical path opening centered on the optical axis OA. Further, a fulcrum hole 15 is formed at the end of each blade member 11, and a cam groove 17 is formed near the center.

風車２０は、図５（Ａ）に示すようにリング状の部材で、外周の一部から外方向に張り出す延出部２５が設けられている。風車２０の上面には、この例では６本の支点ピン２１が、等しい中心角度（この例では６０°）で外周に沿って植設されている。各支点ピン２１には、各羽根部材１１の支点孔１５がはめ込まれており、各羽根部材１１は、各支点ピン２１の周囲を回動可能である。
各支点ピン２１の周囲には略Ｃ字状のリブ２３が形成されている。このようなリブ２３により、羽根部材１１の回動時の風車２０と羽根部材１１との摩擦抵抗を低下させて、羽根部材１１を滑らかに回動させることができる。 The windmill 20 is a ring-shaped member as shown in FIG. 5A, and is provided with an extending portion 25 that projects outward from a part of the outer periphery. In this example, six fulcrum pins 21 are planted on the upper surface of the windmill 20 along the outer periphery at an equal central angle (60 ° in this example). Each fulcrum pin 21 is fitted with a fulcrum hole 15 of each blade member 11, and each blade member 11 can rotate around each fulcrum pin 21.
A substantially C-shaped rib 23 is formed around each fulcrum pin 21. Such ribs 23 can reduce the frictional resistance between the windmill 20 and the blade member 11 when the blade member 11 is rotated, and can smoothly rotate the blade member 11.

延出部２５の外縁にはラック２７が切られている。このラック２７はピニオン６３に噛み合っており、同ピニオン６３は減速機を介してモータ６０で回転駆動される（図１、図２、図３参照）。また、延出部２５の下面には、遮光板２９が突出して形成されている。この遮光板２９は、フォトインタラプタ等の位置検出器を用いた位置検出用のものである。   A rack 27 is cut at the outer edge of the extending portion 25. The rack 27 meshes with a pinion 63, and the pinion 63 is rotationally driven by a motor 60 via a reduction gear (see FIGS. 1, 2, and 3). A light shielding plate 29 protrudes from the lower surface of the extending portion 25. The light shielding plate 29 is for position detection using a position detector such as a photo interrupter.

ベース３０には、図６に示すように、光路開口３１が形成されている。図６（Ａ）に示すように、光路開口３１の周囲には、各羽根部材１１が載置されて摺動する平らな摺動面３３が形成されている。摺動面３３の外周域には、各羽根部材１１のカム溝１７と係合するカムピン３５が、外周に沿って等しい中心角度（この例では６０°）で植設されている。なお、各カムピン３５の周囲は、摺動面３３よりやや低い段部となっている。   An optical path opening 31 is formed in the base 30 as shown in FIG. As shown in FIG. 6A, a flat sliding surface 33 on which each blade member 11 is placed and slides is formed around the optical path opening 31. In the outer peripheral area of the sliding surface 33, cam pins 35 that engage with the cam grooves 17 of the blade members 11 are planted at equal central angles (60 ° in this example) along the outer periphery. The periphery of each cam pin 35 is a step part slightly lower than the sliding surface 33.

摺動面３３の外側には、風車２０が載置される凹部３７が形成されている。凹部３７内には、風車２０を同部底面からやや浮かして保持する環状のリブ３９が付設されている。また、凹部３７の、風車延出部２５の回動範囲に相当する部分には、上述の遮光板２９が通る溝４１が形成されている。さらに、凹部３７内の風車延出部回動範囲の両端には、全開時と全閉時に風車２０の延出部２５が当接するストッパ４３、４５が形成されている。   A recess 37 on which the wind turbine 20 is placed is formed outside the sliding surface 33. An annular rib 39 is attached in the recess 37 to hold the windmill 20 slightly floating from the bottom of the same. Further, a groove 41 through which the above-described light shielding plate 29 passes is formed in a portion of the concave portion 37 corresponding to the rotation range of the windmill extending portion 25. Further, stoppers 43 and 45 with which the extending portion 25 of the windmill 20 abuts when fully opened and fully closed are formed at both ends of the windmill extending portion rotation range in the recess 37.

地板Ｂ５０は、図７に示すように、ベース３０とほぼ同じ形状であり、光路開口５１が形成されている。地板Ｂ５０は、地板Ａに風車２０及び組み合わせ羽根１０が組み込まれた後、地板Ａ３０に被せられて、各羽根部材１１の重なり方向の距離を制限するとともに、羽根部材１１及び風車２０の地板Ａからの脱落を防止する。   As shown in FIG. 7, the base plate B <b> 50 has substantially the same shape as the base 30, and an optical path opening 51 is formed. After the windmill 20 and the combination blades 10 are incorporated in the ground plane A, the ground plane B50 is placed on the ground plane A30 to limit the distance in the overlapping direction of each blade member 11 and from the ground plane A of the blade member 11 and the windmill 20. Prevents falling off.

次に、組み合わせ羽根の開閉動作について説明する。
図２（Ａ）、図３（Ａ）に示す絞り全開時においては、全ての羽根部材１１の絞り形成縁１３は地板Ａ３０の光路開口３１のやや外側に位置して、光路開口３１が全開となっている。そして、風車２０の延出部２５は図の左側のストッパ４３に当接し、ラック２７の右端にピニオン６３が噛み合っている。図２（Ａ）、図３（Ａ）に矢印で示すように、モータが回転してピニオン６３が反時計方向に回転すると、ラック２７は図の右方向に移動し、風車２０は光軸を中心として時計方向に回転し始める。 Next, the opening / closing operation of the combination blade will be described.
When the apertures shown in FIGS. 2A and 3A are fully opened, the aperture forming edges 13 of all the blade members 11 are positioned slightly outside the optical path aperture 31 of the main plate A30, and the optical path aperture 31 is fully open. It has become. The extending portion 25 of the wind turbine 20 is in contact with the stopper 43 on the left side of the drawing, and the pinion 63 is engaged with the right end of the rack 27. As shown by arrows in FIGS. 2A and 3A, when the motor rotates and the pinion 63 rotates counterclockwise, the rack 27 moves to the right in the figure, and the windmill 20 moves its optical axis. Begins rotating clockwise as the center.

図３（Ａ）、（Ｂ）を参照して１枚の羽根部材１１の動きについて説明する。図３（Ａ）に示すように、風車２０の回転とともに、各支点ピン２１に回動可能に支持されている羽根部材１１も、地板Ａ３０の摺動面３３上で摺動しながら時計方向に旋回する。このとき、羽根部材移動方向（時計方向）において下流に位置するカム溝１７の縁が、地板Ａ３０に植設されているカムピン３５に押され、カム溝１７がカムピン３５に沿って進み出す。すると、羽根部材１１は支点ピン２１を中心として図の時計方向に回動し始める。そして、羽根部材１１がさらに回動すると、カムピン３５はカム溝１７内を相対的に図の左方向に移動するとともに、羽根部材１１のカム溝１７の縁がカムピン３５に押され続けながら、羽根部材１１が図の時計方向に回動し続ける。これにより、図３（Ｂ）に示すように、各羽根部材１１が絞り形成縁１３から地板Ａ３０の光路開口３１内を塞ぐように侵入する。   The movement of one blade member 11 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3 (A), as the wind turbine 20 rotates, the blade member 11 that is rotatably supported by each fulcrum pin 21 also slides clockwise on the sliding surface 33 of the ground plane A30. Turn. At this time, the edge of the cam groove 17 located downstream in the blade member moving direction (clockwise direction) is pushed by the cam pin 35 implanted in the main plate A 30, and the cam groove 17 advances along the cam pin 35. Then, the blade member 11 starts to rotate in the clockwise direction in the drawing around the fulcrum pin 21. When the blade member 11 further rotates, the cam pin 35 moves in the cam groove 17 relatively to the left in the figure, and the edge of the cam groove 17 of the blade member 11 is continuously pushed by the cam pin 35 while the blade The member 11 continues to rotate clockwise in the figure. Thereby, as shown in FIG. 3B, each blade member 11 enters from the aperture forming edge 13 so as to block the inside of the optical path opening 31 of the ground plane A30.

この例では、風車２０が約２５°回転し、図３（Ｂ）に示すように、延出部２５が右側のストッパ４５に当接してラック２７の左端がピニオン６３に達すると、羽根部材１１は光路開口開位置から閉位置へ移動する。その結果、図２（Ｂ）に示すように、各羽根部材１１は相互に重なり、各羽根部材１１の絞り形成縁１３で形成される開口は極めて小さくなる。   In this example, when the windmill 20 rotates about 25 ° and the extending portion 25 comes into contact with the right stopper 45 and the left end of the rack 27 reaches the pinion 63 as shown in FIG. Moves from the open position of the optical path to the closed position. As a result, as shown in FIG. 2B, the blade members 11 overlap each other, and the opening formed by the aperture forming edge 13 of each blade member 11 becomes extremely small.

なお、光路を開く際は、モータ６０を逆回転させて、風車２０を図の反時計方向に回動させる。   In addition, when opening an optical path, the motor 60 is reversely rotated and the windmill 20 is rotated counterclockwise in the figure.

以上説明したように、この光路開閉装置１においては、羽根部材１１の支点ピン２１は、各カムピン３５よりも光軸ＯＡに対して外側に位置する。そして、各支点ピン２１は、ピニオン６３と噛み合うラック２７が形成された風車２０に植設されている。このため、支点ピン２１とラック２７は干渉せず、風車延出部回動範囲を除く地板Ａ３０を小径化でき、光路開閉装置全体１も小径化できる。このため、光路開閉装置１をカメラ等に組み込む場合、配置の自由度が高くなる。例えば、風車延出部回動範囲を除く地板Ａ３０の周囲に様々な部品（電子部品、機構部品など）を配置することができる。   As described above, in the optical path opening and closing device 1, the fulcrum pin 21 of the blade member 11 is positioned outside the optical axis OA than the cam pins 35. Each fulcrum pin 21 is implanted in the wind turbine 20 in which a rack 27 that meshes with the pinion 63 is formed. For this reason, the fulcrum pin 21 and the rack 27 do not interfere with each other, the diameter of the ground plane A30 excluding the windmill extending portion rotation range can be reduced, and the entire optical path switching device 1 can also be reduced in diameter. For this reason, when the optical path opening / closing device 1 is incorporated in a camera or the like, the degree of freedom in arrangement increases. For example, various components (electronic components, mechanical components, etc.) can be arranged around the ground plane A30 excluding the windmill extending portion rotation range.

ところで、前述の支点移動タイプ（図１１参照）の光路開閉装置２０１は、羽根部材２１１にカムピン２１７が植設されているとともに、カムリング２３０にカム溝２３５が形成されている。したがって、羽根部材２１１にはカムピン２１７を保持できる強度が必要となり、樹脂成形品で作製されている。一方、本実施例の光路開閉装置１においては、羽根部材１１にカム溝１７を形成し、地板Ａ３０にカムピン３５を植設している。そして、開閉時に羽根部材にかかる負荷は、風車の回転による支点ピンとカムピンとの相対関係に依存しているため、従来のタイプと変わらない。このため、羽根部材１１にさほど強度を持たせる必要がなく、樹脂フィルムのような軽量で低コストな部材で作製することができる。さらに、カム溝１７の分だけ軽量化できる。   By the way, in the optical path opening / closing device 201 of the fulcrum movement type (see FIG. 11), the cam pin 217 is implanted in the blade member 211 and the cam groove 235 is formed in the cam ring 230. Therefore, the blade member 211 needs to have a strength capable of holding the cam pin 217 and is made of a resin molded product. On the other hand, in the optical path opening and closing apparatus 1 of the present embodiment, the cam groove 17 is formed in the blade member 11 and the cam pin 35 is implanted in the ground plane A30. And since the load concerning a blade member at the time of opening and closing is dependent on the relative relationship of the fulcrum pin and cam pin by rotation of a windmill, it is not different from the conventional type. For this reason, it is not necessary to give the blade member 11 so much strength, and the blade member 11 can be made of a lightweight and low-cost member such as a resin film. Furthermore, the weight can be reduced by the cam groove 17.

したがって、羽根部材１１を間接的に駆動するモータ６０の負荷を低くすることができ、省電力化につながる。   Therefore, the load of the motor 60 that indirectly drives the blade member 11 can be reduced, leading to power saving.

なお、地板Ａ３０を小型化した場合でも、風車２０のラック外径（ラック−光軸間の距離）を、与えられたスペース内で最大とすることにより、ラック−ピニオンのギア減速比を最大にできるため、絞り制御分解能の低下を最小限に押えることができる。   Even when the ground plane A30 is downsized, the rack-pinion gear reduction ratio is maximized by maximizing the rack outer diameter (the distance between the rack and the optical axis) of the wind turbine 20 within a given space. Therefore, it is possible to minimize the decrease in the aperture control resolution.

次に、本発明の実施の形態に係る撮像装置を説明する。
図１２は、撮像装置の基本構成を説明するための図である。
図１３は、本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。
この例ではビデオカメラについて説明するが、本発明は、ビデオカメラに限られることはなく、スチルカメラの他、動画撮影又は静止画撮影の機能を有する各種撮像装置に適用することができる。 Next, an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 12 is a diagram for explaining the basic configuration of the imaging apparatus.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the configuration of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
In this example, a video camera will be described. However, the present invention is not limited to a video camera, and can be applied to various imaging devices having a function of moving image shooting or still image shooting in addition to a still camera.

まず、図１２を参照して撮像装置の基本構成を説明する。
撮像装置３００は、外筐として設けられたレンズ鏡筒３０１を有する。このレンズ鏡筒３０１には、レンズ又はレンズ群（簡略化のため図には単レンズとして示す）、固体撮像素子等の撮像手段３２０、及び、アイリスもしくはシャッター、またはその両方の機能を兼用する光路開閉装置１が設けられている。
被写体Ｏからレンズ又はレンズ群３１０を通った光は、光路開閉装置１の羽根部材１０で形成される開口ＡＰを通して、撮像手段３２０に入射される。 First, the basic configuration of the imaging apparatus will be described with reference to FIG.
The imaging apparatus 300 includes a lens barrel 301 provided as an outer casing. The lens barrel 301 includes a lens or a lens group (shown as a single lens in the drawing for simplification), an imaging means 320 such as a solid-state imaging device, and an optical path that also functions as an iris or a shutter, or both. An opening / closing device 1 is provided.
Light that has passed through the lens or lens group 310 from the subject O enters the imaging unit 320 through the aperture AP formed by the blade member 10 of the optical path opening / closing device 1.

図１３を参照して、具体的な構成例について説明する。
レンズ鏡筒３０１は、ガラス入りポリカーボネート等の樹脂で作成される。レンズ鏡筒３０１内には、被写体側（図の左側）から順に、対物レンズ３１１、変倍レンズ３１２、レンズ３１３、光路開閉装置１、フォーカスレンズ３１４、固体撮像素子３２０が配置されている。光路開閉装置１は、図１などで説明したものを使用できる。 A specific configuration example will be described with reference to FIG.
The lens barrel 301 is made of a resin such as polycarbonate containing glass. In the lens barrel 301, an objective lens 311, a variable power lens 312, a lens 313, an optical path opening / closing device 1, a focus lens 314, and a solid-state image sensor 320 are arranged in this order from the subject side (left side in the figure). As the optical path opening / closing device 1, the one described in FIG. 1 or the like can be used.

変倍レンズ３１２はホルダ３１６に保持されており、ホルダ３１６は光軸方向に平行な２本のガイドバー３０３に摺動自在に支持されている。ホルダ３０３は駆動部３０４で駆動されて、同ホルダ３１６に保持されている変倍レンズ３１２が光軸方向に移動する。   The variable magnification lens 312 is held by a holder 316, and the holder 316 is slidably supported by two guide bars 303 parallel to the optical axis direction. The holder 303 is driven by the drive unit 304, and the variable power lens 312 held by the holder 316 moves in the optical axis direction.

フォーカスレンズ３１４はホルダ３１７に保持されており、ホルダ３１７は光軸方向に平行な２本のガイドバー３０７に摺動自在に支持されている。ホルダ３１７は駆動部３０８で駆動されて、同ホルダ３１７に保持されているフォーカスレンズ３１４が光軸方向に移動する。   The focus lens 314 is held by a holder 317, and the holder 317 is slidably supported by two guide bars 307 parallel to the optical axis direction. The holder 317 is driven by the driving unit 308, and the focus lens 314 held by the holder 317 moves in the optical axis direction.

固体撮像装置３２０によって得られる画像出力は画像処理部３２１に送られて所定の処理が行われる。画像処理部３２１は、制御等に必要な情報を演算処理部３２３に送ったり、撮影画像をビューファインダーやモニター等に送って表示させたり、あるいは使用者の操作指示に従って画像情報等を記録媒体に記録させる。なお、マイクロコンピュータ等を用いた演算処理部３２３は、制御部３２５に制御指令を送り、制御部３２５から光路開閉装置１のモータ６０（図１参照）、変倍レンズ及びフォーカスレンズ駆動部３０４、３０８等に制御信号を送って各部が制御される。   The image output obtained by the solid-state imaging device 320 is sent to the image processing unit 321 to perform predetermined processing. The image processing unit 321 sends information necessary for control or the like to the arithmetic processing unit 323, sends a photographed image to a viewfinder, a monitor, or the like, or displays image information or the like on a recording medium according to a user's operation instruction. Let me record. Note that the arithmetic processing unit 323 using a microcomputer or the like sends a control command to the control unit 325, and the control unit 325 transmits the motor 60 (see FIG. 1) of the optical path switching device 1, the variable power lens and focus lens driving unit 304, Each part is controlled by sending a control signal to 308 or the like.

本発明の実施の形態に係る光路開閉装置を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the optical path switching apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図１の光路開閉装置の全部の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図２（Ａ）は全開時、図２（Ｂ）は全閉時を示す。It is a front view for demonstrating the motion of all the blade members of the optical path opening and closing apparatus of FIG. 1, FIG. 2 (A) shows the time of full open, and FIG. 2 (B) shows the time of full close. 図１の光路開閉装置の１枚の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図３（Ａ）は全開時、図３（Ｂ）は全閉時を示す。It is a front view for demonstrating the motion of the one blade | wing member of the optical path opening / closing apparatus of FIG. 1, FIG. 3 (A) shows the time of full open, and FIG. 3 (B) shows the time of full close. 各々の羽根部材の形状を示す平面図である。It is a top view which shows the shape of each blade | wing member. 風車の形状を示す図であり、図５（Ａ）は正面図、図５（Ｂ）は側面断面図である。It is a figure which shows the shape of a windmill, FIG. 5 (A) is a front view, FIG.5 (B) is side surface sectional drawing. 地板Ａの形状を示す図であり、図６（Ａ）は正面図、図６（Ｂ）は側面断面図である。It is a figure which shows the shape of the ground plane A, FIG. 6 (A) is a front view, FIG.6 (B) is side sectional drawing. 地板Ｂの形状を示す図であり、図７（Ａ）は正面図、図７（Ｂ）は側面断面図である。It is a figure which shows the shape of the baseplate B, FIG. 7 (A) is a front view, FIG.7 (B) is side sectional drawing. 従来の光路開閉装置の構成の一例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows an example of a structure of the conventional optical path switching apparatus. 図８の光路開閉装置の全部の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図９（Ａ）は光路開口開時、図９（Ｂ）は光路開口閉時を示す。FIG. 9A is a front view for explaining the movement of all blade members of the optical path opening and closing device of FIG. 8, FIG. 9A shows when the optical path is open, and FIG. 9B shows when the optical path is closed. 図８の光路開閉装置の１枚の羽根部材の動きを説明するための正面図であり、図１０（Ａ）は光路開口開時、図１０（Ｂ）は光路開口閉時を示す。FIG. 10A is a front view for explaining the movement of one blade member of the optical path opening and closing device of FIG. 8, FIG. 10A shows when the optical path is open, and FIG. 10B shows when the optical path is closed. 支点移動タイプの光路開閉装置の一例の主要部を示す正面図である。It is a front view which shows the principal part of an example of a fulcrum movement type optical path switching device. 撮像装置の基本構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the basic composition of an imaging device. 本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging device which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 光路開閉装置
１０ 組み合わせ羽根 １１ 羽根部材
１３ 絞り形成縁 １５ 支点孔
１７ カム溝 ２０ 風車
２１ 支点ピン ２３ リブ
２５ 延出部 ２７ ラック
２９ 遮光板 ３０ 地板Ａ（ベース）
３１ 光路開口 ３３ 摺動面
３５ カムピン ３７ 凹部
３９ リブ ４１ ガイド溝
４３、４５ ストッパ ５０ 地板Ｂ（中間地板）
５１ 光路開口
３００ 撮像装置 ３０１ レンズ鏡筒
３０３、３１７ ガイドバー ３０４、３０８ 駆動部
３１０ レンズ群 ３１１ 対物レンズ
３１２ 変倍レンズ ３１３ レンズ
３１４ フォーカスレンズ ３１６、３１７ ホルダ
３２０ 固体撮像素子 ３２１ 画像処理部
３２３ 演算処理部 ３２５ 制御部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical path opening / closing apparatus 10 Combination blade 11 Blade member 13 Diaphragm forming edge 15 Supporting hole 17 Cam groove 20 Windmill 21 Supporting pin 23 Rib 25 Extension part 27 Rack 29 Light-shielding plate 30 Ground plane A (base)
31 Optical path opening 33 Sliding surface 35 Cam pin 37 Recessed part 39 Rib 41 Guide groove 43, 45 Stopper 50 Ground plane B (intermediate ground plane)
51 Optical path opening 300 Imaging device 301 Lens barrel 303, 317 Guide bar 304, 308 Drive unit 310 Lens group 311 Objective lens 312 Variable lens 313 Lens 314 Focus lens 316, 317 Holder 320 Solid-state imaging device 321 Image processing unit 323 Arithmetic processing Unit 325 Control unit

Claims (4)

光路開口を開閉する装置であって、
支点及びカム溝を有し、その回動に伴って前記光路開口を開閉する組み合わせ羽根と、
前記カム溝と係合するカムピンの植設されたベースと、
前記支点の中心となる支点ピンが植設されているとともに、外周部にラックの切られた風車と、
前記ラックと噛み合うピニオンと、
前記ピニオンの回転駆動手段と、
を備えることを特徴とする光路開閉装置。 An apparatus for opening and closing an optical path opening,
A combination blade having a fulcrum and a cam groove, and opening and closing the optical path opening as it rotates;
An implanted base of cam pins that engage with the cam groove;
A fulcrum pin that is the center of the fulcrum is planted, and a windmill with a rack cut on the outer periphery,
A pinion meshing with the rack;
Rotation driving means of the pinion;
An optical path opening and closing device comprising: 前記支点が、前記カムピンよりも前記光路開口の中心に対して外側に位置することを特徴とする請求項１記載の光路開閉装置。   2. The optical path opening / closing apparatus according to claim 1, wherein the fulcrum is located outside the cam pin with respect to the center of the optical path opening. 前記ベースに重なる地板をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２記載の光路開閉装置。   The optical path opening and closing device according to claim 1, further comprising a ground plate overlapping the base. 光路開口を開閉する光路開閉機構を備えた撮像装置であって、
前記光路開閉機構は、
支点及びカム溝を有し、その回動に伴って前記光路開口を開閉する組み合わせ羽根と、
前記カム溝と係合するカムピンの植設されたベースと、
前記支点の中心となる支点ピンが植設されているとともに、外周部にラックの切られた風車と、
前記ラックと噛み合うピニオンと、
前記ピニオンの回転駆動手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging apparatus having an optical path opening / closing mechanism for opening and closing an optical path opening,
The optical path opening / closing mechanism is
A combination blade having a fulcrum and a cam groove, and opening and closing the optical path opening as it rotates;
An implanted base of cam pins that engage with the cam groove;
A fulcrum pin that is the center of the fulcrum is planted, and a windmill with a rack cut on the outer periphery,
A pinion meshing with the rack;
Rotation driving means of the pinion;
An imaging apparatus comprising:
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