JP2019090889A - 絞り装置、レンズ装置および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】絞り羽根の駆動効率の点で有利な絞り装置及びこれを用いたレンズ装置、撮像装置を提供する。【解決手段】開口径Ｄを規定する複数の絞り羽根２１と、光軸方向に突出した突起２２ｋを備え、光軸回りに回動して複数の絞り羽根を駆動させて開口径Ｄを変化させる駆動部材と、突起２２ｋが回動の方向に移動可能に当接するレール部２１ｋを備える地板２１と、を有し、複数の絞り羽根２１は、突起２２ｋとレール部２１ｋとが当接することで規定される駆動部材と地板２１との光軸方向の間隔に収容され、間隔の大きさは、駆動部材の回動に伴って変化し、開口径Ｄが第１の開口径であるときの間隔は、開口径Ｄが第１の開口径よりも小さい第２の開口径であるときの間隔よりも広い。【選択図】図１０

Description

本発明は、絞り装置、レンズ装置および撮像装置に関する。

カメラに用いられるレンズ鏡筒は、入射光量を調整する絞り装置を備える。従来の絞り装置は、光軸を中心に回転する回転部材と、当該回転部材を回転可能に保持する地板と、回転部材と地板との間に配置された複数の絞り羽根を有する。光量は、回転部材の回転によって複数の絞り羽根が駆動されることで調整される。

複数の絞り羽根は、小絞り側になると、それぞれの絞り羽根が重なり羽根先端が光軸方向に反りあがる。絞り羽根が反りあがると、例えば、羽根の先端が回転部材と接触して、回転部材の駆動トルクが上がりうる。一方、開放側になると、絞り羽根が光軸方向にばたつき、所望の口径精度が得られない可能性がある。

特許文献１に記載された絞り装置は、小絞り側において、地板と回転部材との間隔を広げることで駆動トルクの向上を抑え、また、開放側において、当該間隔を狭くすることで絞り羽根のばたつきを抑えている。

特開２０１４−７１１４４号公報

しかしながら、上記特許文献１の絞り装置では、小絞り側において、地板と回転部材との間隔を確保するため、光軸方向に装置サイズが大きくなってしまう可能性がある。また、開放側では、当該間隔が狭く、絞り羽根の重なりによって駆動トルクが大きくなってしまう可能性がある。

本発明は、絞り羽根の駆動効率の点で有利な絞り装置及びこれを用いたレンズ装置、撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、開口径を規定する複数の絞り羽根と、光軸方向に突出した突起を備え、光軸回りに回動して複数の絞り羽根を駆動させて開口径を変化させる駆動部材と、突起が回動の方向に移動可能に当接するレール部を備える地板と、を有し、複数の絞り羽根は、突起とレール部とが当接することで規定される駆動部材と地板との光軸方向の間隔に収容され、間隔の大きさは、駆動部材の回動に伴って変化し、開口径が第１の開口径であるときの間隔は、開口径が第１の開口径よりも小さい第２の開口径であるときの間隔よりも広い、ことを特徴とする。

本発明によれば、絞り羽根の駆動効率の点で有利な絞り装置及びこれを用いたレンズ装置、撮像装置を提供することができる。

第１実施形態に係る絞り装置を備えるレンズ装置（ワイド状態）の断面図である。 第１実施形態に係る絞り装置を備えるレンズ装置（テレ状態）の断面図である。 第１実施形態に係る副絞りユニットとカム環の関係を示す斜視図である。 第１実施形態に係る副絞りユニットの分解斜視図である 第１実施形態に係る副絞りユニット（開放状態）を回転リング側から見た平面図である。 第１実施形態に係る副絞りユニット（小絞り状態）を回転リング側から見た平面図である。 第１実施形態に係る副絞りユニットの断面図である。 第１実施形態に係る副絞りユニット（小絞り状態）の駆動リングを外した状態の平面図である。 第１実施形態に係る副絞りユニット（開放状態）の駆動リングを外した状態の平面図である。 第２実施形態に係る副絞りユニットの断面図である。 本発明の実施形態に係る撮像装置の構成図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。なお、各図面において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）

図１および図２は、第１実施形態に係る絞り装置を備えるレンズ装置の断面図である。図１のレンズ装置１００は、ワイド状態を示し、図２は、テレ状態を示している。なお、図１および図２において、後述する１群レンズＬ１側が被写体側、３群レンズＬ３側が撮像面側を示す。

固定筒１には、後端１ａにカメラ本体と結合するためのマウント部材（不図示）や、外装部材が固定されている。カム環２は、ズーミングを行う。カム環２は、内周が固定筒１に嵌合し、固定筒１に回転可能に保持されている。直進筒３は、被写体側の端部に１群鏡筒４がコロ４ａで固定されている。１群鏡筒４には、１群レンズＬ１が固定されている。

直進筒３は、固定筒１の外周に移動自在に嵌合する。さらに、直進筒３は、周方向に３つのキー部材３ｂを有する。キー部材３ｂが、固定筒１の外周に設けた直進溝１ｂに係合することで、直進筒３は、光軸Ｏ方向に直進移動自在に固定筒１に保持されている。

直進筒３は、内周に有底の１群カム３ａを有する。１群カム３ａには、カム環２の被写体側端部外周に設けられ、図３に図示されるコロ２ａが係合している。これによって、カム環２の回転により、直進筒３は１群カム３ａの軌跡に従い直進移動を行う。

図１および図２にもどり、２群鏡筒５は、２群レンズＬ２を保持する。３群鏡筒６は、３群レンズＬ３を保持する。３群ベース枠７は、３群鏡筒６を複数のコロによって保持する。複数のコロは、３群ベース枠７に対して、３群鏡筒を偏心、倒れ調整して固定する。

３群ベース枠７は、外周にコロ７ａを等間隔で３か所保持している。コロ７ａは、固定筒１の直進溝１ｂとカム環２の３群カム２ｂに係合している。従って、カム環２を回転することによって３群鏡筒６は、３群ベース枠７と一体に光軸Ｏ方向へ直進移動する。

３群ベース枠７の外周には、フォーカスカム環８が回転自在に嵌合している。フォーカスカム環８は、３群ベース枠７の前端にビス固定された押え板９によって、３群ベース枠７に対して、定位置での回転が可能に保持されている。

フォーカスカム環８にはフォーカスカム溝８ａが３か所に等間隔で設けられており、２群鏡筒５に設けた３つのコロ５ａが係合している。コロ５ａは、３群ベース枠７に設けた直進溝７ｂにも係合している。

２群鏡筒５は、フォーカスカム環８の回転によって、光軸Ｏ方向に直進駆動されるものである。２群鏡筒５が単独で光軸Ｏ方向に移動することによってフォーカス調整が行われる。

回転リング１０は、固定筒１の内周に回転可能に保持されている。回転リング１０には、図示しないフォーカスキーが取り付けられている。フォーカスキーは、フォーカスカム環８に回転力を伝える。フォーカスキーは、ズーム位置によらず、回転リング１０とフォーカスカム環８が同じ角度回転する構造になっている。回転リング１０の外径側は、図示しないフォーカスモータまたはマニュアルフォーカスリングの駆動力が伝達され、フォーカス調整を行うことができる。電磁絞りユニット１１は、公知の技術によるもので不図示の駆動回路と電気的に接続されている。

副絞りユニット１２は、本実施形態に係る絞り装置であって、副絞り鏡筒１３に取り付けられる。図３は、副絞りユニット１２とカム環２の関係を示す斜視図である。副絞り鏡筒１３（図１および図２にて図示）にはコロ１３ａが取り付けられる。コロ１３ａは、固定筒１の直進溝１ｃと、図３に図示するカム環２の移動絞りカム２ｃと、に係合している。従って、副絞り鏡筒１３は、カム環２を回転させることによって光軸Ｏ方向に直進移動することになる。

次に、第１実施形態に係る絞り装置の構造について説明する。図４は、第１実施形態に係る副絞りユニット１２の分解斜視図である。副絞りユニット１２は、地板２１、駆動リング２２、および絞り羽根２３を備える。

駆動リング２２は、地板２１の内側に外径を嵌合し回動可能に保持されている。駆動リング２２は、カム溝２２ａを絞り羽根の数だけ有しており、カム溝２２ａは、絞り羽根２３のボス２３ａに係合している。駆動リング２２には、カムフォロア２２ｂが設けられている。

さらに、駆動リング２２は、駆動リング２２と、地板２１との間隔を変更するレール部２２ｄを備える。レール部２２ｄは複数設けられても良い。レール部２２ｄは、例えば、開放側平面部２２ｅ、斜面部２２ｆ、小絞り側平面部２２ｇなど、複数の面を含む。

絞り羽根２３は、ボス２３ａのある面の裏面にもボス２３ｂを有し、地板２１の穴２１ａに回転自在に嵌合している。地板２１は、駆動リング２２と嵌合する押さえ部２１ｃを有する。押さえ部２１ｃは、光軸Ｏ方向に突出し、レール部２２ｄと当接する突起を有する。

図５および図６は、第１実施形態に係る副絞りユニット１２を駆動リング２２側から見た平面図である。図５は、開放状態、図６は小絞り状態を示している。駆動リング２２を光軸Ｏ回りに回転させると絞り羽根２３がボス２３ｂを中心に回転し、複数枚の絞り羽根によって形成（規定）されるレンズ開口２４の開口径Ｄが変化するように構成されている。すなわち、駆動リング２２は、駆動部材である。

図３に示すように、駆動リング２２に設けられるカムフォロア２２ｂは、カム環２の内周に設けた副絞り駆動カム２ｄに係合している。これによってカム環２を回転すると、副絞り鏡筒１３が光軸Ｏ方向に直進移動するのと同時に、駆動リング２２が回転させられ、絞り羽根２３によって開口径Ｄを変化させる。副絞りユニット１２は、ズーミングによって開放Ｆナンバーが変化しないように、焦点距離に応じて開口を変化させる役割がある。

駆動リング２２のレール部２２ｄについて説明する。図７は、第１実施形態に係る副絞りユニット１２の断面図である。図７の（Ａ）は、図５のＡ−Ａで切断した断面図である。図７の（Ｂ）は、図５のＢ−Ｂで切断した断面図である。図７の（Ｃ）は、図６のＣ−Ｃで切断した断面図である。図７の（Ｄ）は、図６のＤ−Ｄで切断した断面図である。

駆動リング２２の光軸Ｏ方向の位置規制は、地板２１に設けた突出部２１ｂと回転リングの平面部２２ｃが当接することで行われる。この時、絞り羽根２３が移動できる（収容される）、光軸Ｏ方向の駆動リング２２と地板２１との間隔（以降、羽根スペースと記す）は最低限の間隔が確保される。つまり、羽根スペースが最小となるときに、突出部２１ｂと回転リングの平面部２２ｃが当接する。

また、羽根スペースが最大に広がる側の位置規制は、地板２１に設けられる押さえ部２１ｃの光軸Ｏ方向に突出した突起２１ｄと駆動リング２２に設けたレール部２２ｄの開放側平面部２２ｅが当接することによって行われる。

羽根スペースの変更は、レール部２２ｄと突起２１ｄが当接することにより行われる。レール部２２ｄに含まれる複数の面は、光軸Ｏ方向のそれぞれ異なる位置において、突起２１ｄと当接する。複数の面は、開口径Ｄの大きさに対応して設けられる。開放時は、開放側平面部２２ｅ、最小絞り時は小絞り側平面部２２ｇ、中間の絞り時には斜面部２２ｆと、突起２１ｄが当接するように構成されている。駆動リング２２を回転させると、突起２１ｄが駆動リング２２の回転方向にレール部２２ｄと当接しながら移動する。駆動リング２２は傾くことなく光軸Ｏ方向に移動し、羽根スペースを変化させることができる。

以上の構成により、図７の（Ａ）から図７の（Ｄ）に示すように、開放時（開口径Ｄが大きいとき、開口径Ｄが第１の開口径であるとき）の羽根スペースＨ１は、小絞り時（開口径Ｄが小さいとき、開口径Ｄが第１の開口径よりも小さい第２の開口径であるとき）の羽根スペースＨ２より広くなる。さらに、開口径Ｄを大きくするにつれて、羽根スペースが広くなる。

図８および図９は、第１実施形態に係る副絞りユニット１２の駆動リング２２を外した状態の平面図である。図８は、小絞り状態、図９は、開放状態を示している。それぞれ、羽根の重なりが解るように隠れ線を点線で示している。

図８の小絞り状態では、地板２１と駆動リング２２に挟まれる部分（地板内径２１ｅより外側になる部分）において、絞り羽根２３が重なり合う最大の枚数は２枚になることが解る。例えば、範囲Ｅでは、絞り羽根２３が２枚重なり合っている。一方、図９の開放状態では、地板２１と駆動リング２２に挟まれる部分（地板内径２１ｅより外側になる部分）において、絞り羽根２３が重なり合う最大の枚数は３枚になることが解る。例えば、範囲Ｆでは、絞り羽根２３が３枚重なり合っている。

開放側では絞り羽根２３の重なる枚数が多くなるため、その分羽根スペースを大きくとらないと羽根２３の厚みで駆動リング２２が地板の突起２１ｄに押しつけられ回転リングの動きが悪くなる場合がある。

通常は、最大に重なった場合の絞り羽根のトータル厚みより大きな羽根スペースを確保する設計となっているが、それぞれの絞り羽根は斜めになった状態で重なっているため単純な厚みの合計より大きな羽根スペースと必要とする。また、絞り羽根の平面度が悪化した場合にも、同様に回転リングの動きが悪くなる場合がある。従って、そのような場合を想定して十分な羽根スペースを確保する必要がある。

一方で、小絞り側では羽根の重なる枚数が少なくなるため、駆動リング２２の作動負荷が増えることは無いが、開口径が小さくなると羽根の重なりで反り上がりが発生しやすくなる。図７の（Ａ）に示すように、開放時の反り上がり量をＳ１、図７の（Ｃ）に示すように、小絞り時の反り上がり量をＳ２とすると、Ｓ２の方がＳ１より大きくなる傾向にある。

このような反り上がりを防止するために、羽根スペースを小さくする。本実施形態では、小絞り側では羽根スペースを小さくし、反り上がりを防止しつつ、開放側では羽根スペースを広げて回転リングの作動トルクの増加を抑えている。
（第２実施形態）

図１０は、第２実施形態に係る副絞りユニット１２の断面図である。図１０の（Ａ）は、図５のＡ−Ａに相当する箇所で切断した断面図である。図１０の（Ｂ）は、図５のＢ−Ｂに相当する箇所で切断した断面図である。図１０の（Ｃ）は、図６のＣ−Ｃに相当する箇所で切断した断面図である。図１０の（Ｄ）は、図６のＤ−Ｄに相当する箇所で切断した断面図である。

第２実施形態では、レール部２１ｋを地板２１側に設け、突起２２ｋを駆動リング２２側に設けたものである。レール部２１ｋは、地板２１の外周方向に沿って設けられ、第１実施形態と同様に、複数設けられても良く、例えば、開放側平面部２１ｍ、斜面部２１ｎ、小絞り側平面部２１ｐのなど、複数の面を含む。

駆動リング２２は、外周から地板２１の裏側に向けて伸び、地板２１と回動可能に嵌合する押さえ部２２ｒを有する。押さえ部２２ｒは、光軸Ｏ方向に突出し、地板２１のレール部２１ｋと当接する突起２２ｋを有する。突起２２ｋは、光軸Ｏ回りに移動可能にレール部２１ｋと当接する。

駆動リング２２の光軸Ｏ方向の位置規制は、地板２１に設けた突出部２１ｂと駆動リング２２の平面部２２ｃが当接することで行われる。この時、絞り羽根２３の移動できる、光軸Ｏ方向の駆動リング２２と地板２１との間隔（羽根スペース）は最小となる。この点については、第１実施形態と同様である。

また、羽根スペースが最大に広がる側の位置規制は、駆動リング２２に設けられる押さえ部２２ｒの光軸Ｏ方向に突出した突起２２ｋと地板２１に設けた開放側平面部２１ｍが当接することによって行われる。

羽根スペースの変更は、レール部２１ｋと突起２２ｋが当接することにより行われる。レール部２１ｋに含まれる複数の面は、光軸Ｏ方向のそれぞれ異なる位置において、突起２２ｋと当接する。複数の面は、開口径Ｄの大きさに対応して設けられる。開放時は開放側平面部２１ｍ、最小絞り時は小絞り側平面部２１ｐ、中間の絞り時には斜面部２１ｎが突起２２ｋと当接するように構成されている。駆動リング２２を回転させると、突起２２ｋが駆動リング２２の回転方向にレール部２１ｋと当接しながら移動する。駆動リング２２は傾くことなく光軸Ｏ方向に移動し、羽根スペースを変化させることができる。

以上の構成により、図１０Ａから図１０Ｄに示すように、第１実施形態と同様、開放時の羽根スペースＨ１は、小絞り時の羽根スペースＨ２より広くなる。さらに、開口径Ｄを大きくするにつれて、羽根スペースが広くなる。

第１実施形態では回転リング側にレール部を設けていたが、カム溝等の穴が多数配置されており、成型時の変形等、寸法精度が安定しない可能性がある。第２実施形態においては、レール部２１ｋを剛性が高い地板側に設けることで、より精度が高く、安定した羽根駆動が実現できる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。例えば、上述した実施形態に係る絞り装置を備えるレンズ装置を構成することにより、本発明の絞り装置の作用効果を享受できるレンズ装置を実現することができる。

また、上述した実施形態に係る絞り装置を備えるレンズ装置と、該レンズ装置に接続されたカメラ装置と、を含む撮像装置を構成することにより、本発明の絞り装置の作用効果を享受できる撮像装置を実現することができる。

また、前述の実施形態において、開放時の開口径Ｄを第１の開口径とし、小絞り時の開口径Ｄを第２の開口径としたが、この割り当てはあくまでも一例である。言い換えれば、前述の実施形態においては、第１の開口径は開放時の開口径（最大の開口径）に限定されるものではなく、第２の開口径は小絞り時の開口径（最小の開口径）に限定されるものではない。前述の実施形態において、第１の開口径であるときの羽根スペースＨ１が、第１の開口径よりも小さい第２の開口径であるときの羽根スペースＨ２よりも広くなればよい。

また、前述のレンズ装置１００は、３群のレンズ群を備えるものとしたが、これは一例である。レンズ装置１００は、物体からの光を絞り装置に導くレンズユニットを備えていれば良い。

また、図１１に示すように、前述の実施形態で示した絞り装置を備えるレンズ装置１００は、レンズ装置１００からの光を受光する撮像素子２００を保持するカメラ本体３００に装着可能である。図１１に示すレンズ装置１００とカメラ本体３００を合わせて撮像装置とする。レンズ装置１００はカメラ本体３００に対して着脱可能でもよく、着脱不可能であってもよい。

１２ 副絞りユニット
２１ 地板
２１ｂ 突出部
２１ｋ レール部
２２ 駆動リング
２２ｋ 突起
２３ 羽根

Claims (8)

1. 開口径を規定する複数の絞り羽根と、
   光軸方向に突出した突起を備え、光軸回りに回動して前記複数の絞り羽根を駆動させて前記開口径を変化させる駆動部材と、
   前記突起が前記回動の方向に移動可能に当接するレール部を備える地板と、を有し、
   前記複数の絞り羽根は、前記突起と前記レール部とが当接することで規定される前記駆動部材と前記地板との光軸方向の間隔に収容され、
   前記間隔の大きさは、前記駆動部材の回動に伴って変化し、前記開口径が第１の開口径であるときの前記間隔は、前記開口径が前記第１の開口径よりも小さい第２の開口径であるときの前記間隔よりも広い、
   ことを特徴とする絞り装置。
2. 前記突起は、前記駆動部材の回動に伴って光軸方向のそれぞれ異なる位置において前記レール部と当接する、ことを特徴とする請求項１に記載の絞り装置。
3. 前記レール部において、前記突起と当接する面は、前記開口径の大きさに対応して設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の絞り装置。
4. 前記地板は、光軸方向に突出する突出部を有し、
   前記間隔は、前記突出部と前記駆動部材の平面部とが当接するときに、最小となる、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の絞り装置。
5. 前記レール部は、前記地板の外周方向に沿って複数設けられる、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の絞り装置。
6. 前記間隔は、前記開口径が大きくなるにつれて大きくなることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の絞り装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の絞り装置と、
   物体からの光を前記絞り装置に導くレンズユニットと、を備えることを特徴とするレンズ装置。
8. 請求項７に記載のレンズ装置と、
   前記レンズ装置からの光を受光する撮像素子を保持するカメラ本体と、を備えることを特徴とする撮像装置。
   
   
   

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