JP5473366B2 - 光量調節装置及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、光量調節装置及びその光量調節装置を搭載する、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置に関するものである。

固体撮像素子を内蔵したビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラやフイルムを使用するカメラには、レンズの焦点深度の確認、フイルムや固体撮像素子に結像される被写体の光量を調節するために、開口径を制御する絞り装置（光量調節装置）が設けられている。また、映像を投影するための光学機器にも光量調節装置を有したものもある。

これらの光量調節装置は、遮光羽根として複数の絞り羽根を用い、ステッピングモータを駆動動力源として開口径を変化させるものが主流となっている。

ところで、ステッピングモータを駆動動力源とした光量調節装置においては、例えば、一眼レフカメラの場合には、ステッピングモータに所定の相から通電を開始して、何ステップ、ロータを回転させるかで絞り口径を決定している。そのため、高い精度の絞り口径を得るためには、１ステップ当りにロータが回転する角度が少ない方が望ましい。

一方、電源となる電池の消耗を避けるために、比較的長時間露光を行う場合には、モータへの通電を切る率が高い方が望ましく、そのためには、コギングトルクによりロータ１回転当りでロータが安定に停止する停止位置が数多くあることが望ましい。

一般的なステッピングモータを駆動動力源とした光量調節装置においては、通電を継続した際に、ロータが停止できる位置の数に対し、通電を切った時にロータがコギングトルクにより安定して停止していられる位置の数は、１／２である。

通電を切った時に不安定となる停止位置で通電を切ると、コギングトルクによって、小絞り方向へ１ステップ分ずれるか、開放方向へ１ステップ分ずれるかを特定できず、結果的に±１ステップの誤差が生じる。その結果、通電を切った場合には、高い絞り口径精度が得られないという問題点がある。

そのため、比較的長時間の露光を行う場合にも、高い絞り口径精度を得るためにはコイルへの通電を継続しなければならず、電源となる電池の消耗がはげしいという欠点があった。

この欠点を解決したものとして、特許文献１の電磁駆動露光量調節装置が提案されている。

これは、マグネット外周面に磁極中心から所定角度ずれた位置に溝を設けることで、通電を切った時にコギングトルクにより回転させられる方向を特定させることができ、長時間露光時に電池を消耗させることなく絞り精度を向上できるものである。

しかしながら、上記特許文献１に開示の電磁駆動露光量調節装置は、マグネット外周面に溝を設ける必要があり、磁力の高い焼結マグネットやコンプレッションマグネットではそのような複雑で精度の必要な形状は作成できない。

従って、磁力の劣るインジェクションマグネットを使用しなければならないという制約があるため、モータトルクが低いものとなるか、マグネット径を大きくしたりコイル巻数を増やしたりする必要が生じ、モータが大型化してしまう。

また、マグネット外周面に溝を設けると、コギングトルクが増大するため、低い電圧での作動を保証するためには、よりコイルを大型化しなければならず、さらに、駆動音もかなり大きなものになるという欠点があった。

一方、カメラのシャッタタイムラグの短縮化がますます望まれており、そのため、光量調節装置は、絞り込みまでの駆動時間をさらに短くする必要性が生じている。駆動時間を短縮するには、駆動動力源のステッピングモータを高速で回転した後、素早く停止するのが望ましいが、このような急加速・急減速駆動を行った場合、絞り羽根の振動が発生してしまう。

その結果、絞り口径精度が悪化したり、或いは振動が収まるまで待つことになるが、振動が収まるまで待つと、結果的に絞り込みまでの駆動時間が長くなってしまう。

また、大口径の光量調節装置では、絞り羽根を所定の開口径までステッピングモータで駆動した後、停止する時に絞り羽根の慣性モーメントが大きいことにより絞り羽根の振動が発生しやすい。このため、停止時直前までにステッピングモータを減速する必要が生じる。

ステッピングモータの減速を緩やかに行うほど絞り羽根の振動は収まる傾向にあるが、絞り込み終了までの駆動時間が長くなることになり、カメラのシャッタタイムラグが長くなってしまうという欠点があった。

また、上記の絞り羽根の振動現象は、絞り羽根と絞り羽根を動かす部材とのがた（例えば絞り羽根の軸と軸が摺動するカムとの嵌合がた）が大きいほど振動の収まりが悪くなり、絞り口径精度が悪化する傾向にある。

この嵌合がたは、部品公差を加味して部品がスムーズに動くように設定されるもので、嵌合がたを少なくするには部品公差をきつくするしかないが、そのような部品はコストが高くなるし、大量生産に向いた樹脂成型部品では限界がある。

この欠点を解決したものとして、特許文献２のカメラの絞り機構が提案されている。

これは、絞り羽根に形成されたカムフォロア（ガイドピン）をカム部に常時当接させる付勢手段を、絞り羽根ごとに備えたもので、絞り羽根のカムとの嵌合がたをなくして遥動を防止するものである。

特許第０２５６６０３１号 特開平１１−１６０７５４号公報

上記特許文献２に開示のカメラの絞り機構では、駆動源であるモータの通電を維持している時は、上記機構により遥動が防止されて絞り精度の向上は見込める。しかしながら、電源となる電池の消耗対策としてモータの通電を切った場合、モータのコギングトルクによって、小絞り方向へ１ステップ分ずれるか、開放方向へ１ステップ分ずれるかを特定できない。その結果、±１ステップの誤差が生じ、高い絞り口径精度が得られないという問題点があった。

本発明の目的は、絞り込み駆動時間が速く、エネルギーロスが少なく、且つ高い絞り口径精度を得ることのできる光量調節装置及び撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の光量調節装置は、一方面に第１軸部が形成され、前記一方面とは反対側となる他方面に第２軸部が形成される複数枚の遮光羽根と、前記遮光羽根に形成される前記第１軸部が嵌合する穴部が形成される開閉部材と、前記遮光羽根に形成される前記第２軸部が嵌合するカム溝部が形成されるカム部材と、前記遮光羽根に形成される前記第１軸部を付勢することで、前記遮光羽根を前記カム部材の方向に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の光量調節装置によれば、絞り込み駆動時間が速く、エネルギーロスが少なく、且つ高い絞り口径精度を得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る光量調節装置の分解斜視図である。 図１の光量調節装置における遮光羽根とカム部材との位置関係を表す図である。 図１の光量調節装置における遮光羽根とカム部材との位置関係を表す図である。 図１の光量調節装置における遮光羽根とカム部材との位置関係を表す図である。 図３は、図１の光量調節装置における遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。 図１におけるステッピングモータのコギングトルクを表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光量調節装置の遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。 本発明の第３の実施の形態に係る光量調節装置の分解斜視図である。 図６の光量調節装置における遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。 本発明の第４の実施の形態に係る光量調節装置の遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。

以下、本発明を、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施の形態による光量調節装置について説明する。本実施の形態の光量調節装置は、撮像装置に備えられる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光量調節装置の分解斜視図である。図２は、図１の光量調節装置における遮光羽根とカム部材との位置関係を表す図であり、図２Ａは開放状態、図２Ｂは中間絞り状態、図２Ｃは小絞り状態を表し、遮光羽根は重なり状態がわかるように陰線を表示してある。図３は、図１の光量調節装置における遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。

図１において、光量調節部材としての、複数枚の遮光羽根１、２、３、４、５、６、７、８は、遮光性を有し、開口量を規制する薄板状の羽根基部１ａ、２ａ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａ、７ａ、８ａを有する。

また、遮光羽根１〜８は、羽根基部１ａ乃至８ａの一方の面に設けられる先端が球Ｒ形状で円柱状の第１軸部１ｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂ、７ｂ、８ｂを有する。また、遮光羽根１〜８は、羽根基部１ａ〜８ａの他方の面に設けられる円柱或いは円筒状の第２軸部１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、５ｃ、６ｃ、７ｃ、８ｃを有する。

遮光羽根１〜８を開閉する開閉部材９は、中央に開口部９ａが設けられたリング状に形成され、穴部９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、９ｇ、９ｈ、９ｉと、回転嵌合突起部９ｊと、ギア部９ｋと、３つの球Ｒ突起部９ｍ、９ｎ、９ｏが設けられている。また、開閉部材９には遮光部９ｌを備える。

中央に開口部１０ａが形成されたリング状のカム部材１０には、遮光羽根１〜８の動きを規制するカムとしてのカム溝部１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉが設けられている。

遮光羽根１〜８を互いが重なる方向に付勢する付勢手段としてのバネ部材１１は、Ｃリング形状の基部１１ａと、基部１１ａに一端が固定されている弾性変形可能な板バネ部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｆ、１１ｇ、１１ｈ、１１ｉとを有する。板バネ部１１ｂ〜１１ｉは、金属の薄板をプレス加工することで形成される。

基部１１ａと板バネ部１１ｂ〜１１ｉとは厚みは同一であるが、径方向の幅は、板バネ部１１ｂ〜１１ｉよりも基部１１ａの方が広く形成されており、板バネ部１１ｂ〜１１ｉが弾性変形しても基部１１ａが変形しないようになっている。

尚、本実施の形態では、バネ部材１１は金属のプレス加工品を用いて説明しているが、厚みや幅を異ならせることで樹脂成型でも形成可能なものである。

中央に開口部１２ａが形成されたリング状のベース部材１２には、穴部１２ｂと、モータ固定部１２ｃが設けられている。

開閉部材９を駆動する駆動手段であるステッピングモータ１３の軸先端には、ピニオンギア１４が固定されており、ベース部材１２のモータ固定部１２ｃに取り付けられる。その際、ピニオンギア１４は、ベース部材１２の穴部１２ｂを貫通して開閉部材９のギア部９ｋと噛み合う。

ステッピングモータ１３は、一般的な２つのコイルを備える２相のステッピングモータであり、本実施の形態の光量調節装置におけるステッピングモータの駆動方式は１−２相励磁となる。

初期位置センサ１５は、開閉部材９に設けられる遮光部９ｌの初期位置センサ１５への挿入、退避状態を検知することで、開閉部材９が初期位置状態にあるかどうかを検知する。

バネ部材１１は、基部１１ａが開閉部材９の一方の面に固定される。ベース部材１２は、バネ部材１１が固定されている開閉部材９と遮光羽根１〜８を間に挟んでカム部材１０に固定され、開閉部材９の表面を覆うとともに開閉部材９と遮光羽根１〜８の光軸方向の抜け止めの役割を果たす。その際、開閉部材９の回転嵌合突起部９ｊは、ベース部材１２の開口部１２ａに嵌合して回転可能に支持される。

また、遮光羽根１〜８の第１軸部１ｂ〜８ｂは開閉部材９の穴部９ｂ〜９ｉにそれぞれ回動可能に嵌合しており、第２軸部１ｃ〜８ｃはカム部材１０のカム溝部１０ｂ〜１０ｉにそれぞれ摺動可能に嵌合している。

遮光羽根１〜８は、光軸を中心に円周方向に均等配置されて、遮光性を有する羽根基部１ａ〜８ａが重ね合わされることで絞り開口を制御可能となる（図２参照）。

バネ部材１１は、基部１１ａが開閉部材９の一方の面に固定された状態で、バネ部材１１の板バネ部１１ｂ〜１１ｉが遮光羽根１〜８の第１軸部１ｂ〜８ｂの先端部を軸方向に付勢する。これにより遮光羽根１〜８は、隣接する羽根同士が重なる方向に付勢される。ここで、遮光羽根１〜８の第１軸部１ｂ〜８ｂの先端部を球Ｒ形状にすることで、板バネ部１１ｂ〜１１ｉが第１軸部１ｂ〜８ｂを安定して軸方向に付勢することが可能となる。

また、バネ部材１１の板バネ部１１ｂ〜１１ｉが遮光羽根１〜８の第１軸部１ｂ〜８ｂを付勢すると、開閉部材９は第１軸部１ｂ〜８ｂが穴部９ｂ〜９ｉから抜けようとする方向（図３上方向）に移動する。そして、球Ｒ突起部９ｍ、９ｎ、９ｏがベース部材１２の裏面に当接した状態で安定する（図３参照）。これにより、開閉部材９は軸方向にがたつくことなく、常に球Ｒ突起部９ｍ、９ｎ、９ｏがベース部材１２の裏面に当接した状態で回転することが可能となる。

即ち、バネ部材１１は、遮光羽根１〜８を隣接する羽根同士が重なる方向に付勢することで、遮光羽根１〜８は軸方向にがたつくことなく、様々な絞り状態においてもほぼ一定の摩擦力で回転可能になるとともに、開閉部材９をベース部材１２に付勢することで、開閉部材９は軸方向にがたつくことなく、スムーズな回転が可能となる。

以上により、光量調節装置が構成される。

次に、図４を用いて本実施の形態による光量調節装置の駆動源となるステッピングモータ１３のコギングトルクについて説明する。

図４は、図１におけるステッピングモータ１３のコギングトルクを表す図であり、一般的な２つのコイルを備えた２相のステッピングモータも同様となる。

図の横軸はステッピングモータ１３のステップ位置を示し、図の縦軸はトルク値を表す。サインカーブで示される実線がコギングトルク曲線である。ステップ１、３、５は、１−２相励磁時の１相通電時（片方のコイルに通電）の位置であり、ステップ２、４は、１−２相励磁時の２相通電時（両方のコイルに通電）の位置である。

ステップ１、３、５の位置は、その位置から左右に少しずれてもコギングトルクにより元の位置に戻す力が働く安定位置である。また、ステップ２、４の位置は、その位置から左右に少しずれただけでコギングトルクにより１ステップ進むか１ステップ戻る力が働く不安定位置である。

即ち、ステッピングモータ１３を１相通電後に通電をＯＦＦしても、コギングトルクによりその位置に留まる力が働く。しかし、ステッピングモータ１３を２相通電後に通電をＯＦＦすると、その位置に止まる場合はごく稀で、コギングトルクにより１ステップ進むか１ステップ戻る位置で止まる場合が多い。これは、ステッピングモータ１３の回転精度により通電ＯＮ時の停止位置にばらつきが生じることによるものである。

次に、本実施の形態の光量調節装置の動作を説明する。

遮光羽根１〜８が、図２Ａの開放状態にある時、開閉部材９の初期位置状態を検知する初期位置センサ１５により、遮光羽根１〜８の初期位置状態が検知されたなら、所定の絞り位置に応じてステッピングモータ１３を制御する。即ち、制御手段により、任意の絞り位置までステッピングモータ１３を１−２相駆動させる。

ステッピングモータ１３を、図１の時計方向に回転させることで、ピニオンギア１４が回転し、ピニオンギア１４は、開閉部材９のギア部９ｋに噛み合っているので、開閉部材９は、図１の反時計方向に回転する。

開閉部材９の穴部９ｂ〜９ｉには遮光羽根１〜８の第１軸部１ｂ〜８ｂが嵌合しているので、遮光羽根１〜８は、それぞれ第１軸部１ｂ〜８ｂが動かされることで、第２軸部１ｃ〜８ｃがカム部材１０のカム溝部１０ｂ〜１０ｉに沿って移動する。これら８枚の遮光羽根１〜８が同様の回転動作をすることで、カム部材１０の開口部１０ａから所定の絞り径となる絞り位置への挿入状態になる。

ステッピングモータ１３を駆動していくと、図２Ｂの中間絞り状態となり、さらにステッピングモータ１３を駆動していくと、図２Ｃの小絞り状態となる。

所定の絞り位置から初期位置状態に戻る時は、ステッピングモータ１３を制御する制御手段により、ステッピングモータ１３を絞り方向とは逆方向に駆動させる。

従来、光量調節装置おける遮光羽根の軸方向スペースは、遮光羽根の厚みのばらつきやその他の部品の公差や、温度変化による軸方向スペースの変化を考慮して、余裕のあるスペースが設けられていた。そのため、遮光羽根は軸方向にがたつきがあった。同様に、開閉部材も軸方向にがたつきがあった。

ここで、初期位置から所定の絞り位置までの駆動を高速化するために、ステッピングモータ１３を急加速した後、急減速すると、従来は遮光羽根１〜８に大きな振動が発生して、絞り精度が悪化してしまう問題点があった。

本実施の形態では、バネ部材１１の付勢力により遮光羽根１〜８同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いており、軸方向にがたつきがないため、遮光羽根１〜８の振動は抑制される。従って、絞り込み駆動時間が速くて且つ高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

また、遮光羽根１〜８の厚みのばらつきや開閉部材９、カム部材１０、ベース部材１２の部品公差や、温度変化による軸方向スペースの変化に対しては、バネ部材１１が吸収するため、作動不良の心配はない。

さらに、大口径の光量調節装置では、遮光羽根を所定の開口径までステッピングモータで駆動した後、停止する時に絞り羽根の慣性モーメントが大きいことにより絞り羽根の振動が発生しやすい。

本実施の形態では、バネ部材１１の付勢力により遮光羽根１〜８同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いており、軸方向にがたつきがないため、遮光羽根１〜８の振動は抑制される。従って、大口径の光量調節装置でも高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

初期位置から所定の絞り位置まで駆動後に、１−２相励磁駆動の２相通電時のような不安定位置でステッピングモータ１３の通電をＯＦＦした場合は、開閉部材９にステッピングモータ１３のコギングトルクにより１ステップ分回転させられる力がかかる。

バネ部材１１の付勢力による開閉部材９とベース部材１２との摩擦力、及び遮光羽根１〜８同士が重なり合う摩擦力、及び遮光羽根１〜８とカム部材１０との摩擦力の合計をステッピングモータ１３のコギングトルクによる回転力よりも大きく設定する。

このことで、開閉部材９は動かされない。よって、絞り精度は通電ＯＮの状態と変わらずに安定する。従って、ステッピングモータ１３を駆動する電源の消耗を少なくしながら高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

（第２の実施の形態）
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施の形態による、光量調節装置について説明する。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る光量調節装置の遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。

第２の実施の形態に係る光量調節装置は、第１の実施の形態とは遮光羽根の第２軸部とカム部材のカム溝部形状のみが異なり、その他の構成要素は同一であり、説明は省略する。

図５において、光量調節部材としての遮光羽根１０１は、遮光性を有し、開口量を規制する薄板状の羽根基部１０１ａと、羽根基部１０１ａの一方の面に設けられる先端が球Ｒ形状で円柱状の第１軸部１０１ｂとを有する。また、遮光羽根１０１は、羽根基部１０１ａの他方の面に設けられる先端が球Ｒ形状で円柱状の第２軸部１０１ｃを有する。遮光羽根１０２以下も同様である。

第１の実施の形態との違いは、第２軸部１０１ｃの先端が球Ｒ形状になっている点である。

カム溝部１１０ｂの底面は、カム溝の幅方向中央に向かって低くなるＶ字状の傾斜面形状となっている。バネ部材１１により遮光羽根１０１（を含む全ての遮光羽根、以下同様）が軸方向（図５下方向）に付勢されると、球Ｒ形状をなす第２軸部１０１ｃの先端がカム溝部１１０ｂの底面のＶ字状の傾斜面に当接する。そのため、第２軸部１０１ｃがカム溝部１１０ｂの幅中心に寄せられる力が働く。

従って、部品公差を加味してカム溝部１１０ｂの幅寸法と第２軸部１０１ｃの外径に所定のがたを持たせても、遮光羽根１０１は、がたつきなく作動することが可能となる。

ここで、カム溝部１１０ｂの底面をカム溝の幅方向中央に向かって低くなるＶ字状の傾斜面形状としたが、底面を幅方向の片側が低くなる単一の傾斜面としてもよい。その場合、バネ部材１１により遮光羽根１０１が軸方向（図５下方向）に付勢されると、球Ｒ形状をなす第２軸部１０１ｃの先端がカム溝部１１０ｂ底面の傾斜面に当接する。

尚、遮光羽根１０１の第２軸部１０１ｃとカム部材１１０のカム溝部１１０ｂとの嵌合部は、少なくとも一方の当接面が傾斜面で構成されていればよい。

そのため、第２軸部１０１ｃがカム溝部１１０ｂの片側（傾斜面の低い側）に片寄せられる力が働く。従って、上記と同様に、部品公差を加味して、カム溝部１１０ｂの幅寸法と第２軸部１０１ｃの外径に所定のがたを持たせても、遮光羽根１０１は、がたつきなく作動することが可能となる。

よって、バネ部材１１は、遮光羽根１０１を互いが重なる方向に付勢するとともに遮光羽根１０１の第２軸部１０１ｃをカム部材１１０のカム溝部１１０ｂに当接する方向に付勢する。

初期位置から所定の絞り位置までの駆動を高速化するために、ステッピングモータ１３を急加速した後、急減速しても、本実施の形態では、バネ部材１１の付勢力により遮光羽根同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いている。

そのため、軸方向にがたつきがないとともに、カム溝部１１０ｂとの嵌合がたつきもないので、遮光羽根１０１の振動は抑制される。従って、絞り込み駆動時間が速くて且つ高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

また、大口径の光量調節装置の場合でも、本実施の形態では、バネ部材１１の付勢力により遮光羽根同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いており、軸方向にがたつきがないとともに、カム溝部１１０ｂとの嵌合がたつきもない。そのため、遮光羽根１０１の振動は抑制される。従って、大口径の光量調節装置でも高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

さらに、初期位置から所定の絞り位置まで駆動後にステッピングモータ１３の通電をＯＦＦした場合、本実施の形態において、以下の条件で、開閉部材９は動かされない。即ち、バネ部材１１の付勢力による開閉部材９とベース部材１２との摩擦力、遮光羽根同士が重なり合う摩擦力、遮光羽根１０１とカム部材１１０との摩擦力の合計をステッピングモータ１３のコギングトルクによる回転力よりも大きく設定する。

このように、開閉部材９が動かされないことで、絞り精度は通電ＯＮの状態と変わらずに安定する。従って、ステッピングモータ１３を駆動する電源の消耗を少なくしながら高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

（第３の実施の形態）
図６及び図７を参照して、本発明の第３の実施の形態による光量調節装置について説明する。

図６は、本発明の第３の実施の形態に係る光量調節装置の分解斜視図、図７は、図６の光量調節装置における遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。第１の実施の形態と同様のものには同一符号を記して説明は省略する。

図６において、光量調節部材としての遮光羽根２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６、２０７、２０８（以下の要素の総称）は以下の要素を有する。

即ち、これらの遮光羽根２０１〜２０８は、遮光性を有し、開口量を規制する薄板状の羽根基部２０１ａ、２０２ａ、２０３ａ、２０４ａ、２０５ａ、２０６ａ、２０７ａ、２０８ａを有する。

また、遮光羽根２０１〜２０８は、羽根基部２０１ａ〜２０８ａの一方の面に設けられる先端が球Ｒ形状で円柱状の第１軸部２０１ｂ、２０２ｂ、２０３ｂ、２０４ｂ、２０５ｂ、２０６ｂ、２０７ｂ、２０８ｂを有する。

また、遮光羽根２０１〜２０８は、羽根基部２０１ａ〜２０８ａの他方の面に設けられる円柱或いは円筒状の第２軸部２０１ｃ、２０２ｃ、２０３ｃ、２０４ｃ、２０５ｃ、２０６ｃ、２０７ｃ、２０８ｃを有する。

また、遮光羽根２０１〜２０８は、羽根基部２０１ａ〜２０８ａの第１軸部２０１ｂ〜２０８ｂと同一の面に設けられる半球Ｒ形状の突起部２０１ｄ、２０２ｄ、２０３ｄ、２０４ｄ、２０５ｄ、２０６ｄ、２０７ｄ、２０８ｄを有する。突起部２０１ｄ〜２０８ｄは、軸方向に垂直な面から見て第１軸部２０１ｂ〜２０８ｂと第２軸部２０１ｃ〜２０８ｃとの間に配置される。

遮光羽根２０１乃至２０８を開閉する開閉部材２０９は、中央に開口部２０９ａが設けられたリング状に形成される。開閉部材２０９には、穴部２０９ｂ、２０９ｃ、２０９ｄ、２０９ｅ、２０９ｆ、２０９ｇ、２０９ｈ、２０９ｉと、回転嵌合突起部２０９ｊと、ギア部２０９ｋと、３つのＶ溝部２０９ｍ、２０９ｎ、２０９ｏが設けられている。また、開閉部材２０９には遮光部２０９ｌを有する。

遮光羽根２０１乃至２０８を互いが重なる方向に付勢する付勢手段２１１（以下の要素の総称）は以下の要素を有する。

即ち、付勢手段２１１は、圧縮コイルスプリング２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃと、円柱形状の付勢部材２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆと、球形状のボール２１１ｇ、２１１ｈ、２１１ｉとで構成される。

中央に開口部２１２ａが形成されたリング状のベース部材２１２には、穴部２１２ｂと、モータ固定部２１２ｃと、付勢手段２１１が収納されるホルダー部２１２ｄ、２１２ｅ、２１２ｆが設けられている。

ベース部材２１２は、開閉部材２０９と遮光羽根２０１〜２０８を間に挟んでカム部材１０に固定され、開閉部材２０９の表面を覆うとともに開閉部材２０９と遮光羽根２０１〜２０８の光軸方向の抜け止めの役割を果たす。

その際、開閉部材２０９の回転嵌合突起部２０９ｊは、ベース部材２１２の開口部２１２ａに嵌合して回転可能に支持される。また、遮光羽根２０１〜２０８の第１軸部２０１ｂ〜２０８ｂは、開閉部材２０９の穴部２０９ｂ〜２０９ｉにそれぞれ回動可能に嵌合しており、第２軸部２０１ｃ〜２０８ｃは、カム部材１０のカム溝部１０ｂ〜１０ｉにそれぞれ摺動可能に嵌合している。

遮光羽根２０１〜２０８は、光軸を中心に円周方向に均等配置されて、遮光性を有する羽根基部２０１ａ〜２０８ａが重ね合わされることで絞り開口を制御可能となる。

付勢手段２１１のボール２１１ｇ、２１１ｈ、２１１ｉは、開閉部材２０９のＶ溝部２０９ｍ、２０９ｎ、２０９ｏ上に配置される。また、付勢部材２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆは、ボール２１１ｇ、２１１ｈ、２１１ｉを軸方向上部（図７上）から半分包み込むように回動可能に保持する。

また、圧縮コイルスプリング２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃは、付勢部材２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆとベース部材２１２のホルダー部２１２ｄ、２１２ｅ、２１２ｆ内側との間に配置される。

この状態で、付勢部材２１１ｄ、２１１ｅ、２１１ｆは、ベース部材２１２のホルダー部２１２ｄ、２１２ｅ、２１２ｆによりボール２１１ｇ、２１１ｈ、２１１ｉとともに軸方向（図７上下方向）に移動可能に支持されている。

付勢手段２１１は、圧縮コイルスプリング、付勢部材、ボールの３部品の組み合わせを開閉部材２０９の円周方向に３つ設けられており、開閉部材２０９を回転軸方向（図７下方向）に付勢している。

開閉部材２０９は、遮光羽根２０１〜２０８を間に挟んでカム部材１０の方向（図７下方向）に付勢される。これにより遮光羽根２０１〜２０８は、隣接する羽根同士が重なる方向に付勢される。ここで、遮光羽根２０１〜２０８は、突起部２０１ｄ〜２０８ｄが開閉部材２０９の下面に当接して図７下方向に押し付けられる。

即ち、付勢手段２１１は、遮光羽根２０１〜２０８を隣接する羽根同士が重なる方向に付勢することで、遮光羽根２０１〜２０８は軸方向にがたつくことなく、様々な絞り状態においてもほぼ一定の摩擦力で回転可能になる。また、開閉部材２０９を遮光羽根２０１〜２０８に当接する方向に付勢することで、開閉部材２０９は軸方向にがたつくことなく、スムーズな回転が可能となる。

また、付勢手段２１１は、ボール２１１ｇ、２１１ｈ、２１１ｉが開閉部材２０９のＶ溝部２０９ｍ、２０９ｎ、２０９ｏを付勢するため、開閉部材２０９は径方向にがたつきなく、滑らかに回転可能になる。

以上により、光量調節装置が構成される。

尚、光量調節装置の動作に関しては、第１の実施の形態と同様なので説明は省略する。

ここで、初期位置から所定の絞り位置までの駆動を高速化するために、ステッピングモータ１３を急加速した後、急減速すると、従来は遮光羽根２０１〜２０８に大きな振動が発生して、絞り精度が悪化してしまう問題点があった。

本実施の形態では、付勢手段２１１の付勢力により遮光羽根２０１〜２０８同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いており、軸方向にがたつきがないため、遮光羽根２０１〜２０８の振動は抑制される。従って、絞り込み駆動時間が速くて且つ高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

また、遮光羽根２０１〜２０８の厚みのばらつきや開閉部材２０９、カム部材１０、ベース部材２１２の部品公差や、温度変化による軸方向スペースの変化に対しては、付勢手段２１１が吸収するため、作動不良の心配はない。

さらに、大口径の光量調節装置では、遮光羽根を所定の開口径までステッピングモータで駆動した後、停止する時に絞り羽根の慣性モーメントが大きいことにより絞り羽根の振動が発生しやすい。

本実施の形態では、付勢手段２１１の付勢力により遮光羽根２０１〜２０８同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いており、軸方向にがたつきがないため、遮光羽根２０１〜２０８の振動は抑制される。従って、大口径の光量調節装置でも高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

初期位置から所定の絞り位置まで駆動後に、１−２相励磁駆動の２相通電時のような不安定位置でステッピングモータ１３の通電をＯＦＦした場合は、開閉部材２０９にステッピングモータ１３のコギングトルクにより１ステップ分回転させられる力がかかる。

本実施の形態において、以下の条件で、開閉部材９は動かされない。即ち、付勢手段２１１の付勢力による開閉部材２０９と遮光羽根２０１〜２０８との摩擦力、遮光羽根同士が重なり合う摩擦力、遮光羽根とカム部材１０との摩擦力の合計をステッピングモータ１３のコギングトルクによる回転力よりも大きく設定する。

よって、絞り精度は通電ＯＮの状態と変わらずに安定する。従って、ステッピングモータ１３を駆動する電源の消耗を少なくしながら高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

（第４の実施の形態）
以下、図８を参照して、本発明の第４の実施の形態による、光量調節装置について説明する。

図８は、本発明の第４の実施の形態に係る光量調節装置の遮光羽根と付勢手段との関係を表す部分断面拡大図である。第４の実施の形態に係る光量調節装置は、第３の実施の形態とは遮光羽根の第２軸部とカム部材のカム溝部形状のみが異なり、その他の構成要素は同一であり、説明は省略する。

図８において、光量調節部材としての遮光羽根３０１は、遮光性を有し、開口量を規制する薄板状の羽根基部３０１ａと、羽根基部３０１ａの一方の面に設けられる先端が球Ｒ形状で円柱状の第１軸部３０１ｂを有する。また、遮光羽根３０１は、羽根基部３０１ａの他方の面に設けられる先端が球Ｒ形状で円柱状の第２軸部３０１ｃと、羽根基部３０１ａの第１軸部３０１ｂと同一の面に設けられる半球Ｒ形状の突起部３０１ｄを有する。遮光羽根３０２以下も同様である。

突起部３０１ｄは、軸方向に垂直な面から見て第１軸部３０１ｂと第２軸部３０１ｃとの間に配置される。第３実施の形態との違いは第２軸部３０１ｃの先端が球Ｒ形状になっている点である。

中央に開口部３１０ａが形成されたリング状のカム部材３１０には、遮光羽根３０１の動きを規制するカムとしてのカム溝部３１０ｂが設けられている。

カム溝部３１０ｂの底面はカム溝の幅方向中央に向かって低くなるＶ字状の傾斜面形状となっている。付勢手段２１１により遮光羽根３０１が軸方向（図８下方向）に付勢されると、球Ｒ形状をなす第２軸部３０１ｃの先端がカム溝部３１０ｂ底面のＶ字状の傾斜面に当接するため、第２軸部３０１ｃがカム溝部３１０ｂの幅中心に寄せられる力が働く。

従って、部品公差を加味してカム溝部３１０ｂの幅寸法と第２軸部３０１ｃの外径に所定のがたを持たせても、遮光羽根３０１はがたつきなく作動することが可能となる。

ここで、カム溝部３１０ｂの底面をカム溝の幅方向中央に向かって低くなるＶ字状の傾斜面形状としたが、底面を幅方向の片側が低くなる単一の傾斜面としてもよい。その場合、付勢手段２１１により遮光羽根３０１が軸方向（図８下方向）に付勢されると、球Ｒ形状をなす第２軸部３０１ｃの先端がカム溝部３１０ｂ底面の傾斜面に当接する。そのため、第２軸部３０１ｃがカム溝部３１０ｂの片側（傾斜面の低い側）に片寄せられる力が働く。

従って、上記と同様に、部品公差を加味してカム溝部３１０ｂの幅寸法と第２軸部３０１ｃの外径に所定のがたを持たせても、遮光羽根３０１は、がたつきなく作動することが可能となる。

よって、付勢手段２１１は、遮光羽根を互いが重なる方向に付勢するとともに、遮光羽根３０１の第２軸部３０１ｃをカム部材３１０のカム溝部３１０ｂに当接する方向に付勢する。

初期位置から所定の絞り位置までの駆動を高速化するために、ステッピングモータ１３を急加速した後、急減速しても、本実施の形態では付勢手段２１１の付勢力により遮光羽根同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いている。

そのため、軸方向にがたつきがないとともに、カム溝部３１０ｂとの嵌合がたつきもないので、遮光羽根３０１の振動は抑制される。従って、絞り込み駆動時間が速くて且つ高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

また、大口径の光量調節装置の場合でも、本実施の形態では付勢手段２１１の付勢力により遮光羽根同士が重なり合う方向にほぼ一定の摩擦力が働いており、軸方向にがたつきがないとともに、カム溝部３１０ｂとの嵌合がたつきもない。そのため、遮光羽根３０１の振動は抑制される。従って、大口径の光量調節装置でも高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

さらに、初期位置から所定の絞り位置まで駆動後にステッピングモータ１３の通電をＯＦＦした場合、以下の条件で開閉部材２０９は動かされない。即ち、付勢手段２１１の付勢力による開閉部材２０９と遮光羽根３０１との摩擦力、遮光羽根同士が重なり合う摩擦力、遮光羽根３０１とカム部材３１０との摩擦力の合計をステッピングモータ１３のコギングトルクによる回転力よりも大きく設定する。

よって、絞り精度は通電ＯＮの状態と変わらずに安定する。従って、ステッピングモータ１３を駆動する電源の消耗を少なくしながら高い絞り口径精度を得ることが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１〜８ 遮光羽根
１ａ〜８ａ 羽根基部
１ｂ〜８ｂ 第１軸部
１ｃ〜８ｃ 第２軸部
９ 開閉部材
１０ カム部材
１０ｂ〜１０ｉ カム溝部
１１ バネ部材
１２ ベース部材
１３ ステッピングモータ
１４ ピニオンギア
１５ 初期位置センサ

Claims (7)

1. 一方面に第１軸部が形成され、前記一方面とは反対側となる他方面に第２軸部が形成される複数枚の遮光羽根と、
   前記遮光羽根に形成される前記第１軸部が嵌合する穴部が形成される開閉部材と、
   前記遮光羽根に形成される前記第２軸部が嵌合するカム溝部が形成されるカム部材と、
   前記遮光羽根に形成される前記第１軸部を付勢することで、前記遮光羽根を前記カム部材の方向に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする光量調節装置。
2. 前記付勢手段は、前記開閉部材に配置され、前記遮光羽根の前記第１軸部を付勢する板バネ部を有することを特徴とする請求項１記載の光量調節装置。
3. 前記板バネ部と当接する前記第１軸部の先端を球Ｒ形状とすることを特徴とする請求項２記載の光量調節装置。
4. 一方面に第１軸部が形成され、前記一方面とは反対側となる他方面に第２軸部が形成される複数枚の遮光羽根と、
   前記遮光羽根に形成される前記第１軸部が嵌合する穴部が形成される開閉部材と、
   前記遮光羽根に形成される前記第２軸部が嵌合するカム溝部が形成されるカム部材と、
   前記開閉部材を前記遮光羽根の方向に付勢することで、前記遮光羽根を前記カム部材の方向に付勢する付勢手段と、を備えることを特徴とする光量調節装置。
5. 前記付勢手段は、前記開閉部材の少なくとも１つの表面を覆うベース部材に配置されることを特徴とする請求項４記載の光量調節装置。
6. 前記開閉部材にＶ溝部を形成するとともに、前記付勢手段は前記Ｖ溝部にボールを付勢することを特徴とする請求項４または５に記載の光量調節装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の光量調節装置を備える撮像装置。