(57)【要約】【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、光通過開口に対して出入りする複数の第１の絞り羽根からなる第１の絞り羽根群と、光通過開口に対して出入りする複数の第２の絞り羽根からなる第２の絞り羽根群と、を備え、絞り全開から中間絞りに変化する過程では、第１の絞り羽根群のみ、もしくは、第２の絞り羽根群のみ、もしくは、第１および第２の絞り羽根群の協働により絞り開口を形成し、中間絞りから最小絞りに変化する過程では、第１および第２の絞り羽根群のうちの一方の絞り羽根群のみで絞り開口を形成し、他方の絞り羽根群は開口が開く方向に移動する。【選択図】図６
2020027231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通過開口を有するベース部材と、
前記光通過開口に対して出入りする複数の第１の絞り羽根からなる第１の絞り羽根群と、
前記光通過開口に対して出入りする複数の第２の絞り羽根からなる第２の絞り羽根群と、
を備え、
絞り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、もしくは、前記第２の絞り羽根群のみ、もしくは、前記第１および第２の絞り羽根群の協働により絞り開口を形成し、中間絞りから最小絞りに変化する過程では、前記第１および第２の絞り羽根群のうちの一方の絞り羽根群のみで絞り開口を形成し、他方の絞り羽根群は開口が開く方向に移動することを特徴とする光量調節装置。
【請求項２】
前記第１の絞り羽根群は、前記光通過開口の周囲に環状に重なって、光軸に沿って一方向に編み上がるように組み込まれ、前記第２の絞り羽根群は、前記光通過開口の周囲に環状に重なって、光軸に沿って前記一方向と同じ方向に編み上がるように組み込まれることを特徴とする請求項１に記載の光量調節装置。
【請求項３】
中間絞りから最小絞りに変化する過程で前記絞り開口を形成する前記一方の絞り羽根群に対し、前記他方の絞り羽根群を前記一方向側に配置したことを特徴とする請求項２に記載の光量調節装置。
【請求項４】
前記第１の絞り羽根群と前記第２の絞り羽根群は、前記光通過開口の周囲を回動する駆動リングから駆動力を受け、光通過開口に対して出入りすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光量調節装置。
【請求項５】
前記第１の絞り羽根は、第１の回転中心係合部と第１のカム溝とを有し、前記第２の絞り羽根は、第２の回転中心係合部と第２のカム溝とを有し、前記ベース部材はカムピンを有し、前記カムピンは、前記第１のカム溝と前記第２のカム溝に係合してい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。
【請求項６】
前記第１の絞り羽根は、第１の回転中心係合部と第１のカム溝とを有し、前記第２の絞り羽根は、第２の回転中心係合部と第２のカム溝とを有し、
前記光通過開口の周囲を回動して、前記第１の絞り羽根と前記第２の絞り羽根とに駆動力を与える駆動リングをさらに備え、
前記駆動リングが有するカムピンは、前記第１のカム溝と前記第２のカム溝に係合していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光量調節装置。
【請求項７】
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６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−５８６７９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２３２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、且つ、絞り羽根を他の絞り羽根群に衝突させないようにする必要があるため、開放から最小絞りの光量調整範囲が広い場合、絞り羽根群を３層、４層と増やさなければならない課題があった。
【０００６】
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、羽根の編み上がりの負荷が増大してしまい、駆動させるための消費電力が大きくなる課題があった。また、絞り羽根群を２つに分けた場合、それぞれの絞り羽根群が互いに干渉しない配置にする必要があり、絞り開口の位置が光軸方向で離れてしまう課題があった。
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、光通過開口を有するベース部材と、前記光通過開口に対して出入りする複数の第１の絞り羽根からなる第１の絞り羽根群と、前記光通過開口に対して出入りする複数の第２の絞り羽根からなる第２の絞り羽根群と、を備え、絞り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、もしくは、前記第２の絞り羽根群のみ、もしくは、前記第１および第２の絞り羽根群の協働により絞り開口を形成し、中間絞りから最小絞りに変化する過程では、前記第１および第２の絞り羽根群のうちの一方の絞り羽根群のみで絞り開口を形成し、他方の絞り羽根群は開口が開く方向に移動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】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の分解斜視図。
【図１Ｂ】図１Ａを上下逆方向から見た図。
【図２】第１の実施形態の絞り装置の斜視図。
【図３】第１の絞り羽根群の絞り羽根を示す図。
【図４】第２の絞り羽根群の絞り羽根を示す図。
【図５】絞り装置の光通過開口を示す図。
【図６】絞り装置の光通過開口の拡大図。
【図７】第１の絞り羽根群の動きを示す図。
【図８】第２の絞り羽根群の動きを示す図。
【図９】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１０】図９（Ｃ）を抜き出して示した図。
【図１１】第１の駆動リングと第２の駆動リングの投影図。
【図１２Ａ】第１の実施形態の絞り装置の変形例の分解斜視図。
【図１２Ｂ】図１２Ａを上下逆方向から見た図。
【図１３】変形例の絞り装置の側断面図。
【図１４】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の分解斜視図。
【図１５】絞り羽根群の動きを示す図。
【図１６】絞り羽根群の動きを示す拡大図。
【図１７】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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１Ａ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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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避する（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。
【００３０】
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。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避する（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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、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、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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、本実施形態においては、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。
【００４１】
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、一方向側に編み上がるように構成されている。
【００４２】
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。絞り開口状態が図９の（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。
【００４３】
それに対し、本実施形態では、絞り開口が状態（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（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。
【００４４】
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。また、第１の絞り羽根群５０の小絞り側での編み上がりを、第２の絞り羽根群６０で押さえることが出来るので、第１の絞り羽根群５０で形成できる絞り範囲をより小絞り方向に広げることができる。
【００４５】
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良く、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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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、編み上がり方向が互いに他方の絞り羽根群の逆側に向くように配置されていてもよい。
【００５１】
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。
【００５２】
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、光軸方向の位置が規制され、絞り装置１５０の動作が安定する。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
＜第２の実施形態＞
図１４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の分解斜視図である。
【００５６】
図１４において、絞り装置２００のベースとなるベース部材２０２（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２０２ａを有する。開口部２０２ａの外側には、カムピン２０２ｃが形成されている。
【００５７】
ベース部材２０２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２０２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２０１が取り付けられ、駆動部２０１の回転軸には、ピニオンギア２０３が取り付けられる。
【００５８】
後述する第１及び第２の絞り羽根群２５０，２６０を駆動する駆動リング２０４は、係合ピン２０４ｅと被駆動部２０４ｄを有する。駆動リング２０４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。
【００５９】
駆動リング２０４の内側係合部２０４ｋは、ベース部材２０２の外側係合部２０２ｋに回動可能に係合する。ベース部材２０２の外側係合部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、駆動リング２０４の内側係合部２０４ｋと係合するように構成されていてもよい。
【００６０】
なお、本実施形態では、駆動リング２０４をベース部材２２０の外側係合部２０２ｋの外側に係合させているが、駆動リング２０４に外側係合部を形成し、ベース部材２０２に内側係合部を形成し、駆動リング２０４をベース部材２０２の内側係合部の内側に係合させてもよい。
【００６１】
また、駆動リング２０４には、被駆動部２０４ｄであるギア部が形成されている。被駆動部２０４ｄは、ピニオンギア２０３と噛み合い、駆動部２０１で発生した回転力がピニオンギア２０３から被駆動部２０４ｄに伝達され、駆動リング２０４が回転される。
【００６２】
駆動リング２０４の上方には、第１の絞り羽根群２５０が配置されている。第１の絞り羽根群２５０は、複数の絞り羽根２０５によって構成されている。本実施形態では、７枚の絞り羽根２０５で第１の絞り羽根群２５０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。絞り羽根２０５は、絞り開口形成縁部２０５ｒと、係合穴２０５ｅと、カム溝２０５ｃとを有する。
【００６３】
第１の絞り羽根群２５０の上方には、第２の絞り羽根群２６０が配置されている。第２の絞り羽根群２６０は、複数の絞り羽根２０６によって構成されている。本実施形態では、７枚の絞り羽根２０６で第２の絞り羽根群２６０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。絞り羽根２０６は、絞り開口形成縁部２０６ｒと、係合穴２０６ｅと、カム溝２０６ｃとを有する。
【００６４】
絞り羽根２０５および絞り羽根２０６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ることが望ましい。
【００６５】
第２の絞り羽根群２０６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２０２とカバー部材２０８で形成された空間の中で、駆動リング２０４と複数の絞り羽根群（第１の絞り羽根群２５０、第２の絞り羽根群２６０）が駆動される。
【００６６】
絞り羽根２０５の係合穴２０５ｅおよび、絞り羽根２０６の係合穴２０６ｅは、駆動リング２０４の係合ピン２０４ｅに回転可能に係合する。絞り羽根２０５のカム溝２０５ｃおよび、絞り羽根２０６のカム溝２０６ｃは、ベース部材２０２のカムピン２０２ｃに係合する。ピニオンギア２０３の回転が、駆動リング２０４の被駆動部２０４ｄに伝達され、駆動リング２０４が回転する。駆動リング２０４が回転すると、駆動リング２０４の係合ピン２０４ｅから絞り羽根２０５の係合穴２０５ｅおよび絞り羽根２０６の係合穴２０６ｅに駆動力が伝達され、第１の絞り羽根群２５０と第２の絞り羽根群２６０は、ベース部材２０２の開口部２０２ａの周囲を回動する。
【００６７】
絞り羽根２０５のカム溝２０５ｃおよび絞り羽根２０６のカム溝２０６ｃが、ベース部材２０２のカムピン２０２ｃに係合しているので、カム溝２０５ｃおよびカム溝２０６ｃの形状によって、絞り羽根２０５および絞り羽根２０６は開口部２０２ａの内外を出入りする。絞り開放から最小絞りの範囲において、絞り開口は、第１の絞り羽根群２５０の絞り開口形成縁部２０５ｒのみにより、もしくは、第２の絞り羽根群２６０の絞り開口形成縁部２０６ｒのみにより、もしくは、第１の絞り羽根群２５０の絞り開口形成縁部２０５ｒと第２の絞り羽根群２６０の絞り開口形成縁部２０６ｒの協働により形成される。
【００６８】
第２の実施形態では、駆動リング２０４に係合ピン２０４ｅを配置し、ベース部材２０２にカムピン２０２ｃを配置したが、駆動リング２０４にカムピンを配置し、それぞれの絞り羽根のカム溝に係合させ、ベース部材に係合ピンを配置し、それぞれの絞り羽根の係合穴に係合させてもよい。この場合、図１４の配置と異なり、駆動リング２０４のカムピンの位置を半径方向内側に、ベース部材の係合ピンの位置を半径方向外側に配置してもよい。
【００６９】
図１５は、本実施形態の絞り装置において、カバー部材２０８を外して絞り開口形状を示した図である。図１６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２５０と絞り羽根群２６０で協働して形成される。
【００７０】
絞り開放側である図１６（Ａ）では、絞り開口は、複数の絞り羽根２０６の絞り開口形成縁部２０６ｒで形成される。絞り中間域である図１６（Ｂ）、（Ｃ）では、絞り開口は、複数の絞り羽根２０５の絞り開口形成縁部２０５ｒと複数の絞り羽根２０６の絞り開口形成縁部２０６ｒとにより形成される。絞りの小絞り域である図１６（Ｄ）、（Ｅ）では、絞り開口は、複数の絞り羽根２０５の絞り開口形成縁部２０５ｒにより形成される。
【００７１】
絞り全開から最小絞りに移行する過程の中で、図１６（Ｄ）から図１６（Ｅ）に変化する動きについて説明する。図１６（Ｄ）から図１６（Ｅ）に変化する際、絞り開口は、第１の絞り羽根群２０５が閉じる方向に動くことで、絞り開口を形成する。そのとき、第２の絞り羽根群２６０を、開口が開く方向に動かす。これは、第１の実施形態と同様に、第１の絞り羽根群２５０の絞り羽根２０５の先端が、絞り羽根２０６の開口形成縁部２０６ｒに衝突したり、絞り羽根２０６同士の間に挟まることを防止するためである。第２の絞り羽根群２６０を開口が開く方向に移動させることで、第１の絞り羽根群２５０は、より小さな絞り径を形成することが可能になる。
【００７２】
なお、上記のように、小絞り側で第２の絞り羽根群２６０を、開口が開く方向に動かそうとすると、図１４を見れば分かるように、絞り羽根２０６に形成されるカム溝２０６ｃに急な角度で曲がる部分２０６ｆができる。この急な角度の部分２０６ｆは、駆動リング２０４に隣接して配置されると、駆動リング２０４の動きにより捲れ上がることが考えられる。そのため、本実施形態では、第２の絞り羽根群２６０と駆動リング２０４の間に第１の絞り羽根群２５０を挟んで、この捲れ上がりを抑制するようにしている。
【００７３】
第２の実施形態では、第１の絞り羽根２５０と第２の絞り羽根群２６０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、絞り開口の光軸方向の位置の変化が少ない。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、第２の実施形態では、図１６（Ｅ）に示すように、第１の絞り羽根群２５０の編み上がりを第２の絞り羽根群２６０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、第２の実施形態の絞り装置は、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。
【００７４】
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２５０と第２の絞り羽根群２６０は、互いに背中合わせに編み上がるよう、編み上がり方向が互いに他方の絞り羽根群の逆側に向くように配置されていてもよい。
【００７５】
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。
【００７６】
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。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。
【００７７】
＜第３の実施形態＞
図１７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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【符号の説明】
【００８４】
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
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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