JP2020134723A - 光量調節装置及び光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小絞り状態時に発生する絞り羽根の重なりあいの負荷を解消し、且つ、絞り羽根同士の光軸方向のズレが小さい光量調節装置を提供する。【解決手段】光路に出入りする第一の絞り羽根群および第二の絞り羽根群と、前記第一の絞り羽根群と第二の絞り羽根群を駆動する駆動リングとを備え、前記第一の絞り羽根群および第二の絞り羽根群を形成する絞り羽根は、回転係合部と駆動係合部を有する根元部と、前記光通過開口に出入りして絞り開口を形成する開口形成部と、根元部とは反対側の端部である先端部を有し、前記第一の絞り羽根群と前記第二の絞り羽根群は、光通過開口の周囲で、環状に互いの表裏を重ね合わせ、前記先端部が一方向に編み上がるように並べられた絞り羽根群であり、前記第一絞り羽根群および前記第二絞り羽根群は、前記光通過開口を横断し、前記先端部が前記光通過開口の周縁部と光路方向で重なっていることを特徴とする。【選択図】図１２

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。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。絞り羽根の枚数が多いほど、絞り開口を円形に近づけることができるが、絞り羽根の枚数を多くすると、互いに重なりあう絞り羽根の負荷が大きくなり、形成できる最小絞り径の大きさに限界があった（小さい絞り径まで絞り切れない）。

ここで、特許文献１には、互いに重なりあう絞り羽根を二組に分け、二組の絞り羽根の間に固定枠もしくは可動枠のうちいずれか一方を介在させた絞り装置が開示されている。

実開平６−１０９３０号公報

しかし、特許文献１の絞り装置は、絞り羽根の一端側に支点側突起、他端側に自由側突起を設けた絞り羽根を使用した絞り装置であり、絞り羽根の一端側に支点係合部と自由係合部を設け、他端側を自由端にした絞り装置には使用できない。また、二組に分けた絞り羽根の間に、羽根の支点側突起あるいは自由側突起の突出量と係合する厚さの部材が必要であり、二組に分けた絞り羽根間の距離を小さくすることに限界があった。

上記を鑑み、本発明に係る光量調節装置は、
光路を形成する光通過開口を有する開口形成部材と、
前記光路に出入りする第一の絞り羽根群と、
前記光路に出入りする第二の絞り羽根群と、
前記第一の絞り羽根群と第二の絞り羽根群を駆動する駆動リングと
を備え、
前記第一の絞り羽根群および第二の絞り羽根群を形成する絞り羽根は、回転係合部と駆動係合部を有する根元部と、前記光通過開口に出入りして絞り開口を形成する開口形成部と、根元部とは反対側の端部である先端部を有し、
前記第一の絞り羽根群は、光通過開口の周囲で、環状に互いの表裏を重ね合わせ、前記先端部が一方向に編み上がるように並べられた絞り羽根群であり、
前記第二の絞り羽根群は、光通過開口の周囲で、環状に互いの表裏を重ね合わせ、前記先端部が一方向に編み上がるように並べられた絞り羽根群であり、
前記第一絞り羽根群および前記第二絞り羽根群は、前記光通過開口を横断し、前記先端部が前記光通過開口の周縁部と光路方向で重なっていることを特徴とする。

本発明によれば、小絞り状態時に発生する絞り羽根の重なりあいの負荷を解消し、且つ、絞り羽根同士の光軸方向のズレが小さい光量調節装置を提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る光量調節装置の分解斜視図。 第１の実施形態の絞り羽根を示す図。 開口径の変化を示す図。 開口径の変化を示す拡大図。 絞り羽根を２枚だけ配置した状態を示す図。 絞り羽根を２枚だけ配置した状態を示す図（拡大）。 円形度の定義を示す図。 第１の実施形態における絞り羽根の編み上がりを示す図。 第１の実施形態における光量調節装置とレンズの断面図。 従来例における絞り羽根の編み上がりを示す図。 従来例における光量調節装置とレンズの断面図。 第２の実施形態の光量調節装置の分解斜視図。 第２の実施形態の光量調節装置の分解斜視図。 第２の実施形態の絞り羽根を示す図。 第２の実施形態の開口径の変化を示す図（羽根群１、２）。 第２の実施形態の開口径の変化を示す図。 各羽根群の絞り羽根を各１枚だけ配置した状態を示す図。 図１７（Ａ）の拡大図。 第２の実施形態に係る光量調節装置の断面図。 仕切り部材を廃止した光量調節装置の分解斜視図。 第１乃至第２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。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の光量調節装置の第１の実施形態である絞り装置１００の分解斜視図である。

図１において、絞り装置１００のベースとなるベース部材４（開口形成部材）は、中央にレンズの光路に対応して光を通過させる固定開口である開口部４ａを有する。開口部４ａの外側には、外側係合部４ｂと係合ピン（固定ピン）４ｄが配置（立設）されている。ベース部材４は、樹脂の成形加工により作成される。ベース部材４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５が取り付けられ、駆動部５の回転軸には、ピニオンギア６が取り付けられる。

後述する絞り羽根を駆動する駆動リング７は、内側係合部７ｂと、カムピン７ｃと、被駆動部７ｅを有する。駆動リング７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。

駆動リング７の内側係合部７ｂは、ベース部材４の外側係合部４ｂと係合する。駆動リング７を回転可能に保持するベース部材４の外側係合部４ｂは、駆動リング７の回転中心を中心とする円形状に形成されている。また、図１では、外側係合部４ｂは連続した円周状に形成されているが、複数の凸部で構成されて、駆動リング７の内側係合部７ｂと係合するように形成されていてもよい。

なお、第１の実施形態では、駆動リング７をベース部材４の外側係合部４ｂの外側に係合させているが、駆動リング７に外側係合部を形成し、ベース部材４に内側係合部を形成し、駆動リング７をベース部材４の内側に係合させてもよい。

また、駆動リング７には、被駆動部７ｅであるギア部が形成されている。被駆動部７ｅは、ピニオンギア６と噛み合い、駆動部５で発生した回転力がピニオンギア６から被駆動部７ｅに伝達され、駆動リング７が回転される。

駆動リング７の上方には、絞り羽根群１０が配置されている。また、絞り羽根群は後述するように７枚の羽根で構成されているが、複数枚の絞り羽根で構成されていれば、何枚でも構わない。

絞り羽根群１０は、複数の絞り羽根１によって構成される。本実施形態では、７枚の絞り羽根１を開口部４ａの周囲に、環状に互いに表裏を重ね合わせ、先端部が一方向に編み上がるように並べることで、絞り羽根群１０が形成される。図２は、１枚の絞り羽根１の形状を示す図である。

絞り羽根１は、回転中心となる回転係合部（係合穴１ｄ）と駆動係合部（被駆動部であるカム溝１ｃ）が設けられた根元部と、前記光通過開口に出入りする開口形成部（絞り開口形成縁部１ｒ）と、根元部とは反対側の端部である先端部１ｔと、を有する。絞り開口形成縁部１ｒは、複数の異なる大きさの絞り開口縁部１ｒ１（先端内縁部）、絞り開口縁部１ｒ２（中間内縁部）を含む。係合穴１ｄとは反対側を先端側とし、絞り開口縁部の曲率半径を先端側から１ｒ１、１ｒ２の順番としたとき、絞り開口縁部の曲率半径の大きさは、１ｒ１＞１ｒ２の順となる。

また、絞り羽根１は、係合穴１ｄから先端部１ｔまでの直線的な長さが、ベース部材４の開口部４ａの直径より長く、また、後述するカバー部材８の開口部８ａの直径より長い。すなわち、絞り羽根１は、開口部４ａや開口部８ａを横断する長さを有する。

絞り羽根１は、例えば、ＰＥＴシート材等をプレス加工して作成される。また、絞り羽根１には、遮光処理、反射防止処理、摺動処理等が施されていると望ましい。なお、本実施形態では、シート材をプレス加工する都合上、絞り羽根１に、係合穴１ｄとカム溝１ｃを形成するように説明したが、羽根側にピンが形成もしくは固定されており、ベース部材４や駆動リング７に穴やカム溝が形成されていても構わない。

絞り羽根群１０の上方には、中央に開口部８ａが形成されたカバー部材８（開口形成部材）が配置される。ベース部材４とカバー部材８で形成された空間の中で、駆動リング７と絞り羽根群１０が駆動される。

絞り羽根１の係合穴１ｄは、ベース部材の係合ピン４ｄに係合する。絞り羽根１のカム溝１ｃは、駆動リング７のカムピン７ｃに係合する。このように、絞り羽根１はカムピン７ｃからの駆動力を受けて回動可能なようにベース部材４に保持される。ピニオンギア６が回転すると、駆動リング７の被駆動部７ｅに駆動力が伝達され、駆動リング７が回転する。駆動リング７が回転すると、駆動リング７のカムピン７ｃから絞り羽根１のカム溝１ｃに駆動力が与えられ、絞り羽根１は、ベース部材４の開口部４ａに対して進入及び退出する（出入りする）。すなわち、開口部４ａを通過する光路に対して進退する。絞り羽根群１０は、絞り開口形成内縁部１ｒ（開口縁部１ｒ１，１ｒ２）により、絞り全開から最小絞りまで、絞り開口形状を形成する。

また、本実施形態では、駆動部５を駆動源にしているが、駆動リング７を手動で回転させてもよい。さらに、本実施形態では、駆動部５の駆動力をピニオンギア６により駆動リング７に伝達しているが、駆動部５に駆動ピンを有するアーム部材を取り付け、駆動リング７にこの駆動ピンに係合する係合溝を設け、駆動力を伝達させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、ベース部材４の係合ピン４ｄよりも駆動リング７のカムピン７ｃが内側に位置している。そして、ベース部材４の係合ピン４ｄに絞り羽根の係合穴１ｄを係合させ、駆動リング７のカムピン７ｃに絞り羽根のカム溝１ｃを係合させている。しかし、これらの関係を相対的に反対にしてもよい。例えば、駆動リング７に係合ピンを設け、その係合ピンの半径方向内側でベース部材４にカムピンを設け、絞り羽根の係合穴１ｄを駆動リング７の係合ピンに係合させ、絞り羽根のカム溝１ｃをベース部材のカムピンに係合させ、駆動リング７を回転させて駆動してもよい。

図３は、本実施形態における絞り開口形状を示し、カバー部材８を外した状態の図である。絞り開口形状は、絞り開口径が大きい順に、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）で表す。図４は、図３の拡大図を示す。

図３（Ａ）、図４（Ａ）は第１の開口形状を示す。（Ａ）の開口形状は、絞り羽根群１０の開口縁部１ｒ１で形成される。（Ａ）では、円弧状の開口縁部１ｒ１全体で絞り開口を形成しており、真円の絞り開口を形成する。（Ｂ）は第２の開口形状を示す。（Ｂ）の開口形状は、開口縁部１ｒ１と１ｒ２によって、協働して形成される。（Ｃ）は第３の開口形状を示す（Ｃ）の開口形状は、絞り羽根群１０の開口縁部１ｒ２で形成される。（Ｃ）では、円弧状の開口縁部１ｒ２全体で絞り開口を形成しており、真円の絞り開口を形成する。（Ｄ）は第４の開口形状を示す。（Ｄ）の開口形状は、開口縁部１ｒ２の一部分によって形成される。絞り開口形状は、このように図３、４の（Ａ）、（Ｃ）のそれぞれの状態で円にすることが可能である。

ここで、本実施形態の構成により、１種類の絞り羽根群で数種類の円を形成することが可能な理由について説明する。

図５、６は、絞り装置に絞り羽根群１０のうちの隣接する絞り羽根を２枚だけ組み込んだ状態を示す図である。一方の絞り羽根を絞り羽根１（ａ）とし、他方の絞り羽根を絞り羽根１（ｂ）としたとき、図６（Ａ）に示すように、絞り羽根１（ａ）の曲率の大きい開口縁部１ｒ１（ａ）で、絞り羽根（ｂ）の曲率の小さい開口縁部１ｒ２（ｂ）を覆い隠す。絞り羽根を環状に並べた時、隣接する絞り羽根が同様の状態になるため、（Ａ）の状態のときに、曲率の小さい開口縁部１ｒ２は、曲率の大きい開口縁部１ｒ１で全域が覆い隠される。そのため（Ａ）の状態のときは、大きな曲率の開口縁部１ｒ１の部分だけで開口が形成され、開放付近に円形の開口を実現することが出来る。

さらに小絞り状態に移行した図６（Ｃ）のときは、曲率の小さな開口縁部１ｒ２により、中間絞り径となる開口を形成することで、絞り開口を円にすることができる。すなわち、絞り羽根群１０は、開口状態（Ａ）と（Ｃ）の両方で絞り開口を円にすることができる。なお、絞り羽根群１０の先端側の開口縁部１ｒを開口縁部１ｒ１、１ｒ２、１ｒ３として、３種類の円を形成することができるようにしてもよいし、また、４種類以上の円を形成することができるようにしてもよい。絞り羽根の長さを長くするほど、円形を形成しやすくなる。

また、従来、複数のｒ形状で開口縁部を形成する絞り羽根が知られているが、絞り羽根の長さに限界があった。従来の絞り羽根は、絞り羽根の先端部が開口形成部材の開口内部に進入する。絞り羽根を長くした状態で、小絞り状態にした場合、開口内部に進入した絞り羽根の先端部が開口形成部材の開口縁部に衝突する懸念があった。従って、衝突を回避するために、絞り羽根の長さを短くするか、絞り羽根の回転量を小さく（光量調整の領域を小さく）する必要があった。

それに対し、本実施形態では、絞り羽根１の長さをベース部材４の開口部４ａの直径より長くし開口部４ａを横断させることで、絞り羽根１の先端部１ｔが開口部４ａの内部に進入しないことを特徴とする。絞り羽根１の先端部１ｔは、開口部４ａの周囲を可動する。絞り羽根１の先端部１ｔが、開口部４ａの内部に進入しないため、先端部１ｔが開口部４ａの縁部に衝突する危険がない。そのため、絞り羽根１の長さに制限されることなく、開口縁部を形成することができる。

ここで、絞り羽根１が開口部４ａを横断するとは、図５に示すように、絞り羽根１のカム溝１ｃや係合穴１ｄが設けられる基部側に対し、開口部４ａの中心を挟んで反対側まで絞り羽根１の先端部１ｔが延在することを意味している。具体的には、少なくともカム溝１ｃに対して開口部４ａの中心を挟んで反対側の周縁部まで先端部１ｔが延在することが好ましく、また、係合穴１ｄに対して開口部４ａの中心を挟んで反対側の周縁部まで先端部１ｔが延在することがより好ましい。図５には、係合穴１ｄと開口部４ａの中心を通る直線Ｌを示しており、先端部１ｔは直線Ｌと交差する位置まで延在し、開口部４ａの周縁部と光軸方向（光路方向）で重なっている様子を示している。

本実施形態では、説明を分かり易くするために、絞り羽根１の開口縁部を１ｒ１、１ｒ２の２つで表したが、１ｒ１と１ｒ２のつなぎ部をなだらかにしておくとよい。多角形の形状をできるだけ軽減させておくと、絞り開口状態の図３（Ａ）、（Ｃ）以外の絞り開口状態の図３（Ｂ）、（Ｄ）や、それらの移行時の絞り開口がより円形に近くなる。

図７は、円形度の定義を示す図である。ここで、円形度＝（開口形状の内接円の直径）／（開口形状の外接円の直径）と定義する。開口形状が真円であれば、円形度は１となり、開口形状が角の少ない多角形形状になるほど、値は１から小さい方向へ離れていく。一般的に、絞り開放から最小絞りに変化する過程において、円形度は、徐々に悪化していく。本実施形態の円形度は、絞り状態（Ａ）、（Ｃ）で１となるため、絞り開放から最小絞りに変化する過程において、円形度は悪化し続けることはなく、絞り状態（Ｃ）にて一度改善する。

本実施形態は、絞り羽根同士の編み上がり量に対して、効果的である。図８は、本実施形態における小絞りでの羽根の状態を示す斜視図である。図８（Ａ）は、全体図、図８（Ｂ）は、カバー８を外した状態図、図８（Ｃ）は、カバー８と絞り羽根１を透かした状態図、図８（Ｄ）は、絞り羽根１を１枚だけ組み込んだ図である。

絞り羽根１は、カバー８側に先端部１ｔが編み上がるように組み込む。本実施形態の絞り羽根１は、長さが開口部４ａ（開口部８ａ）より長いことが１つの特徴である。絞り羽根１の先端部１ｔは、絞り全開から最小絞りの範囲おいて、開口部４ａ（開口部８ａ）の内部に進入することは無く、常に、絞り羽根１の先端部１ｔは、開口部４ａ（開口部８ａ）の周囲を移動する。そのため、絞り羽根１の先端部１ｔは、カバー部材８（開口形成部材）に摺接する。絞り羽根１の先端部１ｔは、カバー部材８によって、押圧されるため、絞り羽根同士による編み上がりは、カバー部材８から突出することは無い。図１０に従来の小絞り状態での斜視図を示す。従来技術では、羽根先端が開口内部に進入するため、絞り羽根同士の編み上がりが一方向に突出していた。本実施形態は、カバー８から羽根先端が編み上がることがないため、装置の薄型化、小型化に極めて有効である。

さらに、本実施形態の絞り装置は、レンズ鏡筒内などの光学機器に組み込む際、レンズとの距離を小さくすることができる。図９は、レンズ鏡筒内のレンズ同士の間に本実施形態の絞り装置を組み込んだ状態を示す図である。一方、図１１は、レンズ鏡筒内に従来の絞り装置を組み込んだ図である。この図においては、絞り羽根群１０が図９に比べて編み上がり量ｈだけ編み上がった状態を示している。これらの図から分かるように、本実施形態では、絞り装置とレンズの距離を小さくすることが出来る。

本実施形態の絞り羽根は編み上がりが無いため、絞り装置に対して、レンズを極端に近づけることが可能である。従来の絞り装置の場合は、羽根の編み上がり量ｈのスペースを考慮し、レンズを配置しなければならず、薄型化に不利であった。本実施形態は従来の絞り装置に対して、絞り羽根の編み上がり量が極めて少ない。すなわち、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。

さらに、本実施形態の絞り装置では、絞り開口形成位置の光軸方向への変動が少ない。従来の絞り装置では、絞り径を小さくさせていくと、絞り羽根が編み上がり、絞り開口形成位置の光軸方向の位置が、絞り羽根の編み上がる方向に移動する傾向があった。絞り径が小さい場合、絞り開口形成位置がカバー部材より突出した位置になることもあった。本実施形態では、絞り開放から最小絞りにかけて、絞り開口形成位置は、ベース部材４とカバー部材８の間で形成される。これは、羽根先端に開口部４ａを横断させることによって、従来技術のように羽根先端がカバー部材８側あるいはベース部材４側に編み上がる現象を防げるためである。

また、従来技術として、羽根同士を編み込まず、順番に羽根を重ねて形成された、ベース部材側およびカバー部材側への編み上がりの無い光量調節装置も知られている。しかし、羽根同士を順番に重ねた場合、各羽根で形成される開口縁部の光軸方向の位置が異なる構成となる。それに対し、本実施形態では、羽根同士を編み込んでいるため、各羽根で形成される開口縁部の光軸方向の位置を同一位置にすることができる。すなわち、本実施形態では、絞り開口形成位置の光軸方向の変化を従来よりも抑えることができる。

＜第２の実施形態＞
図１２、図１３は、本発明の光量調節装置の第２の実施形態である絞り装置２００の分解斜視図である。なお、以下の説明においては、第１の実施形態と同様の構成については説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

図１２において、絞り装置２００のベースとなるベース部材２０４（開口形成部材）は、中央にレンズの光路に対応して光を通過させる開口部２０４ａを有する。開口部２０４ａの外側には、外側係合部２０４ｂと係合ピン（固定ピン）２０４ｄ（１）、２０４ｄ（２）が配置（立設）されている。ベース部材２０４は、樹脂の成形加工により作成される。ベース部材２０４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２０５が取り付けられ、駆動部２０５の回転軸には、ピニオンギア２０６が取り付けられる。

後述する絞り羽根を駆動する駆動リング２０７は、内側係合部２０７ｂと、カムピン２０７ｃ（１）、２０７ｃ（２）と、被駆動部２０７ｅを有する。駆動リング２０７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。

駆動リング２０７の内側係合部２０７ｂは、ベース部材２０４の複数の外側係合部２０４ｂと係合する。

なお、第２の実施形態では、駆動リング２０７をベース部材２０４の外側係合部２０４ｂの外側に係合させているが、駆動リング２０７に外側係合部を形成し、ベース部材２０４に内側係合部を形成し、駆動リング２０７をベース部材２０４の内側に係合させてもよい。

また、駆動リング２０７には、被駆動部２０７ｅであるギア部が形成されている。被駆動部２０７ｅは、駆動部２０５で発生した回転力がピニオンギア２０６から中間ギア２０９を介して、被駆動部２０７ｅに伝達され、駆動リング２０７が回転される。

駆動リング２０７の上方には、第一の絞り羽根群２１０（１）が配置される。第一の絞り羽根群２１０（１）の上方には、仕切り部材２０３が配置され、仕切り部材２０３の上方には、第二の絞り羽根群２１０（２）が配置される。第一の絞り羽根群２１０（Ｉ）と第二の絞り羽根群２１０（２）は、仕切り部材２０３によって、駆動スペース（作動空間）が分けられる。各絞り羽根群はそれぞれ６枚の羽根で構成されているが、複数枚の絞り羽根で構成されていれば、何枚でも構わない。

仕切り部材２０３は、開口部２０３ａを有する。仕切り部材２０３は、例えば、ＰＥＴシート材等をプレス加工して作成される。仕切り部材２０３は、隣接する絞り羽根２０１と同等の材質、材料で、且つ、同等の遮光処理、反射防止処理、摺動処理等が施されていると望ましい。理由は、絞り羽根群２１０（１）の絞り羽根２０１（１）は、小絞り形成時に編み上がり、仕切り部材２０３に押圧される。このときに、仕切り部材２０３と絞り羽根２０１の摺接によって発生する静電気を防止することができるためである。また、仕切り部材２０３の厚みは、薄い方が望ましい。第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）の位置を近づけることができるためである。一例としては絞り羽根２０１と同等の厚みであっても良い。

第二の絞り羽根群２１０（２）の上方には、中央に開口部２０８ａが形成されたカバー部材２０８が配置される。ベース部材２０４とカバー部材２０８で形成された空間の中で、駆動リング２０７と第一の絞り羽根群２１０（１）、第二の絞り羽根群２１０（２）が駆動される。

図１４は、１枚の絞り羽根２０１の形状を示す図である。絞り羽根２０１は、回転係合部（係合穴２０１ｄ）と駆動係合部（被駆動部であるカム溝２０１ｃ）が設けられた根元部と、前記光通過開口に出入りする開口形成部（絞り開口形成内縁部２０１ｒ）と、根元部とは反対側の端部である先端部２０１ｔと、を有する。絞り開口形成内縁部２０１ｒは、複数の異なる大きさの絞り開口縁部２０１ｒ１、２０１ｒ２を含む。係合穴２０１ｄとは反対側を先端側とし、絞り開口縁部の曲率半径を先端側から２０１ｒ１、２０１ｒ２の順番としたとき、絞り開口縁部の曲率半径の大きさは、２０１ｒ１＞２０１ｒ２の順となる。

また、絞り羽根２０１は、係合穴２０１ｄから先端部２０１ｔまでの直線的な長さが、ベース部材２０４の開口部２０４ａの直径より長く、また、後述する仕切り部材２０３の開口部２０３ａ、カバー部材２０８の開口部８ａの直径より長い。すなわち、絞り羽根２０１は、開口部２０４ａや開口部２０３ａ、開口部２０８ａを横断する長さを有する。

絞り羽根２０１は、例えば、ＰＥＴシート材等をプレス加工して作成される。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ていると望ましい。なお、本実施形態では、シート材をプレス加工する都合上、絞り羽根２０１に、係合穴２０１ｄとカム溝２０１ｃを形成するように説明したが、羽根側にピンが形成されており、ベース部材２０４や駆動リング２０７に穴やカム溝が形成されていてもかまわない。

第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）は、それぞれ、複数の絞り羽根２０１によって構成される。本実施形態では、それぞれの絞り羽根群として、６枚の絞り羽根２０１を開口部２０４ａの周囲に環状に互いに表裏を重ね合わせ、先端部が一方向に編み上がるように並べることで、絞り羽根群が形成される。なお、第２の実施形態では、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）の編み上がりの方向を同一の方向にしているが、編み上がりの方向は、それぞれの絞り羽根群が向かい合う方向にしても、反対の方向を向く構成にしてもよい。

ここで、図１５（１）に第一の絞り羽根群２１０（１）を、図１５（２）に第二の絞り羽根群２１０（２）を示しており、（Ａ）から（Ｅ）は、図１６の（Ａ）から（Ｅ）の状態に対応している。

図１５（１）は、第一の絞り羽根群２１０（１）で形成された絞り開口の形状を示す。第一の絞り羽根群２１０（１）を形成する絞り羽根２０１（１）の係合穴２０１ｄ(１)は、ベース部材２０４の係合ピン２０４ｄ（１）に係合する。絞り羽根２０１（１）のカム溝２０１ｃ（１）は、駆動リング２０７のカムピン２０７ｃ（１）に係合する。ピニオンギア２０６が回転し、中間ギア２０９を介して、駆動リング２０７の被駆動部２０７ｅに駆動力が伝達され、駆動リング２０７が回転する。駆動リング２０７が回転すると、駆動リング２０７のカムピン２０７ｃ（１）から絞り羽根２０１（１）のカム溝２０１ｃ（１）に駆動力が与えられ、絞り羽根２０１（１）は、ベース部材２０４の開口部２０４ａに対して進入及び退出する（出入りする）。

図１５（２）は、第二の絞り羽根群２１０（２）で形成された絞り開口の形状を示す。第二の絞り羽根群２１０（２）を形成する絞り羽根２０１（２）の係合穴２０１ｄ(２)は、ベース部材２０４の係合ピン２０４ｄ（２）に係合する。絞り羽根２０１（２）のカム溝２０１ｃ（２）は、駆動リング２０７のカムピン２０７ｃ（２）に係合する。ピニオンギア２０６が回転し、中間ギア２０９を介して、駆動リング２０７の被駆動部２０７ｅに駆動力が伝達され、駆動リング２０７が回転する。駆動リング２０７が回転すると、駆動リング２０７のカムピン２０７ｃ（２）から絞り羽根２０１（２）のカム溝２０１ｃ（２）に駆動力が与えられ、絞り羽根２０１（２）は、ベース部材２０４の開口部２０４ａに対して進入及び退出する（出入りする）。

ベース部材２０４の係合ピン２０４ｄには、第一の絞り羽根群２１０（１）の絞り羽根２０１（１）の係合穴２０１ｄ（１）と、第二の絞り羽根群２１０（２）の絞り羽根２０１（２）の係合穴２０１ｄ（２）が交互に係合する。また、駆動リング２０７の係合ピン２０７ｃには、第一の絞り羽根群２１０（１）の絞り羽根２０１（１）の係合穴２０１ｃ（１）と、第二の絞り羽根群２１０（２）の絞り羽根２０１（２）の係合穴２０１ｃ（２）が交互に係合する。すなわち、第一の絞り羽根群２１０（１）で形成する絞り開口（図１５−(１)）と、第二の絞り羽根群２１０（２）で形成する絞り開口（図１５−（２））は、絞り開口形状の周方向における位相が異なる。本実施形態においては、具体的には、絞り開口の周方向に沿って、第一の絞り羽根群２１０（１）の絞り羽根２０１（１）の開口縁部２０１ｒの同じ部分が現れる周期に対し、第二の絞り羽根群２１０（２）を半周期ずらして配置している。換言すると、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）の位相は、半周期ずれている。

図１６は、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）で形成された絞り開口を重ね合わせた図である。すなわち、本実施形態の絞り開口の形状である。絞り羽根群（１）と絞り羽根群（２）で形成した絞り開口は、互いに位相が異なるため、一方の絞り開口の角部を他方の絞り開口の開口縁部で覆うことが可能である。そのため、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）で形成した絞り開口は、円形に近い絞り開口にすることが可能である。より具体的には、同形状の絞り羽根を同枚数で構成した２つの絞り羽根群を半周期ずらして配置することによって、一方の絞り羽根群で形成される絞り開口の角部を他方の絞り羽根群で形成される絞り開口の開口縁部で覆うことが可能となり、円形度を高く保ちつつ、摺動負荷を減らすことができて小径の小絞りを形成することができる。

図１７は、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）の絞り羽根で、周方向で隣り合う絞り羽根をそれぞれ１枚ずつ組み込んだ状態を示す図である。各絞り羽根は、仕切り部材２０３によって、可動範囲が光軸方向に分けられている。図１８は、図１７（Ａ）の拡大図を周方向に回転させて示している。第一の絞り羽根群２１０（１）の絞り羽根２０１（１）の曲率の大きい開口縁部２０１ｒ１（１）で、第二の絞り羽根群２１０（２）の絞り羽根２０１（２）の曲率の小さい開口縁部２０１ｒ２（２）を覆い隠している様子を示している。第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）を重ね合わせたとき、周方向で隣り合う別の絞り羽根群の絞り羽根同士がこれらと同様の状態になるため、図１６（Ａ）の状態のときには、曲率の小さい開口縁部２０１ｒ２（１）は、曲率の大きい開口縁部２０１ｒ１（２）で全域が覆い隠され、逆も同様である。そのため、（Ａ）の状態のときは、大きな曲率の開口縁部２０１ｒ１の部分だけで開口が形成され、円形の開口を実現することが出来る。

さらに小絞り状態に移行した図１６（Ｃ）のときは、曲率の小さな開口縁部２０１ｒ２により、開口を形成することで、絞り開口を円にすることができる。すなわち、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）を組み合わせて絞り開口を形成することによって、開口状態（Ａ）と（Ｃ）の両方で絞り開口を円にすることができる。なお、絞り羽根２０１の先端側の開口縁部２０１ｒを開口縁部２０１ｒ１、２０１ｒ２、２０１ｒ３として、３種類の円を形成することができるようにしてもよいし、また、４種類以上の円を形成することができるようにしてもよい。絞り羽根の長さを長くするほど、円形を形成しやすくなる。

また、従来、複数のｒ形状で開口縁部を形成する絞り羽根が知られているが、絞り羽根の長さに限界があった。従来技術の絞り羽根は、絞り羽根の先端部が開口形成部材の開口内部に進入する。絞り羽根を長くした状態で、小絞り状態にした場合、開口内部に進入した絞り羽根の先端部が開口形成部材の開口縁部に衝突する懸念があった。衝突を回避するために、絞り羽根の長さを短くするか、絞り羽根の回転量を小さく（光量調整の領域を小さく）する必要があった。

それに対し、本実施形態では、絞り羽根２０１の長さをベース部材２０４の開口部２０４ａの直径より長くし、絞り羽根２０１の先端部２０１ｔが開口部２０４ａの内部に進入しないことを特徴とする。絞り羽根２０１の先端部２０１ｔは、開口部２０４ａの周囲を可動する。絞り羽根２０１の先端部２０１ｔが、開口部２０４ａの内部に進入しないため、先端部２０１ｔが開口部２０４ａの縁部に衝突する危険がない。そのため、絞り羽根２０１の長さに制限されることなく、開口縁部を形成することができる。

さらに、従来の、絞り羽根群を２群、３群に分けた絞り装置において、絞り羽根の先端が開口部２０４ａの内部に進入する構造では、絞り羽根の編み上がりによって、絞り羽根の先端が他の絞り羽根群の羽根の端面に衝突する危険があった。そのため、衝突を回避するために、絞り羽根の長さを短くしたり、絞り羽根が編み上がらない程度までしか一方の絞り羽根群を使用することができなかった。従って、絞り羽根の長さが短いため、絞り開口縁部の形状で絞り開口を円形に調整することが難しく、また、編み上がりが高くなる小絞り径まで、一方の絞り羽根群を絞り込むことができなかったため、小絞り径まで絞り開口を円形にすることが難しかった。

本実施形態の光量調節装置では、絞り羽根２０７の先端２０７ｔは、仕切り部材２０３の開口部２０３ａの中に進入することはなく、開口部２０３ａの周囲を移動する。そのため、絞り羽根２０７の先端２０７ａは、絞り開放から最小絞りの範囲において、他方の絞り羽根群に衝突することは無い。

図１９は、本実施形態の断面図である。第一の絞り羽根群２１０（１）で形成する開口と、第二の絞り羽根群２１０（２）で形成する開口は、光軸方向の位置が異なるが、仕切り部材２０３の厚みが薄いほど、光軸方向の位置を近づけることができる。仕切り部材２０３の厚みは、絞り羽根２０１の厚みの２倍以下であることが望ましい。さらには、絞り羽根２０１と実質的に同等の厚みであることが望ましい。仕切り部材２０３を薄くすることで、絞り開口の光軸方向の位置を小さくすることができる。例えば、絞り羽根同士を編み込まず、順番に羽根を重ねて形成され（各羽根で形成される開口縁部の光軸方向の位置が異なる構成）、ベース部材側およびカバー部材側への編み上がりの無い光量調節装置に比べて、ズレを小さくすることができる。

また、前記第一の絞り羽根群２１０（１）と前記第二の絞り羽根群２１０（２）は、駆動リング２０７の同一面側に設置された係合部（カムピン２０７ｃ（１）、２０７ｃ（２））と係合し、駆動力を受けることで、開口部２０４ａの内部に出入りする。この構成によれば、各絞り羽根群の間に、羽根の支点側突起あるいは自由側突起の突出量と係合する厚さの部材を配置する必要が無く、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）の距離を小さくすることができる。

また、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根２１０（２）とは、ベース部材２０４に対しても、ベース部材２０４の同一面側に設置された係合部（係合ピン２０４ｄ（１）、２０４ｄ（２））と係合するように設けられている。

以上説明した実施形態においては、第一の絞り羽根群２１０（１）と第二の絞り羽根群２１０（２）の間に仕切り部材２０３を配置する構成について説明してきたが、仕切り部材２０３は無くても構わない。図２０に、仕切り部材２０３を設けない場合の分解図を示す。

このように、絞り羽根２０１の形状を変更したり、第一の絞り羽根群２１０（１）、第二の絞り羽根群２１０（２）の編み上がりの方向を調整したりすることで、互いの絞り羽根群に引っ掛かりが生じないようにすれば、仕切り部材２０３を廃止できる。仕切り部材２０３を廃止した場合、第一の絞り羽根群２１０（１）で形成する開口と第二の絞り羽根群２１０（２）で形成する開口の光軸方向の位置をさらに近づけることができる。

本実施形態も第１の実施形態と同様に、レンズ鏡筒内などの光学機器に組み込む際、レンズとの距離を小さ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。

＜第３の実施形態＞
図２１は、第１乃至第２の実施形態で説明した絞り装置のいずれか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、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不図示の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５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。

以上説明したように、上記の実施形態によれば、絞りを絞っていく過程で、絞り羽根同士の重なり合いによる編み上がりを押さえ、且つ、絞り開口が円形な光量調節装置を実現することが可能となる。

１：絞り羽根、３：仕切り部材、４：ベース部材（開口形成部材）、５：駆動部、６：ピニオンギア、７：駆動リング、８：カバー部材（開口形成部材）

Claims (9)

1. 光路を形成する光通過開口を有する開口形成部材と、
   前記光路に出入りする第一の絞り羽根群と、
   前記光路に出入りする第二の絞り羽根群と、
   前記第一の絞り羽根群と第二の絞り羽根群を駆動する駆動リングと
   を備え、
   前記第一の絞り羽根群および第二の絞り羽根群を形成する絞り羽根は、回転係合部と駆動係合部を有する根元部と、前記光通過開口に出入りして絞り開口を形成する開口形成部と、根元部とは反対側の端部である先端部を有し、
   前記第一の絞り羽根群は、光通過開口の周囲で、環状に互いの表裏を重ね合わせ、前記先端部が一方向に編み上がるように並べられた絞り羽根群であり、
   前記第二の絞り羽根群は、光通過開口の周囲で、環状に互いの表裏を重ね合わせ、前記先端部が一方向に編み上がるように並べられた前記第一の絞り羽根群とは異なる絞り羽根群であり、
   前記第一の絞り羽根群および前記第二の絞り羽根群は、前記光通過開口を横断し、前記先端部が前記光通過開口の周縁部と光路方向で重なっていることを特徴とする光量調節装置。
2. 前記第一の絞り羽根群と前記第二の絞り羽根群は、前記駆動リングの同一面側に設置された位相が異なる係合部に前記駆動係合部が係合し、前記係合部から駆動力を受けて前記光路に出入りすることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
3. 前記第一の絞り羽根群と前記第二の絞り羽根群は、同形状の絞り羽根を同枚数で構成した絞り羽根群であって、前記光通過開口の周囲に異なる位相で配置された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. 絞り開放から最小絞りの全域において、前記第一の絞り羽根群と前記第二の絞り羽根群とが協働して絞り開口を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光量調節装置。
5. 前記光路方向において前記第一の絞り羽根群と前記第二の絞り羽根群との間に配置され、光通過開口を有する仕切り部材によって、前記第一の絞り羽根群と前記第二の絞り羽根群との作動空間を分けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の光量調節装置。
6. 前記仕切り部材は、前記絞り羽根と実質的に同等な厚みおよび材料で形成されたことを特徴とする請求項５に記載の光量調節装置。
7. 前記第一の絞り羽根群および前記第二の絞り羽根群の絞り羽根のそれぞれの前記先端部は、前記開口形成部材の前記光通過開口の前記周縁部、前記仕切り部材の前記光通過開口の周縁部、前記駆動リングの光通過開口の周縁部のいずれかに押圧されることを特徴とする請求項５に記載の光量調節装置。
8. 前記絞り羽根の開口形成部は、前記回転係合部と前記先端部の間にある中間内縁部と、前記中間内縁部と前記先端部の間にある先端内縁部を含み、
   中間絞り径を形成する際は、前記中間内縁部で絞り開口を形成し、
   開放付近の絞り径を形成する際は、前記第一の絞り羽根群の絞り羽根の前記先端内縁部で前記第二の絞り羽根群の絞り羽根の前記中間内縁部を覆い、また、前記第二の絞り羽根群の絞り羽根の前記先端内縁部で前記第一の絞り羽根群の絞り羽根の前記中間内縁部を覆い、前記第一の絞り羽根群と前記第二の絞り羽根群の絞り羽根の前記先端内縁部のみで絞り開口を形成することを特徴とする請求項４に記載の光量調節装置。
9. 前記光路を内部に有する鏡筒と、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８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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