JP2020027230A - 光量調節装置及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】開放状態から小絞り径まで、円形な光通過開口を形成し、且つ、小型で高精度な光量調節装置を提供する。【解決手段】光通過開口を有するベース部材と、第１の回転中心係合部と第１の駆動ピンとを有する複数の第１の絞り羽根からなる第１の絞り羽根群と、第２の回転中心係合部と第２の駆動ピンとを有する複数の第２の絞り羽根からなる第２の絞り羽根群と、第１の絞り羽根の第１の駆動ピンと係合する複数の第１のカム溝を有し、光通過開口の周囲を回転する第１の駆動リングと、第２の絞り羽根の第２の駆動ピンと係合する複数の第２のカム溝を有し、光通過開口の周囲を回転する第２の駆動リングとを備え、第１の絞り羽根群と第２の絞り羽根群は、第１の駆動リングと第２の駆動リングの間で駆動される。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、例えば、絞り装置などの光量調節装置及びそれを備えた光学機器に関する。

絞り装置において形成される光通過開口としての絞り開口の形状は、できるだけ円形に近い方が好ましく、円形に近い絞り開口を形成するために３枚以上の多数枚の絞り羽根（光量調節羽根）が用いられる場合が多い。また、ベース部材（開口形成部材）に形成した固定開口の周囲で回動可能な駆動リングにより多数枚の絞り羽根を回動させることで、円形に近い多角形の絞り開口を形成する。

ここで、特許文献１には、絞り開口形状が円形に近づくように、複数の羽根群を順に使用する絞り装置が開示されている。

特開２０１７−５８６７９号公報 特開２０１２−１２３２９９号公報

しかし、特許文献１に開示されている絞り装置では、絞り羽根に形成されたカム溝から光が漏れないようにするため、他の羽根でカム溝を覆う必要があり、羽根の形状が複雑となり、径方向に絞り装置が大きくなる問題があった。

また、特許文献２に開示されている絞り装置では、絞り開口形状を円形に近づけるために羽根枚数を増やすほど、羽根の移動精度に関係するカム溝が短くなってしまい、絞り精度が悪くなる問題があった。また、カム溝の傾斜が急になるため、負荷が増大する問題もあった。そのため、増やせる絞り羽根の枚数に限界があった。

本発明は、開放状態から小絞り径まで、円形度の高い光通過開口を形成し、且つ、小型で高精度な光量調節装置を提供することを目的とする。

本発明に係わる光量調節装置は、光通過開口を有するベース部材と、第１の回転中心係合部と第１の駆動ピンとを有する複数の第１の絞り羽根からなる第１の絞り羽根群と、第２の回転中心係合部と第２の駆動ピンとを有する複数の第２の絞り羽根からなる第２の絞り羽根群と、前記第１の絞り羽根の前記第１の駆動ピンと係合する複数の第１のカム溝を有し、前記光通過開口の周囲を回転する第１の駆動リングと、前記第２の絞り羽根の前記第２の駆動ピンと係合する複数の第２のカム溝を有し、前記光通過開口の周囲を回転する第２の駆動リングと、を備え、前記第１の絞り羽根群と前記第２の絞り羽根群は、前記第１の駆動リングと前記第２の駆動リングの間で駆動されることを特徴とする。

本発明によれば、開放状態から小絞り径まで、円形度の高い光通過開口を形成し、且つ、小型で高精度な光量調節装置を提供することが可能となる。

本発明の光量調節装置の一実施形態である絞り装置の分解斜視図。 図１Ａを上下逆方向から見た図。 一実施形態の絞り装置の斜視図。 第１の絞り羽根群の絞り羽根を示す図。 第２の絞り羽根群の絞り羽根を示す図。 絞り装置の光通過開口を示す図。 絞り装置の光通過開口の拡大図。 第１の絞り羽根群の動きを示す図。 第２の絞り羽根群の動きを示す図。 第１の絞り羽根群と第２の絞り羽根の１枚の関係を示す図。 図９（Ｃ）を抜き出して示した図。 第１の駆動リングと第２の駆動リングの投影図。 一実施形態の絞り装置の変形例の分解斜視図。 図１２Ａを上下逆方向から見た図。 変形例の絞り装置の側断面図。 第１乃至第３の実施形態のいずれかの絞り装置を搭載した光学機器の概略図。

以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。

図１Ａは、本発明の光量調節装置の一実施形態である絞り装置１００の分解斜視図である。図１Ｂは、絞り装置１００を図１Ａとは上下逆方向から見た分解斜視図である。また、図２は、絞り装置１００を組み立てた状態を表裏から見た斜視図である。

図１Ａ、図１Ｂにおいて、絞り装置１００のベースとなるベース部材２（開口形成部材）は、中央にレンズの光軸Ｏに対応して光を通過させる開口部２ａを有する。開口部２ａの外側には、内側係合部２ｋと係合穴２ｂ，２ｃが形成されている。係合穴２ｂ，２ｃは、開口部２ａの周囲に交互に複数配置されている。

ベース部材２は、一般的には、樹脂の成形加工により作成される。ベース部材２には、例えば、ステッピングモータ、ガルバノメータなどを用いた駆動部１が取り付けられ、駆動部１の回転軸には、ピニオンギア３が取り付けられる。

後述する第１の絞り羽根群５０を駆動する第１の駆動リング４は、外側係合部４ｋとカム溝４ｅと被駆動部４ｄを有する。第１の駆動リング４は、一般的には、樹脂の成形加工により作成されるが、例えば、樹脂フィルム（ＰＥＴシート材等）をプレス加工して作成されてもよい。

第１の駆動リング４の外側係合部４ｋは、ベース部材２の内側係合部２ｋに回動可能に係合する。ベース部材２の内側係合部２ｋは、連続した円形状であってもよいが、複数の凸部で構成され、第１の駆動リング４の外側係合部４ｋと係合するように構成されていてもよい。

なお、本実施形態では、第１の駆動リング４をベース部材２の内側係合部２ｋの内側に係合させているが、第１の駆動リング４に内側係合部を形成し、ベース部材２に外側係合部を形成し、第１の駆動リング４をベース部材２の外側係合部の外側に係合させてもよい。

また、第１の駆動リング４には、被駆動部４ｄであるギア部が形成されている。被駆動部４ｄは、ピニオンギア３と噛み合い、駆動部１で発生した回転力がピニオンギア３から被駆動部４ｄに伝達され、第１の駆動リング４が回転される。

後述する第２の絞り羽根群６０を駆動する第２の駆動リング７は、外側係合部７ｋとカム溝７ｆと被駆動部７ｄを有する。第２の駆動リング７は、一般的には、樹脂の成形加工により作成されるが、例えば、樹脂フィルム（ＰＥＴシート材等）をプレス加工して作成されてもよい。

第２の駆動リング７の外側係合部７ｋは、後述するカバー部材８の内側係合部８ｋに回動可能に係合する。カバー部材８の内側係合部８ｋは、連続した円形状であってもよいが、複数の凸部で構成され、第２の駆動リング７の外側係合部７ｋと係合するように構成されていてもよい。

なお、本実施形態では、第２の駆動リング７をカバー部材８の内側係合部８ｋの内側に係合させているが、第２の駆動リング７に内側係合部を形成し、カバー部材８に外側係合部を形成し、第２の駆動リング７をカバー部材８の外側係合部の外側に係合させてもよい。

また、第２の駆動リング７には、被駆動部７ｄであるギア部が形成されている。被駆動部７ｄは、ピニオンギア３と噛み合い、駆動部１で発生した回転力がピニオンギア３から被駆動部７ｄに伝達され、第２の駆動リング７が回転される。

なお、本実施形態では、駆動部１を１つとして、第１及び第２の駆動リング４，７を両方駆動している。駆動源は１つの方が第１及び第２の駆動リング４，７の同期をとりやすいが、第１及び第２の駆動リング４，７のそれぞれに駆動部を別々に設けてもかまわない。また、本実施形態では、第１及び第２の駆動リングの回転方向を同一方向としているが、反対方向でも構わない。

なお、各駆動リングに係合する羽根群が回動する回動方向は、カム溝を形成する方向によって適宜調整が可能であるが、本実施形態においては、駆動リングの回転方向と同様に、第１の羽根群５０と第２の羽根群６０との回動方向が同一となるように構成している。複数の羽根群の回動方向が同一となるように構成することによって、それぞれの羽根群を構成する絞り羽根５と絞り羽根６とが衝突することを容易に防ぐことができる。但し、第１の羽根群５０と第２の羽根群６０の回動方向が反対方向となるように構成することを妨げるものではなく、絞り羽根５と絞り羽根６とが衝突しないように構成すればよい。

第１の駆動リング４の上方（図１における上側）には、第１の絞り羽根群５０が配置されている。第１の絞り羽根群５０は、複数の絞り羽根５によって構成されている。本実施形態では、９枚の絞り羽根５で第１の絞り羽根群５０を構成する。ただし、絞り羽根の枚数は複数枚で構成されていれば、何枚でも構わない。図３は、１枚の絞り羽根５の形状を示す図である。絞り羽根５は、絞り開口形成縁部５ｒと、先端５ｇと、係合部である係合ピン（回転中心係合部）５ｂと被駆動部であるカムピン５ｅとを有する。

第１の絞り羽根群５０の上方には、第２の絞り羽根群６０が配置されている。第２の絞り羽根群６０は、複数の絞り羽根６によって構成されている。本実施形態では、９枚の絞り羽根６で第２の絞り羽根群６０を構成する。ただし、絞り羽根の枚数は複数枚で構成されていれば、何枚でも構わない。図４は、１枚の絞り羽根６の形状を示す図である。絞り羽根６は、絞り開口形成縁部６ｒと、先端６ｇと、係合部である係合ピン（回転中心係合部）６ｃと被駆動部であるカムピン６ｆとを有する。

絞り羽根５および絞り羽根６は、例えば、樹脂成形により作成される。また、例えば、ＰＥＴシート材等をプレス加工したものに、金属ピンや樹脂ピンを熱溶着や接着、一体成形して作成してもよい。また、絞り羽根には、遮光処理、反射防止処理、摺動処理等が施されることが望ましい。

第２の駆動リング７の上方には、中央に開口部８ａが形成されたカバー部材８が配置される。ベース部材２とカバー部材８で形成された空間の中で、第１及び第２の駆動リング４，７と複数の絞り羽根群（第１の絞り羽根群５０、第２の絞り羽根群６０）が駆動される。

絞り羽根５の係合ピン５ｂは、ベース部材２の係合穴２ｂに係合する（回転可能に支持される）。絞り羽根５のカムピン５ｅは、第１の駆動リング４のカム溝４ｅに係合する。ピニオンギア３の回転が第１の駆動リング４の被駆動部４ｄに伝達され、第１の駆動リング４が回転する。第１の駆動リング４が回転すると、第１の駆動リング４のカム溝４ｅから絞り羽根５のカムピン５ｅに駆動力が与えられ、絞り羽根５は、ベース部材２の開口部２ａに対して進入及び退出する（出入りする）。第１の絞り羽根群５０の絞り開口形成縁部５ｒは、絞り全開から最小絞りまでの絞り開口形状の一部を形成する。

絞り羽根６の係合ピン６ｃは、ベース部材２の係合穴２ｃに係合する（回転可能に支持される）。絞り羽根６のカムピン６ｆは、第２の駆動リング７のカム溝７ｆに係合する。ピニオンギア３の回転が第２の駆動リング７の被駆動部７ｄに伝達され、第２の駆動リング７が回転する。第２の駆動リング７が回転すると、第２の駆動リング７のカム溝７ｆから絞り羽根６のカムピン６ｆに駆動力が与えられ、絞り羽根６は、ベース部材２の開口部２ａに対して進入及び退出する（出入りする）。第２の絞り羽根群６０の絞り開口形成縁部６ｒは、絞り全開から最小絞りまでの絞り開口形状の一部を形成する。

ベース部材２の係合穴２ｂ，２ｃは、ベース部材２の外周側に配置し、絞り羽根５の係合ピン５ｂと絞り羽根６の係合ピン６ｃが他の絞り羽根に干渉しないようにする。また、絞り羽根５のカムピン５ｅと、絞り羽根６のカムピン６ｆは、互いに反対面に配置する。

ベース部材２の係合穴２ｂ，２ｃを内周側に配置した場合、絞り羽根５の係合ピン５ｂあるいは、絞り羽根６の係合ピン６ｃが他の絞り羽根と干渉してしまう。また、絞り羽根５のカムピン５ｅと絞り羽根６のカムピン６ｆを同一の面側に配置すると、カムピンが他の羽根に干渉してしまう。すなわち、絞り羽根の回転中心は、絞り装置１００の半径方向の外周側に配置し、各絞り羽根のカムピンは絞り装置１００の半径方向で羽根の回転中心より内側に配置し、且つ、各絞り羽根群のカムピンは別の絞り羽根群のカムピンとは反対面側に配置するようにする。

本実施形態では、ベース部材２の係合穴２ｂ，２ｃを、絞り羽根５の係合ピン５ｂ、絞り羽根６の係合ピン６ｃに係合させているが、ベース部材２の係合部をピンにして、絞り羽根の係合部を穴にしてもよい。

図５は、本実施形態の絞り装置において、カバー部材８を外して絞り開口形状を示した図である。図６は、絞り開口形状を拡大して示した図である。絞り開口形状は、絞り開口径が大きい順に、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）で表す。絞り全開から最小絞りに移行する過程において、絞り開口は、絞り羽根群５０と絞り羽根群６０で協働して形成される。絞り全開から中間域（中間絞り）である図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、絞り開口は、複数の絞り羽根５の絞り開口形成縁部５ｒと複数の絞り羽根６の絞り開口形成縁部６ｒとにより形成される。絞りの中間域（中間絞り）から最小絞りである図６（Ｄ）、（Ｅ）では、絞り開口は、複数の絞り羽根５の絞り開口形成縁部５ｒにより形成される。

本実施形態では、絞り羽根群５０は９枚の絞り羽根５で構成され、絞り羽根群６０は９枚の絞り羽根６で構成しているため、図５、図６の絞り開口形状（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では、合計１８枚の絞り羽根で絞り開口が形成される。絞り開口を形成する羽根の枚数が多いほど、絞り開口を円に近づけることができる。そのため、図５、図６の絞り開口形状（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、極めて円に近い絞り開口を形成することが可能である。また、図５、図６の絞り開口形状（Ｄ）、（Ｅ）は、９枚の絞り羽根５で構成した絞り羽根群５０で形成するように設定される。絞り羽根５の絞り開口形成縁部５ｒは、図５、図６の絞り開口形状（Ｄ）、（Ｅ）の領域で円形に近い形状になるように設定される。そのため、絞り開口形状（Ｄ）、（Ｅ）においても極めて円に近い絞り開口を形成することが可能である。

ここで、絞り羽根群が１群である場合に絞り羽根枚数を多くした場合の問題点について説明する。絞り羽根枚数が多いと絞り羽根同士の重なり合いによる負荷が増加し、小さな絞り開口が形成できない現象が発生する。例えば、絞り羽根群が１８枚の絞り羽根で構成された場合、絞り羽根同士の重なり合いの負荷で、絞り開口を小絞りまで絞ることができない場合がある。絞り開口状態（Ｄ）、（Ｅ）は、絞り羽根群を１８枚で構成した場合は、負荷が過大になってしまい、状態を形成させることが極めて困難である。本実施形態では、絞り羽根群の１群あたりの枚数を９枚で構成しているため、羽根同士の重なり合いの負荷を増大させずに、１８枚の絞り羽根により、絞り開口形状を形成できる。

図７は、第１の絞り羽根群５０のみを示した図である。図８は、第２の絞り羽根群６０のみを示した図である。ベース部材２には、係合穴２ｂと係合穴２ｃが円周上に交互に配置されている。第１の絞り羽根群５０を構成する絞り羽根５では、係合ピン５ｂが係合穴２ｂに係合する。第２の絞り羽根群６０を構成する絞り羽根６では、係合ピン６ｃが係合穴２ｃに係合する。すなわち、第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０は、ベース部材２に周方向で位相が異なる状態で配置される。例えば、１枚の絞り羽根５の係合ピン２ｂは、２枚の絞り羽根６の係合ピン２ｃの中間に配置される。各絞り羽根群の位相を半分ずらすことで、絞り開口形状を円に近づけることができる。図６（Ｂ）に示すように、第２の絞り羽根群６０のみで形成した場合の２枚の絞り羽根６の開口形成縁部６ｒが交差する角部を、第１の絞り羽根群５０で覆うことができるためである。

ここで、さらに小絞りまで絞る場合の本実施形態の特徴について説明する。図７、図８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）については、第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０が協働して絞り開口を形成するため、それぞれの絞り羽根群のみでの絞り開口のサイズは、第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０で、ほぼ同サイズで変化させている。

第１の絞り羽根群５０（一方の絞り羽根群）は、図７に示すように、（Ａ）から（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）へと徐々に絞り径が小さくなるように形成する。これは、第１の駆動リング４のカム溝４ｅの形状で調整することが可能である。一方、第２の絞り羽根群６０（他方の絞り羽根群）は、図８に示すように（Ａ）から（Ｂ）、（Ｃ）へ移行する際は、開口が小さくなるように変化させ、（Ｃ）から（Ｄ）、（Ｅ）に移行する際は、開口が拡大するように（開口部から退避するように）形成する。これは、第２の駆動リング７のカム溝７ｆの形状で調整することが可能である。

ここで、第１の絞り羽根群５０が絞り全開から最小絞りへ変化される過程において、途中から第２の絞り羽根群６０を開口が拡大するように変化させる理由について説明する。すなわち、第１の絞り羽根群５０が小絞り開口を形成する際に、絞り羽根５の先端５ｇが、隣接する第２の絞り羽根群６０の絞り羽根６の開口形成縁部６ｒに衝突したり、重なりあった絞り羽根６同士の間に挟まったりすることを防止するためである。従来の光量調節装置においては、これらの問題のため、光量調節装置としての絞り調整範囲が制限を受けていた。それに対し、本実施形態では、一方の絞り羽根群の動作を途中から開口を拡大する方向に変化させることで、光量調節装置としての絞り調整範囲を広げることができる。

さらに、上記の理由を詳細に説明する。本実施形態では、絞り羽根５の先端５ｇがカバー部材８側に編み上がるように絞り羽根５を環状に組み込んでいる。絞り羽根５は絞り径を小さくするほど、先端５ｇがカバー部材８側および第２の絞り羽根群６０側に編み上がる。また、絞り羽根６は、先端６ｇがカバー部材８側に編み上がるように絞り羽根６を環状に組み込んでいる。絞り羽根６は絞り径を小さくするほど、先端６ｇがカバー部材８側に編み上がる。第１の絞り羽根群５０および、第２の絞り羽根群６０はともに、一方向に編み上がるように構成されている。

図９は、第１の絞り羽根群５０を形成する１枚の絞り羽根５（１）と、第２の絞り羽根群６０の関係を示す図である。また、図１０は、図９（Ｃ）の状態を抜き出して示した図である。絞り開口状態が（Ａ）から（Ｂ）、（Ｃ）に変化する過程において、絞り羽根５（１）は、第２の絞り羽根群６０を形成する１枚の絞り羽根６（１）と摺接する。このまま、絞り羽根５（１）と第２の絞り羽根群６０を閉じ方向に移動させた場合、絞り羽根５（１）の先端５ｇ（１）は、第２の絞り羽根群６０を形成する絞り羽根６（２）の開口形成縁部６ｒ（２）と衝突してしまう。または、絞り羽根５（１）の先端５ｇ（１）は第２の絞り羽根群６０を形成する絞り羽根６（１）と絞り羽根６（２）の間に挟まってしまい、作動不良をおこしてしまう。そのため、従来では、第１の絞り羽根群５０は、隣接する第２の絞り羽根群６０に衝突しない範囲でしか、絞り径を調整することができなかった。光量調節装置としての絞り調整範囲を増やすためには、特開２０１７−５８６７９号公報のように、絞り羽根群を３層などに増やす必要があった。

それに対し、本実施形態では、絞り開口が図９の状態（Ｃ）から（Ｄ）、（Ｅ）に変化する過程において、第２の絞り羽根群６０で形成する開口を拡大する方向に変化させる。第２の絞り羽根群６０で形成する開口を拡大することにより、第１の絞り羽根群５０で小絞り状態である図９の（Ｄ）、（Ｅ）を形成する際、絞り羽根５の先端５ｇが絞り羽根６の開口形成縁部６ｒに衝突したり、絞り羽根６同士の間に挟まることを防止できる。第２の絞り羽根群６０で形成する開口を拡大させることで、第１の絞り羽根群５０で形成できる絞り範囲を小絞り方向に広げることが可能になる。

例えば、第２の絞り羽根群６０が、小絞り開口の形成に寄与しつつできるだけ絞り開口が小さくなる位置まで進入し、その後第１の絞り羽根群５０によってより小さい絞り開口を形成する過程において第２の絞り羽根群６０が形成する絞り開口を拡大する方向に変化させることによって、第２の絞り羽根群６０をできるだけ小さい絞り開口まで絞り、開口の形成に寄与させつつ、第１の絞り羽根群５０で形成できる絞り範囲を小絞り方向に広げることができる。

上述の説明では、図５の絞り開口状態（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０の合計１８枚の羽根で形成させ、絞り開口状態（Ｄ）、（Ｅ）を第１の絞り羽根群５０の９枚の羽根で形成させた。しかし、絞り開口状態（Ａ）、（Ｂ）を第２の絞り羽根群６０の９枚の羽根で形成し、絞り開口状態（Ｃ）を第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０の合計１８枚の羽根で形成し、絞り開口状態（Ｄ）、（Ｅ）を第１の絞り羽根群５０の９枚の羽根で形成させてもよい。各絞り羽根の開口形成縁部５ｒ、６ｒの形状を適宜に設定すればどちらでも構わない。なお、絞り開口状態（Ｃ）についても、第１の絞り羽根群５０もしくは第２の絞り羽根群６０の一方のみで形成してもよく、他の絞り開口状態（Ａ）、（Ｂ）においても、適宜所望の絞り羽根群で絞り開口を形成してよい。

次に、本実施形態が、高い絞り精度を維持したまま、絞り羽根の枚数を増やし、良好な開口形状を形成できる理由について説明する。本実施形態では、第１の駆動リング４と第２の駆動リング７の２つの部品にカム溝を形成する。絞り羽根５および絞り羽根６の開口部２ａへの出入りは、カム溝の形状により調整することが可能であり、カム溝が長いほど、高い分解能を得ることができる。カム溝を形成する部材を２つにした場合、カム溝を形成する部材が１つの場合と比べて、カム溝を長く形成することができる。すなわち、第１の駆動リング４と第２の駆動リング７の２つの部品に、長いカム溝を形成することで、高い絞り精度を維持することが可能である。

図１１は、第１の駆動リング４と第２の駆動リング７を重ね合わせた投影図である。第１の駆動リング４の９つのカム溝４ｅと第２の駆動リング７の９つのカム溝７ｆが投影された状態で重なることが分かる。ここで、１つの駆動リングで、第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０を駆動させる場合、１つの駆動リングに合計１８のカム溝を形成する必要が出てくるが、カム溝は重ねることができず、且つ、部品が形成できるだけのカム溝同士の間隔（肉厚）が必要になるため、カム溝を極端に短くする必要が出てくる。すなわち、１つの駆動リングでは、カム溝を増やすにはカム溝を短くする必要があり、絞り精度を維持することが極めて困難である。さらに、１つの駆動リングに配置するカム溝を増やすほど、カム溝は短くなるばかりでなく、カム溝の角度が急になってくるため、駆動リングを回転させる消費電力が大きくなる。本実施形態では、第１の駆動リング４と第２の駆動リング７の２つの部品に、長いカム溝を形成することができるため、高い絞り精度を維持することが可能となり、且つ、少ない消費電力で駆動させることが可能となる。また、羽根群を駆動するための強度を確保しつつ、駆動リングを薄くすることが可能となる。なお、本実施形態においては、第１の駆動リング４と第２の駆動リング７のカム溝が、図１１に示すように光軸方向でその一部が重なるように構成されているが、これに限られず、カム溝同士が光軸方向に重ならないように構成されていてもよい。その場合であっても、１つの駆動リングに合計１８のカム溝を設ける場合に比べて、カム溝を長く設けることが可能であり、また、カム溝同士の間隔を広げることも容易となるため、各駆動リングの剛性を向上することができる。

第１の駆動リング４と第２の駆動リング７は、同一の駆動部１により同時に駆動させることが可能である。また、本実施形態では、駆動部１を駆動源にしているが、第１の駆動リング４と第２の駆動リング７を手動で回動させてもよい。さらに、本実施形態では、駆動部１の駆動力を、ピニオンギア３により第１の駆動リング４および第２の駆動リング７に伝達させているが、駆動部１に駆動ピンを有するアーム部材を取り付け、この駆動ピンに第１の駆動リング４および第２の駆動リング７の係合溝を係合させ、駆動力を伝達させるようにしてもよい。

本実施形態は、第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０を隣接して動作させているため、開放から最小絞りに移行する過程において、絞り開口の位置が光軸方向で変化することが少ない。これは、各絞り羽根群を同一方向に編み上がるように組み込むことで、絞り羽根群同士の距離を保つことができるためである。また、一般的に小絞り状態にするほど、絞り羽根の編み上がりは大きくなるが、本実施形態では、図６（Ｅ）に示すように、第１の絞り羽根群５０の編み上がりを第２の絞り羽根群６０で押さえることができるため、絞り開口の光軸方向の位置の変化を低減することが可能である。そのため、本実施形態の光量調節装置は、レンズ鏡筒内に組み込む際、レンズとの距離を少なくすることができる。

なお、絞り開口の位置が光軸方向に若干変化することにはなるが、第１の絞り羽根群５０と第２の絞り羽根群６０は、互いに背中合わせに編み上がるように配置されていてもよい。

図１２Ａは、本実施形態の変形例の絞り装置１５０の分解斜視図である。図１２Ｂは、絞り装置１５０を図１２Ａとは上下逆方向から見た分解斜視図である。また、図１３は、絞り装置１５０の側断面図である。

この変形例では、ベース部材２０の中央部の開口２０ａとカバー部材８０の中央部の開口８０ａは大きく形成されており、光通過開口は、第１の駆動リング４０の開口部４０ａまたは第２の駆動リング７０の開口部７０ａにより規定されている。また、第１の駆動リング４０には、円周上３カ所に係合爪４０ｂが形成されており、図１３にも示すように、この係合爪４０ｂがベース部材２０の３カ所の溝部２０ｂに係合している。また、第２の駆動リング７０には、拡張部７０ｃが円周上３カ所に形成されており、ベース部材２０に形成された３つの突起部２０ｃにより支えられている。このような構造とすることにより、第１及び第２の駆動リング４０，７０がベース部材２０により支えられ、絞り装置１５０の動作が安定する。

本実施形態の絞り装置は、レンズとの距離を少なくすることができるため、光学設計の自由度を向上させることができ、光学特性の向上、光学装置の小型化、薄型化に寄与する。

また、本実施形態では、各絞り羽根群の間に仕切り部材等を入れる必要が無い。従来、複数の絞り羽根群で絞り開口を形成させる場合、羽根同士の衝突を回避するために、各絞り羽根群の間に仕切り部材を入れたり、回動部材で仕切ったりすることがあった。本実施形態では、各絞り羽根群の間に仕切り部材を入れずに安定動作を実現できる理由は、先に説明した一方の絞り羽根群を開放から小絞りに絞る途中で開放方向に移動させて、他の絞り羽根群との衝突を防ぐことができるためである。また、カム溝や穴が無い絞り羽根で構成しているため、絞り羽根同士のカム溝、穴への衝突や引っ掛かりの懸念が解消できているためである。各絞り羽根群の間に仕切り部材を入れる必要がないため、絞り開口の位置の光軸方向の差が小さい。また、絞り装置の薄型化に有効である。

図１４は、上記で説明した絞り装置を搭載した光学機器としての、一眼レフカメラ用の交換レンズ２２１、及びその交換レンズが装着されるカメラ本体の内部構成を示している。

交換レンズ２２１の鏡筒内には、変倍レンズ２３２、レンズ同士の間に配置され光路を絞る第１乃至第３の実施形態のいずれかの絞り装置１００、およびフォーカスレンズ２２９を含む撮影光学系が収容されている。

ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子により構成される撮像素子２２５はカメラ本体内に配置され、交換レンズ２２１により形成された被写体像を光電変換して電気信号を出力する。絞り装置１００の絞り開口を変化させたりＮＤフィルタを進退させたりすることにより、撮像素子２２５上に形成される被写体像の明るさ（つまりは撮像素子２５に到達する光量）を適正に設定することができる。

撮像素子２２５から出力された電気信号は、画像処理回路２２６においてデジタル信号に変換されるとともに、種々の画像処理を施される。これにより、画像信号が生成される。

ユーザは、ズームリング２３１を回転操作することにより、変倍レンズ２３２を移動させて変倍（ズーミング）を行わせることが出来る。コントローラ２２２は、画像信号のコントラストを検出し、そのコントラストに応じてフォーカスモータ２２８を制御し、フォーカスレンズ２２９を移動させてオートフォーカスを行う。あるいは、コントローラ２２２は、不図示の位相差検出方式を用いた焦点検出手段の検出信号に基づいて、フォーカスモータ２２８を制御し、フォーカスレンズ２２９を移動させてオートフォーカスを行ってもよい。

さらに、コントローラ２２２は、不図示の測光手段の測光値あるいは画像信号に基づいて、絞り装置１００の駆動部１を制御し、光量を調節する。これにより、撮影時のボケやゴーストを自然な形状にすることができ、高画質の画像を記録することができる。

なお、本発明は、上述した一眼レフカメラに限定されず、レンズ一体型のデジタルカメラ、ビデオカメラ等の光学機器にも広く適用可能である。かかる本発明の態様によれば、口径の異なる円形度の高い光通過開口を形成することができることにより優れた光量調節機能を有する光学装置を実現できる。

１：駆動部、２：ベース部材、３：ピニオンギア、４：第１の駆動リング、５：第１の絞り羽根群、６：第２の絞り羽根群、７：第２の駆動リング、８：カバー部材

Claims (8)

1. 光通過開口を有するベース部材と、
   第１の回転中心係合部と第１の駆動ピンとを有する複数の第１の絞り羽根からなる第１の絞り羽根群と、
   第２の回転中心係合部と第２の駆動ピンとを有する複数の第２の絞り羽根からなる第２の絞り羽根群と、
   前記第１の絞り羽根の前記第１の駆動ピンと係合する複数の第１のカム溝を有し、前記光通過開口の周囲を回転する第１の駆動リングと、
   前記第２の絞り羽根の前記第２の駆動ピンと係合する複数の第２のカム溝を有し、前記光通過開口の周囲を回転する第２の駆動リングと、を備え、
   前記第１の絞り羽根群と前記第２の絞り羽根群は、前記第１の駆動リングと前記第２の駆動リングの間で駆動されることを特徴とする光量調節装置。
2. 前記第１の絞り羽根の第１の回転中心係合部と前記第２の絞り羽根の第２の回転中心係合部は、前記第１の駆動リングの複数の第１のカム溝および前記第２の駆動リングの複数の第２のカム溝よりも、前記ベース部材の光通過開口から半径方向に遠い位置の円周上で交互に前記ベース部材に回転可能に支持されることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
3. 前記第１の絞り羽根の第１の駆動ピンと、前記第２の絞り羽根の第２の駆動ピンとは、互いに反対面に配置されており、前記第１の絞り羽根群および前記第２の絞り羽根群が光通過開口に進入し、絞り開口を全開から小絞りに変化させる過程において、前記第１の絞り羽根群と前記第２の絞り羽根群が摺接することを特徴とする請求項１または２に記載の光量調節装置。
4. 前記第１の絞り羽根群と前記第２の絞り羽根群は、前記絞り開口を全開から小絞りに変化させる過程において、同一方向に編み上がることを特徴とする請求項３に記載の光量調節装置。
5. 前記第１の駆動リングの第１のカム溝と前記第２の駆動リングの第２のカム溝は、光軸方向への投影が重なることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光量調節装置。
6. 絞り開口を全開から小絞りに変化する過程において、全開から中間絞りに変化する過程では、前記第１の絞り羽根群のみで、もしくは第２の絞り羽根群のみで、もしくは第１および第２の絞り羽根群が協働して絞り開口を形成し、中間絞りから小絞りに変化する過程では、第１および第２の絞り羽根群のいずれか一方の絞り羽根群のみで絞り開口を形成することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光量調節装置。
7. 絞り開口が中間絞りから小絞りに変化する過程において、第１及び第２の絞り羽根群の他方の絞り羽根群は光通過開口から退避する方向に移動することを特徴とする請求項６に記載の光量調節装置。
8. 前記光路を形成する鏡筒と、前記鏡筒内に配置された複数のレンズとを備え、
   前記複数のレンズ同士の間に、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光量調節装置が配置されたことを特徴とする光学機器。

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