光量調整装置
【課題】遮光羽根の絞り込み駆動時間を短くしつつ、電池のエネルギーロスを少なくするとともに、高い絞り口径精度を得ることができる仕組みを提供する。
【解決手段】光量調整装置は、マグネット部１３ｂが同軸配置されるロータ３と、マグネット部の径方向外側に配置される複数のコイル５と、マグネット部の着磁平面の両側に配置され、マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されるステータ磁極部を有し、ロータに対して一部が軸方向に当接するヨーク２，７と、フォロア部及びロータに回転可能に支持される磁性材料からなる回転軸８ａ−１〜８ｆ−１を有し、互いに軸方向に重なって配置される複数の遮光羽根８ａ〜８ｆと、フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部９ａ〜９ｆを有するカム部材９とを備える。そして、回転軸とマグネット部との間に軸方向の磁気吸引力を発生させた状態で、ロータの回転により、フォロア部がカム部の軌跡に沿って摺動して、遮光羽根が回転軸を支点として開閉動作する。
【解決手段】光量調整装置は、マグネット部１３ｂが同軸配置されるロータ３と、マグネット部の径方向外側に配置される複数のコイル５と、マグネット部の着磁平面の両側に配置され、マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されるステータ磁極部を有し、ロータに対して一部が軸方向に当接するヨーク２，７と、フォロア部及びロータに回転可能に支持される磁性材料からなる回転軸８ａ−１〜８ｆ−１を有し、互いに軸方向に重なって配置される複数の遮光羽根８ａ〜８ｆと、フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部９ａ〜９ｆを有するカム部材９とを備える。そして、回転軸とマグネット部との間に軸方向の磁気吸引力を発生させた状態で、ロータの回転により、フォロア部がカム部の軌跡に沿って摺動して、遮光羽根が回転軸を支点として開閉動作する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置のレンズ鏡筒等に搭載される光量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置のレンズ鏡筒には、撮影レンズの焦点深度の確認や撮像素子に結像される被写体の光量を調整するために、絞り口径を調整する光量調整装置（絞り装置）が設けられている。光量調整装置は、駆動源としてステッピングモータを用い、遮光羽根としての複数の絞り羽根を開閉駆動して絞り口径を変化させるものが主流となっている。
【０００３】
ところで、デジタルカメラのシャッタタイムラグの短縮化が望まれており、光量調節装置は、絞り羽根の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。この駆動時間を短縮するには、ステッピングモータを高速で駆動した後、急停止させることが望ましいが、このような急加速・急減速駆動を行った場合、絞り羽根が停止時に振動して、絞り口径精度が悪化する。特に、大口径の光量調節装置では、絞り羽根の慣性モーメントが大きいため、絞り羽根の振動が発生しやすい。
【０００４】
また、絞り羽根と絞り羽根を開閉動作させる部材との嵌合ガタ（例えば絞り羽根の軸と軸が摺動するカム溝との嵌合ガタ）が大きいほど、絞り羽根の停止時の振動の収束が悪くなり、絞り口径精度が悪化する傾向にある。
【０００５】
このような不都合を解消する技術として、例えば図１９に示す光量調整装置が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
この光量調整装置は、ベース２０に３枚の絞り羽根３０がピン３２を介して開閉可能に支持されている。絞り羽根３０には、ガイドピン３４が設けられ、また、円形穴２２の周囲には、カム板５０が円形穴２２の中心周りに回転可能に設けられている。
【０００７】
カム板５０には、ガイドピン３４に対応したカム溝５５が形成され、カム板５０の回転に連動してガイドピン３４がカム溝５５を摺動することで、絞り羽根３０が回動して円形穴２２を開閉する。
【０００８】
ベース２０には、カム板５０をベース２０側へ支持するための押え板４０が取り付けられており、押え板４０には、トーションばね７０が設けられている。トーションばね７０は、ガイドピン３４をカム溝５５の側面に押しつける方向に付勢する。
【０００９】
このように、絞り羽根３０のガイドピン３４をトーションばね７０の付勢力によりカム溝５５の側面に常時押し付けた状態で当接させることで、ガイドピン３４とカム溝５５との嵌合ガタをなくして高速駆動した際の絞り羽根３０の停止時の振動を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１６０７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１では、ステッピングモータへの通電を遮断した場合、モータのコギングトルクによって、絞り羽根３０が小絞り方向へ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。このため、高い絞り口径精度が得られないという問題がある。なお、ステッピングモータへの通電を継続すれば、このような問題をなくすことが可能であるが、この場合、電池容量が消耗して、電池のエネルギーロスが大きくなる。
【００１２】
また、上記特許文献１では、ガイドピン３４をカム溝５５の側面に押しつける方向に付勢するトーションばね７０が必要となるため、部品点数が増して構造が複雑になるとともに装置の大型化を招く原因になる。
【００１３】
そこで、本発明は、遮光羽根の絞り込み駆動時間を短くしつつ、電池のエネルギーロスを少なくするとともに、高い絞り口径精度を得ることができ、更には、光量調整装置の構造を簡略化して小型化を図ることができる仕組み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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の光量調整装置は、着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第１ヨークと、前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第２ヨークと、フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される磁性材料からなる回転軸を有し、互いに軸方向に重なるように配置される複数の遮光羽根と、前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、前記回転軸と前記マグネット部との間に軸方向の磁気吸引力を発生させた状態で、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、遮光羽根の絞り込み駆動時間を短くしつつ、電池のエネルギーロスを少なくするとともに、高い絞り口径精度を得ることができ、更には、光量調整装置の構造を簡略化して小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の一例である光量調整装置の断面図である。
【図２】図１に示す光量調整装置の要部拡大図である。
【図３】図１に示す光量調整装置の分解斜視図である。
【図４】ロータリプレートを軸方向から見た図である。
【図５】図４を裏面側から見た図である。
【図６】図４の側面図である。
【図７】第１ヨークの斜視図である。
【図８】第２ヨークの斜視図である。
【図９】光量調整装置のカバーシートを取り外した状態で第１ヨーク側から軸方向に見た図である。
【図１０】図９の裏面側から見た図である。
【図１１】ステッピングモータのステップ位置とトルク値との関係を示すグラフ図である。
【図１２】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１３】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１４】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１５】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１６】絞り羽根が開放位置にある状態を示す図である。
【図１７】絞り羽根が中間絞り位置にある状態を示す図である。
【図１８】絞り羽根が小絞り位置にある状態を示す図である。
【図１９】従来の光量調節装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態の一例である光量調整装置の断面図、図２は図１に示す光量調整装置の要部拡大図、図３は図１に示す光量調整装置の分解斜視図である。
【００１９】
本実施形態の光量調整装置は、図１〜図３に示すように、カバーシート１、第１ヨーク２、ロータリプレート３、ボビン４、コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２、コイルシート６、第２ヨーク７、絞り羽根８ａ〜８ｆ、及びカムプレート９を備える。
【００２０】
本実施形態では、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により絞り羽根８ａ〜８ｆを開閉駆動する駆動ユニットとしてのステッピングモータを構成する。
【００２１】
カバーシート１は、絶縁材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２と当接して、外部からヨーク２を絶縁する。また、カバーシート１には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１〜７ｂ−２に嵌合される穴部１ａ−１，１ａ−２が形成されている。
【００２２】
図４はロータリプレート３を軸方向から見た図、図５は図４を裏面側から見た図、図６は図４の側面図である。
【００２３】
図４〜図６に示すように、ロータリプレート３は、非磁性材料で円環状に形成されたプレート本体１３ａと、プレート本体１３ａに対して接着又は圧入等により同軸に固定され、プレート本体１３ａより大径のマグネット部１３ｂとを有する。マグネット部１３ｂは、中心に開口が形成される円盤状に形成される。
【００２４】
マグネット部１３ｂの平面には、周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互にｎ分割（本実施形態では、６０分割）で着磁されている（図１２参照）。すなわち、マグネット部１３ｂには、平面を周方向に分割したＳ極およびＮ極が形成される。マグネット部１３ｂのＳ極およびＮ極が形成される平面が、マグネット部１３ｂの着磁平面となる。
【００２５】
また、マグネット部１３ｂには、軸方向に突出する突起部１２ａ〜１２ｄが周方向に略等間隔で形成されている。突起部１２ａ〜１２ｄは、非磁性材料で形成され、第２ヨーク７の一部と軸方向に当接して第２ヨーク７の軸方向の移動を規制する。
【００２６】
マグネット部１３ｂの材料には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性粉又はフェライト系とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材との混合物を射出成形することにより形成されたプラスチックマグネットを用いている。これにより、例えばポリアミド樹脂をバインダー材として使用した場合、７８４０Ｎ／ｃｍ2 以上の曲げ強度が得られ、マグネット部１３ｂの軸方向の厚さを薄肉に形成することが可能となる。
【００２７】
マグネット部１３ｂを薄肉に形成することでマグネット部１３ｂの着磁平面の両側に配置される第１ヨーク２と第２ヨーク７との空気間隔を短く設定して、その間の磁気抵抗が小さい磁気回路とすることができる。
【００２８】
プレート本体１３ａには、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１に軸方向に嵌合される穴部３ｂ−１〜３ｂ−６がマグネット部１３ｂの突起部１２ａ〜１２ｄ側に開口して形成されている。
【００２９】
また、プレート本体１３ａには、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、及び突起部３ｃ−１〜３ｃ−６がマグネット部１３ｂの突起部１２ａ〜１２ｄの反対側の面から軸方向に突出して形成されている。突起部３ｃ−１〜３ｃ−６は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６の径方向外側に配置されている。
【００３０】
本実施形態では、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂのみを磁性材料で形成したが、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、穴部３ｂ−１〜３ｂ−６、突起部１２ａ〜１２ｄを非磁性材料で形成し、その他を磁性材料で形成してもよい。
【００３１】
図７は、第１ヨーク２の斜視図である。第１ヨーク２は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、マグネット部１３ｂの着磁平面に対して所定の隙間を介して対向配置される。
【００３２】
第１ヨーク２には、図７に示すように、櫛歯形状の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２、突起部２ａ−１〜２ａ−４、及び穴部２ｂ−１，２ｂ−２が設けられている。
【００３３】
突起部２ａ−１〜２ａ−４は、ボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４に軸方向に挿入され、穴部２ｂ−１，２ｂ−２には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２が軸方向に嵌合される。
【００３４】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２の櫛歯の中央の歯は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間して配置される。磁極歯２ｆ−１，２ｆ−２についても同様に、櫛歯の中央の歯の位置は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間した位置に配置される。
【００３５】
また、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、磁極歯２ｅ−１，２ｆ−１の中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。磁極歯２ｅ−２，２ｆ−２についても同様に、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。
【００３６】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。
【００３７】
また、第１ヨーク２を軸方向から見て突起部２ａ−１，２ａ−２，２ａ−３，２ａ−４の中心位相は、磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００３８】
図８は、第２ヨーク７の斜視図である。第２ヨーク７は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２の反対側の位置でマグネット部１３ｂの着磁平面に対して軸方向に所定の隙間を介して対向配置される。
【００３９】
第２ヨーク７には、図８に示すように、櫛歯形状の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２、突起部７ａ−１〜７ａ−４（図３参照）、ビス穴７ｃ−１〜７ｃ−４、位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２（図３参照）、及び穴部７ｇ−１，７ｇ−２が設けられる。
【００４０】
磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２は、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２に対応する位置に配置される。磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向の両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。突起部７ａ−１〜７ａ−４は、内周面が第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４の外周面に接触した状態でボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４に軸方向に挿入される。
【００４１】
位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２は、第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２に嵌合され、穴部７ｇ−１，７ｇ−２には、カムプレート９の位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２が嵌合される。第２ヨーク７を軸方向から見て、突起部７ａ−１，７ａ−２，７ａ−３，７ａ−４の中心位相は、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００４２】
図３に戻って、ボビン４は、合成樹脂等で形成されている。ボビン４には、第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４及び第２ヨーク７の突起部７ａ−１〜７ａ−４が軸方向に挿入される中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４を有する突起部４ａ−１〜４ａ−４が第２ヨーク７側に突出して設けられている。なお、図３では、突起部４ａ−３，４ａ−４の図示は省略している。また、ボビン４の内周部には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２との干渉を回避するための凹部４ｂ−１，４ｂ−２が設けられている。
【００４３】
コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２は、導電性材料で形成され、マグネット部１３ｂの径方向外側でボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に巻回される。コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２に通電することで、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２と第２ヨーク７の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２とを異なる極に励磁する。コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２の位相関係は、コイル５ａ−１と５ａ−２が同相、コイル５ｂ−１と５ｂ−２が同相で１相２コイルである。
【００４４】
コイルシート６ａ〜６ｄは、絶縁性材料で中空状に形成されて、ボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に嵌め込まれる。
【００４５】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、本発明の遮光羽根の一例であり、合成樹脂または金属薄板等で形成される。絞り羽根８ａ〜８ｆは、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に回転可能に嵌合されるダボ８ａ−１〜８ｆ−１、及びカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆに摺動可能にカム係合するダボ８ａ−２〜８ｆ−２（図１０参照）を有する。ここで、ダボ８ａ−１〜８ｆ−１は、本発明の回転軸の一例に相当し、ダボ８ａ−２〜８ｆ−２は、本発明のフォロア部の一例に相当する。
【００４６】
ダボ８ａ−１〜８ｆ−１は、円筒状に形成され、内部に磁性材料が圧入または接着等により埋め込まれている。なお、ダボ８ａ−１〜８ｆ−１を磁性材料で形成して、絞り羽根８ａ〜８ｆに接着等により固定してもよい。
【００４７】
カムプレート９は、本発明のカム部材の一例であり、合成樹脂等で中心に開口が形成される円盤状に形成されている。カムプレート９は、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２が摺動可能にカム係合するカム溝９ａ〜９ｆ、第２ヨーク７の穴部７ｇ−１，７ｇ−２に嵌合される位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２、及びビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４を有する。ビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４に挿入されたビス１０は、ヨーク７のビス穴７ｃ−１〜7ｃ−４に締結される。ここで、カム溝９ａ〜９ｆは、本発明のカム部の一例に相当する。
【００４８】
図９は、光量調整装置のカバーシート１を取り外した状態で第１ヨーク２側から軸方向に見た図である。
【００４９】
図１〜図３、及び図９を参照して、カバーシート１の穴部１ａ−１，１ａ−２、及び第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２が嵌め込まれて位置決めされる。
【００５０】
ロータリプレート３は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６が第１ヨーク２の中央穴に対して回転可能に支持される（図９参照）。また、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６が第１ヨーク２と軸方向に当接し、突起部１２ａ〜１２ｄが第２ヨーク７と軸方向に当接する。これにより、ロータリプレート３に対して第１ヨーク２及び第２ヨーク７の一部が軸方向に当接して、ロータリプレート３の軸方向の移動が規制されるとともに、ロータリプレート３がヨーク２，７に対して一定の摩擦力で回転する。
【００５１】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、磁性材料で形成されたダボ８ａ−１〜８ｆ−１がロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に回転可能に嵌合される。これにより、図２の矢印に示すように、マグネット部１３ｂとダボ８ａ−１〜８ｆ−１との間に軸方向（絞り羽根８ａ〜８ｆの重なる方向）の磁気吸引力を生じる。
【００５２】
これにより、絞り羽根８ａ〜８ｆは、軸方向に互いに重なる方向に付勢されて一定の摩擦力でダボ８ａ−１〜８ｆ−１を支点として開閉動作することが可能となる。従って、ロータリプレート３に対して絞り羽根８ａ〜８ｆが軸方向にがたつくことがなく、急停止時の振動が抑制される。
【００５３】
図１０は、図９の裏面側から見た図である。図１０に示すように、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆにカム係合する。そして、ロータリプレート３の回転により、ダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカム溝９ａ〜９ｆの軌跡に沿って摺動して、絞り羽根８ａ〜８ｆがダボ８ａ−１〜８ｆ−１を支点として開閉動作する。
【００５４】
次に、図１１を参照して、ステッピングモータのコギングトルクについて簡単に説明する。図１１は、ステッピングモータのステップ位置とトルク値との関係を示すグラフ図である。
【００５５】
図１１において、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。
【００５６】
ステップ１，３，５の位置は、その位置から左右に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。ステップ２，４の位置は、その位置から左右にずれた場合に、コギングトルクにより元の位置に対して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。
【００５７】
すなわち、モータに対して１相通電後に通電をオフした場合は、コギングトルクにより元の位置に戻る力が働くが、モータに対して２相通電後に通電をオフした場合は、元の位置からずれて止まる場合がある。これは、モータの回転精度により通電オン時の停止位置にバラツキが生じることによるものである。
【００５８】
ここで、本実施形態では、絞り羽根８ａ〜８ｆ同士に摩擦力が発生し、カムプレート９と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間にも摩擦力が発生する。また、磁気吸引力によりロータリプレート３とヨーク２，７と間、及びロータリプレート３と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間にも摩擦力が発生する。
【００５９】
そして、これらの摩擦力が上記コギングトルクの回転力に抵抗して、ステッピングモータにより高速駆動される絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれを抑制している。本実施形態では、絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれをより確実に抑制するため、上記摩擦力の合計をコギングトルクによる回転力よりも大きく設定している。
【００６０】
次に、図１２〜図１５を参照して、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により構成されるステッピングモータの駆動例について説明する。
【００６１】
図１２では、コイル５ａ−１，５ａ−２を無通電、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を正通電（１相通電）し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２をＳ極に励磁する。このとき、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２の櫛歯の中心線が一致した位置で停止する。
【００６２】
次に、図１２の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２を正通電（２相通電）し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２と７ｅ−１，７ｅ−２をＳ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１３の状態となる。
【００６３】
次に、図１３の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２を正通電し、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を無通電（１相通電）し、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２をＳ極に励磁する。これによりロータリプレート３は、マグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２の中心線とが一致する位置まで時計回りに回転し、図１４の状態となる。
【００６４】
次に、図１４の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２を無通電、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を逆通電（２相通電）し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２をＮ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１５の状態となる。このように、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２との通電を切り替える１−２相励磁駆動によってロータリプレート３が回転する。
【００６５】
次に、図１６〜図１８を参照して、絞り羽根８ａ〜８ｆの動作例について説明する。図１６は絞り羽根８ａ〜８ｆが開放位置にある状態を示す図、図１７は絞り羽根８ａ〜８ｆが中間絞り位置にある状態を示す図、図１８は絞り羽根８ａ〜８ｆが小絞り位置にある状態を示す図である。
【００６６】
図１６に示すように、絞り羽根８ａ〜８ｆが開放位置にあるとき、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２との通電を切り替えることによってロータリプレート３を回転させる。
【００６７】
そして、ロータリプレート３が回転すると、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に嵌合された絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１がロータリプレート３の回転に伴って移動する。これにより、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆに沿って摺動しながら、絞り羽根８ａ〜８ｆが図１７の中間絞り位置から図１８の小絞り位置に絞り込まれる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態では、マグネット部１３ｂと絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１との間に生じる軸方向の磁気吸引力によりロータリプレート３に対する絞り羽根８ａ〜８ｆの軸方向のがたつきを防止している。これにより、ステッピングモータを高速で駆動した後、急停止させた場合に、絞り羽根８ａ〜８ｆが振動するのを抑制することができ、絞り羽根８ａ〜８ｆの絞り込み駆動時間を短くしつつ、高い絞り口径精度を得ることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、ロータリプレート３は、突起部１２ａ〜１２ｄが第２ヨーク７に対して軸方向に当接した状態で回転するため、軸方向にがたつくことなくスムーズに回転する。
【００７０】
更に、本実施形態では、従来のようにトーションばねを用いることなく絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の振動を抑制することができるので、構造が簡略化されて光量調整装置の小型化を図ることができる。
【００７１】
更に、本実施形態では、絞り羽根８ａ〜８ｆ同士、及びカムプレート９と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間に摩擦力が発生し、また、ロータリプレート３とヨーク２，７との間、及びロータリプレート３と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間に磁気吸引力による摩擦力が発生する。そして、これらの摩擦力が上記コギングトルクの回転力に抵抗して、ステッピングモータにより高速駆動される絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれを抑制している。これにより、ステッピングモータへの通電を継続することなく、即ち、電池のエネルギーロスを大きくすることなく、絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれを抑制して高い絞り口径精度を得ることができる。
【００７２】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７３】
２ 第１ヨーク
３ ロータリプレート
５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２ コイル
７ 第２ヨーク
８ａ〜８ｆ 絞り羽根
８ａ−１〜８ｆ−１ ダボ
８ａ−２〜８ｆ−２ ダボ
９ カムプレート
９ａ〜９ｆ カム溝
１３ｂ マグネット部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置のレンズ鏡筒等に搭載される光量調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置のレンズ鏡筒には、撮影レンズの焦点深度の確認や撮像素子に結像される被写体の光量を調整するために、絞り口径を調整する光量調整装置（絞り装置）が設けられている。光量調整装置は、駆動源としてステッピングモータを用い、遮光羽根としての複数の絞り羽根を開閉駆動して絞り口径を変化させるものが主流となっている。
【０００３】
ところで、デジタルカメラのシャッタタイムラグの短縮化が望まれており、光量調節装置は、絞り羽根の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。この駆動時間を短縮するには、ステッピングモータを高速で駆動した後、急停止させることが望ましいが、このような急加速・急減速駆動を行った場合、絞り羽根が停止時に振動して、絞り口径精度が悪化する。特に、大口径の光量調節装置では、絞り羽根の慣性モーメントが大きいため、絞り羽根の振動が発生しやすい。
【０００４】
また、絞り羽根と絞り羽根を開閉動作させる部材との嵌合ガタ（例えば絞り羽根の軸と軸が摺動するカム溝との嵌合ガタ）が大きいほど、絞り羽根の停止時の振動の収束が悪くなり、絞り口径精度が悪化する傾向にある。
【０００５】
このような不都合を解消する技術として、例えば図１９に示す光量調整装置が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
この光量調整装置は、ベース２０に３枚の絞り羽根３０がピン３２を介して開閉可能に支持されている。絞り羽根３０には、ガイドピン３４が設けられ、また、円形穴２２の周囲には、カム板５０が円形穴２２の中心周りに回転可能に設けられている。
【０００７】
カム板５０には、ガイドピン３４に対応したカム溝５５が形成され、カム板５０の回転に連動してガイドピン３４がカム溝５５を摺動することで、絞り羽根３０が回動して円形穴２２を開閉する。
【０００８】
ベース２０には、カム板５０をベース２０側へ支持するための押え板４０が取り付けられており、押え板４０には、トーションばね７０が設けられている。トーションばね７０は、ガイドピン３４をカム溝５５の側面に押しつける方向に付勢する。
【０００９】
このように、絞り羽根３０のガイドピン３４をトーションばね７０の付勢力によりカム溝５５の側面に常時押し付けた状態で当接させることで、ガイドピン３４とカム溝５５との嵌合ガタをなくして高速駆動した際の絞り羽根３０の停止時の振動を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１６０７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、上記特許文献１では、ステッピングモータへの通電を遮断した場合、モータのコギングトルクによって、絞り羽根３０が小絞り方向へ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。このため、高い絞り口径精度が得られないという問題がある。なお、ステッピングモータへの通電を継続すれば、このような問題をなくすことが可能であるが、この場合、電池容量が消耗して、電池のエネルギーロスが大きくなる。
【００１２】
また、上記特許文献１では、ガイドピン３４をカム溝５５の側面に押しつける方向に付勢するトーションばね７０が必要となるため、部品点数が増して構造が複雑になるとともに装置の大型化を招く原因になる。
【００１３】
そこで、本発明は、遮光羽根の絞り込み駆動時間を短くしつつ、電池のエネルギーロスを少なくするとともに、高い絞り口径精度を得ることができ、更には、光量調整装置の構造を簡略化して小型化を図ることができる仕組み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】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の光量調整装置は、着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第１ヨークと、前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第２ヨークと、フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される磁性材料からなる回転軸を有し、互いに軸方向に重なるように配置される複数の遮光羽根と、前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、前記回転軸と前記マグネット部との間に軸方向の磁気吸引力を発生させた状態で、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、遮光羽根の絞り込み駆動時間を短くしつつ、電池のエネルギーロスを少なくするとともに、高い絞り口径精度を得ることができ、更には、光量調整装置の構造を簡略化して小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態の一例である光量調整装置の断面図である。
【図２】図１に示す光量調整装置の要部拡大図である。
【図３】図１に示す光量調整装置の分解斜視図である。
【図４】ロータリプレートを軸方向から見た図である。
【図５】図４を裏面側から見た図である。
【図６】図４の側面図である。
【図７】第１ヨークの斜視図である。
【図８】第２ヨークの斜視図である。
【図９】光量調整装置のカバーシートを取り外した状態で第１ヨーク側から軸方向に見た図である。
【図１０】図９の裏面側から見た図である。
【図１１】ステッピングモータのステップ位置とトルク値との関係を示すグラフ図である。
【図１２】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１３】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１４】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１５】ステッピングモータの駆動例について説明するための図である。
【図１６】絞り羽根が開放位置にある状態を示す図である。
【図１７】絞り羽根が中間絞り位置にある状態を示す図である。
【図１８】絞り羽根が小絞り位置にある状態を示す図である。
【図１９】従来の光量調節装置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態の一例を図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施形態の一例である光量調整装置の断面図、図２は図１に示す光量調整装置の要部拡大図、図３は図１に示す光量調整装置の分解斜視図である。
【００１９】
本実施形態の光量調整装置は、図１〜図３に示すように、カバーシート１、第１ヨーク２、ロータリプレート３、ボビン４、コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２、コイルシート６、第２ヨーク７、絞り羽根８ａ〜８ｆ、及びカムプレート９を備える。
【００２０】
本実施形態では、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により絞り羽根８ａ〜８ｆを開閉駆動する駆動ユニットとしてのステッピングモータを構成する。
【００２１】
カバーシート１は、絶縁材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２と当接して、外部からヨーク２を絶縁する。また、カバーシート１には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１〜７ｂ−２に嵌合される穴部１ａ−１，１ａ−２が形成されている。
【００２２】
図４はロータリプレート３を軸方向から見た図、図５は図４を裏面側から見た図、図６は図４の側面図である。
【００２３】
図４〜図６に示すように、ロータリプレート３は、非磁性材料で円環状に形成されたプレート本体１３ａと、プレート本体１３ａに対して接着又は圧入等により同軸に固定され、プレート本体１３ａより大径のマグネット部１３ｂとを有する。マグネット部１３ｂは、中心に開口が形成される円盤状に形成される。
【００２４】
マグネット部１３ｂの平面には、周方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互にｎ分割（本実施形態では、６０分割）で着磁されている（図１２参照）。すなわち、マグネット部１３ｂには、平面を周方向に分割したＳ極およびＮ極が形成される。マグネット部１３ｂのＳ極およびＮ極が形成される平面が、マグネット部１３ｂの着磁平面となる。
【００２５】
また、マグネット部１３ｂには、軸方向に突出する突起部１２ａ〜１２ｄが周方向に略等間隔で形成されている。突起部１２ａ〜１２ｄは、非磁性材料で形成され、第２ヨーク７の一部と軸方向に当接して第２ヨーク７の軸方向の移動を規制する。
【００２６】
マグネット部１３ｂの材料には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁性粉又はフェライト系とポリアミドなどの熱可塑性樹脂バインダー材との混合物を射出成形することにより形成されたプラスチックマグネットを用いている。これにより、例えばポリアミド樹脂をバインダー材として使用した場合、７８４０Ｎ／ｃｍ2 以上の曲げ強度が得られ、マグネット部１３ｂの軸方向の厚さを薄肉に形成することが可能となる。
【００２７】
マグネット部１３ｂを薄肉に形成することでマグネット部１３ｂの着磁平面の両側に配置される第１ヨーク２と第２ヨーク７との空気間隔を短く設定して、その間の磁気抵抗が小さい磁気回路とすることができる。
【００２８】
プレート本体１３ａには、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１に軸方向に嵌合される穴部３ｂ−１〜３ｂ−６がマグネット部１３ｂの突起部１２ａ〜１２ｄ側に開口して形成されている。
【００２９】
また、プレート本体１３ａには、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、及び突起部３ｃ−１〜３ｃ−６がマグネット部１３ｂの突起部１２ａ〜１２ｄの反対側の面から軸方向に突出して形成されている。突起部３ｃ−１〜３ｃ−６は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６の径方向外側に配置されている。
【００３０】
本実施形態では、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂのみを磁性材料で形成したが、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６、穴部３ｂ−１〜３ｂ−６、突起部１２ａ〜１２ｄを非磁性材料で形成し、その他を磁性材料で形成してもよい。
【００３１】
図７は、第１ヨーク２の斜視図である。第１ヨーク２は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、マグネット部１３ｂの着磁平面に対して所定の隙間を介して対向配置される。
【００３２】
第１ヨーク２には、図７に示すように、櫛歯形状の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２、突起部２ａ−１〜２ａ−４、及び穴部２ｂ−１，２ｂ−２が設けられている。
【００３３】
突起部２ａ−１〜２ａ−４は、ボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４に軸方向に挿入され、穴部２ｂ−１，２ｂ−２には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２が軸方向に嵌合される。
【００３４】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２の櫛歯の中央の歯は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間して配置される。磁極歯２ｆ−１，２ｆ−２についても同様に、櫛歯の中央の歯の位置は、マグネット部１３ｂの同一極で周方向に例えば１８０°離間した位置に配置される。
【００３５】
また、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、磁極歯２ｅ−１，２ｆ−１の中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。磁極歯２ｅ−２，２ｆ−２についても同様に、マグネット部１３ｂの着磁分割数をｎとすると、中央の歯の位置は、周方向に９０±１８０／ｎ°となる位置に配置される。
【００３６】
磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。
【００３７】
また、第１ヨーク２を軸方向から見て突起部２ａ−１，２ａ−２，２ａ−３，２ａ−４の中心位相は、磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００３８】
図８は、第２ヨーク７の斜視図である。第２ヨーク７は、軟磁性材料で中心に開口が形成される円盤状に形成され、第１ヨーク２の反対側の位置でマグネット部１３ｂの着磁平面に対して軸方向に所定の隙間を介して対向配置される。
【００３９】
第２ヨーク７には、図８に示すように、櫛歯形状の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２、突起部７ａ−１〜７ａ−４（図３参照）、ビス穴７ｃ−１〜７ｃ−４、位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２（図３参照）、及び穴部７ｇ−１，７ｇ−２が設けられる。
【００４０】
磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２は、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２に対応する位置に配置される。磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２のそれぞれの櫛歯は、中央の歯を中心にして周方向の両側にそれぞれ３６０／ｎ°の間隔で複数（本実施形態では、５本）配置されて、ステータ磁極部を構成する。突起部７ａ−１〜７ａ−４は、内周面が第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４の外周面に接触した状態でボビン４の中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４に軸方向に挿入される。
【００４１】
位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２は、第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２に嵌合され、穴部７ｇ−１，７ｇ−２には、カムプレート９の位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２が嵌合される。第２ヨーク７を軸方向から見て、突起部７ａ−１，７ａ−２，７ａ−３，７ａ−４の中心位相は、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２の櫛歯の中央の歯の中心位相と一致する。
【００４２】
図３に戻って、ボビン４は、合成樹脂等で形成されている。ボビン４には、第１ヨーク２の突起部２ａ−１〜２ａ−４及び第２ヨーク７の突起部７ａ−１〜７ａ−４が軸方向に挿入される中空穴部４ｃ−１〜４ｃ−４を有する突起部４ａ−１〜４ａ−４が第２ヨーク７側に突出して設けられている。なお、図３では、突起部４ａ−３，４ａ−４の図示は省略している。また、ボビン４の内周部には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２との干渉を回避するための凹部４ｂ−１，４ｂ−２が設けられている。
【００４３】
コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２は、導電性材料で形成され、マグネット部１３ｂの径方向外側でボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に巻回される。コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２に通電することで、第１ヨーク２の磁極歯２ｅ−１，２ｅ−２，２ｆ−１，２ｆ−２と第２ヨーク７の磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２，７ｆ−１，７ｆ−２とを異なる極に励磁する。コイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２の位相関係は、コイル５ａ−１と５ａ−２が同相、コイル５ｂ−１と５ｂ−２が同相で１相２コイルである。
【００４４】
コイルシート６ａ〜６ｄは、絶縁性材料で中空状に形成されて、ボビン４の突起部４ａ−１〜４ａ−４に嵌め込まれる。
【００４５】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、本発明の遮光羽根の一例であり、合成樹脂または金属薄板等で形成される。絞り羽根８ａ〜８ｆは、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に回転可能に嵌合されるダボ８ａ−１〜８ｆ−１、及びカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆに摺動可能にカム係合するダボ８ａ−２〜８ｆ−２（図１０参照）を有する。ここで、ダボ８ａ−１〜８ｆ−１は、本発明の回転軸の一例に相当し、ダボ８ａ−２〜８ｆ−２は、本発明のフォロア部の一例に相当する。
【００４６】
ダボ８ａ−１〜８ｆ−１は、円筒状に形成され、内部に磁性材料が圧入または接着等により埋め込まれている。なお、ダボ８ａ−１〜８ｆ−１を磁性材料で形成して、絞り羽根８ａ〜８ｆに接着等により固定してもよい。
【００４７】
カムプレート９は、本発明のカム部材の一例であり、合成樹脂等で中心に開口が形成される円盤状に形成されている。カムプレート９は、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２が摺動可能にカム係合するカム溝９ａ〜９ｆ、第２ヨーク７の穴部７ｇ−１，７ｇ−２に嵌合される位置決め軸９ｇ−１，９ｇ−２、及びビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４を有する。ビス挿通穴９ｈ−１〜９ｈ−４に挿入されたビス１０は、ヨーク７のビス穴７ｃ−１〜7ｃ−４に締結される。ここで、カム溝９ａ〜９ｆは、本発明のカム部の一例に相当する。
【００４８】
図９は、光量調整装置のカバーシート１を取り外した状態で第１ヨーク２側から軸方向に見た図である。
【００４９】
図１〜図３、及び図９を参照して、カバーシート１の穴部１ａ−１，１ａ−２、及び第１ヨーク２の穴部２ｂ−１，２ｂ−２には、第２ヨーク７の位置決め軸７ｂ−１，７ｂ−２が嵌め込まれて位置決めされる。
【００５０】
ロータリプレート３は、摺動リブ部３ａ−１〜３ａ−６が第１ヨーク２の中央穴に対して回転可能に支持される（図９参照）。また、突起部３ｃ−１〜３ｃ−６が第１ヨーク２と軸方向に当接し、突起部１２ａ〜１２ｄが第２ヨーク７と軸方向に当接する。これにより、ロータリプレート３に対して第１ヨーク２及び第２ヨーク７の一部が軸方向に当接して、ロータリプレート３の軸方向の移動が規制されるとともに、ロータリプレート３がヨーク２，７に対して一定の摩擦力で回転する。
【００５１】
絞り羽根８ａ〜８ｆは、磁性材料で形成されたダボ８ａ−１〜８ｆ−１がロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に回転可能に嵌合される。これにより、図２の矢印に示すように、マグネット部１３ｂとダボ８ａ−１〜８ｆ−１との間に軸方向（絞り羽根８ａ〜８ｆの重なる方向）の磁気吸引力を生じる。
【００５２】
これにより、絞り羽根８ａ〜８ｆは、軸方向に互いに重なる方向に付勢されて一定の摩擦力でダボ８ａ−１〜８ｆ−１を支点として開閉動作することが可能となる。従って、ロータリプレート３に対して絞り羽根８ａ〜８ｆが軸方向にがたつくことがなく、急停止時の振動が抑制される。
【００５３】
図１０は、図９の裏面側から見た図である。図１０に示すように、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆにカム係合する。そして、ロータリプレート３の回転により、ダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカム溝９ａ〜９ｆの軌跡に沿って摺動して、絞り羽根８ａ〜８ｆがダボ８ａ−１〜８ｆ−１を支点として開閉動作する。
【００５４】
次に、図１１を参照して、ステッピングモータのコギングトルクについて簡単に説明する。図１１は、ステッピングモータのステップ位置とトルク値との関係を示すグラフ図である。
【００５５】
図１１において、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。
【００５６】
ステップ１，３，５の位置は、その位置から左右に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。ステップ２，４の位置は、その位置から左右にずれた場合に、コギングトルクにより元の位置に対して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。
【００５７】
すなわち、モータに対して１相通電後に通電をオフした場合は、コギングトルクにより元の位置に戻る力が働くが、モータに対して２相通電後に通電をオフした場合は、元の位置からずれて止まる場合がある。これは、モータの回転精度により通電オン時の停止位置にバラツキが生じることによるものである。
【００５８】
ここで、本実施形態では、絞り羽根８ａ〜８ｆ同士に摩擦力が発生し、カムプレート９と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間にも摩擦力が発生する。また、磁気吸引力によりロータリプレート３とヨーク２，７と間、及びロータリプレート３と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間にも摩擦力が発生する。
【００５９】
そして、これらの摩擦力が上記コギングトルクの回転力に抵抗して、ステッピングモータにより高速駆動される絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれを抑制している。本実施形態では、絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれをより確実に抑制するため、上記摩擦力の合計をコギングトルクによる回転力よりも大きく設定している。
【００６０】
次に、図１２〜図１５を参照して、ヨーク２，７、ロータリプレート３、及びコイル５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２により構成されるステッピングモータの駆動例について説明する。
【００６１】
図１２では、コイル５ａ−１，５ａ−２を無通電、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を正通電（１相通電）し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２をＳ極に励磁する。このとき、ロータリプレート３のマグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２の櫛歯の中心線が一致した位置で停止する。
【００６２】
次に、図１２の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２を正通電（２相通電）し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２と７ｅ−１，７ｅ−２をＳ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１３の状態となる。
【００６３】
次に、図１３の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２を正通電し、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を無通電（１相通電）し、磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２をＳ極に励磁する。これによりロータリプレート３は、マグネット部１３ｂの着磁ピッチｐの中心線と磁極歯７ｅ−１，７ｅ−２の中心線とが一致する位置まで時計回りに回転し、図１４の状態となる。
【００６４】
次に、図１４の状態で、コイル５ａ−１，５ａ−２を無通電、コイル５ｂ−１，５ｂ−２を逆通電（２相通電）し、磁極歯７ｆ−１，７ｆ−２をＮ極に励磁すると、ロータリプレート３は、時計回りに回転し、図１５の状態となる。このように、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２との通電を切り替える１−２相励磁駆動によってロータリプレート３が回転する。
【００６５】
次に、図１６〜図１８を参照して、絞り羽根８ａ〜８ｆの動作例について説明する。図１６は絞り羽根８ａ〜８ｆが開放位置にある状態を示す図、図１７は絞り羽根８ａ〜８ｆが中間絞り位置にある状態を示す図、図１８は絞り羽根８ａ〜８ｆが小絞り位置にある状態を示す図である。
【００６６】
図１６に示すように、絞り羽根８ａ〜８ｆが開放位置にあるとき、コイル５ａ−１，５ａ−２とコイル５ｂ−１，５ｂ−２との通電を切り替えることによってロータリプレート３を回転させる。
【００６７】
そして、ロータリプレート３が回転すると、ロータリプレート３の穴部３ｂ−１〜３ｂ−６に嵌合された絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１がロータリプレート３の回転に伴って移動する。これにより、絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−２〜８ｆ−２がカムプレート９のカム溝９ａ〜９ｆに沿って摺動しながら、絞り羽根８ａ〜８ｆが図１７の中間絞り位置から図１８の小絞り位置に絞り込まれる。
【００６８】
以上説明したように、本実施形態では、マグネット部１３ｂと絞り羽根８ａ〜８ｆのダボ８ａ−１〜８ｆ−１との間に生じる軸方向の磁気吸引力によりロータリプレート３に対する絞り羽根８ａ〜８ｆの軸方向のがたつきを防止している。これにより、ステッピングモータを高速で駆動した後、急停止させた場合に、絞り羽根８ａ〜８ｆが振動するのを抑制することができ、絞り羽根８ａ〜８ｆの絞り込み駆動時間を短くしつつ、高い絞り口径精度を得ることができる。
【００６９】
また、本実施形態では、ロータリプレート３は、突起部１２ａ〜１２ｄが第２ヨーク７に対して軸方向に当接した状態で回転するため、軸方向にがたつくことなくスムーズに回転する。
【００７０】
更に、本実施形態では、従来のようにトーションばねを用いることなく絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の振動を抑制することができるので、構造が簡略化されて光量調整装置の小型化を図ることができる。
【００７１】
更に、本実施形態では、絞り羽根８ａ〜８ｆ同士、及びカムプレート９と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間に摩擦力が発生し、また、ロータリプレート３とヨーク２，７との間、及びロータリプレート３と絞り羽根８ａ〜８ｆとの間に磁気吸引力による摩擦力が発生する。そして、これらの摩擦力が上記コギングトルクの回転力に抵抗して、ステッピングモータにより高速駆動される絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれを抑制している。これにより、ステッピングモータへの通電を継続することなく、即ち、電池のエネルギーロスを大きくすることなく、絞り羽根８ａ〜８ｆの停止時の位置ずれを抑制して高い絞り口径精度を得ることができる。
【００７２】
なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００７３】
２ 第１ヨーク
３ ロータリプレート
５ａ−１，５ａ−２，５ｂ−１，５ｂ−２ コイル
７ 第２ヨーク
８ａ〜８ｆ 絞り羽根
８ａ−１〜８ｆ−１ ダボ
８ａ−２〜８ｆ−２ ダボ
９ カムプレート
９ａ〜９ｆ カム溝
１３ｂ マグネット部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、
前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、
前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第１ヨークと、
前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第２ヨークと、
フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される磁性材料からなる回転軸を有し、互いに軸方向に重なるように配置される複数の遮光羽根と、
前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、
前記回転軸と前記マグネット部との間に軸方向の磁気吸引力を発生させた状態で、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記第１ヨーク、前記第２ヨーク、前記ロータ、及び前記コイルによりステッピングモータを構成し、
前記複数の遮光羽根の間、及び前記カム部材と前記遮光羽根との間に発生する摩擦力と、磁気吸引力により前記ロータと前記第１ヨーク及び前記第２ヨークとの間、並びに前記ロータと前記遮光羽根との間に発生する摩擦力との合計が、前記ステッピングモータのコギングトルクの回転力より大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記ロータは、前記第１ヨークに回転可能に支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光量調整装置。
【請求項１】
着磁平面が形成された円盤状のマグネット部が同軸に固定されるロータと、
前記マグネット部の径方向外側に配置されるコイルと、
前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第１ヨークと、
前記第１ヨークと反対側の位置で前記マグネット部の着磁平面に対して隙間を介して対向配置されて、前記コイルにより励磁されるステータ磁極部を有し、前記ロータに対して一部が軸方向に当接する第２ヨークと、
フォロア部、及び前記ロータに対して回転可能に支持される磁性材料からなる回転軸を有し、互いに軸方向に重なるように配置される複数の遮光羽根と、
前記遮光羽根の前記フォロア部が摺動可能にカム係合するカム部を有するカム部材と、を備え、
前記回転軸と前記マグネット部との間に軸方向の磁気吸引力を発生させた状態で、前記ロータの回転により、前記フォロア部が前記カム部の軌跡に沿って摺動して、前記遮光羽根が前記回転軸を支点として開閉動作することを特徴とする光量調整装置。
【請求項２】
前記第１ヨーク、前記第２ヨーク、前記ロータ、及び前記コイルによりステッピングモータを構成し、
前記複数の遮光羽根の間、及び前記カム部材と前記遮光羽根との間に発生する摩擦力と、磁気吸引力により前記ロータと前記第１ヨーク及び前記第２ヨークとの間、並びに前記ロータと前記遮光羽根との間に発生する摩擦力との合計が、前記ステッピングモータのコギングトルクの回転力より大きく設定されることを特徴とする請求項１に記載の光量調整装置。
【請求項３】
前記ロータは、前記第１ヨークに回転可能に支持されることを特徴とする請求項１又は２に記載の光量調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２２０７７８（Ｐ２０１２−２２０７７８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７５０２（Ｐ２０１１−８７５０２）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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