特開 2022-150116 絞りユニットおよびレンズ鏡筒

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022150116

(43)【公開日】2022-10-07

(54)【発明の名称】絞りユニットおよびレンズ鏡筒

(51)【国際特許分類】

   G03B 9/02 20210101AFI20220929BHJP

【ＦＩ】

G03B9/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021052568

(22)【出願日】2021-03-26

(71)【出願人】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100087480

【弁理士】

【氏名又は名称】片山 修平

(74)【代理人】

【識別番号】100136261

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 俊成

(72)【発明者】

【氏名】高橋 伸明

(72)【発明者】

【氏名】今榮 一郎

【テーマコード（参考）】

2H080

【Ｆターム（参考）】

2H080AA21

2H080AA69

(57)【要約】

【課題】 絞り精度を向上する。
【解決手段】 絞りユニットは、それぞれが第１突部及び第２突部を有する複数の絞り羽根と、前記第１突部のそれぞれと係合する複数の溝を有する第１開口部材と、前記第２突部のそれぞれと係合する複数の孔部を有する第２開口部材と、前記第１突部を、前記第１突部と係合する前記溝に対して付勢する付勢部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれが第１突部及び第２突部を有する複数の絞り羽根と、
前記第１突部のそれぞれと係合する複数の溝を有する第１開口部材と、
前記第２突部のそれぞれと係合する複数の孔部を有する第２開口部材と、
前記第１突部を、前記第１突部と係合する前記溝に対して付勢する付勢部と、
を備える、絞りユニット。

【請求項2】

前記溝は、前記第１突部を案内する壁を有し、
前記付勢部は、前記第１突部を前記溝の前記壁に対して付勢する、
請求項１に記載の絞りユニット。

【請求項3】

前記溝は、前記第１突部を案内する壁に対向する壁を有し、
前記第１突部を案内する壁は、前記対向する壁よりも光軸に近い側にある、
請求項２に記載の絞りユニット。

【請求項4】

前記付勢部は、前記溝の前記壁と略直交する方向に前記第１突部を付勢する、
請求項２または請求項３に記載の絞りユニット。

【請求項5】

前記第１突部が移動する範囲の一端から他端までにおいて、前記付勢部は前記第１突部を付勢する、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の絞りユニット。

【請求項6】

前記一端における前記付勢部の付勢力は、前記他端における前記付勢部の付勢力よりも大きい、
請求項５に記載の絞りユニット。

【請求項7】

前記一端には、前記複数の絞り羽根が形成する絞り開口が最も小さくなる小絞り状態において前記第１突部が位置する、
請求項５または請求項６に記載の絞りユニット。

【請求項8】

前記付勢部の少なくとも一部は、前記溝と略平行である、
請求項１から請求項７のいずれか１項記載の絞りユニット。

【請求項9】

前記付勢部は、ねじりコイルばねであり、
前記第１突部と接触する前記ねじりコイルばねのアーム部は、前記溝と略平行である、
請求項１から請求項８のいずれか１項記載の絞りユニット。

【請求項10】

前記溝は直線状である、
請求項１から請求項９のいずれか１項記載の絞りユニット。

【請求項11】

前記付勢部の一部は、前記絞り羽根と前記第１開口部材との間に配置され、
前記付勢部の他の一部は、前記第１開口部材の前記絞り羽根と反対側に配置される、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の絞りユニット。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の絞りユニットを備えるレンズ鏡筒。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

絞りユニットおよびレンズ鏡筒に関する。

【背景技術】

【0002】

レンズ鏡筒には絞りユニットが設けられている（例えば、特許文献１参照）。絞りユニットの絞り精度の向上が求められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平４－１２８７２７号公報

【発明の概要】

【0004】

第１の態様によれば、それぞれが第１突部及び第２突部を有する複数の絞り羽根と、前記第１突部のそれぞれと係合する複数の溝を有する第１開口部材と、前記第２突部のそれぞれと係合する複数の孔部を有する第２開口部材と、前記第１突部を、前記第１突部と係合する前記溝に対して付勢する付勢部と、を備える。

【0005】

第２の態様によれば、レンズ鏡筒は、上記絞りユニットを備える。

【0006】

なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、一実施形態に係るレンズ鏡筒と、カメラ本体と、を備えるカメラを示す図である。

【図2】図２は、一実施形態に係る絞りユニットをカメラ本体側から見た分解斜視図である。

【図3】図３は、一実施形態に係る絞りユニットを被写体側から見た分解斜視図である。

【図4】図４（Ａ）は、カメラ本体側から見たカム板の平面図であり、図４（Ｂ）は、被写体側から見たカム板の平面図である。

【図5】図５（Ａ）は、付勢部の斜視図であり、図５（Ｂ）は、付勢部のカム板への取り付けについて説明するための斜視図である、図５（Ｃ）は、付勢部をカム板に取り付けた状態を示す平面図である。

【図6】図６（Ａ）は、小絞り状態におけるカム溝と、付勢部と、絞り羽根のカムフォロアとの関係について説明するための図であり、図６（Ｂ）は、開放状態におけるカム溝と、付勢部と、絞り羽根のカムフォロアとの関係について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照して、一実施形態に係るレンズ鏡筒について説明する。なお、以下に示す図面には、説明と理解を容易にするために、適宜にＸＹＺの直交座標系を設けた。この座標系では、撮影者が光軸ＯＡを水平として横長の画像を撮影する場合のカメラ位置（以下、正位置という）において被写体からカメラ本体１０側に向かう方向を＋Ｘ方向とする。また、正位置においてカメラ本体１０側から見て右側に向かう方向を＋Ｙ方向とする。また、正位置において上側に向かう方向を＋Ｚ方向とする。なお、実施形態に示す各部の形状や、長さ、厚みなどの縮尺は必ずしも実物と一致するものではなく、また説明に必要のない部分については適宜に省略又は簡略化して描いている。

【0009】

図１は、本実施形態に係るレンズ鏡筒２０と、カメラ本体１０と、を備えるカメラ１の概略図である。カメラ１は、カメラ本体１０と、カメラ本体１０に着脱可能なレンズ鏡筒２０と、を備える。なお、レンズ鏡筒２０とカメラ本体１０とは一体であってもよい。

【0010】

レンズ鏡筒２０は、入射した被写体光を屈折させて出射側に被写体像を形成する光学部材としてのレンズ２１および２２と、絞りを調節する絞りユニット３０とを備える。図１ではレンズ２１および２２を１枚のレンズとして描いているが、レンズ２１および２２は、複数のレンズを含むレンズ群であってもよい。また、レンズ鏡筒２０は、レンズ２１および２２のいずれか一方のみを有していてもよい。

【0011】

カメラ本体１０は、レンズ２１により形成された被写体像を撮像して電気信号に変換する撮像素子１２を備える。

【0012】

次に、本実施形態における絞りユニット３０の構成について説明する。図２は、一実施形態に係る絞りユニット３０をカメラ本体側から見た分解斜視図であり、図３は、絞りユニット３０を被写体側から見た分解斜視図である。

【0013】

絞りユニット３０は、光彩絞り装置であり、図２および図３に示すように、開口部材３１、回転部材３２、複数の絞り羽根３３（図２においては１枚のみ図示）、カム板３４、複数の付勢部３５（図２においては１つのみ図示）、およびステッピングモータ３６を備える。

【0014】

開口部材３１は、円環状部材であり、中央に嵌合開口部３１１を有している。また、開口部材３１の＋Ｘ側にはステッピングモータ３６が取り付けられている。

【0015】

回転部材３２は、中央部に開口を有する円環状部材であり、開口部材３１の嵌合開口部３１１に嵌合される環状突部３２１を中央に有する。回転部材３２の外縁には、セグメントギア３２２が形成されており、ステッピングモータ３６の回転軸に取り付けられたピニオンギア３６１と噛み合っている。また、回転部材３２には、絞り羽根３３の枚数と同じ数の孔３２３が形成されている。各孔３２３には、後述する絞り羽根３３の支持部３３１が挿入される。

【0016】

複数の絞り羽根３３の＋Ｘ側には支持部３３１が設けられ、－Ｘ側にはカムフォロア３３２が設けられている。支持部３３１は、回転部材３２に設けられた孔３２３に挿入され、カムフォロア３３２は、カム板３４に設けられたカム溝３４１に挿入される。

【0017】

カム板３４は、中央部に開口を有する円環状部材であり、絞り羽根３３の枚数と同じ数のカム溝３４１が形成されている。上述したように、カム溝３４１には、絞り羽根３３のカムフォロア３３２が挿入される。なお、カム溝３４１は、カム板３４を貫通する貫通溝であってもよいし、カム板３４を貫通しない溝であってもよい。

【0018】

カメラ本体１０からＦ値を変更する指示がされると、ステッピングモータ３６が回転駆動され、ステッピングモータ３６の回転軸に取り付けられたピニオンギア３６１と噛合するセグメントギア３２２を有する回転部材３２が回転する。絞り羽根３３の支持部３３１が、回転部材３２に形成された孔３２３に挿入されているため、回転部材３２が光軸ＯＡ回りに回転すると、絞り羽根３３も光軸ＯＡ回りに回転する。絞り羽根３３のカムフォロア３３２は、カム板３４のカム溝３４１に挿入されているので、絞り羽根３３のカムフォロア３３２は、支持部３３１を支点としてカム溝３４１に沿って回転する。これにより、複数の絞り羽根３３によって、光彩絞りの開口（絞り開口）３７（図１参照）の大きさが調整できる。

【0019】

次に、カム板３４の構成についてより詳細に説明する。図４（Ａ）は、カメラ本体１０側から見たカム板３４の平面図であり、図４（Ｂ）は、被写体側から見たカム板３４の平面図である。

【0020】

図４（Ａ）に示すように、カム板３４の＋Ｘ側には、絞り羽根３３の枚数と同じ数のカム溝３４１が形成されている。本実施形態において、カム溝３４１は、直線状であるが、曲線状であってもよい。

【0021】

カム溝３４１は、対向する一対の壁３４１ａおよび３４１ｂを有する。本実施形態において、カム溝３４１に挿入された絞り羽根３３のカムフォロア３３２は、壁３４１ａに案内されて移動する。壁３４１ａは、壁３４１ｂよりも、光軸ＯＡに近い側にある。ここで、カム溝３４１と絞り羽根３３のカムフォロア３３２との間には、温度や湿度の変化などに対応させるためにクリアランス（隙間）が設けられている。当該クリアランスによって、カム溝３４１と絞り羽根３３との間にはガタが生じる。そこで、本実施形態に係る絞りユニット３０は、当該ガタを抑制するために、カムフォロア３３２をカム溝３４１の壁３４１ａに付勢する付勢部３５を備えている。

【0022】

図５（Ａ）は、付勢部３５の一例を示す斜視図である。本実施形態において、付勢部３５は、コイル部３５１と、第１アーム３５２と、第２アーム３５３とを有するねじりコイルばねである。

【0023】

本実施形態において、付勢部３５は、カム板３４に取り付けられる。図５（Ｂ）は、付勢部３５のカム板３４への取り付けについて説明するための斜視図である。図５（Ｂ）に示すように、付勢部３５のコイル部３５１は、カム板３４の－Ｘ側に形成されたコイル係止部３４３に係止され、第１アーム３５２は、カム板３４を貫通する貫通孔３４２を通され、その一部が＋Ｘ側に配置される。第２アーム３５３は、カム板３４の－Ｘ側に形成されたアーム係止部３４４に係止される。すなわち、付勢部３５の一部（第１アーム３５２の一部）は、カム板３４と絞り羽根３３との間に配置され、付勢部３５の他の一部（第２アーム３５３）は、カム板３４の絞り羽根３３と反対側（－Ｘ側）に配置されている。

【0024】

図５（Ｃ）は、付勢部３５をカム板３４に取り付けた状態を示す平面図である。図５（Ｃ）に示すように、カム板３４に取り付けられた付勢部３５の第１アーム３５２は、直線状のカム溝３４１と略平行になっている。このように付勢部３５が取り付けられたカム板３４のカム溝３４１に、組み立てた絞り羽根３３のカムフォロア３３２を挿入する。カム溝３４１にカムフォロア３３２を挿入するときには、治具等を用いて、矢印Ａ１１で示すように第１アーム３５２を跳ね上げる。これにより、壁３４１ａと跳ね上げられた第１アーム３５２との間にスペースが生じるため、当該スペースに、絞り羽根３３のカムフォロア３３２を容易に挿入することができる。そして、カムフォロア３３２を挿入後、跳ね上げた第１アーム３５２を元の位置に戻すことで、付勢部３５の第１アーム３５２がカムフォロア３３２を付勢するようにすることができる。このようにすることで、本実施形態では、付勢部３５を取り付けたカム板３４の複数のカム溝３４１に、組み立てた絞り羽根３３のカムフォロア３３２を一度に挿入することができるため、絞りユニット３０の組み立てが容易である。

【0025】

また、付勢部３５の全てをカム板３４と絞り羽根３３との間に設ける場合、絞り羽根３３に直接負荷をかけることになるため、絞り羽根３３がねじれてしまう可能性がある。一方、本実施形態のように付勢部３５を配置すると、付勢部３５が、カムフォロア３３２を押すことになるため、絞り羽根３３がねじれてしまう可能性を低減できる。カムフォロア３３２は、絞り羽根３３よりも高い剛性を有しているので、カムフォロア３３２が変形することはほとんどない。

【0026】

また、付勢部３５の全てをカム板３４と絞り羽根３３との間に設ける場合、第１アーム３５２をカムフォロア３３２に接触させ、かつ、第２アーム３５３を係止するためには、本実施形態の場合よりもカム板３４を厚くする必要がある。したがって、第１アーム３５２の一部を、カム板３４と絞り羽根３３との間に配置し、第２アーム３５３を、カム板３４の絞り羽根３３の反対側（－Ｘ側）に配置することで、付勢部３５の全てをカム板３４と絞り羽根３３との間に設ける場合よりもカム板３４を薄くすることができ、カム板３４ひいては絞りユニット３０を軽量化することができる。

【0027】

次に、組立後の絞りユニット３０における、カム板３４のカム溝３４１と、付勢部３５と、絞り羽根３３のカムフォロア３３２との関係について説明する。

【0028】

図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、カム溝３４１と、付勢部３５と、カムフォロア３３２との関係を説明するための図である。図６（Ａ）は、複数の絞り羽根３３が形成する絞り開口３７が最も小さい小絞り状態を示し、図６（Ｂ）は、複数の絞り羽根３３が形成する絞り開口３７が最も大きい開放状態を示す。

【0029】

図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、第１アーム３５２（付勢部３５）は、絞り羽根３３のカムフォロア３３２を、係合しているカム溝３４１に対して付勢する。具体的には、第１アーム３５２は、カムフォロア３３２をカム溝３４１の壁３４１ａに対して付勢する（矢印Ａ１及びＡ２参照）。より詳細には、第１アーム３５２は、カム溝３４１の壁３４１ａと略直交する方向に、絞り羽根３３のカムフォロア３３２を壁３４１ａに対して付勢する。

【0030】

これにより、カム溝３４１とカムフォロア３３２との間のガタを抑制することができる。また、第１アーム３５２は、カムフォロア３３２をカム溝３４１の壁３４１ａに押し付けるため、絞り羽根３３が停止位置から移動することが抑制できる。したがって、絞り精度を向上することができる。さらに、第１アーム３５２が、カム溝３４１の壁３４１ａと略直交する方向に、絞り羽根３３のカムフォロア３３２を付勢するので、絞り羽根３３が壁３４１ａから受ける反力が絞り羽根３３を回転させる方向に働くことが抑制され、ステッピングモータ３６に余分な負荷が生じることを抑制することができる。

【0031】

付勢部３５の第１アーム３５２は、カムフォロア３３２が移動する範囲Ｒ１の一端と他端との間において、カムフォロア３３２を付勢する。より詳細には、小絞り状態におけるカムフォロア３３２の位置（小絞り位置）と開放状態におけるカムフォロア３３２の位置（開放位置）との間においてカムフォロア３３２を付勢する。これにより、カムフォロア３３２がカム溝３４１の壁３４１ａに沿って移動している間、カム溝３４１とカムフォロア３３２との間のガタを抑制することができる。

【0032】

第１アーム３５２の付勢力は、コイル部３５１に近い位置ほど強く、コイル部３５１から遠くなるにつれて減少する。本実施形態では、カムフォロア３３２の小絞り位置が、カムフォロア３３２の開放位置よりもコイル部３５１に近くなるようにしている。したがって、小絞り位置において付勢部３５がカムフォロア３３２を付勢する付勢力は、開放位置において付勢部３５がカムフォロア３３２を付勢する付勢力よりも大きくなっている。

【0033】

絞り開口３７が小さくなると、複数の絞り羽根３３の先端が重なりあい、せりあがる（例えば、図３参照）。これにより、各絞り羽根３３が、自身に重なる他の絞り羽根３３を絞り開口３７が大きくなる方向に向けて付勢する。このため、ステッピングモータ３６は、絞り開口３７が小さくなるほど、絞り開口３７を小さくする方向と反対方向の力（反力）を絞り羽根３３から受けることになり、ステッピングモータ３６の負荷が増加する。カムフォロア３３２の小絞り位置を、カムフォロア３３２の開放位置よりもコイル部３５１の近くにすることで、小絞り位置に近いほど、付勢部３５の付勢力が大きくなるため、絞り開口３７を小さくするときにステッピングモータ３６に伝わる反力を小さくし、ステッピングモータ３６にかかる負荷を低減することができる。

【0034】

以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、絞りユニット３０は、それぞれがカムフォロア３３２と、支持部３３１と、を有する複数の絞り羽根３３と、カムフォロア３３２のそれぞれと係合する複数のカム溝３４１を有するカム板３４と、支持部３３１のそれぞれと係合する複数の孔３２３を有する回転部材３２と、カムフォロア３３２を、カムフォロア３３２と係合するカム溝３４１に対して付勢する付勢部３５と、を備える。これにより、カムフォロア３３２とカム溝３４１との間のガタが抑制される。

【0035】

また、本実施形態において、カム溝３４１は、カムフォロア３３２を案内する壁３４１ａを有し、付勢部３５は、カムフォロア３３２をカム溝３４１の壁３４１ａに対して付勢する。また、付勢部３５は、カム溝３４１の壁３４１ａと略直交する方向（図６（Ａ）および図６（Ｂ）の矢印Ａ１，Ａ２参照）にカムフォロア３３２を付勢する。これにより、付勢部３５がカムフォロア３３２を付勢することによって絞り羽根３３が壁３４１ａから受ける反力が、ステッピングモータ３６の負荷を増加させることを抑制することができる。

【0036】

また、本実施形態において、カム溝３４１は、カムフォロア３３２を案内する壁３４１ａと対向する壁３４１ｂを有し、壁３４１ａは、壁３４１ｂよりも光軸ＯＡに近い側にある。付勢部３５がない場合、又は、付勢部３５がカムフォロア３３２を壁３４１ｂに向けて付勢する場合、小絞り状態において、絞り羽根３３同士が反力を受けあって反りあがり、開口径の精度が悪化する。一方、本実施形態では、付勢部３５によってカムフォロア３３２が光軸ＯＡに近い壁３４１ａに向かって付勢されるので、反りあがりが抑制され、小絞り状態における開口径の精度を向上できる。

【0037】

また、本実施形態において、付勢部３５は、カムフォロア３３２が移動する範囲の一端から他端までにおいて、付勢部３５はカムフォロア３３２を付勢する。これにより、カムフォロア３３２がカム溝３４１に沿って移動している間、カム溝３４１とカムフォロア３３２との間のガタを抑制することができる。

【0038】

また、本実施形態において、カムフォロア３３２が移動する範囲の一端における付勢部３５の付勢力は、他端における付勢部３５の付勢力よりも大きい。また、カムフォロア３３２が移動する範囲の一端には、複数の絞り羽根３３が形成する絞り開口３７が最も小さくなる小絞り状態においてカムフォロア３３２が位置する。上述したように、絞り開口３７が小さくなるほど、各絞り羽根３３が他の絞り羽根３３から受ける、絞り開口３７を大きくする方向への力が大きくなり、ステッピングモータ３６の負荷が大きくなる。小絞り状態においてカムフォロア３３２が位置する小絞り位置（カムフォロア３３２が移動する範囲の一端）における付勢部３５の付勢力を大きくすることで、カムフォロア３３２が小絞り位置にある絞り羽根３３からステッピングモータ３６に伝わる反力を小さくし、ステッピングモータ３６にかかる負荷を低減することができる。

【0039】

また、本実施形態において、付勢部３５はねじりコイルばねであり、カムフォロア３３２と接触する第１アーム３５２は、カム溝３４１と略平行である。これにより、カム溝３４１の壁３４１ａと略直交する方向（図６（Ａ）および図６（Ｂ）の矢印Ａ１，Ａ２参照）にカムフォロア３３２を付勢することができる。

【0040】

また、本実施形態において、付勢部３５の第１アーム３５２は、絞り羽根３３とカム板３４との間に配置され、付勢部３５の第２アーム３５３は、カム板３４の絞り羽根３３と反対側に配置される。これにより、付勢部３５の全てをカム板３４と絞り羽根３３との間に設ける場合よりもカム板３４を薄くすることができ、カム板３４ひいては絞りユニット３０を軽量化することができる。

【0041】

なお、上記実施形態では、付勢部３５としてねじりコイルばねを用いていたが、これに限られるものではなく、例えば、壁３４１ａに向かってカムフォロア３３２を付勢することが可能なばねであれば、板ばね又は圧縮ばね等を用いてもよい。

【0042】

また、上記実施形態において、付勢部３５は壁３４１ａに向かってカムフォロア３３２を付勢していたが、壁３４１ｂに向かってカムフォロア３３２を付勢してもよい。この場合、壁３４１ｂがカムフォロア３３２を案内する壁となる。

【0043】

また、上記実施形態において、付勢部３５は、カム板３４に取り付けられていたが、カムフォロア３３２をカム溝３４１の壁３４１ａまたは３４１ｂに向かって付勢できれば、付勢部３５は、回転部材３２に取り付けられていてもよい。

【0044】

上述した実施形態は好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能であり、任意の構成要件を組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１ カメラ
２０ レンズ鏡筒
３０ 絞りユニット
３２ 回転部材
３３ 絞り羽根
３４ カム板
３５ 付勢部
３７ 絞り開口
３３１ 支持部
３３２ カムフォロア
３４１ カム溝
３４１ａ，３４１ｂ 壁
３５２ 第１アーム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】